油田開發(fā)規(guī)劃的合理編制

1、a題：油田開發(fā)規(guī)劃的合理編制 油田開發(fā)規(guī)劃的合理編制摘 要 本文討論了油田開發(fā)規(guī)劃的合理編制問題。首先對(duì)油田規(guī)劃期內(nèi)三項(xiàng)指標(biāo)（產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、費(fèi)用）進(jìn)行了預(yù)測(cè)，然后結(jié)合預(yù)測(cè)值建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，得出規(guī)劃期內(nèi)新增措施的具體實(shí)施方案，并對(duì)各種不同方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)。對(duì)于問題一，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、作圖分析，發(fā)現(xiàn)三項(xiàng)指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)存在一定的規(guī)律，針對(duì)不同的變化規(guī)律，選擇不同的函數(shù)進(jìn)行曲線擬合，可得到三項(xiàng)指標(biāo)在“十一五”期間的預(yù)測(cè)值。為確定新增方案，建立多目標(biāo)規(guī)劃模型。在滿足油田最大生產(chǎn)能力的前提下，以產(chǎn)油量上限、產(chǎn)水量下限、費(fèi)用上限以及各項(xiàng)增產(chǎn)措施工作量上限作為約束條件，分別突出不同因素的影響，對(duì)目標(biāo)函數(shù)

2、權(quán)重系數(shù)取不同值，得出不同方案采取各種增產(chǎn)措施的數(shù)量。對(duì)于問題二，針對(duì)問題一得出的不同方案，從產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、費(fèi)用三方面進(jìn)行分析，指出不同方案的優(yōu)、缺點(diǎn)以及適用性，并給出合理化建議。但以上三種方案的各項(xiàng)增產(chǎn)措施均衡度不高，改變權(quán)重系數(shù)與正負(fù)偏差變量，并規(guī)定規(guī)劃期內(nèi)每年新增措施總數(shù)之差不超過30；每項(xiàng)新增措施在每的年數(shù)目之差不超過30。最終綜合考慮總產(chǎn)油量、總產(chǎn)水量、總費(fèi)用、投入產(chǎn)出比、綜合含水率的影響，均衡方案一更具實(shí)用性，更具推廣性。均衡方案一如下表： 年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)110010086707042629666966666390總產(chǎn)油量（萬噸）1

3、521.51524.81415.81486.11396.07344.2總產(chǎn)水量（萬噸）5583.35789.66044.56400.76852.530670.8總費(fèi)用（萬元）58948.495864.2161433.3196135.3213177.9725559.1注：詳見論文12-14頁。關(guān)鍵詞：曲線擬合；預(yù)測(cè)曲線；多目標(biāo)規(guī)劃一、問題重述編制油田開發(fā)規(guī)劃是油田開發(fā)的核心問題，它是確定在一個(gè)時(shí)期內(nèi)，油田開發(fā)生產(chǎn)的戰(zhàn)略決策和具體部署，直接影響到油田的開發(fā)效果和開發(fā)效益的好壞，這就要求所編制的油田開發(fā)規(guī)劃要具有科學(xué)性、合理性和可行性。油田為了實(shí)現(xiàn)規(guī)劃期（五年）的各項(xiàng)規(guī)劃指標(biāo)（主要包括產(chǎn)油量、綜合含

