本文以苏州市污水管道系统规划项目为背景。管道系统规划通常涉及管道布局优化和管道水力参数优化两部分。通常情况下,污水管道系统投资较大,偿还期限长,这就需要提供一种比较先进、可靠的设计方法(算法)或设计平台,对污水管道进行优化设计,寻求满足各种技术条件,且能使整个系统总费用最低的设计方案。这不仅具有重要的理论和应用价值,而且具有明显的经济和社会效益。本文提出基于改进微粒群的方法,用于解决污水管道优化问题,目标是使整个污水管道系统的费用降低。本文的主要研究成果如下:(1)将离散微粒群算法应用到污水管网布局优化中。首先建立了污水管网布局优化的数学模型,将离散微粒群算法应用到该模型中。实验结果与遗传算法相比,离散微粒群算法具有更好的性能。(2)针对微粒群算法收敛速度慢及多样性丢失等问题,在基于带有微分扰动因子的微粒群优化算法基础上,提出了一种改进多种群的微粒群算法。(3)将改进多种群的微粒群算法应用到污水管道水力参数优化设计中。以苏州市管道规划为应用背景,建立相应的简化数学模型。该算法应用于污水管道水力参数优化,实验结果表明,该算法是可行和高效的。(4)开发了污水管道优化系统。依托苏州园区联图软件公司,基于改进微粒群的算法,开发了污水管道优化系统,实现了与公司原有管道系统的无缝对接。目前该系统已经应用于污水管道优化中,使整个管道系统的费用较以前有明显降低。(5)开发了污水管线管理系统。为了实现项目方式管理成果数据,根据不同管线特点,实现点线数据的快速编辑等,采用Microstation Development Language(MDL)语言在Microstation环境下开发了污水管线管理系统。目前,该系统已应用到管道局的管线产品管理中。本课题求解方法具有理论意义和应用参考价值,为继续深入研究污水管道优化设计方法提供了参考。