ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 3 (63), 2021


Разработка методики определения наилучшего варианта трассы тепловой сети на начальном этапе проектирования


Чуйкина А. А.


Чуйкина А. А., ассистент кафедры проектирования зданий и сооружений им. Н. В. Троицкого, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: a.a.chuykina@mail.ru

 
 
Постановка задачи. Выбор наилучшего варианта трассы тепловой сети на начальном этапе проектирования является сложной многофакторной задачей, кроме того, ввиду отсутствия ряда необходимых конструктивных расчетов ее решение сопровождается ограниченностью набора исходных данных. Таким образом, становится актуальной разработка новой методики проектирования оптимальной трассы системы теплоснабжения, учитывающей качественные и количественные характеристики рассматриваемого объекта.
Результаты. Разработана математическая модель обобщенного аддитивного векторного критерия оптимальности, учитывающая материалоемкость тепловой сети, ее надежность, время строительства, годовые тепловые потери, оборот теплоты и дисперсию температуры у потребителя. Предложен способ определения наилучшего варианта трассы тепловой сети на начальном этапе проектирования путем совместного решения задачи оптимизации методами векторной оптимизации и матричного обобщения. Отмечена целесообразность совместного применения методов попарного сравнения и векторной оптимизации при решении рассматриваемой задачи.
Выводы. Важной характеристикой разработанной математической модели обобщенного критерия является возможность получения более точного решения рассматриваемой оптимизационной задачи при неравномерным распределении тепловой нагрузки посредством смещенной оценки дисперсии температуры у потребителей. Совместное применение методов матричного обобщения, попарного сравнения и векторной оптимизации позволяет повысить точность расчета при решении оптимизационной задачи выбора наилучшей трассы тепловой сети.
 
Ключевые слова: тепловые сети, нормируемые критерии оптимальности, наилучший вариант трассы, многокритериальная оптимизация, попарное сравнение.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.005

 

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. Батищев, Д. И. Методы оптимального проектирования / Д. И. Батищев. — М.: Радио и связь, 1984. — 248 с.
3. Гвишиани, Д. М. Многокритериальные задачи принятия решений / под ред. Д. М. Гвишиани и С. В. Емельянова. — М.: Машиностроение, 1978. — 191 с.
4. Кольцов, Ю. В. Сравнительный анализ методов оптимизации для решения задачи интервальной оценки потерь электроэнергии / Ю. В. Кольцов, Е. В. Бобошко // Компьютерные исследования и моделирование. — 2013. — Т. 5, № 2. — С. 231—239.
5. Коптелова, И. А. Теория принятия решений в задачах повышения энергоэффективности систем энергоснабжения / И. А. Коптелова, Н. В. Арванитаки // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. — 2016. — № 2 (14). — С. 35—40.
6. Коптелова, И. А. Теория принятия решений в задачах энергосбережения промышленных предприятий / И. А. Коптелова, Н. В. Арванитаки // Известия Волгоградского государственного технического университета. — 2011. — № (81). — С. 123—127.
7. 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.
8. Паладьев, В. В. Формирование матрицы попарного сравнения для уменьшения риска при принятии решений / В. В. Паладьев, В. Е. Дидрих, Н. А. Овчинников, Ю. А Болгова. // Информация и безопасность. — 2014. — Т. 17, № 3. — С. 484—485.
9. Постников, И. В. Обеспечение параметрической надежности теплоснабжающих систем / И. В. Постников, В. А. Стенников // Известия вузов. Проблемы энергетики. — 2017. — Т. 19, № 3—4. — С. 20—30.
10. Савельев М. В. Конструкторско-технологическое обеспечение производства ЭВМ / М. В. Савельев. — М.: Высш. шк., 2001. — 319 с.
11. Чуйкина, А. А. Разработка методики и программы расчета оптимального маршрута трубопроводной трассы системы теплоснабжения / А. А. Чуйкина, О. А. Сотникова // Сантехника, отопление, кондиционирование. — 2021. — № 4 (232). — С. 46—48.
12. Чуйкина, А. А. Проектирование оптимальной трубопроводной трассы тепловой сети / А. А. Чуйкина, А. В. Лобода, О. А. Сотникова // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. — 2021. — № 2. — С. 27—37.
13. Melkumov, V. N. Influence of the layout of functional zones of cities on the development of heat supply systems / V. N. Melkumov, S. N. Kuznetsov, S. G. Tulskaya, A. A. Chuikina // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2019. — № 2 (42). — С. 85—92.
14. Melkumov, V. N. Solving the multi-criteria optimization problem of heat energy transport / V. N. Melkumov, S. G. Tulskaya, A. A. Chuykina, V. Yu. Dubanin // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2021. — Т. 1258. — С. 3—10.

 
 

Ссылка для цитирования

Чуйкина, А. А. Разработка методики определения наилучшего варианта трассы тепловой сети на начальном этапе проектирования / А. А. Чуйкина // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 3 (63). - С. 57-64. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.005.