4、水及費(fèi)用三項(xiàng)指標(biāo)），首先要計(jì)算在規(guī)劃初期老井（規(guī)劃期之前實(shí)施的增產(chǎn)措施）的各項(xiàng)指標(biāo)在規(guī)劃期的五年內(nèi)的預(yù)測(cè)值。與此同時(shí)，要想完成規(guī)劃指標(biāo)，就要采取大量的增產(chǎn)措施。編制油田開發(fā)規(guī)劃方案，就是在滿足油田最大生產(chǎn)能力的前提下，制定出采取各種增產(chǎn)措施的數(shù)量，使得盡可能達(dá)到規(guī)劃指標(biāo)。另外，在制定規(guī)劃方案時(shí)要盡可能做到均衡安排各項(xiàng)增產(chǎn)措施，實(shí)現(xiàn)科學(xué)開采、持續(xù)發(fā)展。二、問題分析2.1問題一的分析問題一應(yīng)為一多目標(biāo)規(guī)劃問題。問題的關(guān)鍵在于確定規(guī)劃期內(nèi)各種增產(chǎn)措施的數(shù)量，使得產(chǎn)油量、產(chǎn)水量及費(fèi)用三項(xiàng)指標(biāo)盡可能達(dá)到規(guī)劃指標(biāo)。油區(qū)內(nèi)的井網(wǎng)分為四類：“七五”井、“八五”井、“九五”井及“十五”井。題目給出了各類井網(wǎng)近幾

5、年的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量，經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、作圖、分析得知，產(chǎn)油量和產(chǎn)水量隨時(shí)間的變化存在一定的規(guī)律，因此，可根據(jù)數(shù)據(jù)的走勢(shì)圖，選擇適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)進(jìn)行曲線擬合，預(yù)測(cè)出在規(guī)劃初期，老井的各項(xiàng)指標(biāo)在規(guī)劃期的五年內(nèi)的預(yù)測(cè)值。產(chǎn)油量、產(chǎn)水量和費(fèi)用均包含兩部分內(nèi)容：各類井網(wǎng)在規(guī)劃期內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)預(yù)測(cè)值和新增措施的實(shí)際值。在滿足各項(xiàng)約束條件的前提下，以產(chǎn)油量最大、費(fèi)用最低、產(chǎn)水量最低為目標(biāo)函數(shù)，建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，可求得各項(xiàng)增產(chǎn)措施的安排方案。2.2問題二的分析 對(duì)于多目標(biāo)規(guī)劃問題，最終結(jié)果會(huì)因權(quán)重系數(shù)的不同而不同，由此可以突出不同因素的影響，得到不同方案。針對(duì)不同方案，根據(jù)突出因素的不同，給出優(yōu)、缺點(diǎn)及實(shí)用性。三

6、、模型假設(shè)（1）假設(shè)歷史數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確性； （2）假設(shè)不同類油井的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量隨時(shí)間變化趨勢(shì)相同；（3）假設(shè)“十一五”期間不會(huì)發(fā)生重大自然災(zāi)害影響到各項(xiàng)指標(biāo)。四、符號(hào)說明第年采取第項(xiàng)措施的井口數(shù)（；，以下相同）第年的產(chǎn)油量（萬噸）四類井網(wǎng)在第年產(chǎn)油量預(yù)測(cè)值總和（萬噸）第年的產(chǎn)水量（萬噸）四類井網(wǎng)在第年產(chǎn)水量總和（萬噸）第年的總費(fèi)用（萬元）四類井網(wǎng)第年總費(fèi)用預(yù)測(cè)值（萬元）第年第項(xiàng)措施的單井產(chǎn)油量（萬噸） 第年第項(xiàng)措施的單井產(chǎn)水量（萬噸） 第年第項(xiàng)措施的單井年費(fèi)用（萬元） 五、模型建立及求解5.1問題一5.1.1模型準(zhǔn)備5.1.1.1產(chǎn)油量的預(yù)測(cè)題目中給出了該油區(qū)各類井網(wǎng)在近幾年的產(chǎn)油量、產(chǎn)

