WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Кобелев Владимир Николаевич

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ

ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция,

кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Воронеж – 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет».

доктор технических наук, доцент

Научный руководитель:

Ежов Владимир Сергеевич доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Шацкий Владимир Павлович кандидат технических наук, доцент Лукьяненко Владимир Ильич ФГБОУ ВПО «Воронежская государст

Ведущая организация:

венная лесотехническая академия»

Защита диссертации состоится «9» февраля 2012 г. в 1300 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул.

20-летия Октября, 84, корп. 3, ауд. 3220, тел.(факс) 8(473)271-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «27» декабря 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент Н.А. Старцева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные тепловые сети представляют собой сложные инженерные сооружения. Протяженность городских тепловых сетей от источника тепла до потребителей может достигать десятков километров.

Системы централизованного теплоснабжения включают большое число объектов инфраструктуры, таких как насосные станции, тепловые пункты, абонентские вводы и т.д. При проектировании тепловых сетей новых районов важно создание системы централизованного теплоснабжения, которая способна решить задачи теплоснабжения абонентов на высоком уровне, обеспечить максимально низкие цены для потребителей и минимизировать вредное влияние на окружающую среду.





Проектирование, строительство и эксплуатация тепловых сетей осуществляются в условиях изменяющейся тепловой нагрузки, параметров и режимов их работы под воздействием многочисленных внешних и внутренних факторов.

Первым этапом проектирования системы теплоснабжения новых районов является выбор схемы теплоснабжения, структуры и трассы тепловой сети от источника тепла до потребителей. Этот этап оказывает определяющее влияние на строительство и функционирование тепловых сетей в целом. Оптимизация процесса выбора структуры и трассы тепловой сети играет важнейшую роль в снижении финансовых и материальных затрат на сооружение и последующую эксплуатацию сети.

Современные вычислительные технологии дают возможность учитывать всю совокупность пространственных, технических и экономических данных для выбора структуры тепловой сети. В целях эффективного использования инновационного потенциала этих технологий для определения оптимальной трассы и структуры тепловой сети необходима разработка математической модели структуры тепловой сети, а также создание новых и совершенствование существующих методов и алгоритмов, позволяющих производить моделирование и оптимизацию структуры тепловой сети.

Таким образом, определение оптимальной структуры тепловых сетей является актуальной научно-технической задачей.

Цель работы – разработка метода выбора оптимальной по капитальным затратам и получаемым прибылям структуры тепловой сети.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи исследования:

разработка методов оптимизации трассы тепловой сети по нескольким критериям одновременно;

разработка математической модели структуры тепловой сети, учитывающей экономические показатели;

разработка численных методов приближенного решения задачи нахождения оптимальной структуры тепловой сети;

разработка эвристических методов улучшения полученной структуры тепловой сети;

разработка методов расчета нескольких вариантов трасс тепловой сети;

создание комплекса прикладных программ, реализующих расчет и оптимизацию структуры тепловой сети.

Научная новизна:

разработан новый подход к выбору оптимальной трассы прокладки тепловых сетей, позволяющий производить оптимизацию трассы одновременно по нескольким критериям. Разработанные методики позволяют выделить ключевые точки прокладки тепловой сети и соединяющие их участки;

рассмотрена задача планирования структуры тепловых сетей с учетом затрат на сооружение сетей. Предложены целевые функции, позволяющие проводить оптимизацию структуры тепловых сетей по дисконтированным доходам, полученным от потребителей тепла, по общей прибыли, а также по доходности инвестированного капитала;

для решения поставленной задачи планирования структуры тепловой сети предложена формулировка задачи оптимизации графа тепловой сети в виде задачи целочисленного линейного программирования. Предложен метод приближенного решения полученной задачи линейного программирования;





для решения проблемы попадания решения в локальный минимум разработан метод, позволяющий улучшить полученные варианты структуры тепловой сети путем варьирования коэффициентов целевой функции, соответствующих дисконтированным доходам, получаемым от потребителей, и стоимости строительства тепловой сети;

разработан метод, позволяющий получать множество трасс тепловой сети, близких к оптимальной и существенно отличающихся друг от друга. Несколько вариантов тепловой сети получаются посредством последовательного преобразования одного имеющегося решения в другое и последующего отбора лучших трасс;

разработан комплекс прикладных программ для расчета оптимальной структуры тепловой сети. Комплекс реализует алгоритмы и методы, разработанные для определения трассы прокладки тепловой сети и дальнейшей оптимизации ее структуры.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на методах математической статистики и дискретной математики. Основные допущения, принятые при выводе исходных уравнений модели, широко используются в работах других авторов.

