2601

гии. Эта специфика определяется конфигурацией электрической сети, сооружаемой для электрификации МН и МГ (географически протяжённый потребитель с близкими значениями нагрузок по одной ветке, с подстанциями, расположенными примерно на равных расстояниях одна от другой), и высокими требованиями к надёжности электроснабжения.

Впостроении электрических сетей МН и МГ наибольшие успехи достигнуты в способах и конструкциях прокладки линий за счёт применения современных методик и материалов. В то же время общей теории и проектированию оптимальных схем с точки зрения трассировки уделяется значительно меньше внимания. В основном это объясняется тем, что сам процесс проектирования сетей МН и МГ не полностью автоматизирован; при существующих методиках проектирования достижение теоретически обоснованных рациональных проектных решений встречает значительные оперативные трудности. Применительно к сетям МН и МГ получение значительного экономического эффекта возможно лишь при принятии относительно большого комплекса рациональных проектных решений.

Всвете изложенного в настоящее время назрела необходимость внедрения автоматизации процессов проектирования, в частности и в области промышленных электрических сетей МН и МГ.

Вчастности оптимизации при построении электрических сетей отдельных насосных или компрессорных станций подвергаются:

- число цеховых подстанций; - размещение и мощности подстанций;

- число и предварительное размещение распределительных шкафов; - их взаимная связь и связь с источником питания; - оптимальная трассировка линий.

Оптимизации при построении электрических сетей внешнего электроснабжения МН и МГ подвергаются:

- число и состав источников питания; - размещение и мощности питающих подстанций; - их связь с источниками питания; - оптимальная трассировка линий.

Проектирование развития электрических сетей МН и МГ осуществляется в иерархической последовательности на основе типовых решений принятых управлениями и проектными институтами. Эти методики являются типовыми для МН и МГ, однако на разных уровнях иерархии электрических систем они варьируются и при оптимизации на отдельно взятом уровне не дают общую оптимальную структуру системы электроснабжения в целом. Также часть работ до сих пор не подвергнута должной автоматизации и может быть подвергнута при этом более тщательному анализу с большей долей оптимизации при проектировании.

215

Например, на этапе трассировки (как общей при внешнем и внутреннем электроснабжении) ставится задача «вложения» принципиальной схемы в минимальную площадь или минимальную длину, занимаемую электрической сетью. Трассировка линий, является одним из этапов конструкторского проектирования электрических сетей и состоит в определении линий, соединяющих эквипотенциальные контакты электроприёмников, и образования в конечном итоге системы электроснабжения.

При конструкторском проектировании электрических сетей решаются задачи, связанные с поиском наилучшего варианта конструкции, удовлетворяющего требованиям технического задания и максимально полно учитывающего возможности технологической базы промышленности. Тесная взаимосвязь задач и большая размерность каждой из них не позволяют допустить оптимального варианта сети в едином цикле в связи с трудностью создания общей математической модели всей сети (особенно если это не автономная электрическая сеть), комплексно учитывающей особенности все возможности технологии. В настоящее время решения по построению электрических сетей чётко разбивается на несколько самостоятельных задач: компоновки, размещения, трассировки, контроля, автоматизации и т.д.

Для задач технического проектирования электрических сетей обобщающий критерий оптимизации имеет вид

Q(G) = [К(G); Р(G); Т(G); …],

где K(G) … T(G) – обобщающие критерии этапов компоновки, размещения, трассировки и т.д.; G – граф схемы.

В свою очередь каждый из обобщённых критериев любого типа состоит из частных критериев оптимизации, вклад которого и его важность учитывается соответствующим коэффициентом ki.

Т(G) = k1 . L(G) + k2 . P(G) + k3 . Q(G) + …,

где L(G) … Q(G) – частные критерии этапа трассировки (длина, передаваемые активная и реактивная мощности и т.д.).

Многообразие требований, предъявляемых при функционировании систем электроснабжения, не позволяют провести формальный выбор коэффициентов, характеризующих важность критериев. В этой связи последовательно выбирают частные критерии, определяющие качество проектирования на рассматриваемом этапе. Анализ значимости критериев проектирования можно взять, например, из опыта САПР элементов радиоэлектронной промышленности [1]: обобщённая постановка задачи, её целевая направленность; основные показатели оптимизации и способствующие этому элементы; типовые требования и ограничения; конструктивные методы, улучшающие качество решения задачи.

Многочисленные и разнообразные местные факторы практически однозначно определяют выбор для цеховых сетей той или иной системы проводки, а также существенно влияют на её конфигурацию и схему. Тем не

216

менее, обычно остаётся значительная свобода выбора проектных решений, которая, безусловно, должна быть использована для достижения более оптимальных технико-экономических показателей цеховых сетей.

Задача трассировки – одна из наиболее трудоемких в общей проблеме автоматизации проектирования электрических сетей. Это связано со множеством факторов, в частности со сложным рельефом местности, по которой проходит линия при внешнем электроснабжении или технологическими ограничениями при внутреннем электроснабжении и др. Для каждого из факторов при алгоритмическом решении задачи применяются специфические критерии оптимизации и ограничения. С математической точки зрения трассировка – наисложнейшая задача выбора из огромного числа вариантов оптимального решения.

