iData_油库系统库存模型初探_李文魁
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假定油轮到达的概率应不大于预先给定的任意小的正数即p00由4式中得e或d1?ln5管道来油较均匀若平均每天的来油量为q吨由于某些原因如遇上台风等在d天内没有油轮入港那么该油港储油设备应满足的最小库容量为qminq?d或qminqln6对于铁路来油公路发油的油库而言一方面要考虑到铁路运输状况
第 22 卷 第 3 期 20 00年9月
THE EXPLORATION OF THE STOCK MODEL OF OIL DEPOT SYSTEM
L I Wen-kui ( Dept . of Petroleum Engineering X i' an etroleum Inst itute , X i' an 710054 , China)
西安工程学院学报
JOU RNA L OF XI AN ENG IN EERI NG UN IV ERSIT Y
Vol. 22 N o. 3 Sep. 2 0 0 0
油库系统库存模型初探
李文魁
( 西安石油学院 石油工程系 , 陕西 西安 710065)
[ 摘要] 运用油库系统设计方法 , 建立了油库系统的库存模型 , 提出了用数字仿真 技术确定油库最佳库 容的方法 。 在确定油库库容时 , 提出了 油库必须满足某一最 小库容的 概念 。 考虑了 油库与 环境的 交互 作用 , 因而与传统的周转系数法相 比 , 运用文中 建立的 油库系 统库存 模型设 计的 库容将 更为 经济与 合 理。 [ 关键词] 油库 ; 数字仿真技 术 ; 最小库容 ; 库存模型 [ 中图分类号] T E42 ; T P41 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1007 9955( 2000) 03 0047 02 [ 作者简介] 李文魁( 1965 ), 男 , 副教授 , 现从事油田开发和储层运输教学与研究工作 。
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西安工程学院学报 22 卷
[ 1] 中国科学院 , 水利部成都山地灾害与环境研究所 . 遥感地图地 理信息系统在资源与环境研究中的应 用[ M] .成都 : 成 都地图 出版社 , 1991. [ 2] 陈述 彭 , 赵 英时 . 遥 感地 学 分 析 [ M ] . 北京 : 测 绘 出版 社 , 1990. [ 3] 刘纪远 .国家环境遥感宏观调查与动态监测研究[ J] . 遥感学 报 , 1997 , 1( 3) . [ 4] 陈晓峰 , 等 .基于地 理信息系 统的数字 环境模 型研究 [ J] .遥 感学报 , 1998 , 2( 4) .
展土地资源分类调查是完全可行的 , 它具有快速 、准 确、 耗资少等优点 。 该方法不仅适用于土地资源的 分类 , 而且对各种资源环境遥感均适用 。 如果采用 多时相数据进一步分析比较 , 可得出土地资源分类 动态监测系统 。
[ 参 考 文 献 ]
A CLASSIFICATION RESEARCH OF LAND RESOURCES USING REMOTE SENSING AND GIS TECHNOLOGY
对于铁路来油 、公路发油的油库而言 , 一方面要 考虑到铁路运输状况 。 几天连续没有罐车到达 , 仍 能保证有油品供给用户 ; 另一方面又必须考虑到公 路运输状况 , 保证在连续几天没有罐车发油的情况 下 , 进来的油品能储存起来 。 同样涉及最小库容的 问题 , 设计的库容必大于最小库容量值 。 最小库容
[ Abstract] To establish the stock model of oil depo t system is in order to determine the optimum stock of oil depot .In this pa pe r , the stock model of oil depot system has been established by using the theo ry of System Design M ethod and the optimum stock of oil depot has