一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法技术

本发明专利技术提供一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，包括以下步骤：将各替代指标和成本函数分别作为目标函数建立高维多目标优化模型；求解高维多目标优化模型，得到帕累托最优解集；使用压力驱动分析方法计算帕累托最优解集的可靠性；基于帕累托最优解集，计算每个替代指标与可靠性的相关系数；根据相关系数绘制替代指标衡量效果的图表。本发明专利技术通过运用高维多目标优化模型和压力驱动分析方法，实现快速、准确地比较多个替代指标的衡量效果，避免在比较不同替代指标时需要建立多个优化模型分别进行优化计算和分析的复杂操作，节省优化计算时间和资源，提高比较多个替代指标的效率，使用压力驱动分析方法提高了可靠性评估的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法
本专利技术涉及供水管网领域，更具体地，涉及一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法。
技术介绍
随着城市的发展和扩张，供水管网系统越来越庞大和复杂。在设计阶段，仅仅考虑满足设计规范的最低建造成本这一目标无法保障供水管网系统在事故情况下维持正常供水的性能。因此，最大化供水管网系统的可靠性逐渐成为供水管网设计阶段需要考虑的另一个重要目标。供水管网的可靠性通常指供水管网在异常工况下能够满足用户正常用水需求的能力。然而，直接评估供水管网系统的可靠性往往需要大量的计算。因此，这种方式无法有效解决大型供水管网系统的设计问题。为了简化计算过程和提高评估效率，本领域通常采用替代指标来间接地反映供水管网系统的可靠性。这些替代指标具有概念清晰、计算简便的优势，可以大幅降低供水管网系统可靠性分析的计算成本。目前，供水管网领域可以用于评估系统可靠性的替代指标已超过十种。这些替代指标虽然在一定程度上能够反映供水管网系统的可靠性，但是各类指标对于不同复杂程度的供水管网的衡量效果存在差异，因此有必要比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将各替代指标和成本函数分别作为目标函数建立高维多目标优化模型；/nS2：求解高维多目标优化模型，得到帕累托最优解集；/nS3：使用压力驱动分析方法计算帕累托最优解集的可靠性；/nS4：基于帕累托最优解集，计算每个替代指标与可靠性的相关系数；/nS5：根据相关系数绘制替代指标衡量效果的图表。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将各替代指标和成本函数分别作为目标函数建立高维多目标优化模型；
S2：求解高维多目标优化模型，得到帕累托最优解集；
S3：使用压力驱动分析方法计算帕累托最优解集的可靠性；
S4：基于帕累托最优解集，计算每个替代指标与可靠性的相关系数；
S5：根据相关系数绘制替代指标衡量效果的图表。


2.根据权利要求1所述的一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，包括以下步骤：
S11：选择进行比较的n个替代指标，确定其计算方式；
S12：将选择的每个替代指标分别作为独立的目标函数与供水管网的成本函数建立一个高维多目标优化模型，其包括n+1个目标函数。


3.根据权利要求2所述的一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，所述高维多目标优化模型为



高维多目标优化模型中所有节点的压力水头均满足供水管网中的最小压力水头，式中Cost为供水管网的建造成本，S1，S2，S3…Sn-1，Sn为选择的n个替代指标的计算公式。


4.根据权利要求3所述的一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，求解高维多目标优化模型，使用包括但不仅限于Borg多目标进化算法进行求解，得到帕累托最优解集。


5.根据权利要求4所述的一种快速比较供水管网可靠性替代指标衡量效果的方法，其特征在于，所使用包括但不仅限于Borg多目标进化算法的求解过程包含以下步骤：
S21：设置多目标优化算法的关键参数；
S22：使用不同的随机数种子使用包括但不仅限于Borg多目标进化算法分别对高维多目标优化模型进行优化求解；
S23：将多次独立优化的计算结果进行汇总；

【专利技术属性】
技术研发人员：黄稳，王琦，杨学强，王礼炳，王志红，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44