Введение к работе
Актуальность теми. В настоящее время во Вьетнаме в связи с распространением многообразных форм хозяйственной деятельности и началом широкого использования микрокомпьютерной техники в организациях, занимающихся планированием, стала актуальной и проблема создания автоматизированных систем планирования и проектирования. Разработанные в ВЦ АН СССР компьютерные системы планирования освоения природных ресурсов и проектирования схем регионального развития неоднократно применялись на практике с большой экономической эффективностью.
При разработке их математического обеспечения использовался подход, основанный на аппроксимационно-комбинаторном методе, в котором особое место отводится различным приемам, позволяющим ускорить процесс проведения расчетов и принятия по нескольким критериям решений, достаточно перспективных для практического внедрения»
Применение микрокомпьютерной техники при проведении расчетов налагает дополнительные требования к разработке специальных (ускоренных) алгоритмов решения оптимизационных задач и комплекса реализующих их программ. Диссертационная работа выполнялась в рамках программы международного сотрудничества между Вычислительным центром РАН и Национальным центром научных исследований СРВ.
Цель работы. Целью диссертации было:
- разработать модели нелинейного программирования, предназначенные для решения задач проектирования системы водоочистных сооружений и коммуникаций;
- г -
построить аппроксимирующие модели для получения приближенных решений задач;
выделить основные критерии, используемые в разработанных моделях и алгоритмах для поиска в диалоге рекомендуемого к внедрению (реального) проекта системы;
разработать алгоритмы ускоренного решения нелинейных и линейных задач размещения водоочистных сооружений с учетом ограничений и нескольких критериев;
разработать приближенные (ускоренные) алгоритмы решений задач построения сети водопроводных коммуникаций с разрывными функциями стоимости ребер;
разработать приемы учета в разработанных алгоритмах нескольких критериев и сервисные программы обеспечения диалогового режима для поиска реального проекта;
рассмотреть вопросы практического применения в условиях Вьетнама программного обеспечения разработанных моделей.
Методы исследования. Задачи оптимизации по одному или нескольким критериям размещения водоочистных сооружений и построения сетей коммуникаций исследуются с помощью аппарата аппрокси-мационно-комбинаторного метода В.Р.Хачатурова» Для построения ускоренных алгоритмов решения задач размещения с учетом нескольких критериев используются правила отбраковки (либо их аналоги) алгоритмов последовательности расчетов, а также специфические способы решения распределительных и транспортных задач. В приближенных алгоритмах, предложенных для построения коммуникационных сетей, использованы некоторые приемы, характерные для алгоритмов последовательного анализа вариантов.
Вычислительные эксперименты проводились на персональных компьютерах типа ІШ PC AT 286.
Научная новизна. В диссертационной работе можно выделить следующие отличающиеся новизной научные результаты:
разработаны динамические модели нелинейного программирования, предназначенные для проектирования размещения водоочистных сооружения и коммуникаций, общие схемы решения поставленных оптимизационных задач с помощью аппроксимационно-комбинаторного метода;
построены аппроксимирующие динамические задачи размещения водоочистных сооружений с приближенным учетом коммуникаций, функции которых удовлетворяют достаточному условию применимости метода последовательных расчетов;
разработаны модели для приближенного решения задач проектирования сетей коммуникаций, для них указаны алгоритмы, приводящие к дереву минимальной стоимости;
описан подход к учету нескольких критериев оценки проектов при построении моделей, способы определения выбранных в качестве основных критериев: экономических показателей и количественных оценок качества функционирования системы (надежности);
с помощью линейных аппроксимаций функций затрат на создание сооружений построены упрощенные задачи размещения, относящиеся к классу задач линейного программирования распределительного типа, и для них разработаны ускоренные алгоритмы нахождения приближенных решений с оценками точности;
для получения приближенных решений нелинейных задач размещения сооружений с ограничениями на производственные мощности и объемы перевозок, решаемых с помощью алгоритмов последовательных расчетов, разработаны ускоренные варианты этих алгоритмов;
разработан оригинальный ускоренный алгоритм получения приближенных решений задачи построения сети водопроводных ком-
муникаций с разрывными функциями стоимости ребер, построена также нижняя оценка стоимости сети, позволяющая использовать ее в алгоритмах последовательных расчетов для решения задач размещения с учетом коммуникаций;
предложен ряд приемов учета нескольких критериев в разработанных алгоритмах нахождения решений задач размещения водоочистных сооружений и построения сети водопроводных коммуникаций;
описан комплекс программных средств, предназначаемых для решения на ПЭШ задач размещения сооружений и построения коммуникационных сетей, организация его информационной согласованности, а также сервисное программное обеспечение диалогового режима выбора рекомендуемых к внедрению проектов.
Реализация и практическая ценность работы. Результаты, полученные при разработке ускоренных алгоритмов решения задач производственно-транспортного типа и построения коммуникационных сетей, могут быть использованы при решении других задач этих классов. Автоматизация проектирования системы коммуникаций и водоочистных сооружений, применяемых для сельскохозяйственных районов, имеет большую практическую значимость для условий Вьетнама, так как позволяет провести экономико-математический обоснованный анализ сложных проблем комплексного освоения новых, малообжитых районов, пригодных для сельскохозяйсгвенной деятельности. Экспериментальные расчеты с помощью комплекса программных средств проводились на основе исходной информации, собранной для анализа проблем развития сельскохозяйственных районов плато Тей-Нгуен.
Апробация работы. Содержание различных разделов диссертации докладывалось на семинаре отдела Методов проектирования
- 5 -развизрющихся систем и отдела Систем математического обеспеченнп ВЦ РЛН (1991,1992 г.г.) на Межгосударственной научной конференции "Экстремальные задачи и их приложения" (Нижний Новгород,1992г.).
Публикации. По теме диссертации имеются 4 публикации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения четырех глав и списка литературы из 18 наименований. Объем диссертации составляет 125 страниц машинописного текста, включая 2 рисунка.
