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研究生: 許智竣
Chin-Chun Hsu
論文名稱: 粒子蜂群演算法於供水管網最佳化之應用
The Applications of Particle Bee Algorithm on the Optimal Design of Water Distribution Network
指導教授: 鄭明淵
Min-Yuan Cheng
口試委員: 蔡明修
none
吳育偉
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 供水管網最佳化重力式供水粒子蜂群演算法
外文關鍵詞: water distribution, optinization, Particle Bee Algorithm, gravity distribution
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水是人類生活中不可缺的必需品,尤其近年來經濟蓬勃發展,自來水供應的便利性,不僅解決民生用水問題,更是提昇產業發展及都市現代化重要的一環。然而,水資源要如何有效的分配,如何建構健全的供水管網系統來有效的分配水資源,是政府基礎建設中重要的一環。
自來水供水設備工程費用佔總建造費用三分之二以上,在自來水系統中,管路佔有固定資產的50%至80%,若能在規劃設計階段就將供水管網作最佳化的設計,即在管網滿足用水需求的條件下,配置最經濟的管徑,將可有效減少工程費用支出並降低水資源的浪費。
供水管網工程在規劃上十分複雜,使用傳統規劃方法容易需粍費許多時間及人力成本,造成研究資源的浪費。近年來發展的啟發式演算法具有完整且優越的搜尋能力,對於複雜問題求解皆能有相當不錯的表現。本研究採重力式供水管網案例進行探討,應用粒子蜂群演算法來求解管網最佳化問題,並利用文獻案例進行測試及討論,結果顯示粒子蜂群演算法在求解效率及品質等方面,都有優於文獻的表現。


Water is the necessity for human living. The convenience of water supply, especially in recent years, not only solves the problem of domestic water demand, but also improves industries development and cities modernization. However, it is the one of most important things of infrastructure to distribute water and set up the sound water distribution network effectively.
It is more than 2/3 of total charges to construct the water distribution. In Water System, the pipeline is 50% ~ 80% of capital assets. Using the pipe diameter economically, under the water distribution network covered water demand, it will limit the construction cost effectively and lower the consumption of water resource, when planning the water distribution network optimization.
Planning water distribution network is very complicated. In tradition, it spends lots of time/ labor costs and wastes the resources. The heuristic algorithms developed recently are with complete and great search capability that there is good performance for solving complicated matters. The measure of this study was by case studies of gravity distribution network, applied Particle Bee Algorithm for the optimization of distribution network, and researched and discussed by case studies and literature. Based on the research findings, the Particle Bee Algorithm in solution efficiency and qualities is better than literature.

第一章 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2研究目的 3 1.3研究範圍與限制 4 1.4研究內容與流程 5 1.5論文架構 6 第二章 文獻回顧 8 2.1基本分析方法 8 2.1.1水力分析方法 8 2.1.2管網分析方法 11 2.2管網最佳化文獻回顧 14 2.2.1供水管網 14 2.2.2啟發式演算法 20 2.3自來水工程文獻 21 2.3.1管網規劃基本條件 21 2.4粒子蜂群演算法 26 2.4.1微粒群演算法 27 2.4.2蜂群演算法 36 2.4.3粒子蜂群演算法 38 第三章 管網最佳化模式建立 42 3.1問題描述 42 3.2模式假設及限制 43 3.3建立供水管網最佳化模式 44 3.3.1模式符號定義 44 3.3.2建立目標函數及水力分析模組 45 3.3.3管網最佳化模式建立 49 第四章 案例測試與討論 52 4.1案例測試 52 4.1.1案例說明 52 4.1.2案例測試結果與討論 54 4.2重劃區案例應用 55 4.2.1案例說明 55 4.2.2案例應用結果與討論 58 第五章 結果與建議 60 5.1結論 60 5.2建議 61 參考文獻 62

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