автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизированное проектирование территориальных схем развития технологической базы строительства

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОСНОВНЫХ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫМ СТРОИТЕЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ.

1.1. Специфика строительного производства и основные типы управленческих решений в строительстве.

1.2. Структурные изменения инвестиционо-строительного комплекса в период перехода экономики к рыночным отношениям.

1.3. Тенденции развития регионального инвестиционно-строительного комплекса на современном этапе.

1.4. Выводы по 1 главе.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ СХЕМ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ СТРОИТЕЛЬСТВА.

2.1. Использование системотехнического подхода в проектировании технологической базы регионального инвестиционно-строительного комплекса

2.2. Научная гипотеза исследования.

2.3. Формулировка этапов проектирования технологической базы РИСК, методологическая схема исследования.

2.4. Выводы по 2 главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ СХЕМ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ БАЗЫ СТРОИТЕЛЬСТВА.

3.1. Постановка задач автоматизированного проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства.

3.2. Характеристика основных этапов автоматизированного проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства.

3.2.1.Декомпозиция территории на площади строительных работ.

3.2.2.Проектирование номенклатуры наиболее вероятных технологий строительного производства.

3.2.3.Определение списка строительных материалов, конструкций и изделий для наиболее вероятных ТСП.

3.2.4. Построение вариантов замкнутых зон поставщиков и потребителей строительных материалов.

3.2.5.Оценка состояния технологической базы территориального строительства ЛПР и принятие проектного решения.

3.3. Математическая постановка и решение задачи проектирования номенклатуры наиболее вероятных технологий строительного производства для данной территории.

3.4. Структура и использование базы данных экспертной информации.

3.5. Математическая постановка и решение задачи построения замкнутых зон поставщиков и потребителей строительных материалов, конструкций и изделий

3.6. Информационные технологии картографической визуализации и территориальных схем ТБ РИСК для поддержки проектных решений.

3.7. Общая структура САПР территориальных схем развития технологической базы строительства.

3.8. Выводы по 3 главе.

ГЛАВА 4. ВНЕДРЕНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Практическая значимость метода проектирования территориальных схем технологической базы РИСК.

4.2. Внедрение результатов исследования.

4.3. Дальнейшие задачи развития систем автоматизированного проектирования территориальных схем технологической базы строительства.

Актуальность работы. Строительство является составной частью экономики страны, базовой отраслью, обеспечивающей развитие и освоение инвестиций. Оно имеет тесные взаимосвязи со всеми секторами и отраслями экономики, социальной сферы, выступая поставщиком своей конечной продукции.

В последние годы рынок строительной продукции повышает требования к потребительским качествам возводимых объектов. Это ведёт к использованию технологий, обеспечивающих возведение более долговечных, эргономичных, экономичных зданий. Вследствие этого рынок строительных услуг и материалов характеризуется повышенным спросом на качественные, экологические, технологичные, лёгкие материалы, конструкции и изделия, обеспечивающие необходимые потребительские качества строительной продукции. Одновременно значительно изменились задачи современного градостроительства, главный акцент которого - переустройство, рационализация и интенсификация использования уже застроенной территории. Это ведёт к использованию более прогрессивных технологий строительного производства, требующих более качественных материалов, более современного оборудования, прогрессивных методов организации производственного процесса.

В условиях современного инвестиционного кризиса важным положительным фактором для потенциальных инвесторов является возможность уменьшения капиталоёмкости строительства. Системное рассмотрение проблемы уменьшения стоимости строительства подразумевает концентрацию и взаимодействие усилий всех уровней управления строительным производством, в том числе на региональном уровне управления строительной отраслью.

Таким образом, существует объективная необходимость в проектной документации, отражающей развитие и изменение строительной отрасли в регионе, её технологической производственной) базы, согласованной с целями и планами градостроительства, запросами рынка строительной продукции и экологическими требованиями.

Принятие решений, отражающих динамику структуры инвестиционно-строительного комплекса, с учётом объективных тенденций развития строительной отрасли, требует системотехнического подхода и многовариантного рассмотрения проектных решений, которые могут достигаться автоматизацией процессов проектирования и принятия проектных решений в среде САПР.

