автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Оптимизация проектирования надстроек сухогрузных судов внутреннего плавания

9(8

- 8 0«П «35

Волжская государственная академия водного транспорта

УДК 629.12.011.58 На правах рукописи

ДАВЫДОВА Светлана Викторовна

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАДСТРОЕК СУХОГРУЗНЫХ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО ПЛАВАНИЯ

Специальность 05.08.03. - проектирование и

конструкция судов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Н .Новгород 1996

Работа выполнена на кафедре "Проектирования судов" Волжской государственной академии водного транспорта.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор в.п.гонвов.

Официальны* оппоненты:

доктор технических наук, профессор Царев Б.А. ;

кандидат технических наук, доцент Кукушкин С.Е. .

Ведущая организация - ОАО КБ "Вымпел".

Защита диссертации состоится _9 октября_1996 г.

в_ час. на заседании диссертационного совета К 116.03.0/

при Волжской — "/дарственной академии водного транспорта по адресу: 6030СН г.Нижний Новгород, ул.Нестерова, 5, ауд._

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волжской государственной академии водного тронспорта.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными печать», просим направлять н-- имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан 3 1911 в г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, до<£е

.А.КЕСЛВР

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Объективные потребности народного хозяйства, ход технического прогресса требуют повышения производительности и качества научно-исследовательских и проектных работ по созданию высокоэффективных судов. Разработка оптимальной компоновки надстройки I",-;'нл япляегся несомой частью поставленной задачи, решение которой невозможно без поиска новых нетрадиционных методов проектирования и дальнейшего развития на их основе систем автоматизированного проектирования (САПР). Следует иметь ввиду, что в большинстве и самих САПР подсистемы автоматизированного проектирования надстроек, как правило, являются менее всего разработанными, что существенно снижает эффективность применения таких систем.

В настоящее время процесс создания компоновочной схемы надстройки производится вручную, на основании опыта и традиций коллектива. Процесс выбора состава помещений, их площадей и взаимного размещения не оптимизируется,и,в результате, находится не лучший, а допустимый вариант компоновки, хотя и удовлетворяющий всем нормативным требованиям. Поэтому только переход к вариантному проектированию на экономической основе позволит получать конструкции высокого качества.

Сокращение излишков площадей судовых помещений и рациональная их компоновка, позволяющая экономно использовать отведенные площади, дает возможность уменьшить суммарную площадь ярусов надстройки, ее размеры, что приведет к уменьше-

ни» ее кассы и снижению строительной стоимости. Если иметь Л ввиду, что затраты на надстройку грузового судна составляют от 15% до 20X от строительной стоимости корпуса, то можно утверждать, что оптимизация и автоматизация процесса проектирования дадут заметную экономию финансовых и временных затрат, снизят трудоемкость создания проекта и повысят его качество. Это позволяет утверждать, что тема диссертационной работы является актуальной.

Объектом исследования являются надстройки сухогрузных судов внутреннего плавания.

Цель диссертационной работы состоит в научном обосновании и разработке математической модели проектирования надстройки сухогрузных судов внутреннего плавания и оптимизации на этой основе ее пространственно-архитектурных и геометрических параметров с применением машинных методов проектиро-

I

вания.

Методы исследования

При проведении исследований использованы методы дискретного программирования, клеточных разбиений при формировании структур данных, прикладной и вычислительной геометрии, ' метод случайного поиска оптимальных решений, компьютерной графики и методика модульного проектирования надстроек.

Научная новизна состоит в разработке методики оптимизации проектно-конструкторских решений по надстройке основанной на :

- разработанной системе топологического представления и кодирования судовых надстроек и помещений;

- методе оптимизации внешних и внутренних геометричес-

ких параметров надстройки;

- экономике- математической модели выбора оптимальной компоновки надстройки.

Практическая ценность заключается в разработке подробных алгоритмов и программной реализации задачи получения оптимального типа и компоновки надстройки судна.

Предложен способ топологического представления и кодирования надстроек сухогрузных судов, позволяющий использовать его для надстроек судов любого назначения и структуры.

