张志雁

（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐830000）

1 问题提出

遗传算法是近年来发展起来的一种崭新的全局优化算法。由holland教授在研究自然和人工系统自适应行为的过程中，提出借鉴生物遗传学和自然选择机理，通过自然选择、杂交、变异等作用机制，实现各个个体的自适应的提高，最终实现解决多目标问题的最优解。该算法广泛运用于水利工程研究［1-5］。

新疆某长距离输水渠道工程总干渠全线长134km，设计流量120m3/s，工程为解决北疆经济带工业和城市生活发展需水，改善当地生态环境，带动区域经济的快速增长具有重要意义。为防止渠道沿线人、牲畜安全，保障渠道安全运行，对渠道进行全封闭管理。根据渠道穿行人员活动密集情况，在渠线两侧分别设置2.3m高钢板网围栏、1.8m高钢板网围栏及1.4m高刺丝围栏。各围栏设计长度如表1。根据隔离栅设计规范［6-8］，钢板网围栏由立柱、斜撑柱、钢板网片等部分组成，单组围栏长3m，如图1。

表1 围栏长度统计值

图1 2.3m高钢板网围栏结构

渠道全线共计设置钢板网围栏长达135km。根据实测数据，渠线共有89段坡段。坡段长度为1.63~96.1m，坡段高差为0.56~10.98m，坡段角度为1.85°~33.31°。为提升防护水平，依地形设置不同角度异型围栏（围栏角度α=0°为正常围栏）。传统的试算法固然能解决问题，但是由于地形复杂，坡段数量多，计算量庞大，因此，笔者采用遗传算法实现对坡段处围栏优化设计。

2 遗传算法基本原理［9］

遗传算法是基于对自然界中生物遗传与进化机理的模仿，设计不同的编码方法来表示问题的可行解，采用遗传算子来模仿不同环境下的生物遗传特性的数学抽象。……