基于图论的舰船通道路线优化

基于图论的舰船通道路线优化
基于图论的舰船通道路线优化

图论最优化算法

非诚勿扰男女最优组合 摘要:本文主要内容为寻求最大权匹配问题,即利用图论的最大权匹配知识,为非诚勿扰节目中的男女嘉宾进行最优组合。本文将其转化为二部图寻找最大权匹配的问题。 关键词:非诚勿扰,最大权匹配 1、问题描述 《非诚勿扰》是中国江苏卫视制作的一档大型生活服务类节目。每期节目大部分都是5位男嘉宾,24位女嘉宾,女生有“爆灯”权利。首先男嘉宾选择心动女生,女嘉宾在“爱之初体验”根据第一印象选择是否留灯;然后在“爱之再判断”了解男嘉宾的一些基本情况,比如爱好、情感经历等;接下来在“爱之终决选”通过男嘉宾亲人或朋友的情况了解男嘉宾,做出最后的决定,如果有女生留灯的话就进入“男生权利”,男生做出最后选择,如果没有女生留灯则只能遗憾离场。 2、模型建立 通过观看20150124期节目,这期节目只有4位男嘉宾,然后在整个节目男女嘉宾交流过程中4号、19号、22号、23号女嘉宾都没有发过言,没有了解到这四位女嘉宾的基本情况以及对男嘉宾的要

求,所以在本次模型建立过程中没有考虑这四位女嘉宾。 经过上述分析,本期产生了4位男嘉宾和20位女嘉宾的可能匹配,我们将这4位男嘉宾和20位女嘉宾划分为X部和Y部,男生为X1,X2,X3,X4,女生为Y1,Y2,Y3,....Y20。X i与Y j之间连线,当且仅当它们所代表的男女双方满足彼此寻找另一半的某些要求,或者女生是男嘉宾选择的心动女生。由以上分析得到如图 2.1所示的二部图。 如何定义该二部图的权值:首先,每位男嘉宾的心动女生基本权值为1,其余女嘉宾的基本权值为0,然后根据男女嘉宾双方对对方的要求,在外貌、工作、性格、爱好、家庭五个方面基本相符就加1,差别很大就不加。得到如图2.2所示的加权图。 显然,为这些男女嘉宾找最优组合就转化为二部图(X,Y)寻找最大权匹配

管道线路布置的优化设计(DOC)

管道线路布置的优化设计 摘要 管道运输是输送石油的一个重要途径,设计合理的管线铺设方案,不仅可以节省铺设的费用,还可以减少后期运输的成本,提高经济效益。本文针对题目中给出的不同情况,设计了不同情况输油管线的详细方案。 针对问题一:根据两个炼油厂到铁路线距离和两个炼油厂间的不同距离以及共用管线与非共用管线的两种不同情况,对不共用管线时进行B A B A w w w w ≠=,的分析,对共用管线时进行S B A S B A w w w w w w ≠===,,S B A w w w ≠≠的分析。最终可以将模型归纳为:运用轴对称定理建立的非线性优化模型。在模型检验中运用费马点对模型进行检验,可以证明该模型的正确性。 针对问题二:在已经确定了两个炼油厂的地点一个在郊区一个在城区的情况下,由于在城区的管道铺设还需增加拆迁和工程补偿等附加费,首先按照各级公司的各项数据运用matlab 进行Topsis 综合评价法分析,得到甲,乙等级公司的评估可信度之比为1:0.426,从而得到拆迁和工程补偿等附加费用的期望值为54.23=P W 万元/千米,。然后根据问题一中的模型三,运用Lingo 编程的方法,得出将火车站建在点(4.427985,0) 时费用最少为502.6264万元,此时的城郊结合处坐标为(15,6.547257),无共用管线,两厂管道交汇处坐标为(4.427985,0.4435016)。在用Lingo 求解得到费用最小的线路后,控制变量x ,保持y 和1y 的条件不变,对x 进行灵敏度分析,可以总结出如下结论:当x 的值大于4.427985时,随着x 值得增大,y 和1y 的值都在小幅度的减小,以此来保证费用较小。 针对问题三:根据题中给出的数据,可以将火车站分为建立在城区和郊区两种情况,根据通用模型三,运用Lingo 编程的方法,将已知数据代入,得到将火车站建在郊区坐标为(5.323864,0)时费用最少为458.6181万元。为了检验计算的准确性,利matlab 编程进行模拟,得到最小总费用为523.6968万元,火车站的坐标点位(14.9820,0),共用管道的坐标为(14.9820,0.0772).由此可得,我们建立的模型是可行的。 针对论文的实际情况,对论文的优缺点做了评价,文章最后还给出了其他的方法,以用于参考。 关键词:轴对称定理 非线性优化模型 费马点 T o p s i s 综合评价法

天然气管道穿越工程施工方案

施工方案及施工工艺 工程简介 ######天然气利用工程-天然气长输管道起于仙人岛能源化工区的仙人岛天然气液化厂,终于大石桥市西侧的大石桥分输站。管线长度约为98KM,管径φ406.4,设计压力4.0Mpa,管道输气规模为1.4*108m3/a。 管道沿线经过仙人岛能源化工区、盖州市、鲅鱼圈区、营口市沿海产业基地、营口市中小企业园区、老边区和大石桥市,设置大石桥分输站1座,设鲅鱼圈南分输阀室、鲅鱼圈北分输阀室、盖州分输阀室、北海分输阀室、沿海分输阀室、中小园分输阀室、老边分输阀室和有色园分输阀室共8座分输阀室。 施工方法的选择: 天然气管道穿越工程,根据设计要求、定向钻机性能及现场情况,决定采用DDW320定向钻机。 1.1 钻机主要性能参数DDW320定向钻机: DDW320 机身长度 6.4m 机向宽度 2.3m 高度 2.0m 重量9.2 t 泥浆流量320L/min 钻杆重量40kg 发动机功率145kw 行走速度 5.3Km/h 最大扭矩12KNm 实际推进力32 t