На защиту выносятся

- система топологического представления и кодирования судовых надстроек и помещений;

- методика автоматизированного выбора состава помещений;

- методика оптимизации надстройки грузового судна, включающая в себя:

- математическую постановку и алгоритм решения внешней задачи оптимизации геометрии надстройки (внешняя задача);

- математическую постановку, алгоритм и систему программ решения внутренней задачи проектирования оптимальной компоновки надстройки (внутреняя задача).

Внедрение результатов

Результаты диссертационной работы по оптимизации компоновки доведены до рабочих программ и были использованы ЦКБ "Вымпел" при выполнения проработок по перспективным транспортным судам внутреннего плавания.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались

на XXX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа (Н.Новгород, 1990); XXXI научно-технической конференции НИИВТа (Н.Новгород, 1992); XXXII научно-методической конференции профессорско-преподавательского состава (Н.Новгород, 1993).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения. Она содержит 147 стр. машинописного текста, в который входят 37 рисунков и библиография из 108 наименований. Приложение объемом 75 стр. включает таблицы исходных данных, текст рабочих программ и заключение по внедрению.

i

Основное содержание диссертации.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и методы исследования, а также положения, выносимые автором на защиту.

Первая глава определяет место проектирования надстройки в общем процессе проектирования судна. В ней обосновывается необходимость и пути решения задачи оптимизации надстройки.

Исследование влияния судовой надстройки на проектируемое судно осуществляется по двум главным направлениям: влияние на конструктивно - функциональные и технико-экономичес-

кие показатели судна.

В плане влияния на конструктивно-функциональные показатели могут быть выделены следующие аспекты:

- влияние на внешний архитектурно-эстетический вид судна;

- удовлетворение потребностей человеческого фактора;

- рациональность конструктивного решения.

Оценка архитектурно-эстетического вида судна пкаючает анализ его снлузтл. я котором надстройка отводится решающая роль, так как он> • ' -гея одним из самых крупных элементов в силуэте судна, и ее форма поддается значительной корректировке .

Организация расположения судовых помещений невозможна без учета комфорта, безопасности работы и проживания людей на судне. Рациональность конструктивного решения надстройки определяется соответствием компоновки нормативным требованиям и накопленному опыту эксплуатации, направленных на продление жизнедеятельности судна.

Влияние надстройки на технико-экономические показатели судна выражается в улучшении технических показателей судна и в получении экономической выгоды в результате его постройки и эксплуатации.

Использование прогрессивных методов проектирования в процессе компоновки надстройки означает значительное сокращение сроков конструкторской разработки проекта, ускорение проведения технологических операций и, в результате, снижения суммарных расходов на проектирование, постройку и эксплуатацию судна.

Различные аспекты проектирования надстроек рассматрива-

- в -

лись В.И.Андрютиным, Д.Б.Бронниковым, В.Н.Естифеевым,В.В.По-ловинкиным, В.И.Любимовым, Ю.И.Павлюченко, Б.А.Царевым.

Исследованию вопросов оптимального размещения помещений и оборудования посвящен ряд теоретических работ Стояна Ю.Г., Колесовой Л.И., Финогенова Б.Б.. Специалисты ЦКБ Балтсудо-проект решали задачу размещения оборудования в машинном отделении. В ЦКБ "Восток" используется частичная автоматизация размещения укрупненных групп помещений. В ЦНИИ им. акад. Крылова проводилась опытная адаптация пакетов прикладных программ, применяемых при компоновке летательных аппаратов.

Выполненный обзор теоретических и экспериментальных работ, близких к теме диссертации, позволяет сказать, что несмотря на важность выполненных разработок, широкого развития до настоящего времени они не получили в связи с рядом причин :

1. Малая приспособленность программ ( в силу использования только аналитических зависимостей ) к адаптации в условиях изменения нормативной и статистической базы.

2. Недостаточная подробность моделей, в частности, отсутствие на выходе компоновочной схемы, что приводит к большому объему дополнительных проработок, результатом которых может быть и отрицание оптимального решения, полученного в рамках модели.

