[发明专利]一种基于遗传算法的加热井布局优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法的加热井布局优化方法及装置，该方法包括：获取目标区域的形状面积，根据分割规则将目标区域划分成多个规则块；根据布置规则在每一个规则块上均布k个加热井作为初始群体P(0)；设置进化代数计数器t＝0，设置最大进化代数T；假设k个加热井在每一次循环中均有p的概率沿其周围随机一个方向移动；计算P(t)k个加热井在移动后新的位置覆盖面积，以覆盖面积最大的方案作为下一代的方案P(t+1)；当t＝T时，当前所对应的方案为相对最优的布局方案。该方法针对热强化SVE过程中加热井的布局进行优化，减少加热井作用范围的重叠，最大化加热井覆盖的有效面积，从而达到减少能源浪费，控制温室气体排放的目的。

技术领域

本发明涉及气相抽提技术领域，特别涉及一种基于遗传算法的加热井布局优化方法及装置。

背景技术

气相抽提技术(SVE)是一种应用广泛的土壤原位修复技术，其原理是利用加热井对周围土壤进行加热，然后向土壤中鼓入大量气体或者从土壤中抽离气体，从而造成土壤中的气体流动。运用这种方法，可以有效清除土壤中的挥发性和半挥发性有机物。

然而我国的SVE技术起步晚而且发展滞后，多停留在单因素实验、浅层机理和动力学模型研究，相关领域技术起步晚，且自主研发能力落后，难以形成规模效应。尤其是针对气象抽提加热井布局方向的研究更是少之又少。

传统的气象抽提过程中往往需要将土壤温度加热到五六百度，这个过程将会极大地耗费能源，同时也会产生一些温室气体。

如何合理安排一片区域中加热井的布局，使得能够用更少的加热井覆盖更大的有效面积，提高燃料使用效率以及加热效率，减少燃料的消耗和温室气体排放，成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于遗传算法的加热井布局优化方法及装置，该方法针对热强化SVE过程中加热井的布局进行优化，减少加热井作用范围的重叠，最大化加热井覆盖的有效面积，从而达到减少能源浪费，控制温室气体排放的目的。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

第一方面，本发明实施例提供一种基于遗传算法的加热井布局优化方法，包括：

S1、获取目标区域的形状面积，根据分割规则将所述目标区域划分成多个规则块；

S2、根据布置规则在每一个规则块上均布k个加热井作为初始群体P(0)；设置进化代数计数器t＝0，设置最大进化代数T；

S3、假设k个加热井在每一次循环中均有p的概率沿其周围随机一个方向移动；

S4、计算P(t)k个加热井在移动后新的位置覆盖面积，以覆盖面积最大的方案作为下一代的方案P(t+1)；

S5、当t＝T时，当前所对应的方案为相对最优的布局方案。

进一步地，所述步骤S1，包括：

S11、获取目标区域的形状面积，从目标区域边界位置开始，圈定1个或多个加热井的区域作为有效块，其余区域作为冗余块；多个加热井为相邻的加热井；计算加热井覆盖面积百分比；

S12、将所述冗余块按就近原则与有效块组合到一起，补足不规则复杂图形的外部边界；计算新的加热井覆盖面积百分比，减去步骤S11的百分比作为选择状态的奖赏；

S13、假设每一步均为最优决策，则选择奖赏最大的状态作为下一状态，实现将所述目标区域划分成多个规则块。

进一步地，所述步骤S2中布置规则为：

在每一个规则块上均布排列k个加热井；每个加热井的有效覆盖面积直径为d；将k个加热井的覆盖总面积达到每一个规则块图形面积的1.3倍。

进一步地，所述步骤S4，包括：