 
 
 
 

English version 

 

Development of a Methodology for Determining the Best Option for the Route of the Heat Network at the Initial Design Stage

Chuikina A. A.
 
 

Chuikina A. A., Ph. D. 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. Choosing the best option for the route of the thermal network at the initial stage of design is a complex multifactorial task, in addition, due to the lack of a number of necessary design calculations, its solution is accompanied by a limited set of initial data. Thus, it becomes relevant to develop a new methodology for designing the optimal route of the heat supply system, taking into account the qualitative and quantitative characteristics of the object under consideration.
Results. A mathematical model of a generalized additive vector optimality criterion has been developed, taking into account the material consumption of the heat network, its reliability, construction time, annual thermal losses, heat turnover and temperature dispersion at the consumer. A method is proposed for determining the best option for the route of a thermal network at the initial design stage by jointly solving the optimization problem using vector optimization and matrix generalization methods. The expediency of the joint application of the methods of pairwise comparison and vector optimization in solving the problem under consideration is noted.
Conclusions. An important characteristic of the developed mathematical model of the generalized criterion is the possibility of obtaining a more accurate solution to the optimization problem under consideration with an uneven distribution of the heat load by means of a biased estimate of the temperature variance among consumers. The combined application of the methods of matrix generalization, pairwise comparison and vector optimization can improve the accuracy of the calculation when solving the optimization problem of choosing the best route of the thermal network.
 
Keywords: thermal networks, normalized optimality criteria, the best route option, multi-criteria optimization, pairwise comparison. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.63.3.005

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. Batishchev, D. I. Metody optimal'nogo proektirovaniya / D. I. Batishchev. — M.: Radio i svyaz', 1984. — 248 s.
3. Gvishiani, D. M. Mnogokriterial'nye zadachi prinyatiya reshenii / pod red. D. M. Gvishiani i S. V. Emel'yanova. — M.: Mashinostroenie, 1978. — 191 s.
4. Kol'tsov, Yu. V. Sravnitel'nyi analiz metodov optimizatsii dlya resheniya zadachi interval'noi otsenki poter' elektroenergii / Yu. V. Kol'tsov, E. V. Boboshko // Komp'yuternye issledovaniya i modelirovanie. — 2013. — T. 5, № 2. — S. 231—239.
5. Koptelova, I. A. Teoriya prinyatiya reshenii v zadachakh povysheniya energoeffektivnosti sistem energosnabzheniya / I. A. Koptelova, N. V. Arvanitaki // Energo- i resursosberezhenie: promyshlennost' i transport. — 2016. — № 2 (14). — S. 35—40.
6. Koptelova, I. A. Teoriya prinyatiya reshenii v zadachakh energosberezheniya promyshlennykh predpriyatii / I. A. Koptelova, N. V. Arvanitaki // Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. — 2011. — № (81). — S. 123—127.
7. Loboda A. V. Proektirovanie trass sistem teplosnabzheniya na osnove sistemnogo analiza / A. V. Loboda, A. A. Chuikina // Nauchnyi zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. — 2019. — № 3 (55). — S. 11—20.
8. Palad'ev, V. V. Formirovanie matritsy poparnogo sravneniya dlya umen'sheniya riska pri prinyatii reshenii / V. V. Palad'ev, V. E. Didrikh, N. A. Ovchinnikov, Yu. A Bolgova. // Informatsiya i bezopasnost'. — 2014. — T. 17, № 3. — S. 484—485.
9. Postnikov, I. V. Obespechenie parametricheskoi nadezhnosti teplosnabzhayushchikh sistem / I. V. Postnikov, V. A. Stennikov // Izvestiya vuzov. Problemy energetiki. — 2017. — T. 19, № 3—4. — S. 20—30.
10. Savel'ev M. V. Konstruktorsko-tekhnologicheskoe obespechenie proizvodstva EVM / M. V. Savel'ev. — M.: Vyssh. shk., 2001. — 319 s.
11. Chuikina, A. A. Razrabotka metodiki i programmy rascheta optimal'nogo marshruta truboprovodnoi trassy sistemy teplosnabzheniya / A. A. Chuikina, O. A. Sotnikova // Santekhnika, otoplenie, konditsionirovanie. — 2021. — № 4 (232). — S. 46—48.
12. Chuikina, A. A. Proektirovanie optimal'noi truboprovodnoi trassy teplovoi seti / A. A. Chuikina, A. V. Loboda, O. A. Sotnikova // Vestnik BGTU im. V. G. Shukhova. — 2021. — № 2. — S. 27—37.
13. Melkumov, V. N. Influence of the layout of functional zones of cities on the development of heat supply systems / V. N. Melkumov, S. N. Kuznetsov, S. G. Tulskaya, A. A. Chuikina // Russian Journal of Building Construction and Architecture. — 2019. — № 2 (42). — С. 85—92.
14. Melkumov, V. N. Solving the multi-criteria optimization problem of heat energy transport / V. N. Melkumov, S. G. Tulskaya, A. A. Chuykina, V. Yu. Dubanin // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2021. — Т. 1258. — С. 3—10.

 


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