市政管网优化技术研究现状与趋势探究

2022-10-15

1 市政管网的发展历程

在20世纪60年代的时候, 由shake和Carmelita等人提出的系统分析方法, 特别是优化算法来设计给水管网的课题一来, 前人在该领域之内已经做出了大量的分析与研究。研究人员使用的方法基本上都是建立了大量的管网优化模型, 在该基础之上再进一步的建立并求解管网优化模型的研究。其作为其中一个关键的科学分支, 一直都受到了人们的广泛关注。并且在大部分工程范围之内已经得到了广大的推广及应用, 比如:优化设计、系统最优规划、系统控制、人工智能、模式识别、生产调度和计算机工程等。要想实现生产过程之中的最优化, 这对于加大生产效益、节省资源而言十分的有意义。

2 市政管网优化技术研究现状

2.1 合理布局, 做好各项工程规划

在进行市政管网规划的时候, 就得要依据城市整体的规划来进行相应的规划, 与所处城市建设发展以及地下空间的充分利用, 那么城市低下管网综合规划的时候就可以适当的进行超前编制, 合理的优化各类管网的规划;根据低下管网综合规划来进行分析, 知道编制供电、供水、排水、燃气、通信等等各类管线的规划与布局。强化规划审批的力度, 保障专项规划和城市发展的实际情况相一致、专项规划可以有效的和城市总体规划之间进行有效的衔接, 始终坚持先规划后建设的方针来执行。强化建设统筹兼顾的力度, 将各个专业管网工程建设组织协调好, 保障其可以同步进行建设施工;强化建设过程之中组织协调的力度, 科学、合理的安排地下管网与道路施工建设的先后顺序, 在进行道路施工建设或改造的时候要和管网建设施工同步的进行。

2.2 拓展市政管网优化领域

(1) 针对市政管网建设和运行的经济可靠性, 保障管网建设的性能及作用。 (2) 要充分的结合新旧算法, 这对于市政管网的优化而言起到了十分关键的重要作用。 (3) 将管网混合布局工作一一坐好, 通常管网的布局基本上都呈现出树状、环状, 使得市政管网的优化水平就会得到有效的提升。 (4) 从根本之上来强化城市综合管管廊建设资金, 针对其来进行统一的规划、设计、实施、管理以及后期的运行维护。

2.3 市政管网的算法

(1) 遗传算法

该方法主要就是将自然生物遗传在不断进化模拟之后, 利用全方位的搜索的方式来优化市政管网设计的过程之中, 有着极大的作用。优化市政管网相对繁杂, 应用遗传算法的方式最为便利, 在进行处理离散变量函数的时候, 管径后期根本就不用调整, 有效的缓解管网的投资, 优化管网的规划与布局。

(2) 模拟退火算法

利用模拟退火的算法的方式分析物理退化的过程, 在进行具体算法过程之中的每一步, 均会出现一个组合的变化, 之后再同统一的对其进行相应的评价。目前组合邻域之内随机的进行选择出现一个新的组合, 这个新组合邻域之内一根管段管径值和前一段管径是不同的, 通常都是过高或低一级的规格。

3 市政管网优化技术中存在的问题及解决方法

3.1 抗暴雨强度差及其解决方法

生活之中出现一分部自然因素, 是无法控制的, 近些年来, 天气的因素也愈发的不稳定, 台风或是暴雨的情况基本上都会出现, 这对于管网系统来说, 要充分的将其重视起来。由于市政管网自身的质量问题, 使得其在遇到暴雨的时候, 就会严重的影响到整个管网的安全运行, 甚至是让其处在一个瘫痪的状态。

