基于代理指标的供水管网抗震改造优化OA北大核心CSTPCD

基于水力模型计算的管网供水量满足率(SSIQ)指标,是评估供水管网震后性能的常用指标。在供水管网抗震改造优化模型中,若采用SSIQ表示优化目标函数,优化求解需进行大量水力模型计算,计算耗时很长。为减小管网抗震改造优化模型的计算量,对节点流量韧性指标(FR)进行了改进,增加了管道破坏漏水能量损失的影响项,提出了一种管网能量指标(Energy Resilience, ER)表示震后管网性能;以ER指标作为SSIQ的代理指标,用于量化抗震改造优化模型的目标函数。仅通过管道地震失效概率、管网震前正常运行工况的水力参数计算ER指标,不必进行震后管网水力模型计算,以期提升优化模型计算效率。以供水管网震后性能最大化和改造费用最小化为目标,以管道抗震改造措施为优化变量,建立了管网抗震改造多目标优化模型,并比较了ER指标、FR指标以及两个拓扑代理指标的替代效果。案例管网应用结果表明,ER指标与SSIQ指标相关系数呈现强相关性,基于ER指标的优化方案与基于SSIQ指标的优化方案的差异小于3%,ER指标优化模型计算时间不足SSIQ指标优化模型计算时间的1%。