Совершенствование методов обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог cпециальность
На правах рукописи
КАШКИН НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ
ОБОСНОВАНИЯ РАСЧЕТНОЙ МОЩНОСТИ
ПРОЕКТИРУЕМЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Cпециальность 05.22.06
Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва – 2010
Работа выполнена на кафедре «Изыскания и проектирование железных дорог» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ)
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Быков Юрий Александрович
Официальные оппоненты: доктор технических наук,
доктор экономических наук, профессор
Цветков Виктор Яковлевич
кандидат технических наук, доцент
Кирпичников Константин Александрович
Ведущая организация: Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВНИИЖТ»)
Защита состоится «15» апреля 2010 г. в 1400 часов на заседании диссертационного ученого совета Д 218.005.11 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 127994, Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, ГСП-4, МИИТ, ауд. 1235.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения. Отзывы на автореферат диссертации в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу университета на имя ученого секретаря диссертационного совета.
Автореферат разослан «15» марта 2010 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор технических наук, профессор Ю.А. Быков
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
Актуальность исследования. При определении расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, лицу, принимающему решение (ЛПР), неизбежно приходится иметь дело с такими понятиями, как риск и неопределенность. Задача ЛПР в современных условиях состоит в умении выбирать проектные решения, минимизирующие риски.
Существующий подход к обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, при которой они сдаются в эксплуатацию, основан на исследованиях, выполненных более 50 лет назад в условиях плановой экономики. Такой подход, использующий однокритериальную оценку принимаемых проектных решений, учитывающий только капитальные вложения и эксплуатационные расходы, является недостаточно обоснованным. В настоящее время необходима многокритериальная оценка принятия решения, учитывающая выгоды и издержки.
В современных условиях действующие нормативы разработаны достаточно давно, требуют существенной переработки, что, в частности, выявилось при проектировании сложной железной дороги Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Регламентированные в нормах жесткие сроки для выбора основных параметров дороги – 10-й, 5-й и 2-й годы эксплуатации – не могут быть обеспечены информацией с достаточной степенью достоверности расчетных исходных данных. Перспектива продолжения линии как магистральной с выходом на направления в сторону Магадана и Анадыря по ряду причин может быть на неопределенное время отдалена. Вследствие этого жесткий срок – 10-й год эксплуатации – становится весьма неопределенным, и железная дорога Томмот – Якутск (Нижний Бестях) будет иметь тупиковый характер с соответствующим снижением потребных показателей по мощности – пропускной и провозной способности. Вместе с тем это не освобождает ее от роли в пионерном освоении прилегающей зоны тяготения в Республике Саха (Якутия), в развитии города Якутска и в обеспечении (совместно с водным транспортом Ленского бассейна) полярных территорий Северным завозом. При этом исключительная сложность природной среды (резко континентальный климат, мерзлота с подземными льдами) требует, в свою очередь, анализа и переоценки расчетных сроков усиления оснащенности железной дороги во избежание избыточного удорожания и омертвления капиталовложений.
Предложенный в диссертации подход особенно эффективен при строительстве уникальных железных дорог, для которых разрабатываются специальные технические условия их проектирования (СТУ).
Цель исследования состоит в разработке научно-обоснованной методики определения расчетной мощности проектируемых железных дорог.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:
- Проанализированы существующие методы обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений и основные факторы, влияющие на них;
- Сформирована классификация рисков, применимая к определению расчетной мощности проектируемых железных дорог (с учетом Стратегии развития железнодорожного транспорта до 2030 года);
- Использован подход, основанный на учете выгод и издержек при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
- Применена многокритериальная (качественная и количественная) оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, учитывающая факторы риска и неопределенности;
- Разработана научно-обоснованная методика определения расчетной мощности проектируемых железных дорог, а также ее отдельных устройств и сооружений, учитывающая экспертные оценки.
