Bogomolov Egor Sergeevich 2016 (1207177), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Алгоритм формирования генеральной схемы реконструкции геометрии трассы можно представить в виде блок-схемы рис.3.3.

Рис. 3.3 Алгоритм формирования генеральной схемы реконструкции геометрии трассы

С целью ликвидации противоречия между критериями содержательная постановка рассматриваемой двухкритериальной задачи в настоящем исследовании формулируется двойственно:

Из исходного множества альтернатив изменения геометрии трассы существующего железнодорожного направления, выделить такую эффективную их область, в которой каждая альтернатива в пределах заданного объема инвестиций " " на ее реализацию будет обеспечивать как можно большее увеличение технической скорости " ".

В этом случае математическую модель задачи можно представить следующим образом:

(3.8)

где – эффективная область альтернатив изменения геометрии трассы; – исходное множество альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления; – соответственно, - ая альтернатива изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления, инвестиции для ее реализации и эффект (прирост технической скорости); – совокупность мероприятий, на выявленных участках с отступлениями от требований систем и .

Для заданного увеличения технической скорости " " из исходного множества альтернатив изменения геометрии трассы существующего железнодорожного направления выделить такую эффективную их область, в которой каждая альтернатива обеспечивала бы " " и требовала бы как можно меньший объем инвестиций " ".

В такой постановке задачи математическую модель можно записать следующим образом:

(3.9)

В первом варианте постановки задачи в качестве критерия цели принимается увеличение технической скорости, а критерий ресурсов является ограничением. Во втором варианте в качестве критерия цели выступают ресурсы, а ограничением является прирост технической скорости.

В такой постановке задача формирования эффективной области альтернатив по изменению геометрии трассы существующего железнодорожного направления относится к условно оптимальным задачам.

Методы, применяемые для решения условно оптимальных задач делятся на два класса: целочисленные (метод доминирующих последовательностей, модифицированный метод динамического программирования (алгоритм Кеттеля), метод наискорейшего спуска) и непрерывные (метод неопределённых множителей Лагранжа).

На основе анализа литературы и работ ученых в настоящем исследовании в качестве метода для формирования эффективной области альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого МТК выбран модифицированный метод динамического программирования (алгоритм Кеттеля) в основу которого заложен принцип декомпозиции общей задачи на ряд частных, решения которых в последствии синтезируются в одно общее решение. Этот метод позволяет существенно снизить размерность задачи, а соответственно и трудоёмкость её решения, и при этом сформировать полное множество оптимальных решений.

Процедура формирования эффективной области альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления с применением модифицированного метода динамического программирования заключается в следующем.

Первый этап.

На каждом участке исключаются неконкурентные мероприятия. Для этого производится ранжирование всех мероприятий на каждом выявленном участке по возрастанию объема капитальных затрат, т.е.

(3.10)

где – количество мероприятий на участке.

Далее, к ранжированной последовательности каждого участка применяется процедура просеивания, суть которой заключается в исключении всех мероприятий, для которых значение приращения технической скорости менее или равно приращению технической скорости соседнего слева мероприятия:

(3.11)

Применение процедуры просеивания в методе динамического программирования позволяет исключить не только сами неконкурентные мероприятия на каждом участке, но и их последующие комбинации, что обеспечивает сокращение числа возможных альтернатив изменения геометрии трассы, а также, что немаловажно, вычислительного процесса. Оставшаяся после процедуры просеивания последовательность называется доминирующей, для которой справедливо:

…(3.12)

Второй этап.

Модифицированный метод динамического программирования предполагает последовательную композицию участков. Полученные на первом этапе доминирующие последовательности объединяются в композиции. При этом, композиция двух соседних участков сокращает число рассматриваемых участков на единицу. Аналогично действиям первого этапа, композиции ранжируются по возрастанию объема капитальных вложений, просеиваются, в результате чего из рассматриваемой композиции исключаются неконкурентные альтернативы изменения геометрии трассы. Далее производится объединение композиции 1-го и 2-го участков с 3-м участком. Последовательные объединения будут продолжаться до тех пор, пока их число не составит , где – количество выявленных участков на рассматриваемом железнодорожном направлении.

После наложения ограничений в зависимости от постановки решаемой задачи итоговая доминирующая последовательность является эффективной областью альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления, все альтернативы в которой являются конкурентными.

Выбор конкретной альтернативы для реализации производится ЛПР в соответствии с его системой предпочтений, которая в рамках настоящего исследования не рассматривается.

В третьей главе приведена методика формирования эффективной области альтернатив изменения геометрии трассы существующего железнодорожного направления, которая позволяет:

• оценить мероприятия, разработанные группой экспертов с точки зрения безопасности движения поездов и улучшения показателей эксплуатационной работы рассматриваемого железнодорожного направления;

• формировать исходное множество альтернатив (ИМА) изменения геометрии трассы и, на этой основе, эффективную область альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления.