Цель исследования: разработка метода автоматизированного проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства.

Объектом исследования настоящей работы выбран региональный инвестиционно-строительный комплекс как сложная система, включающая технологическую базу строительства в регионе.

Предметом исследования являются модели и методы проектирования территориальных схем развития технологической базы строительного производства в регионе.

Научная гипотеза исследования состоит в том, что состав технологической базы строительства в регионе зависит от номенклатуры технологий строительного производства, которые с наибольшей вероятностью в условиях рыночной экономики будут использоваться в проектных решениях конструктивных элементов зданий на данной территории и тем самым будут определять номенклатуру потребляемых строительных материалов, конструкций и изделий.

Задачи исследования:

• анализ объективных тенденций в преобразовании региональных инвестиционно-строительных комплексов;

• разработка структуры базы данных экспертной информации;

• разработка лексического интерфейса для ввода экспертной информации;

• разработка методики отбора технологий строительного производства, наиболее вероятных для использования в данной местности на основе использования статистического анализа;

• адаптация балансовой методики построения условно-замкнутых зон поставщиков и потребителей строительных материалов на основе кластерного анализа;

• разработка информационных технологий визуализации и оценки проектных решений;

• разработка общей структуры САПР технологической базы РИСК. Методологическая база исследования: системотехника строительства, разделы математической кибернетики: теория статистических решений, распознавание образов с использованием кластерного анализа, картографическая инфография.

На защиту выносятся:

1. Научная гипотеза развития технологической базы регионального строительства;

2. Метод автоматизированного проектирования территориальных схем развития технологической базы РИСК,

3. Общая структура САПР ТБ РИСК.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на секции «Строительство» Российской инженерной академии, в организациях Мин-мособлстроя, Государственного проектно-производственного строительного объединения (г. Брест), на Международной научно-практической конференции 5 июля 2000 года (г. Брест).

Внедрение результатов работы. Результаты исследования и предложенный метод проектирования технологической базы строительства, использован при разработке отдельных разделов региональной целевой программы «Развитие и модернизация базы стройиндустрии Московской области», при построении концепции реорганизации структуры управления строительным комплексом Брестской области Республики Беларусь. Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 7 работ.

Структура диссертации включает введение, четыре главы, основные выводы, список литературы (75 источников). Объём диссертации 109 страниц, 6 таблиц, 10 рисунков.

Общие выводы исследования

1. Проведённый анализ развития строительной отрасли выявил следующие тенденции, характерные для строительства на современном этапе:

• изменение целей, задач и функций градостроительного развития и проектирования;

• повышение требований к качеству окружающей среды обитания и к потребительским качествам строительной продукции;

• стремление субъектов рынков строительной продукции и строительных материалов к сокращению капиталоёмкости инвестиционных проектов.

Установлено, что первоочередной задачей производственной и технической модернизации регионального инвестиционно-строительного комплекса (РИСК) является трансформация технологической базы (ТБ) в соответствии с обозначенными ранее тенденциями.

2. Выявлена специфика управления строительным производством в условиях рыночных отношений, при которой развитие ТБ РИСК относится к типу стратегических решений с повышенной сложностью, неструктурированностью проблемы, высокой долей интеллектуальных затрат и с рядом других свойств. Установлено, что для решения задач регионального развития ТБ строительства необходим проектный подход на основе системотехнической формализации процессов проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства в условиях САПР.

3. Сформулирована научная гипотеза исследования, сущность которой заключается в том, что состав технологической базы строительства в регионе зависит от номенклатуры технологий строительного производства, которые с наибольшей вероятностью в условиях рыночной экономики будут использоваться в проектных решениях конструктивных элементов зданий на данной территории. Технологии строительного производства определяют номенклатуру потребляемых наименований строительных материалов, конструкций и изделий.

4. Разработаны методологические основы исследования и автоматизированного проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства на основе системотехники строительства, математической кибернетики, теории статистических решений, теории распознавания образов, кластерного анализа, картографической инфо-графии, теории нечётких множеств, использовании лингвистических переменных и лексического интерфейса. Разработана методологическая схема исследования.