Задачи исследования: сформулировать и обосновать методику определения расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений. Методика должна позволять рационально использовать материальные ресурсы и денежные средства в условиях риска и неопределенности исходных данных за счет научно обоснованных сроков этапного развития (усиления) мощности проектируемой железной дороги.
Методы исследования. В работе использованы основные положения теории информации, теории вероятностей, теории прогнозирования, методы системного анализа, методы принятия решений, принцип декомпозиции, а также неформальные процедуры, близкие к человеческому мышлению (типа экспертных).
Научная новизна работы состоит в следующем:
- Проанализированы существующие методы определения расчетной мощности и основные факторы, влияющие на нее. На основе этого определены наиболее важные направления исследования по данной проблеме;
- Показано, что в современных условиях необходима многокритериальная оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог;
- Предложена классификация рисков, учитывающая особенности определения расчетной мощности проектируемых железных дорог;
- Разработана научно-обоснованная методика определения расчетной мощности проектируемых железных дорог с учетом современных требований к обоснованию проектных решений. Использован подход, основанный на учете, как издержек, так и выгод в процессе будущей эксплуатации проектируемой железной дороги;
- Разработанная методика может быть использована при создании новых нормативных документов (технических регламентов) устанавливающих расчетную мощность проектируемых железных дорог;
- На основе разработанной методики предложена автоматизированная система поддержки принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, с учетом экспертных оценок;
- Рекомендуемые в СТН Ц-01-95 расчетные сроки при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог в современных условиях должны определяться для каждого конкретного объекта индивидуально, что позволит обоснованно снизить начальные капиталовложения;
- Предложенная методика обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог может быть использована для создания специальных технических условий (СТУ) их проектирования;
- Разработанная методика использована при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Практическая ценность. Разработанная в диссертации методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений с учетом многокритериальной оценки и компьютерной поддержки принятия решений, учитывающая факторы риска и неопределенности методом экспертной оценки, может быть использована при проектировании.
Реализация и внедрение результатов работы. Научно-практические рекомендации диссертации использованы при обосновании расчетной мощности железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях). Методика использована для достижения оптимальных результатов строительства с применением многокритериальной оценки обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений и с учетом факторов риска и неопределенности.
Результаты разработанной методики обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги были использованы при подготовке проектной документации и специальных технических условий проектирования железнодорожной линии Томмот - Якутск (Нижний Бестях).
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения:
- Анализ существующих методов определения расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
- Классификация рисков, их качественная и количественная оценка при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
- Многокритериальная (качественная и количественная) оценка для принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, учитывающая факторы риска и неопределенности. Использован подход, основанный на учете, как издержек, так и выгод в процессе будущей эксплуатации проектируемой железной дороги;
- Методика принятия решений при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, в современных условиях риска и неопределенности состояния внешней среды, с учетом экспертных оценок;
- Реализация разработанной методики при обосновании расчетной мощности проектируемой железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Изыскания и проектирование железных дорог» МИИТа в 2008-2009 гг.; на Неделях науки МИИТа в 2005-2007 гг., на международной конференции в Хабаровске в 2009 г., а также на техническом совете ОАО «Проекттрансстрой» в 2009 году.
Публикации. По результатам работы опубликовано 7 статей, из них одна статья в рекомендованном ВАК РФ издании.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы. Объем работы составляет 164 стр. машинописного текста, в том числе 36 рисунков, 39 таблиц и приложений. Список использованных источников содержит 144 наименования.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, показана научная новизна, практическая значимость работы, сформулированы цели исследования, излагается основное содержание работы.
