基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法

针对定向扩散巨大的能量开销以及在路径加强时存在的链路冗余等问题,提出了一种基于查询的无线传感器网络多源单汇路由算法。该算法通过网络分簇来减少平面泛洪所带来的能量消耗,根据邻居节点的优先级来选择下一跳节点,建立多条源节点到Sink节点的路径,并在路径交叉处进行数据融合。仿真结果表明,该算法在节点能耗均衡性、能量有效性、数据包的传输量等方面具有明显的优势,有效地延长了网络生命周期。

多源单汇液态轻烃管网系统调度优化

多源单汇系统轻烃外输时源点之间相互影响强烈,启泵注入的次数越多,管内水力波动越频繁,而注入次数与源点外输模式及调度计划密切相关。针对各源点变流量间歇输送多种轻烃的调度计划存在频繁切换外输轻烃问题,建立了以切换次数最少为目标,以源点轻烃库存、注入点压力、源点外输模式为约束的MINLP调度优化模型,结合目标函数的物理意义与约束条件的特点采用状态转移法进行求解,计算得到切换次数最少的外输方案,并给出切换操作顺序、压力和库存历史模拟数据。以大庆油田杏区轻烃外输为例,各源点的三种烃分别从相应储罐泵送至主管道外输至终端,对不同时长的模拟结果表明,优化可减少40%～50%的启停泵次数,既充分利用了油库等设施又减少了频繁启停泵带来的能耗及管理风险等问题,保证了管网的平稳高效运行。

基于遗传优化的WSNs多源单汇路由算法

针对无线传感器网络中的多源单汇路由问题,综合考虑无线传感器网络中链路带宽、延迟和路径节点最小剩余能量三种度量,建立了多源单汇路由问题的系统模型,将其转化为求解多约束最小Steiner树问题,已知该问题是NP难的问题,给出了基于遗传优化的求解算法,采用基于备选路径集的整数序列编码表示一棵生成树,设计相应的交叉和变异算子,以及对非法染色体进行修复的机制,最后在遗传算法的计算过程中选择合理的适应度函数,找到一棵满足多约束的能耗趋于最小且状态稳定Steiner树。理论分析和数值试验结果表明所提出的遗传求解算法收敛速度快、可靠性高,为无线传感器网络中的多源单汇路由提供了一种新的有效途径。

多源单汇多批次顺序输送管道调度优化

多源单汇管道系统可用于油田烃液、成品油、原油等的多批次顺序输送,是经济有效的输送模式之一。国内外学者对该种输送模式下批次调度优化做了一些研究,但目前并无模型及算法可以有效解决水力与调度非线性耦合、多源点同时注入的批次界面跟踪等问题。针对多源单汇多批次顺序输送管道,考虑源点外输模式、批次运移、新批次注入、罐存、流量以及水力等约束条件,以运行过程中泵的运行费用、启停泵成本及掺混成本最小作为多目标函数,建立混合整数非线性规划模型(MINLP),并选用优先级算法对模型进行求解。以多源单汇多批次顺序输送油田烃液管道为算例,建立了长期规划模型并求解,计算用时4.58s,计算结果符合现场操作工艺。

多源单汇液态轻烃管网系统运行优化MINLP模型

目前中国油气田多源单汇液态轻烃管网系统主要采用间歇混合输送模式运行,将不同种类的液态轻烃从多个产烃站场混合输送至下游储备库,现场运行计划主要依靠人工经验制定,存在启停泵频繁、运行能耗较高、管网水力波动较大等问题。鉴于所建模型大多求解过程较复杂、计算结果经济性不高、启停泵次数较多,基于离散时间、定时步表达法,考虑各约束条件,以各产烃站场外输泵运行费用与外输切换操作成本总和最小为目标函数,建立了混合整数非线性规划(MINLP)模型,采用分段线性化方法处理非线性约束,并采用大规模数学规划求解器Gurobi进行求解。以中国某实际运行的多源单汇液态轻烃管网系统作为算例进行计算,求解耗时245.7 s,求解结果提高了管网运行的稳定性、安全性及经济性,符合现场操作工艺。(图7,表4,参28)