实际回拖力32 t 钻杆长度3m 钻杆外径73mm 水压8Mpa 1.2 钻机技术特点: A、设备机械化程度高,结构布局合理,整体性好。 B、结构简单易于操作。 C、钻机倾角可调,适应不同铺设管线设计深度和不同施工场地条件。 D、钻机具有足够的回拉力和较大的回转扭矩,满足反扩拉管要求。 E、易于随时监测钻进方向,调整孔底钻头,控制钻进轨迹。 F、及时监测钻进参数和地层变化。 2 施工方法特点: 2.1 精确性。拖管轨迹准确、精度高,满足设计要求。 2.2 方向可控性。在整个施工过程中,随时可确定管线的位置及埋深,这是传统的顶管工艺所达不到的。 2.3 铺管速度快,施工周期短。同样长度及管径的管线,施工时间是普通顶管线施工时间的1/5。 2.4 广泛的适应性。适用于复杂的地质结构,如乱石、回填土等,适用于地下管网分布复杂的地段。 2.5 不阻碍交通,不污染环境,对路面及河道无损害。 2.6 铺管质量高,由于基本没有破坏原有土质结构,无须进行地下水防 范和软土层的加固措施,避免了土壤沉降过程对管道的应力破坏。 2.7 具有较好的经济效益。管径越大,埋深越深,周边环境越复杂,经济效

数学建模10种常用算法

数学建模10种常用算法 1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法) 2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具) 3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问 题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo软件实现) 4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备) 5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中) 6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用) 7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具) 8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的) 9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行

编程的话,那一些数值分析中常用的算法比如方程组 求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库 函数进行调用) 10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关, 即使与图形无关,论文中也应该要不乏图片的,这些 图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通 常使用Matlab进行处 参数估计 C.F. 20世纪60年代,随着电子计算机的 。参数估计有多种方法,有最小二乘法、极大似然法、极大验后法、最小风险法和极小化极大熵法等。在一定条件下,后面三个方法都与极大似然法相同。最基本的方法是最小二乘法和极大似然法. 基本介绍 参数估计(parameter 尽可能接近的参数 误差 平方和  θ,使已知数据Y 最大,这里P(Y│θ)是数据Y P(Y│θ)。在实践中这是困难的,一般可假设P(Y│θ

算法学习:图论之二分图的最优匹配(KM算法)

二分图的最优匹配(KM算法) KM算法用来解决最大权匹配问题:在一个二分图内,左顶点为X,右顶点为Y,现对于每组左右连接XiYj有权wij,求一种匹配使得所有wij的和最大。 基本原理 该算法是通过给每个顶点一个标号(叫做顶标)来把求最大权匹配的问题转化为求完备匹配的问题的。设顶点Xi的顶标为A[ i ],顶点Yj的顶标为B[ j ],顶点Xi与Yj之间的边权为w[i,j]。在算法执行过程中的任一时刻,对于任一条边(i,j),A[ i ]+B[j]>=w[i,j]始终成立。 KM算法的正确性基于以下定理: 若由二分图中所有满足A[ i ]+B[j]=w[i,j]的边(i,j)构成的子图(称做相等子图)有完备匹配,那么这个完备匹配就是二分图的最大权匹配。 首先解释下什么是完备匹配,所谓的完备匹配就是在二部图中,X点集中的所有点都有对应的匹配或者是 Y点集中所有的点都有对应的匹配,则称该匹配为完备匹配。 这个定理是显然的。因为对于二分图的任意一个匹配,如果它包含于相等子图,那么它的边权和等于所有顶点的顶标和;如果它有的边不包含于相等子图,那么它的边权和小于所有顶点的顶标和。所以相等子图的完备匹配一定是二分图的最大权匹配。 初始时为了使A[ i ]+B[j]>=w[i,j]恒成立,令A[ i ]为所有与顶点Xi关联的边的最大权,B[j]=0。如果当前的相等子图没有完备匹配,就按下面的方法修改顶标以使扩大相等子图,直到相等子图具有完备匹配为止。 我们求当前相等子图的完备匹配失败了,是因为对于某个X顶点,我们找不到一条从它出发的交错路。这时我们获得了一棵交错树,它的叶子结点全部是X顶点。现在我们把交错树中X顶点的顶标全都减小某个值d,Y顶点的顶标全都增加同一个值d,那么我们会发现: 1)两端都在交错树中的边(i,j),A[ i ]+B[j]的值没有变化。也就是说,它原来属于相等子图,现在仍属于相等子图。 2)两端都不在交错树中的边(i,j),A[ i ]和B[j]都没有变化。也就是说,它原来属于(或不属于)相等子图,现在仍属于(或不属于)相等子图。 3)X端不在交错树中,Y端在交错树中的边(i,j),它的A[ i ]+B[j]的值有所增大。它原来不属于相等子图,现在仍不属于相等子图。 4)X端在交错树中,Y端不在交错树中的边(i,j),它的A[ i ]+B[j]的值有所减小。也就说,它原来不属于相等子图,现在可能进入了相等子图,因而使相等子图得到了扩大。(针对之后例子中x1->y4这条边) 现在的问题就是求d值了。为了使A[ i ]+B[j]>=w[i,j]始终成立,且至少有一条边进入相等子图,d应该等于: Min{A[i]+B[j]-w[i,j] | Xi在交错树中,Yi不在交错树中}。 改进 以上就是KM算法的基本思路。但是朴素的实现方法,时间复杂度为O(n4)——需要找O(n)次增广路,每次增广最多需要修改O(n)次顶标,每次修改顶标时由于要枚举边来求d值,复杂度为O(n2)。实际上KM算法的复杂度是可以做到O(n3)的。我们给每个Y顶点一个“松弛量”函数slack,每次开始找增广路时初始化为无穷大。在寻找增广路的过程中,检查边(i,j)时,如果它不在相等子图中,则让slack[j]变成原值与A[ i ]+B[j]-w[i,j]的较小值。这样,在修改顶标时,取所有不在交错树中的Y 顶点的slack值中的最小值作为d值即可。但还要注意一点:修改顶标后,要把所有的不在交错树中的Y顶点的slack值都减去d(因为:d的定义为 min{ (x,y)| Lx(x)+ Ly(y)- W(x,y), x∈ S, y? T }