Большой вклад в развитие вопросов по обоснованию расчетной мощности проектируемых железных дорог, учитывающих факторы риска и неопределенности исходной информации, внесли: Г.Л. Аккерман, Вл. А. Анисимов, Г.Ю. Бирюкова, И. В. Благоразумов, В.А. Бучкин, Н.С. Бушуев, Ю.А. Быков, Б.А. Волков, К.Ю. Ворончихин, А.В. Гавриленков, А.Е. Гибшман, С.М. Гончарук, А.В. Горинов, Б.И. Гороховцев, В.Н. Дегтяренко, Р.Е. Емельянов, А.Н. Ефанов, А.А. Зайцев, И.И. Кантор, К.А. Кирпичников, Т.П. Коваленко, В.Ю. Козлов, А.П. Кондратченко, В.А. Копыленко, И.П. Корженевич, Н.М. Коротовский, В.В. Космин, Н.Б. Курган, А.Д. Ларионов, В.Н. Лившиц, Е.А. Макушкина, В.С. Миронов, Н.С. Нестерова, Г.С. Переселенков, И.Г. Переселенкова, В.А. Подвербный, А.В. Полянский, Ю.Е. Рывкин, Е.С. Свинцов, В.Н. Сидоров, А.В. Соколов, Э.С. Спиридонов, И.В. Турбин, Э.А. Трахтенгерц, В.Я. Цветков, А.А. Цернант, Г.И. Черномордик В.С. Шварцфельд, В.В. Шолин и др.
Следует особо отметить фундаментальный вклад в решение проблемы обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог проектных и научно-исследовательских институтов: ВНИИЖТа, Гипротранстэи, ИКТП, ЦНИИСа, Мосгипротранса, Мосжелдорпроекта, Проекттрансстроя, ПромтрансНИИпроекта, Транспроекта и многих других проектных и научно-исследовательских институтов, университетов и отраслевой академии.
В первой главе проанализированы работы А.П. Кондратченко, Ю.Е. Рывкина, И.В. Турбина, Г.И. Черномордика и др. ученых, посвященные обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений.
Существующий подход к обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений недостаточно соответствует современным условиям проектирования и оценки проектных решений.
В главе сформулированы основные цели и задачи исследования.
Во второй главе диссертации рассматриваются существующие классификации рисков, методики их оценки и определения. Анализ существующих классификаций рисков и неопределенности, используемых в различных сферах деятельности, позволил предложить применительно к обоснованию расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений классификацию, приведенную на рисунке 1.
Рисунок 1 - Классификация рисков при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений
В диссертации приведен алгоритм анализа риска, предполагающий качественную и количественную оценки риска. Для учета фактора риска при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений предлагается использовать такие методы как анализ чувствительности, определение точки безубыточности, анализ сценариев развития проектов, построение дерева решений.
Степень влияния риска на этапах жизненного цикла железной дороги различна. Получение количественной оценки риска затруднительно и требует накопления данных о проектировании, строительстве и эксплуатации железных дорог в современных условиях – при действии риска и неопределенности.
Возникает необходимость учета следующих недостаточно обоснованных условий при определении расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений:
- Определение расчетных сроков этапности усиления мощности для каждой конкретной железнодорожной линии;
- Факторы риска и неопределенности;
- Многокритериальная оценка принимаемых проектных решений.
Процесс поддержки принятия решения несет в себе неопределенность, влияющую на качество решений. Для выбора лучшего решения далеко не всегда удается построить логическую цепочку рассуждений, когда из ряда вариантов нужно выбрать только один, а компромиссы недопустимы. Необходимы обоснованный и понятный способ рейтингования возможных решений, механизм количественного ранжирования, иначе процесс принятия решения может носить неопределенный характер, а потенциальные возможности могут оказаться нереализованными.
В третьей главе изложена разработанная методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений, основанная на многокритериальной экспертной оценке, учитывающая факторы риска и неопределенности. Методика обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений позволяет выбрать вариант перспективной расчетной мощности, для чего использован метод анализа иерархий (МАИ), предложенный американским ученым Т. Саати и известный как метод «стоимость-эффективность», который заключается в выборе проекта с наибольшим отношением выгод к издержкам.
В качестве определяющих параметров возможно использование как стоимостных (чистый дисконтированный доход, капитальные вложения на переустройство объектов инфраструктуры, приведенные затраты и т.д.), так и других количественных и качественных показателей.