7、水量，但“十一五”期間的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量卻未知，通過作圖可得到近幾年產(chǎn)油量、產(chǎn)水量隨時(shí)間變化的走勢(shì)圖（如圖1）。由圖1并結(jié)合實(shí)際情況分析可知，產(chǎn)油量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)應(yīng)為先增長(zhǎng)后降低的過程，但數(shù)據(jù)量過少，因此只能選則有限點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，得到預(yù)測(cè)結(jié)果。在求解“七五”井、“八五”井、“九五”井在規(guī)劃期內(nèi)的預(yù)測(cè)值時(shí)，根據(jù)走勢(shì)，“七五”、“八五”井選擇反比例函數(shù)進(jìn)行擬合，“九五”井只選取2001-2005年的五個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行一次函數(shù)擬合。“十五”井則選取二次函數(shù)進(jìn)行擬合。圖1 各類井產(chǎn)量隨時(shí)間變化走勢(shì)圖由此得到四類井網(wǎng)產(chǎn)油量隨時(shí)間變化的函數(shù)方程式如下：“七五”井： “八五”井： “九五”井： “十五”井：

8、由此可以求得四類井網(wǎng)在“十一五”期間每年產(chǎn)油量的預(yù)測(cè)值：表1 四類井網(wǎng)在“十一五”期間每年產(chǎn)油量預(yù)測(cè)值年份產(chǎn)量（萬噸）2006年2007年2008年2009年2010年“七五”井335.4320.9309.1299.1290.6“八五”井219.3208.3199.2191.7185.4“九五”井414.5380.4346.3312.2278.1“十五”井514.45512.3479.0414.5318.8總計(jì)1483.71421.91333.61217.51072.95.1.1.2產(chǎn)水量的預(yù)測(cè)對(duì)于產(chǎn)水量的預(yù)測(cè)，首先得到了產(chǎn)水量隨時(shí)間變化的走勢(shì)圖（圖2）。圖2 產(chǎn)水量隨時(shí)間變化的走勢(shì)圖從圖上走

9、勢(shì)可知，“七五”井產(chǎn)水量隨時(shí)間逐年遞減，選擇指數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合?！鞍宋濉边x擇二次數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，“九五”井選擇泊松公式進(jìn)行擬合，“十五”井產(chǎn)水量隨時(shí)間逐年遞增，選擇一次函數(shù)進(jìn)行擬合。由此得到四類井網(wǎng)產(chǎn)水量隨時(shí)間變化的表達(dá)式：“七五”井： “八五”井： “九五”井： “十五”井： 由此可以求得四類井網(wǎng)在“十一五”期間每年產(chǎn)水量的預(yù)測(cè)值：表2 四類井網(wǎng)在“十一五”期間每年產(chǎn)水量預(yù)測(cè)值年份產(chǎn)量（萬噸）井網(wǎng)2006年2007年2008年2009年2010年“七五”井2263.9213420201919.91832.2“八五”井661.3633.4590.5532.5459.4“九五”井1538.2155

10、8.51613.31615.31597.6續(xù)表2“十五”井10851292.51499.91707.41914.8總計(jì)5548.45648.45723.75775.158045.1.1.3對(duì)產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、費(fèi)用的分析由題目知，在規(guī)劃期內(nèi)，每種增產(chǎn)措施的單井年產(chǎn)油量、產(chǎn)水量及費(fèi)用是隨著年份的不同而變換的， 因此，每年三項(xiàng)指標(biāo)的構(gòu)成均不同，但三項(xiàng)指標(biāo)的組成形式是類似的。以產(chǎn)油量為例，2006年的產(chǎn)油量為該年各類井網(wǎng)的總產(chǎn)油量與該年新增措施總產(chǎn)油量之和，2007年的產(chǎn)油量為該年各類井網(wǎng)的總產(chǎn)油量與該年新增措施總產(chǎn)油量之和，再加上2006年的新增措施在2007年的總產(chǎn)油量，之后依此類推，即可得到每年產(chǎn)