船舶主要构件结构图

船舶主要构件结构图 船舶各部位名称如图所示。船的前端叫船首(stem);后端叫船尾(stern);船首两侧船壳板弯曲处叫首舷(bow);船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷(quarter);船两边叫船舷(ships side);船舷与船底交接的弯曲部叫舭部(bilge)。 连接船首和船尾的直线叫首尾线(fore and aft line center line,centre line)。首尾线把船体分为左右两半,从船尾向前看,在首尾线右边的叫右舷(starboard side);在首尾线左边的叫左舷(port side)。与首尾线中点相垂直的方向叫正横(abeam),在左舷的叫左正横;在右舷的叫右正横。 船体水平方向布置的钢板称为甲板,船体被甲板分为上下若干层。最上一层船首尾的统长甲板称上甲板(upper deck)。这层甲板如果所有开口都能封

密并保证水密,则这层甲板又可称主甲板(main deck),在丈量时又称为量吨甲板 少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯通船首尾的上甲板,由于其开口不能保证水密,所以只能叫遮蔽甲板(shelter deck)。 主甲板把船分为上下两部分,在主甲板以上的部分统称为上层建筑;主甲板以下部分叫主船体。 在主甲板以下的各层统长甲板,从上到下依次叫二层甲板、三层甲板等等。在主甲板以上均为短段甲板,习惯上是按照该层甲板的舱室名称或用途来命名的。如驾驶台甲板(bridge deck)、救生艇甲板(life-boat deck)、等等。 在主船体内,根据需要用横向舱壁分隔成很多大小不同的舱室,这些舱室都按照各自的用途或所在部位而命名,如图1-18所示,从首到尾分别叫首尖舱、锚链舱、货舱、机舱、尾尖舱和压载舱等。在货舱中两层甲板之间所形成的舱间称甲板间舱(tween deck),也叫二层舱或二层柜。

图论算法及matlab程序的三个案例

图论实验三个案例 单源最短路径问题 Dijkstra 算法 Dijkstra 算法是解单源最短路径问题的一个贪心算法。其基本思想是,设置一个顶点集合S 并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S 当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。设v 是图中的一个顶点,记()l v 为顶点 v 到源点v 1的最短距离, ,i j v v V ?∈,若 (,)i j v v E ?,记i v 到j v 的权ij w =∞。 Dijkstra 算法: ① 1{}S v =,1()0l v =;1{}v V v ??-,()l v =∞,1i =,1{}S V v =-; ② S φ=,停止,否则转③; ③ ()min{(),(,)} j l v l v d v v =, j v S ∈,v S ?∈; ④ 存在 1 i v +,使 1()min{()} i l v l v +=,v S ∈; ⑤ 1{} i S S v +=, 1{} i S S v +=-,1i i =+,转②; 实际上,Dijkstra 算法也是最优化原理的应用:如果12 1n n v v v v -是从1v 到 n v 的最短路径,则 12 1 n v v v -也必然是从1v 到 1 n v -的最优路径。 在下面的MATLAB 实现代码中,我们用到了距离矩阵,矩阵第i 行第j 行元 素表示顶点i v 到j v 的权ij w ,若i v 到j v 无边,则realmax ij w =,其中realmax 是 MATLAB 常量,表示最大的实数+308)。 function re=Dijkstra(ma)

三通管道优化设计

·10·设计与研究祝芴2005年第9期总第32卷 三通管道优化设计 郑连纲 (中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术国家重点实验室,四川成都610041) 摘要:优化设计是一种寻找最优设计方案或者说是最有效率方案的技术,充分挖掘设计潜力,比较并评价设计方案,给出最优设计。所谓“最优设计’:指的是一种方案可以满足所有设计要求,而且所有的支出(如重量、面积、体积、应力、费用等)最小。也就是说,最优设计方案就是一个最有效的方案。本文简要介绍了有限元设计优化及结构优化的力学准则,并应用大型有限元分析程序ANsYs对三通管道的接管内径与主管道内径之比及壁厚进行了优化,同时对优化变量、优化方法和整个优化过程进行了详细说明,最终得到满足功能和强度要求的最优设计。 关键词:设计优化;ANsYs;三通管道 中图分类号:THl22文献标识码:A文章编号:1006—0316(2005)09一OOl0—03 Thedesignoptimizationofpipe7I'eeT ZHENGLian—gang (NationalKeyLaboratoryofReactorSystemDesi驴Technology,NuclearPowerInstitute,Chengdu61004l,China)Abstra“:Designoptimizationisatechniquet11atseekstodeten]【lineanoptimumdesign.By“optimumdesign”,wemeanonetllatmeetsallspecifiedrequirementsbutwithaIIlinimumexpenseofcertainfactorssuchanweight,su—’acearea,V01ume,stress,cost,etc.Inomerwords,meoptimumdesignisusuallyonematisasef!f色ctiVeaspossible.Thedesignoptimizationfunctionandmechallicscriterionisbrienyintmducedintllispapef.AnexampleisgiVentodemonstratethe印plicationindesignoptimizationofpipeteeTusingANSYS.FinallymeoptimumdesignofpipeteeTisgiVen. Keywords:designoptimization;ANSYS;PipeteeT 优化设计是一种寻找最优设计方案或者说是最有效率方案的技术,其优化设计算法众多,现代优化算法主要包括禁忌搜索、模拟退火、遗传算法、神经网络和拉格朗日松弛等。本文简要介绍了ANSYS川程序的设计优化功能,包括优化过程和优化方法,并对三通管道结构进行了优化分析。 1有限元法优化设计及力学准则 基于有限元法的结构优化是以建立合理有限元模型和数学模型为基础的。有限元模型确定设计变量与结构尺寸的变化规律,数学模型则包括设计变量、约束方程和目标函数三部分。 结构优化的力学准则就是从力学的概念出发,建立一些准则,满足这些准则的可用设计就是最优设计或近似最优设计。如等强度准则或称为满应力设计准则,要求尽可能使结构在使用过程中各构件 收稿日期:2005—06—20的最大应力都能达到其允许值;等强度的概念进一步扩大就是同步失效准则即满约束准则,要求在结构设计时尽可能多的不等式约束同时达到临界;能量准则则要求尽可能充分发挥材料的贮能(应变能)的能力Ⅲ。 2ANSYS程序的优化设计功能 2.1优化变量定义 ANSYs程序优化设计中常用的一些基本术语有设计变量、状态变量、目标函数、合理和不合理的设计等。 设计变量(D垤)为自变量,优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的。每个设计变量都有上下限,它定义了设计变量的设计空间。 状态变量(s垤)是约束设计的数值。它们是“因  万方数据

