Введение к работе
Актуальность темы. При планировании ремонтных работ зданий жилищного фонда актуальной является задача повышения эффективности этого процесса за счет разработки и применения математического и программного обеспечения, предназначенного для автоматизации определения оптимального расписания работ, их объема и затрат на реализацию
Сложность алгоритмизации процесса планирования ремонтных работ связана с неоднозначностью цели и необходимостью учета большого количества факторов информации о текущем состоянии зданий, динамики физического износа их конструктивных элементов, приоритетов, зависимости эффективности ремонтов и других величин от времени и т д Традиционный подход к перспективному планированию ремонтных работ жилищного фонда заключается в последовательном решении задач объёмного и календарного планирования при помощи программных средств общего назначения Применение такой схемы для долгосрочного планирования имеет трудности, связанные с необходимостью увязки результатов решения этих задач Проблема состоит в том, что в задаче объёмного планирования в качестве исходных данных используются показатели, определяющие эффективность работ В то же время эффективность работ зависит от их расписания, то есть от результата решения задачи календарного планирования С другой стороны, задача календарного планирования требует набор работ, оптимизация которого проводится путём решения задачи объёмного планирования Таким образом, результаты решения каждой из задач влияют на исходные данные другой, следовательно, целесообразно сформулировать задачу перспективного планирования ремонтных работ в новой постановке, не требующей раздельного объёмного и календарного планирования и определяющей привязку работ ко времени и объектам ремонта
Специальное программное обеспечение, применяемое в настоящее время для планирования ремонтных работ жилищного фонда, имеет развитые средства для решения тактических задач. В то же время оно не решает описанные выше проблемы, в результате чего возникают трудности долгосрочного планирования ремонтных работ Таким образом, разработка математического и программного обеспечения перспективного планирования ремонтных работ жилищного фонда, учитывающего динамику изменения технико-экономических показателей ремонтного плана и позволяющего проводить совместное определение объемов и сроков ремонтных работ, разработка алгоритмов решения оптимизационной задачи поиска оптимального ремонтного плана, а также программная реализация разработанных алгоритмов перспективного планирования являются актуальными проблемами
Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления Международного института компьютерных технологий "Математический анализ сложных систем"
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка специального математического и программного обеспечения перспективного планирования ремонтных работ жилищного фонда,, позволяющего повысить эффективность этого процесса за счёт применения алгоритмов, учитывающих зависимость от времени показателей ремонтного плана и позволяющих совместно определять объём и расписание работ
В соответствии с данной целью были поставлены следующие задачи
анализ подходов к решению задачи перспективного планирования ремонтных работ жилых зданий,
разработка математической модели планирования, позволяющей проводить совместное определение объемов и сроков ремонтных работ, составление долгосрочного плана, максимизирующего экономический эффект с учетом приоритетов и ограничений,
разработка алгоритмов решения оптимизационной задачи, возникающей в рамках перспективного планирования ремонтных работ,
разработка специального программного обеспечения, реализующего модель перспективного планирования ремонтных работ жилищного фонда и алгоритмы решения задачи оптимизации перспективного плана ремонтных работ;
проведение анализа эффективности алгоритмов планирования ремонтных работ
Методы исследования. В работе использованы методы теории вероятностей, дискретной математики, математического моделирования, теории оптимизации, вычислительной математики, искусственного интеллекта, структурного и объектно-ориентированного программирования
Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной
модель перспективного планирования ремонтных работ, позволяющая получить долгосрочный ремонтный план с привязкой работ ко времени и объектам ремонта, отличающаяся совместным определением объемов и сроков работ,
алгоритм получения допустимого плана ремонтных работ, обеспечивающий получение приближенного к оптимальному плана, отличающийся использованием экономической эффективности ремонтных работ в качестве локального критерия,
алгоритм оптимизации допустимого плана ремонтных работ, основанный на принципах метода имитации отжига, учитывающий большую размерность и вычислительную сложность задачи перспективного планирования
специальное программное обеспечение перспективного планирования ремонтных работ жилищного фонда, отличающееся возможностью формирования и оптимизации ремонтного плана, включающего объёмы, сроки проведения работ и их привязку к отдельным зданиям и конструктивным элементам
Практическая значимость заключается в повышении эффективности математического и программного обеспечения процесса перспективного планирования ремонтных работ жилищного фонда В рамках диссертационной работы разработан программный комплекс, реализующий алгоритмы прогнозирования физического износа конструктивных элементов жилых зданий и алгоритмы перспективного планирования, обеспечивающие совместное определение сроков и объемов ремонтных работ
Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные модели используются в комплексе программных средств, который был внедрен в Департаменте жилищно-коммунального хозяйства г Липецка ООО ТУК Правобережная"
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Липецкого филиала Международного института компьютерных технологий при подготовке инженеров по специальности 230101 "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"
Апробация работы. Теоретические и практические результаты, полученные в процессе исследования, обсуждались на Международной научной конференции "Информационные технологии в современном мире" (Таганрог, 2006), III Международной конференции по проблемам управления (Москва, 2006), XII Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (Воронеж, 2006), интернет-конференции "Экономика, управление, информатизация регионов России" (Волгоград, 2007)
Положения работы поддержаны фантом РФФИ №07-07-96403.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежат следующие результаты [3] - математическое обеспечение процесса перспективного планирования и способ конструктивной группировки элементов зданий, [2] -схема применения модели, алгоритм прогнозирования физического износа и распределения ремонтных работ, [4] - алгоритм получения допустимого плана на основе критерия локальной оптимальности, [5] - модели прогнозирования физического износа конструктивных элементов и условия их применения, [6] -алгоритм оптимизации ремонтного плана, [1] - разработанные модели и алгоритмы как часть информационной системы управления жилищным фондом города, [7] - реализация алгоритмов перспективного планирования, [8] -реализация алгоритмов прогнозирования физического износа в составе системы управления жилищным фондом
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 128 наименований, 4 приложений Основная часть работы изложена на 137 страницах, содержит 41 рисунок и 20 таблиц
