遺傳算法在管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：介紹了一種較新的工程優(yōu)化算法———遺傳算法，將其引入管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，增強(qiáng)了管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)合理性。
關(guān)鍵詞：最優(yōu)化；遺傳算法；管網(wǎng)

遺傳算法原理及用于管網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算的特點(diǎn)遺傳算法是一種模擬生物學(xué)中基因遺傳和自然選擇而提出的并行隨機(jī)優(yōu)化算法。在遺傳算法中，先建立工程優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，將問(wèn)題的所有決策變量編碼，稱為一個(gè)基因。多個(gè)基因形成一個(gè)有限長(zhǎng)的編碼串，稱為染色體。其對(duì)應(yīng)的表現(xiàn)型即個(gè)體，都對(duì)應(yīng)于優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)可行解，一組個(gè)體組成一代種群。優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)作為種群所處的環(huán)境，可以得出每個(gè)個(gè)體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)度，由適應(yīng)度決定該個(gè)體生存的概率。搜索時(shí)先隨機(jī)產(chǎn)生一定數(shù)量的原始種群，從這些種群開始，模擬進(jìn)化過(guò)程。按每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度依概率進(jìn)行優(yōu)勝劣汰，從而使適應(yīng)度高的個(gè)體生存下來(lái)。再利用交換、變異等遺傳手段，使這些種群的優(yōu)良特性得以遺傳并保留到下一代。如此“選擇3 交換3 變異3 再選擇”循環(huán)往復(fù)，使各代的優(yōu)良基因成分逐漸積累，種群的平均適應(yīng)度和最優(yōu)個(gè)體適應(yīng)度不斷上升，直到迭代過(guò)程趨于收斂，從而求得一組最優(yōu)種群。其用于管網(wǎng)優(yōu)化計(jì)算的特點(diǎn)如下。