3.2 市政管网的布局及漏失问题

在城市基础设施建设的过程之中, 市政管网在其中的作用十分的关键, 自身有着十分明显的优势, 但就目前的形势来进行分析, 依旧存在着很多的难题, 在这之中最为重要的就是市政管网规划与布局, 在城市自来水逐渐普及的过程之中, 市政管网规划不合理的情况也愈发的严重。究其原因主要表现在:铺设线路相对繁杂, 不合理, 适用性差等的问题。想要有效的解决规划布局不合理的情况, 最为主要的就是供水区域的地形因素以及城市建设的整体规划等等来进行具体的勘察。

市政管网的漏失问题我们得要充分的重视起来, 并严加防范。导致管网发生漏失的情况有很多种, 其中最为突出的就是管材及各个附件的质量问题。另外还有管理及技术方面的因素。因此, 在管材的选择方面要万分的注意之外, 在施工的过程之中要将各项基础想工作及时的做好。比如:对于施工图纸之中的各项要求要严格的遵守, 在竣工之后还得要进行必要的水压测试工作, 全方位的进行检查, 做到万无一失。

4 市政管网优化的发展趋势

(1) 市政管网优化是社会发展的必然趋势。人工神经网络法、模拟退火算法一级遗传算法等等先进优化技术在目前已经得到了大范围的应用, 其不但可以有效的缓解求解的难度, 还可以强化计算的效率, 这种方式目前已经成为市政管网优化技术之后的主流趋势, 由此看见, 必须要深入的进行分析, 从根本之上来充分的保障其在市政管网优化技术之中全方位的引用, 进而推进市政管网优化的良性发展。 (2) 市政管网优化软件的研发。现如今, 在市政管理优化的过程之中, 已经先后研发的有Excel、CAD的软件, 其中还有部分处在一个研究过程之中的主要有可视化技术、集成地理信息系统技术以及优化算法技术等等。 (3) 市政管网优化领域扩展。现如今在城市化进程逐渐加快的背景之下, 市政管网建设的规模也在不断的扩大之中, 由于受到水源质量、技术水平、经济条件以及地形差异的影响, 使得市政管网优化工作在很大程度之上出现了严重的滞后性, 那么在开展具体工作的过程之中, 主要可以从以下的几个方面来进行分析:第一, 强化管网运行过程之中可靠性、稳定性、经济性的优化, 从根本之上实现管网作用的有效发挥;第二, 强化新型算法及传统算法之间进行有效的衔接, 逐渐的提升算法优化的质量, 最终实现市政管网的优化设置;第三, 强化环状管网及树状管网之间的高度融合, 在最大限度之上实现管网之间的混合设置, 推进管网的优化设计和布局规划的合理性, 从根本之上来实现市政管网的优化设计。

总之, 市政给排水管网也可以被称之为市政管网, 其主要涵盖排水管网以及积水管网, 在给排水的系统之中投入大量管网的资金, 其是城市十分重要的基础设施, 同时也是城市发展的关键。现代化建设之中必不可少的物质性基础就是其可以有效的保障人们生活发展以及社会生产, 并且已经逐渐的发展成为我们国家城市开发过程之中的关键问题以及经济发展过程之中的影响因素之一。所以就得要针对目前市政管网之中存在的现状及问题来进行分析, 充分的结合城市建设的现状来进行具体的分析, 之后则研究管网优化技术的发展趋势来进行进一步的研究与探讨。

摘要：现如今处在一个生活节奏非常的快, 经济效益逐渐增长的时代, 为了可以在最大限度之上来加大城市建设发展的速度, 那么就得要逐渐的进行革新及审视。针对我们国家市政管网优化技术来进行分析, 虽然在很大程度之上为人们提供了极大的便利, 但是也存在着部分安全隐患。由于其会受到来自于外界不可控制的因素的影响, 这些因素也是无法控制的, 因此就得要从自身来寻找原因, 要逐渐的深入式的研究与分析, 并在此基础之上, 还得要积极的加大市政管网优化范围及研究与开发市政管网优化的相关软件。鉴于此, 本文主要分析市政管网优化技术研究现状与趋势。

关键词：市政管网,优化技术,趋势