Одновременная оптимизации всех соединений при трассировке за счет перебора всех вариантов в настоящее время невозможна из за разветвлённости электрических сетей по территории предприятия. Поэтому разрабатываются в основном локально оптимальные методы трассировки, когда трасса оптимальна лишь на данном шаге при наличии ранее проведенных соединений.

При этом оптимизируются следующие показатели: минимальная длина электрической сети, удобство конфигурации сети, потери в электрических сетях, расход материалов и др.

При анализе алгоритмов трассировки следует обратить внимание, что большинство из них построено на методах динамического программирования, из которых можно выделить: ортогональные алгоритмы, строящие трассировку в ортогональной матрице каналов, они обладают высоким быстродействием и эффективностью на начальных этапах трассировки; эвристические алгоритмы, построенные на эвристическом приёме поиска пути в лабиринте, при чём каждое соединение проводится по кратчайшему пути, что улучшает качество построения комплексов соединений.

Следует отметить, что возможные местные условия или ограничения, затрудняющие принятие выгоднейших теоретических решений, нисколько не снижают практическую значимость разыскания последних. С одной стороны, они необходимы для выбора оптимального решения, ближайшего к неосуществимому оптимальному, или для проверки обоснованности налагаемых ограничений, если эти последние выдвигаются по экономическим или технологическим причинам. С другой стороны, выбор некоторых решений, отличных от оптимальных, позволяет всё же найти и реализовать другие решения, оптимальные в условиях вынужденных ограничений.

Библиографический список

1.Бахтин Б.И. Автоматизация в проектировании и производстве печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. Л.: Энергия, 1979.

217

2.Каялов Г.М. Основы построения промышленных электрических сетей / Каялов Г.М., Каж-

дан А.Э, Ковалев И.Н., Куренный Э.Г.; Подобщ. ред. Г.М. Каялова. – М.: Энергия, 1978.

УДК 681.5:658.5:621.878

ЗАДАЧИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

В.А. Осит, преподаватель Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Впоследние годы большое внимание уделяется процессам автоматизации проектирования. Проектирование и моделирование в автоматизированном режиме сложных динамических систем, таких как землеройнотранспортные машины [1], к которым относится цепные траншейные экскаваторы (ЦТЭ), при использовании мощной электронно-вычислительной техники, позволяет сократить время принятия проектно-конструкторских решений при создании или модернизации машины, ее типовых узлов и агрегатов, существенно снижает затраты на стадии разработки изделия. Выбор оптимальных параметров ЦТЭ происходит по обоснованному критерию эффективности, синтез конструкции проводится эвристически, современное программное обеспечение делает возможным диалог проектировщика и электронно-вычислительной машины на каждом этапе разработки.

Вусловиях рыночной экономики и активной конкуренции особую остроту для машиностроительных предприятий приобретает проблема регулярного обновления продукции, выпуска новых модификаций уже разработанных изделий с тем, чтобы удовлетворить запросы максимального числа потребителей. Прежде чем выпустить новую конкурентоспособную продукцию, необходимо провести большую работу по сбору, накоплению

иоперативной обработке информации. Переработка больших объемов информации в настоящее время невозможна без использования ЭВМ.

Создание новой техники в машиностроении происходит в такой последовательности: на основе анализа выпускаемой продукции проектируется новая, обладающая более высокими эстетическими, эксплуатационными или другими свойствами, затем производятся инженерные расчеты и моделирование, технологическая подготовка производства, изготовление и сбыт изделия. При этом мы получаем замкнутый цикл, так как проектирование нового изделия выполняется на базе анализа рынка и данных об эффективности, надежности и сбыте выпускаемых моделей.

Область применения систем автоматизации проектирования (САПР) охватывает сегодня самые различные виды деятельности человека — от расстановки мебели в квартире до проектирования и изготовления инте-

218

гральных микросхем и современной космической техники. Каждая категория задач технического черчения предъявляет к этим продуктам свои требования, однако наибольшее распространение они получили в машиностроении и архитектуре.

Использование САПР позволяет членам проектных групп одновременно работать над изделием с разных сторон: решать задачи стилевого дизайна, проектирования внешнего вида изделия и параллельной поагрегатной разработки изделия. Новое изделие создается в конструкторском подразделении, которое является центральным звеном компьютеризации предприятия. Одновременно группой специалистов различных профилей, работающих над выпуском нового изделия, выполняются все этапы разработки деталей, узлов и сборок, их технологическая проработка.

Современные системы автоматизации проектирования (САПР) используют различные подходы и методы проектирования. На практике, особенно при проектировании объектов машиностроения, редко встречаются случаи, когда существует возможность полного описания объекта в рамках одной программы.

Описания технических объектов должны быть по сложности согласованы с возможностями восприятия человеком и возможностями оперирования описаниями в процессе их преобразования с помощью имеющихся средств проектирования.

