阿德兰启发式算法在CNG加气站选址中的应用

阿德兰启发式算法在ＣＮＧ加气站选址中的应用

吴桂庆，李　芳，李荣荣

（）兰州交通大学交通运输学院，甘肃兰州７３００７０

摘　要：随着Ｃ其规划选址问题也日益突出。以ＣＮＧ加气站建设的蓬勃发展，ＮＧ加气站规划选址进程图为框架，分析Ｃ并制定合理的评价指标体系。最后，提出用阿德兰启发式算法计算ＮＧ加气站规划选址的原则及影响因素，客户加气成本的选址方法。

关键词：选址；原则；影响因素；阿德兰启发式算法ＣＮＧ加气站；

（）中图分类号：Ｕ４９２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００８５６９６２０１１０６０１２６０３－－－

ＴｏＡｌｏｎＡｒｄａｌａｎＨｅｕｒｉｓｔｉｃＭｅｔｈｏｄａｔＣＮＧＦｉｌｌｉｎＳｔａｔｉｏｎ　　　　　　　ｐｐｙｇ　　

，，ｉｎＷＵ　ＧｕｉＬＩＦａｎＬＩＲｏｎｒｏｎ－ｑ　　－ｇｇｇｇ

（，，）ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｆｆｉｃ＆ＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＬａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ　　　　ｐｇｙ　

：，ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｖｉｏｒｏｕｓｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＣＮＧｆｉｌｌｉｎｓｔａｔｉｏｎｓｔｈｅａｎｄｓｉｔｅｌａｎｎｉｎ　　　　　　　　　　　ｇｐｇｐｇ　　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｉｓｓｕｅｓａｒｅａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｌａｎｄｓｉｔｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｔｏＣＮＧｆｉｌｌｉｎｓｔａｔｉｏｎｓｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｐｌａｎｎｉｎｒｏｃｅｓｓ　　　　　　　　　　ｇｙｇｐｇｐ　　　

，，，ｈｏｔｏｌａｎｎｉｎｒｉｎｃｉｌｅｓｆｒａｍｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＣＮＧｆｉｌｌｉｎｓｔａｔｉｏｎｓｆａｃｔｏｒｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｅｄａ　　　　　　　　　ｐｐｇｐｐｇｐ　　，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｓｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｔｈｅｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｏｒｉｔｈｍ　ｗｉｔｈＡｄｒａｉｎｆｉｌｌｉｎｃｕｓｔｏｍｅｒｒｏｏｓｅｄ　　　　　　　　ｙｙｇｇｐｐ　ｃｏｓｔｏｆｓｉｔｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．ｔｈｅ　　　　　

：；；；；ＡｒｉｎｃｉｌｅｓＫｅｗｏｒｄｓＣＮＧｆｉｌｌｉｎｓｔａｔｉｏｎｌｏｃａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓｒｄａｌａｎＨｅｕｒｉｓｔｉｃＭｅｔｈｏｄ　　　ｐｐｇｙ　　

１　加气站简介

它ＣＮＧ加气站是ＣＮＧ汽车加装燃料的基地，

准确、安全地为汽车加充燃料，的主要功能是快速、

同时，作为服务企业，它能为国民经济做出贡献。所以说，加气站既是交通系统的组成部分，也是是ＣＣＮＧ汽车产业必不可少的组成，ＮＧ汽车使用和发展的基础设施。１．１　加气站的分类

根据不同国家及地区的不同情况，快充站、母子站、慢充站、快慢结合站、移动式加气站以及适应于家庭的家用移动式充气装置等不同类型的ＣＮＧ加气站应运而生。具体分类如图１所示。

