【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工，尤其涉及一种基于偏好的付油路径规划方法、一种基于偏好的付油路径规划系统，以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
1、炼油工业是国民经济的支柱产业，原油调度作为整个炼油过程的源头，涉及原油接卸、储罐配置、原油混合和常减压付油等一系列流程，决定了生产过程中原油供给的稳定性和付油的高效性，对于平稳连续生产和提高利润具有重要作用。在原油调度过程中，原油的移动路径规划是起到决定性作用的子任务，其可行性关系到整体原油调度计划的可实施性，同时，找到理想的路径规划方案可以有效减少原油之间的混合和交叉污染，提高生产效率，并降低生产成本。
2、原油移动路径安排过程中，需要考虑途经阀门的个数与所分配泵机的功耗。途经阀门数量的增多会直接影响维护管道运输的成本，而泵机需要在满足任务扬程、流量的前提下，选择适当功率的油泵执行任务，避免功耗与运力的浪费。由于罐区并非全连通结构，这两个子目标往往不能同时达到最优，因此原油移动路径规划是一个典型的多目标优化问题。
3、现有技术中，通常基于多目标进化算法(multi-objective evolutionaryalgorithm，moea)并行性、智能性、自适应性和自组织性的特点，应用于炼油过程调度优化领域的多目标、多约束的大规模现实问题。然而，由于受到工业复杂生产要求限制，moea进化算子的随机性，会导致大量计算资源被消耗在违反约束的不可行决策空间内,进而导致种群多样性差且收敛速度慢。
4、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种基于偏好的付油路径
技术实现思路
1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供一种基于偏好的付油路径规划方法、一种基于偏好的付油路径规划系统，以及一种计算机可读存储介质，用于获得贴合实际需求的近似最优解，并减小计算负担，从而提高moea的搜索效率。
3、具体来说，根据本专利技术第一方面提供的基于偏好的付油路径规划方法，包括以下步骤：获取原油罐区中多个实体设备的属性和状态数据，并将其保存到对应的节点或链路中，以构建所述原油罐区的有向图邻接表，其中，所述邻接表中储存有多个节点的属性、状态、指向节点，以及连接所述指向节点的链路；根据预设的付油路径规划任务进行检索，以获取多个付油路径子任务的起始节点、终止节点，以及原油从所述起始节点移动到所述终止节点所需的理想泵流量；基于工业流程要求，设置多目标问题的目标函数，并基于实际生产需要构建可行性约束条件；根据各所述付油路径子任务的起始节点、终止节点及理想泵流量q、基于偏好的初始化种群策略、所述多目标问题的目标函数，以及所述可行性约束条件，进行多目标进化演算，以确定对应的帕累托支配解集；以及根据偏好信息及油泵运行效率，从所述帕累托支配解集的帕累托前沿，确定所述付油路径的非支配的最优解。
4、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述实体设备包括至少一个储罐、至少一个油泵、至少一个阀门，和/或至少一根管道，其中，所述储罐、所述油泵和/或所述阀门的属性和状态数据被保存到对应的节点中，而所述管道的属性和状态数据被保存到对应的链路中。
5、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述多目标问题的目标函数被表示为：
6、
7、其中，f1表示付油路径方案的总路径长度，f2表示付油规划方案选择油泵的总功率。
8、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述可行性约束条件包括以下的至少一者：各种所述原油从所述储罐的罐底阀经进泵线到油泵，再从油泵送到调合头的管道均为单向；各种所述原油从所述储罐移动到所述调合头的移动路径中，每个节点最多经过一次；各种所述原油的所有移动路径的总流量不低于其需求流量；不同原油的移动路径不经过相同的进泵线，且同一种原油的移动路径也不经同一进泵线进入所述油泵；同一储罐的原油允许同时进入不同的进泵线，且同一储罐到不同进泵线的多个阀门允许被同时打开；同一进泵线在同一时间内只允许一个储罐的原油进入，且不同储罐连接同一进泵线的阀门最多只允许打开一个；同一进泵线的原油在同一时间只允许进入一个油泵，且同一进泵线连接到不同油泵的阀门最多只允许打开一个；不同进泵线的原油不允许在同一时间进入同一油泵，且不同进泵线连接到同一油泵的阀门最多只允许打开一个；油泵在同一时间只允许将一种原油送到一个调合头，且同一油泵连接到不同调合头的阀门最多只允许打开一个；连接同一罐底阀的进罐线阀门和出罐线阀门不允许同时打开。
9、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，在进行所述多目标进化演算之前，所述付油路径规划方法还包括以下步骤：将先验更优的泵机选择经验，以权重表达的形式提供给所述基于偏好的初始化种群策略，以提高各所述付油路径子任务组成的初始化种群的质量。
10、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述将先验更优的泵机选择经验，以权重表达的形式提供给所述基于偏好的初始化种群策略，以提高各所述付油路径子任务组成的初始化种群的质量的步骤包括：根据先验更优的泵机选择经验、付油任务序列和/或油泵额定功耗，为每一所述付油路径子任务拟定初始化偏好权重；根据所述初始化偏好权重为每一所述付油路径子任务分配油泵，并使用深度优先搜索算法为每一所述付油路径做双向搜索；响应于搜索不到满足所述可行性约束条件的可行解，且搜索次数达到预设的次数阈值，判定所述先验更优的泵机选择经验出现错误，并删除对应的初始化偏好权重；以及响应于在所述次数阈值内搜索到满足所述可行性约束条件的可行解，将其作为随机个体加入所述多目标进化演算的初始种群。
