Материал: Интегрированные информационные системы, информационно-управляющие системы, имитационное моделирование и конфликтология
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
|
[ ] |
∑ |
(10) |
|
|
|
|
||
|
|
|
||
где |
– случайное число, |
– объѐм |
||
выборки. |
Кроме того, в программе исполь- |
|||
зовались формулы для расчѐта выборочной дисперсии :
∑( |
[ ]) |
(11) |
Результат моделирования представлен на рис. 4а - 4в.
Рис. 4а. Результат моделирования для нормального закона распределения
Рис. 4б. Результат моделирования для трапециевидного закона распределения
Рис. 4в. Результат моделирования для треугольного закона распределения.
40
ВЫПУСК № 2 (10), 2017 |
ISSN 2307-177X |
Библиографический список
1.Акимов В.И. Решение метрологических задач методом статистического моделирования: Учеб. пособие. Воронеж.
УДК 681.3
Воронежский государственный промышленно – гуманитарный колледж Канд. техн. наук, доцент Н.А. Епрынцева, преподаватель А.В. Соколова
Россия, г. Воронеж, E-mail: eprnat@mail.ru
гос. техн. ун – т. Воронеж, 1996, - 117 с.
2. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям/ Пер. с анг.А.К.Звонкина.–М.:Статистика,1980,- 95с.
Voronezh state industrial – humanitarian college
Ph. D in Engineering, associate professor N.A. Eprintseva, lecturer A.V. Sokolova
Russia, Voronezh, E-mail: eprnat@mail.ru
Н.А. Епрынцева, А.В. Соколова
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Аннотация. Статья посвящена новейшей технологии компьютерного проектирования – информационному моделированию зданий (BIM). Технология BIM возникла сравнительно недавно, но за последние годы активно становится доминирующей в мировой проектно-строительной практике, заменяя все ранее применявшиеся методы проектирования
Ключевые слова: строительство, программные продукты, информационный, эффективный, система, моделирование здания, архитектурно-конструкторский, дизайнер
N.A. Eprintseva, A.V. Sokolova
INFORMATION MODELLING TECHNOLOGIES
Abstract. Тhe Article is devoted to the latest technology computer-aided design and Information modelling of buildings (BIM). BIM has emerged relatively recently, but in recent years to becoming dominant in the world of design and construction practice, replacing all the previously used design methods
Keywords: сonstruction, software, information, effective, system, modeling of buildings, architectural design, designer
Строительство 9 – это та практическая отрасль, где в основном используется физический труд. И для многих из нас трудно себе представить, что цифровые технологии в этом процессе играют значимую роль. Известно, что бумажные чертежи и аналоговые инструменты являются главными помощниками в строительстве массивных структур. Однако, вооруженные мощными программными решениями и технологией виртуальной реальности (VR), специалисты в области строительства теперь могут строить умнее, чем когда-либо прежде.
Программные решения сегодня не только облегчают жизнь и работу строителей, но и обеспечивают точность и предсказанные возможности, которые могут предоставить только компьютеры. Таким образом, компьютерное программное обеспечение
© Епрынцева Н.А., Соколова А.В., 2017
широко используется для рационализации и совершенствования методов, используемых специалистами на протяжении долгого времени.
Известно, что программное обеспечение в строительстве и архитектуре не ново. На самом деле, оно существует уже несколько десятилетий. Но в последние годы развитие событий набирает обороты по мере того, как программные пакеты становятся все более изощренными и лучше приспособленными к использованию строительной профессии.
