城市雨水管道的设计方法技术

一种城市雨水管道的设计方法，包括有下列步骤：１．将所掌握的城市降雨原始资料以数据库或文本的形式输入到计算机中；２．调用硬盘中的原始降雨数据到计算机中央处理器ＣＰＵ中进行数据整理；３．对经过初步处理后的数据进行频率分析，得出ｉ－ｔ－Ｐ表；４．通过计算机中央处理器调用“约束稳定收敛加速遗传算法程序”，并对已有的ｉ－ｔ－Ｐ表进行计算，进而推求出城市暴雨强度公式；５．使用已得的暴雨强度公式计算出城市雨水管道的管径。本发明专利技术通过改变以往遗传算法的终止条件，提出了一种改进的推求暴雨强度公式新方法，有效地解决了基本遗传算法存在的收敛速度慢，容易陷入局部最优的问题，并具有收敛速度快、数值稳定性好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是涉及一种采用约束稳定收敛加速遗传算法计算城市雨水管道的管径设计中重要设计参数----城市暴雨强度公式的方法，是对城市暴雨强度公式的传统计算方法的改进，属于市政排水及计算机应用
，可广泛应用于各地区的城市暴雨强度公式的计算及城市雨水管道的管径设计中。
技术介绍
目前城市排水体制的潮流是分流制。即污水和雨水分别由污水管道和雨水管道收集和输送，污水进入城市污水处理厂，雨水直接排入水体。因此，雨水管道设计指导思想是及时、迅速地排除降雨形成的地面径流。据测定城市中的降雨量的90％将形成径流。因此，随着城市发展，雨水径流量将大大增加，如果城市雨水管道的管径设计不当，则雨水径流将不能快速排出，从而给城市建设和人民生活造成损失。作为城市防洪和排水设计的基础依据是暴雨强度预测，其准确与否直接关系到和城市基础设施建设的科学性和经济合理性。而作为暴雨强度预测的核心是城市暴雨强度公式，传统的建立城市暴雨强度公式，一般根据当地气象台(站)自计雨量资料，采用统计计算方法确定，存在着费时费力、准确性差、统计资料多和计算工作量大的缺点。为快速和精确地建立城市暴雨强度公式提供先进可靠的方法，近几年在城市暴雨公式推求中很多人提出了用遗传算法解决参数寻优的一般过程，但大部分人都只重视遗传算法形式，而没有真正地从遗传算法的本质上去考虑问题，而且基本遗传算法收敛速度慢，易陷入局部最优问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，通过对现有用基本遗传算法推求城市暴雨公式的方法进行改进，给出了一种采用约束稳定收敛加速遗传算法推求城市暴雨公式的设计城市雨水管道的方法。本专利技术是在基本遗传算法的基础上，通过改变以往遗传算法的终止条件，构成了一种改进的推求暴雨强度公式新方法，有效地解决了基本遗传算法存在的收敛速度慢，容易陷入局部最优的问题，并具有收敛速度快、数值稳定性好等特点。本专利技术给出的技术方案是这种，包括有下列步骤1.使用能够支持Visual Basic 6.0的计算机，将所掌握的城市降雨原始资料以数据库或文本的形式输入到计算机中并在储存器中保存；2.调用硬盘中的原始降雨数据到计算机内存RAM中，在中央处理器CPU中进行数据整理；3.对经过初步处理后的数据进行频率分析，得出i-t-P表，传达给计算机终端的显示器；4.通过计算机中央处理器调用“约束稳定收敛加速遗传算法程序”，并对已有的i-t-P表进行计算，进而推求出城市暴雨强度公式；5.使用已得的暴雨强度公式计算出城市雨水管道的管径并用计算机终端的打印机输出。为更好的实现本专利技术的目的，当采用约束稳定收敛加速遗传算法程序推求出城市暴雨强度公式时，包括有下列步骤(1).输入参数A1、b、C、n的取值范围；并设定种群规模mc；交叉率pc；变异率pm；(2).设置后一次内循环误差小于前一次内循环误差的连续次数LEF，即计数器的初始值为0；并设置加速遗传进化的次数TT值为0； (3).均匀随机生成参数初始父代种群样本，并规定此进化代数Tc为1；(4).计算父代种群样本的适应度SYD和累积概率，并按照累积概率选择新一代个体；(5).计算新一代个体的适应度SYD(1)，并与父代种群样本的适应度SYD进行比较；(6).结果为是，则把新一代个体的适应度SYD(1)赋值给父代种群样本的适应度SYD，并令二者代数连续接近的次数LTC为0；(7).判断家属参数遗传进化的次数TT的值是否大于25代；(8).结果为是，则计算该参数下的暴雨强度公式的误差EF；(9).判断公式计算误差EF是否大于前一次的计算误差EF0；(10).结果为是，则把计数器LEF的值加1，并判断LEF是否大于10；(11).结果为是，则结果符合要求，返回参数值A1、b、C、n以及城市暴雨强度公式，结束；(12).步骤(5)的结果为否，则令代数连续接近的次数LTC值加1，并判断LTC值是否大于10代；(13).结果为是，则进入步骤(8)的开始端；结果为否，则把加速遗传进化的次数TT值加1；(14).杂交生成下一代个体种群，并对此种群做变异操作，再判断进化代数Tc是否为2；结果为是，则选择10个最优秀的个体，再与另外10个优秀个体组成新的参数变化空间，进入步骤(3)的开始端；步骤(14)的结果为否，则选择最优秀的10个个体，返回步骤(4)的开始端；步骤(7)的结果为否，则进入步骤(13)的开始端；步骤(9)的结果为否，则把公式计算误差EF赋值给前一次的计算误差EF0，并重设计数器LEF为0，返回步骤(3)的开始端；步骤(10)的结果为否，则返回步骤(3)的开始端。