Практическое значение и реализация результатов. Разработанные методы расчета и оптимизации структуры тепловой сети могут быть использованы в производственной практике теплоснабжающих предприятий.

Полученные результаты могут быть использованы для обоснования выбора трассы тепловой сети, а также для определения экономической целесообразности подключения потребителей к системе центрального теплоснабжения или строительства локальных котельных.

Материалы исследований используются в лекционном курсе «Теплоснабжение», читаемом на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции ЮгоЗападного государственного университета, а также в дипломном проектировании студентов.

На защиту выносятся:

метод оптимизации трассы тепловой сети по нескольким критериям одновременно;

модель оптимизации структуры тепловой сети с учетом экономических показателей;

методы приближенного решения задачи нахождения оптимальной структуры тепловой сети;

метод, позволяющих вывести полученное решение из локального минимума путем варьирования коэффициентов целевой функции;

метод расчета нескольких вариантов трасс тепловой сети;

комплекс прикладных программ, реализующих расчет и оптимизацию структуры тепловой сети.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж, 2009-2011 гг.), на 64-66 научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурностроительного университета (Воронеж, 2009-2011 гг.).

Публикации. Соискатель имеет 35 научных работ, из них по теме диссертации опубликовано 4 научных работы общим объемом 24 с. Личный вклад автора составляет 14 с.

Четыре статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК:

«Вестник Московского государственного строительного университета» и «Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура».

В статьях, опубликованных в рекомендованных ВАК изданиях, изложены основные результаты диссертации: в работе [1] рассмотрен метод объединения растровых карт в единую карту; в работах [2,3] представлена модель оптимизации структуры тепловой сети с учетом затрат и дисконтированных доходов, а также методы приближенного решения задачи нахождения оптимальной структуры тепловой сети; в работе [4] получена математическая модель выбора оптимальной трассы прокладки инженерных сетей, учитывающая экономическую эффективность вариантов прокладки по чистому дисконтированному доходу.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложения.

Диссертация изложена на 128 страницах и содержит 77 страниц машинописного текста, 52 рисунка, 2 таблицы, список используемых источников из наименований и приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, указывается цель исследования, характеризуется научная новизна и практическая значимость результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе обосновывается выбор объекта исследований, рассматриваются проблемы и задачи, решаемые при определении трасс тепловых сетей. Произведен анализ научных работ по тематике исследований. Рассмотрены существующие методики, нормы и правила оптимизации трасс тепловых сетей.

Оценены недостатки существующих методов.

Установлено, что в последнее время на многих предприятиях, эксплуатирующих тепловые сети, осуществляется переход к электронным схемам тепловых сетей. Все шире используются геоинформационные технологии, что позволяет увеличить эффективность применения методов математического моделирования для определения трассы тепловой сети.

Для решения задачи выбора трассы тепловой сети, использующей в качестве исходных данные об объектах с пространственно-временной привязкой, необходима разработка математических моделей трассы тепловой сети, использующих эти данные, а также совершенствование существующих и создание новых методов определения оптимальных трасс прокладки тепловых сетей с применением геоинформационных технологий.

Выполненный анализ позволил сформулировать цель и задачи настоящего исследования.

Во второй главе представлены результаты проведенного анализа развития тепловых сетей. Текущее состояние и развитие тепловой сети изучалось на примере ОАО «Московская объединенная энергетическая компания» (ОАО «МОЭК»).