Одним из наиболее важных программных средств, используемых в настоящее время в области строительства, является информационное моделирование зданий (BIM). Информационное моделирование здания — это подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания (к управлению жизненным циклом объекта),
41
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
который предполагает сбор и комплексную |
нее важен и требует комплексного рассмот- |
|||||||||||||||||
обработку в процессе проектирования всей |
рения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
архитектурно-конструкторской, |
технологи- |
Инженеры объясняют, что современ- |
||||||||||||||||
ный BIM движется к 5D моделям, которые |
||||||||||||||||||
ческой, экономической и иной информации о |
||||||||||||||||||
добавляют элементы времени и стоимости. В |
||||||||||||||||||
здании со всеми еѐ взаимосвязями и зависи- |
||||||||||||||||||
настоящее время они включают в себя ввод |
||||||||||||||||||
мостями, |
когда |
здание и всѐ, |
что |
имеет к |
||||||||||||||
данных с помощью |
большого |
количества |
||||||||||||||||
нему отношение, |
рассматриваются как еди- |
|||||||||||||||||
строительных профессий - не только инже- |
||||||||||||||||||
ный объект [1]. В нашей стране она только |
||||||||||||||||||
неров и дизайнеров, но и озеленителей и |
||||||||||||||||||
начала внедряться, но уже хорошо известна |
других экспертов. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
специалистам, работающим с программами |
Достаточно большая часть проектно – |
|||||||||||||||||
Autodesk |
|
Revit, |
Graphisoft |
ArchiCAD, |
конструкторской |
и |
дизайнерской |
работы |
||||||||||
Nemetschek |
Allplan, |
Bentley |
Architecture, |
требует от BIM пожелания и представления |
||||||||||||||
результата для клиентов. В то же время BIM |
||||||||||||||||||
Tekla Structures и некоторыми другими [2]. |
||||||||||||||||||
могут сделать строительные проекты наибо- |
||||||||||||||||||
Трѐхмерная модель здания, либо друго- |
||||||||||||||||||
лее умными и экологическими. Проектиров- |
||||||||||||||||||
го строительного |
объекта, |
связанная с ин- |
||||||||||||||||
щики, конструкторы и дизайнеры в настоя- |
||||||||||||||||||
формационной |
базой |
данных, |
в |
которой |
||||||||||||||
щее время добиваются широкого успеха бла- |
||||||||||||||||||
каждому элементу модели можно присвоить |
||||||||||||||||||
годаря использованию BIM для максимиза- |
||||||||||||||||||
дополнительные атрибуты. Особенность та- |
||||||||||||||||||
ции красоты, эффективности |
и функцио- |
|||||||||||||||||
кого подхода заключается в том, что строи- |
||||||||||||||||||
нальности при минимизации или устранении |
||||||||||||||||||
тельный |
объект |
проектируется |
фактически |
|||||||||||||||
неблагоприятного воздействия на окружаю- |
||||||||||||||||||
как единое целое. И изменение какого-либо |
||||||||||||||||||
щую среду. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
одного из |
его |
параметров |
влечѐт |
за собой |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Виртуальная |
реальность |
(VR) |
пред- |
|||||||||||||||
автоматическое |
изменение |
остальных свя- |
||||||||||||||||
ставляет собой еще один важный аспект со- |
||||||||||||||||||
занных с ним параметров и объектов, вплоть |
||||||||||||||||||
временной |
технологии, |
которую |
теперь |
|||||||||||||||
до чертежей, визуализаций, спецификаций и |
||||||||||||||||||
начинают внедрять проектировщики и кон- |
||||||||||||||||||
календарного графика. |
Хотя многие из нас |
|||||||||||||||||
структоры, объявив новую эру архитектуры. |
||||||||||||||||||
думают о |
создании программных |
моделей |
||||||||||||||||
Одним из преимуществ VR является то, |
||||||||||||||||||
как о трехмерных версиях чертежей, совре- |
||||||||||||||||||
что она позволяет строителям проводить все |
||||||||||||||||||
менные |
BIM представляют |
собой |
гораздо |
|||||||||||||||
более точные научные проверки и тщательно |
||||||||||||||||||
больше. |
Помимо |
геометрии |
проекта, BIM |
|||||||||||||||
исследовать жизнеспособность проекта. |
||||||||||||||||||
также занимается пространственными отно- |
||||||||||||||||||
Несмотря на то, |
что большинство ду- |
|||||||||||||||||
шениями, световыми факторами и деталями, |
||||||||||||||||||
мают о программных моделях, не более чем |
