改进的给水管网节点K均值空间聚类

第49卷第11期2015年11月浙江大学学报(工学版)JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Vo1．49NO．11NOV．2O15DO1：10．3785／j．issn．1008—973X．2015．11．013改进的给水管网节点K均值空间聚类柳景青，郭东进，叶萍(1．浙江大学建筑工程学院市政工程研究所浙江杭州310058；2．嘉源给排水有限公司浙江嘉兴314000)摘要：利用自适应精英保留遗传算法优选初始聚类中心，信息熵确定属性权重改进K均值空问聚类，应用于给水管网节点聚类．实例验证表明，改进的K均值空间聚类方法在聚类精度、稳定性、耗时、权重计算方面具有明显的优越性：相对于传统的K均值空间聚类，自适应精英保留策略遗传算法和信息熵确定权重的K均值空间聚类得到的类内距离均值和标准差分别由6．92＼1．06下降至4．39＼0，聚类精度和稳定性均有较大程度提高；普通遗传算法、自适应精英保留策略遗传算法和模拟退火遗传算法优化的K均值空间聚类消耗时间分别为342、123、383S，自适应精英保留策略遗传算法消耗时间最短；管网拓扑图表明，信息熵权重能客观计算属性权重，结果更加合理．关键词：给水管网；节点；K均值空间聚类中图分类号：TU990．3文献标志码：A文章编号：1008—973X(2015)11—2128—07ImprovedKaveragespatialclusteringmethodfornodesofwaterdistributionsystemLIUJing—qing，GUODong-jin，YEPing(1．DepartmentofCivilEngineering，ZejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．JiaYuanWaterSupplyandSewerageCompany，Jiaxing314000，China)Abstract：Theadaptiveelitistgeneticalgorithmwasintroductedtooptimizethechoiceoftheinitialclustercenters．Theinformationgentropywascombinedtoobjectivelydeterminetheattributes’weights，whichcanimproveK—averagespatialclusteringfornodesofwaterdistributionsystem．ThecasestudyprovethatadaptiveelitistgeneticalgorithmKaveragespatialclusteringhasobviousadvantagesinclusteringaccura—cy，stability，elapsedtimeandweightchoice．RelativetotraditionalK—averagespatialclustering。theaver—agevalueandstandarddeviationofinner—classdistanceresultingfromadaptiveelitistgeneticalgorithmKaveragespatialclusteringrespectivelydecreasefrom6．92＼1．06to4．39＼0．Theclusteringaccuracyandstabilitycanbeapparentlyimproved．ElapsedtimeofgeneticalgorithmKaveragespatialclustering，adap—tiveelitistgeneticalgorithmKaveragespatialclusteringandsimulatedannealinggeneticalgorithmKaver—agespatialclusteringwererespectively342，123，383S，ElapsedtimeofadaptiveelitistgeneticalgorithmKaveragespatialclusteringistheshortestamongthethreemethods；Networktopologyshowsthattheinfor—marionentropycanobjectivelydetermineattributes’weights，andtheresultismorereasonable．Keywords：waterdistributionsystem；nodes；k—averagespatialclustering城市给水管网