Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обоснование объективного критерия планирования работ по ремонту и содержанию в дорожном хозяйстве 9
1.1. Исследование основных современных тенденций в распределении ресурсов на дорожно-ремонтные работы 9
1.2. Оценка и учет текущего состояния автомобильной дороги как определяющие факторы при планировании дорожных работ 20
1.3. Генезис межремонтных сроков и их зависимость от уровня затрат материальных ресурсов на дорожные работы 25
1.4. Анализ основных подходов к прогнозированию результатов проведения планируемых дорожных работ 31
Выводы по І главе 39
Глава 2. Разработка методики моделирования изменений транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 40
2.1. Обоснование критерия моделирования изменений транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 40
2.2. Определение закономерностей изменения транс портно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 48
2.3. Методика моделирования изменений транспортно- эксплуатационного состояния автомобильной дороги 58
Выводы по II главе 74
Глава 3. Построение модели транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 75
3.1. Оценка изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги с помощью функций принадлежности входных переменных 75
3.2. Подготовка исходной информации для модели и получение значений интегральных переменных 90
3.3. Определение прогнозируемого транспортно- эксплуатационного состояния автомобильной дороги по модели и интерпретация полученного результата... 97
Выводы по III главе 109
Глава 4. Эффектршность распределения средств на ремонт и содержание автомобильных дорог ... 107
4.1. Прогнозирование транспортно-эксплуатационного состояния дорог и моделирование его изменений 107
4.2. Определение эффективной стратегии дорожных работ для приведения транспортно- эксплуатационного состояния автомобильной дороги к заданному уровню 123
4.3. Оценка эффективности предлагаемой методики по осуществлению прогноза изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги 129
Выводы по IV главе 137
Общие выводы 138
Литература 139
- Оценка и учет текущего состояния автомобильной дороги как определяющие факторы при планировании дорожных работ
- Определение закономерностей изменения транс портно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги
- Подготовка исходной информации для модели и получение значений интегральных переменных
- Определение эффективной стратегии дорожных работ для приведения транспортно- эксплуатационного состояния автомобильной дороги к заданному уровню
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В современных условиях динамичное и сбалансированное развитие экономики страны напрямую связано с эффективностью функционирования дорожно-транспортного комплекса. В свою очередь технико-экономические показатели работы транспорта в значительной степени определяются технико-эксплуатационным состоянием сети автомобильных дорог. Оценка технико-эксплуатационного состояния имеет крайне важное значение для дорожных организаций при планировании распределения ресурсов на основные виды дорожно-ремонтных работ.
Проблеме комплексной оценки состояния автомобильных дорог для целей планирования дорожных работ посвящены работы таких отечественных ученых, как А.К. Бируля, В.Ф. Бабков, А.П. Васильев, Н.Н. Иванов, М.Б. Корсунский, В.М. Сиденко, В.В. Сильянов, Ю.М. Яковлев, В.В. Столяров, М.С. Коганзон, В.К. Апестин, А.Я. Эрастов, Ю.Н. Розов, а также исследования зарубежных специалистов Н. Zillenbiller, J. Sorenson и др.
В результате работы ряда исследователей созданы автоматизированные системы технической паспортизации и обследования автомобильных дорог, разработана методика экспресс-оценки состояния сети дорог. Однако не все системы оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог, построенные по результатам статистических исследований, достаточно полно учитывают качественную информацию. В связи с этим перспективным является направление научных исследований, сочетающее при моделировании транспортно-эксплуатационного состояния дороги количественную (четкую) и качественную (нечеткую) информацию, получаемую при обследовании автомобильной дороги.
Целью диссертационной работы является разработка системы прогнозирования изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог при планировании распределения ресурсов на работы по ремонту и содержанию на основе количественной и качественной информации о дорогах.
Цель работы определила следующие задачи:
Установление объективных тенденций перспективного развития методики планирования дорожных работ по ремонту и содержанию и определение объективных критериев планирования работ по ремонту и содержанию дороги в зависимости от изменения ее транспортно-эксплуатационного состояния.
Разработка методики моделирования транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги и определение совокупности математических средств для ее практической реализации.
Разработка модели с целью практического прогнозирования изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги в зависимости от комплекса проводимых на ней дорожных работ.
