城市污水管网优化设计及其决策系统研究

分类号密级UDC编号南华大学硕士学位论文城市污水管网城市污水管网优化优化设计设计及其及其决策决策系统研究系统研究研究生姓名：陈胜兵指导教师姓名、职称：娄金生教授学科、专业名称：市政工程研究方向：给排水系统优化与智能控制二○○六年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南华大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：年月日关于学位论文使用授权说明本人同意南华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保留学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：年月日I摘要在市政与环境工程建设中，城市污水管网所占总投资的比例很大。对污水管网进行优化设计，寻求满足各种技术条件，且能使整个系统的敷设或运营费用最低的设计方案，不仅具有重要的理论和应用价值，而且具有明显的经济和社会效益。本文基于街区道路和相关地理信息，建立了城市污水管网系统布置的双向网络图模型，并用改进的Dijkstra算法求得污水管网的系统布置方案。在此基础上，通过建立污水管网水力计算的基本数学模型，综合运用直接优化法的基本思想，提出可行的最优敷设方式，并以系统提供的管网动态信息作为决策依据，对可行敷设方案进行取舍，为污水管网的全局优化提供了一种有效的方法。同时，本文还利用VB语言开发了以优化技术为核心的污水管网优化决策系统，依据管网图论并利用遍历树算法，对污水管网设计的层次关系进行拓扑排序，能自动完成管网基础信息的提取和整个管网的优化设计，适用复杂的城市污水管网的优化设计。最后，将研究成果应用于实际工程设计，结果表明本文提出的优化方法及其系统软件的可行性和实用性。关键词：污水管网，管网图论，最短路径法，直接优化法，遍历树算法IIStudyonOptimalDesignandDecisionSystemoftheUrbanSewagePipeNetworkAbstract：Inthemunicipalandenvironmentalengineeringconstruction,urbansewagepipenetworkaccountsforalargeproportionofthetotalinvestment.Makingaoptimizeddesignaccordingtothesewagepipenetwork,andseekingtheeconomicandreasonabledesignscheme,hastheextremelyvitalsignificance.Thisarticlebasedonroadofblockandgeographicalinformation,hasestablishedthenetworkmodeloftheurbansewagesystem,andobtainscollocationschemebytheimproveddijkstraalgorithm.Onthisbase,thearticlehasalsoestablishedthemathematicmodelofpipenetworkhydrauliccalculation,andobtainstheconclusionuseddirectoptimizationmethodandmakeschoiceaccordingtopipenetworkinformationwhichsystemoffered,thenaffordsaneffectivemethodforglobaloptimizationofthesewagepipenetwork.Meanwhile,thesewageoptimizeddecisionsystemiscompiledusesVBlanguagewhichbasedontechniqueofoptimization，accordingtopipenetworkgraphtheorytoestablishandtraversaltree-algorithmtosortofforthesewagenetworkrelationship,automaticallycompletepick-upofbasicinformationofnetworkandmakeoptimizeddesignofentirenetwork,whichsuitfordesigncalculati