با گسترش صنعت گاز, شبکه ی خطوط لوله ی گاز طی دهه ها به سیستم های بزرگ و پیچیده ای تکامل یافته است. یک شبکه ی خطوط لوله امروزه, ممکن است از هزاران لوله, تعداد زیادی ایستگاه تقویت فشار و تعداد متعددی از سایر تجهیزات, نظیر شیرها و رگلاتورها تشکیل شده باشد. هنگامی که شبکه خطوط انتقال گاز مورد بررسی قرار می گیرد به طور کلی دو مساله عمده به چشم می خورد: طراحی و عملکرد بهینه شبکه خطوط لوله گاز. این دو مساله اساسا شامل ملاحظات فنی-اقتصادی, اغلب بر اساس کمینه سازی هزینه سرمایهگذاری, بیشینه کردن فشار و جریان خروجی سیستم و کمینه کردن هزینه ی سوخت مصرفی می باشد. هدف اصلی در این پایان نامه به حداقل رساندن هزینه ها در شبکه ی خطوط لوله گاز می باشد. تحقیقات رساله ی حاضر حول محورهای طراحی و ساختار بهینه شبکه گاز و روش هایی برای مینیمم سازی هزینه ها در شبکه ی گاز می باشد. طبق مطالعات گذشته و تحقیقات حاضر حاکی از آن است که طراحی بهینه یک شبکه گاز مستلزم این است که قطر لوله ها در هر بخش با هم برابر, فشارهای ورودی (یا خروجی) با هم مساوی و فاصله ی بین ایستگاه های کمپرسور ثابت باشند. سپس ساختار شبکه را به صورت یک ساختار درختی در نظیر می گیریم و با استفاده از الگوریتم درخت پوشای مینیمم و درخت اشتاینر هزینه های موجود را به حداقل می رسانیم. در پایان برای مینیمم سازی هزینه ها مساله ای را طرح کردیم که بر اساس یک رویکرد دو مرحله ای حل خواهد شد. در مرحله اول یک نقطه ی شدنی از شبکه های حمل و نقل گاز که شامل سوپاپ و ایستگاه های کمپرسور بدست می آید. در مرحله دوم قطر بهینه از میان مجموعه ی گسسته از قطرهای تجاری محاسبه می شود. نتایج بدست آمده مبین آن است که روش های ارائه شده, از حیث کاربردی بسیار موثر و کارا می باشند.