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[摘 要]本文主要针对国内外的输油管道线路优化运行所做的工作进行相关的分析从众多的优化方案中选择遗传算法来解决所建立的数字模型中的问题，并且对于其中的遗传算法的概念、计算步骤、特点、运行参数等进行逐一的介绍，同时还编写了输油管道优化运行管理的软件。在此之前通过对中哈输油管道线路和孤罗东输油管道线路所进行的优化分析中，指出了提出当影响运行费用的各参数变化时，具体所应该实施的方案，也找出了运行费用和各参数变化之间的规律，其结果和实际一致。
[关键词]管道线路； 优化分析； 数据化
中图分类号：TE368 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0398-01
引文
输油管道线路是石油化工行业的命脉，是国民经济的重要组成部分之一。它的运行管理涉及到国家多个方面的大型系统工程。随着我们国家的经济高速发展，对于石油原油的需求量越来越大，近几年来，数条支持长距离运输和跨国境运输的输油管道相继建成。针对于如此巨大的管道建设，管道能否正常优化运行，节能降耗，对于实现管道运输的可持续发展具有重要意义。
一、提出问题及研究的意义
输油管道线路的运行管理涉及到国家的政治、经济、社会、安全、技术以及生态环境等多个方面。在未来的十年里，我们国家将增加新的原油运输管道约6500KM，国内的原油总管道长度将逼近20000km大关，最终将形成能够覆盖东、西部大部分炼化企业的综合性原油调运系统，形成一张贯穿东西部的大型原油干线的大网，如此就能够确保我国炼化企业原油资源。
因此，如何实现管道的安全运行、节能、低耗、保护环境、提高系统整体的经济收益，才是科研攻关和优化运行管理的目标，输油管道优化运行解决的正是如何在确保完成输油任务的前提下，尽可能的降低输油损耗，寻找一个最优、最经济的输送方案。
输油管道优化运行是以管线系统本身的结构、流程以及外部环境为基础，在基础之上合理的执行出管道线路的输油计划和运行方案，让整条线路在规定的时间内完成输油任务的同时运行费用达到最低。
为此选择科学的、先进的优化决策方法，针对管线运行中各个分项进行分析，从其中找出差距，从差距中找出改进的方向，为提高管道线路的经济效益，提供科学的依据，进而达到管道整体优化运行的目的。
二、国内外输油管道优化管理的现状
输油管道运输的优化运行问题从二十多年前就引起了我们国家的关注并开始着手准备。所谓的优化运行，一般情况下就是指在给定的管道的内、外部条件的前提下，通过方案的调整使得管道中某一个或几个技术的经济指标达到最优，所以又被称为运行方案的优化。在反应管道运行收益的技术经济的指标体系中，只有能耗和能耗的费用受运行方案的影响是最大的，所以国内外油气管道运输行业不约而同地将能耗或者是能耗费用最低当作管道优化运行的最优准则，以至于在某种程度上能耗最优化成了管道优化运行的代名词。我国的输油管道优化运行的研究明显带有中国特色。而国外主要侧重于等温的输油管道或者是成品油顺序输送管道，我们国家的研究则是着重于加热输送方式的原油管道。
油气管道的最优化研究起源于管道线路的优化运行。在五十年代的时候，苏联的学者就提出热油管道中“最优加热温度”这样的概念。针对于当时所采用的牛顿流的热油管道线路的流型，使用微分法导出了最优出站的各个参数的关系式。六十年代初美国人讲动态规划法应用于等温密封输油管道的站间的压力分配，又确定站内最优泵的组合。这是外国学者们早期在管道运输领域中从理论上对现在的优化运行所做出的贡献。在国外的油气动力系统中，还有不少是采用热机作为原动力的。为了能使油气管道中的油泵和压缩机正常运转，每年都要耗费大量的燃料。因此在外面有不少公司对燃料的消耗进行了最优化研究。
在20世纪80——90年代，我国学者针对于我国国情所展开的系统开展的热油管道优化运行研究，在优化理论、模型、算法、软件等方面取得过具有实用意义的成效，但是很遗憾，这些成果并未能真正投入到我国的管道运行行业。
三、优化方法