3. Отсутствие в математических моделях количественных оценок компоновочных решений по надстройкам ,интегрируемых понятием качество, кроме тривиальных ограничений по габаритам .

4. Рассмотрение ограниченного числа решений не позво-

ляет обосновать выбор наиболее качественного проекта.

Ввиду известного порядка работы над проектом, надстройка, как независимая система судна, также подлежит декомпозиции, что позволяет представить задачу ее проектирования двумя уровнями вертикальной иерархии. Первый уровень - разработка пространственно-архитектурного решения надстройки. Второй - компоновка помещений в надстройке. Решения, полученные в задаче пг-ппого уровня, являются исходными данными для второго уровня. Представленные два уровня еще называют соответственно внешней и внутренней задачей проектирования надстройки. Решение задачи оптимизации надстройки должно сводиться к последовательной оптимизации на первом и втором уровнях.

Выбор критерия оптимальности для надстройки должен учитывать следующие обстоятельства. Во-первых, считая надстройку подсистемой судна, выбранный для нее критерий должен быть согласованным и непротиворечивым по отношению к критерию по судну в целом. С другой стороны, так как комплексная задача оптимизации надстройки сама является предметом декомпозиции, критерий оптимизации для ее верхнего и нижнего уровней (внешней и внутренней задачи проектирования надстройки) также должны быть согласованны и непротиворечивы .

С учетом выше сказанного можно сделать вывод, что для дальнейшего решения задачи оптимизации надстройки требуется проведение исследований по следующим вопросам:

- разработка требований к составу помещений и их взаимному расположению, выражаемых функциональными связями на ярусе и межъярусными связями,основанными на требованиях нор-

мативных документов, конструктивных требованиях, опыте проектирования и эксплуатации судна;

- исследование структуры надстройки, типизация схем планировок по отдельным ярусам, систематизация различных форм ярусов в плане;

- разработка в аналитическом виде, удобном для автоматизированного проектирования, топологического представления надстроек и их кодирование. Расчет и распределение палубного пространства, выбор схем ярусов надстройки с учетом обеспечения условий, необходимых для размещения пролетов, трапов и шахт машинного отделения;

- разработка формализованной процедуры размещения судовых помещений на выделенных площадях с учетом горизонтальных и вертикальных функциональных связей;

- обоснование критерия оптимизации;

- разработка алгоритма и программ оптимизации надстройки .

Все перечисленные положения являются основными задачами данного исследования.

Вторая глава рассматривает вопросы структурирования надстроек и судовых помещений, требования к ним и их топологическое представление и кодирование.

В первой части главы проведен анализ работ, посвященных классификации надстроек морских и речных сухогрузных судов и сделаны выводы о невозможности переложения существующих классификаций в формализованные схемы, отражающие все изменения структуры надстройки, что необходимо с одной стороны для выполнения оптимизационных операций, с другой, для их

использования в системе автоматизированного проектирования.

Результаты исследования свыше ста проектов речных грузовых судов показали, что пространственно- архитектурный .тип надстройки может быть определен следующими основными параметрами :

1. Числом ярусов ;

2. Взаимным расположением ярусов по длине и ширине относительно друг друга:

3. Формой в плане каждого яруса;

4. Количеством и расположением шахт машинного отделения;

5. Типизированными схемами ярусов.

Параметры с 1-го по 3-ий описывают внешний архитектурно-конструктивный тип надстройки, остальные - обобщенную внутреннюю структуру надстройки.

При решении вариантных задач, в которых в качестве варьируемого параметра используется пространственный объект, например,как в нашем случае,надстройка, удобнее оперировать не с ее геометрическим образом, а с каким-то ее формализиро-ванным представлением.