11、油量的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式。同理可得出產(chǎn)水量、費(fèi)用目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式。5.1.2多目標(biāo)規(guī)劃模型的建立在得到四類井網(wǎng)在“十一五”期間的產(chǎn)油量、產(chǎn)水量預(yù)測(cè)值之后，就可以得到每年產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、費(fèi)用目標(biāo)函數(shù)：產(chǎn)油量： 產(chǎn)水量： 費(fèi)用：根據(jù)題中要求，可以得到如下約束條件：1） 規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的工作量上限： 2）規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的產(chǎn)油量下限： 3）規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的產(chǎn)水量上限：4）規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的費(fèi)用上限： 5.1.3多目標(biāo)規(guī)劃模型的求解本問題為一多目標(biāo)規(guī)劃問題，問題中要考慮具有多個(gè)相互矛盾的目標(biāo)的優(yōu)化。因?yàn)樵竿c實(shí)際結(jié)果之間有一定的差異（稱為目標(biāo)偏差），一般問題都要計(jì)算目標(biāo)偏差，因此不管是哪種目標(biāo)表達(dá)式，都

12、應(yīng)加上一個(gè)負(fù)偏差量（），并減去一個(gè)正偏差量（），使它們轉(zhuǎn)換成目標(biāo)規(guī)劃的格式。然后建立能反映和衡量各種解的目標(biāo)達(dá)成程度的關(guān)系式（達(dá)成函數(shù)），為了滿足目標(biāo)（或約束），要求有關(guān)偏差量取極小，在達(dá)成函數(shù)中反映這種要求。對(duì)解的評(píng)價(jià)，一般采用使加權(quán)的目標(biāo)偏差之和達(dá)到極小的方法。因此要對(duì)約束條件1)、2)、3)、4）的每一個(gè)表達(dá)式，加上正負(fù)偏差變量（），并且得到如下達(dá)成函數(shù)：其中； ；.其中、為權(quán)重系數(shù)，權(quán)重系數(shù)越高，表明約束條件越強(qiáng)、優(yōu)先級(jí)越高。1）方案一 當(dāng)權(quán)重系數(shù)取，時(shí)，即規(guī)劃期內(nèi)新增措施的工作量上限為硬約束，優(yōu)先級(jí)最高，所以使值很大，表示產(chǎn)油量為第二約束條件，將產(chǎn)水量、費(fèi)用作為第三約束條件，突出產(chǎn)油

13、量的影響，追求產(chǎn)油量最大。由lingo軟件進(jìn)行求解得到：表3 方案一各項(xiàng)新增措施數(shù)量 年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)137516344252119271390319319839430續(xù)表343743667405410146480545347476476總計(jì)68747610724393353009由此計(jì)算出方案一2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)的總量：表4 2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001535.514901552.314851

14、465.314501504.514231423.173487480.9總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065358.758435459.861525610.963135853.067206214.33073432026.0 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658086563.7119100101623.017198.0171933.4196132195993.6199321199285.5773113755399.22）方案二當(dāng)權(quán)重系數(shù)取，時(shí)，即追求產(chǎn)水量最小。由lingo軟件進(jìn)行求解得到：表5 方案二各項(xiàng)新增措施數(shù)量 年份措

15、施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)142542523183183392374294363363515429444682452534744531476總計(jì)5228977864663182989由此計(jì)算出方案二2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)的總量：表6 2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年 份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001523.714901567.314851458.014501502.714231423.073487474.8總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限

16、預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065348.058435454.261525606.663135802.967206178.83073430514.3 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658075200.8119100108359.8171980169751.1196132192541.0199321198827.5773113744680.23）方案三：當(dāng)權(quán)重系數(shù)取，時(shí)，即追求費(fèi)用最低。由lingo軟件進(jìn)行求解得到：表7 方案三各項(xiàng)新增措施數(shù)量 年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)139035142621421572883803430430

17、4374374544544565345347106370476總計(jì)9245857665022883065由此計(jì)算出方案三2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)的總量：表8 2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年 份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001546.114901586.514851468.114501529.414231423.073487553.3總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065364.958435486.261525633.163135906.16720