На первом этапе методики следует определить, какую задачу необходимо решить – обоснование расчетной мощности (рисунок 2).
Рисунок 2 - Основные этапы методики обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог, ее отдельных устройств и сооружений
Полученная в ходе разработки основных этапов методики информационная база позволяют наметить возможные варианты определения расчетной мощности железных дорог, а с учетом предлагаемой экспертной оценки – выбрать рекомендуемый вариант.
Методика является систематической процедурой для иерархического представления критериев, состоящей в декомпозиции задачи на более простые составные части и в дальнейшей обработке последовательности суждений экспертов, получении приоритетности критериев и нахождении предпочтительной альтернативы расчетной мощности.
Следующим этапом методики является принцип идентичности и декомпозиции решаемой задачи, который предусматривает принятие проектного решения в виде иерархии или сети (рисунок 3).
Рисунок 3 Декомпозиция задачи в иерархию
На первом (высшем) уровне иерархии выявляется общая цель – «Расчетная мощность». На втором и более низких уровнях находят критерии, оценивающие расчетную мощность. На последнем (нижнем) уровне формируют альтернативы принимаемой расчетной мощности, которые должны быть оценены по отношению к критериям, в качестве которых выступают показатели экономической и технической эффективности, а также экологические и социальные последствия от реализации проекта.
После декомпозиции задачи в иерархию необходимо установить приоритеты критериев и оценить каждую из альтернатив по критериям, выявив самую важную из них, что является следующим этапом методики.
При проведении оценок следует рассматривать все сравниваемые критерии, чтобы сравнения были релевантными. Для проведения обоснованных численных сравнений не следует сравнивать более 7±2 критериев. При парных сравнениях задаются параметры: шкала сравнений и способ сравнений.
Для оценки элементов иерархии в методике используется шкала отношений предложенная Саати (таблица 1).
Таблица 1 - Шкала относительной важности
| Интенсивность относительной важности | Определение | Комментарий |
| 1 | Равная важность | Равный вклад двух элементов уровня в элемент вышестоящего уровня |
| 3 | Умеренное превосходство одного над другим | Опыт и суждения отдают легкое превосходство одному элементу над другим |
| 5 | Существенное или сильное превосходство | Опыт и суждения отдают сильное превосходство одному элементу над другим |
| 7 | Значительное превосходство | Одному элементу отдается настолько сильное превосходство, что оно становится практически значительным |
| 9 | Очень сильное превосходство | Очевидность превосходства одного элемента над другим подтверждается наиболее сильно |
| 2, 4, 6, 8 | Промежуточные решения между двумя соседними суждениями | Применяются в компромиссном случае |
| Обратные величины приведенных выше чисел | Если при сравнении одного вида деятельности с другим получено одно из вышеуказанных чисел, то при сравнении второго вида деятельности с первым получим обратную величину |
Результату сравнения пары элементов (критерии, альтернативы) ставится соответствующее значение на шкале, это число есть оценка отношения «весов» элементов («веса» элементов численно выражают их предпочтительность, значимость и т.п.). Разработанная методика предполагает для проведения субъективных парных сравнений использование и других шкал (например, лингвистические переменные, заданные на некоторой количественной шкале). На каждом этапе методики критерии задачи при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений сравниваются попарно по отношению к их воздействию («весу», или «интенсивности») на общую для них характеристику.
Сравнивая набор составляющих задачи попарно, получаем квадратную матрицу, которая обладает свойствами обратной симметричности. Элементом матрицы a(i,j) является интенсивность проявления элемента иерархии i относительно элемента иерархии j.
Относительная сила, величина каждого отдельного элемента в иерархии определяется оценкой соответствующего ему элемента собственного вектора матрицы приоритетов, нормализованного к единице. Процедура определения собственных векторов матриц сводится к вычислению геометрической средней.