Возможность дать формализованное описание каждой проектируемой надстройки может быть осуществлена,используя разработанное топологическое представление, и реализованное при помощи численных показателей,идентифицирующих те или иные ее характеристики. Анализ показывает, что все основные характеристики можно закодировать,используя две группы показателей. Таким образом структура надстройки может быть однозначно определена следующей записью(кодом):

xí *2 Х3 ум У?1 Уз, у,2 У 2 2 Уз 2

VI1 у?1 Уз 1

и (_

и

группа показателей внешнего вида надстройки

группы показателей 1' яруса надстройки

Первая группа показателей определяет внешний вид надстройки :

х, хг х3,

где х, - число ярусов надстройки;

Кр - код типового варианта вида сбоку ; х3 - код типового варианта вида спереди . Группа показателей 1.-го определяет структуру каждого яруса:

Ун У 21 Уз 1

где 1 - номер яруса,

У)1 - число шахт 1-го яруса, уг1 - код топологии коридоров 1-го яруса; Уз 1 - код формы яруса в плане. Разработанная система кодирования позволяет аналитически формировать геометрический образ надстроек и рассмотреть большое число прорабатываемых вариантов общего расположения, что является необходимым условием при решении задачи их оп-

типизации.

Во второй части главы решаются вопросы классификации и кодирования судовых помещений,что необходимо для автоматизации операций, подготавливающих исходную информацию непосредственно для задачи компоновки.

Все общие требования к устройству помещений на судах внутреннего плавания установлены " Речным Регистром " и "Санитлрными правилами". Кроме этого существуют дополнительные оГчцемроок им* I '¡" н.ч.щип I пшимцеииям. обусловленные типом судна,индивидуальными особенностями проекта и, как правило, оговоренные техническим заданием. Данное обстоятельство позволяет разделить все судовые помещения, располагаемые в надстройке, на регламентированные, требования к которым предусмотрены нормативными документами и нерегламен-тироваиные.

Анализ существующих нормативных документов позволяет выделить устойчивую зависимость перечня регламентированных помещений от ряда факторов:

1. Назначение судна,

2. Группа судна по "Санитарным правилам ..."

3. Штатное расписание и численность экипажа.

Большое разнообразие каждого из факторов обусловлено современным развитием флота,и изменение одного из них ведет к изменению номенклатуры помещений.

оценка степени необходимости установки на судне помещений не имеющих регламентированных требований, позволяет разделить их на две категории:

- помещения, наличие которых, исходя из типа и назначе-

ния судна, обязательно;

- помещения, предусматриваемые в зависимости от архитектурно-конструктивных особенностей проекта или по требованию заказчика.

С другой стороны.все судовые помещения могут быть отнесены к следующим известным девяти группам: жилые помещения, общественные помещения, помещения пищевого блока , санитар-но-бытовые помещения, санитарно-гигиенические помещения, административные помещения, служебные помещения, производственные помещения, хозяйственные помещения.

Каждая группа содержит в себе несколько типов помещений, несущих различную функциональную нагрузку. В свою очередь помещения одного типа могут иметь различное конструктивное оформление, возникающее из-за различий в уровне комфорта .

I

Для удобства "машинной" обработки все помещения представлены в закодированном виде совокупностью трех двухзначных чисел:

X) х2 х3

где Х1 - код группы помещения;

Хг' - код наименования типа помещения;

Х3 - код конструктивного вида помещения.

Приведенная классификация и способ кодирования помещений позволяют автоматизировать процесс выбора состава помещений. Исходными данными для расчетов являются класс судна и штатное расписание. Полученный результат представляется в виде набора кодов судовых помещений.

В третьей главе дана постановка внешней задачи оптимизации надстройки сухогрузного судна и разработан способ ее решения.

Обоснованное пространственно - архитектурное решение надстройки может быть достигнуто соответствующим выбором схемы и формы в плане каждого яруса. Результат можно получить только путем сравнительного анализа различных их комбинаций в соответствии с выбранным критерием оптимизации.

Выбор критерии ыпииальностн для внешней задачи оптимизации надстройки определяется глобальным критерием оптимизации, принятым для судна в целом. Одной из основных величин, непосредственно влияющих на глобальный критерий, выражающий экономический эффект от эксплуатации судна, является строительная стоимость. Снижение строительной стоимости для надстройки, при прочих равных условиях, соответствует уменьшению ее суммарной площади, которая поэтому может быть выбрана критерием оптимизации как при решении внешней,так и внутренней задачи ее проектирования. Минимизация плоц ,> ..русов положительно сказывается на ряде гехнико-экоиомнчргких и эксплуатационно-технических показателей, в резу- .с уменьшения массы надстройки и снижения аппликаты центра тяжести судна порожнем.

