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在石油化工工业现场,结构、管径各异的复杂管道网络将一定数量的单元设备连接在一起,共同构成了一个具备强耦合、相互联动影响、牵一发而动全身的复杂大系统。为了在全工况过程系统动态仿真以及在线故障诊断、在线优化、在线控制决策等应用领域中实现石油化工复杂大系统的实时计算,除了单元设备实时计算的实现,研究人员还必须实现管道网络的实时计算。本文将非线性系统理论、计算机科学方法、Agent理论、图论理论及软件设计、开发方法等理论和方法应用到管道网络实时计算的研究中,针对管道网络实时计算面对的稳定性、实时性、通用性及复杂性问题开展了相关的研究工作。这几个方面的研究工作无论在理论方面还是在实际应用中都具有重要的意义。理论方面,管道网络实时计算问题的充分解决,将助力于解决石油化工复杂大系统的实时计算问题,进而为所有过程工业中针对复杂大系统开展的研究课题及相关工作提供有利的帮助和支持。实际应用中,管道网络实时计算问题的顺利解决,一方面能够使得构建全厂的、系统级别的全工况动态仿真工厂及可由用户自行定义的仿真平台成为可能,进一步促进仿真产品及技术在诸多领域中的应用；另一方面还将使得诸多基于模型计算的优秀理论与技术(如在线故障诊断、在线控制决策、在线优化等)能够更加广泛地应用于过程工业现场。面对管网实时计算的稳定性、实时性、通用性及复杂性问题,本文提出一种以图论方法为轴心,基于Agent架构的管网实时计算策略及其应用框架。本文的主要内容及创新之处可概括如下：1、为了增强石油化工管道网络实时计算的协调性,本文引入了智能体(Agent)的概念,对Agent的基本结构及Agent交互机制中最为重要的交互信息结构做了规定,提出了抽象类Agent和实体类Agent的分类方式,并基于上述Agent分类与建模方式,提出一种基于Agent的管网实时计算策略架构。通过该架构的应用,管网实时计算策略能够应对石油化工现场中多样、多变的管道网络拓扑结构；能够将种类多样、数量巨大的各类管件很好地包含入计算过程中并顺利达到求解的目的；能够自动识别并处理所计算管道之间因材质不同、因使用环境不同、因工况不同等原因带来的不同情况；能够适应不同管段中,或同一管段中因工况变化而引起的流体相态、组成、物性、流速等变化并顺利完成相应的计算工作。2、在基于Agent的管网实时计算策略架构下,本文针对多入口多出口复杂结构的管网实时计算,提出了利用管段压力流量数据进行曲线插值的初值设置方法,改进了基于图论求解的计算稳定性,并提高了迭代计算速度。此外,本文还依据过程工业管道设计标准和规范,参考石油化工现场真实的管道网络布局,设计并定制了复杂管道网络实验装置,从而对上述曲线插值初值设置方法开展了充分的实验验证工作。验证结果表明,曲线插值初值设置方法针对常见管道网络结构的计算误差则均低于1%,计算所得初值与实验监测到的真实值之间足够接近,能够很好地达到初值设置的目的。3、在基于Agent的管网实时计算策略架构下,本文提出了基于线性叠加原理的初值设置方法,并从应用的角度出发,构建了管网实时计算应用系统,仿真验证了所提方法的有效性。该应用系统将本文所提的以图论方法为轴心,基于Agent架构的管网实时计算策略予以实现。通过该应用系统,使用者只需要在界面层以所见即所得的形式,采用拖拽的方式完成建模工作并进行必要的属性设置即可开展管道网络实时计算工作,而无需关心应用框架内部的计算流程是如何实现的。在此基础之上,添加必要的单元设备计算模型后,该应用框架即可直接被应用于进行石油化工复杂大系统的实时计算。另外,界面层、逻辑层、数据层三层的独立结构大大地扩展了该应用框架的适用范围,如含界面含计算引擎的单机运行应用场合、无界面只需计算引擎作为对象的应用场合、含界面但无需计算引擎的单上位机或多上位机应用程序以及复杂大型应用中将数据层与计算引擎分离,放置到独立的硬件设备之上共享等等,都可以基于该应用框架予以实现。