Предложенная методика может рассматриваться как инструмент в работе ЛПР, а ее результат – эффективная область альтернатив изменения геометрии трассы рассматриваемого железнодорожного направления – как основа для принятия решений. Выбор конкретной альтернативы из эффективной области альтернатив для последующей ее реализации производится ЛПР в соответствии с его системой предпочтений.

1. РАЗРАБОТКА ГЕНЕРАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭТАПНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ГЕОМЕТРИИ ТРАССЫ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЛИКА И МОЩНОСТИ ПЧ – 6 И ПЧ – 12 ЗАБАЙКАЛЬСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

1. Мониторинг геометрии трассы Забайкальской железной дороги с учетом разработанных эскизных проектов реконструкции ее элементов с кривыми малых радиусов

В соответствии с методикой [26] выполнен мониторинг геометрии трассы по эскизным проектам, который приведен на рис. 4.1 – 4.2. Эскизные проекты кривых приведены в приложении.

Сравнение данных полученных по результатам инструментальной проверки и данных прохода путеизмерителя ЦНИИ – 4 за 2013 и 2016 гг. сведем в табл. 4.3-4.4.

Таблица 4.1

Анализ параметров геометрии трассы ПЧ – 6 по эскизным проектам

№ п/п	км	R сущ, М до реконструкции	R пр, М после реконструкции
1	2	3	4
1	6379	532,330,1617	600
2	6385	662,309,1514,305,323	500,500
3	6388	304,376,362,505,350,405,331	500,500,500
4	6391	1729,557,343	600
5	6393	334	600
6	6395	428,1863,958,1248,566,313,372	1000,600
7	6397	348	500
8	6399	664,321	600
9	6408	342	600
10	6409	612,317,311,307	500,500
11	6420	295,337,417,912,327	600
12	6460	528,340,260,383,356,273,277,445	500,500
13	6461	669,326,411,1129	500,500,500
14	6483	322, 300	500

Таблица 4.2

Анализ параметров геометрии трассы ПЧ - 12 по эскизным проектам

№ п/п	км	R сущ, М до реконструкции	R пр, М после реконструкции
1	2	3	4
1	7215	581,659,582,296,296,496,317	500,500
2	7238	709,399,366	500
3	7249	502,299,310,727,416,558	500,500
4	7256	616,1814,693,323,762,416	500
5	7258	622,656,392,354	600
6	7269	421,320,792,639	421,500,639
7	7275	295,300,338,653	600,600
8	7298	319,575	500,575
9	7315- -7316	695,302,305,293,1047,921, 417,1334,381	500,500,1047,921, 417,500

Таблица 4.3

Сопоставление базы данных по результатам инструментальной проверки плана и профиля и прохода путеизмерителя ЦНИИ – 4 с базой

данных на период 25.04.2013 г. и 11.04.2016. г. для ПЧ – 6.

№ п/п	Км	Данные инструментальной съёмки 1996г.	Данные по реконструкции ДВГУПС	Данные прохода ЦНИИ – 4 2013г.	Данные прохода ЦНИИ – 4 11.04.2016г.
1	2	3	4	5	6
1	6379	532,330,1617	600	539,348,1160	540,341,1160
2	6385	662,309,1514, 305,323	500,500	624,320,1249, 320,315	624,311,1249, 300,314
3	6388	304,376,362,505, 350,405,331	500,500,500	307,343,481,560,330,425,326	307,342,481, 560,319,425, 318
4	6391	1729,557,343	600	306,902,620,720	450,900,560,326
5	6393	334	600	299	360
6	6395	428,1863,958,1248,566,313,372	1000,600	1016,374,3248	1015,374,3248

Окончание таблицы 4.3

№ п/п	Км	Данные инструментальной съёмки 1996г.	Данные по реконструкции ДВГУПС	Данные прохода ЦНИИ – 4 2013г.	Данные прохода ЦНИИ – 4 11.04.2016г.
1	2	3	4	5	6
7	6397	348	500	328,435,405	328,432,400
8	6399	664,321	600	780,310	610,310
9	6408	342	600	349	352
10	6409	612,317,311,307	500,500	649,320,310,305	649,320,390, 367
11	6420	295,337,417, 912,327	600	290,320,450, 880,288	290,320,450, 880,288
12	6460	528,340,260,383, 356,273,277,445	500,500	649,525,335,299	545,325,302, 400,505,500, 304,360
13	6461	669,326,411,1129	500,500,500	340,315,409,505	325,302,400, 505
14	6483	322, 300	500	319,385	320,386

Таблица 4.4

Характеристики

Список файлов ВКР