Развитие тепловых сетей сопровождается увеличением протяженности тепловых сетей, в том числе:

- магистральных тепловых сетей и тепловых вводов;

- разводящих тепловых сетей отопления;

- разводящих тепловых сетей горячего водоснабжения;

а также увеличением количества тепловых пунктов, в том числе центральных тепловых пунктов; индивидуальных тепловых пунктов.

Результаты анализа развития тепловых сетей приведены на рис. 1-2. Приведено изменение протяженности тепловых сетей в однотрубном исчислении (рис. 1) и количества тепловых пунктов (рис. 2) за 2006-2010 гг.

В результате анализа развития тепловых сетей на примере ОАО «МОЭК»

было установлено, что организация постоянно развивает тепловые сети и увеличивает протяженность магистральных тепловых сетей, разводящих тепловых сетей отопления и разводящих тепловых сетей горячего водоснабжения примерно на 2 % в год. Число центральных и индивидуальных тепловых пунктов растет примерно на 2,3 % в год. В процессе развития тепловых сетей важное значение имеет выбор оптимальной структуры тепловых сетей.

Протяженность тепловых сетей, км Количество тепловых пунктов В третьей главе приведена математическая модель стоимости прокладки тепловых сетей и обоснован выбор представления исходных данных; рассмотрен новый подход к выбору оптимальной трассы прокладки тепловых сетей, позволяющий производить одновременную оптимизации трассы по нескольким критериям; предложен метод для комбинирования растровых карт, соответствующих различным критериям прокладки. Кроме того, разработан метод выделения ключевых точек прокладки тепловой сети, соединяющих их участков, а также расчета минимальных стоимостей строительства этих участков. Эти данные необходимы для проведения оптимизации структуры тепловой сети.

Для того чтобы рассчитать трассу тепловой сети, необходимо из нескольких растровых карт с разнородными по своей природе данными получить единую растровую карту с численными значениями. Растровые карты могут быть объединены поэлементно посредством расчета для каждого элемента взвешенной суммы соответствующих элементов на всех картах, соответствующих факторам:

Для объединения карт необходимо отыскать весовые коэффициенты каждой карты wi. Эти весовые коэффициенты отражают степень влияния факторов на трассу тепловой сети.

Определение весовых коэффициентов wk может производиться как эмпирическими методами, так и на основе анализа уже существующих тепловых сетей. При определении весовых коэффициентов wk на основе оценок нескольких экспертов в первую очередь выделяется цель, а также факторы, влияющие на достижение цели. На основе полученной структуры производится сравнение факторов. Результатом сравнения должно быть число, выражающее на шкале от 1 до 9 значимость i-го фактора относительно j-го. Обозначим результат сравнения i-го и j-го фактора как ij. ij 1 в том случае, если два сравниваемых фактора имеют одинаковую оценочную важность; ij 9 - в том случае, если i-й фактор в наибольшей степени более важен, чем j-й.

Таким образом, мы получим матрицу = ij размерности N x N:

Далее значения этой матрицы нормализуются делением каждого элемента на сумму элементов соответствующего столбца. Полученная матрица обозначается как. Нахождение вектора весовых коэффициентов w сводится к отысканию собственного вектора w матрицы.

Для расчета минимальной стоимости прокладки тепловой сети от источника тепла до каждого абонента необходимо построение минимального дерева тепловой сети, корнем которого будет являться источник тепла, а листьями – абоненты. Для получения и проведения анализа такого дерева необходимо на основе полученных трасс прокладки выделить ключевые точки прокладки, которые будут использоваться как вершины нового графа, и соединяющие эти точки участки прокладки. Обозначим множество трасс, получаемых в процессе расчета ключевых точек прокладки, как P.

Прокладка трасс для дальнейшего расчета ключевых точек представляет собой итеративный процесс, на каждой i-й итерации которого происходит прокладка i трасс. i-1 трасса прокладывается от i-го абонента до j-го абонента системы теплоснабжения, где j пробегает интервал [1, i-1]. i-я трасса прокладывается от источника тепла до i-го абонента системы теплоснабжения. Все полученные трассы добавляются во множество P.

