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基于GIS的城市雨水管网多目标优化设计研究

发布时间:2018-04-09 13:22

  本文选题:雨水管网 切入点:GIS 出处:《合肥工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着城市化进程的加快,雨水管网规模的持续扩大,其管理难度越来越大,对安全性的要求也越来越高;我国的不少城市在汛期都不同程度的遭受内涝,而城市雨水管网作为城市排涝的重要组成部分,承担着及时排除城市降雨的责任,因此,研究设计经济、安全可靠的雨水管网系统具有重要意义。首先介绍了雨水管网数据库系统,通过GIS对雨水管网的空间数据及属性数据进行存储和管理,实现了图形界面管理、管网管理、数据分析和优化设计四个功能模块,为后序的雨水管网的水力模型建立及管网的多目标优化模型的求解提供可靠的数据支持,并将优化设计的结果返回GIS窗口中。建立了基于管网年费用、脆弱度和溢流量的雨水管网多目标优化模型。通过管网年费用表示其经济性,脆弱度表示其水力性能,溢流量表示城市内涝情况。采用约束法,对脆弱度及溢流量值进行约束后,通过遗传算法进行求解。将本文中所采用的多目标优化模型应用于实际算例中,采用MATLAB语言编写优化计算程序,将优化计算结果同常规设计方案之间进行比较。案例分析表明,设计方案在经济性、可靠性和安全性方面均能够得到保障,充分说明多目标优化模型在雨水管网设计中是实用和有效的。
[Abstract]:Along with the city to speed up the process of rainwater pipe network, the continued expansion of the scale, the management is more difficult for the security requirements are also increasing; many city of our country have different degrees of suffering in the flood and waterlogging, city rainwater pipe network as an important part of city drainage, undertakes the timely elimination of city rainfall therefore, economic responsibility, study design, has important significance of rainwater pipe network system is safe and reliable. This paper first introduces the rainwater pipe network database system to store and manage the GIS spatial data and attribute data of rainwater pipe network, to achieve a graphical interface management, network management, data analysis and optimization design of four functional modules, solution a multi-objective optimization model for hydraulic model of order of rainwater pipe network construction and pipeline to provide reliable data support, and the optimization design results of the return GIS window was established. Net annual cost based on the multi-objective optimization model of vulnerability and overflow rainwater pipe network. Through the network cost said its economy, said the vulnerability of the hydraulic performance, flow. The said city waterlogging vulnerability and the constraint method, flow value constraints, is solved by the genetic algorithm in optimization. A practical example of multi-objective model application will be used in this article, using MATLAB language optimization calculation program, we also compare the optimization results with the conventional design. The case analysis shows that the design scheme in economy, reliability and safety are guaranteed, fully explain the multi-objective optimization model in rainwater pipe network the design is practical and effective.

【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU992

【参考文献】

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本文编号:1726606

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