||||||||||||||||||
относящимися к строительным материалам. |
||||||||||||||||||
как 3D-версии чертежей, современный BIM |
||||||||||||||||||
Технология BIM информационного модели- |
||||||||||||||||||
захватывает |
гораздо |
больше, чем |
чертеж. |
|||||||||||||||
рования зданий стремительно входит в ми- |
||||||||||||||||||
Кроме геометрии проекта, BIM также имеет |
||||||||||||||||||
ровую проектно строительную практику [3], |
||||||||||||||||||
дело с пространственными отношениями, |
||||||||||||||||||
проходя по всем стадиям жизненного цикла |
||||||||||||||||||
где присутствуют световые факторы и дета- |
||||||||||||||||||
здания. Но моделирование — это процесс, |
||||||||||||||||||
ли строительных материалов. |
|
|
|
|||||||||||||||
результаты которого, то есть информацион- |
|
|
|
|||||||||||||||
В скором времени инженеры прогнози- |
||||||||||||||||||
ные модели здания, заметно различаются в |
||||||||||||||||||
руют, что современный BIM движется к 5D |
||||||||||||||||||
зависимости от этапа жизненного цикла объ- |
||||||||||||||||||
моделям, которые |
будут |
включать |
в |
себя |
||||||||||||||
екта и тех требований, которые предъявля- |
||||||||||||||||||
элементы времени и стоимости. Сегодня она |
||||||||||||||||||
ются при решении возникающих задач. Да и |
||||||||||||||||||
включает в себя ввод данных по большому |
||||||||||||||||||
сам строительный объект сильно зависит от |
||||||||||||||||||
перечню строительных профессий – не толь- |
||||||||||||||||||
стадии своего существования: если при про- |
||||||||||||||||||
ко инженеров и проектировщиков, но и зем- |
||||||||||||||||||
ектировании он виртуален, а во время строи- |
||||||||||||||||||
леустроителей и других экспертов. |
|
|
||||||||||||||||
тельства |
постепенно |
обретает |
«телесный» |
|
|
|||||||||||||
Можно |
предполагать, что |
VR может |
||||||||||||||||
вид, то на долгом этапе эксплуатации здание, |
||||||||||||||||||
помочь строителям лучше визуализировать |
||||||||||||||||||
наконец, входит в пору стабильности и уже |
||||||||||||||||||
проекты, а также дать клиентам лучшее по- |
||||||||||||||||||
не подвержено значительным изменениям. |
||||||||||||||||||
Поэтому процесс моделирования существу- |
нимание процесса строительства. Компью- |
|||||||||||||||||
ющих объектов менее динамичен, но не ме- |
терные мониторы по своей сути являются |
|||||||||||||||||
42
ВЫПУСК № 2 (10), 2017 |
|
ISSN 2307-177X |
||
2D, что не идеально, когда мы смотрим на |
2. Талапов В.В. Технология BIM: суть |
|||
3D-рендеринг, позволяя инженерам изучить |
и основы внедрения информационного мо- |
|||
мелкие детали проекта. Однако, не только |
делирования зданий / В.В. Талапов. М.: ДМК |
|||
архитекторы могут получить больше от ин- |
– пресс, 2015. 410 с. |
|
||
новаций VR, что позволяет клиентам по- |
3. Козлова Т.И., Талапов В.В. Опыт |
|||
настоящему погрузиться в проекты 3D- |
информационного моделирования памятни- |
|||
модели. |
ков архитектуры // Международный элек- |
|||
Библиографический список |
тронный научно – образовательный журнал |
|||
«AMIT» |
[Электронный ресурс]. |
2009. |
||
|
||||
1. Талапов В. В. Основы BIM. Введе- |
№ 3(8). Режим доступа: http://www.marhi.ru/ |
|||
ние в информационное моделирование зда- |
AMIT/ 2009 /3kvart09/Talapov/Article.php |
|
||
ний./В.В.Талапов.М.:ДМК –пресс,2011,392 с. |
|
|
|
|
УДК 614.841:69 |
|
|
|
|
Воронежский государственный технический университет |
Voronezh State Technical University, |
|
||
Канд. техн. наук, профессор С.Д. Николенко, |
Ph. D. in Engineering, professor S.D. Nikolenko, |
|
||
Канд. техн. наук, доцент С.А. Сазонова |
Ph. D. in Engineering, associate professor S.A. Sazonova |
|
||
Россия, г. Воронеж, E-mail: Sazonovappb@vgasu.vrn.ru |
Russia, Voronezh, E-mail: Sazonovappb@vgasu.vrn.ru |
|
||
С.Д. Николенко, |
С.А. Сазонова |
|
||
ПРОВЕРКА ФАКТА СУЩЕСТВОВАНИЯ УТЕЧЕК ПРИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ
Аннотация. Проверку факта существования или отсутствия утечки предложено осуществлять на основе применения методов математической статистики с помощью проверки двухальтернативной гипотезы в рамках задачи диагностики утечек для систем газоснабжения. С помощью двухальтернативной гипотезы подтверждается факт наличия или отсутствия только одинарной утечки во временной интервал между двумя статическими оцениваниями состояния