Отличительной особенностью траншейных экскаваторов [2] является разветвление силового потока. Энергия двигателя внутреннего сгорания (ДВС) базовой машины перераспределяется между несколькими потребителями: рабочим оборудованием и движителем. Создание устройства управления (УУ), позволяющего оптимально перераспределять энергию ДВС, существенно повысит надежность и производительность ЦТЭ.

В связи с этим возникает необходимость исследования рабочего процесса (РП) ЦТЭ и создания научно-обоснованной САПР параметров гидрообъемной трансмиссии ЦТЭ.

Таким образом, проблема автоматизации проектирования УУ гидрообъемной трансмиссией ЦТЭ на основе современных компьютерных технологий является весьма актуальной.

Библиографический список

1.Ахтулов, А.Л. Методология построения и практическое применение системы автоматизации проектирования транспортных машин / Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ). - Омск: Издательский дом «ЛЕО», 2005. - Вып.3. - С. 14-291.

2.Ахтулов, А.Л. Разработка мероприятий по улучшению технологического процесса вскрытия и подкопа трубопроводов траншейным экскаватором / А.Л. Ахтулов, В.П. Лушников, П.В. Лушников, В.А. Осит // Омский научный вестник. – Омск: Изд-во Ом-

ГТУ, 2008. - № 1(64). - С. 57-59

219

УДК 625.731

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА УСТРОЙСТВА АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ ПО КАПИТАЛЬНОМУ РЕМОНТУ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ 1Р402«ТЮМЕНЬ–ЯЛУТОРОВСК–ИШИМ–ОМСК»

А.А. Пимшина, инженер Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

Целью данной статьи является сопоставление производственной деятельности в области качества выпуска асфальтобетонных смесей двух Генеральных Подрядчиков, осуществляющих капитальный ремонт автомобильной дороги «1Р402 «Тюмень – Ялуторовск – Ишим – Омск» в открытый сезон 2008 года.

Контроль осуществлялся по следующим позициям:

оценка качества выпускаемой асфальтобетонной смеси;

определение оптимальной влажности грунта присыпных обочин прибором стандартного уплотнения;

оценка качества уплотнения асфальтобетонной смеси;

определение коэффициента сцепления покрытия;

измерение ровности конструктивных слоев в процессе и по завершении производства работ 3-х метровой рейкой с клиновидным промерником;

измерение поперечных и продольных уклонов в процессе и по завершении работ 3-х метровой рейкой с клиновидным промерником;

контроль качества уплотнения материалов конструктивных слоев земляного полотна, дорожной одежды и оснований;

определение толщины конструктивных слоев дорожной одежды, ровиков уширения, укрепления обочин;

определение геометрических параметров покрытия и обочин. Оценка качества работ выполнялась в соответствии с [1] и [2]. Работы по капитальному ремонту участка дороги включали в себя сле-

дующие основные операции: ремонт существующего дорожного покрытия; уширение проезжей части путем устройства "ровика уширения"; устройство выравнивающего слоя из пористой асфальтобетонной смеси; устройство нижнего слоя покрытия из пористой асфальтобетонной смеси; устройство верхнего слоя покрытия из плотных асфальтобетонных смесей типа А; ремонт малых искусственных сооружений; восстановление автобусных павильонов; обустройство дороги.

Характеристики исходных материалов примененных при капитальном ремонтеавтомобильныхдорогпо каждомуПодрядчикуприведены втаблице 1.

220

Таблица 1

Характеристика основных применяемых дорожно-строительных материалов

В данной работе приводится попытка анализа качества и основных физико-механических параметров применяемых Подрядчиками горячих асфальтобетонных смесей. Можно отметить, что даже при сравнительно малой надежности (Р=0,95), Подрядчики в процессе капитального ремонта не допускали отклонения показателей качества регламентируемых [1] и [2], а наоборот, в большинстве случаев отмечено значительное улучшение фактически достигнутых показателей над требованиями стандартов.

Статистические распределения параметров качества верхних и нижних слоев при капитальном ремонте приведены на рисунках 1 и 2.

221

Сравнение показателей качества, достигнутых двумя подрядчиками, работавшими в одних и тех же условиях показало, что превышение придела прочности при сжатии при 50°С и коэффициента водостойкости, а также пониженному водонасыщению асфальтобетона в покрытии первый подрядчик имеет большую долю превышений сверх стандарта [3], чем второй подрядчик. В сумме, за счет равных показателей водонасыщения нижнего слоя и придела прочности при сжатии при 20°С асфальтобетона у первого и второго подрядчика № 2 преимущество за вторым Подрядчиком. (2,66 балла против 2,84 табл. 2).

Примечание -. В числителе приведены данные генеральной совокупности, в знаменателе очищенные данные.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

Подрядчики в строительный сезон 2008 г. осуществили капитальный ремонт федеральной автомобильной дороги 1Р402 «Тюмень – Ялуторовск – Ишим – Омск», достигнув в 100 % случаях рассматриваемых показателей качества допустимых и улучшающих требования стандарта [3].

Все параметры качества, достигнутые подрядчиками при ремонте дороги могут с надежностью 0,95, могут служить в качестве рекомендаций для разработки региональных нормативов, так как отражают современный

224