c题输油管线布置的最佳方案

《c题输油管线布置的最佳方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、输油管线布置的最佳方案摘要本文运用最优化的理论知识与方法、解析几何以及计算机编程等解决了管线最佳布置问题和管线建设费用最省优化问题。对于问题一，我们首先根据炼油厂、到铁路线距离和两炼油厂间距离不同，建立坐标，分别提出三种方案：第一种方案为；第二种方案为；第三种方案为，综合三种方案建立模型。在三种方案基础上根据管线单位费用的异同进一步精化模型。方案一中两非共用管线单位费用相同时可得出总费用为，车站坐标；所有管线费用相同时，根据费尔马点定理，得出总费用，车站坐标。方案二中根据各管线单位费用的异同，简化模型，得到

2、车站坐标。方案三中无共用管线时，非共用管线单位费用相同时可得出总费用，车站；有共用管线时所有管线费用相同可转化为求最短距离，根据费尔马点定理得出总费用，交汇点，车站。对于问题二，我们首先用层次分析法确定每个公司的权重，对三个咨询公司所估算的附加费进行加权平均，求得附加费用g=万元/千米。再分别考虑了无共用管线和有共用管线两种情况，分别建立了优化模型，利用lingo软件得出全局最优解，为设计院给出了2种管线设计方案，并建议设计院采用第二种管线设计方案，即有共用管线建设的费用最省为282.3425万元。对于问题

3、三，在问题二的基础上，建立管线最佳布置模型，即选择有共用管线的情况，考虑不同的管线费用，最终计算出管线建设费用为251，6196万元，车站坐标E（6.734579，0）并且对管线最佳布置方案进行图解说明。最后，一方面对问题二、三模型求解结果作了详细的灵敏度分析；另一方面对所得数据的误差进一步解释，由于计算机会按舍入原则舍去每个数据字长之外的数字，从而产生的数据误差可忽略不计，我们进而证明所得数据的合理性。关键词：输油管的最佳方案最优模型层次分析法灵敏度分析费尔马点20一、问题重述目前，油田开发及成品油的运输

4、问题使输油管的布置已成为社会的一大热点问题之一。某油田计划在铁路线一侧建造两家炼油厂，同时在铁路线上增建一个车站来运送成品油的模式具有一定的普遍性，现油田设计院希望建立管线建设费用最省的一般数学模型与方法。问题1.针对两炼油厂到铁路线距离和两炼油厂间距离的各种不同情形，提出设计方案。在方案设计时，若有共用管线，应考虑共用管线费用与非共用管线费用相同或不同的情形。问题2.设计院目前需对一更为复杂的情形进行具体的设计。两炼油厂的具体位置由附图所示，其中A厂位于郊区（图中的I区域），B厂位于城区（图中的II区域）

5、，两个区域的分界线用图中的虚线表示。图中各字母表示的距离（单位：千米）分别为a=5，b=8，c=15，l=20。若所有管线的铺设费用均为每千米7.2万元。铺设在城区的管线还需增加拆迁和工程补偿等附加费用，为对此项附加费用进行估计，聘请三家工程咨询公司（其中公司一具有甲级资质，公司二和公司三具有乙级资质）进行了估算。公司一、二、三对附加费用的估算结果分别为21、24、20（万元/千米）。请为设计院给出管线布置方案及相应的费用。问题3.在该实际问题中，为进一步节省费用，可以根据炼油厂的生产能力，选用相适应的油管

6、。这时的管线铺设费用将分别降为输送A厂成品油的每千米5.6万元，输送B厂成品油的每千米6.0万元，共用管线费用为每千米7.2万元，拆迁等附加费用同上。请给出管线最佳布置方案及相应的费用。二、问题假设1)假设共用管线表示炼油厂A、B共用一条输油管线；2）假设炼油厂A、B地理位置不重合；3）假设铺设费用包括铺设管线的所有费用（如材料费，人工费等）；204）假设炼油厂与车站是在同一个水平面上；5）假设输油管管线是以直线铺设的；6）假设车站与铁轨的距离忽略不计；7）假设炼油厂A、B在车站的同一侧；8)假设炼油厂B到

7、铁路线的距离大于等于炼油厂A到铁路线的距离；三、符号说明四、问题分析问题一：首先，针对两炼油厂到铁路线距离和两炼油厂间距离的不同，我们找出了三种情形，再根据不同的情形提出相对应的设计方案，建立出模型。然后，在方案设计时对共用管线费用与非共用管线费用相同或不同的情形分别进行考虑。最后，根据不同的费用进行解析求解。问题二：管线布置费用包括铺设费用和附加费用，首先通过层次分析法和加权平均的方法，计算出每千米附加费用的估计值。然后在问题一的基础上，对模型进行修改，建立新的模型，用lingo软件解出结果。最后通过灵敏

8、度分析和误差分析，对模型进行进一步的说明，得出管线布置费用最省的优化设计方案。问题三：为进一步节省费用，在问题二的基础上，进一步考虑铺设两个非共用管线的费用不同，改善问题二的模型，得出新的模型，通过lingo软件得出最佳布置方案。20五、模型建立与求解5.1问题一的模型建立与求解5.1.1模型分析与建立我们针对两炼油厂到铁路线距离和两炼油厂间距离不同进行分析，找出了各种不同情形，并提出了以下三种设计方案：第一种方