（一）优化问题就是追求优化目标的问题，能够达到优化目标的方案就是优化方案。寻找优化方案的方法就是优化方法。优化方法是一种最近几年兴起的应用性很强的方法，在第二次世界大战之后，在經济、局势、科技等多个领域的迫切需要下，以及运筹学、控制论、系统工程、计算机技术的蓬勃发展的环境下，为优化方法的发展提供的基础条件。如今，优化方法已经逐步成为各行业发展不可缺少的技術了。尤其是在管道工程领域中至今还存在着大量的问题需要优化方法的发展加以解决。
（二）在工程设计中优化方法有多种类型，有着不同的分类方法。如果按照设计变量数值的不同，可以将优化方法分为单变量优化和多变量优化；如果按照约束条件的不同，则可以分为无约束优化和有约束优化；如果按照目标函数数量的不同，又能分成单目标和多目标；按照求解方法，可以分为准则法和数学规划法。
所谓的准则法就是根据力学和其他原则，构造最优的准则，满足应力准则和优化准则等准则；然后利用这些准则的实际运用情况寻求最优解。数学规划法是根据解极值问题的数学原理，再运用数学的归纳法来解出最优解。数学规划法按照设计问题优化求解的特点，又分为了线性规划、非线性规划以及动态规划。
近几年来，又出现一些新的优化算法：遗传算法、混沌优化、进化规划、模拟退火、人工神经网络及其混合优化策略等，通过不断的模拟揭示某些自然的现象或者过程促进发展，同时也为复杂问题的解决提供了新的思路和手段。因为这些算法所构造的直观性和自然机理，所以又被称为智能优化算法。
结束语
本文根据国内企业油气运输耗能大，且又是国民经济的命脉这一问题，提出了输油管道优化运行的必要性和重要性，并调查了大部分国内外输油管道优化运行的现状。
通过对输油管道优的化运行方法分析，对优化方法的特点和分类的归纳总结，本文对于输油管道线路优化运行的研究有了清晰的概念：确保完成输油任务并尽可能的降低输油过程中的能耗量，寻找最优、最经济的输送方案。
参考文献
[1] 陈明辉.苏嵯输油管道生产运行方案优化技术研究[D].东北石油大学，2011.
[2] 罗焕.庆哈输油管道生产运行数值模拟及调度方案优化[D].大庆石油学院，2010.
[3] 魏立新，陈明辉，马明利，杨林，祖楠，赵健.庆哈输油管道生产运行方案优化[J].科学技术与工程，2010，29：7263-7266.
[4] 杨林.苏嵯输油管道生产运行方案优化[J].科学技术与工程，2011，24：5938-5940+5945.
[关键词]管道线路； 优化分析； 数据化
中图分类号：TE368 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0398-01
引文
输油管道线路是石油化工行业的命脉，是国民经济的重要组成部分之一。它的运行管理涉及到国家多个方面的大型系统工程。随着我们国家的经济高速发展，对于石油原油的需求量越来越大，近几年来，数条支持长距离运输和跨国境运输的输油管道相继建成。针对于如此巨大的管道建设，管道能否正常优化运行，节能降耗，对于实现管道运输的可持续发展具有重要意义。
一、提出问题及研究的意义
输油管道线路的运行管理涉及到国家的政治、经济、社会、安全、技术以及生态环境等多个方面。在未来的十年里，我们国家将增加新的原油运输管道约6500KM，国内的原油总管道长度将逼近20000km大关，最终将形成能够覆盖东、西部大部分炼化企业的综合性原油调运系统，形成一张贯穿东西部的大型原油干线的大网，如此就能够确保我国炼化企业原油资源。
因此，如何实现管道的安全运行、节能、低耗、保护环境、提高系统整体的经济收益，才是科研攻关和优化运行管理的目标，输油管道优化运行解决的正是如何在确保完成输油任务的前提下，尽可能的降低输油损耗，寻找一个最优、最经济的输送方案。
输油管道优化运行是以管线系统本身的结构、流程以及外部环境为基础，在基础之上合理的执行出管道线路的输油计划和运行方案，让整条线路在规定的时间内完成输油任务的同时运行费用达到最低。
为此选择科学的、先进的优化决策方法，针对管线运行中各个分项进行分析，从其中找出差距，从差距中找出改进的方向，为提高管道线路的经济效益，提供科学的依据，进而达到管道整体优化运行的目的。
