ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    

 



Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 











 


Архив выпусков

Выпуск 3 (55), 2019


Проектирование трасс систем теплоснабжения на основе системного анализа


Лобода А. В., Чуйкина А. А.


Лобода А. В., д-р физ.-мат. наук, доц., проф. кафедры прикладной математики и механики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: lobvgasu@yandex.ru

Чуйкина А. А., аспирант кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

 
 
Постановка задачи. Целью статьи является разработка процедур перевода практических вопросов о выборе оптимальных трасс системы теплоснабжения в математические задачи многокритериальной оптимизации и исследование этих задач с учетом большого количества различных параметров системы и их связей. 
Результаты и выводы. Составлено математическое описание задачи о выборе трассы системы теплоснабжения, основывающееся на методах системного анализа. В качестве оптимизируемых критериев рассмотрены укрупненные параметры, описывающие основные характеристики рассматриваемых систем. Унификация задачи, в которой часть критериев необходимо минимизировать, а другую часть максимизировать, осуществлена за счет замены минимизируемых критериев обратными им величинами. На примере модельных задач показаны процедуры поиска оптимальных решений. Наглядность таких процедур обеспечивается использованием квадратичной (евклидовой) нормы вместо традиционного суммирования весовых коэффициентов. Показана важность правильного масштабирования и выбора весовых множителей при исследовании обсуждаемой многокритериальной оптимизационной задачи. 
 
Ключевые слова: теплоснабжение, укрупненные параметры теплотрассы, оптимальная трасса, многокритериальная оптимизация.


DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.001

 

Библиографический список

1. Батищев, Д. И. Многокритериальный выбор с четом индивидуальных предпочтений / Д. И. Батищев, Д. Е. Шапошников. — Н. Новгород: ИПФ РАН, 1994. — 92 с. 
2. Берг, М. Вычислительная геометрия. Алгоритмы и приложения / М. Берг, О. Чеонг, М. Кревельд, М. Овермарс. — М.: ДМК Пресс, 2016. — 438 с. 
3. Блюмин, С. Л. Модели и методы принятия решений в условиях неопределенности / С. Л. Блюмин, И. А. Шуйкова. — Липецк: ЛЭГИ, 2001. — 138 с. 
4. Гитис, Л. Х. Статистическая классификация и кластерный анализ / Л. Х. Гитис. — М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2003. — 157 с. 
5. Ионин, А. А. Теплоснабжение / А. А. Ионин, Б. M. Хлыбов, В. H. Братенков, E. H. Терлецкая; под ред. А. А. Ионина. — M.: Стройиздат, 1982. — 336 с. 
6. Каширин, М. А. Выбор оптимальной трассы тепловых сетей промпредприятия / М. А. Каширин, Д. Н. Китаев // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. — 2018. — № 2 (11). — С. 9—12. 
7. Кобелев, В. Н. Выбор оптимальной структуры тепловых сетей: дис. … канд. техн. наук / В. Н. Кобелев. — Курск, 2011. — 129 с. 
8. Медникова, Е. Е. Разработка методики оценки эффективности присоединения новых потребителей к теплоснабжающей системе / Е. Е. Медникова, В. А. Стенников, И. В. Постников // Промышленная энергетика. — 2018. — № 2. — С. 13—20. 
9. Мелькумов, В. Н. Влияние планировки функциональных зон городов на развитие систем теплоснабжения / В. Н. Мелькумов, С. Н. Кузнецов, С. Г. Тульская, А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2019. — № 1 (53). — С. 116—123. 
10. Мелькумов, В. Н. Критерии оптимальности и условия сравнения проектных решений систем теплоснабжения / В. Н. Мелькумов, К. А. Скляров, С. Г. Тульская, А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. — 2017. — № 4 (48). — С. 29—37. 
11. Папушкин, В. Н. Радиус теплоснабжения. Хорошо забытое старое / В. Н. Папушкин // Новости теплоснабжения. — 2010. — № 9. — С. 44—49. 
12. Романова, И. К. Об одном подходе к определению весовых коэффициентов метода пространства состояний / И. К. Романова // Наука и образование. — 2015. — № 4. — С. 105—129. 
13. Сачивка, В. Д. Модели и методы выбора оптимального способа прокладки подземных инженерных коммуникаций в условиях городской застройки / В. Д. Сачивка // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 12. — С. 359—360. 
14. Соколов, Е. Я. Теплофикация и тепловые сети / Е. Я. Соколов. — М.: МЭИ, 2001. — 472 с. 
15. Стенников, В. А. Методы комплексной оптимизации развития теплоснабжающих систем / В. А. Стенников, Е. В. Сеннова, Т. Б. Ощепкова // Известия Российской академии наук. Энергетика. — 2006. — № 3. — С. 44—54. 
16. Стенников, В. А. Разработка модифицированного метода многоконтурной оптимизации для определения оптимальных параметров трубопроводных систем // В. А. Стенников, Е. А. Барахтенко, Д. В. Соколов // Промышленная энергетика. — 2018. — № 1. — С. 28—35. 
17. Трубопроводные системы энергетики: Математические и компьютерные технологии интеллектуализации / А. А. Атавин, Н. Н. Новицкий, М. Г. Сухарев [и др.]; под ред. Н. Н. Новицкого. — Новосибирск: Наука, 2017. — 384 с. 
18. Трубопроводные системы энергетики: методические и прикладные проблемы математического моделирования / Н. Н. Новицкий, М. Г. Сухарев, А. Д. Тевяшев [и др.]; под ред. Н. Н. Новицкого и А. Д. Тевяшева. — Новосибирск: Наука, 2015. — 476 с. 
19. Хамханова, Д. Н. Теоретические основы обеспечения единства экспертных измерений / Д. Н. Хамханова. — Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2006. — 170 с. 
20. Чичерин, С. В. Коммунальная теплоснабжающая инфраструктура для обеспечения устойчивого развития городов / С. В. Чичерин // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. — 2017. — № 3 (8). — С. 9—14. 
21. Чуйкина, А. А. Исследование связи материальной характеристик тепловой сети и момента тепловой нагрузки / А. А. Чуйкина, А. Р. Бохан, К. А. Григорьева // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. — 2018. — № 4 (13). — С. 9—16. 
22. Mel'kumov, V. N. Modelling of Structure of Engineering Networks in Territorial Planning of the City / V. N. Mel'kumov, S. V. Chujkin, A. M. Papshickij, K. A. Sklyarov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2015. — № 4. — P. 33—40. 

