62、海上资源调度问题：约束规划方法解析

海上资源调度问题：约束规划方法解析

1. 引言

石油作为全球主要能源之一，其竞争和能源安全问题一直备受关注。目前，全球超过80%的一次能源消耗由化石燃料提供，而石油因储量与产量比最小，被视为最稀缺的能源。新油藏的开发往往需要巨额投资和应对诸多技术挑战。例如，巴西国家石油公司（Petrobras）在图皮油田的开发中，投入了大量资金。因此，优化资源利用对于石油公司的成功至关重要。

海上资源调度问题（ORSP）旨在优先安排能带来更高石油产量回报的开发项目。该问题由Hasle等人提出，被证明是NP难题。多年来，许多方法不断完善其范围和求解方法。Petrobras在ORSP方面有丰富的研究历史，早期主要关注油井维护活动，后来逐渐扩展到油井开发。本文将详细介绍ORSP，并提出使用约束规划（CP）来解决该问题的模型。

2. 海上资源调度问题定义

2.1 问题概述

ORSP的目标是调度石油钻井平台和铺管船来开发油井，以最大化短期内的石油产量。钻井平台和铺管船需要在较大的地理区域内作业，其位移可能需要较长时间。它们需要执行油井开发活动、港口辅助装载活动以及自身的维护任务。

2.2 问题决策

决策内容包括选择油井开发项目，然后分配和安排资源来执行每个项目的活动。时间以天为单位，从设定为0的日期开始计算。以下是问题描述中使用的一些符号约定：
- 资源用索引i表示，取值范围为集合I，其中$I_R$是钻井平台集合，$I_V = I \setminus I_R$是铺管船集合。
- 活动用索引j表示，取值范围为集合J，其中$J_W$是油井开发活动集合，$J_H$是装载活动集合，$J_M$是资源维护活