Оптимизация проектных решений в САПР-АД

Проектирование авто дорог ведется при жестких ограничениях на различные ресурсы: денежные, вещественные, энерго, временные. Развитие систем автоматизации проектирования привело к широкому использованию способов оптимизации проектных решений. Реализация этих способов затруднена при ручной технологии проектирования. В САПР стремительно находится окончательный, сбалансированный вариант проектного решения, отлично производится конструктивное проектирование. При направленном поиске Оптимизация проектных решений в САПР-АД рационального решения неоднократно употребляются процедуры параметрического синтеза.

В общем виде задачка оптимизации с ограничениями формулируется последующим образом: отыскать экстремум (максимум либо минимум) функции f(x) при данных ограничениях

, (1.4)

где Х (х1,х2,х3) - подмножество в n-мерном пространстве, f(x) - функция цели (мотивированная функция).

В базе процессов оптимизации лежит мотивированная функция Оптимизация проектных решений в САПР-АД, которая формируется с учетом выходных характеристик и количественно выражает качество проектируемого объекта.

В САПР-АД сложность выбора мотивированной функции обоснована тем, что задачка проектирования авто дорог многокритериальная и многие выходные характеристики противоречат друг дружке. Улучшение 1-го из выходных характеристик, обычно, ведет к ухудшению другого, они все зависят от внутренних Оптимизация проектных решений в САПР-АД характеристик и не могут изменяться независимо друг от друга.

К примеру, увеличение безопасности движения и улучшение экологических свойств проектируемой дороги приводят к увеличению цены строительства. Повышение расчетной скорости движения не только лишь ведет к повышению цены строительства, но в неких случаях приводит к ухудшению экологических характеристик и т.д. Для Оптимизация проектных решений в САПР-АД оценки проектных решений нужно выделить один основной выходной параметр, сведя многокритериальную задачку к однокритериальной. В качестве таких характеристик выступают экономические аспекты. Очень нередко при проектировании авто дорог таким главным параметром считают цена строительства либо сумму строй (единовременных) и эксплуатационных (текущих) издержек за определенный период (срок службы дороги).

Определив Оптимизация проектных решений в САПР-АД мотивированную функцию для оптимизации проектного решения, устанавливают, какие из внутренних характеристик не изменяются в процессе оптимизации, а по каким будет организован целенаправленный поиск. Для этого внутренние характеристики делят на неизменные, не подлежащие изменению и переменные - изменяющиеся от варианта к варианту. Конкретно последние и являются аргументами мотивированной функции и именуются управляемыми параметрами.

Неизменными внутренними параметрами обычно Оптимизация проектных решений в САПР-АД являются характеристики унифицированных частей (ширина обочины, полосы движения, укрепленной полосы, длина переходно-скоростной полосы, поперечные уклоны проезжей части и обочин, габарит мостов и путепроводов и т.д.). Управляемые (переменные) характеристики – это характеристики трассы (длины её частей, радиусы кривых, углы поворота и т.п.), продольного профиля (длины и уклоны его Оптимизация проектных решений в САПР-АД частей, радиусы вертикальных кривых, расстояния видимости, объемы работ), характеристики водоотводных сооружений и т.д. В процессе оптимизации управляемые характеристики обычно ограничены наименьшими и наивысшими значениями, либо только одним пределом.

К примеру, при проектировании дороги 2 категории для расчетной скорости 120 км/ч продольный уклон можно разнообразить в границах Оптимизация проектных решений в САПР-АД от -40%о до + 40%о, а радиус кривой в плане не должен быть наименее 800 м.

С учетом таких ограничений сформировывают область варьирования управляемых внутренних характеристик XД и после определения мотивированной функции задачку оптимизации, сформулированную в общем виде (1.4) для проектирования авто дорог можно записать в виде:

, ( 1.5)

где: S – аспект оптимальности (основной выходной параметр Оптимизация проектных решений в САПР-АД, экономический аспект, к примеру цена строительства), XД – допустимая область поиска экстремума (минимума либо максимума) мотивированной функции, ограниченная очень и мало допустимыми значениями управляемых внутренних характеристик.

Определение допустимой области поиска рационального варианта плана трассы является одной из важных задач проектирования дорог, которая фактически не решалась до возникновения САПР.

Неувязка поиска экстремума Оптимизация проектных решений в САПР-АД нередко осложняется тем, что мотивированная функция может иметь не один экстремум, а несколько. Потому принципиально в процессе поиска отыскать глобальный экстремум - то решение, при котором мотивированная функция имеет меньшее (наибольшее) значение посреди всех локальных экстремумов.

Из-за огромного количества внутренних и наружных характеристик, значимого разброса их Оптимизация проектных решений в САПР-АД значений и вероятностного нрава зависимостей, связывающих эти характеристики, математические модели, описывающие дорожные сооружения имеют огромные погрешности. Как следствие, зависимости выходных характеристик от внутренних и наружных очень пологие, их экстремумы «расплывшиеся» и не имеют очевидно выраженного значения. Схематично, вид таковой зависимости изображен на рис. 4.

Поблизости рационального варианта проектного решения находится достаточно Оптимизация проектных решений в САПР-АД огромное количество других полностью конкурентоспособных вариантов. По этой причине и вследствие сложностей формализации неких высококачественных критериев сопоставления (к примеру, эстетических, соц), возникающих при вариантном проектировании дорожных объектов, принципиально не столько отыскать единственный сбалансированный вариант (по формализованным аспектам), сколько попасть в зону применимых решений.

Рис. 4. Схема обоснования границ зоны Оптимизация проектных решений в САПР-АД применимых вариантов

Проектного решения

Задаваясь допустимой погрешностью выходных характеристик Y, к примеру, величиной eдоп., границы Xa и Xb этой зоны оценивают, используя неравенства:

и . (1.6)

Вариант набора внутренних характеристик Xc (вариант проектного решения) попадает в зону применимых вариантов, если для него производится условие

. (1.7)

Из применимых вариантов выбирают окончательное проектное решение с учетом как формализованных, так Оптимизация проектных решений в САПР-АД и не формализованных критериев.

В текущее время на практике при оценке проекта ориентируются как на поисковые результаты рационального варианта, приобретенного на базе комплекса технико-экономические характеристик, так и на мировоззрение ведущих профессионалов (экспертные оценки), на уровень достижений в мировой практике проектирования. Задачки оптимизации проектных решений остаются более Оптимизация проектных решений в САПР-АД животрепещущими задачками в активно развивающихся САПР авто дорог.


optimalnaya-chakornaya-organizaciya-cheloveka.html
optimalnaya-model-soprovozhdeniya-odarennih-detej-v-detskom-sadu.html
optimalnaya-zadacha-metodicheskie-ukazaniya-po-vipolneniyu-vipusknoj-kvalifikacionnoj-raboti-dlya-studentov-specialnosti.html