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随着国家经济高速发展与社会不断进步,很多城市的老旧给水管网已经不能满足日益增长的用水量和水压需求,而在有限的管网建设与改造投资费用下,其管网的可靠性得不到保证,管网的经济性与可靠性之间存在着互相制约的关系,因此城市给水管网多目标优化设计成为了亟需解决的问题。本文在系统分析影响给水管网水力可靠性的有关因素及其表征方法的基础上,提出了一种基于管网节点压力模糊关系、管网节点需水量权重、管网环路均匀性三方面因素的水力可靠性指标,并综合水力可靠性指标和经济性指标构建了给水管网多目标优化模型。为求解给水管网多目标优化模型,选取多目标蜜蜂交配优化(Multi objective Honey Bee Mating Optimization,MOHBMO)算法进行求解。针对其局部搜索能力较弱,Pareto前沿分布不均匀等问题,设计了一种加入蝙蝠算子的多目标蜜蜂交配优化(Bat Algorithm-Multi objective Honey Bee Mating Optimization,BAMOHBMO)算法。BA-MOHBMO算法通过引入蝙蝠算子提高算法局部搜索能力,引入小生境选择策略来提高Pareto前沿的分布均匀性。通过schaffer函数、Rastrigin函数、Griewank函数测试BA-MOHBMO算法收敛性能,与MOHBMO算法相比,在求得函数的最小值所用的迭代次数方面明显更少,收敛能力更强,证明了BA-MOHBMO算法的优越性。详细论述了BA-MOHBMO算法求解给水管网多目标优化模型的步骤,并用BA-MOHBMO算法求解双环管网和Hanoi管网多目标优化模型得到Pareto前沿,仿真结果验证了BA-MOHBMO算法应用于给水管网多目标优化问题的可行性及优势。在构建实际城市给水管网水力模型基础上,分析其现状管网的存在问题,选取研究区域内管网作为多目标优化设计的研究对象,将BA-MOHBMO算法应用于实际给水管网优化改造工程项目中。优化结果表明,经该算法求解得到的Pareto前沿分布更为均匀,目标函数值更优;依据优化结果提出一种改造方案,方案中城市管网管段单位水头损失下降了81.32%,低压区内节点数量下降了76.06%,管网整体平均压力由12.59m提升至32.16m,控制点节点压力由2.64m提升至25.01m。该方案可以为城市给水管网优化改造工程提供参考。