Системно-целевой подход к проектированию транслинейных сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528.48 Т.А. Петухова СГГ А, Новосибирск

СИСТЕМНО-ЦЕЛЕВОЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТРАНСЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Разнообразие физико-географических, экологических, социально-экономических и других условий, существующих на территории, где проектируется строительство линейных сооружений, порождает проблему выбора варианта трассы линейного сооружения. В статье предлагается план разрешения этой проблемы.

T.A. Petukhova SSGA, Novosibirsk

SYSTEMS-TARGET APPROACH TO TRANSLINEAR STRUCTURES DESIGN

The variety of physicogeographical, ecological, socioeconomical and other conditions on the territory around the construction site for linear structures necessitates choosing the proper route for them. The plan of this problem solution is offered.

Экономическое развитие России требует ускоренного освоения районов Сибири и Дальнего Востока. Для этого необходимо проектирование и строительство автомобильных и железных дорог, линий связи и передачи энергии, нефте - и газопроводов и других линейных инженерных сооружений. Проектирование и строительство линейных сооружений (ЛС) всегда осуществляется на определённой территории, с которой связаны конкретные физико-географические, экологические и социальноэкономические условия. В границах заданной территории объективно существует возможность проектирования более чем одного варианта ЛС. К каждому ЛС предъявляются определённые экологические и инженерно -технические требования, определяемые целевым назначением ЛС, возможность выполнения которых в границах заданной территории для различных вариантов трассы ЛС неодинакова. Эти обстоятельства порождают противоречие между необходимостью и возможностью проектирования и строительства на заданной территории ЛС с заданными свойствами.

Таким образом, при проектировании и строительстве линейных сооружений необходимо выявление объективных закономерностей взаимодействия природных, экологических, социально-экономических, инженерно-технических и других сложных систем естественного и искусственного происхождения, что обосновывает необходимость применения методологии системно-целевого подхода. Как известно, системно-целевой подход - это междисциплинарный подход, в котором используются методы системного анализа и системного синтеза для выявления объективных закономерностей функционирования сложных систем и учёта наиболее

существенных свойств при обосновании решений, направленных на полную или частичную ликвидацию проблемы. Основные трудности при реализации системно-целевого подхода состоят в необходимости учёта большого числа факторов, влияющих на возможность достижения цели, недостаток и низкое качество исходной информации, и ряд неопределённостей, обусловленных и поведением систем и отсутствием знаний об их поведении [1, 2, 3].

Объективная сложность сформулированной проблемы требует её декомпозиции на более простые части с последующим системным синтезом полученных частных решений. Естественная декомпозиция проблемы выбора трассы ЛС состоит в определении на данной территории множества точек (станций), через которые должна проходить трасса ЛС, определении допустимых связей между ними (возможных участков трассы ЛС) и оценке меры достижения требований предъявляемых к проектируемой трассе на каждом участке. Полученные данные обеспечивают возможность конструирования и выбора наиболее приемлемого варианта (или вариантов) трассы современными методами математического программирования (динамического программирования).

Учитывая, что экологические и социально-экономические требования могут быть оценены лишь для конкретного варианта расположения трассы ЛС, ограничимся анализом зависимости выбора варианта трассы только от физико-географических и инженерно-технических требований, которые связаны с её геометрическими свойствами. Геометрические свойства трассы ЛС оцениваются по геодезическим и картографическим данным. Многообразие требований предъявляемых к геометрическим свойствам трассы обусловливает необходимость применения для оценки меры их достижения векторных критериев и построения множества Парето оптимальных вариантов решения.

Изложенные обстоятельства свидетельствуют, что проблема проектирования и выбора трассы ЛС является многовариантной, многошаговой (многоходовой) и многокритериальной. Методическое обоснование решения таких проблем состоит в декомпозиции исходной проблемы и представлении её в виде взаимосвязанной цепочки задач:

1. Оценка физико-географического состояния территории, где намечается строительство ЛС.

2. Определение инженерно-технических требований к трассе ЛС, проектируемой на заданной территории

3. Определение критериев оценки меры достижения требований, предъявляемых к трассе ЛС.

4. Декомпозиция возможных вариантов трассы ЛС: определение и обоснование необходимости создания множества опорных точек (станций техобслуживания, жилых городков, сложных технических элементов и т. д.), которые должны и могут располагаться на трассе ЛС.

5. Постановка задачи выбора наиболее полезного относительно достижения цели варианта (или вариантов) трассы ЛС.

6. Геометрическое моделирование выбранного варианта трассы ЛС, оценка его соответствия заданным физико-географическим и инженернотехническим требованиям.

7. Определение Парето оптимального множества вариантов трассы

8. Выбор наиболее полезного варианта трассы ЛС.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Перегудов, Ф.И. Основы системного анализа: учебник / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко.- Томск: НТЛ, 1997. - 396 с.: ил.

2. Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа. - М.: Наука, 1981. -

488с.

3. Вентцель, Е.С. Исследование операций. - М.: Сов. Радио, 1972. - 522 с.

© Т.А. Петухова, 2010