Суть внешней задачи оптимизации надстройки заключается в таком выборе типизированных схем и форм ярусов в плане, а также варианта распределения помещений по ярусам, при которых суммарная площадь всех ярусов надстройки будет минимальна .

Исходными данными для внешней задачи проектирования яв-

ляется множество судовых помещений (Р)), множество типизированных схем ярусов (Т|), множество функциональных связей помещений с ярусом.представленных в формальном виде MP={btj), множество форм ярусов Fs , число ярусов п.

Варьируемыми величинами для внешней задачи проектирования являются: варианты типизированной схемы яруса, варианты формы яруса, состав помещений на ярусе.

Задачи заключается в поиске такого сочетания Н типизированных схем ярусов, их форм и распределения помещений по ярусам:

Н=< р: T|„; f„>,

где р - вариант распределения помещений по ярусам, Tj„ - возможные типизированные схемы каждого

яруса надстройки, г - форма каждого яруса в плане,

при котором:

i=n

SH= I Sj (Hj ) -> min, i=l

где Sh - полная плоцадь надстройки,

Si=f(Hj)- площадь i-ro яруса надстройки, Hj - вариант сочетания для 1-го яруса надстройки.

При условии выполнения слудующих ограничений: - габаритные размеры ярусов должны находиться в допусти-

мых пределах:

{11 :Ь, ) е о,

где 11,Ь( - габаритная длина и ширина 1го яруса соответственно,

0 - область допустимых размеров ярусоп, опреде-пчомпч условиями размещения надстройки на судне,

- размеры и взаимное расположение ярусов должны соответствовать рассматриваемому пространственно- архитектурному варианту надстройки:

{1! ;Ь, } е <3, ,

где - область допустимых размеров ярусов,определяемая архитектурно-конструктивным типом надстройки ;

- принятые типы и форма ярусов надстройки должны допускать их взаимное сочетание:

- И, Ед2, •

где <2г - область допустимых решений надстроек,обеспечивающих возможность получения решения на этапе решения внутренней задачи. Реализация поставленной задачи укрупненно выполняется в

соответствии со следующим алгоритмом :

1. Определение геометрических ограничений,накладываемых условиями размещения надстройки на судне и ее пространственно-архитектурным решением.

2. Принимается состав помещений на каждом ярусе надстройки Pin с учетом функциональных связей МР, определяющих предпочтительность размещения помещений на каждом ярусе надстройки.

3. Принимаются типизированные схемы каждого яруса надстройки Т1п .

4. Принимается форма каждого яруса надстройки fin-

5. Для полученного сочетания H1=<pln, Tj„, fi„) определяются размеры ярусов надстройки lj и b¡, после чего производится проверка удовлетворения полученных размеров ограничениям. Если размеры ярусоп находятся в допустимых пределах, то рассчитывается площадь каждого яруса S¡B и надстройки в целом Sh(H))= Zsiя » иначе переходим к пункту 7.

6. Сравнивая полученную площадь надстройки с предыдущим значением, выбираем меньшее.

7. Изменяя последовательно значения варьируемых величин, решение повторяется по пп.2-б.

Таким образом, результатом решения внешней задачи является выбор оптимальных: типизированной схемы, формы ярусов, состава помещений, что позволяет определить оптимальные размеры каждого яруса.

В четвертой главе изложена постановка внутренней задачи оптимизации надстройки и разрабатывается методика ее решения .

Внутренняя задача, по сути, является следующим уровнем проектной разработки надстройки. Исходными данными для нее являются результаты полученные во внешней задаче оптимизации надстройки. Она заключается в оптимизации компоновки всех помещений, вариант распределения по ярусам которых найден в задаче верхнего уровня, при условии выполнения всех предъявленных при этом требований и ограничений, основанных на условиях :

- совместимости физических параметров помещения (вибрационных, шумовых, температурных и освещенности) и среды зоны яруса, в которую оно устанавливается;

- взаимосочетаемости смежных помещений, обусловленной функциональным назначением помещений, принятыми нормами проектирования и нормативными документами;

- согласованности по взаимному геометрическому расположению помещений, а также помещений и ярусов надстройки.