Ключевые слова: математическое моделирование, системы газоснабжения, диагностика утечек
S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova
INSPECTION OF THE FACT OF EXISTENCE
OF LEAKS WITH THE TECHNICAL DIAGNOSTICS OF GAS SUPPLY SYSTEMS
Abstract. It is suggested to check the existence or absence of a leak based on the application of methods of mathematical statistics by testing a two-alternative hypothesis within the framework of the problem of leak diagnostics for gas supply systems. With the help of a two-alternative hypothesis, the fact of the existence or absence of a single leak in the time interval between two static estimates of the state is confirmed
Keywords: мathematical modeling, gas supply systems, leak diagnostics
Проверим 10 двухальтернативную |
гипо- |
uj(j=1,...,m). Функция потерь g(u,λ,x) дис- |
|||||
тезу при диагностике утечек систем газо- |
кретна и имеет значения gij=g(uj,λi), не зави- |
||||||
снабжения. |
Априорную плотность вероят- |
сящие от сигнала X в задаче диагностики |
|||||
ности ситуаций запишем в виде |
|
утечек. Величины gij являются ущербами при |
|||||
|
|
|
|
|
принятии j -го решения в i-й ситуации. |
||
( ) |
∑ |
( |
) |
(1) |
Параметры обстановки обозначим векто- |
||
ром αi. Для каждой i-й ситуации с точностью |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
где pi - априорные вероятности гипотез, δ - |
до αi, определяется плотность |
вероятности |
|||||
наблюдаемых сигналов Pi(Xn ׀ |
αi). Оценку |
||||||
символ Кронекера. |
|
|
|
||||
|
|
|
максимального правдоподобия параметров α |
||||
Обозначим принимаемые решения через |
|||||||
* |
|
||||||
|
|
|
|
|
будем обозначать через αi (Xn) и определять |
||
|
|
из условия |
© |
|
|
Николенко С.Д., Сазонова С.А., 2017 |
||
43
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
( ׀ )= |
( ׀ ) |
(2) |
( |
) |
|
Плотности вероятности параметров обстановки αi обозначим через ωi(αi). В случае невозможности трактовки этих величин, они будут представлять собой соответствующие весовые функции, смысл кото-
рых изложен в [1].
При нахождении оптимального правила, согласно [1], необходимо составить усредненный апостериорный риск и минимизировать его выбором решения uj. При этом усредненный апостериорный риск с учетом введенных обозначений принимает вид
|
( |
) |
|
|
|
∫ ( |
) [∫ ( |
׀ ) ( ) ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
( ) |
|
∑ |
|
|
|
(3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∫ ( |
׀ |
) |
|
|
|
( ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
( |
׀ ) |
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∫ |
|
|
( |
) |
|
|||||||||
|
|
Применяя приближенный метод вы- |
|
|
плотностей |
вероятностей |
для |
|
нахождения |
||||||||||||||||||
числения средних по параметрам обстановки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
( |
) [1] имеем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4) |
||||
|
|
|
|
|
( |
) ∫ |
( |
׀ ) |
( |
) |
|
|
|
( |
׀ |
) |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
) |
( |
)( |
) |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
(5) |
|||||
где li - число компонент вектора αi, а матрица Di находится по формуле
|
( |
׀ |
) |
|
=‖ |
|
|
|
‖ |
( ) |
( ) |
|
||
(6)
т( ׀ )
где ( ), ( ), (μ, ν =1,..., ) - компоненты век-
тора αi.
Задача минимизации усредненного апостериорного риска (3) в приближении (4), отличается от аналогичной задачи при проверке многоальтернативных гипотез в условиях полностью известной обстановки лишь тем, что вместо априорного распределения ситуаций pi, появились величины p′i(Xn)=piαi(Xn), а вместо распределений Pi(Xn) величины Pi(Xn ǀ αi*). Проверку мно-
гоальтернативных гипотез можно интерпретировать как задачу обнаружения не ординарных утечек.
Обычно величины αi(Xn), а следовательно и p′i,значительно слабее зависят от Xn, чем Pi(Xn ǀ αi*), и могут быть, поэтому заменены постоянными величинами. При этом величины Pi(Xn ǀ αi*) представляют собой набор минимальных достаточных статистик для рассматриваемой задачи при произвольных коэффициентах потерь gij и произвольных p′i,то есть полностью определяют характер оптимального преобразования сигнала
Xn.
Минимизация (3) сводится к следующему правилу принятия решения. При наблюдении выборки Xn принимается решение uk, если при всех j k
∑ |
( ) ( ׀ ) ∑ |
( ) ( ׀ ) |
(7) |
Обозначив |
|
|
(8) |
44