18、6279.03073430773.2 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658086524.6119100117120.4171980169377.3196132196110.5199321199112.6773113768245.55.2問題二5.2.1方案一的評(píng)價(jià)方案一針對(duì)產(chǎn)油量因素比較突出所制定的方案,此因素突出是由油價(jià)上漲,儲(chǔ)油豐富等原因所造成的,優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性很強(qiáng), 但作用時(shí)間很短,具有短期性的特點(diǎn),而且需要根據(jù)情況做靈活調(diào)整,適用于油價(jià)上漲,儲(chǔ)油豐富等產(chǎn)油效益較突出的情況,有一定局限性。5.2.2方案二的評(píng)價(jià)方案二是針對(duì)產(chǎn)水量因素比較突出所制定的方案,此

19、因素突出是由產(chǎn)水突出造成的,優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)性很強(qiáng),但作用時(shí)間短,需要根據(jù)情況做靈活調(diào)整,適用于水不好處理,水量多、大的情況,適用度不廣。5.2.3方案三的評(píng)價(jià)方案三針對(duì)資金因素較突出時(shí),選用這個(gè)方案,具有很好的效果,能維持油田繼續(xù)運(yùn)行而不會(huì)造成因資金短缺而停產(chǎn)的嚴(yán)重后果,但這只是短期調(diào)整,當(dāng)情況變化時(shí)要及時(shí)調(diào)整,否則效益會(huì)受到很大影響。5.2.4三種方案的比較設(shè)投入產(chǎn)出比為費(fèi)用與產(chǎn)油量的比值（表示單位費(fèi)用的產(chǎn)油量）綜合含水率為產(chǎn)水量與產(chǎn)水、產(chǎn)油總量之和的比值，得到表9：表9 三種方案的投入產(chǎn)出比與綜合含水率 方案指標(biāo)方案一方案二方案三投入產(chǎn)出比（萬噸/萬元）101.8897.4297.42綜合含水

20、率79.1%79.07%79.15%從實(shí)際情況出發(fā)，油田應(yīng)追求投入產(chǎn)出比最大，綜合含水率最低的方案，綜合兩因素分析方案一相對(duì)較優(yōu)。5.2.5均衡方案 以上三種方案是簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題的解，分別突出了三項(xiàng)指標(biāo)的影響，從結(jié)果看，三種方案的均衡度并不高，有的年份甚至沒有實(shí)施新增措施，因此需要考慮均衡方案。為達(dá)使新增措施均勻分布在規(guī)劃方案中，增加另外兩約束條件：規(guī)劃期內(nèi)每年新增措施總數(shù)之差不超過30；每項(xiàng)新增措施在每年數(shù)目之差不超過30。由此得到均衡后的方案（如表10）：1）對(duì)方案一的均衡：表10 方案一均衡后各項(xiàng)新增措施數(shù)量 年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)110010

21、086707042629666966666390398 989868684304878687575737457777771071074456929310512212253477710778107107476總計(jì)6276276275975973075表11 方案一均衡后2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年 份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001521.514901524.814151415.814501486.114231396.073487344.2總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上

22、限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065583.358435789.661526044.563136400.767206852.53073430670.8 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658058948.411910095864.2171980161433.3196132196135.3199321213177.9773113725559.12） 對(duì)方案二的均衡：表12 方案二均衡后各項(xiàng)新增措施數(shù)量年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)1989795686842629090906060390398989868684304926592636237456

23、687699596413694989412412453471415144444131總計(jì)5525505525225222698表13 方案二均衡后2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年 份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001518.014901515.714851398.314501462.614231367.773487262.5總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065578.558435770.661526004.163136312.567206707.33073

24、430373.1 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658054673.411910088026.0171980152095.9196132184380.2199321199229.9773113678405.53） 對(duì)方案三的均衡：表14 方案三均衡后各項(xiàng)新增措施數(shù)量 年份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)1979797676742529090906060390310186101717143049363926363374續(xù)表14562 926292924006921059312212253471719174747147總計(jì)55255255

