МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ СТАНЦИЙ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

摘要

Для рациональной организации работы элементов электрохимической защиты магистральных газопроводов формализована математическая модель оптимизации параметров функционирования станций катодной защиты по критерию минимума потребляемой мощности. Показано, что данная модель относится к классу задач оптимизации со смешанными переменными. Постоянные исходные данные задачи оптимизации параметров работы станций катодной защиты определяются нормативно-справочной документацией, переменные - текущей конфигурацией магистрального газопровода и системы электрохимической защиты. Предложен алгоритм поиска рационального решения формализованной задачи оптимизации параметров работы станций катодной защиты, основанный на поэтапной генерации вариантов организации функционирования системы станций и решения частных задач определения значений выходных токов катодной защиты. Для получения рационального решения задачи определения значений выходных токов предложено использовать метод роя частиц как многоагентный алгоритм стохастической оптимизации. Дана характеристика этого метода применительно к решаемой задаче и предложена островная схема организации вычислений. Показано, что данная схема в методе роя частиц значительно повышает шансы получения оптимального решения и позволяет без существенного усложнения алгоритма обеспечить параллельное или распределенное его выполнение при решении задачи определения значений выходных токов станций катодной защиты. Формализованная задача может решаться как на этапе проектирования, так и на этапе эксплуатации системы электрохимической защиты магистрального газопровода. Для принятия решений по реконфигурированию системы электрохимической защиты разработан алгоритм применения предложенных математической модели и алгоритмов оптимизации параметров работы станций катодной защиты на этапе эксплуатации.