been determined by using the technique of N umerical Emulation as well as the concept of minimum sto ck that oil depot should meet has been put fo rward while determining the stocks of oil depo t . Considering the interactive effect between oil de po t and environment , the systematic desig n method will be mo re economical and reasonable than the traditional turnover coefficient method . [ Key words] oil depot ; optimum stock ; stock model
2000 01 11
# [ 1]
想的 。 从对四川某油库的调查 , 就可以看出传统的 设计方法存在缺陷 。 如油库设计周转系数为 4 , 而 到 1996 年其周转系数为 11 。
2 油库库存模型分析
传统的油库设计方法是按周转系数法确定油库 库容的 。 而影响周转系数的因素很多 , 主要有 : ( 1) 油品的年周转量 。 年周转量大 , 周转系数亦 大 。 且当来油量与发油量同步相等时 , 周转系数取 得最大值 。 ( 2) 市场供销情况 。 供销脱节 , 对周转系数有很 大的 影响 。 当供过于求时 , 周转系数减小 , 反之亦 然。 ( 3) 运输状况 。 运输条件好 , 可加快油品周转 , 从而使周转系数增大 。 油库系统设计方法首先是分析和确定油库与环 境系统 , 为模型化取得必需的信息 , 进而作出概略模 型 , 进行仿真 , 求解模型 。 然后是运用最优化理论和 方法对所有方案进行系统最优化 , 最后选择最优化 系统设计方案 。 对于油库库存模型 , 很显然库存量与来油量及 发油量有关 , 来油量又与来油方式有关 。 例如 , 列车 来油 , 即来油量与列车的到达规律有关 ; 如采用汽车
达的天数 。 假定油轮到达的概率应不大于预先给定 的任意小的正数 ε , 即 P 0 ≤ε 0 , 由( 4) 式中得 e -λ≤ε 或 D ≥- 1 ·ln ε λ ( 5)
管道 来油 较均 匀 , 若平 均每天 的来 油量 为 q 吨 , 由于某些原因 , 如遇上台风等 , 在 D 天内没有油 轮入港 , 那么该油港储油设备应满足的最小库容量 为 q Q min =q·D 或 Q min =- ln ε λ ( 6)
-λ D
( 4)
式中 , P 0 为无油轮到达的概率 ; D 为连续无油轮到
3 油库最小库容的确定
3. 1 油库库容设计原则 油品存储问题 , 实际上是在约束条件的限制下 , 根据必须满足的最小库容量 , 设计最佳库容量 , 使投 入资金尽可能少 ; 在油库运行时 , 如何确定各季的进 油量 , 使全年收益最大的优化问题 。 对于某一种油品 , 库容设计应满足以下 4 个条 件( 多种油品依次类推) : ( 1) 设计的库容 > 最小库容 。 ( 2) 销售数量 ≤进货数量 +期初库存量 ≤最大 库容量 +销售数量 。 ( 3) 进货金额 +管理费 -销售收入 ≤流动资金 金额 。 ( 4) 第 k 季度的利润收入 M k 应大于销售收入 减去进货支出和保管费用 , 即 M k >O k Y k -P ( I k +S k) -I k X k
HAN Ling , XU Hui-lian ( Dept . of Science of surv ivi ng and m appi ng and Engineering , Xi an Engi neeri ng U niversity , X i an 710054 , China)
[ Abstract ] Based o n remote sensing and G IS technolog y , the ma thmatical model of land resources classification in the northern Shaanxi , The significance and applying condition of the model are studied . [ Key words] remote sensing ; G IS ;Remote sense image ; land resources
