向 华

(长江大学计算机科学学院，湖北 荆州 434023)

罗 颖

(湖南大学信息科学与工程学院，湖南 长沙 410082)

基于粒子群优化算法的树状注水管网拓朴优化

向 华

(长江大学计算机科学学院，湖北 荆州 434023)

罗 颖

(湖南大学信息科学与工程学院，湖南 长沙 410082)

树状注水管网拓扑优化设计问题是一个涉及离散变量、连续变量的大型非线性优化问题。使用粒子群优化算法在现有管网的基础上进行管网优化设计。该算法是从随机解出发，根据迭代寻找最优解，通过适应度来评价解的品质。实际算例表明，该算法对树状注水管网优化效果比较明显。

粒子群优化算法；注水管网；拓扑优化

油田注水系统管网是由许多注水站、配水间、注水井及连接它们的管线组成的复杂多级网络系统，一般包括环状和树状(也称星式)2种形式。笔者拟针对树状注水管网中配水间到注水井之间的树状形式管网进行拓扑优化。注水管网拓扑优化设计问题是一个涉及离散变量、连续变量的大型非线性优化问题，该问题是布局-分配问题的扩充，已被证明为非确定多项式(NP)问题。Kennedy J[1]与Eberhart R C[2]分别从鸟群觅食过程中表现的行为得到启发而研究出粒子群优化算法 (Particle Swarm Optimization,PSO)，该算法可以最大限度地用于搜索该类NP问题的最优解。笔者根据油田注水系统管网的特点建立相应的粒子群优化模型，以求解最优化的树状注水管网拓朴结构。

1 粒子群优化算法

在粒子群优化算法中，问题域在D维空间中，每个个体都是一个没有体积的粒子(点)，该粒子以一定速度飞行，其飞行速度可根据自身飞行经验和同伴(领域)飞行经验进行调整。……