第1讲-最优化技术基础.ppt

给排水管网优化设计 参考书 (1)曹卫华:最优化技术方法及MATLAB的实现,2005 (2)赵洪宾:给水管网系统理论与分析,2003,209~260 (3)周玉文:排水管网理论与计算,2000,151~173 (4)王国明:城镇给排水工程程序设计,2002 课程内容 第1讲 最优化技术基础 第2讲 管网设计基本理论 第3讲 输水管道优化设计 第4讲 环状管网优化设计 第5讲 排水管道优化设计 %排水管道造价公式 %采用公式形式：c=k*d^b(2)*h^b(3), 其中k=e^b(1) %将上述公式线形化，两边求对数得：log(c)=b(1)+b(2)*log(d)+b(3)*log(h) %即y=b(1)+b(2)*x1+b(3)*x2,为二元线性方程 %混凝土及钢筋混凝土管铺设（水泥砂浆抹带、干土）90度砼基础概算指标; %国家城市给水排水工程技术研究中心编《给水排水工程概预算与经济评价手册》，中国建筑工业出版社，1993，北京,106-113 %埋深h=2m, 造价c1(元/m); d1=[0.2,0.25,0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1]; h1=[2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2]; c1=[54.6,65.1,75.8,85.6,92.7,102.3,111.6,136.3,168.3,213.1,261.7,341.7]; %埋深h=3m ,造价c2(元/m); d2=[0.2,0.25,0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,1.1,1.2,1.35,1.5,1.65,1.8,2]; h2=[3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3]; c2=[79.6,88.2,99.2,109.0,116.5,130.5,139.9,165.3,196.3,240.8,293.3,372.0,446.9,516.0,613.2,751.6,876.6,948.5,1274.5]; %埋深h=5m, 造价c3(元/m); d3=[0.2,0.25,0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,1.1,1.2,1.35,1.5,1.65,1.8,2]; h3=[5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5]; c3=[137.8,149.0,157.0,169.1,177.5,189.8,202.5,229.3,263.5,309.0,363.3,441.0,526.1,592.5,691.0,832.4,959.2,1078.2,1367.5]; %回归计算 d=[d1,d2,d3]; h=[h1,h2,h3]; c=[c1,c2,c3]; x1=log(d); x2=log(h); y=log(c); X=[ones(50,1),x1,x2]; %形成回归矩阵X [b,bint,r,rint,stats]=regress(y,X) %regress是多元线性回归函数，[ ]内为输出参数： %b:参数向量； %bint:参数向量的95％置信区间 %r:残差 %rint:残差的95％置信区间； %stats:向量，分别给出回归的统计量R^2、F和P，当P0.05时，回归模型成立。 k=exp(b(1)) %求原造价公式的系数 %以下语句作回归残差图，观察各残差数据是否包含零点，若不包含，则视为异常点剔除： rcoplot(r,rint) %分别建立m函数：myF_2和myF_3 function f=myF_2(x) f=-x(1)*x(2)*x(3); function [c,ceq]=myF_3(x) c=[]; ceq=3*x(2)*x(3)+x(1)*x(2)+2*x(1)*x(3)-288; %调用函数fmincon x = fmincon(@(x)myF_2(x),[10 10 10],[],[],[],[],[0 0 0],[288 288 288],@(x)myF_3(x)) %计算结果： x = 12.0000 8.0000 4.0000 1.多阶段决策过程的最优化 (1)多阶段决策问题 ▲动态规划是把多阶段决策问题作为研究对象。 ▲多阶段决策问题:根据问题本身的特点，可以将其求解的全过程划分为若干个相互联系的阶段(即将问题划分为许多个相互联系的子问题)，在它的每一阶段都需要作出决策，并且在一个阶段的决策确定以后再转移到下一个阶段。 ▲多阶段决策过程:前一个阶段的决策要影响到后一个阶段的决策，从而影响整个过程