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基本信息
- 項目名稱：
- 輸油管線的布置
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡介：
- 油田設(shè)計院計劃根據(jù)兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，建立管線建設(shè)費用最省的一般數(shù)學(xué)模型與方法，分別考慮共用管線費用與非共用管線費用相同或不同、郊區(qū)與城區(qū)不同的管線鋪設(shè)費用、以及為進一步節(jié)省費用，根據(jù)煉油廠的生產(chǎn)能力，選用相適應(yīng)的油管的情形。本作品針對以上各種不同情形，建立起以總費用最省為目標(biāo)的非線性優(yōu)化模型，得到相應(yīng)的最優(yōu)設(shè)計方案，原理簡單，便于操作，利于推廣。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文是以某油田建造煉油廠和運輸車站為背景，研究建立管線建設(shè)費用最省的數(shù)學(xué)模型和方法。 對于問題一中兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，我們將問題分成兩大類考慮，即共用管線費用和非共用管線費用相同或不同。當(dāng)共用管線費用與非共用管線費用相同時，根據(jù)管線總長度最短建立非線性優(yōu)化模型求得建設(shè)費用最省的設(shè)計方案。 根據(jù)問題二給定的兩煉油廠的具體位置及三家公司對城區(qū)附加費用的估算，我們通過分析建立起以總費用最省為目標(biāo)的非線性優(yōu)化模型，并分別采用3家工程咨詢公司估算的附加費用值和它們的加權(quán)平均值，利用LINGO軟件計算出與之相對應(yīng)的最低鋪設(shè)管線總費用。 對于問題三中為進一步節(jié)省費用考慮生產(chǎn)能力而選用與之相應(yīng)的油管，及各種估算情況下的附加費用，建立以鋪設(shè)管線總費用最省的非線性優(yōu)化模型。通過與問題二得出的結(jié)果作比較，確實達到了進一步節(jié)省的目的。 最后，對文章中的模型進行了評價。本文建立的模型充分考慮參量的各種情形，并能通過數(shù)學(xué)軟件求解，設(shè)計出最優(yōu)方案，對解決實際問題有一定的參考價值。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：針對兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，設(shè)計出建立管線建設(shè)費用最省的數(shù)學(xué)模型和方法。 基本思路：首先，對于問題一分成兩大類考慮，建立非線性優(yōu)化模型的設(shè)計方案；其次，根據(jù)問題二給定的兩煉油廠的具體位置及三家公司的估算，建立相應(yīng)的非線性優(yōu)化模型，計算出最低鋪設(shè)總費用，并進行了靈敏度分析；然后，對于問題三為進一步節(jié)省費用考慮生產(chǎn)能力而建立非線性優(yōu)化模型。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 本作品建立的模型充分考慮參量的各種情形，針對每個問題都采用了兩種不同的方法進行求解，得出最優(yōu)設(shè)計方案；并通過數(shù)學(xué)軟件求解，計算出各種情況下最低總費用；并對模型進行了評價，對方案進行靈敏度分析，對解決實際問題有一定的參考價值。所建立的兩模型具有普遍適用性，尤其是管線總費用優(yōu)化模型，模型原理簡單，便于操作，利于推廣。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 本作品針對兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，建立起以總費用最省為目標(biāo)的非線性優(yōu)化模型，得到相應(yīng)的最優(yōu)設(shè)計方案，對解決實際問題有一定的參考價值。