25、25225222700表15 方案三均衡后2006-2010年各年三項(xiàng)指標(biāo)值年 份措施2006年2007年2008年2009年2010年總計(jì)總產(chǎn)油量（萬噸）下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)下限預(yù)測(cè)15001521.514901524.814851415.814501486.114231396.073487262.3總產(chǎn)水量（萬噸）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)57065348.258435442.361525569.563135781.9672060728 總費(fèi)用（萬元）上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)上限預(yù)測(cè)8658058948.4

26、11910095864.2171980161433.3196132196135.3199321213177.9773113679705.7在得到新的均衡方案后與前三種方案進(jìn)行對(duì)比：表16 均衡前后的對(duì)比 方案指標(biāo)方案一均衡一方案二均衡二方案三均衡三總產(chǎn)油量（萬噸）7437.57344.27474.87262.57553.37262.3總產(chǎn)水量（萬噸）32026.030670.830514.330373.130773.230375.8總費(fèi)用（萬元）724572.2725559.1744680.2678405.5768245.5679705.7投入產(chǎn)出比100.9798.7999.6293.241

27、01.7098.79綜合含水率79.20%79.34%79.15%79.37%79.14%79.34%由上述表中數(shù)據(jù)可以看到，在對(duì)三種方案進(jìn)行均衡后，新方案的各新增措施的數(shù)量在每年分布比較均勻。跟前三種方案比，雖然總產(chǎn)油量有所下降，但產(chǎn)水量、費(fèi)用也有所下降，因此，從總體上看，均衡方案一更具推廣性。六、模型改進(jìn)與推廣對(duì)于產(chǎn)油量、產(chǎn)水量的預(yù)測(cè)，為保證精度，對(duì)不同的走勢(shì)圖，選擇了一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)分別進(jìn)行曲線擬合，沒能選擇統(tǒng)一的函數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)際操作比較繁瑣，要根據(jù)數(shù)據(jù)的走勢(shì)來判斷函數(shù)類別進(jìn)行擬合，可推廣度不高。因此可選擇統(tǒng)一函數(shù)，如指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，提高計(jì)算效率。對(duì)于多目標(biāo)規(guī)

28、劃模型，每一種方案只突出了一種指標(biāo)，綜合考慮不足，可改變權(quán)重系數(shù)，得到新的規(guī)劃方案，對(duì)比已經(jīng)求得的方案，選出綜合度最高的方案。本問題的預(yù)測(cè)模型可應(yīng)用于城市供水量預(yù)測(cè)、生物種群數(shù)量的預(yù)測(cè)、商品銷售額預(yù)測(cè)等預(yù)測(cè)問題中。對(duì)于多目標(biāo)規(guī)劃模型，可應(yīng)用于管理、工業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際問題中。七、模型評(píng)價(jià)本文主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)按照不同的走勢(shì)分開來處理，具體問題具體分析，這樣可以減少個(gè)別數(shù)據(jù)發(fā)生劇烈變動(dòng)，方便我們把握規(guī)律；（2）多目標(biāo)規(guī)劃模型，著重考慮了產(chǎn)油量、產(chǎn)水量、費(fèi)用三個(gè)指標(biāo)，使問題得到簡(jiǎn)化。本文主要有以下缺點(diǎn)：（1）由于歷史數(shù)據(jù)有限，我們?cè)陬A(yù)測(cè)的過程中，預(yù)測(cè)精度受到了限制；（2）多目標(biāo)規(guī)劃的解

29、應(yīng)該有很多，所求解并不一定是最優(yōu)解，要進(jìn)行多次取權(quán)重并對(duì)不同結(jié)果進(jìn)行分析，得到相對(duì)較優(yōu)值，因此加大了工作量。參考文獻(xiàn)1 薛定宇等，高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的matlab求解，北京：清華大學(xué)出版社，2004年5月第一版。2 陳杰，matlab寶典，北京：電子工業(yè)出版社，2007年。3 袁新生，邵大宏，lingo和excel在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用，北京：科學(xué)出版社，2007年1月第一版。4 謝金星，薛毅，優(yōu)化建模與lindo/lingo軟件，北京：清華大學(xué)出版社，2005年7月第一版。附 錄附錄1：反比例函數(shù)擬合程序function f=sq(a,t7)f=a(1)./(t7+a(2)+a(3);x7=500

