水是不可代替的,城市供水牵动着各行各业、千家万户,所以一直是城市经济发展和人民生活的重要基础设施,具有极其重要的地位. 城市给水系统是由取水、净水和输配水三个有机部分构成的,给水管网是其重要组成部分,它担负着把水安全可靠地输配到用户,并满足用户对水量、水压和水质的要求,管网部分的投资占整个工程投资的70﹪左右.新颁布的饮用水水质标准不仅对水质的要求更加严格,而且要求水质在用户终端达标.与发达国家相比,我国在供水管网调度与管理的研究方面进步是明显的,但考虑水质安全下的管网调度与管理的研究则处于比较滞后的状态.我国多数城市的给水管网能耗高、事故多、水质安全性较低. 本文针对供水管网运行管理的现状和这一问题解决的迫切性,应用人工智能、系统优化与管理学的理论,在总结分析国内外研究成果的基础上,对供水管网运行中所涉及到的主要问题作了深入研究.力求建立比较完善的管网在线监测与管理系统,对主要水质指标建模和进行预测,并在综合考虑供水经济性和水质安全性的同时进行管网优化调度,为我国城市供水信息管理与调度的研究做出新贡献. 供水管网在线监测与管理信息系统是城市供水系统调度优化的重要依据,直接影响到供水系统的运行效益和水质安全.作者选取了南方某市的供水管网为研究对象.建立了管网在线监测与管理系统.该系统可以对管网的主要水力、水质参数进行24小时实时监测,不仅能及时了解管网各监测点水量、水压的变化,以便及时调度泵站进行供水,而且能及时反映管网水质变化,对净水工艺和管网调度起着指导作用. 本文系统介绍了建立管网水质统计模型的方法:多元回归、人工神经网络、支持向量机的理论、特点以及使用方法.支持向量机是20世纪90年代中期提出的一种小样本通用的学习算法.近年来,因其在理论研究和算法实现方面都取得了突破性进展,而表现出许多优于已有方法的性能.作者在大量的试验数据的基础上,用三种方法分别对管网人工监测系统、在线监测与人工耦合系统建立了管网余氯预测模型,预测精度较好,初步说明方法是可行的. 本文总结、借鉴了国内外城市供水管网运行状态模拟的方法.基于宏观模型建模理论,结合我国城市供水管网特点,用支持向量机的方法提出了管网性能宏观模型,经考核表明:这种宏观模型能很好的模拟管网运行状态下的主要水力参数,其计算精度和计算时间均达到满意程度. 在以上研究的基础上,综合考虑运行经济因素和供水水质安全因素,应用最优化的理论与方法,对以往的供水管网优化调度模型进行了改进,加入了水质影响因素,考虑了管网水力停留时间,建立了供水系统的多目标混合变量的优化调度模型,并采用非线性模型求解软件Lingo求解,这对给水行业不仅具有重要的理论意义,而且具有宏观的经济效益.