全角度出发 , 取经验值 , 这样得出的结果显然是不理
1 问题的提出
系统工程的方法体系的基础就是运用各种数学 方法 、计算机技术和控制理论来实现系统的模型化 和最优化 , 进行系统分析和系统设计 。 在具体研 究方法上 , 把油库与环境看作一个系统 , 同时把研究 过程也看作一个整体 。 笔者曾对四川某油库进行了 调研 , 收集了 1986 ～ 1990 年间该油库所经营的 O 柴油 、70 #汽油 、 85 #汽油及 90 #汽油每天的来油量 与发油量 。 通过整理 , 可以看出 , 平均每日来油量在 800 t 左右 , 1 ～ 4 月 、11 月 、12 月来油量特别大 , 发 油量较均匀 , 平均每日发油 量为 700 t 左右 ; 5 ～ 10 月发油量较大 , 库存也存在较大的波动 , 最大储油量 为 4 800 t 左右 , 最小储油量为 800 t 左右 ; 平均库存 为 2 800 t 左右 。 由以上统计 , 可得出如下结论 : 冬天用油较少 , 油被存储起来 , 以满足夏季大量需求 。 因此要建立 油库的库存模型 , 使库容量既满足不因夏季需求量 大而造成闲置浪费 ; 又能满足因冬季用油少 , 大量油 能存储起来 , 以满足夏季大量的需求 。 油库库容应按周转系数法来确定 , 周转系数应 是通过调查分析决定 。 传统的设计方法是偏于从安 [ 收稿日期]
4 结论
( 1) 提出了油库必须满足的最小库容的概念 , 这 是传统的油库设计方法所没有考虑的 。 并且 , 通过 仿真四川某油库而反算求得的周转系数与按传统设 计的周转系数的对比 , 证实了按常规的经验或规范
的收益 Mk 和下季度到年末的最大收益 F k +1 之和 的最大值 。 这 一最大值当然是 通过决策变量 O k 、 选择油品的周转系数是难以反映实际情况的 。 ( 2) 数字仿真技术虽然给出的是描述性的概率 I k 、Y k 、X k 的选择来达到的 。 可见 F k 是状态变量 的函数 。 3. 2 油库最小库容的确定 建设一个新油库 , 由于使用初期为一不稳定过 程 , 同时考虑到因某些因素的影响 , 出现几天没有来 结果 , 但是通过对系统的各要素进行重复模拟 , 同样 可以对复杂系统进行方案比较和优化 。 模拟结果的 正确性取决于输入数据反映实际的真实程度 。 当模 ( 下转第 58 页)
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西安工程学院学报 22 卷
发油 , 即发油量又与汽车的到达规律有关 。 这样仿 真应产生来油列车次数与发油油罐车数 , 从而确定 来油量与发油量 。 但这样工作量相当大 。 在目前的 条件下 , 只能进行简化 , 直接用仿真产生来油量与发
油 , 或几天没有发油的特殊情况 。 所以设计时应考 虑油库所必需满 足的最小库容问 题 。 设有某 一油 港 , 管线来油 、油轮发油 。 假定油轮到达规律服从泊
( 2) 也可由当地的供销 、运输等情况统计而定 。
式中 , M k 为第 k 季度的利润收入 , 单位万元 ; Ok 为 第 k 季度的销售量 , 单位吨 ; Y k 为第 k 季度油品的 销售价 , 单位万元/ 吨 ; I k 为第 k 季度的进油量 , 单 位吨 ; X k 为第 k 季度的进货价 , 单位万元/ 吨 ; Sk 为 期初库存量 , 单位吨 ; P 为保管费用 , 单位万元/吨 。 第 k 季度到年终的最大收益 F k , 应等于本季度
( 上接第 48 页) 拟次数足够大时 , 模拟结果才接近实际情况 。 成文中得到谢松炎的帮助及油库的协作 , 谨致 谢忱 。 因保密原因 , 文中有关数据及计算结果未给 , 特此说明 。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1] 汪应洛 , 等 . 系统工程理论 、方法与应用[ M ] . 北京 : 高等教育出 版社 , 1992 . [ 2] 冯允成 , 等 . 系统仿 真及其 应用 [ M] . 北京 : 机 械工 业出 版社 , 1992 .