30、.6 442.4 428.6 370.1 343.1;t7=2001:2005;a0=1,1,1;a=lsqcurvefit(sq,a0,t7,x7);z=sq(a,t7);plot(t7,x7,*,t7,z)xlabel(年份)ylabel(產(chǎn)油量（萬噸）)yuce7=sq(a,2006:2010)附錄2：二次函數(shù)擬合求解預(yù)測(cè)值程序function f=nihe1(c2,t2)f=-15.6.*t2.2+c2(1).*t2+c2(2);t1=1997:2005;x9=197.4 297.7 412.8 547.0 579.8 547.5 527.0 492.3 437.0;c1=polyfi

31、t(t1,x9,2);yc9=polyval(c1,t1);plot(t1,x9,-*,t1,yc9,-+); t2=2001:2005;x10= 72.3 218.2 297.1 416.1 508.7;c20=c1(2),c1(3);c2=lsqcurvefit(nihe1,c20,t2,x10);yuce=-15.6.*t2.2+c2(1).*t2+c2(2);plot(t2,x10,-+,t2,yuce,-*) t=2001:2010;hunhe10=-15.6.*t.2+c2(1).*t+c2(2);plot(t2,x10,-+,t,hunhe10,-*)附錄3：多目標(biāo)模型求解程序及

32、結(jié)果model:sets:nf/1,2.5/:y,s,f,yx,ss,fs,q,w,m,k;cs/1,2.7/:js;links(cs,nf):x,yk,sk,fk; hh/1,2,3/:h;endsetsdata:y=1483.7 1421.9 1333.6 1217.5 1072.9;s=5548.4 5648.4 5723.7 5775.1 5804;f=16861 20477 60851 80114 85014;yx=1500 1490 1485 1450 1423;ss=5706 5843 6152 6313 6720;fs=86580 119100 171980 196132 19

33、9321;js=426 390 430 374 445 534 476;yk=0.0820 0.2160 0.2679 0.23040.19810.0720 0.0960 0.1479 0.10040.08810.0650 0.0860 0.1670 0.13440.09760.0540 0.0862 0.1509 0.12280.10060.0380 0.0760 0.0979 0.07040.05810.0570 0.0820 0.1009 0.0828 0.06860.0450 0.0750 0.1074 0.08930.0551;sk=0.0720 0.2120 0.3750 0.56

34、660.75850.0630 0.1880 0.2050 0.40860.67850.0570 0.1280 0.3120 0.57660.78460.0500 0.1760 0.3788 0.49860.64380.0320 0.1790 0.2131 0.42530.66530.0442 0.1262 0.2045 0.35840.47440.0675 0.1775 0.3196 0.56350.7874;fk=128.1000 107.0000 72.2500 56.5500 44.700078.1000 60.0000 52.2500 39.5500 30.700064.1000 51

35、.0000 42.2500 33.5500 21.700043.0000 31.0500 22.2000 17.0500 13.150058.1000 49.0000 37.2500 30.5500 24.700036.9000 30.7500 23.7000 17.3000 12.000050.5000 43.8000 35.7000 27.3500 22.0500;enddata!每年產(chǎn)油總量;q(1)=y(1)+sum(cs(i):yk(i,1)*x(i,1);q(2)=y(2)+sum(cs(i):(yk(i,1)*x(i,2)+yk(i,2)*x(i,1);q(3)=y(4)+sum

36、(cs(i):(yk(i,1)*x(i,3)+yk(i,2)*x(i,2)+yk(i,3)*x(i,1);q(4)=y(4)+sum(cs(i):(yk(i,1)*x(i,4)+yk(i,2)*x(i,3)+yk(i,3)*x(i,2)+yk(i,4)*x(i,1);q(5)=y(5)+sum(cs(i):(yk(i,1)*x(i,5)+yk(i,2)*x(i,4)+yk(i,3)*x(i,3)+yk(i,4)*x(i,2)+yk(i,5)*x(i,1);!每年產(chǎn)水總量;w(1)=s(1)+sum(cs(i):(sk(i,1)*x(i,1);w(2)=s(2)+sum(cs(i):(sk(i,

