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配煤优化问题的模型及求解性质的探讨 屈国强1 (河南理工大学经济管理学院 河南焦作454000) 摘要：针对由多种不同质量指标的单煤按比例掺配成订单要求的混煤且成本最低或利润最大的优化 问题，建立了把多种单煤指派到混煤的配煤优化问题的数学模型。通过与三维易碎物品的多背包问题的对 比与分析，表明此问题可以归结为一类特殊的三维易碎物品的多背包问题。因此，这一类配煤优化问题的 求解性质是NP一难的。 关键词：配煤；优化；NP-难 beblended to customerorder． Abstract．Variouskindofcoalcan satisfy togetherbyproportion onthiskindofcostminimization mathematicmodelwas Focusing optimizationproblem，a proposed to customer and withthethree assignvariouskindofcoalto order．Contrasting analysissing dimension bereducedtoaspecial crispmultipleknapsackproblem，3DCMKP，thisquestionmay kindof3DCMKP．As3DCMKPiSNP—hard，thiskindofcoal isalsoNP—hard． blendingproblem Keywords：blendingcoal：optimization：NP—hard 0引言 由于地理赋存条件以及采掘工艺的不同，各矿井开采出来的原煤以及经洗选加工后的洗 精煤，含水分、灰分、硫分、挥发分以及发热量等技术指标差异较大，都影响着煤炭的燃烧 性能。煤炭含水分过大，不利于加工和运输；含灰分过大，发热量不足；含硫分过大，则会 引起设备腐蚀和环境污染。通过把质量指标各不相同的煤炭按不同的比例掺配起来即通过配 煤，就可以扬长避短，充分利用劣质煤，节约优质煤，在降低成本的同时，为用户提供符合 质量要求的煤炭产品。优化配煤，既具有保护环境、提高经济效益的实际意义，又具有促进 配煤发展的理论价值。 目前，对于优化配煤的研究主要集中在动力配煤、炼焦配煤和选煤厂配煤三个方面。在 动力配煤研究方面，文【1】表明混煤与单煤的特性参数之间呈非线性关系而不是简单的加权 和，采用神经网络方法描述混煤的综合特性，指出动力配煤是一个非线性规划问题。而文【2】 认为混煤和与各组成单煤的煤质指标存在线性还是非线性关系尚不明确，在煤质参数随机波 动的不确定条件下，采用确定性动力配煤模型很难保证实际配煤的产品质量，因而采用区间 规划与机会约束规划相结合，建立一个不确定性机会约束的非线性优化模型，转化为两个确 基金项目：河南省教育厅人文社会科学研究项目(2013-GH-039)；河南理工大学博士基金(SZB2013—34)。 734 定性子模型求解。文[3INN避混煤与组成单煤特性参数之间的关系，构建出安全性、经济 性和环保性3个目标函数，以各指标偏差最小化为优化目标，采用带精英策略的非支配排序 遗传算法求解。 在炼焦配煤研究方面，文[4】认为配煤炼焦是一个复杂工业生产过程，很难用数学模型 来描述单种煤质量、配煤比与配合煤之间的关系，提出由专家系统、基于知识的规则模型和 解析的数学模型进行综合集成完成配煤比的定量计算，但配煤质量预测采用了单煤指标加权 再加修正的方法。文【5】指出配合煤质量预测是一个多元线性函数，而结焦过程呈现出一种 非线性函数关系，采用神经网络预测焦炭的质量后采用遗传算法优化配煤。文【6】认为从