[发明专利]基于遗传算法的长距离调水工程输水渠道糙率辨识方法

摘要

本发明公开了一种基于遗传算法的长距离调水工程输水渠道糙率辨识方法，涉及水工设计参数测定。所述方法包括：确定目标函数和问题的解；进行初始化，得初始种群；采用一维水力学仿真模型计算初始种群中每个糙率值对应的多组工况下的上节制闸闸后水位，然后计算适应度；进行终止条件判别，如果符合终止条件，则该糙率值为最优解；如果不符合终止条件，对初始种群依次进行选择运算、交叉运算后，计算适应度，再进行终止条件判别，如果符合终止条件，则糙率值为最优解；如果不符合终止条件，则对交叉后的种群进行变异运算，计算适应度，再进行终止条件判别，直至得到糙率值的最优解为止。本发明将水力学模型与遗传算法相结合，辨识出各渠池糙率的最优值。

主权项

1.一种基于遗传算法的长距离调水工程输水渠道糙率辨识方法，其特征在于，所述方法包括：S1，确定目标函数和问题的解在糙率值为n_min≤n≤n_max的范围内，任意一个单渠段多组工况下的上节制闸闸后水位的模拟值和实测值的相对误差之和为最小值时，即公式(1)，则多组工况下的糙率值为该单渠段的最优值；设定任意一个单渠段的多组工况下的上节制闸闸后水位的模拟值和实测值的相对误差之和的最小值为目标函数，设定目标函数所对应的糙率值作为问题的解；其中，N为工况数量；O_i和S_i分别为上节制闸闸后水位在第i个工况的实测值和模拟值；n_min和n_max分别为糙率可取的最小值和最大值；步骤S1中，在已知单渠段上节制闸的流量、渠段中分退水口门的流量和下节制闸的闸前水深的前提下，使用非恒定流计算水位变化过程或恒定流模型推求水面线，确定单渠段上节制闸的闸后水位；S2，进行初始化，得初始种群，所述初始种群由多个随机生成的糙率值组成；S3，采用一维水力学仿真模型计算初始种群中每个糙率值对应的多组工况下的上节制闸闸后水位，然后计算适应度；S4，进行终止条件判别，如果符合终止条件，则该糙率值为最优解；如果不符合终止条件，则进入S5；S5，对初始种群依次进行选择运算、交叉运算后，再采用一维水力学仿真模型计算交叉运算后种群中每个糙率值对应的多组工况下的上节制闸闸后水位，然后计算适应度，接着进行终止条件判别，如果符合终止条件，则糙率值为最优解；如果不符合终止条件，则对交叉后的种群进行变异运算，然后返回S3，直至得到糙率值的最优解为止；步骤S3和步骤S5中，适应度的计算均采用公式(2)：M为初始种群中糙率的个数，n_m表示第m个糙率；所述终止条件为适应度为期望值和/或所得糙率值的迭代次数为最大值。