Excel规划求解方法在渠系优化配水中的应用研究.pdfVIP

中国农村水利水电·2008年第11期 37 文章编号：1007—2284(2008)11--0037-02 Excel规划求解方法在 渠系优化配水中的应用研究 付杨，何新林，刘 兵，杨 广，代 琼 (石河子大学水利建筑工程学院新疆兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832003) 摘要：目前线性规划专业软件计算对操作者的专业要求很高，掌握并运用比较困难，而Excel可以实现对有多个 变量和约束的线性规划问题的求解，操作方法简单快捷，容易掌握。根据“定流量，变历时”的准则，建立了配水渠道流量 最优化O一1整数规划模型，并应用Excel对模型进行求解，结果表明建立的模型适用，所得出的轮灌组引水持续时间均 匀、可靠。 关键词：线形规划；Excel；O一1规划 中图分类号：s274．3；$126文献标识码：B 在渠系优化配水中，线性规划的应用十分普遍。它的求解 灌溉水量分配[引。本文以水量损失最小为目标函数建立数学 可以用专业的数学软件，如LINGO、MATI。AB等，但是这些软模型，并应用于实例，旨在为同类问题的解决提供参考。 件都需要具备相当的专业知识，不容易被掌握并应用于现实生 1．1 目标函数 产和生活中。目前，大多数灌区管理部门都配备了计算机，管 对于一个已建灌区其目标函数在于找出一个优化配水计 理人员也得到了计算机基本技能培训，而作为办公软件的重要 划，本文以水量损失最小为目标建立模型[“5|。设决策变量五 组成部分——Excel以其强大的功能、简捷的界面已为人们所 接受，为专业人员制定优化方案提供了依据。“规划求解”是 出水口关闭；麓=1为出水口开启。其中i表示轮灌编组序 Excel提供的优化工具，可用于求解一定限制条件下目标单元号。J表示斗渠序号。C表示序号为J的斗渠的输水损失，在计 的最大值、最小值及其相应的可变单元(决策变量)值，其中对 非线性问题的求解采用广义约化(简约)梯度法，而对线性和整 (1) z=rain∑∑c,x#(靠≤m) 数规划问题的求解分别采用单纯形法和分枝定界法[1]。 1．2约束条件 1 渠系优化配水模型的建立 1．2．1轮期约束 灌溉渠系优化配水是指在配水渠道及其下级渠道过水能 设任一斗渠的要求引水时间为岛，则任何一组内所有斗渠 力一定的条件下，为满足灌区农作物某次灌水的要求，采取一 的总引水时间不能超过该次配水支配的周期H，即 定的方法与技术，对配水渠道轮灌组合进行优化[2]。先进的配 ∑岛x#≤H (2) 水方法可以减少灌溉过程中闸门的调节次数，保持渠道水流的 1．2．2斗渠一次性引水约束 相对稳定，提高配水精度和灌水质量，最大限度地减少弃水，因 而是渠系水流调控研究中不可回避的技术问题。传统的隐枚 每条斗渠，一旦打开后，任一出水口在轮期内只开启一次。 举法，分枝定界法，割平面法都是求解O一1规划的方法。现在 ∑黾=1 (3) 也出现了一些新的计算方法，如遗传算法，粒子群优化算法，蚂 1．2．3来水流镀约束 蚁算法等。在Excel“规划求解”中应用了传统的分枝定界法对 任何一组所有引水斗渠的