Результатом работы будет множество P, состоящее из M трасс. Для составления единого графа, по которому будет строиться и оптимизироваться минимальное дерево тепловой сети, необходимо объединение всех полученных трасс и выделение ячеек, принадлежащих более чем одной трассе.

При построении этого графа строится матрица S = (sij) размерности m x n, каждая ячейка которой соответствует ячейке растровой карты района. Значение каждой ячейки этой матрицы находится следующим образом.

1. Матрица S инициализируется нулями:

2. Каждый элемент матрицы S вычисляется как взвешенная сумма восьми соседних ячеек на всех трассах:

где i 1,2,..., m; j 1,2,...., n.

Итогом этого этапа расчета является заполненная численными коэффициентами матрица S. При последующем обходе этой матрицы выделяются ключевые точки прокладки трассы тепловой сети. На рис. 3 приведен пример полученных ключевых точек.

В четвертой главе рассмотрена задача планирования структуры тепловых сетей с учетом стоимости строительства сетей и прибыльности потребителей тепла. Сформулирована задача, в которой нужно получить максимальный доход от всех выбранных потребителей тепла при минимизации стоимости строительства самой тепловой сети. Эта задача может быть описана как задача оптимизации на графах. Пусть дан ненаправленный граф G = (X, E). Пусть некоторое подмножество вершин Y X соответствует потребителям тепла. Ребрам графа e E сопоставим некоторые неотрицательные величины. Этот граф представляет собой карту с возможными точками прокладки тепловой сети, полученными ранее.

Задача оптимизации может быть сформулирована следующим образом:

найти связный подграф H ( X H, E H ) графа G, который включает все вершины из Y X и удовлетворяет следующему условию оптимальности:

В случае если при решении задачи в качестве целевой функции была выбрана доходность инвестированного капитала, необходимо найти максимум отношения прибыли к инвестициям. Целевая функция при этом имеет вид Обозначим доход, соответствующий вершине x X, как d x, а стоимость, соответствующую ребру e E, - как ce. Пусть также Z X - набор вершин, и пусть E ( Z ) E - набор ребер, такой, что все ребра из E(Z) инцидентны вершинам из Z. Сопоставим каждому ребру e E вещественную переменную ae, а каждой вершине x X - вещественную переменную bx. Эти переменные означают принадлежность каждой вершины и ребра решению.

Введем следующие обозначения:

Определим многогранную область P:

Сформулируем условие задачи:

При увеличении числа вершин графа число неравенств в системе (10) растет экспоненциально. Это является причиной того, что на практике решение задачи (13) с ограничениями (9)-(12) невозможно за приемлемое вычислительное время. Поэтому был предложен метод, позволяющий осуществить приближенное решение этой задачи с искусственно уменьшенным числом неравенств (10).

В пятой главе предложен метод, позволяющий улучшить полученные варианты структуры тепловой сети путем варьирования коэффициентов целевой функции.

Для работы метода необходимо уже имеющееся решение задачи, которое в дальнейшем будет изменяться. Начальное решение предлагается получить с помощью приведения задачи оптимизации тепловой сети к задаче целочисленного линейного программирования и решения ее по методу, изложенному в предыдущей главе данной работы. После получения начального решения производится попытка внесения улучшающих изменений в структуру сети. Полученное остовное дерево T(Y) обрабатывается с целью исключения заведомо неприбыльных потребителей; результат обозначается как T (Y ). В том случае, если решения были улучшены, они обновляются в списке решений.

Изменения в весовые коэффициенты предлагается вносить следующим образом. Перед началом работы необходимо выбрать параметр a. Далее для каждого потребителя выбирается коэффициент возмущения b из интервала [1-a, 1+a]. Прибыль, получаемая от потребителя, соответствующего вершине x, рассчитывается по следующей формуле:

Полученные ранее решения могут быть улучшены внесением новых либо удалением имеющихся вершин и ребер. Ниже представлен метод, позволяющий вносить эти изменения в граф тепловой сети.

