油气集输工程是油田地面工程的主体,其建设投资在油田工程占了很大的比例。设计初期做好投资控制,对建设投资成本的节省是十分有益的。本文对放射环状组合式集输管网布局优化进行研究,并编制了相关计算程序。本文根据放射环状组合式集输管网的特点,以图论为切入点进行描述,建立了以管网投资极小化为目标的相关布局优化模型。根据计算复杂性理论,以时间度为标准,提出以启发式算法为主,结合多种算法联合求解的分步优化求解策略。文中分别论述了在连续空间下、离散空间下、带有障碍物约束下的放射环状集输管网拓扑优化问题。连续空间下提出遗传算法和爬山算法结合的混合算法求解两个子问题,一个是井组划分和阀组位置确定,另一个是环路拓扑优化问题。两种算法的结合增强了遗传算法在此问题中的收敛速度和计算精度,避免陷入局域解,使遗传算法的功效得到了极大提高;在离散空间下采用混合遗传算法求解井组划分及阀组位置选定,用蚁群算法求解了环路连接问题;在带有障碍物约束条件下,将障碍统一简化为凸障碍约束问题,建立了带有障碍约束的管网优化模型,给出了求解策略并确定了布局可行性判断与调整方法。在理论研究的基础上,借助Matlab平台编制完成了放射环状组合式集输管网优化计算程序。该程序可以实现在连续空间下、离散空间下、有障碍条件下的井组最优划分,阀组位置确定,环形管网的拓扑结构优化等功能。通过实例计算分析表明该程序的可行性,对于油气田的集输管网规划设计工作具有参考价值。