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遗传算法在管网优化设计中的应用
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2009-01-09
麻酱
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摘要：介绍了一种较新的工程优化算法———遗传算法，将其引入管网优化设计计算，增强了管网设计方案的经济合理性。
关键词：最优化；遗传算法；管网
遗传算法原理及用于管网优化计算的特点遗传算法是一种模拟生物学中基因遗传和自然选择而提出的并行随机优化算法。在遗传算法中，先建立工程优化问题的数学模型，将问题的所有决策变量编码，称为一个基因。多个基因形成一个有限长的编码串，称为染色体。其对应的表现型即个体，都对应于优化问题的一个可行解，一组个体组成一代种群。优化问题的目标函数作为种群所处的环境，可以得出每个个体对环境的适应度，由适应度决定该个体生存的概率。搜索时先随机产生一定数量的原始种群，从这些种群开始，模拟进化过程。按每个个体的适应度依概率进行优胜劣汰，从而使适应度高的个体生存下来。再利用交换、变异等遗传手段，使这些种群的优良特性得以遗传并保留到下一代。如此“选择3 交换3 变异3 再选择”循环往复，使各代的优良基因成分逐渐积累，种群的平均适应度和最优个体适应度不断上升，直到迭代过程趋于收敛，从而求得一组最优种群。其用于管网优化计算的特点如下。
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