Разработка автоматизированной системы прогнозирования изменений транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги для целей планирования проведения на ней комплекса работ по ремонту и содержанию с использованием построенной по модели компьютерной программы и определение критерия в распределении ресурсов на работы по ремонту и содержанию оптимизирующего значения итогового обобщенного показателя качества дороги.
На защиту выносится:
1. Совокупность теоретических положений и установленных зависимостей, определяющих влияние работ по текущему ремонту на транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог.
2. Методика моделирования во времени транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог и прогнозирование на ее основе характера и степени разрушения дорог при планировании работ по ремонту и содержанию.
3. Результаты практических расчетов предполагаемого качества девяти автомобильных дорог при осуществлении на них комплекса дорожных работ и установленные для каждой автодороги численные критерии в распределении средств на работы по ремонту и содержанию оптимизирующего значения итогового показателя качества в рамках выделенных лимитов средств. Объектом исследования являются существующие автомобильные дороги второй и третьей технической категории с капитальным типом покрытия из асфальтобетона, проходящие в четвертой и частично пятой дорожно-климатических зонах.
Предметом исследования является совокупность факторов определяющих закономерности изменения транспортно-эксплуатационного состояния в процессе функционирования автомобильной дороги с учетом планируемых к проведению работ по ремонту и содержанию.
Методы и средства исследования. Исследования проводились на основе комплексного подхода к моделированию изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги при проведении на ней ремонтных работ и мероприятий по содержанию, а также с учетом влияния на дорогу погодно-климатических факторов, состава и интенсивности движения. Теоретические исследования выполнены с использованием логико-лингвистического подхода теории нечетких множеств, теории принятия решений при множестве факторов, выбора приоритетов метода анализа иерархий, метода моделирования систем поддержки принятия управленческих решений и др.
В основу исследований положено предположение о базовой роли работ по содержанию и текущему ремонту для целей поддержания транспортно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги на нормативном уровне.
Научная новизна. Научную новизну диссертационного исследования составляют:
Разработанная система прогнозирования изменения во времени транспортно-эксплуатационного состояния дорожной сети, позволяющая намечать рациональные сроки и виды дорожных работ и определять требуемые для этого ресурсы на основе качественных суждений экспертов.
Разработанная модель, позволяющая объективно прогнозировать изменение транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог на основе логико-лингвистического подхода к моделированию ее основных параметров.
Разработанный алгоритм поддержки принятия управленческих решений, позволяющий прогнозировать эффект, заключающийся в изменении транспортно-эксплуатационного состояния автодороги при проведении ремонтных работ и мероприятий по содержанию на стадии планирования.
Практическая ценность. Предлагаемая методика позволяет с минимальными затратами средств и времени, используя качественные данные натурных наблюдений автомобильных дорог и(или) количественные результаты диагностики, создавать автоматизированные банки дорожных данных и на их основе прогнозировать дальнейшие изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог на стадии планирования дорожных работ.
Реализация работы. Основываясь на предложенной методике и используя результаты натурных исследований основных показателей транспортно-эксплуатационного состояния следующих автомобильных дорог: «Плотников П-Секачи-Елань», «Новоаннинский-Киквидзе-Елань-Рудня-Жирновск», «Новоаннинский-Алексеевская-Усть-Бузулукская», «Михайловка-Серафи-мович-Суровикино», «Западный обход г. Волгограда», Подъезд к г. Элиста от автодороги «Каспий», Астрахань-Лиман-Каспийский-Кизляр-Сулак-Ма-хачкала, Астрахань-Элиста-Ставрополь, Волгоград-Каменск-Шахтинский, общей протяженностью более 800 км, был осуществлен прогноз изменения их итогового показателя качества. Для указанных автомобильных дорог на базе созданной программы для IBM PC были установлены пропорции в распределении средств на ремонт и содержание, оптимизирующие их планируемое транспортно-эксплуатационное состояние в рамках выделяемых на дорожные работы средств.
Разработанная по результатам исследований программа «Автоматизированная система прогнозирования ТЭС АД» может быть использована специалистами дорожных организаций, выполняющих функции заказчиков и подрядчиков в области работ по содержанию и ремонту автомобильных дорог на стадии принятия решений о необходимых средствах и видах дорожных работ, а также для перспективного планирования работ и учета состояния дорог.
Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты, полученные в процессе работы по теме диссертации обсуждались на шестой региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области, ежегодных научно-технических конференциях ВолгГАСА в 2001, 2002 и 2003 годах.
Публикации по теме. Основные положения диссертации опубликованы в четырех печатных работах.
Оценка и учет текущего состояния автомобильной дороги как определяющие факторы при планировании дорожных работ
Большое количество показателей технического уровня и эксплуатационного состояния дорог привело к необходимости комплексной оценки, которая позволяет глубоко и всесторонне проанализировать транспортно-эксплуатационные характеристики дороги. Комплексная оценка позволяет планировать мероприятия по ремонту и содержанию дорог.
Все методы оценки по комплексному показателю можно условно разделить на три группы: оценка качества и состояния дорожных одежд, оценка совместного влияния геометрических элементов покрытия на скорость и безопасность движения и оценка качества и уровня содержания по потребительским свойствам [81]. Оценка качества и состояния дорожных одежд осуществляется экспертным путем визуально по наличию на покрытии дефектов. Визуальную оценку применяют для ориентировочного определения объемов дорожно-ремонтных работ. Первоначально СоюзДорНИИ была предложена трехбалльная система оценки прочности. В ХАДИ для оценки эксплуатационного качества проезжей части, допускаемых скоростей движения и расхода топлива было предложено использовать показатели толчкомера [18]. Затем разработали более подробную классификацию покрытия по прочности, выделяющую пять состояний по визуальной оценке [75]. В дальнейшем для более полной и точной оценки дорожной одежды была предложена система из пяти групп показателей: коэффициентов прочности, ровности (службы), скользкости, износа покрытий и интенсивности движения [131]. Характерно, что указанные показатели не приводят к единому, а рассматривают как группу отдельных показателей. В ХАДИ разработана методика оценки эргономических и эстетических качеств дорог по соответствию дорог функциональным требованиям водите ля [159]. В работе [132] было предложено учитывать субъективную оценку качества покрытия водителем. За рубежом широко используют методику определения индекса эксплуатационной надежности покрытия как показателя комплексной оценки дорог. Следует подчеркнуть, что общее состояние дороги характеризуют рядом изменяющихся показателей ровности покрытий, наличием в них трещин, шелушения и выбоин, снижением шероховатости и возникновением колей [153]. Таким образом, этот показатель нельзя считать комплексным, так как он оценивает только состояние покрытия.
При оценке совместного влияния геометрических элементов покрытия на скорость и безопасность движения наиболее простым является метод сравнения различных участков по абсолютному числу происшествий или по километровому графику ДТП. Недостаток этого метода в том, что он не учитывает интенсивность движения. Более надежна оценка по коэффициенту происшествий, который характеризует число ДТП, приходящихся на 1 млн. авт.-км пробега. Для оценки условий безопасности движения применяют также метод коэффициентов аварийности [10]. Для развития этого метода предложен методика построения сезонных графиков коэффициентов аварийности, которые характеризуют условия безопасности движения в различные периоды года [31, 32]. При этом значения частных коэффициентов аварийности назначают в зависимости от фактических параметров и характеристик дороги, соответствующих состоянию в данный период. Для оценки безопасности движения на эксплуатируемых дорогах этот метод является основным.
Предпринимались многократные попытки разработать методы обобщенной оценки состояния дорог по одному показателю. Так, для оценки технического состояния местных автомобильных дорог в КАДИ был предложен метод коэффициентов соответствия [58]. При этом методе не учитывается прочность дорожной одежды, состояние мостов, инженерное оборудование и обустройство. Важно отметить, что указанная методика легла в основу ряда нормативных документов по диагностике и определению видов дорожно-ремонтных работ [119,120,121]. Рекомендуемые в разработках МАДИ обобщенные показатели уровня состояния дорог определяются в относительных значениях, приближенных к единице. Они определяются путем перемножения частных единичных показателей относительного уровня состояния автомобильной дороги. Авторы [56] считают, что разнообразие критериев оценки, условность их восприятия, отсутствие стоимостного измерения не позволяют практически применять указанные показатели. Предлагается оценка состояния дорог с помощью интегрального и частных показателей уровня состояния сооружений. Интегральный показатель относительного уровня состояния дорог устанавливается в процентном выражении. После ввода объекта в действие интегральный показатель приближается к 100% . К концу срока службы дороги интегральный показатель отражает ликвидационную стоимость сооружения. Таким образом, разработан метод стоимостной оценки изменения технических параметров дорог и уровня технико-эксплуатационного состояния объектов.
