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流体管网在同常的生产和生活中起着十分重要的作用,流体管网的拓扑结构不仅决定着前期的投资成本,而且关系到后期的运营成本,因此流体管网的拓扑结构研究备受人们重视。流体网络拓扑结构的优化,以节省投资,保证有效、可靠的管网运行为目的。本文主要体现在以下几个方面: (1)首先介绍了几种常见的流体网络的拓扑结构,并分析丁其优缺点;然后介绍了拓扑结构优化的传统算法(主要介绍了Dijkstra算法和Prime算法)和智能算法(单亲遗传算法)的基本原理以及具体的步骤,并对单亲遗传算法进行了详细的介绍,主要包括编码方式,遗传算子,初始种群,适应度函数,遗传控制策略。同时给出了流体管网拓扑结构的静态和动态评价指标,为了评价网络的可靠性,给出了从不同角度计算系统可靠度的计算公式。 (2)介绍了管网系统单元的数学模型,在管元模型中,给出了包含节点高度差信息的计’算公式,还考虑了不同状态下压力的变化对其管元流量的影响,在使用达西公式进行压损计算时带入实际的可用流量计算,使得它们的计算结果更加精确;在节点模型中使用流量平衡方程。为了评估备份网络时连接管段的造价成本,给出了考虑高度差的造价公式,使得对成本的把握更加准确。在双网互为备份拓扑优化中,给出了详细的步骤,具有很强的可操作性,并用两个并行运行的网络进行仿真分析,该方法提高管网系统整体性能,并给出了实际可行的连接方案。 (3)以大庆油Ffl供水管网图为优化对象,首先介绍了’系列的简化原则,把复杂的网络拓扑图进行适当的简化。再根据区域划分原则,把大的供水网络划分戒几个独立的小的分区网络,然后应用单亲遗传算法对各个分区网络进行单独的拓扑优化,在优化前介绍了数据的存储方式,适应度,编码方法和初始种群的生成过程。优化完成之后要通过反演计算对各个管段的压力进行验证,看是否满足管段的承压极限。为了增加系统的整体供水可,靠性,要使用互为备份拓扑优化方法把独立的分区连接起柬,连接后分区之间互为备份,当分区出现故障或供应不足时由备份网络为其提供一部分供应能力,尽可能的减小系统故障对系统造成的影响。 (4)大庆油田供水管网图优化完成后,要用一定的拓扑性能评价指标对优化后的拓扑图进行拓扑性能分析。最后,对本文的工作进行了概括,并给出了以后需要更深研究的内容。