张卓群+任宗栋+李宏男+李宁+王稳

摘要：提出了一种可同时求解结构截面、拓扑、形状和布局优化问题的基于蚁群算法的输电塔结构局部优化设计方法。在统一所有优化变量的基础上，将4类不同层次的优化问题统一为适用于蚁群算法求解的标准化旅行商问题，再采用MATLAB系统平台实现输电塔结构的优化设计和程序化，并以某实际工程为算例对局部优化方法进行验证。结果表明：提出的方法不仅可以简单高效地求解输电塔结构塔身局部的截面、拓扑、形状和布局优化问题，而且具有非常好的实用性和通用性，有望应用于完整的输电塔结构优化设计中。

关键词：输电塔结构；桁架结构；局部优化设计；蚁群算法；旅行商问题

中图分类号：TU279.7文献标志码：A

Local Optimal Design Method of Transmission Tower Structure

Based on ACO AlgorithmZHANG Zhuoqun1， REN Zongdong1， LI Hongnan2， LI Ning1， WANG Wen1

（1. State Nuclear Electric Power Planning Design & Research Institute， Beijing， 100095， China；

2. Faculty of Infrastructure Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， Liaoning， China）Abstract： A new local optimal design method of transmission tower structure， which could apply in crosssection， topology， shape and layout optimization problems， was proposed based on ant colony optimization algorithm. With unifying the multiple type variables into discrete variables， the four optimal problems with different levels were transformed into the standardization traveling salesman problem， and it also was realized in programmed control by MATLAB system， then anactual example was calculated to verify the local optimal design method. The results show that the proposed optimal design method has a good performance in crosssection， topology， shape and layout optimal problem with generality and programmed pattern， and it also has a good application prospect in optimal design of transmission power structure.

Key words： transmission tower structure； truss structure； local optimal design； ant colony optimization； traveling salesman problem

0引言

伴随着中国经济建设的快速发展和人民生产生活耗电量的不断增加，以高电压、大容量、长距离、多分裂、多回路为代表的新型输电塔线路得到了广泛的应用。由于输电塔结构是输电线路的重要组成部分，其安全性和经济性直接关系到线路的运营状况和投资效益，所以如何设计既安全可靠，又经济合理的输电塔结构一直是工程界研究的重点和热点。虽然输电塔结构的材料属性很单一，但是其复杂的结构形式和数量众多的杆件都使得结构的优化设计非常困难。此外，鉴于输电塔结构的成批量设计，结构优化的经济效益体现出明显的累积特性，具有非常大的发展空间。……