最优化理论

最优化理论 一、最优化理论概述 优化是从处理各种事物的一切可能的方案中,寻求最优的方案。优化的原理与方法,在科学的、工程的和社会的实际问题中的应用,便是优化问题。优化一语来自英文Optimization,其本意是寻优的过程;优化过程:是寻找约束空间下给定函数取极大值(以max表示)或极小(以min表示)的过程。优化方法也称数学规划,是用科学方法和手段进行决策及确定最优解的数学。在生产过程、科学实验以及日常生活中,人们总希望用最少的人力、物力、财力和时间去办更多的事,获得最大的效益,在管理学中被看作是生产者的利润最大化和消费者的效用最大化,如果从数学的角度来看就被看作是“最优化问题”。在最优化的研究生教学中我们所说的最优化问题一般是在某些特定的“约束条件”下寻找某个“目标函数”的最大(或最小)值,其解法称为最优化方法。 最优化方法的主要研究对象是各种有组织系统的管理问题及其生产经营活动。最优化方法的目的在于针对所研究的系统,求得一个合理运用人力、物力和财力的最佳方案,发挥和提高系统的效能及效益,最终达到系统的最优目标。实践表明,随着科学技术的日益进步和生产经营的日益发展,最优化方法已成为现代管理科学的重要理论基础和不可缺少的方法,被人们广泛地应用到公共管理、经济管理、工程建设、国防等各个领域,发挥着越来越重要的作用。从数学意义上说,最优化方法是一种求极值的方法,即在一组约束为等式或不等式的条件下,使系统的目标函数达到极值,即最大值或最小值。从经济意义上说,是在一定的人力、物力和财力资源条件下,使经济效果达到最大(如产值、利润),或者在完成规定的生产或经济任务下,使投入的人力、物力和财力等资源为最少。 最优化理论与方法作为一个重要的数学分支,它所研究的就是在众多的方案中怎么能找到最优、最好的方案。由于科学技术与生产技术的迅速发展,尤其是计算机应用的不断扩大,使最优化问题的研究不仅成为了一种迫切的需要,而且有了求解的有力工具,因此,发展成了一种新的科学。最优化理论与方法,狭义的主要指非线性规划的相关内容,而广义的则涵盖:连续优化:包括线性规划、非线性规划、全局优化、锥优化等;离散优化:网络优化、组合优化等;和近年来发展迅速的智能优化等。 一般而言,最优化问题的求解方法大致可分为4类:1)解析法:对于目标函数及约束条件具有简单而明确的数学表达式的最优化问题,一般都可采用解析法。在解决实际问题时,由于描述实际问题的解析形式的数学表达式很难找到,因此,这种表达式则缺

输油管道布置的优化设计模型

输油管道布置的优化设计模型 摘要 管道运输是输送石油的一个重要途径,设计合理的管线铺设方案,不仅可以节省铺设的费用,还可以减少后期运输的成本,提高经济效益。本文针对题目中给出的不同情况,运用平面解析几何的轴对称原理、多元函数极值理论和计算机搜索算法等方法,设计了不同情况输油管线的详细方案。 问题一中,根据有无共用管线,以及各段管线的单位费用相同或不同,将模型分为四种情况进行讨论,并用matlab软件进行符号运算。 针对问题二,首先对三家工程咨询公司的估价结果按资质权重进行计算,得到较准确的附加费用估计值。接着就郊区部分是否铺设共用管线,分别建立数学模型并求得相应的最小费用。然后用搜索算法在可行域内搜索最优解,验证设计方案的正确性。比较所得结果,有共用管线的设计方案费用最低,为283.2789万元。具体设计方案是:B厂管线与城郊分界线的交点距铁路沿线7.37km;A、B 两厂管线的会合点距城郊分界线9.55km,距铁路沿线1.85km;车站距城郊分界线9.55km。 问题三与问题二类似,但各段管线的单位费用不相同。在前面结论的基础上,按郊区部分有无共用管线,分别建立模型并进行计算,再用搜索算法搜索最优点对方案进行验证。经比较,无共用管线方案费用最低,为252.5608万元。具体设计方案是:B厂管线与城郊分界线的交点距铁路沿线7.3km;车站距城郊分界线8.3km。 本文综合考虑了输油管线布置的各种情况,从费用最少的角度出发,为设计院提供了较为详细的设计方案。通过对比各种设计方案所需的费用,得出费用最少的方案,并用搜索算法进行了检验,确保了设计方案所需费用的准确性。 关键词:轴对称多元函数极值搜索算法优化设计

