[发明专利]一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法

说明书

技术领域

本发明具体为一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法。

背景技术

水网络优化的方法主要有水夹点法和数学规划法。水夹点法有形象、直观、物理意义明确等优点，可以在得出最优用水网络前解出最小新鲜水用量。但是水夹点法的运用主要凭借设计者的经验，结果可靠性不高。此外水夹点法在处理多杂质系统时水夹点法往往无能为力，这也大大限制了该法的通用性。所以提出一种数学规划法来计算水量十分具有必要性，数学规划法是优化用水网络的有效方法，不受杂质数的限制，求解迅速但需要借助电脑程序才能实现。然而计算程序的编写往往需要相关的专业人员方可完成，一般人员不具备编制算法文件能力，此外现有的程序大多是针对某一个例单独编写的，当需要对其它用水网络进行优化时，大幅度改动程序不可避免。所以，只有开发一种具有通用性的方法，才能最大限度地满足企业技术人员的需求。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法，包括以下两大步骤：

(1)开发软件：

①提供好两种水网络优化模型：一种是基于杂质负荷的经典模型；另一种是无需提供杂质负荷数据的模型；

②在MATLAB平台下对这两种模型进行编程，程序可以根据模型的杂质数和用水单元数自动生成目标函数和约束条件；

③对程序进行封装，并建立数据输入模块、数据输出模块、数据网格模块、算法设定模块、优化计算模块、计算结果可视化模块等。软件开发采用传统的生命周期方法；

(2)软件处理优化模型：

①根据企业的现场条件确定优化模型，同时设定用水单元数和杂质数；

②将相关数据输入软件并选择优化算法，根据输入数据的特点对算法的运行参数进行配置；

③运行软件程序，得出优化结果，优化结果包括含数据表格和用水网络连接图。

进一步，步骤(1)中所述的编程是编写出能根据用水单元数和杂质数自动生成目标函数和约束条件的程序。

进一步，步骤(2)中所述的算法配置是可以自由选择算法和设置算法的运行参数。

进一步，步骤(2)中所述的优化结果是可以同时提供优化数据和可视化的结果即用水网络连接图。

有益效果：

本发明方法除了使用了经典的具有杂质负荷的优化模型外，还开发了一种无需杂质负荷的优化模型；可以处理任意杂质数和任意用水单元数的模型，通用性高；可以根据企业提供的数据自由调整算法的运行参数，从而使算法的运行效率大大提高；可以给出用水网络连接图，简洁、直观、明了。

附图说明

图1为本发明一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法的流程框图；

图2为通过实施例1开发的软件优化某一算例后得到的用水网络连接图；

图3为通过实施例1开发的软件优化某一算例后得到的用水网络连接图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图说明对本发明具体实施例，进一步阐述本发明。

一种通过计算机软件来优化企业用水网络的方法，包括以下具体步骤：步骤参考图1。

(1)将基于梯度的经典算法和新兴的智能算法作为本发明的两种算法；

(2)确立两种优化模型：基于杂质负荷的优化模型和无杂质负荷的优化模型，在这两种模型的基础上建立超结构；

(3)根据超结构在MATLAB平台上编程，该程序可以根据不同的杂质数和用水单元数自动生成目标函数和约束条件；

(4)在C++语言平台上将程序进行封装；软件的开发采用传统的生命周期方法，即采用自定向下、逐步求精的结构来开发出软件；

数据如下：

在实施案例一完成的前提下：

(1)新建一份xml文件，分析数据可知应该选择杂质负荷模型为优化模型，用水单元数定为7，杂质数定为3；

(1)进入数据输入窗格，输入相关数据，选择混合算法为优化算法，将遗传代数设为500，初始种群规模设为50；

(3)进入优化设计窗格，开始运行算法，得出优化数据表格；