 
 

Ссылка для цитирования

Лобода, А.В. Проектирование трасс систем теплоснабжения на основе системного анализа / А.В. Лобода, А.А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2019. - № 3 (55). - С. 11-20. - DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.001.

 
 
 
 

English version 

 

About the Alignment Design of Heat Supply Systems on the Basis of System Analysis

Loboda А. V., Chuikina A. A.
 
 

Loboda А. V., D. Sc. in Physics and Mathematics, Prof. of the Dept. of Applied Mathematics and Mechanics, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh,e-mail: lobvgasu@yandex.ru

Chuikina A. A., PhD student of the Dept. of Heat Supply and Oil and Gas Business, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh,e-mail: teplosnab_kaf@vgasu.vrn.ru

 
Statement of the problem. The aim of the article is to develop procedures for translating practical questions about the choice of optimal routes of the heat supply system into mathematical problems of multi-criteria optimization and the study of these problems taking into account a large number of different parameters of the system and their connections. 
Results and conclusions. A mathematical description is compiled of the route choosing problem for the heat supply system based on the methods of system analysis. As optimized criteria, the integrated parameters are discussed describing the main characteristics of the systems under consideration. Unification of the problem where some of the criteria must be minimized and the other one maximized is carried out by replacing the minimized criteria with inverse values. Using the example of the modelling problems the procedures are shown for finding optimal solutions. The visibility of such procedures is provided by the use of a quadratic (Euclidean) norm instead of the traditional summation of weight coefficients. The importance of correct scaling and choice of weight factors is shown in the study of the discussed multi-criteria optimization problem. 
 
Keywords: heat supply, optimality criteria, optimal route, optimization of heating main parameters. 