Определение закономерностей изменения транс портно-эксплуатационного состояния автомобильной дороги
Рассмотрим элементы теории нечетких множеств, используемые нами для принятия решений в области распределения ресурсов между работами по ремонту и содержанию. На первом этапе определим круг переменных, используемых в модели ТЭС АД. Нечеткой переменной будем называть тройку (ее, X, C[ccyj, где а -название нечеткой переменной, X — \х\ - область ее определения базовое множество), С(а) = М№с(а) \х) х)\ ( e Q - нечеткое подмножество множества X, описывающее ограничения на возможные значения а. Лингвистическая переменная характеризуется набором (А Т(0), X, G, м) , в котором р - название лингвистической переменной; Т(Р) - терм множество лингвистической переменной /?, т.е. множество лингвистических (вербальных) значений переменных, причем каждое из этих значений является нечеткой переменной с областью определения X; G - синтаксическое правило, порождающее наименования ее є Т{Р) вербальных значений лингвистической переменной Р\ М - семантическое правило, которое ставит в соответствие каждой нечеткой переменной ее є Ту/3) нечеткое множество С (ее) - смысл нечеткой переменной а.
Поясним на примере. Пусть оценивается стоимость ремонта автомобильной дороги с помощью понятий «малая», «средняя», «высокая». Стоимость ремонта изменяется от 100 до 5000 тыс. руб. Формализация такого понятия может быть проведена при помощи лингвистической переменной ( Стоимость", Т, [100,5000]), где Г = {"Малая", "Средняя", "Высокая"}. Значения лингвистической переменной «Стоимость» из терм-множества Т описываются нечеткими переменными, соответствующими наименованиями и ограничениями на возможные значения. Например, значение «малая» задается нечеткой переменной ("малая", [100,5000], С), где нечеткое множество может быть следующим: С = {(1/100), (0,8/200), (0,6/1000), (0,2/2000), (0,1/3000)}. Примерный вид непрерывных функций принадлежности нечетких множеств, описывающих значения лингвистической переменной «Стоимость», приведен на рис. 2.9. РС(с большая» Согласно [4], на втором этапе необходимо построить функции принадлежности, рассмотренные на первом этапе переменных. 1000 2000 3000 4000 5000 Рис. 2.9. Примерный вид функций принадлежности нечетких множеств лингвистической переменной Существует несколько точек зрения на содержательную интерпретацию функции принадлежности [1, 22]. В большинстве «Стоимость ремонта дороги» известных работ по теории нечетких множеств считается, что функция принадлежности — это некоторое невероятностное субъективное измерение нечеткости, и что она в корне отличается от вероятностной меры. В противовес этому в работе [150] величина цА(х) трактуется как условная вероятность на блюдения события А при наблюдении х. В дальнейшем в нашей работе мы будем придерживаться первого определения.
Существует два класса построения функций принадлежности множест ва А : прямые и косвенные. При использовании прямых методов степени принадлежности элементов множества X непосредственно задаются либо одним экспертом, либо коллективом экспертов. Косвенные методы основаны на более «осторожном» использовании человека в качестве измерительного прибора. Эти методы применяются для снижения субъективного влияния на результаты построения функции принадлежности за счет разбиения общей задачи определения степени принадлежности ЦА(Х) ДЛЯ каждого элемента хєХ на ряд более простых подзадач, а также в случае сложности получения количественных оценок степеней принадлежности. Наиболее показательным для этой группы методов является метод попарных сравнений [187].
В нашей работе для построения функций принадлежности мы будем использовать прямой метод построения функций принадлежности как наиболее доступный с опорой на данные, характеризующие переменные в нормативно-технической литературе. Исходя из установленных в технических справочниках СНИПах, ГОСТах и климатологических справочниках значений показателей ТЭС АД, погодно-климатических факторов и характеристик транспортного потока, устанавливаются лингвистические шкалы.