Пусть A1, А2,..., An – множество из n элементов рассматриваемого уровня, тогда результаты сравнения этих элементов между собой будут выглядеть так:
| Элемент иерархии | A1 | A2 | ... | An |
| A1 | 1 | b12 | ... | b1n |
| A2 | b21 | 1 | ... | b2n |
| ... | ... | … | 1 | … |
| An | bn1 | bn2 | ... | 1 |
Оценка компонент вектора приоритетов производится по схеме:
| A1 | A2 | ... | An | |||
| A1 | 1 | b12 | ... | b1n | X1=(1b12... b1n)1/n | ВЕС (A1)=X1/ |
| A2 | b21 | 1 | ... | b2n | X2=(b211...b2n)1/n | ВЕС (A2)=X2/ |
| ... | ... | … | … | … | ... | ... |
| An | bn1 | bn2 | ... | 1 | Xn=(bn1... bn,n-11)1/n | ВЕС (An)=Xn/ |
 |
Из группы матриц парных сравнений формируется набор локальных приоритетов, которые выражают относительное влияние множества элементов на элемент примыкающего сверху уровня. Определяется вероятность каждого отдельного элемента через решение матриц, каждая из которых обладает обратно симметричными свойствами. Для этого нужно вычислить множество собственных векторов для каждой матрицы, а затем нормализовать результат к единице, получая тем самым вектор приоритетов.
Весьма важным этапом реализации методики является определение индекса согласованности, который дает информацию о степени нарушения численной (кардинальной, аijаjk =аik) и транзитивной (порядковой) согласованности.
Отклонение от согласованности может быть выражено индексом согласованности:
ИС= (max - n)/(n – 1),
где max – наибольшее собственное значение матрицы суждений, max 
n.
Индекс согласованности, сгенерированный случайным образом, называется случайным индексом согласованности (СИ).
При делении ИС на число, соответствующее случайной согласованности матрицы того же порядка, получаем отношение согласованности (ОС). Величина ОС должна быть порядка 0,1 или менее (в некоторых случаях можно допустить 0,2, но не более). Если ОС выходит из этих пределов, то участникам нужно исследовать задачу и проверить свои суждения.
Полученные приоритеты синтезируются, начиная со второго уровня, вниз. Локальные приоритеты перемножаются на приоритет соответствующего критерия на вышестоящем уровне и суммируются по каждому элементу в соответствии с критериями, на которые воздействует этот элемент. Это дает составной или глобальный приоритет того элемента, который затем используется для взвешивания локальных приоритетов элементов, сравниваемых по отношению к нему как к критерию и расположенных уровнем ниже.
Результатом разработанной методики является выбор предпочтительной альтернативы расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений.
Методика позволяет учитывать как имеющуюся количественную, так и качественную информацию о предпочтениях ЛПР (нравится – не нравится, лучше – хуже и т.п.), что чрезвычайно важно при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений.
Модель, составленная с помощью предлагаемой методики, имеет кластерную структуру. Применение методики позволяет разбить большую задачу на ряд малых самостоятельных задач. Благодаря этому для подготовки принятия решения по выбору расчетной мощности можно привлечь экспертов, работающих независимо друг от друга над локальными задачами железнодорожного строительства. Эксперты могут не знать ничего о характере принимаемого решения, что при необходимости способствует сохранению в тайне информации о подготовке решения.
Практическая реализуемость описанной методики применительно к выбору расчетной мощности показана в четвертой главе диссертации на примере, раскрывающем её особенности и использование соответствующего математического аппарата.
Четвертая глава настоящего исследования посвящена практической реализации методики, изложенной в третьей главе диссертации, на примере железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Малые расчетные грузопотоки на период до 2020 г. включительно и неопределенность их роста в перспективе не позволяют экономически обосновать целесообразные сроки строительства производственной и непроизводственной инфраструктуры.
В качестве расчетной мощности, ориентированной на грузовые перевозки, рассмотрены схемы возможных вариантов открытия раздельных пунктов (учитывающие очередность) железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях) (рисунок 4):
- Вариант А;
- Вариант Б;
- Вариант В.
