【摘要】：相比傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)，管道灌溉技術(shù)能夠節(jié)約土地、減小水量損失、適應更多的地質(zhì)、地形情況以及便于機耕和擴大灌溉面積等許多優(yōu)點。但是，管道系統(tǒng)的規(guī)劃、設計內(nèi)容復雜，需要大量的材料及設備，導致其需要較高的一次性投入。因此進行管網(wǎng)的優(yōu)化布置以及優(yōu)化設計對節(jié)約投資，降低耗能，促進灌溉理論及技術(shù)發(fā)展都有著極強的現(xiàn)實意義。 對于單水源重力式灌溉供水管網(wǎng)優(yōu)化布置問題，本文先根據(jù)經(jīng)驗將管網(wǎng)概化成有向連接圖，然后利用整數(shù)編碼進行管網(wǎng)布置代碼和各個管段管徑代碼的編寫，同時設計了相應的優(yōu)化遺傳算法，包括：編碼、解碼、目標函數(shù)、適應度函數(shù)設計、管段流量推求方法、遺傳算子設計等等內(nèi)容。并將該方法運用于《中寧縣紅梧山高效節(jié)水灌溉工程》中灌溉Ⅱ區(qū)以管網(wǎng)投資最小為目標函數(shù)的管網(wǎng)優(yōu)化布置優(yōu)化問題。通過與原管網(wǎng)布置方案的對比，本優(yōu)化布置方法能夠得到比較優(yōu)化的管網(wǎng)布置方案，同時將管材投資降低了5.7%。 此外，本文還將輪灌的工作制度與管網(wǎng)優(yōu)化設計結(jié)合起來，研究了確定水泵型號情況下機壓管網(wǎng)的優(yōu)化設計方法。以管網(wǎng)投資最小為目標函數(shù)，探討在不同輪灌組劃分情況下管網(wǎng)的優(yōu)化問題。以人工經(jīng)驗進行初始輪灌組的劃分，然后將初始輪灌組以及管徑組合方案進行整數(shù)編碼，利用遺傳算法進行優(yōu)化設計。在遺傳算子設計時，針對染色體中不同部分(輪灌組劃分整數(shù)編碼段以及管徑組合整數(shù)編碼段)設計了交叉算子和變異算子，保證生成個體對應的是管網(wǎng)設計的可行解。最后將這種方法應用于紅梧山項目中灌溉Ⅱ區(qū)中的小區(qū)Ⅱ-5管網(wǎng)優(yōu)化設計中，成功使管材投資減少了9.1%，并得到優(yōu)化的輪灌組劃分方案以及對應的管徑組合方案。實現(xiàn)了輪灌組劃分以及各個管段管徑的同步優(yōu)化。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S274
【圖文】：

第二章 遺傳算法及2.1 引言早在上世界 50 年代就有部分科學家開傳算法的雛形，這些‘系統(tǒng)’大都遵循‘物遺傳算法只能依靠變異而沒有交差來產(chǎn)生新慢。直到上世紀 60 年代，美國的 Holland 提串位編碼技術(shù)，才使得這種方法有所突破。優(yōu)化以及機器學習問題當中，并正式定名為的編碼技術(shù)和簡單有效的遺傳操作，這為其的遺傳算法概念也被沿用至今。三十多年來成熟，并得到了蓬勃發(fā)展，各種以遺傳算法傳算法已經(jīng)在過程控制、機器學習、經(jīng)濟預2.2 遺傳算法的概念及基本原理

(2)多點交叉多點交叉中，交叉位置可以無重復隨機選擇，在交叉點間的變量有間隔的相互交換，產(chǎn)生兩個新的后代。但是在第一位變量與第一個交叉點之間不做變化。如圖 2-3 所示。圖 2-2 單點交叉Figure2-2 One-point crossover圖 2-3 多點交叉Figure2-3 Multipoint crossover

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 劉子沛;;用離散管徑的動態(tài)規(guī)劃法優(yōu)化樹狀管網(wǎng)[J];噴灌技術(shù);1986年03期

2 蔣履祥;;噴灌管網(wǎng)系統(tǒng)的管徑優(yōu)化設計[J];噴灌技術(shù);1989年01期

3 周榮敏,林性粹;應用單親遺傳算法進行樹狀管網(wǎng)優(yōu)化布置[J];水利學報;2001年06期

本文編號：2712769