5. Критерии оптимальности выбора трассы газонефтепроводов. Коэфф развития трассы. Теор область поиска оптимальной трассы.

Критерии оптимальности. 1. Приведенные затраты: П=К*С+Э, К – капитал-е вложения, С – нормативный коэф эффективности, Э – ежегодные эксплуатационные затраты. 2. Длина трассы. 3. Трудовые затраты. 4. Надежность эксплуатации. 5. Время строит-ва. Приведенные затраты как правило наиб интегрально харак-ют экон-ю эффективность. Трудовые затраты наиб тонко реагируют на условия строит-ва и технологию работ. Время строит-ва часто испол-ся как допол-й критерий к приведенным затратам.

Коэф. развития трассы. Из опыта проектирования и строит-ва линейно-протяженных объектов (ЛЭП, ж/д, а/д, МТП) фактическая длина трассы всегда больше геодезической прямой между начальной и конечной точками (А и B) L_фак>L₀. Отклонение от прямой будут тем больше, чем больше препятствий и чем выше стоимость их преодоления. К_р = L_фак/L₀. Коэф развития трассы МТП можно также опред-ть из экон-х показателей К_р = W₀/(W_Н*L₀). W_Н – стоим-ть строит-ва 1 км ТП в н.у., W₀ – стоим-ть строит-ва вдоль геодезической прямой AB, L₀ – длина геодезической прямой AB. По результатам статистической оценким К_р построенных МТП было установлено: для равнинной местности К_р = 1,05, для среднепересеченной болотистой местности К_р = 1,03-1,24, для сильнопересеченной местности со многими естест-ми и искусс-ми препятствиями К_р = 1,16-1,40.

Теоретическая область поиска оптимальной трассы. На практике обычно задаются max значения К_р.max для рассматриваемого района прохождения трассы и тем самым вводится ограничение на положение границы области прокладки, т.е. жесткое ограничение max длины трассы. L_фак=L₀* К_р.max. Все возможные трассы удовл-ие этому условию заключены внутри кривой каждая точка которой удалена от A и B на расстояние L₁ и L₂, дающие в сумме L₀* К_р.max. Такой кривой эвляется эллипс с текущими координатами E, K, M, N, O и фокусами в точках А и B, большая ось которого L_фак, а малая ось опред-ся по формуле b=L₀*√(К²_р-1 ). Таким образом опред-ся теоретическая область поиска оптимальной трассы МТП. Для уменьшения объема обрабатываемой инф-ции из данной области следует удалить заведомо непригодные или запретные для строит-ва ТП области (аналог – игра в шахматы на ЭВМ).

5. Цифровая модель местности. Метод сеток. Алгоритмы выбора оптимальной трассы магистральных газонефтепроводов.

Для построения оптимальной трассы необходимо иметь значение критерия оптимальности W для каждой точки лежащей в области развития трассы (G). Делались попытки выразить, значение W от координат точки N(х,у) в виде непрерывной функциональной зависимости те аналитически. Но для реальных участков местности это практически невозможно. В этом случае используются численные методы, а именно задача сводиться к поиску «кратчайшего пути» на сети. При этом все многообразие условий местности представляется в виде цифровой модели. Бесконечное множество трасс в области G заменяются конечным множеством фиксированных допустимых путей, состоящих из дуг сети. Узел сетки - точка в которой сходятся два и более линейных элементов сетки. Дуга - линия, соединяющая два смежных узла

Метод сеток. Виды сеток. Элементы сетки

а - прямоугольные без диагонали

б - прямоугольные с диагональю

в и г - произвольной формы

(а) и (б) - наиболее простые, т.к. строятся без учета сложности топографических условий (рельефа) - используются для равнинной и среднепересеченнои местности.

(в) - строятся с учетом возможного обхода или удобного пересечения различных препятствий.

Сетки наносятся на топографические карты или данные космической или аэросъемки. Ориентация сетки выбирается т.о., чтобы абсцисса (начала «точки была меньше абсциссы конечной точки х1< х2

Алгоритмы выбора оптимальной трассы магистральных ГНП

В исходную информацию входят 3 группы данных: 1. исходные данные местности, пересекаемой дугами сетки; 2. данные для формирования критерия оптимальности; 3. расчетные параметры.

(1) - сведения о природно-климатических условиях местности, каждая дуга рассматривается как последовательность различных участков, для каждого из которых определена его категория и протяженность

(2) - если критерий = min приведенных затрат то это сложность прокладки ТП заданного d различных условиях местности.

(3) - данные о виде и, размерах сетки, координатах начальной и конечной точек ТП, узлов сетки масштабе и т п.