ПЗ (1220919), страница 15
Текст из файла (страница 15)
1. пошаговый расчет критерия эффективности и определение условно-оптимальных переходов;
2. выбор оптимального варианта технического состояния в конце расчетного периода;
3. установление оптимального пути развития.
6.3.2 Методика расчета критерия эффективности и определения условно-оптимальных переходов
Для поиска оптимального решения был использован алгоритм «киевский веник» — один из эффективных алгоритмов для решения задач. Алгоритм представляет собой многошаговый процесс, на каждом шаге которого производится «отметание» некоторого множества вариантов, о котором в процессе работы алгоритма становится известно, что оно не содержит оптимального варианта.
Оптимальным переходом на шаге t для состояния Sj будет тот, который обеспечивает минимум общих приведенных затрат для данного варианта состояния системы. Этот переход запоминается, а все остальные переходы из дальнейшего рассмотрения исключаются («отметаются»).
По данным таблиц 6.5 и 6.12-6.19 определяют приведенные строительно-эксплуатационные расходы при рассматриваемом переходе от одного варианта технического состояния станции к другому.
При условиях рассматриваемого примера формула для определения приведенных строительно-эксплуатационных расходов имеет вид:
, (6.28)
где 
— суммарные годовые эксплуатационные расходы при данном варианте технического состояния станции и рассматриваемых размерах работы, определяемые по табл. 6.12-6.18;
— суммарные капитальные расходы для перехода от одного состояния к другому;
— коэффициент дисконтирования, учитывающий уменьшение значимости затрат, совершаемых через n лет после начала расчетного периода.
Таким образом, для каждого варианта технического состояния на каждом шаге существует один единственный условно-оптимальный переход, который дает минимум критерия эффективности.
На втором шаге оптимизации условно-оптимальные переходы определяются суммированием минимума критерия эффективности при условно-оптимальных переходах на первом шаге, то есть учитывается решение на предыдущем шаге, и приращение критерия эффективности на рассматриваемом шаге.
В целом процедура поиска оптимальной этапности развития выглядит следующим образом. Расчетный период Т разбивается на несколько шагов продолжительностью от 1 до 5 лет. При выполнении расчетов на ЭВМ величину шага оптимизации целесообразно принимать равной одному году, а при выполнении расчетов вручную из-за их громоздкости шаг можно увеличить до 3—5 лет.
В выполненных к настоящему времени исследованиях оптимальное состояние станции или узла в конце расчетного периода устанавливается по минимуму абсолютной суммы приведенных расходов. Указанный принцип выбора будет справедлив, если задача заключается в отыскании оптимальной траектории развития от любого из возможных начальных состояний к заданному конечному состоянию.
Результаты расчётов по выбору условно-оптимальных переходов для наглядности и последующего анализа удобно представлять в виде графа переходов, в узлах которого проставляются значения оптимального критерия эффективности по каждому этапу Эt,jопт, а на дугах - значения приращения приведенных расходов 
Эt,j(Ui,j). Дуги, соответствующие условно-оптимальным переходам, отмечаются крестиками или точками. Для получения общего оптимального пути (траектории) развития необходимо от оптимального состояния в конце расчетного периода пройти по отмеченным условно-оптимальным переходах к началу периода T.
Результаты расчетов позволяют построить как полный граф переходов, фрагмент которого приведен на рис. 6.3, так и график условно-оптимальных переходов (рис. 6.4).
рис. 6.3 Фрагмент графа переходов для первых трех лет эксплуатации
Для составления графика условно-оптимальных переходов была составлена матрица условно оптимальных переходов, показывающая по годам номера вариантов технического состояния, от которых обеспечивается минимальные расходы при переходе к данному варианту (табл. 6.20).
Таблица 6.20
Матрица условно-оптимальных переходов
| год эксплуатации | Номера вариантов в предыдущем году, от которых обеспечиваются условно-оптимальные переходы к вариантам в текущем году | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 4 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 5 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 6 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 7 | - | - | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 8 | - | - | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 9 | - | - | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 10 | - | - | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 11 | - | - | 3 | 3 | 3 | 6 | 6 |
| 12 | - | - | 3 | 3 | 5 | 6 | 6 |
| 13 | - | - | 3 | 3 | 5 | 6 | 6 |
| 14 | - | - | 3 | 3 | 5 | 6 | 6 |
| 15 | - | - | - | 3 | 5 | 6 | 6 |
рис. 6.4 График условно-оптимальных переходов
В соответствии с изложенным методом выбора оптимального варианта технического состояния (рис. 6.3) можно сделать следующий вывод. Оптимальным вариантом технического состояния станции в начале расчетного периода является (исходная схема станции), с которой целесообразно перейти сразу ко второму варианту в 1 году эксплуатации. Поэтому к началу второго года эксплуатации следует удлинить пути 16, 18 и 19 в парке Новый мир. Это оснащение (вариант 2) следует сохранять до 6 года эксплуатации, после чего следует перейти к третьему варианту технического состояния к началу 7-го года. Затем необходимо ежегодно наращивать мощность станции в соответствии с разработанными вариантами технического состояния. Из графика видно, что оптимальные расходы обеспечиваются, если в 15 году работать по 6 варианту развития станции.
Такое поэтапное введение в действие отдельных комплексов и устройств, позволит сократить расходы на 390 млн 198643 руб, что составит 9,1% от суммы, необходимой для введения их за один этап.
6.4 Учет неопределенности при оптимизации этапности развития станций и узлов
Правильность получаемой в результате оптимизации стратегии развития станции или узла будет определяться достоверностью исходных данных, используемых в расчетах. Оптимальность получаемых результатов будет гарантирована, если на каждый год расчетного периода точно известны размеры работы, а также если точно подсчитаны капиталовложения для перехода от одного состояния станции или узла к другим.
Между тем из-за недостатка надежной информации о будущем реально можно вести речь только об интервальном прогнозе перспективных объемов работы, причем размер вероятной ошибки прогноза возрастает с увеличением периода Т. Неопределенность прогноза объемов работы на перспективу обусловливает невозможность точного установления расчетных значений эксплуатационных расходов как по отдельным годам, так и суммарных и является основной причиной неопределенности оптимальной стратегии развития объекта, получаемой при детерминированном подходе.
Основными причинами, по которым в реальных условиях получить достоверную информацию не представляется возможным, являются:
-
определение потребных капиталовложений по укрупненным показателям стоимости строительства или аналогам, что дает погрешность до 15-20%;
-
вероятностный характер прогноза размеров работы, достоверность которого снижается до 1,5-2% с каждым годом удаления от начального момента.
Вероятностный характер, помимо самих прогнозов объемов перевозок, носят также значения связанных с ними эксплуатационных расходов и капитальных вложений, зависящих от, многих рыночных факторов, таких как цены на строительные материалы, стоимость энергоносителей, уровень заработной платы в регионе, размер налогообложения, величина амортизационных отчислений и др.
Таким образом, на расчётный период 15 - 20 лет в условиях рыночной экономики сама постановка вопроса о строго определенной оптимальной этапности изменения технического состояния станций является неправомерной; здесь речь может идти лишь об области вероятных оптимальных решений.
В условиях неопределенности исходной информации надежность
принимаемых решений обычно не превышает 5-6 лет, что требует систематической корректировки прогнозируемых объемов работы и норм дисконта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
