油气集输系统障碍拓扑布局优化设计方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第27卷第6期石油学报Vo1．27No．62006年11月ACTAPETROLEISINICANov．2006文章编号：0253—2697(2006)06—0120—05油气集输系统障碍拓扑布局优化设计方法，魏立新刘扬(大庆石油学院石油工程学院黑龙江大庆163318)■摘要：针对油气集输系统障碍拓扑布局优化问题，以管线长度最短为目标函数，以节点隶属关系唯一性，节点处理能力和几何位置等为约束条件，建立了二级混合规划数学模型。根据模型的结构特点，将优化设计问题分为布局层和分配层，并采用混

2、合遗传模拟退火算法进行求解。采用实数对染色体进行编码，采用了自由交叉和优势交叉相结合、精细变异和强烈变异交替使用的方式进行遗传操作，并实施了基于Metropolis判别准则的复制策略和最优保存策略，有效地提高了算法的优化性能。实例计算表明。所建立模型准确，优化算法有效。关键词：油气集输系统；拓扑优化；遗传算法；模拟退火；数学模型中圈分类号：TE863文献标识码：AObstacletopologicallayoutoptimizationdesignofoil-gasgatheringandtransferringsystemWei

3、LixinLiuYang(CollegeofPetroleumEngineering，DaqingPetroleuminstitute，Daqing163318，China)Abstract：Abilevelhybridtopologicallayoutoptimizationmodelforoil—gasgatheringandtransferringsystemwasestablished，inwhichtheminimalpipelinelengthwastakenastheobjectivefunction，andtheu

4、niquememberships，theprocessingcapacityandgeometricalpositionofnodesweretakenastheconstraintconditions．Themodelconcernsthehybridoptimizationdesignproblemwithdisperseandcontinuousvariables．Accordingtotheconfigurationcharacteristicsofthemodel，theoptimizationproblemwasdiv

5、idedintolocationandallocationlayers，andsolvedbyhybridgeneticsimulatedannealingalgorithm．InordertoimproVetheoptimizationperformance。thechromosomewascodedinrealnumber，whilefreecrossoveranddominatingcrossoverwerecombinedwitheachother，andsubtlemutationandviolentmutationwe

6、realternated．ThereproductionstrategybasedonMetropoliscriteriaandelitistpreservedstrategywerealsoapplied．Practicalexampleindicatedtheaccuracyoftheoptimizationmodelandfeasibilityofthealgo—rithm．Keywords：oil-gasgatheringandtransferringsystem；topologicaloptimization；genet

7、icalgorithm}simulatedannealing；mathemati—calmode1拓扑布局优化是油气集输系统优化设计中的一项面的一些结论和算法，然而实际问题中经常采用欧几重要研究内容，其优化结果直接影响到系统整体设计里德法计算距离。采用这种方式计量时，目标函数比质量]。目前该问题研究均是在没有考虑障碍的情况较复杂，难以计算斜率信息及进行问题的求解。针对下进行设计的理想情况[241。在实际问题中，通常会遇这种情况，笔者以星形油气集输系统为例，研究建立了到设计区域内存在障碍的情况，如湖泊、建筑、水泡子、障碍拓扑布局优化

8、问题的数学模型，并采用混合遗传居民区、试验田等。障碍包含两种含义：①禁止布局，模拟退火算法进行了求解。。即各级节点不能布置在障碍区域内；②禁止连接路径，1障碍拓扑布局优化数学模型的建立即各节点之间的连接路径不能通过障碍区域。油气集输系统障碍拓扑布局