面向智慧原油管道建设的运行方案快速智能决策

为解决智慧原油管道建设实时优化的难题,从节能降耗和运行安全2个角度出发构建了以能耗和不安全系数最小为优化目标的运行方案智能决策模型;基于差分进化算法,从变异决策变量越界处理方法和离散决策变量变异算子2个算法角度提出了提高优化算法可靠性和优化效率的改进设想;结合算法计算流程和并行计算框架,提出了4种并行计算策略;以近900 km长的仪征-长岭原油管线(仪长线)作为测试管道来验证和进一步分析算法改进设想与并行计算策略。研究结果表明：结合智能决策模型和优化算法的运行方案智能决策方法可在保证管道安全运行的前提下使仪长线的能耗费用下降7.22%,节能效果明显;改进的变异决策变量越界处理方法和用于离散决策变量变异的浮点数圆整变异算子均能提高原油管道运行方案优化结果的可靠性,前者可使优化计算耗时至少缩短一半,后者可使优化计算耗时至少缩短2/3;在不同的计算机配置下,不同并行计算策略的优劣存在一定的差异,而在最优并行计算策略下,在服务器上优化计算耗时从220 s下降为10 s,加速比可达到22倍。可见,综合算法改进设想和并行计算策略的运行方案快速智能决策方法可使优化计算的加速比超过130倍,显著缩短了优化计算耗时,说明了该智能决策方法对于原油管道快速运行优化的有效性。