字典序目標(biāo)規(guī)劃法在大型供水管網(wǎng)改、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策中的應(yīng)用(精)

1、字典序目標(biāo)規(guī)劃法在大型供水管網(wǎng)改、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策中的應(yīng)用摘要：本文將字典序線性目標(biāo)規(guī)劃基本模型應(yīng)用于大型供水管網(wǎng)改、擴(kuò)建優(yōu)化 決策，建立了大型供水管網(wǎng)改、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策字典序線性目標(biāo)規(guī)劃模型， 并用字典序線性目標(biāo)規(guī)劃多階段算法進(jìn)行計(jì)算，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序，且根 據(jù)其計(jì)算特點(diǎn)，編制了字典序線性目標(biāo)規(guī)劃靈敏度分析程序，對(duì)所建立的模型 進(jìn)行靈敏度分析。計(jì)算實(shí)例表明：字典序線性目標(biāo)規(guī)劃法的理論和方法非常適 合大型供水管網(wǎng)改、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策計(jì)算，結(jié)果令人滿意。所編制程序具有 準(zhǔn)確性和通用性，對(duì)生產(chǎn)具有科學(xué)和實(shí)際的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：字典序 目標(biāo)規(guī)劃 供水管網(wǎng) 靈敏度The Lexicographi

2、c Linear Goal programming is applied to theOptimal Decision-making of the large Water NetworksRebuliding & Enlarging project，the theory and theprogramming is very suitable for the calculation of the optimal decision making of the large water networks rebuliding & enlarging project.The result proves

3、satisfactory.The programs are precise and stable.They have scientific and practical guiding value to production.Abstract ： The basic model of the lexicographic linear Goal programming is applied to calculating the optinal decision-making of the large water networks rebuliding & enlarging project.A m

4、odel used for calculating the optimal decision-making of the large water networks rebuliding & enlarging project is constructed.The lexicographic linear Goal programming mutiplestage algorithm is used to calculate. A correlative calculating program is programmed.According to its calculating characte

5、ristics, the procedure of the lexicographic linear Goal programming sensitivity analysis is made to analyse the constructed model.The calculating example indicates that method of the lexicographic linear Goalkey words ：LexiGographic Goal progrmming water networks sensitivity1 字典序線性目標(biāo)規(guī)劃基本模型 14大型供水管網(wǎng)改

6、、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策字典序線性目標(biāo)規(guī)劃模型靈敏度分析 4.1某些問(wèn)題的處理：(1) 考慮到四舍五入帶來(lái)的影響，為方便編程計(jì)算，特作如下規(guī)定：凡本模型靈敏度分析中間值的絕對(duì)值小于或等于 0.00001的元素值均設(shè)為0.0。1.0e+35 代替 +X， -(1.0e+35) 代替-(2) 為方便編程計(jì)算：在本模型靈敏度分析中，用X。4.2單元素變化及多元素參數(shù)分析：均針對(duì)第t個(gè)方案，在保持目前最優(yōu)基的條件下, 取值范圍(因篇幅所限，公式推導(dǎo)及結(jié)果省略 離散變化的靈敏度分析：從單元素變化及多元素參數(shù)分析所確定的各取一._, m+n._, matk *= E s=1 Ws *X Tb,s *+ E I=

7、1 UI,k *XTb,I *其中：t 單元素變化或多元素參數(shù)分析的第 值；Xrbj* 問(wèn)題變量中的正偏差變量值。的4.3求滿足下列不等式:).E-1 (b+ubt*)三0 的 uu 值，計(jì)算 XTb*B-1(b+ubt*)及個(gè)方案；XTb,s* 問(wèn)題變量中的負(fù)偏差變量5大型供水管網(wǎng)改擴(kuò)建工程優(yōu)化決策字典序線性目標(biāo)規(guī)劃模型多階段單純形算法程序框圖及靈 敏度分析程序框圖45.1多階段單純形算法程序框圖 5.2靈敏度分析程序框圖 6例計(jì)算和分析 6.1實(shí)例1. 武漢武昌地區(qū)“湖改江”工程，含東湖水廠“湖改江”和團(tuán)山水廠“湖改江”，根據(jù)武昌地區(qū)供水規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)東湖水廠“湖改江”須補(bǔ)充水量12萬(wàn)噸/日，

8、實(shí)現(xiàn)團(tuán)山水廠“湖改江”須增加水量 18萬(wàn)噸/日。2. 實(shí)現(xiàn)東湖水廠“湖改江“有以下六種可能輸送方式：序號(hào)前輸轉(zhuǎn)輸改、擴(kuò)建單位 費(fèi)用(元/ m3)1南湖北路轉(zhuǎn)壓南湖北路600站DN1200t2關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站南湖北路DN1200t4503關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站南湖南路DN800管3004關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站關(guān)山一路延長(zhǎng)線DNI000管3005南湖北路關(guān)山一路延長(zhǎng)450DNI200 管線 DN1000管1611 1湖邊泵站南湖北路DN1200600(B)實(shí)現(xiàn)團(tuán)山水廠“湖改江”有以下十種可能輸送方式:序號(hào)前輸轉(zhuǎn)輸改、擴(kuò)建單位 費(fèi)用（元/ m3）1三環(huán)路DN400管三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站6002三環(huán)路DN400管天京路DN300管6