）固定式加气站具有主要设备完全固定、技术１

成熟、生产稳定的特点，可以设计为大型加气站。）移动式加气站因其设备的限制，只适用于小２型站。

）常规站建在天然气管线通过的地方，

从天然３

收稿日期：２０１１０８０７－－

，作者简介：吴桂庆（男，硕士研究生，研究方向：交通运输规１９８７－）

划与管理．

图１　加气站分类

气管线直接取气，经过脱硫、脱水、压缩等工艺，然一后进入储气瓶组储存或通过加气机给车辆加气，

３

。般加气量为６０００～１００００ｍ　　

）母站建在临近天然气管线的地方，从天然气４

管线直接取气，经过脱硫、脱水、压缩等工艺，然后进入储气瓶组储存或通过加气机给子站转运或直

３

／接为Ｃ加气量在２ＮＧ车辆加气，５００～４０００ｍｈ　　３

（间，日供气量约为５每辆子站车充气量为６０００ｍ　３

）。４０００ｍ　

　第６期吴桂庆，等：阿德兰启发式算法在ＣＮＧ加气站选址中的应用·１２７·

）子站建在加气站周围，通过子站转运车从母５

站运来天然气，经增压器将转运车内的低压气体升转存在地面瓶组或直接给车辆加气。每个子压后，

站可为２日供气量约为２００辆出租车加气，０００～　

３

，４０００ｍ３班２０ｈ生产。　

）一级站、二级站和三级站一般设计成固定式６３

的，储气装置的容积大小如下：一级站３０００ｍ　＜３３３

；二级站１；Ｖ４０００ｍ５００ｍ３０００ｍ　　＜Ｖ　ｖ≤ｖ≤３

。其中，三级站Ｖ即ρ１５００ｍＶｖ为标准状态（　ｖ≤

方面：２．１　经济因素

加气站负荷率是指该加气站的售气量与供气能力的比值，是反映加气站运营情况的最直接的指标。对于加气站而言，负荷率越高，经济效益越好。２．２　投资环境因素

加气站应该建设在临近重要公路、城市十字道和交通枢纽地区，这些地区车流量集中，用气量大。应该有良好的进出口通道，有利于场地设置和车辆疏导。

２．３　安全环保因素

加气站选址需要考虑保护自然环境和人文环境等因素，尽可能降低对城市生活的干扰。

加气站所采用的生产技术、储气方案等方面因安素直接关系到加气站的安全性及对周围的危害，全水平的评定可参照《汽车加油加气站设计与施工。规范》２．４　其他因素

加气站的规划应该贯彻节约用地、充分利用国土资源的原则，其布局还要兼顾区域与城市规划用地的其他要素。

加气站中有易燃易爆气体，不宜设在易散发火也应与居民住宅区保持一定距种的工业设施附近，

离。另外，加气站与援助单位的距离也对其安全性起着至关重要的作用。

，下的体积。＝１０１．３２５ｋＰａｔ＝０℃）

）快充站是加气速度很快的加气站，加气时间７，通常为３～１城市公共加气站多属于此类。９ｍｉｎ）慢充站加气速度慢、时间长，通常是在晚上８

对车辆加气，适用于私有加气站或工作条件适合的内部加气站。

１．２　加气站布局选址应遵循的原则１．２．１　经济性原则

经济性原则主要从供需两个方面考虑。作为就必燃料供给方，ＣＮＧ加气站为了提高经济效益，须同时考虑顾客的需求和自身的成本。因此，加气站的选址应考虑Ｃ交通状况、土ＮＧ汽车的车流量、经营成本等因素。从提高加气设备的利用地价格、

率等角度决定加气站的规模。

作为需求方的ＣＮＧ汽车驾驶员从经济性考虑往往选择就近加气。为了减少排队的概率，降低排队成本，在同等条件下驾驶员会选择规模大的加气站。

１．２．２　安全性原则

加气站规模越ＣＮＧ加气站储有高压易燃气体，

大其安全性要求也越高。加气站地址的选择必须考虑自身的安全和周围环境的安全，应避开人口稠密地带，减少对周围环境的威胁。１．２．３　统筹性原则

一个城市的天然气供气能力是有限的，如果就ＣＮＧ加气站的容量超过了城市的供气水平很多，会造成加气站资源的极大浪费。如果加气站布局不合理，汽车为了驶往加气站就会造成城市部分路段车流量较大，甚至会引起交通堵塞。由加气难引起的ＣＮＧ汽车的排队现象不仅影响交通而且增加了驾驶员的等待成本。因此，ＣＮＧ加气站的布点应该从整体考虑，统筹规划，均衡布点。

３　阿德兰启发式算法

与以往研究不同的，我们将研究范围锁定在城市居民和社会用车的需求上。消费者选择加气服务的地点虽具有随机性，但是理性的消费者会选择到达成本最小的加气站，因此，我们需要一种选址方法来满足消费者的这个需求。

阿德兰启发式算法的基本思路是决定在一个地区建多少服务机构以及在哪儿建的问题时，目标是要使得顾客到各服务机构的总成本最小。一旦选中在该地区某个区域建一个服务机构以后，顾客到各服务机构的总成本就要进行新的调整，从而利用调整后的数据开展在新的区域建立新的服务机构的决策。

设想在投资成本相同的情况下，建一个加气站，为居住在城区某４个社区提供成品油销售及相关服务。假定加气站只能设在其中一个社区附近的次要干到线边上，并且各社区内人口均匀分布，各社区人口已知，根据人口总数计算出的相对权重使社区居民到该也已经给出。确定加气站的位置，