11、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述根据先验更优的泵机选择经验、付油任务序列和/或油泵额定功耗，为每一所述付油路径子任务拟定初始化偏好权重的步骤包括：当所述油泵在其额定的最大运行效率，且其所能提供的最大流量大于对应的付油路径子任务的需求流量，基于所述油泵的额定功耗的倒数，定义初始化偏好权重并对该初始化偏好权重进行归一化处理，以计算所述付油路径子任务选择各所述油泵的概率p(pumpi)：以及根据所述概率p(pumpk)，确定对应的付油路径子任务选择各所述油泵的初始偏好权重
12、进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述根据各所述付油路径子任务的起始节点、终止节点及理想泵流量q、基于偏好的初始化种群策略、所述多目标问题的目标函数，以及所述可行性约束条件，进行多目标进化演算，以确定对应的帕累托支配解集的步骤包括：从第k代种群中随机获得两个索引m和n，对对应的路径规划解sm和sn进行交叉变异，以从大小为n的父代种群popk，生成大小为n的子代种群qk+本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于偏好的付油路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述实体设备包括至少一个储罐、至少一个油泵、至少一个阀门，和/或至少一根管道，其中，所述储罐、所述油泵和/或所述阀门的属性和状态数据被保存到对应的节点中，而所述管道的属性和状态数据被保存到对应的链路中。
3.根据权利要求2所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述多目标问题的目标函数被表示为：
4.根据权利要求3所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述可行性约束条件包括以下的至少一者：
5.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，在进行所述多目标进化演算之前，所述付油路径规划方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述将先验更优的泵机选择经验，以权重表达的形式提供给所述基于偏好的初始化种群策略，以提高各所述付油路径子任务组成的初始化种群的质量的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述根据先验更优的泵机选择经验、付油任务序
8.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述根据各所述付油路径子任务的起始节点、终止节点及理想泵流量q、基于偏好的初始化种群策略、所述多目标问题的目标函数，以及所述可行性约束条件，进行多目标进化演算，以确定对应的帕累托支配解集的步骤包括：
9.根据权利要求8所述的付油路径规划方法，其特征在于，对所述路径规划解Sm和Sn进行交叉的步骤包括：
10.根据权利要求8所述的付油路径规划方法，其特征在于，进行所述变异的步骤包括：
11.根据权利要求8所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述每隔m代便基于该矩阵A更新对应付油路径子任务的偏好权重的步骤包括：
12.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述根据偏好信息及油泵运行效率，从所述帕累托支配解集的帕累托前沿，确定所述付油路径的非支配的最优解的步骤包括：
13.一种基于偏好的付油路径规划系统，其特征在于，包括：
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求1～12中任一项所述的基于偏好的付油路径规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于偏好的付油路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述实体设备包括至少一个储罐、至少一个油泵、至少一个阀门，和/或至少一根管道，其中，所述储罐、所述油泵和/或所述阀门的属性和状态数据被保存到对应的节点中，而所述管道的属性和状态数据被保存到对应的链路中。
3.根据权利要求2所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述多目标问题的目标函数被表示为：
4.根据权利要求3所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述可行性约束条件包括以下的至少一者：
5.根据权利要求1所述的付油路径规划方法，其特征在于，在进行所述多目标进化演算之前，所述付油路径规划方法还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述将先验更优的泵机选择经验，以权重表达的形式提供给所述基于偏好的初始化种群策略，以提高各所述付油路径子任务组成的初始化种群的质量的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的付油路径规划方法，其特征在于，所述根据先验更优的泵机选择经验、付油任务序列和/或油泵额定功耗，为每一所述付油路径子任务拟定初始化偏好...
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