[发明专利]一种基于图论的原油管网中油品搜索路径的确定方法

说明书

本发明公开了一种基于图论的原油管网中油品搜索路径的确定方法，属于输油管网技术领域。其包括的步骤如下：获取原油管网的结构和组成信息；基于图论理论抽象出原油管网拓扑结构，建立原油管网的有向图模型；根据原油管网的有向图模型，反方向化后构建邻接矩阵；基于深度优先遍历方法对邻接矩阵进行遍历，获得油品搜索的路径。本发明提供的方法能够建立原油管网拓扑结构，获得炼厂需求油品所在的位置，进而确定需求油品在管网中的搜索路径，为后续原油管网排产系统的开发奠定基础。

技术领域

本发明涉及一种基于图论的原油管网中油品搜索路径的确定方法，属于输油管网技术领域。

背景技术

原油管网排产方案的编制是一项需要考虑管网结构、原油种类、炼厂需求、码头来油等多约束条件的复杂工作，目前原油管网排产方案仍然是通过排产人员根据经验手工编制获得，手工排产的方式存在效率低下且难以获得最优排产方案的缺点。因此，依托先进的算法开发能够为原油管网提供优化排产方案的系统，对于优化原油管网管理、提高管网效能具有十分重要的意义。

原油管网排产系统需要根据炼厂的油品需求和管网中的油品存储状态生成排产方案，因此对原油管网排产系统的开发首先需要建立原油管网的拓扑结构，进而获得炼厂需求油品所在的位置，确定需求油品在管网中的搜索路径。然而由于在原油管网中存在码头、炼厂、输油站、油库、管道等多种元件，元件种类、数量繁多、元件之间的连接关系多样，并且元件之间具有方向性，从而使得原油管网结构十分复杂。复杂的原油管网结构使得在开发原油管网排产系统的过程中不能有效的建立原油管网的拓扑结构，也就不能在原油管网中对油品进行有效的搜索来确定需求油品的位置，这对原油管网排产系统的开发造成了极大的困难。因此，原油管网排产系统的开发首先需要解决的问题就是建立原油管网的拓扑结构，获得炼厂需求油品所在的位置，确定需求油品在管网中的搜索路径，但目前公开的文献中尚缺乏对原油管网拓扑结构建立以及确定油品搜索路径方面的相应研究。

图论以图形作为研究对象，图形是由若干个给定的点以及两点之间的连线构成，图论用来描述抽象事物之间的某种特定关系，是研究复杂系统的重要方法。图论理论的特点是可以将网络中复杂的连接关系通过数学模型描述，将复杂抽象的网络拓扑结构进行直观表达。目前图论作为网络分析的工具多应用于电网、供水管网等，在原油管网的研究中还未有应用。

因此需要基于图论理论对原油管网结构进行数学概化，建立原油管网结构的图模型来描述原油管网中各元件的连接关系，建立原油管网拓扑结构，进而获得炼厂需求油品所在的位置，确定需求油品在管网中的搜索路径，为后续原油管网排产系统的开发奠定基础。

发明内容

本发明是为了解决在原油管网排产系统开发过程中，原油管网拓扑结构的建立以及确定需求油品在管网中的搜索路径易受到管网元件种类、数量繁多且元件连接关系多样这些因素的影响，现有的文献资料尚缺乏对该问题的研究，因而提出了一种基于图论理论的原油管网中油品搜索路径的确定方法，能够从实际的原油管网结构中抽象出由点和线组成的图形，将复杂的原油管网网络结构转化为具有拓扑性质的结构，进而确定原油管网中油品搜索路径。

本发明具体包括以下步骤：

步骤1，获取原油管网的结构和组成信息；

步骤2，基于图论理论抽象出原油管网拓扑结构，建立原油管网的有向图模型；

步骤3，根据原油管网的有向图模型，反方向化后构建邻接矩阵；

步骤4，基于深度优先遍历方法对邻接矩阵进行遍历，获得油品搜索的路径。

步骤1中，所述的原油管网的结构和组成信息，包括原油管网的结构形式、原油管网中的各类元件，管网中的元件包括：码头、炼厂、输油站、管段，油库包含在输油站中；

步骤2中，所述的基于图论理论抽象出原油管网拓扑结构，建立原油管网的有向图模型，包括以下步骤：