合理安排泵油策略

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1、2011年湖南文理学院第九届数学建模竞赛论文二o—一年四月合理安排泵油策略摘要本文要解决的问题是以落实科学发展观，大胆创新和完善泵油管理办法，有效地节约泵油生产运营成本为背景而提出的。各采油人队为了提升全员执行力，实现提高企业的生产效率，必然会面对泵油与路线选择的问题。因此如何快速、高效、合理安排油罐车泵油从众多井点与集油点Z间的路线中选出最优路线泵油成为了解决此问题的关键。本文将最佳泵油策略问题转化为图论中求最佳推销员回路问题，将油罐车看作是推销员并用近似法去寻求近似最优解。在第一问屮我们经过査阅互联网，我们考虑了时间最少，路程最短、成本最少（人员工资、车辆数目与型号）、产油能力

2、等因素，在第二问中我们采用最优化和图论的数学模型，并采取了Floyd算法、加权图法、哈密尔顿图法、最佳II圈法、二边逐次修正法及矩阵翻转法等进行了计算。在第三问中我们在一二问的基础上对附录中的信息做了分析，并用matlab7.0对数据进行了编程处理，将207个点进行分布处理成六组同时把车队分成六组，在考虑了人员工资、区队队部、集油点、井点间的距离等因素的条件下对六组分别处理最终得到区队一天的泵油策略同时较为精确的计算出区队一年的运行成本。其中各组的泵油总路程分别为泵油时间为泵油总费用为第四问中在每口油井的年减产率为7.3%,在其它条件不变的情况下我们运用预测的数学模型及最小二乘法进

3、行回归分析。关键字：最优化、图论、Floyd算法、加权图法、哈密尔顿图法、最佳H圈法、二边逐次修正法、矩阵翻转法、预测、回归分析。一、问题重述采油厂各个采油大队一项菲常重要的业务就是泵油（所谓泵油就是将临时储存在各个井点储油罐屮的原油通过车俩运送到各个集油点），科学合理的安排泵油策略可以有效地节约生产运营成本，对提高企业的生产效率具有十分重要的意义。现在要求我完成如下儿个问题，问题如下：问题一：请你通过查阅相关资料给出影响泵油策略制定的因索，并简要说明原因；问题二：根据你所确定泵油策略的影响因素，在保证各个油井临时储油罐不溢出的前提下，建立相应的有序泵油模型或算法，使得该泵油策略的

4、生产运行成本最低；问题三：若某采油大队下设5个泵油区队，其中某个泵油区队的集油点、车辆、井点的基本信息如附件1所示，利用问题2你所建立的模型或算法，给出该区队一天的泵油策略并计算出该泵油区队一年的生产运行成木；问题四：汕井的产汕能力随产汕时间的延伸其产汕量在不断的下降，若每口汕井的年减产率为7.3%,在其它条件不变的情况下，建立相应的有序泵汕模型或算法，并利用该模型或算法，再次给出该区队一天的泵油策略和该泵油区队一年的生产运行成本；二、基本假设在求木题的解之前，对原问题所给条件作一些适当的假设的必要的。1・、区队队部、集油点、井点间的公路不考虑等级差别，也不受天气情况和交通情况的影

5、响。2、各条公路段段上汽车汽车行驶速度可以认为是均匀的，不会出现抛锚等现象（具体是多少还需设定）。3・、每辆车统一行动，即不允许一单独行动。4、泵汕过程中，汕罐车在每个井点、集汕点停留时间一定，不会出现特殊情况而延误时间。5、分组后，各辆车只能走自己区内的路，不能走其他车辆的路。6、假设每口油井一天只能出油量恰好为油罐储量，当油罐车到达每个油井时每口油井的油罐恰好装满油。7、曲于空车单位公里耗油费和重车单位吨公里增加耗油费相差很大，我们对其拟合得其平均耗油费2.20元/公里。.三.符号定义及说明D两点最短路径距离矩阵Vi(1,2,...n)从1到207个位置点里n个位置点集合/(K

6、)从0点出发，经过匕屮所有点最后回到0点的最佳送货路线的权值（即总路程）T汕罐车完成一次泵汕的时间Y一辆油罐车完成泵油费用U9本题给出了泵油的基本概念和相关的一些数据，要求的是在互联网的帮助下找出彩响泵油策略的因素并建立数学模型解决相应的问题，我们将泵油车队规划出最佳分组方案和路线。这是一类图上的点的遍历问题，也就是用若干条闭链覆盖图上的所在顶点，并使某些指标达到最优。点的遍历性问题在图论属于哈密顿问题和旅行推俏员问题。本题所求得油罐车泵油的最佳路线与多个旅行推俏员问题类似但也有不同，因为还有均衡性的要求。由于旅行推销员问题属于NP•完全类，木题的规模比较大（包括泵油区的206个点

7、），所以要想求出真正的最优解是不现实的，为此只能针对具体问题，采取一些启发式算法求得近似最优解。将泵油区队每个井点看作图中的一个节点（节点坐标在第三问中已给出），各井点、集油点Z间的公路看作图屮对应节点间的边，各条公路的长度（或行驶时间）看作对应边上的权，所给公路网就转化为加权网络图，问题就转化为在给定的加权网络图中寻找从给定点o出发，行遍每个区顶点至少一次并将原油送至集油点再冋到区队部队（0,0）点，使得总权（路程或时间）最小，此即最佳推销员冋路问题.在加权图G中求