同步优化失效概率与建设成本的天然气管网布局流程

作     者：安金钰 刘鹏 安建博 An Jinyu;Liu Peng;An Jianbo

作者机构：贵州大学土木工程学院 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2019年第39卷第8期

页      面：113-119页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：贵州大学人才引进项目(编号:702558183301) 贵州大学2017年度学术新苗培养及创新探索专项(编号:700879182102) 

主　　题：天然气长输管网 失效概率 建设成本 神经网络 归一化 土壤成分 最小生成树 布局优化 

摘      要：目前,天然气长输管网布局优化基本上都是首先以最短路径或最低建设成本为优化目标,然后在已确定的优化布局基础上进行失效概率分析,而在管网运行期间由各种失效导致的风险损失却变得越来越不容忽视,因而在管网布局规划阶段就应该考虑失效造成的风险损失。为了在布局规划阶段实现失效概率和建设成本的同步优化,提出了一种新的布局优化流程:①基于已建管网或相似管网的失效概率和土壤成分数据进行Back-Propagation Network(BP)神经网络预测模型的训练和验证;②基于待优化管网初始敷设路径对应的土壤成分数据预测其失效概率,并与待优化管网的建设成本同时归一化处理;③将归一化后的失效概率与建设成本的乘积定义为得分;④利用最小生成树算法得出所需的最优布局。案例分析结果表明:①路径最短的优化布局通常仅能保证建设成本为最低,难以同时实现失效概率和建设成本同步最小;②得分最小的优化布局能实现失效概率最小,同时其建设成本最接近最小建设成本,以此实现失效概率和建设成本的同步优化;③管网的优化布局方案不应简单只考虑单一因素,应根据失效概率和建设成本的权重关系确定最优的布局方案,以实现经济效益最大化。结论认为,该研究成果可同步优化失效概率和建设成本,具有较大的推广应用价值。