1、生命線工程是指維系城市或區(qū)域經(jīng)濟功能的工程系統(tǒng)和基礎(chǔ)設施的總稱.現(xiàn)代城市的規(guī)模越大,現(xiàn)代化程度越高,對生命線工程的依賴性就越強;同時,在強烈地震襲擊下,生命線工程的地震破壞和由此產(chǎn)生的次生災害,以及對城市生命財產(chǎn)的危害也越嚴重.隨著我國現(xiàn)代城市化進程的加速發(fā)展,城市遭受地震災害的風險和損失日益加大,對生命線工程進行抗震研究也就越顯其重要性和緊迫性.生命線工程系統(tǒng)的抗震性能和強震作用下的運行功能,可以從系統(tǒng)可靠度的角度進行分析.生命線工程

2、系統(tǒng)的抗震可靠度是生命線工程安全性評價的重要指標,也是生命線工程抗震設計的基本目標參數(shù).一般生命線工程系統(tǒng)抗震可靠度研究包括系統(tǒng)可靠性的分析和優(yōu)化兩部分:系統(tǒng)可靠度的分析是基礎(chǔ),系統(tǒng)分析的目標是指導工程優(yōu)化設計.本文就這兩部分內(nèi)容展開研究工作:首先,本文對比研究網(wǎng)絡系統(tǒng)抗震可靠性的分析方法,從各種方法的原理和求解性能方面進行優(yōu)劣比較.研究結(jié)果表明,由于遞推分解算法具有效率高、適應性強及求取近似解的能力,使得該法優(yōu)于其它算法.針對遞推分解

3、算法的計算復雜性,本文對遞推分解算法作了進一步研究并進行改進,例如,在算法中采用鏈接表表達網(wǎng)絡圖,引入"最小貢獻概率"等概念.實例分析結(jié)果表明:這些改進很明顯地提高遞推分解算法求解問題的效率.在生命線工程網(wǎng)絡系統(tǒng)抗震可靠性分析的研究基礎(chǔ)上,本文以供水管網(wǎng)系統(tǒng)為例,嘗試性地進行了生命線工程網(wǎng)絡系統(tǒng)抗震優(yōu)化設計研究.選用遞推分解算法作為生命線工程網(wǎng)絡系統(tǒng)抗震可靠性分析與優(yōu)化設計的工具.研究以網(wǎng)絡建設造價為目標函數(shù),管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)為優(yōu)化途徑,管

4、網(wǎng)抗震性能為約束條件,建立了基于系統(tǒng)抗震性能尋求管網(wǎng)最優(yōu)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型.并結(jié)合系統(tǒng)單元抗震可靠性的靈敏度分析,分別采用遺傳算法和模擬退火算法對管網(wǎng)拓撲優(yōu)化問題進行優(yōu)化求解.優(yōu)化實例的結(jié)果表明,按照上述思路進行網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲優(yōu)化的設計過程是可行的,且兩種優(yōu)化算法都具有一定的全局尋優(yōu)能力,優(yōu)化效果比較顯著,優(yōu)化方案較為合理,具有一定的參考價值.應用上述理論研究基礎(chǔ),本文還較為詳細地進行了兩個工程實例分析:沈陽市主干供水管網(wǎng)系統(tǒng)抗震可靠性分