Шевченко Н.Г., проректор по информатизации, Гавриленко Т.В., зав отделом, Кузьмин Р.Е., зав отделом, Живонос В.А., зав отделом, Яровиков А.М., аспирант, Рагозина Е.В., аспирант, Шенцев И.В., аспирант, Руденко В.И., аспирант, Еловой В.Г., студент 4 курса, Сургутский государственный университет, г.Сургут, E-mail: gtv@cit.surgu.ru
Темпы обустройства территории любого ранга зависят от опережающего роста объемов производства а также от готовых к использованию систем транспорта вещества и энергии и, что возможно еще важнее, их развития.
С этих позиций Сибирь и Дальний Восток являются мало освоенными территориями, а ряд других субъектов федерации рассматриваются как стагнационные. Во многом из-за низкой транспортной обеспеченности они не имеют возможности в полной мере освоить и свои природные ресурсы.
В последнее время мы видим презентации планов по восстановлению «до перестроечного» состояния и расширения транспортных систем, однако технологии строительства предполагается применять прежние практически без изменения.
Основная идея наших, пока еще университетских, разработок – «Не догонять прошлое, а создавать будущее!»
Мы осознаем необходимость разработки и внедрения новых новаторских транспортных технологий, экологически чистых и наиболее подходящих для наших северных территорий. Для обеспечения конкурентоспособности рассматриваемых регионов их транспортные системы должны быть гибкими, надежными, эффективными и социально ориентированными. Они должны проектироваться в согласии с природной и социальной средой, служить транспортными каналами между субъектами РФ, геомами, решать геополитические задачи.
В России есть современные технологии и техника, находящиеся в той или иной степени готовности к практическому использованию. Есть и специалисты, разрабатывающие проекты по созданию новейших транспортных систем, и обоснование того, где их нужно создать. В их числе можно назвать Краснова М.А., Соколова В.Г., Юницкого А.Э. Ими созданы технологии строительства с применением различных георешеток; ферментных добавок, использующие местные грунты для создания твердого покрытия прочнее бетона, надземные транспортные средства и технологии с жесткой или гибкой путевой структурой и т.д.
Современный этап технологии проектирования транспортных систем характеризуется жесткими требованиями к темпам проектирования и оформления его результатов. Интеграция «разномастных» систем в комплекс для достижения поставленной цели – дорога, изобилующая массой труднопреодолимых препятствий. Выход из такой ситуации заключается в создании нового комплекса на базе современной инструментальной среды, основой или важной составляющей которой должна являться система обработки пространственной информации, то есть ГИС.
Разрабатываемая в нашем коллективе Система проектирования основана на технологии ArcGIS 9, основным средством разработки является Microsoft Visual Studio 2003. Вся система может быть представлена в виде совокупности специализированных подсистем, каждая из которых решает свою часть функциональных задач. Все подсистемы построены с использованием ArcObject на базе технологии .NET. Интеграция функциональных возможностей ArcGIS (ArcObject) и MS Framework позволяет создавать приложения практически любой сложности. Структура системы проектирования показана на рис. 1. В ней можно выделить четыре основные составные части:
- Базовые технологии. К ним относятся ArcObject и MS .NET Framework.
- Информационные хранилища. Это база данных и база знаний. Хранение данных и базы знаний осуществляется в MS SQL Server 2000.
- Системы управления данными и знаниями.
- Система проектирования. Она представляет собой совокупность подсистем для решения разных функциональных задач.
Рис. 1. Структура системы проектирования.
Создание проекта осуществляется итерационно за счет его постепенного уточнения и модификации. Последовательность использования различных подсистем системы проектирования показана на рис. 2.
Рис. 2. Последовательность взаимодействия подсистем при проектировании.
На первом этапе пользователь визуально указывает первоначальный и конечный пункты, тем самым в системе формируется основное требование – требование к маршруту проектируемой транспортной сети. Подсистема визуализации на данном этапе используется только для указания узловых маршрутных точек на карте. Надо отметить, что эта подсистема используется на всех этапах проектирования и позволяет визуально оценить все этапы модификации проекта. Кроме текущих объектов, система демонстрирует также и другие варианты размещения компонентов транспортной сети, которые появляются в результате уточнения проекта на последующих этапах.
На втором этапе проектирования используется подсистема построения траекторий, которая позволяет построить маршрут в соответствии с требованиями, предъявляемыми компонентами транспортной системы и самой транспортной системой, а также с учетом особенностей физико-географической обстановки. При этом происходит обращение к подсистеме динамического перепроектирования, которая в свою очередь обращается к подсистеме экспертной оценки, формирующей на основании данных в БД и знаний в БЗ решение о качестве полученного на данном этапе решения. В случае положительной оценки происходит переход на следующий этап проектирования. В случае отрицательного результата формируются поправочные воздействия, поступающие в подсистему динамического перепроектирования, которая модифицирует проект в соответствии с изменившимися условиями.
На следующем этапе происходит размещение всех необходимых компонентов транспортной системы, в том числе конструкций и их составляющих, с учетом условий, накладываемых траекторией, инженерно-геологической информацией и т.п. В частности, если говорить о технологии создания транспорта с гибкой путевой структурой, то размещаются опоры, струны, поворотные платформы, станции и т.д. Как и на предыдущем этапе, по завершению компоновки объектов происходит обращение к подсистеме динамического перепроектирования и, при необходимости, осуществляется возврат к предыдущим этапам или внесение изменений в компоновку и размещение связанных объектов.
При проектировании транспортных систем необходимо оценить целый ряд физических параметров будущей системы. Данную задачу выполняет подсистема физико-математического оценивания, которая позволяет определить качество инженерно-строительных решений. Если необходимо, происходит уточнение проекта, а затем в работу включается подсистема имитационного моделирования. Она позволят получить характеристики, связанные с пропускной способностью, пассажиропотоком, грузоперевозками, а также работой ряда автоматических и автоматизированных систем.
Последующие шаги связаны с экономическими расчетами проекта и определением экономической эффективности строительства в рамках существующих ограничений, а также с их оптимизацией для повышения экономической эффективности, как наиболее существенного фактора.
Последним этапом является подготовка проектной и финансово-экономической документации, как неотъемлемой части обеспечения любого проекта.
В целом система является самодостаточной, позволяющей уже сейчас приступить к созданию пилотных проектов различных транспортных систем. Отдельные фрагменты таких разработок представлены на иллюстрациях (рис. 3).
Рис. 3. Примеры представления проектных разработок.
Россия должна не просто обозначить, а существенно усилить свое присутствие на «северах» и «востоках» и, прежде всего, через создание мощных транспортных сетей, на базе использования новых видов транспорта. Надо дать дорогу принципиально новым транспортным технологиям и системам. Это невозможно сделать без внедрения новых высокоэффективных видов строительных материалов, техники и технологий создания и эксплуатации транспортных систем.
В государственных документах по развитию транспортной системы РФ для Западной Сибири предполагается строительство и реконструкция только важнейших участков меридиональных автомагистралей круглогодичного действия. Однако для России в целом прежде всего важны широтные направления транспортных коридоров: «Запад — Восток» с выходом на Северный Урал, Якутию, далее на Магадан, Чукотку и «давно завидный путь» на Аляску через Берингов пролив.
Однако сначала это надо быстро запроектировать, а то можно не успеть своевременно построить.
