枝狀管網(wǎng)

枝狀結(jié)構(gòu)中心點問題是在確定了枝狀結(jié)構(gòu)連接關系時，在給定的生成樹結(jié)構(gòu)中選取合理節(jié)點作為站點。中心點作為整個枝狀管網(wǎng)系統(tǒng)的中心，它的位置決定了干支管網(wǎng)各管段流量的流向和分布，從而直接影響到枝狀管網(wǎng)中集氣管線直徑和長度的變化。中心點選址問題就可以轉(zhuǎn)化為圖論中求解連通圖的加權(quán)中心問題，即選擇連通圖的某個頂點，使得其他所有頂點到該頂點的距離和最小，則該頂點就稱為此連通圖的加權(quán)中心，也就是優(yōu)化確定的中心站點位置 。

有向枝狀結(jié)構(gòu)連接關系。把無向樹轉(zhuǎn)化為有向樹后，在無向圖中確定的連接方式，不一定是有向圖的最優(yōu)連接方式，所得到的管網(wǎng)最小流量長度和也不一定是有向樹的最小流量長度和。從數(shù)學模型來看，有向圖布局優(yōu)化的數(shù)學模型與無向圖相同，但優(yōu)化算法來看，徐國棟和梁政首先采用了無向枝狀結(jié)構(gòu)連接確定連接關系，然后確定管網(wǎng)的中心點，在此基礎上一管網(wǎng)的流量長度之和最小原則，調(diào)整中心站的位置，最終確定枝狀管網(wǎng)的布局。陳坤明等采用單親遺傳算和深度優(yōu)先搜索混合算法對該問題進行了求解。有向圖枝狀連接結(jié)構(gòu)布置，由于問題的復制性，無較成熟和被認可的求解方法。

枝狀管網(wǎng) （branch system）是管網(wǎng)的一種布置形式，干管和支管分明，形成樹枝狀。所謂枝狀管和環(huán)狀管網(wǎng)，是按管網(wǎng)形狀進行分類的，枝狀管網(wǎng)形狀像樹枝，只有一個氣源，由一條主干道供氣，即輸送至某一段的氣體只能是由一個方向供給，每個用氣點的氣體只能來自一個方向。

針對集輸管網(wǎng)的優(yōu)化設計問題多采用分級優(yōu)化的策略，根據(jù)不同的管網(wǎng)形態(tài)將系統(tǒng)優(yōu)化分為多個子問題來處理，比如，星枝管網(wǎng)的優(yōu)化設計，通過分級優(yōu)化將氣田星枝狀地面集輸系統(tǒng)優(yōu)化分為井組最優(yōu)劃分、星式管網(wǎng)布局優(yōu)化、干支管網(wǎng)布局優(yōu)化和管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化問題進行研究。干支管網(wǎng)布局優(yōu)化是進行站點位置的合理布置，可分為3方面的內(nèi)容，一是無向圖枝狀結(jié)構(gòu)，二是枝狀結(jié)構(gòu)中心點，三是有向圖的枝狀連接 。

無向枝狀結(jié)構(gòu)連接關系，多采用圖論的最小生成樹算法確定無向圖的連接關系。根據(jù)圖論的知識，管網(wǎng)中的站點和管段可以抽象為圖中的節(jié)點和邊，對于任意兩個節(jié)點間，理論上都可能存在一條管線相連，任意兩點存在邊則構(gòu)成了一個完備圖。

枝狀管網(wǎng)作為集輸系統(tǒng)普遍采用的結(jié)構(gòu)之一，將管網(wǎng)布局轉(zhuǎn)變?yōu)闊o向枝狀布局和中心點位置優(yōu)化問題是當前優(yōu)化設計普遍采用的方式，其優(yōu)化算法簡便且穩(wěn)定，已得到廣泛應用。但集輸系統(tǒng)枝狀結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化區(qū)別于一般圖的連接關系是管道中流體的存在，在布局優(yōu)化設計方案中考慮流體方向，也是枝狀管網(wǎng)布局研究的難點。無向連接關系布局是對此問題的簡化處理，優(yōu)化結(jié)果無法保證最優(yōu)性。雖有學者對此問題進行了研究，但效果有待提高，需研究者繼續(xù)努力 。2100433B

枝狀管網(wǎng) （branch system）是配水管網(wǎng)的一種布置形式，干管和支管分明，形成樹枝狀。2100433B