В модели ТЭС АД числовая переменная ставится в соответствие лингвистической переменной. Так, лингвистической переменной «Стоимость ремонта» соответствует числовая переменная, принимающая значения 0, 1,2, ..., 5000 млн. руб. Эта числовая переменная называется базовой переменной [38]. При этом лингвистическое значение «средняя стоимость» можно интерпретировать как название некоторого нечеткого ограничения на значение базовой переменной, а само нечеткое ограничение на значение базовой переменной характеризуется функцией совместимости, которая каждому значению базовой переменной ставит в соответствие число из интервала [0, 1], определяющее меру совместимости этого значения с нечетким ограничением. На данном этапе моделирования мы должны располагать значениями всех базовых переменных, входящих в модель ТЭС АД.
В заключении описания данного этапа отметим, что функции принадлежности всегда являются гипотезами. Они дают субъективное представление эксперта об особенностях исследуемой операции, о характере ограничений и цели исследования [112]. На третьем этапе нам необходимо задать конкретные значения переменных с отображением их на полученных на предыдущем этапе соответствующих функциях принадлежности. Четвертый этап предполагает определение весовых коэффициентов критериев. Один из возможных вариантов - вычисление вектора приоритетов для матрицы парных сравнений критериев относительно цели выбора [54]. Кроме того, на данном этапе необходимо нормализовать значения всех переменных, а также их функции принадлежности. На пятом, заключительном этапе моделирования планируется осуществление свертки имеющейся информации с целью выявления оптимальной альтернативы распределения ресурсов. В многокритериальных задачах принятия решений существует обширный класс процедур выбора, основанный на ска-ляризации векторного критерия эффективности. В них обычно используется некоторый обобщенный критерий [114], который по существу является сверткой векторного критерия эффективности. Нами будут рассматриваться свертки для операций объединения и пересечения нечетких множеств, предложенные Заде [193]. Для реализации механизма композиционного вывода необходимо охарактеризовать нечеткое отношение. Существует достаточно большое число нечетких отношений, используемых в композиционных правилах вывода. Среди них следует отметить отношения, предложенные Л. Заде [192], Е. Мамдани [180] и М. Мидзумото [98].
Подготовка исходной информации для модели и получение значений интегральных переменных
В данном параграфе рассмотрим процесс сбора и представления начальных данных в виде лингвистических переменных. Представленное на схеме деление не случайно. Это делается для облегчения построения системы управления состоянием автомобильной дороги — в дальнейшем мы будем работать не с совокупностью w-переменных, совместно характеризующих начальное состояние объекта, а всего с одной комплексной переменной. Это касается и представления данных относительно среды управления. Здесь вместо совокупности дя-переменных, совместно характеризующих воздействие среды управления на объект, мы будем оперировать одной комплексной переменной. В параметрах управления нами выбирается либо ремонт, либо содержание, поэтому переменная, характеризующая степень их воздействия на объект, будет непосредственно подаваться на вход в систему.
Входные данные в рамках одной группы (рис. 3.9) представим в виде дерева параметров. Каждая группа входных данных состоит из нескольких иерархических уровней. Так, например, переменная «Ровность покрытия» (см. рис. 3.11) входит в состав переменной «Проезжая часть», наряду с рядом других переменных своего уровня («Прочность покрытия», «Шероховатость покрытия» и пр.). В свою очередь надлежности комплексных переменных в модели ТЭС АД.
Далее находим отношения заданных экспертами переменных к их весам. Полученные при этом значения отражаются на полученных в результате нормализации функциях принадлежности. В результате нормализации доля легких грузовиков в транспорт функциях принадлежности составляет 0,825%, средних - 0,8%, а тяжелых -0,4%. Графически нормализованные значения переменных-листьев представим нарис. 3.13.
Отметим, что для отражения значений переменных на построенных для них ранее функциях принадлежности, используется альфа-срез, определение которого мы приводили в предыдущем параграфе. Из альфа-срезов для каждой переменной образуется альфа-срез для правила в целом. При этом для осуществления операции композиции берется минимальный из альфа-срезов правил.