Следует отметить, что,имея постоянные исходные данные и удовлетворив требования ограничений,может быть получено множество компоновочных решений надстройки, отличающихся друг от друга координатами расположения помещений и, в конечном счете, экономичностью использования площади надстройки и рациональностью конструктивных решений. При одинаковом составе помещений и равных площадях для их размещения помещения могут быть установлены с разной плотностью. Чем больше плотность "упаковки", тем меньше пустых полостей на площади размещения, тем компактнее размещение, так как в результате уменьшается протяженность коммуникаций и размеры используемых площадей, что снижает строительную стоимость надстройки.

Рассмотренный подход к оптимизации размещения помещений не противоречит принятому глобальному критерию, поэтому компактность может быть выбрана в качестве критерия оптимальности. Одним из основных понятий внутренней задачи является понятие о функциональной зоне яруса (Ч>3), под которой подразумевается непрерывная часть площади принятой типизированной схемы яруса, предназначенной для размещения в ней судовых помещений. Расчет функции компактности Рк для ФЗ выполняется по формуле:

Гк= - .

Гз

где Г3 - площадь рассматриваемой <РЗ,

Коп- площадь геометрической фигуры, описанной около размещенных в <РЗ помещений. Исходя из этого внутренняя задача оптимизации надстройки формулируется следующим образом: при заданных компонентах вектора исходной информации У(у1,у2...,уз) где: у1=п - число ярусов надстройки,

у2=Тп1 - вариант типизированных схем для каждого

яруса надстройки, уЗ=Г„ - вариант формы яруса в плане, у4=Япи - конфигурация зон размещения, у5=Р,11 - состав помещений на каждом ярусе, 1 - номер типизированной схемы,

и варьируемых величинах:

- состав помещений в ФЗ надстройки:

(PV-

где Pnj - состав помещений в ФЗ, j - номер ФЗ,

п - номер яруса надстройки,

- координат размещения помещений в j-ой <РЗ:

<х"., ,уп , ! ,

найти онгимальнып пари.нп компоновки помещений при котором:

п J п FK(H)= [1 [X FkJ(H)]/j]-> min,

где Fkjn(H) - функция компактности в зоне j на ярусе п, F|((H) - глобальная функция компактности, при условии выполнения следующих ограничений:

- суммарная площадь помещений, размещаемых в ФЗ не должна превышать площади этой ФЗ:

I Sln < Sj,3

- размещенные помещения не должны иметь пересечений друг с другом:

Pf П Pj*0

- размещенные помещения не должны вы ходить за границы

ФЗ:

Pi е GV

п.

где й1^ - конфигурация з~ой ФЗ на ярусе надстройки - смежные помещения должны быть функционально совместимы:

Ь1 Л е Ь ,

где Ь)1 - характеристики функциональных связей помещений ,

•фу - область допустимых функциональных связей помещений.

- помещения.размещаемые в ФЗ,должны быть с ней функционально совестимы:

где - характеристики совместимости помещений и функциональных ЗОН яр'.'тп», 1|)| - область допустимых | лчтеристик совместимости.

Учитывая целочисленность исходных данных и переменных, нелинейность ограничений, а также то, что для решения используются комбинаторные алгоритмы, осуществляющие сочетания элементов заданного множества и выбор лучшего решения в соответствии с целевой функцией, данная задача относится к классу задач дискретного программирования. Для ее решения в работе используется метод случайного ненаправленного поиска, применяемый в случае отсутствия информации о свойствах целевой функции.

Разработанная методика решения внутренней задачи оптимизации надстройки практически была реализована на ЭВМ в виде программ компоновки помещений в надстройке. Ее укрупненная блок-схема показана на рис.1. Программа работает в интерактивном режиме, при котором происходит чередование ручных и автоматических процедур.

Укрупненная блок-схема решения внутренней' задачи проектирования надстройки

( Выход)

рис.1.

