[发明专利]一种针对复杂雨水管网的快速多目标工程优化设计方法

摘要

本发明提供一种针对复杂雨水管网的快速多目标工程优化设计方法，包括：选定暴雨强度公式及其参数，给定暴雨重现期，选取典型降雨过程曲线；建立雨水管网水力模型，并将降雨过程曲线导入模型中的降雨模块；确定充满度解集；计算雨水管网的管径，调整计算管径，确定雨水管网初始优化设计方案集，建立雨水管网多目标优化模型，启动优化算法，以快速获得雨水管网帕累托优化解集。本发明具有原创性，是对雨水管网优化设计研究领域的一个重要补充，可为城市内涝防控和海绵城市建设提供了重要的技术支撑，因此具有很好的推广和实际工程应用价值。

主权项

1.一种针对复杂雨水管网的快速多目标工程优化设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)根据雨水管网所在地区选定其对应的暴雨强度公式及其参数，并根据给定的暴雨重现期P，从降雨历史记录数据选取与之相对应的典型降雨过程曲线；(2)建立雨水管网水力模型，并将步骤(1)中的降雨过程曲线导入该模型中的降雨模块；(3)确定充满度解集E，可表达如下：E＝[e1,e2,...,en]T                            式1式中，ei为管道设计充满度，取值范围为0.6～1，i＝1,2,…,n，表示n个不同的设计充满度；(4)根据步骤(1)的推理公式参数及确定的管网布局，计算管道设计流量Q，进而通过管道非满流水力计算公式，为每一个设定的充满度ei计算雨水管网中每一根管道的管径dk(ei),k＝1,2,…,K(K为雨水管道总数),结果可用公式表达如下：ψ(ei)＝[d1(ei),d2(ei),...,dk(ei)]T                    式2式中ψ(ei)为设计充满度ei时优化管径设计方案；(5)采用adjust函数对ψ(ei)中dk(ei)调整为其最接近的工程管径，表达如下：S(ei)＝adjust{ψ(ei)}                        式3(6)确定雨水管网初始优化设计方案集。循环步骤(4)和(5)直到充满度解集E的所有值完成计算，即可获得在不同设计充满度下的雨水管网优化设计方案集，可表达为：S＝{S(e1),S(e2),...,S(en)}                      式4(7)建立雨水管网多目标优化模型；(8)将步骤(6)中初始优化管径解集作为步骤(7)中优化算法的初始种群，启动优化算法，以快速获得雨水管网帕累托优化解集。