松分布 , 在给定的时间隔 t 内 , 有 n 艘油轮到达的 油量 , 将系统库存模型简化为式( 1) 所示形式[ 2] 概率为 n t Q i =Q i -1 +Q r -Q d ( 1) ( λ t) · e -λ Pn = ( 3) n！ 式中 , Q i 为第 i 天的库存量 , 单位吨 ; Q i -1 为第 i 1 天的库存量 , 单位吨 ; Q r 为第 i 天油库的进油量 , 单位吨 ; Q d 为第 i 天油库的发油量 , 单位吨 。 显然 , 这样处理会引入一定的失真度 , 但这可通 过考虑储存子系统与收发子系统之间的相互关系来 提高其准确度 。 式中 , P n 为油轮到达的概率 ; n 为到达的油轮数 ; t 为给定的时间间隔 ; λ 为平均到达率 ; e 为自然对数 的底数 。 于是 , 由式( 3) 可知在连续 t 天内没有油轮 到达的概率为 P0 = e
第 22 卷 第 3 期 20 00年9月
THE EXPLORATION OF THE STOCK MODEL OF OIL DEPOT SYSTEM
L I Wen-kui ( Dept . of Petroleum Engineering X i' an etroleum Inst itute , X i' an 710054 , China)
西安工程学院学报
JOU RNA L OF XI AN ENG IN EERI NG UN IV ERSIT Y
Vol. 22 N o. 3 Sep. 2 0 0 0
油库系统库存模型初探
李文魁
( 西安石油学院 石油工程系 , 陕西 西安 710065)
[ 摘要] 运用油库系统设计方法 , 建立了油库系统的库存模型 , 提出了用数字仿真 技术确定油库最佳库 容的方法 。 在确定油库库容时 , 提出了 油库必须满足某一最 小库容的 概念 。 考虑了 油库与 环境的 交互 作用 , 因而与传统的周转系数法相 比 , 运用文中 建立的 油库系 统库存 模型设 计的 库容将 更为 经济与 合 理。 [ 关键词] 油库 ; 数字仿真技 术 ; 最小库容 ; 库存模型 [ 中图分类号] T E42 ; T P41 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1007 9955( 2000) 03 0047 02 [ 作者简介] 李文魁( 1965 ), 男 , 副教授 , 现从事油田开发和储层运输教学与研究工作 。
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西安工程学院学报 22 卷
[ 1] 中国科学院 , 水利部成都山地灾害与环境研究所 . 遥感地图地 理信息系统在资源与环境研究中的应 用[ M] .成都 : 成 都地图 出版社 , 1991. [ 2] 陈述 彭 , 赵 英时 . 遥 感地 学 分 析 [ M ] . 北京 : 测 绘 出版 社 , 1990. [ 3] 刘纪远 .国家环境遥感宏观调查与动态监测研究[ J] . 遥感学 报 , 1997 , 1( 3) . [ 4] 陈晓峰 , 等 .基于地 理信息系 统的数字 环境模 型研究 [ J] .遥 感学报 , 1998 , 2( 4) .
展土地资源分类调查是完全可行的 , 它具有快速 、准 确、 耗资少等优点 。 该方法不仅适用于土地资源的 分类 , 而且对各种资源环境遥感均适用 。 如果采用 多时相数据进一步分析比较 , 可得出土地资源分类 动态监测系统 。
[ 参 考 文 献 ]
A CLASSIFICATION RESEARCH OF LAND RESOURCES USING REMOTE SENSING AND GIS TECHNOLOGY
对于铁路来油 、公路发油的油库而言 , 一方面要 考虑到铁路运输状况 。 几天连续没有罐车到达 , 仍 能保证有油品供给用户 ; 另一方面又必须考虑到公 路运输状况 , 保证在连续几天没有罐车发油的情况 下 , 进来的油品能储存起来 。 同样涉及最小库容的 问题 , 设计的库容必大于最小库容量值 。 最小库容