DOI: 10.25987/VSTU.2019.55.3.001

References

1. Batishchev, D. I. Mnogokriterial'nyi vybor s chetom individual'nykh predpochtenii / D. I. Batishchev, D. E. Shaposhnikov. — N. Novgorod: IPF RAN, 1994. — 92 s.
2. Berg, M. Vychislitel'naya geometriya. Algoritmy i prilozheniya / M. Berg, O. Cheong, M. Krevel'd, M. Overmars. — M.: DMK Press, 2016. — 438 s.
3. Blyumin, S. L. Modeli i metody prinyatiya reshenii v usloviyakh neopredelennosti / S. L. Blyumin, I. A. Shuikova. — Lipetsk: LEGI, 2001. — 138 s.
4. Gitis, L. Kh. Statisticheskaya klassifikatsiya i klasternyi analiz / L. Kh. Gitis. — M.: Izd-vo Moskovskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta, 2003. — 157 s.
5. Ionin, A. A. Teplosnabzhenie / A. A. Ionin, B. M. Khlybov, V. H. Bratenkov, E. H. Terletskaya; pod red. A. A. Ionina. — M.: Stroiizdat, 1982. — 336 s.
6. Kashirin, M. A. Vybor optimal'noi trassy teplovykh setei prompredpriyatiya / M. A. Kashirin, D. N. Kitaev // Gradostroitel'stvo. Infrastruktura. Kommunikatsii. — 2018. — № 2 (11). — S. 9—12.
7. Kobelev, V. N. Vybor optimal'noi struktury teplovykh setei: dis. … kand. tekhn. nauk / V. N. Kobelev. — Kursk, 2011. — 129 s.
8. Mednikova, E. E. Razrabotka metodiki otsenki effektivnosti prisoedineniya novykh potrebitelei k teplosnabzhayushchei sisteme / E. E. Mednikova, V. A. Stennikov, I. V. Postnikov // Promyshlennaya energetika. — 2018. — № 2. — S. 13—20.
9. Mel'kumov, V. N. Vliyanie planirovki funktsional'nykh zon gorodov na razvitie sistem teplosnabzheniya / V. N. Mel'kumov, S. N. Kuznetsov, S. G. Tul'skaya, A. A. Chuikina // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2019. — № 1 (53). — S. 116—123.
10. Mel'kumov, V. N. Kriterii optimal'nosti i usloviya sravneniya proektnykh reshenii sistem teplosnabzheniya / V. N. Mel'kumov, K. A. Sklyarov, S. G. Tul'skaya, A. A. Chuikina // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2017. — № 4 (48). — S. 29—37.
11. Papushkin, V. N. Radius teplosnabzheniya. Khorosho zabytoe staroe / V. N. Papushkin // Novosti teplosnabzheniya. — 2010. — № 9. — S. 44—49.
12. Romanova, I. K. Ob odnom podkhode k opredeleniyu vesovykh koeffitsientov metoda prostranstva sostoyanii / I. K. Romanova // Nauka i obrazovanie: nauchnoe izdanie MGTU im. N. E. Baumana. — 2015. — № 4. — S. 105—129.
13. Sachivka, V. D. Modeli i metody vybora optimal'nogo sposoba prokladki podzemnykh inzhenernykh kommunikatsii v usloviyakh gorodskoi zastroiki / V. D. Sachivka // Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten'. — 2011. — № 12. — S. 359—360.
14. Sokolov, E. Ya. Teplofikatsiya i teplovye seti / E. Ya. Sokolov. — M.: MEI, 2001. — 472 s.
15. Stennikov, V. A. Metody kompleksnoi optimizatsii razvitiya teplosnabzhayushchikh sistem / V. A. Stennikov, E. V. Sennova, T. B. Oshchepkova // Izvestiya Rossiiskoi akademii nauk. Energetika. — 2006. — № 3. — S. 44—54.
16. Stennikov, V. A. Razrabotka modifitsirovannogo metoda mnogokonturnoi optimizatsii dlya opredeleniya optimal'nykh parametrov truboprovodnykh sistem // V. A. Stennikov, E. A. Barakhtenko, D. V. Sokolov // Promyshlennaya energetika. — 2018. — № 1. — S. 28—35.
17. Truboprovodnye sistemy energetiki: Matematicheskie i komp'yuternye tekhnologii intellektualizatsii / A. A. Atavin, N. N. Novitskii, M. G. Sukharev [et al.]; pod red. N. N. Novitskogo. — Novosibirsk: Nauka, 2017. — 384 s.
18. Truboprovodnye sistemy energetiki: metodicheskie i prikladnye problemy matematicheskogo modelirovaniya / N. N. Novitskii, M. G. Sukharev, A. D. Tevyashev [et al.]; pod red. N. N. Novitskogo i A. D. Tevyasheva. — Novosibirsk: Nauka, 2015. — 476 s.
19. Khamkhanova, D. N. Teoreticheskie osnovy obespecheniya edinstva ekspertnykh izmerenii / D. N. Khamkhanova. — Ulan-Ude: Izd-vo VSGTU, 2006. — 170 s.
20. Chicherin, S. V. Kommunal'naya teplosnabzhayushchaya infrastruktura dlya obespecheniya ustoichivogo razvitiya gorodov / S. V. Chicherin // Gradostroitel'stvo. Infrastruktura. Kommunikatsii. — 2017. — № 3 (8). — S. 9—14.
21. Chuikina, A. A. Issledovanie svyazi material'noi kharakteristik teplovoi seti i momenta teplovoi nagruzki / A. A. Chuikina, A. R. Bokhan, K. A. Grigor'eva // Gradostroitel'stvo. Infrastruktura. Kommunikatsii. — 2018. — № 4 (13). — S. 9—16.
22. Mel'kumov, V. N. Modelling of Structure of Engineering Networks in Territorial Planning of the City / V. N. Mel'kumov, S. V. Chujkin, A. M. Papshickij, K. A. Sklyarov // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2015. — № 4. — P. 33—40.



 
Об издателе · Диссоветы при ВГТУ · Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS