برنامه‌ریزی بهینه جابه‌جایی فرآورده‌های نفتی از خط لوله با پنجره زمانی تقاضا برای کمینه‌سازی هزینه‌ها

کاربرد خطوط لوله، اثرگذارترین و ایمن‌ترین روش جابه‌جایی کلان فرآورده‌های یفتی از پالایشگاه به مراکز ذخیره‌سازی و پخش است. برنامه‌ریزی کارا و بهینه در خطوط لوله چندفرآورده‌ای از ابعاد گوناگون اقتصادی، اجتماعی و راهبردی اهمیت دارد. در این پژوهش، یک مدل برنامه‌ریزی خطی عدد درست مختلط با چارچوب زمان پیوسته ارائه می‎شود تا نه‎تنها تزریق و حجم بهینه بچ‌ها، بلکه توالی و زمان‌بندی آن‎ها نیز تعیین شود. هدف، کمینه‌سازی هزینه‌های پمپاژ، انبارش، اختلاط و تقاضاهای عقب‌افتاده با رعایت همه محدودیت‌های عملیاتی در مسئله است. پژوهش حاضر برنامه‌ریزی انتقال فرآورده‌های نفتی را از خط لوله‎ای یک‌سویه چندفرآورده‌ای با یک منبع تزریق در مبدا و چندین مرکز پخش در طول راه مطالعه می‌کند. فرض این مسئله، افق برنامه‌ریزی چنددوره‌ای با پنجره زمانی برای کل تقاضاهای مراکز پخش است که باید تا پایان افق برنامه تامین شود. مورد مطالعاتی خط لوله‌ای است با درازای 457 کیلومتر که شش فرآورده نفتی را به چهار مرکز پخش می‌رساند. دو مورد مطالعاتی یادشده برای آشکارسازی مزیت‌های کاربرد مدل برنامه‌ریزی خطی عدد درست مختلط ارائه می‌شود. ارزیابی و اعتبارسنجی برنامه به‎دست‎آمده از مدل از مقایسه آن با برنامه عملیاتی تحقق‎یافته در شرکت خطوط لوله و مخابرات نفت ایران انجام شده است. نتایج نشان‌دهندۀ بهبود قابل‎توجه در زمان‌بندی خط لوله و کاهش هزینه‌های آن با بکارگیری مدل ریاضی است. با بکارگیری مدل مزبور می‌توان از ظرفیت‌های عملیاتی خط لوله بهتر بهره‌ برد.

optimal planning for transportation of petroleum products via pipe-line according to the demand time window for minimizing costs

the use of pipelines is the most effective and safest method of transporting large-scale petroleum products from the refinery to the storage and distribution centers. efficient and optimal planning in multi-product pipelines is important from economic, social, and strategic points of view. in this paper, a mixed integer linear programming (milp) model with a continuous time framework is presented to determine not only the batches’ optimal injection and volume, but also their sequence and timing. the goal is to minimize the costs of pumping, storage, mixing, and delayed demands regarding all operational constraints in the problem. this paper investigates the planning of transportation of petroleum products via a one-direction multi-product pipeline with an injection source at the origin and several distribution centers along the way. the supposition of this problem regards a multi-period planning horizon with a time window for the total demands of the distribution centers, which must be provided until the end of the program horizon. the case study is a pipeline with a length of 457 km that delivers 6 petroleum products to 4 distribution centers. two examples of the mentioned case study are presented to demonstrate the advantages of using the mixed integer linear programming model. the evaluation and validation of the plan is confirmed by comparing it with the operational plan realized in iran oil pipelines and telecommunications company. the results imply a significant improvement in pipeline scheduling and cost reduction by applying the mathematical model.