[ Abstract] To establish the stock model of oil depo t system is in order to determine the optimum stock of oil depot .In this pa pe r , the stock model of oil depot system has been established by using the theo ry of System Design M ethod and the optimum stock of oil depot has been determined by using the technique of N umerical Emulation as well as the concept of minimum sto ck that oil depot should meet has been put fo rward while determining the stocks of oil depo t . Considering the interactive effect between oil de po t and environment , the systematic desig n method will be mo re economical and reasonable than the traditional turnover coefficient method . [ Key words] oil depot ; optimum stock ; stock model
2000 01 11
# [ 1]
想的 。 从对四川某油库的调查 , 就可以看出传统的 设计方法存在缺陷 。 如油库设计周转系数为 4 , 而 到 1996 年其周转系数为 11 。
2 油库库存模型分析
传统的油库设计方法是按周转系数法确定油库 库容的 。 而影响周转系数的因素很多 , 主要有 : ( 1) 油品的年周转量 。 年周转量大 , 周转系数亦 大 。 且当来油量与发油量同步相等时 , 周转系数取 得最大值 。 ( 2) 市场供销情况 。 供销脱节 , 对周转系数有很 大的 影响 。 当供过于求时 , 周转系数减小 , 反之亦 然。 ( 3) 运输状况 。 运输条件好 , 可加快油品周转 , 从而使周转系数增大 。 油库系统设计方法首先是分析和确定油库与环 境系统 , 为模型化取得必需的信息 , 进而作出概略模 型 , 进行仿真 , 求解模型 。 然后是运用最优化理论和 方法对所有方案进行系统最优化 , 最后选择最优化 系统设计方案 。 对于油库库存模型 , 很显然库存量与来油量及 发油量有关 , 来油量又与来油方式有关 。 例如 , 列车 来油 , 即来油量与列车的到达规律有关 ; 如采用汽车
达的天数 。 假定油轮到达的概率应不大于预先给定 的任意小的正数 ε , 即 P 0 ≤ε 0 , 由( 4) 式中得 e -λ≤ε 或 D ≥- 1 ·ln ε λ ( 5)
管道 来油 较均 匀 , 若平 均每天 的来 油量 为 q 吨 , 由于某些原因 , 如遇上台风等 , 在 D 天内没有油 轮入港 , 那么该油港储油设备应满足的最小库容量 为 q Q min =q·D 或 Q min =- ln ε λ ( 6)
-λ D
( 4)
式中 , P 0 为无油轮到达的概率 ; D 为连续无油轮到
3 油库最小库容的确定
3. 1 油库库容设计原则 油品存储问题 , 实际上是在约束条件的限制下 , 根据必须满足的最小库容量 , 设计最佳库容量 , 使投 入资金尽可能少 ; 在油库运行时 , 如何确定各季的进 油量 , 使全年收益最大的优化问题 。 对于某一种油品 , 库容设计应满足以下 4 个条 件( 多种油品依次类推) : ( 1) 设计的库容 > 最小库容 。 ( 2) 销售数量 ≤进货数量 +期初库存量 ≤最大 库容量 +销售数量 。 ( 3) 进货金额 +管理费 -销售收入 ≤流动资金 金额 。 ( 4) 第 k 季度的利润收入 M k 应大于销售收入 减去进货支出和保管费用 , 即 M k >O k Y k -P ( I k +S k) -I k X k
HAN Ling , XU Hui-lian ( Dept . of Science of surv ivi ng and m appi ng and Engineering , Xi an Engi neeri ng U niversity , X i an 710054 , China)
[ Abstract ] Based o n remote sensing and G IS technolog y , the ma thmatical model of land resources classification in the northern Shaanxi , The significance and applying condition of the model are studied . [ Key words] remote sensing ; G IS ;Remote sense image ; land resources
全角度出发 , 取经验值 , 这样得出的结果显然是不理
1 问题的提出