После формирования функций принадлежности переменных-листьев, вычисления функций принадлежности интегральных переменных, а также получения заданий интегральных переменных согласно схеме, представленной на рис. 3.1, мы переходим к заключительному этапу - композиционному выводу с целью определения прогнозируемого ТЭС АД. 3.3. Определение прогнозируемого ТЭС АД по модели и интерпретация полученного результата
На первом этапе для заданных значений интегральных переменных и, исходя из функций принадлежности, находятся степени истинности для предпосылок каждого из двух приведенных правил (рис. 3.15).
На втором этапе происходит «отсекание», так называемый, «alpha-срез» функций принадлежности заключений правил на уровнях 0,47, 0,25 и 0,48. Отсеченные области выделены штриховкой на графиках 7 и 8 рис. 2.18.
На третьем этапе рассматриваются усеченные на втором этапе функции принадлежности и производится их объединение с использованием операции max, в результате чего получается комбинированное нечеткое подмножество, описываемое функцией принадлежности juzfxj и соответствующее логическому выводу для выходной переменной - «Конечное ТЭС АД». Выходная переменная отражается заштрихованной фигурой на графике 9 рис. 3.15. То есть в результате реализации данного этапа получаем значение выходной переменной - конечного ТЭС АД в нечетком виде - «хорошее—удовлетворительное». Наконец, на четвертом этапе находится четкое значение выходной переменной, то есть осуществляется процедура дефаззификации (приведения к четкости).
Определение эффективной стратегии дорожных работ для приведения транспортно- эксплуатационного состояния автомобильной дороги к заданному уровню
В предыдущем параграфе мы продемонстрировали, как реализованная нами в виде программного продукта модель изменяющегося ТЭС АД способна предсказывать нам поведение реального объекта при заданных начальных условиях.
Однако на практике мы зачастую сталкиваемся с обратной задачей. Иными словами, в рамках данного параграфа мы продемонстрируем возможности модели по выбору эффективной стратегии ремонтных работ. Здесь оговоримся, что под «эффективной стратегией ремонтных работ», мы будем понимать не распределение денег между ремонтом и строительством по объектам и годам планового периода.
В данном случае мы постараемся выявить критерий распределения средств между ремонтом и содержанием в рамках одной дороги с тем, чтобы итоговое ТЭС этой дороги соответствовало заданному нами изначально.
Как уже было отмечено нами ранее, модель транспортно-эксплуатационного состояния автодороги была воплощена нами в программе. Алгоритм работы программы, направленной на решение поставленной задачи, представим на рис. 4.5.
Первый и второй этапы в целом аналогичны предыдущему алгоритму. Однако, существует и значительное отличие. При вводе данных мы ничего не знаем ни об уровне содержания, ни об уровне ремонта, ни тем более, о соотношении затрат на эти группы работ. Мы располагаем лишь данными о желательном, по тем или иным причинам, ТЭС АД.
На третьем этапе, как следует из блок-схемы, осуществляется процедура, называемая двойной цикл. Суть ее заключается в том, что программой осуществляется перебор всех возможных вариантов соотношений ремонта и содержания. Программа остановит работу только тогда, когда найдет такое соотношение между объемами работ по ремонту и содержанию, при реализации которого автомобильная дорога будет приведена к заданному пользователем транспортно-эксплуатационному состоянию. В процессе осущест Начало Ввод данных, характеризующих начальное состояние четырех конструктивных злемен-у топ автомобильной лороги Ввол данных, характеризующих начальное состояние среды, воздействующей паашо-мобильную лороіу Ввод данных, характеризующих уровень ремонта на данной автодороге в течении года Ввод данных, характеризующих уровень содержания на данной автодороге в течении года вления процедуры двойного цикла выполняется последовательный расчет значений интегральных показателей и вычисляется точное значение выходной переменной -прогнозируемого ТЭС АД через год эксплуатации.