5. Предложен метод проектирования территориальных схем развития технологической базы строительства в условиях САПР, включающая в себя ряд подзадач (отбора наиболее вероятных для использования ТСП, построения условно-замкнутых зон поставщиков и потребителей строительных материалов и других). Приводятся методики решения всех поставленных задач в информационной среде САПР.

6. Разработана общая структура САПР территориальных схем развития технологической базы строительства, включающая в себя блоки формирования информационного фонда, оценки и выбора альтернатив ТСП, моделирования и построения замкнутых образований поставщиков и потребителей строительных материалов, картографической визуализации и оценки проектной ситуации.

7. Проведена апробация и экспериментальной внедрение результатов исследования в регионах Московской и Брестской областей, что показало практическую актуальность и экономическую эффективность полученных результатов.

8. Выявлены дальнейшие направления совершенствования и развития САПР:

• обеспечение вариабельности функций отбора альтернатив ТСП и их параметров,

• организация интерфейсов взаимодействия с другими информационными ресурсами региона,

• совершенствование лексического интерфейса для формирования области предпочтений ЛПР.

1. Абчук В.А., Матвейчук Ф.А., Томашевский Л.П. Справочник по исследованию операций/ под общ. ред. Ф.А. Матвейчука- М.: Воениздат, 1979. - 386 с.

2. Бобков В.А., Белов С. Б., Май В.П., Морозов М.А., Ронынин Ю.И. Автоматизация обработки данных микроформ рельефа//Геодезия и картография. 2000. - №2. - С.7-14.

3. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. 2-е изд. дополнен. И перераб. - М.: «Наука», 1978. - 588 с.

4. Ванд Л.Э. Оперативный анализ, оценка и выбор решений при многих критериях и ограниченной информации (Методические рекомендации). М.: Госстрой СССР, ЦНИ-ПИАСС, 1978.- 31 с.

5. Газинская Е.В. Методы моделирования инженерно-экологических проблем в системах автоматизированного проектирования городского строительства: Автореф. дисс. . канд. техн. наук/ МГСУ М.: 1998. - 18 с.

6. Геоэкологические основы территориального проектирования и планирования /Под ред. В.С. Преображенского. М.: «Наука», 1989. - 144 с.

7. Глущенко В.В., Глущенко И.И. Разработка управленческого решения. Прогнозирование и планирование. Теория проектирования экспериментов. г. Железнодорожный, Моск. обл.: ТОО НПЦ «Крылья», 1997. - 400 с.

8. Градостроительная программа возрождения России. Выпуск № 5 / Под ред. Н.И. Полежаевой. изд. «Российской Газеты» и фонда «Социальная защита». - 1995. - 276 с.

9. Градостроительный кодекс Российской Федерации //Промышленное и гражданское строительство. 1998. - №6. - С.24-28

10. Григорьев Э.П. Методологические основы компьютерной технологии принятия решений в системном проектировании: Автореферат дисс. . докт. техн. наук/МГСУ. М.: 1996.-32 с.

11. Гусаков A.A. и др. Аэрокосмическая информатика и организация крупномасштабного строительства. Ереван: Айастан, 1990. -221с.

12. Гусаков A.A. Системотехника строительства/ Российск. АН. Науч. Совет по комплексной проблеме «Кибернетика». 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1993,- 386с.

13. Доничев O.A. СамсуеваР.Ф. Региональные проблемы формирования и регулирования воспроизводственных инвестиций. М.: Стройиздат, 1996. - 176 с.

14. Епифанов В.А. Вопросы управления градостроительством// Экономика строительства,-1999.-№ 5. С.34-44.

15. Иванец В.К. Информационная технология проектирования организационно-технологических процессов в строительстве: Автореф. дис. . докт. техн. наук /МГСУ -М.: 2000. -32 с.

16. Инвестиционно-строительный комплекс в рыночных условиях. /Под ред. В.В. Бузыре-ва.-СПб., 1994.- 125 с.

17. Каменецкий М.И. Донцова J1.B. Инвестиционно-строительная деятельность: проблемы, перспективы// Экономика строительства. 1999. - № 5. - С. 2-26.