系统工程的方法体系的基础就是运用各种数学 方法 、计算机技术和控制理论来实现系统的模型化 和最优化 , 进行系统分析和系统设计 。 在具体研 究方法上 , 把油库与环境看作一个系统 , 同时把研究 过程也看作一个整体 。 笔者曾对四川某油库进行了 调研 , 收集了 1986 ～ 1990 年间该油库所经营的 O 柴油 、70 #汽油 、 85 #汽油及 90 #汽油每天的来油量 与发油量 。 通过整理 , 可以看出 , 平均每日来油量在 800 t 左右 , 1 ～ 4 月 、11 月 、12 月来油量特别大 , 发 油量较均匀 , 平均每日发油 量为 700 t 左右 ; 5 ～ 10 月发油量较大 , 库存也存在较大的波动 , 最大储油量 为 4 800 t 左右 , 最小储油量为 800 t 左右 ; 平均库存 为 2 800 t 左右 。 由以上统计 , 可得出如下结论 : 冬天用油较少 , 油被存储起来 , 以满足夏季大量需求 。 因此要建立 油库的库存模型 , 使库容量既满足不因夏季需求量 大而造成闲置浪费 ; 又能满足因冬季用油少 , 大量油 能存储起来 , 以满足夏季大量的需求 。 油库库容应按周转系数法来确定 , 周转系数应 是通过调查分析决定 。 传统的设计方法是偏于从安 [ 收稿日期]
4 结论
( 1) 提出了油库必须满足的最小库容的概念 , 这 是传统的油库设计方法所没有考虑的 。 并且 , 通过 仿真四川某油库而反算求得的周转系数与按传统设 计的周转系数的对比 , 证实了按常规的经验或规范
的收益 Mk 和下季度到年末的最大收益 F k +1 之和 的最大值 。 这 一最大值当然是 通过决策变量 O k 、 选择油品的周转系数是难以反映实际情况的 。 ( 2) 数字仿真技术虽然给出的是描述性的概率 I k 、Y k 、X k 的选择来达到的 。 可见 F k 是状态变量 的函数 。 3. 2 油库最小库容的确定 建设一个新油库 , 由于使用初期为一不稳定过 程 , 同时考虑到因某些因素的影响 , 出现几天没有来 结果 , 但是通过对系统的各要素进行重复模拟 , 同样 可以对复杂系统进行方案比较和优化 。 模拟结果的 正确性取决于输入数据反映实际的真实程度 。 当模 ( 下转第 58 页)
48
西安工程学院学报 22 卷
发油 , 即发油量又与汽车的到达规律有关 。 这样仿 真应产生来油列车次数与发油油罐车数 , 从而确定 来油量与发油量 。 但这样工作量相当大 。 在目前的 条件下 , 只能进行简化 , 直接用仿真产生来油量与发
油 , 或几天没有发油的特殊情况 。 所以设计时应考 虑油库所必需满 足的最小库容问 题 。 设有某 一油 港 , 管线来油 、油轮发油 。 假定油轮到达规律服从泊
( 2) 也可由当地的供销 、运输等情况统计而定 。
式中 , M k 为第 k 季度的利润收入 , 单位万元 ; Ok 为 第 k 季度的销售量 , 单位吨 ; Y k 为第 k 季度油品的 销售价 , 单位万元/ 吨 ; I k 为第 k 季度的进油量 , 单 位吨 ; X k 为第 k 季度的进货价 , 单位万元/ 吨 ; Sk 为 期初库存量 , 单位吨 ; P 为保管费用 , 单位万元/吨 。 第 k 季度到年终的最大收益 F k , 应等于本季度
( 上接第 48 页) 拟次数足够大时 , 模拟结果才接近实际情况 。 成文中得到谢松炎的帮助及油库的协作 , 谨致 谢忱 。 因保密原因 , 文中有关数据及计算结果未给 , 特此说明 。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1] 汪应洛 , 等 . 系统工程理论 、方法与应用[ M ] . 北京 : 高等教育出 版社 , 1992 . [ 2] 冯允成 , 等 . 系统仿 真及其 应用 [ M] . 北京 : 机 械工 业出 版社 , 1992 .
松分布 , 在给定的时间隔 t 内 , 有 n 艘油轮到达的 油量 , 将系统库存模型简化为式( 1) 所示形式[ 2] 概率为 n t Q i =Q i -1 +Q r -Q d ( 1) ( λ t) · e -λ Pn = ( 3) n！ 式中 , Q i 为第 i 天的库存量 , 单位吨 ; Q i -1 为第 i 1 天的库存量 , 单位吨 ; Q r 为第 i 天油库的进油量 , 单位吨 ; Q d 为第 i 天油库的发油量 , 单位吨 。 显然 , 这样处理会引入一定的失真度 , 但这可通 过考虑储存子系统与收发子系统之间的相互关系来 提高其准确度 。 式中 , P n 为油轮到达的概率 ; n 为到达的油轮数 ; t 为给定的时间间隔 ; λ 为平均到达率 ; e 为自然对数 的底数 。 于是 , 由式( 3) 可知在连续 t 天内没有油轮 到达的概率为 P0 = e