Определим стоимость решения с(Y) как общую сумму весов всех дуг в T (Y ) и весов всех вершин, не вошедших в T (Y ) :

Окрестность S (1) (Y ) решения T(Y) образуется из всех минимальных остовных деревьев T (Y ), множества вершин которых отличаются от множества вершин Y на одну вершину.

Начнем поиск оптимального решения с некоторого решения T(Y). Будем итеративно изменять множество вершин методом поиска улучшающих изменений в окрестности решения S (1) (Y ). Для расчета функции стоимости нового решения необходимо построение минимального остовного дерева. Пример пошагового построения такого дерева приведен на рис. 4.

Рис. 4. Второй и восьмой шаги построения минимального остовного дерева Всякий раз, когда обнаруживается окрестность решения, улучшающая текущее решение, она замещает текущее решение, и поиск начинается заново.

Попытки улучшения решения продолжаются до тех пор, пока не будут рассмотрены все возможные окрестности.

Существует еще одна возможность для улучшения полученных решений.

Для этого необходимо рассмотреть пути на графе, соединяющие лучшие из уже полученных решений.

На каждой итерации алгоритма получения решений с внесением изменений в весовые коэффициенты целевой функции существует лучшее на данный момент локально оптимальное решение Y. При расчете оптимального решения необходимо хранить несколько уже полученных решений, для которых выполняется условие близости к оптимальному решению и условие отличия от имеющихся решений. Пусть Yb - текущее лучшее решение, Yw - текущее худшее решение, а с(Yb ) и с(Yw ) - значения целевой функции для этих решений.

Для того чтобы решение вошло во множество хранимых решений, заменив собой самое худшее из имеющихся решений, необходимо, чтобы было выполнено одно из следующих условий:

1. Значение целевой функции для текущего решения меньше, чем значение целевой функции для лучшего решения из множества хранимых решений:

2. Значение целевой функции для текущего решения меньше, чем значение целевой функции для худшего решения из множества хранимых решений:

а также выполнено условие отличия решения Y от всех прочих хранимых решений.

Из множества хранимых лучших решений случайным образом выбирается решение Z. Далее строится множество решений, каждое из которых получается из предыдущего путем последовательного внесения изменений, приближающих решение Y к решению Z. Рассматриваются все решения, полученные в процессе этого преобразования. Для каждого из них рассчитывается целевая функция, и лучшие из них вносятся во множество лучших решений, заменяя собой худшие хранимые решения.

В шестой главе рассматривается реализация методов и алгоритмов, разработанных для определения трассы прокладки тепловой сети и для дальнейшей оптимизации ее структуры, в виде комплекса прикладных программ. В рамках этого комплекса программ было осуществлено разделение на модули, реализующие расчет.

При проектировании и разработке учитывалась возможность встраивания в процесс расчетов сторонних модулей, реализующих новую функциональность и дополняющих старую. Для этого протокол обмена данными между расчетными модулями был реализован на основе текстового формата XML.

При разработке комплекса программ применялся язык программирования C++. Выбор языка определили свойства самого языка, такие как высокая гибкость и универсальность, а также высокая степень оптимизации программного кода при компиляции.

При разработке использовалась свободно распространяемая среда разработки Dev-C++. В качестве компилятора использовался GCC в версии для Windows MinGW.

Программы, реализующее расчетно-аналитическое ядро, представляют собой консольные приложения. Первым из этих приложений является исполняемый модуль decide.exe, производящий расчет собственного вектора нормализованной матрицы сравнений и оценки противоречивости.

Следующий исполняемый модуль, raster.exe, реализует работу с растровыми картами, осуществляет загрузку нескольких растровых карт и их объединение по методу взвешенного суммирования. Перед работой этого приложения должны быть получены весовые коэффициенты, соответствующие всем растровым картам. Коэффициенты можно задавать либо вручную в файле формата xml, либо получать в качестве выходных данных исполняемого модуля decide.exe. Обрабатываемые растровые карты должны быть представлены в формате GeoTIFF. При разработке исполняемого модуля raster.exe учитывалось требование работы с объемами данных, существенно превышающими объем оперативной памяти типового рабочего места, что привело к созданию эффективной системы индексации, частичной загрузки и автоматической выгрузки неиспользуемых данных из оперативной памяти.