本专利技术的原理是提出了内、外循环处于约束稳定收敛作为算法的终止条件。内循环约束稳定收敛是指前一代种群的平均适应度与后一代种群的平均适应度接近的连续次数超过预先设定值，或遗传进化的代数超过预先设定值终止条件；外循环约束稳定收敛是指把多次内循环结果的误差进行比较，当后一次内循环误差小于前一次内循环误差的连续次数超过预先设定值时，退出程序，并将该次内循环的结果作为问题的最优解。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是在基本遗传算法的基础上，通过改变以往遗传算法的终止条件，提出了一种改进的推求暴雨强度公式新方法，有效地解决了基本遗传算法存在的收敛速度慢，容易陷入局部最优的问题，并具有收敛速度快、数值稳定性好等特点。附图说明图1为本专利技术给出实施例的工艺流程图；图2为图1中采用约束稳定收敛加速遗传算法程序推求出城市暴雨强度公式时的程序框图。图中判断选择部分的箭头方向，横向表示否，竖向表示是。具体实施例方式如图1所示，这种，包括有下列步骤1.使用能够支持Visual Basic6.0的计算机，将所掌握的城市降雨原始资料以数据库或文本的形式手动输入到计算机中，并在硬盘中储存，根据原始降雨资料年数的不同来决定硬盘剩余空间的大小，一般不小于20M；2.调用硬盘中的原始降雨数据到计算机内存RAM中，应用计算机本身的数据处理功能，在中央处理器CPU中进行数据整理，由于运算速度的需要，原则上要求奔腾三以上的处理器；3.对经过初步处理后的数据进行频率分析，得出i-t-P表，传达给计算机终端的显示器，并将i-t-P表存储到硬盘中，以备使用；4.通过计算机中央处理器调用“约束稳定收敛加速遗传算法程序”，并对已有的i-t-P表进行计算，进而推求出城市暴雨强度公式，并将所得数据在硬盘中做备份；5.使用已得的暴雨强度公式计算出城市雨水管道的管径，并用计算机终端的打印机输出。如图2所示，当采用约束稳定收敛加速遗传算法程序推求出城市暴雨强度公式时，包括有下列步骤(1).输入参数A1、b、C、n的取值范围；并设定种群规模mc；交叉率pc；变异率pm；(2).设置后一次内循环误差小于前一次内循环误差的连续次数LEF，即计数器的初始值为0；并设置加速遗传进化的次数TT值为0；(3).均匀随机生成参数初始父代种群样本，并规定此进化代数Tc为1；(4).计算父代种群样本的适应度SYD和累积概率，并按照累积概率选择新一代个体；(5).计算新一代个体的适应度SYD(1)，并与父代种群样本的适应度SYD进行比较；(6).结果为是，则把新一代个体的适应度SYD(1)赋值给父代种群样本的适应度SYD，并令二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市雨水管道的设计方法，其特征在于包括有下列步骤：①．使用能够支持ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０的计算机，将所掌握的城市降雨原始资料以数据库或文本的形式输入到计算机中并在储存器中保存；②．调用硬盘中的原始降雨数据到 计算机内存ＲＡＭ中，在中央处理器ＣＰＵ中进行数据整理；③．对经过初步处理后的数据进行频率分析，得出ｉ－ｔ－Ｐ表，传达给计算机终端的显示器；④．通过计算机中央处理器调用“约束稳定收敛加速遗传算法程序”，并对已有的ｉ－ｔ－Ｐ表进 行计算，进而推求出城市暴雨强度公式；⑤．使用已得的暴雨强度公式计算出城市雨水管道的管径并用计算机终端的打印机输出。

【技术特征摘要】
1.一种城市雨水管道的设计方法，其特征在于包括有下列步骤①.使用能够支持Visual Basic 6.0的计算机，将所掌握的城市降雨原始资料以数据库或文本的形式输入到计算机中并在储存器中保存；②.调用硬盘中的原始降雨数据到计算机内存RAM中，在中央处理器CPU中进行数据整理；③.对经过初步处理后的数据进行频率分析，得出i-t-P表，传达给计算机终端的显示器；④.通过计算机中央处理器调用“约束稳定收敛加速遗传算法程序”，并对已有的i-t-P表进行计算，进而推求出城市暴雨强度公式；⑤.使用已得的暴雨强度公式计算出城市雨水管道的管径并用计算机终端的打印机输出。2.根据权利要求1所述的城市雨水管道的设计方法，其特征在于当采用约束稳定收敛加速遗传算法程序推求出城市暴雨强度公式时，包括有下列步骤(1).输入参数A1、b、C、n的取值范围；并设定种群规模mc；交叉率pc；变异率pm；(2).设置后一次内循环误差小于前一次内循环误差的连续次数LEF，即计数器的初始值为0；并设置加速遗传进化的次数TT值为0；(3).均匀随机生成参数初始父代种群样本，并规定此进化代数Tc为1；(4).计算父代种群样本的适应度SYD和累积概率，并按照累积概率选择新一代个体；(5).计算新一代个体的适应度SYD(1)，并与父代种群样本的适应度SYD进行比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅金祥，林齐，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]