2026年第8期
• 城镇水系统研究与应用 •
基于粒子群算法的寒区排水管网非开挖修复技术遴选方法
作者:张俊斌,张怡坤,白志强,郑涛,刘宇,柴祺蛟,王雪飞
作者单位:中交<内蒙古>建设发展有限公司;内蒙古科技大学土木工程学院
引用本文:张俊斌,张怡坤,白志强,等. 基于粒子群算法的寒区排水管网非开挖修复技术遴选方法[J]. 净水技术, 2026, 45(8): 173-184.
摘要:【目的】 针对寒区城市排水管网非开挖修复工程中修复技术类型多样、影响因素复杂且现有技术遴选过程依赖经验、缺乏定量决策依据的问题。本文提出一种兼顾经济性、结构与运行可靠性及环境影响的修复技术智能遴选方法,为寒区排水管网修复方案的科学决策提供支撑。【方法】 结合寒区低温环境及冻融循环条件下排水管网的服役特征,构建多指标综合评价体系,并建立相应的多目标优化模型。采用粒子群优化(PSO)算法对多种非开挖修复技术方案进行全局搜索,获得帕累托最优解集;在此基础上,引入逼近理想解排序法(TOPSIS),对多目标优化结果进行综合排序与优选。以呼和浩特市寒区排水管网非开挖修复工程为算例,对多种常用修复技术的适用性进行验证分析。【结果】 PSO能够在有限迭代次数内稳定收敛,形成结构清晰的帕累托最优解集,较好地揭示了修复成本、可靠性提升与环境影响之间的权衡关系。TOPSIS分析结果表明,原位固化法(CIPP)为主、喷涂衬装为辅的组合方案在综合意义下表现最优,该方案在控制总成本的同时显著提升了管网结构可靠性,并有效降低施工环境影响,结果与工程实际相符。【结论】 本文所提出的PSO-TOPSIS组合方法能够实现寒区排水管网非开挖修复技术的定量化、系统化遴选,具有计算稳定、结果直观和工程适用性强等优点,可为寒区城市排水管网修复方案决策提供可靠参考。
关键词:排水管网;非开挖修复; 多目标优化;粒子群优化算法; 寒区工程
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