模型具有普遍適用性，尤其是管線總費用優(yōu)化模型，針對兩煉油廠、車站位置和是否有其他費用的不同情形均可采用，模型原理簡單，便于操作，利于推廣；模型將車站可能的位置鎖定在一定區(qū)域，并充分考慮折點可能的位置，具有一定精確性。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文是以某油田建造煉油廠和運輸車站為背景，研究建立管線建設(shè)費用最省的數(shù)學(xué)模型和方法。 對于問題一中兩煉油廠到鐵路線距離和兩煉油廠間距離的各種不同情形，我們將問題分成兩大類考慮，即共用管線費用和非共用管線費用相同或不同。當(dāng)共用管線費用與非共用管線費用相同時，根據(jù)管線總長度最短建立非線性優(yōu)化模型求得建設(shè)費用最省的設(shè)計方案。 根據(jù)問題二給定的兩煉油廠的具體位置及三家公司對城區(qū)附加費用的估算，我們通過分析建立起以總費用最省為目標(biāo)的非線性優(yōu)化模型，并分別采用3家工程咨詢公司估算的附加費用值和它們的加權(quán)平均值，利用LINGO軟件計算出與之相對應(yīng)的最低鋪設(shè)管線總費用。 對于問題三中為進一步節(jié)省費用考慮生產(chǎn)能力而選用與之相應(yīng)的油管，及各種估算情況下的附加費用，建立以鋪設(shè)管線總費用最省的非線性優(yōu)化模型。 最后，對文章中的模型進行了評價。本文建立的模型充分考慮參量的各種情形，并能通過數(shù)學(xué)軟件求解，設(shè)計出最優(yōu)方案，對解決實際問題有一定的參考價值。
獲獎情況
- 本作品在宜賓學(xué)院校挑戰(zhàn)杯中獲二等獎
鑒定結(jié)果
- 獲宜賓學(xué)院校挑戰(zhàn)杯二等獎
參考文獻
- [1]宋來忠，王志明，數(shù)學(xué)建模與實驗，北京：科學(xué)出版社，2005.8 [2]謝金星，薛毅，優(yōu)化建模與LINDO/LINGO軟件，北京：清華大學(xué)出版社，2005.7 [3]華東師范大學(xué)數(shù)學(xué)系，數(shù)學(xué)分析，北京：高等教育出版社，2008.4 [4]薛定宇，陳陽泉，高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的MATLAB求解，北京：清華大學(xué)出版社，2008.1
同類課題研究水平概述
- 該模型應(yīng)用于一切優(yōu)化模型的建立。以下是幾個具體實例： 企業(yè)安全投入指標(biāo)分析，通過對道路改造項目中碎石運輸?shù)脑O(shè)計分析,以項目改造碎石運輸費用最小為目標(biāo)函數(shù),建立非線性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并為該模型設(shè)計求解方案;運用MATLAB軟件編程求解,計算出碎石運輸?shù)淖钚≠M用。 研究一類二維裝箱問題—2SP(two-dimensional strip packingproblem),旨在給出各種2SP問題的非線性優(yōu)化模型并設(shè)計求解方法。本文的最優(yōu)化模型的最優(yōu)性條件依據(jù)擬可微分析和變分分析建立,計算方法采用非線性Lagrange方法。 分析鐵路樞紐輔助站選址問題的背景和由來 ,討論了輔助站的加入對樞紐地方車流作業(yè)選擇的影響和修正 ,構(gòu)造了基于輔助站的選址和地方車流的優(yōu)化組織為核心的數(shù)學(xué)模型。針對所建模型為大規(guī)模 NP- Hard問題的特點 ,提出了利用遺傳算法求解模型的主要策略。 多車道高速公路交通流的遞階控制結(jié)構(gòu)分為協(xié)調(diào)控制層、路段控制層和車輛控制層，文中提出了路段控制層的優(yōu)化控制模型。該模型以路段上交通流量與平均速度最大化為控制目標(biāo)，以該路段上車輛在各車道的分配比例為決策變量。決策變量的個數(shù)比傳統(tǒng)線性模型大為減少。為避免一般優(yōu)化算法可能得到局部最優(yōu)解的缺點，采用遺傳算法求解所提出的非線性規(guī)劃模型。仿真算例驗證了模型及求解算法的有效性。 還用于石油加工、企業(yè)安全性等等的優(yōu)化模型建立。