信息技术-信息技术网络分析与网络计划 62页 精品

第六章网络分析与网络计划 网络分析是图论的一个应用分支.它主要是应用图论的理论与方法来解决具有网络性质的管理决策问题.在现实生活和生产实践中,网络分析方法有很广泛的应用.如在企业管理中,如何制订管理计划或设备购置计划,使收益最大或费用最小;在组织生产中,如何使各工序衔接好,使生产任务完成得既快又好;在交通网络中,如何使调运的物资数量多且费用最小等.由于网络分析具有图形直观,方法简便,容易掌握的特点,因此得到迅速的发展,且广泛地应用在各个领域,成为经济活动中许多管理决策的优化问题的重要手段. 网络计划方法是上世纪50年代发展起来的计划控制技术,主要包括计划评审技术(programme evaluation and review technique,简称PERT)和关键路径方法(critical path method或critical path analysis,简称CPM、CPA).网络计划方法特别适用于现代管理中的多因素多环节的复杂计划的优化控制,成为管理运筹学的重要应用分支. 本章在引入有关图的一些基本概念的基础上,介绍最小生成树、网络最短路、最大流、最小费用最大流等网络分析模型及其解法;并对网络计划图(统筹图)的制作、作业时间参数计算、关键线路方法和计划评审技术等网络计划基本技术和方法进行初步介绍. 第一节图的基本概念 一、图 现实世界中有许多具体事物及关系可以用图形来抽象表示.例如,路线关系、工序安排、区位规划等都可以用图来表达. 我们先通过几个直观的例子,来认识什么是图. 例6-1 歌尼斯堡七桥问题 哥尼斯堡(Konigsbergs)城域有一个普雷格尔河系,由新河、旧河及其交汇 而成的大河组成,它把该城分成了一岛三岸共四块陆地,陆地之间有七座桥连通,如图6-1(a)所示.当时城内居民在散步时热衷于这样一个问题:从某陆

对给水管道优化设计的研究

对给水管道优化设计的研究 发表时间:2020-01-14T13:29:10.780Z 来源:《基层建设》2019年第28期作者:刘玉贵[导读] 摘要:在进行给水管道的设计时,应当按照给水设计的标准与规范,并且还应当参考当地的地质以及气候环境情况以及不同区域的水司规程等,让所设计的给水管道方案从技术、经济以及节能等各方面均能达到要求,尽可能的做到科学、合理。 中土大地国际建筑设计有限公司河北省 050011 摘要:在进行给水管道的设计时,应当按照给水设计的标准与规范,并且还应当参考当地的地质以及气候环境情况以及不同区域的水司规程等,让所设计的给水管道方案从技术、经济以及节能等各方面均能达到要求,尽可能的做到科学、合理。 关键词:给水管道;优化设计;策略随着城市化的快速发展,城市人口规模逐渐增加,建筑行业迅速崛起,给城市带来了压力。同时,给市政给水管道设计也带来了压力与机遇,市政给水关系到人们的生活。市政建设直接决定了一个城市的发展水平,给水管道设计中主要是针对给水管道的布置、管径、管材、埋深的设计,从而达到为城市提供安全稳定的水源供给。 1市政管道工程设计中对给水管网布置的设计原则在市政给水管道工程设计中,水管布置是市政管道设计中最基础的环节。第一,市政给水设计人员对给水管道布置设计,要有较强的安全性。这是给水管道布置的最首要的原则性问题。给水管道的网络布置,要结合城市的布局以及道路的现状进行综合设计。第二,在市政给水管道穿过城市重要工程项目的过程中,需要对实际的给水管道布置进行科学的考证,要做到管道敷设的路线科学合理。第三,要以长远发展的眼光,对市政给水管道布置进行优化设计。为了达到降低供水工程造价的目的,需要对管网和出水口的布置方案进行综合比较,制定出最合理的优化方案。总之,在给水管道设计过程中,始终以保证工程质量为前提,因地制宜结合城市发展的其它相关设施进行配套设计是设计给水管道的基础原则。 2给水管道优化设计策略 2.1给水管道设计 给水管道布置设计时必须综合考虑市政供水系统的特点及运行要求,确保管道布置安全、稳定运行。给水管道布置形式分为环网与枝状,现行给水规范规定:城镇配水管网宜设计成环状,当允许间断供水时,可设计为枝状。目前城镇市政给水管网采用环网较多,该管道布置形式在实际的应用中可实现双向供水的功能,具有较高的安全性。特别是消防给水管道与生活、生产给水管道合并布置的情况,一般均应环状布置,但是环状管网布置形式工程造价较高;而枝状管道布置形式在实际的应用中其造价要低于环状管道布置形式,但其安全性能较差,在供水中也仅用于单向供水,此种管道布置形式可应用于对供水系统运行要求不高的项目中。 2.2市政给水管道工程设计中管材设计要点 给水管道是水资源利用的血脉,给水管道的管材是保证给水工程的重要物质基础。作为给水管道工程设计人员,管材选择的过程中,要依照工程的特点以及管材的应用条件进行合理的配置。既要达到保证工程质量的目标又要达到给水工程经济合理性。设计人员选择管材中常用的给水管材主要有:镀锌钢管、球墨铸铁管、塑料管、焊接钢管。在管道的实际工程应用中,设计人员应结合管道的经济性和管道的工作环境,进行合理的设计和配置。 2.3给水管道管径确定 给水管道的管径要依照管道的实际供水流量确定。在进行管径确定的过程中,应当全面的考虑到管道工程的整体成本以及管网在运营过程中的成本,从而选择最为经济的流速,并确定最为经济的管道管径大小。一般是根据管网的流量及平均经济流速对管道的管径进行计算,若是管道的管径大小在100mm~400mm之间时,管网的平均经济流速值为0.6m/s~0.9m/s;若是管道管径值大于400mm时,管网的平均经济流速值为0.9m/s~1.4m/s。当采用大管时,应当取较大的值,当采用小管时,应当取较小的值。 对于市政给水管道来说,通常要依照管网差的数值以及具体的用水量多少确定管径。由于我国的城市建设步伐不断的加快,要想使管道工程的设计可以跟上城市发展的脚步,要结合城市的长期发展,并且,应当全面的考虑管道建设的经济性以及管网运行过程中的可靠性。对于城市综合生活用水,进行管道工程设计时,应当依照综合生活用水的定额大小和最高日最高时用水的变化系数来全面的分析;对于工业生产过程中的用水,进行给水管道工程设计时,应当依照不同生产技术与工艺的具体需求来进行确定;对于消防用水的管道工程设计,则要达到我国相关的标准及规范要求。 对于居民社区之中的给水管道进行管径的确定,通常要按照社区之中的居民数量以及住宅的类型等来进行确定。同时,要依照我国所颁布的《建筑给排水设计规范》之中的用水定额来进行合理的计算。在进行管径的计算过程中,应当对最大小时流量和秒流量所适用的相关范围加以区分。 2.4市政给水管的接口 在市政给水管道的接口设计环节中,需要提前将其管道的接口进行分类,一般情况下,市政的给水管道在接口中主要分为柔性接口与刚性接口,在实际的处理中一般采用外侧填料对接口的方式进行,刚性接口主要运用与铸铁管道中,接口的组成材料主要由密封料以及嵌缝料来进行,刚性接口采用的方位主要按照外侧以及内侧填料来规划,以此来确保其管道口可以进行严密的处理,将其管口缝隙的里侧处来进行连接,刚性接口可以很好的起到扩圆作用,但是,会很容易出现向外漏水的情况。因此,为了更好的避免此种情况,在容易漏水的地方,一般会采用柔性管道接口来接入,柔性接口大部分为橡胶圈,在管道的内壁中为坡度的情况下,可以将柔性接口改为坡形,柔性接口不仅可以防止漏水,其还有良好的抗震性能,在给水管道施工过程中,可以大大提高其施工的速度,但是柔性接口的使用必须与铸铁管的承插口进行配套。 2.5给水管道的埋敷深度确定 在进行埋敷深度的设计时,要按照当地的冰冻层情况、给水管道的外部载荷作用情况以及管道的覆土厚度情况等全面的考虑。当管道位置有阀门或者是排气装置时,进行管道的埋深设计过程中,应当结合井室尺寸、形状等,进行合理的设计。给水管道的埋敷深度并非越深越好,还应当结合管道工程的整体造价以及在管网运行过程中的维护成本等因素进行设计。当管道工程位于非冰冻的区域内,管道顶上的覆土厚度值宜选择在1.0m左右。而若是管道工程处于冰冻区域内则应当对冰冻的厚度加以考虑。当埋敷的管道需经过一些障碍物时,要尽可能的采用平缓的方式。