На участке размещены и запроектированы 24 раздельных пункта с приемо - отправочными путями полезной длиной 1080 м, в том числе одна конечная станция, 4 промежуточных станции и 19 разъездов. Все раздельные пункты запроектированы по поперечной схеме.
Рисунок 4 - Схемы возможных вариантов открытия раздельных пунктов железнодорожной линии Томмот – Якутск (Нижний Бестях)
Необходимо предварительное исследование осуществимости декомпозиции задачи в иерархии выгод и издержек для эффективного ее решения. Возможные варианты решения определены в постановке задачи. Для решения задачи по определению расчетной мощности проектируемой железнодорожной линии в части очередности открытия раздельных пунктов и усиления железной дороги Томмот – Якутск была привлечена группа экспертов.
Следующим этапом методики является анкетирование экспертов и сбор данных для рассмотрения иерархии выгод и издержек. Опрос был проведен среди сотрудников, которые непосредственно занимаются проектированием новой железнодорожной линии. В результате анкетирования были получены определенные оценки по критериям.
На рисунках 5 и 6 представлена иерархическая структура критериев и их подкритериев по обоснованию расчетной мощности, которые представлялись экспертам, т.е. выгод рассматриваемого решения (см. рисунок 5) и издержек (см. рисунок 6).
Рисунок 5 - Иерархия выгод рассматриваемого решения с учетом фактора риска
Рисунок 6 - Иерархия издержек рассматриваемого решения с учетом фактора риска
Эксперты определили значения «весов» критериев при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, в соответствии со своими предпочтениями (к этим оценкам группа пришла путем консенсуса). Отметим, что для оценки критериев эксперты использовали шкалу относительной важности.
Заключительным этапом данного исследования стала практическая реализация многокритериальной оценки обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог с учетом компьютерной поддержки.
Предлагается и описывается один из программных продуктов компании ООО «ДТК Софт» “СППР Выбор“, базирующийся на известном и зарекомендовавшем себя на практике “Методе Анализа Иерархий” (МАИ).
На основании полученных данных определен обобщенный приоритет рассматриваемых альтернатив при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог на основе использования иерархии выгод. Для этого необходимо локальные приоритеты четвертого уровня иерархии умножить на нормализованный вектор весов третьего уровня иерархии выгод:
Осуществление «Варианта А» оказалось более предпочтительным (0,652) для рассматриваемой иерархии выгод.
Следующим этапом являлось определение обобщенного приоритета рассматриваемых альтернатив при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог с помощью иерархии издержек. Для этого необходимо локальные приоритеты четвертого уровня иерархии умножить на нормализованный вектор весов третьего уровня иерархии издержек:
Осуществление «Варианта А» оказалось более предпочтительным (0,236) для рассматриваемой иерархии издержек.
Выгоды, связанные с «Вариантом А», дополнительная безопасность и надежность, возможность быстрого ввода линии в эксплуатацию получили высокие приоритеты.
Обобщенные выгоды и издержки получились следующими:
| Вариант А | Вариант Б | Вариант В | |
| Выгоды (bi) | 0,652 | 0,267 | 0,081 |
| Издержки (ci) | 0,236 | 0,238 | 0,526 |
Уже отмечалось, что один из критериев, который применяется в анализе «стоимость-эффективность», заключается в выборе проекта с наибольшим отношением выгод к издержкам (bi/ci). В этом примере получаем:
| Вариант А | Вариант Б | Вариант В |
| b1/c1=2,762 | b2/c2=1,123 | b3/c3=0,154 |
Окончательные результаты показывают, что «Вариант А» получил абсолютный приоритет.
Однако значения глобальных приоритетов могут меняться местами, если из рассмотрения выводятся факторы риска и неопределенности. Это показывает, какое значение они имеют при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог.
