[发明专利]一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法

权利要求书

1.一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：雨水控制及利用设计参数的确定；

步骤二：选取雨水控制的海绵城市基础设施类型，将基础设施进行自由分配耦合后，选取T种方案进行比选；

步骤三：选取评价指标，其中选用径流削减率α、出水口总悬浮物颗粒的削减率β及洪峰削减率ω作为正向评价指标，各个设施的全生命周期γ作为负向评价指标；

步骤四：模拟T种海绵城市基础设施布局方案中的正向评价指标；

步骤五：确定不同海绵城市耦合方案的负评价指标，即全生命周期γ，并采用成本现值来计算表达各个耦合方案的全生命周期γ，公式如下：

其中，PVC_i,n——i类灰绿措施在第n年的成本现值(元)；

CC_i——i类灰绿措施在建设初期投资(元)；

COM_t——第t年的运行维护成本(元)；

f_r,t——折现率r在第t年的现值系数；

f_r,n——折现率r在第n年设计使用年限时的现值系数；

SV_n——灰绿措施在设计生命周期为n年时的残值(元)；

步骤六：分别利用层次分析法和熵权法计算各评价指标的权重，然后再用最小信息熵将两种方法的权重组合，得到组合权重W_m，组合权重W_m的计算式如下：

其中：i＝1～m，m为评价指标的个数；

W_1i——评价指标的定性权重；

W_2i——评价指标的定量权重；

步骤七：确定最优海绵城市基础设施布置最优方案的回归模型，其中自变量为i个评价指标，因变量为方案的优劣性；

步骤八：采用响应面法建立步骤七中i个评价指标的响应曲面，得到i种评价指标的响应面函数表达式；

步骤九：将步骤七中的回归模型作为总目标函数，步骤八中i种评价指标响应曲面函数作为子目标函数，最终得到海绵城市设计方案的寻优模型，所述寻优模型函数表达式为：

Max(F)＝f(T种方案)

步骤十：将步骤九的寻优模型作为回归模型，选用粒子群优化算法寻找得到当采用i种评价指标时T种海绵城市设计方案种的最优方案。

2.根据权利要求1所述的一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法，其特征在于：所述步骤五中的全生命周期γ中各项指标的确定原则及方法如下：

a.海绵基础设施是替换原有的建筑景观专业的绿地、屋顶和道路，不计算占用土地的建设施工成本；

b.运营维护成本包括维护成本和管理成本，可参考当地的其他同类项目确定；

c.项目残值SV是指海绵基础设施使用寿命接近设计寿命时仍存在的可回收价值，计算如下：

其中，L_A——最后一次维护工作到设计使用年限的时间间隔(年)；

L_E——灰绿措施使设计使用年限(年)；

COM——年运行维护成本(元/年)。

3.根据权利要求2所述的一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法，其特征在于：所述步骤六中的熵权法定义为：

其中，H_i——第i个指标的熵；

其中，j——灰绿耦合方案的个数，j＝1，2，3，…，n；

f_ij——第i个指标下第j个评价对象占该指标的比重；当f_ij＝0时，令f_ijlnf_ij＝0。

4.根据权利要求3所述的一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法，其特征在于：所述步骤八中的响应曲面法是通过适量的实验或模拟数据、适宜的数学模型和拟合方法，建立性能指标与影响因素之间的仿真模型。

5.根据权利要求4所述的一种建立海绵城市设计方案寻优模型的方法，其特征在于：所述步骤十中的粒子群优化法是通过群体中个体之间的合作和信息共享来寻找最优解的方法。