《船体结构与制图》课程标准

《船体结构与制图》课程标准 一.前言 (一)课程的性质和作用: 《船体结构与船体图识绘》是船舶工程技术专业的一门核心专业课程,是学生学习船舶工程技术的专业基础课,也是学生职业岗位能力的基本能力训练课程。其功能在于让学生通过一系列船体结构的模型、实船、船体图样的识读及船舶图样的绘制,认识船体结构的形式、构件种类、构件名称,掌握船体制图的有关标准、规则和船体图样的绘制方法,从而具备船体加工与装配、造船生产设计、生产组织与管理等职业岗位所需要的基本能力,为学生顶岗就业夯实基础;同时培养学生认真细致、精益求精的工作作风,并为后续专业课程的学习作好前期准备。 后续课程是“船体放样”、“船体建造工艺”、“船舶质量检验与管理”等。 (二)课程基本理念: 本课程的功能是通过对船体结构和船体制图的基础知识,使学生掌握识读和绘制船体图样的基本技能,和把图纸转化为模型的过程,提高学生船体结构分析能力和识图、制图能力,为学生的后续课程打下坚实的基础,同时也为今后在船舶企业从事船舶生产设计、船体检验、计划调度、编制建造工艺等岗位打下基础,使学生具备胜任船体检验员、计调员、船体工艺员等工作岗位的基本知识和能力。 (三)课程设计思路: 本课程的总体设计思路是以船舶工程技术专业(船体方向)在船体结构的认知及识图、绘图相关工作任务和职业能力分析为依据确定课程目标、设计课程内容,以工作任务为线索构建任务引领型课程。 课程结构以识读和绘制船体图样的任务为线索,以“必需、够用,兼顾发展”为原则,包括船体结构、船体图识读和绘制、船体结构节点的模型制作及型线图、分段结构图等图样的手工及计算机绘制,将船体结构的认识和船体图识读与绘制融为一体,让学生用纸板制作船体结构用型材、板材和结构节点模型,加强对对船体结构的认识,理解船体结构的视图表达,让学生通过识读、绘图等活动,增强各种图样识读和绘制的实践技能,掌握型线图、分段结构图等的手工和计算机绘制方法,形成相应的职业能力。课程内容的选取,围绕完成相应的工作任务,按照培养目标和学生的实际状况,重点突出识读、绘图能力的培养。以工作任务为中心,密切结合专业能力要求,采取课堂教学与现场教学交替的形式,实现教学做一体。积极开发学习资源,为学生提供多种学习媒体与学习机会,教学效果重点评价学生识读、绘制船体图样、船体结构节点的模型制作及型线图的绘制方面的职业能力。 本课程建议课时数为80学时。 二.课程目标 (一)课程总体目标: 通过本课程的学习,使学生在读图、绘图的训练过程中,逐步掌握船体结构的分析能力与识读

图论算法及matlab程序的三个案例

图论实验三个案例 单源最短路径问题 1.1 Dijkstra 算法 Dijkstra 算法是解单源最短路径问题的一个贪心算法。其基本思想是,设置一个顶点集合S 并不断地作贪心选择来扩充这个集合。一个顶点属于集合S 当且仅当从源到该顶点的最短路径长度已知。设v 是图中的一个顶点,记()l v 为顶点 v 到源点v 1的最短距离, ,i j v v V ?∈,若 (,)i j v v E ?,记i v 到 j v 的权 ij w =∞ 。 Dijkstra 算法: ① 1{}S v =,1()0l v =;1{}v V v ??-,()l v =∞,1i =,1{}S V v =-; ② S φ=,停止,否则转③; ③ ()min{(),(,)} j l v l v d v v =, j v S ∈,v S ?∈; ④ 存在1i v +,使1()min{()}i l v l v +=,v S ∈; ⑤ 1{}i S S v += ,1{}i S S v +=-,1i i =+,转②; 实际上,Dijkstra 算法也是最优化原理的应用:如果121n n v v v v - 是从1v 到n v 的最短路径,则121n v v v - 也必然是从1v 到1n v -的最优路径。 在下面的MATLAB 实现代码中,我们用到了距离矩阵,矩阵第i 行第j 行元素表示顶点i v 到 j v 的权 ij w ,若i v 到 j v 无边,则 realmax ij w =,其中realmax 是 MATLAB 常量,表示最大的实数(1.7977e+308)。 function re=Dijkstra(ma)