Следующий модуль состоит из двух частей: keys1.exe и keys2.exe. В совокупности эти два исполняемых модуля реализуют расчет ключевых точек прокладки тепловой сети, соединяющих их участков, а также минимальных стоимостей строительства этих участков. В исполняемом модуле keys1.exe реализован расчет ключевых точек прокладки тепловой сети. Разделение на два исполняемых модуля обусловлено тем, что проектировщик должен иметь возможность изменять ключевые точки вручную. Поэтому keys1.exe в качестве входных данных принимает одну растровую карту в 32-разрядном формате RAW, рассчитанную ранее, и на выходе формирует файл в формате xml, содержащий список ключевых точек. Модуль keys2.exe отвечает за формирование взвешенного графа, вершинами которого являются ключевые точки прокладки.

Исполняемые модули solve_lin.exe и solve_vari.exe отвечают за получение решения задачи, поставленной в четвертой главе данной работы, методами целочисленного линейного программирования и методом внесения возмущения в весовые коэффициенты вершин графа. Результатом работы этих исполняемых модулей является дерево тепловой сети, в котором получен максимальный доход от всех выбранных потребителей тепла при минимизации стоимости строительства самой тепловой сети. Дерево представляется в виде xml-файла. Кроме xml-файла, на выходе создается векторное изображение в формате SVG, которое может для наглядности быть наложено на исходные данные.

ВЫВОДЫ

1. Разработан новый подход к выбору оптимальной трассы прокладки тепловых сетей, позволяющий производить оптимизацию трассы одновременно по нескольким критериям. Предложенный метод позволяет наиболее полно учесть всю совокупность факторов, влияющих на трассу прокладки тепловой сети. Разработан метод, позволяющий выделить ключевые точки прокладки тепловой сети и соединяющие их участки, что необходимо для проведения оптимизации структуры тепловой сети.

2. Рассмотрена задача планирования структуры тепловых сетей с учетом затрат на сооружение сетей. Результаты, полученные в результате решения данной задачи, позволяют определить экономическую целесообразность подключения потребителей к системе центрального теплоснабжения или целесообразность строительства локальных котельных. Предложены целевые функции, позволяющие проводить оптимизацию структуры тепловых сетей по дисконтированным доходам, полученным от потребителей тепла, по общей прибыли, а также по доходности инвестированного капитала.

3. Для решения поставленной задачи планирования структуры тепловой сети предложена формулировка задачи оптимизации графа тепловой сети в виде задачи целочисленного линейного программирования. Проведен анализ полученной задачи целочисленного линейного программирования и ее ограничений. Предложен метод итеративного приближенного решения полученной задачи линейного программирования, позволяющий рассчитывать решения для большого числа потребителей и сложной структуры тепловой сети за малое вычислительное время.

4. Разработан эвристический метод, позволяющий улучшить полученные варианты структуры тепловой сети и решающий проблему попадания решения в локальный минимум. При решении задачи варьировались коэффициенты целевой функции, соответствующие дисконтированным доходам, получаемым от потребителей, и стоимости строительства тепловой сети.

5. Разработан метод, позволяющий получать множество трасс тепловой сети, близких к оптимальной и существенно отличающихся друг от друга. Несколько вариантов тепловой сети получаются посредством последовательного преобразования одного имеющегося решения в другое и последующего отбора лучших трасс, существенно отличающихся от имеющихся вариантов. Использование этого метода позволяет рассмотреть при проектировании несколько вариантов трасс тепловой сети, лучший из которых может быть в дальнейшем выбран путем сравнения технико-экономических и других показателей.

6. На языке программирования C++ разработан комплекс прикладных программ, реализующий алгоритмы и методы, разработанные для определения трассы прокладки тепловой сети и для дальнейшей оптимизации ее структуры.

Программное обеспечение позволяет рассчитывать весовые коэффициенты растровых карт на основе матрицы сравнений карт, объединять растровые карты в единую на основе взвешенного суммирования, рассчитывать и корректировать ключевые точки прокладки тепловой сети, а также производить оптимизацию графа тепловой сети несколькими способами.