二、国内外输油管道优化管理的现状
输油管道运输的优化运行问题从二十多年前就引起了我们国家的关注并开始着手准备。所谓的优化运行，一般情况下就是指在给定的管道的内、外部条件的前提下，通过方案的调整使得管道中某一个或几个技术的经济指标达到最优，所以又被称为运行方案的优化。在反应管道运行收益的技术经济的指标体系中，只有能耗和能耗的费用受运行方案的影响是最大的，所以国内外油气管道运输行业不约而同地将能耗或者是能耗费用最低当作管道优化运行的最优准则，以至于在某种程度上能耗最优化成了管道优化运行的代名词。我国的输油管道优化运行的研究明显带有中国特色。而国外主要侧重于等温的输油管道或者是成品油顺序输送管道，我们国家的研究则是着重于加热输送方式的原油管道。
油气管道的最优化研究起源于管道线路的优化运行。在五十年代的时候，苏联的学者就提出热油管道中“最优加热温度”这样的概念。针对于当时所采用的牛顿流的热油管道线路的流型，使用微分法导出了最优出站的各个参数的关系式。六十年代初美国人讲动态规划法应用于等温密封输油管道的站间的压力分配，又确定站内最优泵的组合。这是外国学者们早期在管道运输领域中从理论上对现在的优化运行所做出的贡献。在国外的油气动力系统中，还有不少是采用热机作为原动力的。为了能使油气管道中的油泵和压缩机正常运转，每年都要耗费大量的燃料。因此在外面有不少公司对燃料的消耗进行了最优化研究。
在20世纪80——90年代，我国学者针对于我国国情所展开的系统开展的热油管道优化运行研究，在优化理论、模型、算法、软件等方面取得过具有实用意义的成效，但是很遗憾，这些成果并未能真正投入到我国的管道运行行业。
三、优化方法
（一）优化问题就是追求优化目标的问题，能够达到优化目标的方案就是优化方案。寻找优化方案的方法就是优化方法。优化方法是一种最近几年兴起的应用性很强的方法，在第二次世界大战之后，在經济、局势、科技等多个领域的迫切需要下，以及运筹学、控制论、系统工程、计算机技术的蓬勃发展的环境下，为优化方法的发展提供的基础条件。如今，优化方法已经逐步成为各行业发展不可缺少的技術了。尤其是在管道工程领域中至今还存在着大量的问题需要优化方法的发展加以解决。
（二）在工程设计中优化方法有多种类型，有着不同的分类方法。如果按照设计变量数值的不同，可以将优化方法分为单变量优化和多变量优化；如果按照约束条件的不同，则可以分为无约束优化和有约束优化；如果按照目标函数数量的不同，又能分成单目标和多目标；按照求解方法，可以分为准则法和数学规划法。
所谓的准则法就是根据力学和其他原则，构造最优的准则，满足应力准则和优化准则等准则；然后利用这些准则的实际运用情况寻求最优解。数学规划法是根据解极值问题的数学原理，再运用数学的归纳法来解出最优解。数学规划法按照设计问题优化求解的特点，又分为了线性规划、非线性规划以及动态规划。
近几年来，又出现一些新的优化算法：遗传算法、混沌优化、进化规划、模拟退火、人工神经网络及其混合优化策略等，通过不断的模拟揭示某些自然的现象或者过程促进发展，同时也为复杂问题的解决提供了新的思路和手段。因为这些算法所构造的直观性和自然机理，所以又被称为智能优化算法。
结束语
本文根据国内企业油气运输耗能大，且又是国民经济的命脉这一问题，提出了输油管道优化运行的必要性和重要性，并调查了大部分国内外输油管道优化运行的现状。
通过对输油管道优的化运行方法分析，对优化方法的特点和分类的归纳总结，本文对于输油管道线路优化运行的研究有了清晰的概念：确保完成输油任务并尽可能的降低输油过程中的能耗量，寻找最优、最经济的输送方案。
参考文献
[1] 陈明辉.苏嵯输油管道生产运行方案优化技术研究[D].东北石油大学，2011.
[2] 罗焕.庆哈输油管道生产运行数值模拟及调度方案优化[D].大庆石油学院，2010.
[3] 魏立新，陈明辉，马明利，杨林，祖楠，赵健.庆哈输油管道生产运行方案优化[J].科学技术与工程，2010，29：7263-7266.
[4] 杨林.苏嵯输油管道生产运行方案优化[J].科学技术与工程，2011，24：5938-5940+5945.