Delist.ru

Разработка метода оптимального проектирования размещения сооружений для средств механизации в аэропортах (17.02.2009)

Автор: Сокольников Александр Николаевич

Цель работы – разработка метода оптимального проектирования размещения сооружений для средств механизации в аэропортах на базе математических методов и технических средств.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе сформулированы следующие основные задачи:

Исследование интенсивностей взлетно-посадочных операций в аэропортах различных классов.

Анализ технологии наземного обслуживания воздушных судов и эксплуатационного содержания аэродромов.

Анализ методов расчета оптимальной численности средств механизации.

Разработка метода и программного обеспечения расчета оптимальной численности средств механизации на основе расписания воздушного движения в аэропорту.

Разработка математической модели задачи оптимального размещения на территории аэропортов сооружений для средств механизации.

Решение задачи многокритериальной оптимизации размещения сооружений для средств механизации в аэропорту.

Разработка программного обеспечения метода оптимизации размещения сооружений для средств механизации.

Научная новизна заключается в разработке метода оптимального проектирования размещения сооружений для средств механизации в аэропортах, основанного на системном подходе к исследованию данной проблемы:

получены статистические характеристики движения воздушных судов в аэропортах различных классов на основе исследования фактических данных о взлетно-посадочных операциях;

разработана методика определения количества средств механизации для наземного обслуживания воздушных перевозок;

определены критерии оптимальности и разработана математическая модель размещения сооружений для средств механизации;

разработан метод оптимизации размещения площадок, учитывающий основные критерии и ограничения.

Практическая значимость предлагаемых метода и программы оптимизации проектирования размещения сооружений для средств механизации в аэропортах состоит в возможности использования их для проектирования служебно-технической территории аэропорта при новом строительстве или реконструкции.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы внедрены НТПИ ТИ в процесс проектирования аэропорта г. Саратова в части проектирования служебно-технической территории аэропорта, а также используются в учебном процессе на кафедре «Аэропорты» при чтении раздела «Технология перевозок» дисциплины «Изыскания и проектирование аэродромов».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены на международной научно-технической конференции «Современное состояние и инновации транспортного комплекса» (г. Пермь, 17-18 апреля 2008 г.), 65 и 66 научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ) в 2007-2008 гг.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 работа в научном журнале по списку ВАК РФ.

Достоверность исследований, выводов и рекомендаций обусловлена системным подходом к решению поставленной проблемы.

Достоверность результатов обеспечена большим объемом экспериментального материала, использованием современных методов исследований, статистической обработкой результатов; проверкой результатов проектирования разработанным методом с фактическим размещением сооружений для средств механизации в аэропортах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа содержит 160 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 36 таблиц, библиографический список из 116 наименований, из них 12 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, поставлены цели и задачи исследования, сформулированы научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе приведена классификация основных средств механизации, используемых в настоящее время в аэропортах. В зависимости от назначения средства механизации были разбиты на следующие группы: средства для технического обслуживания воздушных судов, техника для эксплуатационного содержания аэродромов, средства механизации для обслуживания пассажирских и почтово-грузовых перевозок (рис. 1).

Рис. 1. Классификация средств механизации

Основные средства механизации (спецмашины) аэропорта организационно относятся к службе спецтранспорта. Здания и сооружения службы спецтранспорта предназначены для технического обслуживания и ремонта спецмашин и автотранспорта и их хранения.

Средства механизации размещаются на территории службы спецтранспорта – производственно-технологической базы (ПТБ) и в зоне оперативного обеспечения, представляющей собой площадки для стоянки спецмашин, расположенные вблизи служб аэропорта, эксплуатирующих эти спецмашины. Стоянки приписных машин и прицепных механизмов базы аэродромной службы (БАСА) размещаются на ее территории. Для прицепных и самоходных аэродромных средств устраиваются открытые площадки – стоянки, для спецмашин аэродромной службы – открытые и гаражные стоянки.

Размеры объектов ПТБ и БАСА и составляющих их элементов определяются в зависимости от количества размещаемой на них техники, которое, в свою очередь, зависит от интенсивности взлетно-посадочных операций и размеров аэродрома.

Также в первой главе представлен обзор методов расчета средств механизации. Исследованы существующие методы размещения зданий, сооружений и площадей на территории аэропорта. Решением задач оптимального оснащения аэропортов средствами комплексной механизации и автоматизации занимались Горецкий Л. И., Канарчук В. Е., Ткаченко А. С., Фриденберг В. И. Вопросам оптимизации компоновочных решений в проектировании объектов строительства посвящены работы И. П. Минакова, B. C. Тимощука. В значительной степени касаются проблем решения компоновочных задач и другие авторы paбот, связанных с применением математических методов и технических средств в архитектурно-строительном проектировании, например, Авдотьин Л. Н., Нагинская В. С., Стоян Ю. Г. Разработкой метода оптимизации размещения зданий и сооружений служебно-технической территории аэропорта занимался Колесниченко В. Г. под научным руководством профессора Тригони В. Е. Исследованием закономерностей движения воздушных судов в аэропортах и использованием их при проектировании перронов занималась Мунчак Л. А. Исследованию и обоснованию оптимальных размеров привокзальных площадей аэропортов посвящены работы Майоровой В.Л.

Во второй главе уделено большое внимание исследованию интенсивностей взлетно-посадочных операций. Интенсивность движения ВС является случайной величиной, для определения которой необходимо исследовать закон ее распределения и принять одну из теоретических гипотез.

Поток прибывающих и убывающих воздушных судов представляет собой последовательность однородных событий, которые поступают через случайные интервалы при непрерывном отсчете времени.

Во второй главе показано, что поток воздушных судов является простейшим и определяется формулой Пуассона:

- вероятность прибытия (убытия) k судов за время длительностью t;

- интенсивность потока воздушных судов.

Статистический анализ потоков прибывающих и убывающих воздушных судов проводился в 11 аэропортах различных классов. Обрабатывались суточные планы прилетов и вылетов различных групп и типов в различное время года и суток. На рис. 2 приведена гистограмма вылетов-прилетов воздушных судов в аэропорту Домодедово. Для полного анализа потоков судов было сделано и обработано 11298 наблюдений. Полученные статистические данные соответствующим образом обрабатывались.

Главным фактором, определяющим интенсивность движения, является расписание аэропорта, которое увязывается с технологическими операциями, выполняющимися в аэропорту по наземному обслуживанию воздушных судов, заправке, обслуживанию пассажирских и грузовых перевозок.

Однако часто прилеты и вылеты воздушных судов отклоняются от расписания из-за большого количества неучитываемых факторов (готовность воздушных судов отдельных авиакомпаний, метеорологические условия, наличие ГСМ и т.д.). Эти обстоятельства необходимо учитывать при планировании технологических операций и определении количества средств механизации для их выполнения.

Исходными данными для определения вероятностных характеристик функции отклонения воздушных судов от расписания является информация о фактическом времени прилетов и вылетов воздушных судов и расписание. При этом анализируются данные рейсов, имеющих примерно одинаковый характер отклонения от расписания – например, рейсов, выполняемых судами одного типа, группы или авиакомпании.

Исследования по отклонению прилетов ВС от расписания проводились в пяти аэропортах, и было обработано 1400 наблюдений. Были определены параметры распределения отклонений: математическое ожидание, дисперсия, вероятность того, что судно может опоздать, по методике, предложенной Андроновым А. М.. Эти статистические характеристики необходимы для расчета потребности средств механизации наземного обслуживания ВС.

Рис. 2. Гистограмма вылетов-прилетов в аэропорту Москва (Домодедово)

загрузка...