Вычисление значений интегральных переменных: «Начальное ТЭС АД». «Уровень воздействия среды» и «Уровень ремонта (содержания)» Расчет прогнозируемого ТЭС АД на основе заложенных начальных данных, разработанных функций принадлежности и базы знаний, составленных экспертами
Рассмотрим на конкретном примере задачу по определению критерия в распределении средств между работами по ремонту и мероприятиями по содержанию при заданном к получению пользователем итоговом качестве автомобильной дороги. Как правило, дорожные организации не в полной мере располагают требуемыми средствами для приведения автомобильных дорог и дорожных сооружений в установленный нормативными документами высокий уровень транспортно-эксплуатационного состояния. В связи с этим, рассмотрим пример, когда мы располагаем ограниченным количеством финансовых ресурсов. Исходя уже из этих средств, требуется определить критерий в их распределении с тем, чтобы получить наилучшее ТЭС автодорог.
Рассмотрим фактическое распределение средств на используемых нами в качестве примера автомобильных дорогах и сравним итоговый показатель качества при данном распределении с показателем качества спрогнозированным автоматизированной системой при поиске и реализации оптимального критерия распределения средств.
Осуществляемое на практике распределение средств между работами по ремонту и мероприятиями по содержанию и спрогнозированное качество дороги при данном распределении представим в табл. 4.4. Отметим, что под «работами по ремонту» понимаются работы по усилению дорожной одежды дополнительными слоями асфальтобетона, а под содержанием в первую очередь ямочный ремонт и своевременное устранение незначительных дефектов дорожной одежды и земляного полотна.
В рамках данного параграфа мы проведем анализ результатов, получаемых с помощью разработанной методики прогнозирования изменения ТЭС АД применительно к существующим нормативным методикам. Кроме этого, определим эффективность перераспределения финансовых ресурсов между работами по ремонту и содержанию.
В настоящее время в дорожной отрасли действует ряд документов, регламентирующих как механизм оценки ТЭС АД и формирования на ее основе информационного банка данных о состоянии дорог, так и порядок назначения ремонтных работ и определения величины эффекта от их проведения.
Указаниями по оценке эффективности дорожно-ремонтных работ (ВСН 2-80) [147] в качестве критерия оценки состояния автодороги для целей назначения ремонта предлагается использовать четыре показателя. Это показатели скорости движения, безопасности движения, прочности дорожной одежды и показатель непрерывности движения. На основе этих четырех показателей формируется показатель себестоимости перевозок, по которому судят о состоянии дороги в целом. Эффект же от проведения ремонтных работ на конкретной автодороге в соответствии с ВСН 2-80 определяется как разность снижения себестоимости перевозок за счет проведения ремонта и собственно стоимости ремонта. Подобным же образом оценивается эффективность дорожно-ремонтных работ предлагается и в ВСН 24-88 [145]. Отметим, что в обоих документах содержанию не уделяется должного внимания. В частности, в [145] считается, что работы по содержанию планируются в соответствии с установленным заданием качества и включают четкую номенклатуру работ. В действительности, как нами было показано в первой главе, это не соответствует сложившейся практике, и финансирование работ по содержанию осуществляется по остаточному принципу.
Таким образом, если эффект от проведения работ по ремонту, следуя указаниям данных документов, можно определить, то по содержанию этого сделать не представляется возможным. Разработанная же нами методика позволяет определять эффект от проведения работ по содержанию, при этом учитывается, что само содержание может выполнятся на различном уровне. Не менее важно отметить, что эффект от выполнения работ в предлагаемой нами методике определяется понятием «Соответствие ТЭС нормативным требованиям» и выражается гораздо большим числом показателей (см. табл. 4.13).
При выборе критерия оценки состояния дороги мы ориентировались на более применяемые в настоящее время методики. Ими в частности являются ВСН 6-97 [121] и введенный в связи с программой обновления нормативной базы ОДН218.0.006-2002 [119]. Однако перечисленные документы предлагают в качестве критерия обобщенный показатель качества состояния, основанный на десяти составляющих, называемых коэффициентами обеспеченности расчетной скорости, а также показатель инженерного оборудования и обустройства и показатель уровня эксплуатационного содержания. В предлагаемой нами методике тоже используется в качестве критерия показатель качества состояния автодороги, но в отличие от [119, 120, 121], он формируется на основе гораздо большего спектра составляющих. При выборе критерия мы ориентировались как на показатели, получаемые по материалам диагностики, так и на перечень показателей состояния конструктивных элементов автомобильной дороги закрепленных [44].