Для оценки возможности разработанного программного обеспечения формирования надстройки из нескольких ярусов, выполнена автоматизированая компоновка трехярусной надстройки проекта сухогрузного теплохода Ш.6520(рис.2,3,4), в данном случае реализована возможность установки и согласования помещений.расположенных на разных ярусах, функционально связанных друг с другом. Приведенные расчеты были выполнены с учетом того, что площади и габариты размещаемых помещений приняты по проекту N16520 и соответствовали разработанным типовым помещениям. В полученном решении удалось все жилые помещения разместить на втором ярусе надстройки, что удаляет их от зон с повышенной шумностью и вибрацией, и тем самым обеспечить более высокий уровень комфорта проживания людей на судне.

1-й ярус

ГРЩ

Аккумуляторная

Зарядная

Вентиляторная

Т>вл«т

Баня

Сауна

Кладовая

ДП

и

<0

% *

5 10

о ео

х о

о а

£ «

§ § £

Камбуз

Столовая-красный уголок

Гладильная

Станция пожаротушения

а

<о х

рис.2

- 2 3 -

2-й ярус

Аппаратная

Туалет

Каюта

Каюта

с

СО

Каюта

ДП

Помещение

кондиционеров

Каюта

Каюта

Каюта

Каюта

Каюта

рис . 3

3-й ярус

"V-

Рулевая

ДП

рубка

У

рис. 4

Апробирование программы на ряде других серийных транспортных судов позволяет сказать, что положительный эффект от ее использования достиглпся в результате более компактного размещения помещений, позволяющего либо увеличить площади используемых помещений без увеличения размеров надстройки, что приводит к повышению уровня комфортности, либо к уменьшению суммарной площади надстройки, которое составило от 2% до 30% по разным проектам. Практическое использование программ в ЦКБ"Вымпел" при проработке перспективных сухогрузных теплоходов также показало их работоспособность и возможность получения оптимальных компоновочных решений.

Основные результаты диссертационной работы:

1. Разработана система кодирования судовых помещений, позволяющая создать базу данных помещений для автоматизированного формирования надстройки.

2. Проанализированы и формализованы функциональные связи помещений, функциональное назначение граней помещений и условия предпочтительного размещения помещений по ярусам.

3. Сформирован алгоритм автоматизированного выбора номенклатуры помещений сухогрузных судов внутреннего плавания.

4. Разработана система топологического представления и кодирования надстроек сухогрузных судов внутреннего плавания, позволяющая выполнить аналитическое описание геометрии надстройки.

5. Создана оптимизационная модель и комплекс программ автоматизированного формирования оптимальной надстройки, включающей в себя:

- методику обоснования и оптимизации геометрических па-

раметров и типа надстройки (внешняя задача проектирования надстройки).

- методику оптимизации размещения помещений на ярусах надстройки с учетом выполнения геометрических и функциональных ограничений, их взаимного расположения, а также программа компоновки помещений в надстройке (внутренняя задача проектирования надстройки).

f>. Выполнены рлсчеты по оптимизации компоновки надстроек перспективных транспортных судов внутреннего плавания, разрабатываемых АО ЦКБ "Вымпел", в том числе проектов N16510, N16520. Полученные варианты компоновок надстроек позволяют уменьшить общую площадь надстройки, рационально перераспределить помещения в надстройке с учетом нормативных требований предъявляемых к ним, что свидетельствует о работоспособности созданных программ и практической значимости предлагаемых методик.

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Давыдова С.В.,Роннов Е.П. Классификация и кодирование надстроек грузовых судов внутреннего плавания. - Тр.НИ-ИВТа,1991, вып. 261.

2. Давыдова с.В. Автоматизация выбора состава помещений надстройки грузового судна. - Тр.НИИВТа, 1992, вып.265.

3. Давыдова C.B. Формирование оптимальной надстройки грузового судна. - Тр.НИИВТа, 1992, вып.265.

4. Давыдова C.B. Постановка внешней задачи оптимизации надстройки сухогрузного судна. - Тр.ВГАВТа, 1993, вып.267.

5. Давыдова C.B. Решение внутренней задачи оптимиза-