城市给水管网系统是由泵站、地下管网及用户构成的复杂系统。复杂性主要体现在节点流量的随机性、节点压力和管段流量的随机性、管道阻力系数的渐变性、管网连接的复杂性、管网实际运行工况的复杂性等方面。如何在满足用户用水需求的前提下，应用现代控制技术，对给水管网系统进行优化调度，使其经济、合理、可靠地运行，是当前国内外给水行业亟待解决的研究课题。本文在搜集大量国内外相关研究资料及参与管网系统建模、模型校核及优化调度实践的基础上，对复杂城市给水管网系统建模、模型校核及优化调度问题进行了深入的研究。应用随机过程理论，通过对大量的用户用水量实测数据进行分析，本文提出了用户用水量变化过程是一个非平稳随机过程及用该过程的均值函数来描述用户用水量变化规律更接近实际的新观点。给出了应用随机过程理论模拟用户用水量变化规律曲线的方法及应用实例。 　　管网微观模型校核的基本思想是：首先比较模型计算结果与现场实测结果之间的差异，分析出现差异的原因，采用某种方法对模型进行修正，以减小差异，直到模型计算结果与现场实测结果之间的差异在允许的误差范围之内。通过对管网微观模型校核问题的深入研究，提出了导致计算结果与现场实测结果之间产生差异的主要因素。详细分析了模型校核标准以及模型校核方法。从工程应用的角度出发，提出了测点数给定、无精度要求条件下的测点优化布置的计算方法，同时指出，理论计算结果还需按实践中的测点布置原则进行适当的调整，才能形成最终的优化布置方案。 　　建立了多种形式的传统给水管网系统优化调度模型：包括显式优化调度模型、隐式优化调度模型(不含变速泵)及隐式优化调度模型(含变速泵)。 　　知识(或规则)的表达、知识的获取及知识库的建立是模糊优化调度系统设计的核心问题。本文提出了给水管网系统知识表达的三个层次(语言层、逻辑层、执行层)。结合给水管网系统提出了四种知识来源及四种相应的获取知识的方法。决策树方法是获取知识提取调度规则的重要方法之一，本文给出了应用此方法获取知识提取调度规则的实例。提出了应用管网微观模型仿真来建立管网压力控制点与泵站的相关关系、各泵站之间替代关系的方法及计算实例。结合某城市给水管网系统建立了以逻辑级知识表达语言表达的知识库，并进行了基于该城市管网微观模型的模糊优化调度仿真研究。仿真结果表明，给水管网系统模糊优化调度方法是实用有效的。