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в следующих работах.

1. Кобелев, В.Н. Выбор математической модели трасс тепловых сетей / В.Н. Мелькумов, И.С. Кузнецов, В.Н. Кобелев // Научный вестник Воронеж. гос.

арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. - № 2(22). - С. 31-36.

2. Кобелев, В.Н. Задача поиска оптимальной структуры тепловых сетей / В.Н. Мелькумов, И.С. Кузнецов, В.Н. Кобелев // Научный вестник Воронеж. гос.

арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. - № 2(22). - С. 37-42.

3. Кобелев, В.Н. Метод построения оптимальной структуры тепловых сетей / В.Н. Мелькумов, И.С. Кузнецов, В.Н. Кобелев // Вестник Московского гос.

строит. ун-та. - 2011.- № 7. - C. 549-553.

4. Кобелев, В.Н. Повышение эффективности выбора трасс инженерных сетей / С.Н. Кузнецов, В.Н. Кобелев // Научный вестник Воронеж. гос. арх.строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. - № 4(24). - С. 45-51.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

cij – значение ячейки с индексами i, j на единой растровой карте;

wk – весовой коэффициент растровой карты с индексом k;

aij – значение ячейки с индексами i, j на карте с индексом l;

k – весовой коэффициент, соответствующий ячейке;

– ячейка k-й трассы прокладки Pk, соответствующая ячейке матрицы S с инPijk дексами i и j;

C(e) – функция стоимости строительства участка тепловой сети, соответствующего ребру e;

D(x) – функция дохода, получаемого от потребителя, соответствующего вершине C0 – фиксированные начальные затраты.

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ

ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Специальность 05.23.03 – Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха,

АВТОРЕФЕРАТ

Издательства учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

 
Похожие работы:

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНОГО МАЛЫШЕВДОРОЖНЫХ ОДЕЖД РЕСУРСА Александр Алексеевич Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей Автореферат диссертации на с о и с к а н и е у ч е н о й с т е п е н и д о к т о р а т е х н и ч е с к и х наук Омск -2001 btP* 1 5 2 U 90 Работа выполнена в Сибирской государственной автомооильнодорожной академии (СибАДИ). Научный...»

«ЛОСКУТОВА ДИАНА ВЛАДИМИРОВНА ПРОЧНОСТЬ И ДЕФОРМАТИВНОСТЬ УЗЛОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЛАСТИНАХ В СКВОЗНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2009 2 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель...»

«Матвейко Роман Борисович МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ ТЕРРИТОРИИ Специальность 05.23.22 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ростовский государственный строительный университет Научный руководитель : доктор технических...»

«ГНЕЗДИЛОВА Светлана Александровна УЧЁТ ИЗМЕНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД (НА ПРИМЕРЕ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ) (05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей) Автореферат диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук Москва 2010 2 Работа выполнена на кафедре Строительство и эксплуатация дорог Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета...»

«МОСКАЛЕВ Михаил Борисович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПЛИТНО-СТРУКТУРНЫХ МЕТАЛЛОДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Специальность 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт–Петербург 2011 Работа выполнена на кафедре конструкций из дерева и пластмасс ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет доктор технических наук, профессор Научный руководитель : Михайлов Борис...»

«СОЛДАТОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ СДВИГОУСТОЙЧИВОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ КЕРАМЗИТА В АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЯХ Специальность 05.23.11 – Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном...»

«Воронцова Дарья Сергеевна КОММУНИКАЦИОННО-РЕКРЕАЦИОННЫЕ ПРОСТРАНСТВА В АРХИТЕКТУРЕ ОБЩЕСТВЕННО-ТОРГОВЫХ ЦЕНТРОВ 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2011 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ГОУ ВПО УРАЛЬСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АРХИТЕКТУРНО-ХУДОЖЕСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ Научный руководитель кандидат архитектуры, профессор Меренков Алексей Васильевич...»