机舱管路线路优化布置作业指导书

机舱管路线路优化布置作业指导书 编制:日期: 审核:日期: 批准:日期: 发布日期:年 月 日 实施日期:年 月 日

前言 为使五中心整车开发过程中发动机舱布置的合理化、美观性的要求,参考国内外整车发动机舱布置的主要特点,结合五中心已有开发车型的经验,编制本管路、线路布置作业指导书。旨在对五中心设计人员在进行机舱布置优化时起到指导设计的作用,在优化设计过程中少走些弯路,提高设计效率和质量。 本标准于2011年月日起实施。 本标准由研究院第五中心提出。 本标准由技术标准分院负责归口管理。 本标准主要起草人:刘建涛

目录 一、机舱布置优化概述 (4) 二、发动机舱管路布置设计原则 (4) 三、发动机舱优化设计难点 (5) 3.1 汽车管路的分类 (5) 3.2 汽车线路 (6) 四、机舱整体布置简介 (6) 五、管路、线路优化设计方向 (9) 5.1 布置输入条件 (10) 5.2 机舱管路、线路的优化 (11) 六、规避设计失误的典型案例 (14)

一、 机舱布置优化概述 机舱管路、线路的优化前提是首先必须对整车机舱部件布置情况进行优化,在机舱主要零部件状态确定的前提下进行相关管路、线路的优化工作。发动机舱布置作为整车开发过程中重要的组成部分,汇集了全车各专业设计因素,集材料、性能、安全、加工、装配、维修、成本及美观等诸方面于一体,充分展示了整车的设计理念及思路。 因受各组成结构的影响,机舱在初期布置时需充分考虑相关附件的状态、标杆车型的结构以形成初步思路,随着设计的逐渐深入,机舱优化工作将作为主要部分进行开展,其过程相对较长,可能包括整个设计过程乃至设计完成之后,在ET、PT过程中仍需进一步优化设计。 对于机舱优化布置的重要前提即关键零部件需布置合理,关键零部件确定合理位置后,相关管路及线路才能有效的在其基础上进行合理布局,满足整车机舱美观性等需求。关键零部件布置的主要原则: 1)满足基本动静态间隙原则; 2)符合发动机动力总成的动态包络; 3)满足总装的装配间隙要求; 4)保护驾驶舱成员的安全碰撞要求; 5)满足热力学布置要求等。 以上布置原则是整车的设计前提,亦是机舱管路优化的基础。 二、 发动机舱管路布置设计原则 2.1 原则上各总成布置应横平竖直,尽量避免部件斜放布置; 2.2 相关零部件或系统设计满足功能、性能要求; 2.3 考虑管路材料在各温度场的应用可行性的影响,管路排列原则上横平竖直、一目了然,管路、线路符合色标规定; 2.4 维修方便性:拆装各总成及管路应有足够的操作空间; 2.5 给人以精工制作的感觉。

船体主要构件结构图

船体结构图 船舶各部位名称如图所示。船的前端叫船首(stem);后端叫船尾(stern);船首两侧船壳板弯曲处叫首舷(bow);船尾两侧船壳板弯曲处叫尾舷(quarter);船两边叫船舷(ships side);船舷与船底交接的弯曲部叫舭部(bilge)。 连接船首和船尾的直线叫首尾线(fore and aft line center line,centre line)。首尾线把船体分为左右两半,从船尾向前看,在首尾线右边的叫右舷(starboard side);在首尾线左边的叫左舷(port side)。与首尾线中点相垂直的方向叫正横(abeam),在左舷的叫左正横;在右舷的叫右正横。 船体水平方向布置的钢板称为甲板,船体被甲板分为上下若干层。最上一层船首尾的统长甲板称上甲板(upper deck)。这层甲板如果所有开口都能封密并保证水密,则这层甲板又可称主甲板(main deck),在丈量时又称为量吨甲板。

少数远洋船舶在主甲板上还有一层贯通船首尾的上甲板,由于其开口不能保证水密,所以只能叫遮蔽甲板(shelter deck)。 主甲板把船分为上下两部分,在主甲板以上的部分统称为上层建筑;主甲板以下部分叫主船体。 在主甲板以下的各层统长甲板,从上到下依次叫二层甲板、三层甲板等等。在主甲板以上均为短段甲板,习惯上是按照该层甲板的舱室名称或用途来命名的。如驾驶台甲板(bridge deck)、救生艇甲板(life-boat deck)、等等。 在主船体内,根据需要用横向舱壁分隔成很多大小不同的舱室,这些舱室都按照各自的用途或所在部位而命名,如图1-18所示,从首到尾分别叫首尖舱、锚链舱、货舱、机舱、尾尖舱和压载舱等。在货舱中两层甲板之间所形成的舱间称甲板间舱(tween deck),也叫二层舱或二层柜。

