丘陵、山地地貌油氣田在我國(guó)油氣資源版圖中占有重要地位,其地面集輸管道的減資節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于油氣高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)采具有重要意義。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)油氣集輸管道的路徑優(yōu)化開(kāi)展了大量的研究,但這些研究大部分針對(duì)的是二維平面布局,針對(duì)起伏地形約束條件下的油氣集輸管道路徑研究還較少,缺乏精細(xì)三維地形建模基礎(chǔ)上的管道最優(yōu)走向布置研究。因此,開(kāi)展三維地形約束條件下的油氣集輸管道路徑優(yōu)化研究,對(duì)于降低管道建設(shè)成本,提高油田效益有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。首先,選取可以足夠展現(xiàn)地形細(xì)節(jié)特征的數(shù)字高程模型(DEM),在深入分析地形DEM表示模型、四叉樹(shù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和空間插值方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合開(kāi)放式圖形庫(kù)(OpenGL)3D建模平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了三維地形的精細(xì)重構(gòu)。其次,針對(duì)影響DEM三維建模過(guò)程中所涉及的主要影響因素,采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法,篩選得到了影響建模效率的主要因素為四叉樹(shù)搜索閾值、網(wǎng)格劃分精度和插值鄰域數(shù)據(jù)量�；谥饕蛩胤治龅玫降娜�(xiàng)關(guān)鍵參數(shù),結(jié)合單因素分析法和多元回歸分析法,構(gòu)建了三維建模時(shí)間與主控因素之間的多元回歸模型,量化表征了建模因素對(duì)于建模時(shí)間的影響程度�？紤]GRID模型存儲(chǔ)簡(jiǎn)單但數(shù)據(jù)量大,以及Tin模型靈活精細(xì)而存儲(chǔ)復(fù)雜的特點(diǎn),將二者優(yōu)勢(shì)組合,形成了三維地形混合建模方法,在保證建模精度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了地形建模數(shù)據(jù)的輕量化。最后,將三維障礙以投影的方式進(jìn)行有效表征,以總管道長(zhǎng)度最小為目標(biāo),以管道路徑點(diǎn)幾何位置為決策變量,考慮障礙和三維地形對(duì)于管道布局的影響,同時(shí)兼顧路徑點(diǎn)規(guī)模和管道曲率半徑約束,建立了三維地形條件下油氣集輸管道路徑優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。針對(duì)模型的非線性特征,采用蟻群算法對(duì)模型進(jìn)行求解,并且對(duì)蟻群算法求解的能見(jiàn)度函數(shù)進(jìn)行了對(duì)比優(yōu)選,得到了求解效果最佳的主控參數(shù)。經(jīng)實(shí)例驗(yàn)證表明,本文所提建模方法效率高、精度好,所建立的優(yōu)化模型和解法可以在減少管道長(zhǎng)度的同時(shí)降低管道起伏程度,優(yōu)化效果明顯。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TE863
【部分圖文】：

第一章 緒論素，實(shí)現(xiàn)了 DEM 混合建模。集輸管道路徑優(yōu)化管道長(zhǎng)度最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮障礙和三維地形起伏程度的影響，同時(shí)兼和管道曲率半徑約束，建立受三維地形約束的油氣集輸管道路徑優(yōu)化模型法對(duì)模型進(jìn)行求解并且篩選出效果最佳的能見(jiàn)度函數(shù)。以路徑長(zhǎng)度和沿線為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將計(jì)算結(jié)果與采用遺傳算法求得的最優(yōu)路徑進(jìn)行比較。技術(shù)路線

高的科學(xué)研究中。除此之外，還有很多已經(jīng)存在的多種分辨率的慶、新疆等油田，由于處在地形復(fù)雜多變的丘陵和山地環(huán)境中，程數(shù)據(jù)，因此，考慮到數(shù)據(jù)的精度，范圍等各方面因素，本文采。 表示模型 有五種不同的表示類型:離散點(diǎn)模型、規(guī)則格網(wǎng) GRID 模型、不規(guī)則線模型和等高線模型。其中常用的的是等高線模型、規(guī)則格網(wǎng) GTIN 模型[43]。等高線建模方法區(qū)域上高度相同的點(diǎn)連接起來(lái)，就是等高線。等高線模型有兩個(gè)重線上的點(diǎn)的高度相同，不同等高線不能相交。等高線模型的主要同的高程面水平分割之后，會(huì)丟失大量的地表細(xì)節(jié)信息，而且這高線中恢復(fù)的，也就是說(shuō)，等高線模型只能近似的描述地球表面地形地貌的細(xì)節(jié)；另外，等高線模型必須通過(guò)多組等高線才能描等高線是無(wú)法反映地貌特征的。

東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文疊的連續(xù)三角形構(gòu)建成地形模擬網(wǎng)格，這就是不規(guī)則三角網(wǎng)模型（TIN）。由于 TIN 模型精確度高，可以準(zhǔn)確的反映地形細(xì)節(jié)，因此其對(duì)構(gòu)成它的三角形格，一般來(lái)說(shuō)有三個(gè)基本原則：（1）TIN 模型必須是唯一的（2）盡量使每一個(gè)三角形都是正三角形。（3）保證三角形邊長(zhǎng)之和最小，具體來(lái)說(shuō)就是保證最近鄰點(diǎn)構(gòu)成三角形。目前，建立 TIN 模型的方法有很多，各種方法都有一定的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，，由于 Delaunay 三角劃分法更加成熟，理論基礎(chǔ)更為扎實(shí)，所以被廣大學(xué)者。三維地形的不規(guī)則三角網(wǎng)是在規(guī)則格網(wǎng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的某一種一些采樣點(diǎn)后，將剩下的隨機(jī)分布的高程點(diǎn)連接起來(lái)構(gòu)成不規(guī)則三角形格網(wǎng)。插入算法原理簡(jiǎn)單，便于操作，因此常常作為高程點(diǎn)的 Delaunay 三角劃分方法
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2845129