Многокритериальный выбор режимов работы агрегатов магистральных трубопроводов при транспортировке нефти при нечеткой информации

Abstract

Актуальность исследования обосновывается тем, что при управлении процессами транспортировки нефти по магистральным трубопроводам возникает необходимость определения и выбора оптимальных режимов работы агрегатов нефтепровода с учетом нечеткости некоторой части исходной информации. В этой связи формулировка и решение задач многокритериального выбора эффективных режимов работы технологических объектов нефтепроводной системы, которые часто описываются в нечеткой информационной среде на основе математического аппарата нечетких множеств, является актуальной научно-практической задачей. Цель: сформулировать постановку задач многокритериального выбора режимов работы технологических агрегатов нефтепровода в нечеткой информационной среде и, модифицируя различные принципы оптимальности, разработать эвристические методы их решения. Разработанные методы должны быть реализованы с привлечением лица, принимающего решения, в процессе принятия решений. Реализовать предложенный нечеткий подход к решению задачи выбора оптимального режима работы на примере станции подогрева нефти магистрального нефтепровода Узень-Самара в пункте Атырау. Объекты: технологические агрегаты магистрального нефтепровода, которые характеризуются многокритериальностью и нечеткостью некоторых ограничений. Методы: методы теорий нечетких множеств, методы многокритериального выбора, эвристические методы, методы нечеткого математического программирования. Результаты. Сформулированы постановки задач многокритериального выбора режимов работы технологических агрегатов магистральных нефтепроводов в условиях нечеткости некоторой части исходной информации, и разработаны эвристические методы их решения. Предложенные эвристические методы многокритериального выбора в нечеткой среде разработаны на основе применения опыта и знаний лица, принимающего решения и модификации различных принципов оптимальности для работы в нечеткой среде. Для обеспечения возможности выбора лицом, принимающим решения, более удобного метода решения задачи выбора режима в зависимости от наличия и доступности исходной информации, предлагается набор постановки задачи выбора путем применения различных принципов оптимальности (компромиссных схем принятия решений) и их комбинации. Предложенный подход реализован при постановке и решении задачи многокритериального выбора режимов работы нефтепровода с целью оптимального управления процессом перекачки нефти по магистральному нефтепроводу Узень-Атырау-Самара (участок Кульсары-Атырау) с привлечением человека, т. е. применяя нечеткую информацию в виде его опыта, знаний и интуиций. Полученные результаты подтвердили эффективность предложенного подхода к решению поставленных задач.

The relevance of the research is justified by the fact that when managing oil transportation through trunk pipelines, it becomes necessary to determine and select the optimal operating modes of the pipeline units, taking into account the vagueness of some part of the initial information. In this regard, the formulation and solution of the problems of multi-criteria selection of effective operating modes of technological objects of the oil pipeline system, which are often described in a fuzzy information environment based on the mathematical apparatus of fuzzy sets, is an urgent scientific and practical task. The main aim of the research is to formulate the problem statements of the multi-criteria selection of operating modes of technological objects with fuzzy initial information based on the adaptation of various principles of optimality and develop heuristic methods for their solution, which are based on attracting a decision maker in solving the problem. Implement the proposed fuzzy approach to solving the problem of selecting the optimal operating mode for the oil heating station of the Uzen-Samara trunk oil pipeline in Atyrau. Objects: technological units of the main oil pipeline, which are characterized by multi-criteria and unclear certain restrictions. Methods: methods of theories of fuzzy sets, methods of multicriteria choice, heuristic methods, methods of fuzzy mathematical programming. Results. The authors have stated the problems of multi-criteria selection of operating modes of technological units of main oil pipelines in the conditions of fuzziness of some part of the initial information and developed the heuristic methods for their solution. The proposed heuristic methods of multi-criteria selection in a fuzzy environment are developed based on the application of experience and knowledge of the decision maker and modification of various optimality principles for working in a fuzzy environment. To ensure that the decision maker can choose a more convenient method of solving the choice problem depending on the availability and accessibility of the source information, the current situation, a set of statement of the choice problem is proposed by applying various principles of optimality (compromise decision-making schemes) and their combination. The proposed approach was implemented in formulating and solving the problem of multi-criteria selection of operating modes of the pipeline with the aim of optimally controlling the process of pumping oil through the Uzen-Atyrau-Samara trunk pipeline (Kulsary-Atyrau section) with the involvement of a person, i. e. applying fuzzy information in the form of his/her experience, knowledge and intuition. The obtained results confirmed the effectiveness of the proposed approach to solving the tasks.