２　加气站选址的影响因素

ＣＮＧ加气站作为一种特殊城市道路交通附属设施，影响其选址因素很多，主要表现在以下几个

·１２８·交通科技与经济　　　　　　　　　　　

表５　加权距离总和４

到加气站的距离／ｋｍ

社区Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　总和

人口权重１．１１．４０．７１．０

Ａ　０　０　０　０　０　

Ｂ　１０５．６　０　０　０　１０５．６　

Ｃ　１０５．６　０　０　０　１０５．６　

第１３卷　

加气站的往返距离最短。

第１步：根据表１计算需考虑人口的加权距离，加权距离＝距离×人数×相对权重。如果社区Ａ到加气站Ｂ的加权距离为１１×１２×１．１＝１４５．２。算出每一列数字的总和，从中选出花费最低的社区，在此建加气站，见表２。

表１　距离、人口和人口权重

到加气站的距离／ｋｍ

社区Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　

Ａ　０　１１　８　１３　

Ｂ　１１　０　９　７　

Ｃ　８　９　０　８．５　

Ｄ１３　７　８．５　０　

社区人口／万人

１２　９　２１　１３　

Ｄ１０５．６０００１０５．６

）。最小值为０，Ａ被选中（ｌａｓｔｃｈｏｉｃｅ　　注：　

优先次序是：４个社区现在都被选择了一次，Ｃ

→Ｄ→Ｂ→Ａ。

４　结束语

在国家发展“清洁能源”政策的引导下，国内许于此同时，多城市开始发展ＣＮＧ汽车，ＣＮＧ加气站的建设项目也在蓬勃的开展当中，而加气站的选址又成为加气站运营的关键因素。加气站的选址对加气站今后经营效益和生存发展至关重要，选址关效益关系着加气站的发展，从而影系着经济效益，

响着整个社会未来的发展。

在加气站选址的决策上，阿德兰启发式算法使车主到达成本最小，而基于这种算法的选址既考虑了顾客的利益又兼顾企业的利益，因此，可以说阿德兰启发式算法在加气站选址方法中是一种比较好的方法。

参考文献

［］］唐永祥．石油库与１ＤＮＧ加气站建设相关问题的探讨［Ｊ．

（）：加气站，２００６，１２６３３３５．－

表２　考虑人口因素的加权距离总和１

到加气站的距离／ｋｍ

社区Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　

总和

Ａ　０　１３８．６　１１７．６　１６９　４２５．２　

Ｂ　１４５．２　０　１３２．３　９１　３６８．５　

Ｃ　１０５．６　１１３．４　０　１１０．５　３２９．５　

Ｄ１７１．６８８．２１２４．９５０３８４．７５

）。总和值最小为Ｃ，３２９．５，Ｃ被选中（ｆｉｒｓｔｃｈｏｉｃｅ　　注：　

第２步：将每一行中的数值逐个与被选中的社区同一行的进行比较，如果被选中社区的数值大于该数值，不作变化；反之，用被选中社区的数值替换。

第３步：选出了第二个花费最小值为１即９３．８，社区Ｄ，见表３。

表３　加权距离总和２

到加气站的距离／ｋｍ

社区Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　

总和

Ａ　０　１１３．４　０　１１０．５　２２３．９　

Ｂ　１０５．６　０　０　９１　１９６．６　

Ｃ　１０５．６　１１３．４　０　１１０．５　３２９．５　

Ｄ１０５．６８８．２００１９３．８

［］赵玲．济南市车用天然气需求预测及加气站选址研究２

［济南：山东大学，Ｄ］．２００８．

［］］．单娴．灰色评价的Ｃ油气３ＮＧ加气站选址决策研究［Ｊ

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［］——一种基于阿王芳，施国洪．商贸服务业选址决策研究—６

］：德兰启发式算法的选址方法［江苏商论，Ｊ．２００４（７）

第４步：重复步骤２，将各行数字进行比较变（）。更，再重复步骤３、见表４、表５４

表４　加权距离总和３

到加气站的距离／ｋｍ

社区Ａ　Ｂ　Ｃ　Ｄ　

总和

Ａ　０　１１３．４　０　０　１１３．４　

Ｂ　１０５．６　０　０　０　１０５．６　

Ｃ　１０５．６　１１３．４　０　０　２１９　

Ｄ１０５．６８８．２００１９３．８

１７１８．－

［责任编辑：王　欣］

）。最小值为１０５．６，Ｂ被选中（ｔｈｉｒｄｃｈｏｉｃｅ　　注：