第34春第1期 2014年1月
煤气与热力 GAS & HEAT
Vol. 34 No. 1 Jan.2014
基于蚁群算法的环状燃气管网布置优化研究
李自力，赵峰2，李佳，杨立业3
（1.中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛266555；2.武汉炼化工程设计有限责任公司，湖北式汉430082；3.胜利油图胜利勘察设计研完院
有限公司，山东东营257026）
摘要：将环状燃气管网布置优化问题转换为旅行商问题，采用蚁群算法进行求解，列举了算例。
关键词：环状燃气管网；布置优化；旅行商问题；蚁群算法
中图分类号：TU996
文献标志码：A
在设计燃气管网时，设计人员通常根据经验确定布置形式，这使得管网的合理性有待探讨。此外，国内外学者对枝状管网的布置优化间题研究较多，对环状管网的布置优化研究较少[1-5]。本文将环状燃气管网布置优化问题转换为旅行商间题（Trave-lingSalesmanProblem，简称TSP），采用蚁群算法进
行求解。 1TSP
TSP是图论领域中著名问题之一。形象地说： TSP是指-名旅行售货员从一座城市出发，访问每座城市恰好一次，再回到出发城市，最终使得旅费最低。对于燃气管网，将调压站、调压装置视为TSP 中的“城市（节点）"，节点之间敷设的燃气管道造价视为“旅费”，要求从起始节点出发，访问剩余的每个节点恰好一次.再回到起始节点，要求燃气管道造价最低。由此可知，环状燃气管网的布置优化间题与TSP十分相似，因此可以将环状燃气管网布置优
化间题转换为TSP。 2蚁群算法
蚁群算法（Ant ColonyAlgorithm，ACA）是1991 年M.Dorigo提出的一种智能算法。该算法来源于蚂蚁种群的觅食行为，其本质是一个庞大的智能体
文章编号：10004416(2014)01-0B06-03
系，具有很强的容错性及并行计算能力，可与其他算法无缝衔接。
2.1蚁群算法的数学模型
为了方便讨论，设b,（t)表示t时刻位于节点i 的蚂蚁数量，则蚂蚁总数量m的表达式为：
m=≥b.(t)
式中m
蚂蚊总数量 n节点总数 n个节点的集合为：
C=ci,ca,,"",c
式中C-—n个节点的集合
c,c,—-集合C中的元素节点i与j路径长度的集合为： L= (l,lc,c,CC)
I, = /(x, x,) +(y; -,)
L—集合C中节点i与j路径长度的集合
式中
l节点i与j路径长度，m
";vy:—-节点i在二维坐标系（xOy)中的坐
标
-节点j在二维坐标系（xOy）中的坐标
作者简介：李自力（1961一），男，河南商丘人，教授，博土，研究方向为油气管道安全评价、油气储运工程防腐蚀技术、燃
气管网动态模拟及优化设计、油田集输管网优化运行管理软件开发、轻油储运系统油蒸气回收技术等。
收稿日期：2013-01-10；修回日期：2013-02-21
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