配电线路路径优化设计及选择 吕章峰

配电线路路径优化设计及选择吕章峰 发表时间:2018-01-08T10:17:34.010Z 来源:《基层建设》2017年第30期作者:吕章峰 [导读] 摘要:国家在不断的快速发展,社会在不断的进步,经济也在快速发展,带动了大众生活水平快速提升。 国网河南省电力公司汝阳县供电公司河南汝阳 471200 摘要:国家在不断的快速发展,社会在不断的进步,经济也在快速发展,带动了大众生活水平快速提升。人们对周边环境的关注度不断提升,降低能耗问题已经成为各行业的主要目标。建筑行业中电气供配电的合理设计十分关键,是降低能耗的主要途径。文章针对当下建筑中电气供配电线路设计原则、节能要点等进行了分析,旨在提高供配电线路设计的合理性。 关键词:配电线路;路径优化;设计;选择 引言 我国国内资源的现状相对匮乏,但能源浪费却很严重。随着中国经济及工农业生产的发展和人民生活水平的提高,能源的消耗量急剧增加。而二次能源———电能,与工农业生产及居民的日常生活都密切关联。积极的响应我国低碳节能的号召,在供配电系统实施节能措施,节约电能,有利于缓解能源供应紧张的局面,对于我国电力系统的发展具有重要的意义。本文主要从供配电的整体规划设计、线路设计、设备选型等角度对供配电设计相关的节能技术进行分析和阐述,希望能给行业相关人士在今后的设计中提供一定的参考和借鉴。 1配电线路设计概述 电力系统的作用是确保电能输送到每一用户的手里,它的主要构成结构有发电厂、变电厂、输电线和配电线路等,这些部门相互间配合,再运输到客户家里就是销售工作的过程。所以要确保电力系统的安全性,确保电力系统稳定运行和企业电力公司的经济收益。配电线路是在电力系统的联络的血脉,城建局为了方便市政设施建设而直接将配电线路与通信线路以及其他的一些基础管道放在一起,这种方法甚至可以说是未来配电线路设计的重点所在。它的便利通畅将直接影响全体电力供电系统,所以通过对电网系统的配置优化升级改造,可增加电网的安全性和收益。配电线路的设计一般是受各种因素影响的,所以在实际布置过程中要将步骤落实到位。先考察现场进行现场测绘,制作出路径图,再根据当时的实际情况导线截面、转角和现场的测量计算,选择线路的种类形式,列出设备清单工程预算,进行预算估测。 2配电线路路径优化设计分析措施 2.1线路机电的路线设计 在配电线路当中,需要安装线路机电,线路机电的路线设计包含了气象分析、导线架设、绝缘子串、金具组装、导线防震等内容。线路机电的路线设计也是配电线路路径设计的重要内容,在配电线路总体路线的设计完成之后进行。配电线路机电的路线设计,需要考虑的内容包括:其一,架设线路的导线应当使用最大应力足够、材料结构牢固的导线类型,并通过良好的导线选择,在保证配电线路导线输电能力达标的情况下,有效提升配电线路架设的性价比,提升工程综合效益。其二,所有架设线路的决策,都应当以应付最恶劣的气象环境为基本出发点,应当尽可能通过科学的设计方式,使得所架设的线路在发生暴雨、暴雪、大风甚至地震等恶劣的气象条件乃至自然灾害的时候,仍然可以正常完成供电任务,保证供电的稳定性和可靠性。其三,对重要的线路机电,必须做好相应的防护工作,该密封的密封,该高空安装的高空安装,该绝缘的绝缘,全方位确保所有的线路机电在运行过程中的安全性、可靠性。 2.2选择合理的低压配电线路线芯截面,坚持经济性和技术性并重的原则 通常来说,在确定配电线路的导线截面的时候,若建筑物属于一般性的房地产项目,由于采用的是每个用户配备一个独立电表的形式,电表安装所产生的配电线路损耗均由客户自己负担,所以建设单位通常会根据载流量来选择截面,若建筑物属于业主自己使用的办公室等,则应当坚持技术优先性的原则,在达到技术标准的前提下,选用截面超出载流量的截面线芯,从而最大限度降低电能的损耗,节省线路运行中所产生的用电总成本。站在初期成本投入的角度看,选用截面越大的导线,其初期成本投入越高,但是初期增加的成本通常可以在3年左右的时间得到补偿,属于具备长远性经济效益的措施,因此可将其应用于配电线路电气节能设计之中。 2.3电力线路设计成本管理的优化措施 在电力工程系统建设中,一定要对线路优化的成本支出进行严格的控制。因此,需要从多个方面去考虑:首先,要在保证电力工程线路质量达到国家相关标准,并且保证在输电过程中可以正常运行,同时,还要保证施工安全的前提下,选择价格合理的线路,尽量减少线路的成本;其次,还要考虑到在施工时,要合理安排好施工设备的使用以及施工人员的工作,让整个施工过程能都安全、顺利地进行,最大程度提高工作效率;最后,还要考虑各方面的影响因素,结合施工当地的环境和气象条件,提供多套线路路径的施工方案,尽可能地缩短线路长度和工程工期,减少线路的运营和维护成本。另外,在对电力系统建设材料的选择时,在符合设计方案要求的前提下,选择质量优良、价格合理的材料,并且要严格把控好材料的数量和型号,避免因材料问题不符合设计要求导致影响电力系统建设的施工工期和施工质量。 2.4杆塔设计措施 在配电架空线路设计中,杆塔的定位是其中十分重要的组成部分,杆塔定位质量高低直接影响到后续的施工活动有序开展,对于施工安全和施工质量影响较为深远。故此,为了确保导线对地距离的安全、合理,应该严格遵循导线安装实际最大弧垂形状标准,以此作为模板,对比导线各点对地距离。在确定杆塔位置和高度等相关参数以后,综合检查各方面内容,主要包括以下几个方面:①杆塔使用条件,包括杆塔的垂直档距、最大档距等指标,需要符合设计要求;②绝缘子串和杆塔构件间隙检查,在确保杆塔正常运行的前提下,应该保证绝缘子串和杆塔构件中存在一定间隙;③导线和架空地线运行条件检查,对于部分城镇区域的线路,很少会对导线和架空线路运行条件进行综合检查,但是对于很多偏远山区的线路架设,应该确保设计合理性,导线和架空地线悬挂点应力在可接受范围内。 2.5线路防雷设计措施 雷电作为常见的自然现象,对配电线路的危害极大,需要加强电气供配电系统中防雷设计的合理性。为了降低雷电对线路危害过高的状况,需要及时将雷电引入地表。实际分析中,一般需要在建筑体顶端设置避雷线,加强雷电屏蔽、耦合、分流等方面的处理,提高防雷工作的合理性。其中屏蔽作用对降低感应电压工作而言具有明显作用;耦合作用是降低绝缘子电压在电路中的输送比例;分流操作,可以降低雷电在铁塔中电流量,实现降低电位的目的,同时避雷线的设置十分关键,可降低雷电对供配电线的危害,是提高系统后期运行的主要方法。避雷线安装后,还需要及时进行避雷器的安装,对防雷系统而言其重要性极大,可实现快速将雷电传送至大地的目的,避免了后

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