«Бессчетнов Борис Владимирович ДЛИТЕЛЬНАЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ АСФАЛЬТОБЕТОНА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ В КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов - на - Дону 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Ростовский государственный строительный университет. Научный руководитель : доктор технических наук, доцент Углова Евгения Владимировна Официальные оппоненты : доктор технических...»

«Волынсков Владимир Эдуардович ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В АРХИТЕКТУРНОМ ФОРМООБРАЗОВАНИИ Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва – 2012 г.   Диссертация выполнена в Московском архитектурном институте (государственной академии) на...»

«Покка Екатерина Владимировна Принципы архитектурно-пространственного формирования многофункциональных пешеходных мостов Специальность 05.23.21 – Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Нижний Новгород – 2014 РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ФГБОУ ВПО КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Научный руководитель Агишева Инга Назимовна кандидат...»

«ЛУХНЕВА Ольга Леонидовна ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОРБЦИОННОЙ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Специальность 05.23.04 – Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ИРКУТСК – 2010 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Восточно-Сибирская государственная академия образования Научный...»

«ЧЕРКЕЗОВ Роман Игоревич СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В РУСЛАХ РЕК Специальность: 05.23.16 – Гидравлика и инженерная гидрология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет природообустройства (ФГБОУ ВПО МГУП)...»

«Форопонов Кирилл Сергеевич ПРЕССОВАННЫЙ КИРПИЧ НА ОСНОВЕ МЯГКОГО МЕЛА И МЕЛОПОДОБНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ Специальность 05.23.05 – Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ростов - на - Дону 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Ростовский государственный строительный университет Научный руководитель : кандидат технических наук, профессор ТКАЧЕНКО ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ Официальные оппоненты : доктор...»

«МАРКЕЛОВА Елена Александровна ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОСОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ АКВАТОРИЙ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 05.23.16 –Гидравлика и инженерная гидрология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2011 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Научный руководитель –...»

«Гыбина Майя Михайловна ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ИТАЛЬЯНСКОГО ФУТУРИЗМА Специальность 05.23.20 – Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата архитектуры Москва, 2013 2 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский архитектурный институт (государственная академия) на кафедре Советская и современная зарубежная...»

«ХАМЗИН САБИТ КУРАШ-УЛЫ ТЕХНОЛОГИЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (УЧЕБНИК ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО) 05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства Автореферат диссертации в виде учебника на соискание ученой степени доктора технических наук Омск-2001 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Постоянное совершенствование организационно-технологических решений в строительстве, определяемое...»

«ШЕРМАН Михаил Макарович ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА ПЛОТИН, ВОЗВОДИМЫХ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОЛУСКАЛЬНЫХ ОСНОВАНИЯХ (НА ПРИМЕРЕ ВИЛЮЙСКОЙ ГЭС-III) Специальность 05.23.07 – Гидротехническое строительство АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук г. Санкт-Петербург 2003 г. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Экономическое и социальное развитие России связано с освоением сырьевых и энергетических ресурсов районов Сибири,...»

«Ершов Константин Сергеевич ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВЫСОКОПОРОГОВЫХ ВОДОСБРОСОВ С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ВСТАВКОЙ НА ГРЕБНЕ Специальности: 05.23.16 – Гидравлика и инженерная гидрология 05.23.07 – Гидротехническое строительство Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук МОСКВА 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства на кафедре Гидравлика Научный...»

«Невзоров Александр Леонидович Обеспечение устойчивого функционирования системы основание - техногенная среда в сложных инженерно-геологических условиях Специальность: 05.23.02 – Основания и фундаменты, подземные сооружения Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Санкт-Петербург – 2004 Работа выполнена на кафедре инженерной геологии, оснований и фундаментов Архангельского государственного технического университета Официальные оппоненты :...»

«ИСКАНДЕРОВ РИНАТ АБДУЛЛАЕВИЧ АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ-СМАЗКИ И МАСТИКИ НА ОСНОВЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА 05.23.05 - Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань 2002 2 Работа выполнена в Казанской государственной архитектурно - строительной академии Научный руководитель : доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации и Республики Татарстан Хозин В.Г....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.