| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第10页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 城市给水管网优化方法研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 传统的确定性数学优化方法 | 第11-13页 |
| 1.2.2 现代随机性优化方法 | 第13-16页 |
| 1.3 研究内容和创新点 | 第16-18页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第16页 |
| 1.3.2 创新点 | 第16-17页 |
| 1.3.3 技术路线 | 第17-18页 |
| 2 城市需水量预测模型 | 第18-34页 |
| 2.1 生活需水量的预测 | 第19-29页 |
| 2.1.1 用水定额法 | 第19-20页 |
| 2.1.2 时间序列预测法 | 第20-21页 |
| 2.1.3 人工神经网络模型预测方法 | 第21-22页 |
| 2.1.4 灰色模型预测方法 | 第22-24页 |
| 2.1.5 改进的灰色预测GM(1,1)模型 | 第24-26页 |
| 2.1.6 生活需水量预测结果及比较 | 第26-29页 |
| 2.2 工业需水量预测 | 第29-30页 |
| 2.2.1 增长率预测法 | 第29页 |
| 2.2.2 万元产值指标法 | 第29-30页 |
| 2.2.3 重复利用率提高法 | 第30页 |
| 2.2.4 工业需水量预测 | 第30页 |
| 2.3 其他需水量预测 | 第30-31页 |
| 2.4 城市供水管网的总需水量 | 第31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-34页 |
| 3 给水管网多目标优化模型 | 第34-58页 |
| 3.1 给水管网水力学基础方程 | 第34-38页 |
| 3.1.1 节点连续性方程 | 第34-35页 |
| 3.1.2 能量方程和水头损失 | 第35-38页 |
| 3.2 给水管网水力学计算 | 第38-44页 |
| 3.2.1 节点流量的计算 | 第38-39页 |
| 3.2.2 初始流量的分配 | 第39-40页 |
| 3.2.3 水力计算求解方法 | 第40-44页 |
| 3.3 水力可靠度计算模型 | 第44-46页 |
| 3.3.1 节点可利用水量 | 第44-46页 |
| 3.3.2 节点可靠度 | 第46页 |
| 3.3.3 管网水力可靠度 | 第46页 |
| 3.4 水质可靠度计算模型 | 第46-52页 |
| 3.4.1 节点余氯计算 | 第47-48页 |
| 3.4.2 管网水质熵模型 | 第48-49页 |
| 3.4.3 管网水质可靠度 | 第49-52页 |
| 3.5 经济费用目标函数 | 第52-53页 |
| 3.5.1 管网建设费用 | 第52页 |
| 3.5.2 输水泵站动力费 | 第52-53页 |
| 3.6 优化模型目标函数及约束条件 | 第53-57页 |
| 3.6.1 优化模型的约束条件 | 第53-54页 |
| 3.6.2 目标函数的多目标优化求解 | 第54-56页 |
| 3.6.3 优化模型的目标函数 | 第56-57页 |
| 3.7 本章小结 | 第57-58页 |
| 4 基于改进PSO‐DE混合算法的模型计算 | 第58-74页 |
| 4.1 粒子群算法（PSO） | 第58-62页 |
| 4.1.1 原始粒子群优化算法 | 第58-60页 |
| 4.1.2 标准粒子群优化算法 | 第60-62页 |
| 4.1.3 粒子群算法的改进 | 第62页 |
| 4.2 差分进化算法（DE） | 第62-65页 |
| 4.2.1 差分进化算法原理和流程 | 第62-64页 |
| 4.2.2 差分进化参数自适应策略 | 第64-65页 |
| 4.3 混合粒子群-差分进化算法及改进 | 第65-67页 |
| 4.3.1 NFL定理 | 第65页 |
| 4.3.2 PSO-DE算法思路 | 第65-67页 |
| 4.3.3 信息交互学习机制 | 第67页 |
| 4.4 基于改进PSO-DE混合算法的给水管网优化设计 | 第67-72页 |
| 4.4.1 优化设计步骤 | 第68-69页 |
| 4.4.2 数值编码方式 | 第69-70页 |
| 4.4.3 管网信息的矩阵表达 | 第70-71页 |
| 4.4.4 算法参数 | 第71-72页 |
| 4.4.5 算法的MATLAB实现 | 第72页 |
| 4.5 本章小结 | 第72-74页 |
| 5 工程实例 | 第74-94页 |
| 5.1 工程概况 | 第74-76页 |
| 5.1.1 城市概况 | 第74页 |
| 5.1.2 自然情况 | 第74-75页 |
| 5.1.3 水量水质情况 | 第75-76页 |
| 5.2 管网信息及相关参数确定 | 第76-83页 |
| 5.2.1 管网设计规模 | 第76-78页 |
| 5.2.2 管网布置 | 第78-80页 |
| 5.2.3 优化模型相关参数 | 第80-83页 |
| 5.3 基于改进PSO-DE混合算法的多目标管网优化模型 | 第83-85页 |
| 5.3.1 多目标管网优化模型 | 第83-84页 |
| 5.3.2 节点和管段信息 | 第84-85页 |
| 5.4 计算结果与比较 | 第85-92页 |
| 5.4.1 管道流量比较 | 第85-86页 |
| 5.4.2 节点水压比较 | 第86-87页 |
| 5.4.3 消防和事故校核 | 第87-89页 |
| 5.4.4 泵站选型和运行费用 | 第89-90页 |
| 5.4.5 费用比较及费用分析 | 第90-92页 |
| 5.4.6 管网可靠性比较 | 第92页 |
| 5.5 本章小结 | 第92-94页 |
| 6 结论和建议 | 第94-96页 |
| 6.1 结论 | 第94页 |
| 6.2 建议 | 第94-96页 |
| 致谢 | 第96-98页 |
| 参考文献 | 第98-106页 |
| 附录 | 第106-110页 |
| A. 灰色评价预测MATLAB主程序S | 第106-109页 |
| B. 提取管段端点坐标的Auto Lisp程序 | 第109-110页 |