Методика дает удобные средства учета экспертной информации для решения различных задач, отражает естественный ход человеческого мышления при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги. Она дает не только способ выявления наиболее предпочтительного решения задач, но и позволяет посредством рейтингования качественно и количественно выразить степень предпочтительности. Это способствует более полному и адекватному выявлению предпочтений эксперта или ЛПР. Он может порекомендовать проанализировать полученные результаты, вернувшись к начальному этапу декомпозиции задачи, и рассмотреть новые критерии предпочтения. В любом случае полученные результаты представляют собой информацию для ЛПР. Кроме того, оценка меры противоречивости данных позволяет установить степень доверия к полученному результату.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Диссертационное исследование посвящено совершенствованию методов обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог в современных условиях – при наличии риска и неопределенности исходной информации.
В исследовании получены следующие результаты:
- Проанализированы существующие методы обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги и основные факторы, влияющие на нее;
- Предложена классификация рисков, учитывающая особенности определения расчетной мощности проектируемых железных дорог;
- Показано, что в современных условиях необходима многокритериальная оценка принятия решения при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
- Сформирована качественная и количественная оценка обоснования расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений;
- Рекомендуемые в СТН Ц-01-95 расчетные сроки при обосновании расчетной мощности проектируемых железных дорог в современных условиях должны определяться для каждого конкретного объекта индивидуально, что позволит обоснованно снизить начальные капиталовложения;
- Разработанная методика может быть использована при создании новых нормативных документов (технических регламентов) устанавливающих расчетную мощность проектируемых железных дорог;
- Предложенная методика обоснования расчетной мощности проектируемых железных дорог может быть использована для создания специальных технических условий (СТУ) их проектирования;
- На основе разработанной методики предложена автоматизированная система принятия решения по обоснованию расчетной мощности проектируемой железной дороги, ее отдельных устройств и сооружений с учетом экспертных оценок;
- Разработанная методика использована при обосновании расчетной мощности проектируемой железной дороги Томмот – Якутск (Нижний Бестях).
Основные положения диссертации опубликованы в работах:
- Кашкин Н.В., Быков Ю.А. Совершенствование методов определения расчетной мощности проектирования железных дорог // Тр. научно-практ. конф. «Наука – транспорту».– М.: МИИТ, 2005. – С. II-25–II-26.
- Кашкин Н.В., Быков Ю.А. Современные требования к определению расчетной мощности проектируемых железных дорог // Тр. научно-практ. конф. «Наука МИИТа – транспорту».– М.: МИИТ, 2007. – С. II-34.
- Кашкин Н.В., Быков Ю.А. Современные требования к определению расчетной мощности отдельных устройств и сооружений проектируемых железных дорог // Тр. научно-практ. конф. «Наука МИИТа – транспорту».– М.: МИИТ, 2007. – С. 29-30.
- Кашкин Н.В. Расчетная мощность проектируемых дорог // Путь и путевое хозяйство. – 2009. – №6. – С. 17-18.
- Кашкин Н.В. Анализ существующих методов определения расчетной мощности проектируемых железных дорог // Межвуз. сб. науч. тр. «Особенности проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востока». – Хабаровск: ДВГУПС. – 2009. – С. 220-226.
- Кашкин Н.В. Учет фактора риска и неопределенности при определении расчетной мощности железных дорог // Межвуз. сб. науч. тр. «Особенности проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востока». – Хабаровск: ДВГУПС. – 2009. – С. 226-230.
- Кашкин Н.В., Быков Ю.А. Риск и неопределенность на современном этапе развития железнодорожного транспорта // Межвуз. сб. науч. тр. «Особенности проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востока». – Хабаровск: ДВГУПС. – 2009. – С.230-231.
КАШКИН НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ
ОБОСНОВАНИЯ РАСЧЕТНОЙ МОЩНОСТИ
ПРОЕКТИРУЕМЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Специальность 05.22.06
Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
| Подписано в печать 10.03.10. Тираж 80 экз. Формат бумаги 60х84/16 Объем 1,5 п.л. Заказ №138 |
127994, Москва, ул. Образцова, д.9, стр.9,ГСП-4, Типография МИИТа
