始于21世纪初的页岩气革命改变了美国的能源格局，使钻井商和管道运营商能够快速、廉价地从以前经济上不可行的地区开采天然气。然而，页岩气生产需要钻井和井场、集输管道、州内和州际输送管道、压缩机站和道路——所有这些都会对周围的自然环境产生影响。，在最小化页岩气基础设施成本和避免环境影响之间出现了一种典型的权衡情况。虽然管道公司在决定基础设施设计时可能会考虑到一些自然特征，但最大限度地保护环境可能需要对设计进行进一步修改，例如在森林和湿地周围铺设管道。在没有监管的情况下，公司不太可能对社会对环境的全部价值负责，因为这些环境保护将以行业的直接私人成本为代价。，更好地了解基础设施成本和环境影响之间的权衡，可以让决策者深入了解监管政策设计的潜在成本和收益。在我们的论文中，“将环境目标系统地纳入页岩气管道开发：一个二元整数、多目标的空间优化模型”，我们专注于将天然气和石油从钻井现场输送到生产现场的管道（即集输管道）的环境影响，并开发了一个数学模型，能够优化管道路线并确定相关不同环境保护水平下的建设成本。我们将该模型称为多目标管道选址（MOPS）模型。，关于成本和影响之间的选择，最简单的描述如下：图1a显示了一种管道设计方案，该方案最大限度地减少了与每口井的集输线路距离（和成本），但穿过森林区块到达主输电线。图1b显示了一种选择，该选择通过将所有集输管线从井中布线以避开森林来最大限度地减少环境影响，但需要更大的距离和增加的成本。，集输管道系统设计是一个具有挑战性的优化问题，因为每段集输管道都必须连接到其他集输管道上，以便所有井都连接到大型输送管道上。为了应对这些挑战，我们的MOPS模型将管道设计问题表述为一个多起点、多目的地问题，节点代表油井和输送管道连接器。景观被表示为一个网格，每个网格单元都具有土地覆盖等属性。