9、003三環(huán)路DN400管三環(huán)路DN100管9004南湖北路轉(zhuǎn)壓 站魯巷廣場(chǎng)6005關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站南湖南路3006關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站關(guān)山路延長(zhǎng)線DN1000t3007關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站民院路DN400管6008關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站天京路ON300管9009湖邊泵站環(huán)湖路DN300管45010三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站關(guān)山一路延長(zhǎng)線 DN1000管3003. 根據(jù)管網(wǎng)水力計(jì)算，各轉(zhuǎn)壓站及管道增輸水量（萬(wàn)噸）情況如下：南湖北路轉(zhuǎn)壓站：12;南湖北路 DNI200管：12;湖邊泵站：3;三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站：6;南湖 南路DN800管；4.5 ;關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站；7 ;關(guān)山一路延長(zhǎng)線 DNI000管；7:環(huán)湖路 DN300; 0.5 ； 天泉路 D

10、N300: 0.5 ;民院路 DN400管：0.5 ;三環(huán)路 DN400管：3;魯巷廣場(chǎng) DN800管：4。4. 根據(jù)控制費(fèi)用：實(shí)現(xiàn)武昌地區(qū)“湖改江“管網(wǎng)及轉(zhuǎn)壓站改、擴(kuò)建控制費(fèi)用為：1.5億元。要求選擇適宜的輸送方式并求各適宜輸送方式下各輸送管道及轉(zhuǎn)壓站的轉(zhuǎn)輸水量。6.2本問(wèn)題是一個(gè)典型的大型供水管網(wǎng)，改、擴(kuò)建工程優(yōu)化決策問(wèn)題。它須滿足總水量及單水量目標(biāo)，還須滿足控制費(fèi)用目標(biāo)，硬目標(biāo)為是總水量目標(biāo)，單水量 及控制費(fèi)用為軟目標(biāo)，因此，該問(wèn)題屬字典序線性目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題，故可用本文的字典序線性目 標(biāo)規(guī)劃模型求解程序求解，并進(jìn)行模型的靈敏度分析。6.2.1字典序線性目標(biāo)規(guī)劃分階段算法程序求解結(jié)果及分析（

11、1）東湖水廠“湖改江“序 號(hào)前輸水量（萬(wàn) 噸）轉(zhuǎn)輸水量（萬(wàn) 噸）1南湖北路轉(zhuǎn)壓站8南湖北路DN1200管82關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站1南湖北路DN1200管13關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站0南湖北路DN800管04關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站0關(guān)山一路延長(zhǎng)線DN1000管05南湖北路DN1200管0.5關(guān)山一路延長(zhǎng)線DN1000管0.56湖邊泵站2.5南湖北路DN12002.5團(tuán)山水廠湖改江序 號(hào)前輸水量（萬(wàn) 噸）轉(zhuǎn)輸水量（萬(wàn)噸）1三環(huán)路DN400管0三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站02三環(huán)路DN400管0天京路DN300管03三環(huán)路DN400管1.5三環(huán)路DN100管1.54南湖北路轉(zhuǎn)壓 站4.0魯巷廣場(chǎng)4.05關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站4.5南湖南路4.56關(guān)山路轉(zhuǎn)

12、壓站0.5關(guān)山路延長(zhǎng)線DN1000管0.57關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站0.5民院路DN400管0.58關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站0.5天京路ON300管0.59i湖邊泵站0.5環(huán)湖路DN300管0.510三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站6關(guān)山一路延長(zhǎng)線DN1000t6由上表可知：東湖水廠“湖改江中改、擴(kuò)建單位費(fèi)較低的兩種輸送方式被淘汰，而在團(tuán)山 水廠“湖改江中改、擴(kuò)建單位費(fèi)較高的輸送方式被淘汰，這表明所確定的輸送方式并不存在一 致性偏向問(wèn)題。).622單元素參數(shù)靈敏度分析結(jié)果（因篇幅所限，多元素參數(shù)分析及離散變化分析結(jié)果省略 在保持原模型實(shí)例所求最優(yōu)基仍為最優(yōu)的條件下，各輸送管道及轉(zhuǎn)壓站輸送水量允許變化范圍如下：南湖北路DN1200管，三環(huán)路轉(zhuǎn)壓站，天泉路DN300管：0+8;南湖北路轉(zhuǎn)壓站，湖邊泵站，三環(huán)路DN400管，南湖南路 DN800管，關(guān)山路轉(zhuǎn)壓站，關(guān)山路延長(zhǎng)線DN1000管，蚌潮路 DN300管，民院路 DN400管，魯巷廣場(chǎng) DN800管分別為：0 1.3，0 1.3，0 1, 0 1，0 6，0 1，0 2.5，0 1，0 2.5。參考文獻(xiàn)1 IGNIZIO,J.P“Goal programm