18. Картография. Выпуск 4. Геоинформационные системы. Сб. перевод, статей /Под ред. A.M. Берлянта и B.C. Тикунова. М.: «Картгеоцентр»-«Геодезиздат», 1994. - 349 с.

19. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Уч. Пособие для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Энергия», 1980. - 424 с.

20. Кофман А. Дебазей Г. Сетевые методы планирования: перевод с французского. М.: «Прогресс», 1968. - 101с.

21. Крашенинников A.B. Градостроительные основы жилой застройки в условиях рыночной экономики: Автореферат дисс. . д-ра арх./МАРХИ. M.: 1997. - 28 с.

22. Кривошеев И.А., Жернов C.B. Поддержка принятия решений при структурном синтезе в САПР авиационных двигателей //Информационные технологии.- 2000.-№2 С. 17-30

23. Кузнецов П.А. Автоматизация проектирования системы строительного мониторинга техногенных комплексов: Автореф. дис. . канд. техн. наук /МГСУ М.: 2000. - 22 с.

24. Куликова E.H. Автоматизированное проектирование целевых строительных программ на основе логико-смыслового моделирования: Автореф. дис. . канд.техн.наук/МГСУ. -М: 1998.- 18 с.

25. Лаженцев В.Н. Территориальное развитие: методология и опыт регулирования. -СПб.: Наука, 1996. 168 с.

26. Лескин A.A. Мальцев В.Н. Системы поддержки управленческих и проектных решений. Л. «Машиностроение», 1990. - 167 с.

27. Луценко Е.В. Теоретические основы и технология адаптивного семантического анализа в поддержке принятия решений: (на примере универсальной автоматизированной системы распознавания образов «ЭЙДОС» вер. 5.1.). Краснодар: КЮИ, 1996. - 278 с.

28. Мелихова О.Ф. Автоматизация проектирования информационных технологий нормативного обеспечения строительства: Автореф. дис. . канд.техн.наук/МГСУ М.: 1999.- 18 с.

29. Методические рекомендации по разработке бизнес-плана инвестиционных проектов и программ. М.: РИА, 1996. 148 с.

30. Никаноров С.П. Метод концептуального проектирования систем организационного управления и его применение /Системное управление проблемы и решения: Сборник статей. Выпуск 3. - М.: «Концепт», 1995. - С. 3-6.

31. Никаноров С.П. Эффективность капитального строительства: концептуальный анализ/Системное управление Проблемы и решения: Сборник статей. Выпуск 7,- М.: "Концепт". 1997,- С.3-45

32. Осипов А.К. Экономика региона. Механизм комплексного развития /УрО РАН Институт Экономики. Екатеринбург, 1996. - 182 с.

33. Осипов В.А. Шарыгин М.Д. Энерго-производственные циклы проблемы теории и практики. Л. :Наука, 1988. - 288 с.

34. Павлючук Ю.М. Основы проектирования организации управления системами регионального строительства. Брест: изд. БПИ, 1999. - 184с.

35. Павлючук Ю.Н. Системотехника проектирования организации регионального строительства: Автореф. дис. .докт. техн. наук /МГСУ М.:1999. - 30 с.

36. Пиганов А.П. Разработка методов анализа последствий размещения производственных объектов (в условиях автоматизированного проектирования): Автореф. . дисс. канд. техн. наук /ЦНИПИАСС М.: 1980. - 21 с.

37. Портнов Б.А. Рациональное использование территорий в городах Сибири: Автореферат дисс. . д-ра арх./КрИСИ Красноярск: 1994. - 27с.

38. Проблемы и методы территориальных планов/Под ред. А. Штульберга, В. Чистякова. -М.: Наука, 1988. 327 с.

39. Прорвич В. А. Основы экономической оценки городских земель.-М.: Дело, 1998.-336 с.

40. Рекомендации по составлению схем и проектов районной планировки на основании системного анализа и программно-целевого подхода/ЦНИИПИ Градостроительства. -М.: «Стройиздат», 1984. 107 с.

41. Романова JI.A. Экономика региона: самостоятельность и государственное регулирование.-М.:ГАУ, 1994.-251 с.