37、1)*x(i,2)+sk(i,2)*x(i,1);w(3)=s(3)+sum(cs(i):(sk(i,1)*x(i,3)+sk(i,2)*x(i,2)+sk(i,3)*x(i,1);w(4)=s(4)+sum(cs(i):(sk(i,1)*x(i,4)+sk(i,2)*x(i,3)+sk(i,3)*x(i,2)+sk(i,4)*x(i,1);w(5)=s(5)+sum(cs(i):(sk(i,1)*x(i,5)+sk(i,2)*x(i,4)+sk(i,3)*x(i,3)+sk(i,4)*x(i,2)+sk(i,5)*x(i,1);!每年總費(fèi)用;m(1)=f(1)+sum(cs(i):(fk(i

38、,1)*x(i,1);m(2)=f(2)+sum(cs(i):(fk(i,1)*x(i,2)+fk(i,2)*x(i,1);m(3)=f(3)+sum(cs(i):(fk(i,1)*x(i,3)+fk(i,2)*x(i,2)+fk(i,3)*x(i,1);m(4)=f(4)+sum(cs(i):(fk(i,1)*x(i,4)+fk(i,2)*x(i,3)+fk(i,3)*x(i,2)+fk(i,4)*x(i,1);m(5)=f(5)+sum(cs(i):(fk(i,1)*x(i,5)+fk(i,2)*x(i,4)+fk(i,3)*x(i,3)+fk(i,4)*x(i,2)+fk(i,5)*x(

39、i,1);!約束條件一：規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的工作量上限;sum(nf(i):x(1,i)+d1_-d1=426;sum(nf(i):x(2,i)+d2_-d2=390;sum(nf(i):x(3,i)+d3_-d3=430;sum(nf(i):x(4,i)+d4_-d4=374;sum(nf(i):x(5,i)+d5_-d5=445;sum(nf(i):x(6,i)+d6_-d6=534;sum(nf(i):x(7,i)+d7_-d7=476;!約束條件二：規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的產(chǎn)油量下限;q(1)+d8_-d8=1500;q(2)+d9_-d9=1490;q(3)+d10_-d10=1458;q(

40、4)+d11_-d11=1450;q(5)+d12_-d12=1423;!約束條件三：規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的產(chǎn)水量上限;w(1)+d13_-d13=5760;w(2)+d14_-d14=5843;w(3)+d15_-d15=6152;w(4)+d16_-d16=6313;w(5)+d17_-d17=6720;!約束條件四：規(guī)劃期內(nèi)增產(chǎn)措施的費(fèi)用上限;m(1)+d18_-d18=86580;m(2)+d19_-d19=119100;m(3)+d20_-d20=171980;m(4)+d21_-d21=196132;m(5)+d22_-d22=199321;!規(guī)劃期內(nèi)總產(chǎn)油量;h(1)=sum(nf(

41、i):q(i);!規(guī)劃期內(nèi)總產(chǎn)水量;h(2)=sum(nf(i):w(i);!規(guī)劃期內(nèi)總費(fèi)用;h(3)=sum(nf(i):m(i);for(links(i,j):gin(x(i,j);min=100000*(d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7)+1000*(d8_+d9_+d10_+d11_+d12_)+(d13+d14+d15+d16+d17)+(d18+d19+d20+d21+d22);end加入均衡條件后的程序段：!規(guī)劃期內(nèi)每年新增措施總數(shù);k(1)=sum(cs(i):x(i,1);k(2)=sum(cs(i):x(i,2);k(3)=sum(cs(i):x(i,3);k(4)=sum(cs(i):x