混沌粒子群算法在水污染控制系统规划中的应用

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1、硕士学位论文摘要水污染控制系统规划是20世纪60年代以后提出来的跨学科的新课题，几乎涉及到所有学科，是一个多变量、多目标、多层次的复杂系统。处理水污染控制问题，应该结合政治、经济、当时的技术水平等多种因素，运用局部与整体、发展、联系等观点。水污染控制系统的规划是一个反复协调决策的过程，它是以国家法律、法规与标准为基本依据，以目前的技术及地区经济发展规划为指导，以区域水污染控制系统的最佳综合效益为目标，以最小的经济代价寻求水环境质量，从而达到最佳的社会效益。因此，水污染控制系统规划的研究对我国的经济、环境及社会的可持续发展有重要意义。但是由于水污

2、染控制系统的复杂性，传统的求解方法不能得到让人满意的结果。由于混沌粒子群算法具有数学条件宽松、收敛速度快，编程简单方便等特点，本文尝试利用混沌粒子群算法来研究水污染控制系统规划问题。由于水污染控制系统中包括很多元素，因此，这里仅利用两个关于水污染控制系统中排放口最优化及多目标优化问题的例子来验证混沌粒子群算法的应用于该领域的可行性。对水污染控制系统进行规划时，需要建立目标函数和适应函数。由于适应函数对优化结果有较大的影响，其选取是整个优化过程中非常关键的一步。通常是将罚函数作为适应函数，但是罚函数有其自身无法克服的缺点，因此选取优先约束函数作为

3、适应函数。在实例应用中，将利用混沌粒子群算法优化得到的结果与运用标准粒子群算法、遗传算法及MATLAB优化函数得到的结果进行了比较。结果表明，混沌粒子群算法的收敛速度快，搜索性能优越，得到的结果明显优于后两种方法，因此验证了该方法的可行性和有效性。关键词：水污染控制系统规划；粒子群算法；混沌粒子群算法；排放口优化；多目标优化ⅡAbstractWaterpollutioncontrolsystemplanningwasproposedafter60yearsofthe20thcenturvthatisanewinterdisciplinarysu

4、bject．Itisamulti-variable，multi-objectiveandmulti．1evelcomplexsysteminvolvingalmostallofthedisciplines．Itshouldbecombinedwiththefactorssuchaspolitical，economic，technicallevelatthetimeandsoon．andusetheviewssuchasglobalandlocal，developmentandlinksviewtodealwiththeproblemsofthe

5、waterpollutioncontr01．Waterpollutioncontrolsystemplanningisaniterativeprocessofdecision—making，whichisbasedonnationallaws，regulationsandstandardsasthefundamentalbasis，thecurrenttechnologyandregionaleconomicdevelopmentplansastheguide，thebestregionalcomprehensivewaterpollution

6、controlsystemefficiencyasthegoal，withminimaleconomiccostsforthebetterwaterquality，SOastoachievethebestsocialbenefits．Therefore，thestudvofthewaterpollutioncontrolsystemissignificanceforthesustainabledevelopmentofourcountry’Seconomy，environmentandsocial．However，duetothecomplex

7、ityofwaterpollutioncontrolsystem，thetraditionalsolutionmethodcannotgetsatisfactoryresults．BasedonthechaoticparticleswarmoptimizationalgorithmhasfIeatureslikemathematicalconditionsforrelaxed，fastconvergence，simpleprogrammingandconvenient，thispapertriestoresearchthewaterpollut

8、ioncontrolsystemwithchaoticparticleswarmoptimizationalgorithm．Asforwaterpol