42. Рунова Т.Г., Волкова И.Н., Нефедова Т.Г. Территориальная организация природопользования. М.: Наука, 1993. - 295 с.

43. Сафронов В.В., Гаманюк Д.Н. Ведерников Ю.В. Метод принятия решений при большом числе критериев //Информационные технологии. 2000. - №4. - С.43-48.

44. Семечкин А.Е. Организация переустройства градостроительных комплексов. М. Фонд Новое тысячелетие, 1999. - 248 с.

45. Смоляр И.М. Принципы градостроительного проектирования и предложения по разработке генеральных планов городов в новых социально-экономических условиях. М.: РААСН, 1995.-94 с.

46. Соколов В.П. Цырков A.B. Информационные технологии проектирования сложных технических объектов /Информационные технологии. 1998. - №3. - С.9-15.

47. Справочник по математическим методам в геологии/Родионов Д.А. Коган Р.И. Голу-бева В .И. и др. М.: «Недра», 1987. - 367 с.

48. Строительное производство: Энциклопедия /Под ред. А.К. Шрейбера. М.: Стройиз-дат, 1995.-487 с.

49. Тимченко A.A. Родионов A.A. Основы информатики системного проектирования объектов новой техники. Киев: «Наукова думка», 1991. - 75 с.

50. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений в САПР //Автоматизация проектирования. 1997. - №5. - С.49-56

51. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно-практическое издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998. -376 с.

52. Управление региональными научно-техническими программами / Долишний М.И., Микитишин З.В., Караванский О.В., Пехота В.Ю. К. «Технка», 1986. - 184 с.

53. Фаулер М., Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования: Пер. с англ. М.: Мир, 1999. - 191 с.

54. Чепурных Н., Новоселов А. Инвестиционное проектирование в региональном природопользовании. М.: Наука, 1997. - 394 с.

55. Экспертные системы в проектировании и управлении строительством/ Гусаков A.A., Ильин Н.И. (Россия), Х.Эдели (США) и др.; Под ред. A.A. Гусакова. М.: Стройиздат, 1995.-296 с.

56. Яковлев В.Ф. Теоретические основы моделирования объектов и процессов в строительстве. Автореф. дисс. . докт. техн. наук /МГСУ. М.: 1997. - 25с.

57. Яровенко С.М. Разработка информационной технологии инвестиционных процессов в строительстве. Автореферат дисс. . докт. техн. наук /МГСУ. М.:1995. - 29с.

58. Slovic P., Fichhoff В., Lichtenstein S. Behaviorial decision theory. Annu. Phychol. Rev. vol.28, 1997.

59. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

60. КОМПАНИЯ МОСОБЛСТРОИ» МОЗОВЬЗТКОУСОМРАОТ103064, Москва, Земляной вал, 36 . 109240, Москва, Земляной вал, 52/16 стр.4

61. Телефон: 917-00-50 Факс:917-71-72

62. В Учёный Совет Д.053.11.11

63. О внедрении результатов диссертационной работы Кима А.Н.

64. Была подтверждена практическая значимость и экономическая эффективность результатов исследования при этом снижение затратной части инвестиционно-строительных проектов ожидается не менее чем на 15%.

65. Заместитель генерального директора по развитию ОАО «Компания Мособлстрпй»1. Лауреат премии СМ СССР

66. Заслуженный строитель Росс1. В.Г. Котов

67. Брэсцю абласны выкакаучы камггэт

68. КАМГГЭТ ПА ЭКАНОМЩЫ I РЫНАЧНЫМ АДНОС1НАМ224023, Брэст, вул. Лепша,11 тел./факс 26-32-67

69. Брестский областной исполнительный комитет

70. КОМИТЕТ ПО ЭКОНОМИКЕ И РЫНОЧН ЫМ ОТНОШЕНИЯМ224006, Брест, ул. Ленина, 11 тел./факс 26-32-671. Г. № ¿ЖУ № На№ад .

71. Диссертационный совет при Московском строительном университете

72. Первый заместитель председателя комитета по экономике и рыночным отношениям Брестского облисполком