«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Методика автоматизированного определения оптимальной трассы газопровода от источника газоснабжения до конечного потребителя

УДК: 622.691.4.07
DOI: 10.33285/2073-9028-2023-2(311)-109-117

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: алгоритмы на графах, алгоритм Дейкстры, алгоритм Ли, алгоритм Флойда – Уоршелла, алгоритм Беллмана – Форда, газораспределительные системы, автоматизация проектирования, развитие газовых сетей, проектирование систем газораспределения, проблемы газоснабжения

Аннотация:

В статье представлена методика автоматизированного определения оптимальной трассы газопровода с использованием алгоритма Дейкстры, учитывающая стоимость строительства газопроводов, влияние типа грунта, наличие препятствий, социальные и экологические последствия от строительства газопровода и другие факторы. Исследована возможность учета географических особенностей местности и использования алгоритмов машинного обучения для оптимизации трассы газопровода. Введены критерии оценки оптимальности трассы газопровода, а также предложено использование данных цифровой модели рельефа и других источников больших данных в комплексе. Кроме того, проведен анализ существующих алгоритмов на графах, позволяющих решить задачи выбора трассы газопровода на этапе проектирования с учетом особенностей рельефа. Предложенная методика позволяет снизить затраты на строительство и эксплуатацию газопроводов, улучшить надежность и безопасность сетей газораспределения, а также сократить сроки проектирования. Результаты исследования могут быть использованы для автоматизации процесса проектирования газопроводов при подключении новых потребителей.

Список литературы:

1. Формирование принципов оптимального развития и функционирования газотранспортных систем/Б.В. Будзуляк, Д.Н. Левитский, А.С. Лопатин, А.С. Кузнечиков//Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2018. – № 4 (293). – С. 88–95.
2. Болотникова О.В., Тарасов Д.В., Тарасов Р.В. Линейное программирование: транспортные и сетевые модели: учебное пособие. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2016. – 88 с.
3. Изотова Т.Ю. Обзор алгоритмов поиска кратчайшего пути в графе//Новые информационные технологии в автоматизированных системах. – 2016. – № 19. – С. 341–344.
4. Shortest Path Finding in Geographical Information Systems Using Node Combination and Dijkstra Algorithm/A. Fitro, O.S. Bachri, A.I.S. Purnomo, I. Frendianata//Int. J. Mech. Eng. Technol. – 2018. – Vol. 9. – P. 755–760.
5. Основные положения по проектированию и эксплуатации газораспределительных систем: учебное пособие/Ф.Г. Тухбатуллин, И.В. Орехова, Д.С. Семейченков, И.В. Гладков. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2020. – 106 с.
6. Николаев Н.Н. Моделирование транспортных процессов и систем. Методические указания для выполнения курсовой работы. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2009. – 70 с.
7. Мелькумов В.Н., Кузнецов И.С., Кузнецов Р.Н. Определение оптимального маршрута трассы газопровода на основе карт стоимости влияющих факторов//Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. – 2009. – № 13. – С. 21–27.
8. Da’ad Ahmad Albalawneh, Mohamad Afendee Mohamed. Evaluation of Using Genetic Algorithm and ArcGIS for Determining the Optimal-Time Path in the Optimization of Vehicle Routing Applications//Mathematical Problems in Engineering. – 2022. – Vol. 2022. – 20 p. – DOI: 10.1155/ 2022/7769951
9. Спектор Н.Ю., Саркисов А.С. Оценка эффективности строительства газораспределительных сетей низкого давления//Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. – 2016. – № 7. – С. 12–19.
10. Тим Рафгарден. Совершенный алгоритм. Алгоритмы для NP-трудных задач. – СПб.: Питер, 2021. – 300 c.