Использование
метода анализа иерархий для выбора оптимальной схемы плановой геодезической
разбивочной сети на территории с плотной застройкой.
Автор: Д. Афонин
Источник:Современные
достижения геодезической науки и производства/Материалы III международной научно-технической конференции студентов,
аспирантов и молодых ученых - Санкт-Петербург, ПГУ- 2011, с.142-146
Введение
Одним из важных этапов геодезического обеспечения
строительства является создание геодезической разбивочной сети (ГРС), которая
представляет собой совокупность геодезических пунктов, и
служит основой для производства геодезических работ в процессе строительства. Различают
плановую и высотную ГРС. Мы рассмотрим только плановую сеть. Существуют
различные изученные типовые проекты ГРС.
Но в условиях плотной
городской застройки применять типовые схемы ГРС невозможно, поэтому
требуется специальное проектирование сети на основании таких критериев:
обеспечение требуемой точности; максимальное
удобство выполнения основных геодезических работ;
обеспечение
сохранности пунктов сети.
На первом этапе проектирования необходимо выбирать
оптимальную схему сети (т.е.
выбор оптимальных мест
расположения оптимального числа пунктов ГРС),
которая будет наиболее удобна
при геодезических работах на всех этапах строительства объекта и обеспечит
требуемую точность геодезических работ.
Вся совокупность свободных
участков территории строительства –
возможные места установки
пунктов сети для закрепления их традиционными типами центров, рекомендуемыми
[1]. Но в условиях плотной застройки традиционные типы
центров и места для их закладки не отвечают основным критериям проектирования
ГРС по таким причинам:
незначительное количество свободных (незастроенных) мест
на объекте строительства для закладки пунктов;
с большой долей вероятности
имеющиеся места закладки пунктов неудобны для выполнения геодезических работ; пункты,
расположенные в таких местах, будут
постоянно подвергаться воздействию,
обусловленному работой
строительной техники, что противоречит условию стабильности пунктов. Сегодня
для закрепления пунктов ГРС широко применяются пленочные отражатели. Основное
их преимущество в условиях плотной застройки заключается в том, что
значительно увеличивается количество возможных мест размещения пунктов, т.к. боковые
поверхности всех имеющихся зданий и сооружений прилегающей застройки становятся
потенциальными местами установки пунктов. Таким образом, выбор оптимальной
схемы плановой сети для территории строительства с плотной застройкой будем
рассматривать при условии закрепления пунктов сети пленочными отражателями. Эта
задача является многокритериальной, ее можно успешно решить методом анализа
иерархий (МАИ).
Сущность метода анализа иерархий
Согласно методу МАИ [2, 3] структура задачи
оптимального выбора представляется в виде иерар-
хии, которая в простейшем случае
имеет три уровня: первый (верхний) уровень – оптимальный выбор; второй уровень
– критерии оптимального выбора; третий (нижний) уровень – альтернативы, которыенеобходимо сравнить для оптимального выбора. Для оценки влияния нижних уровней иерархии на высшие
уровни строят матрицы парных сравнений элементов нижнего уровня относительно
элемента следующего высшего уровня. Эти матрицы можно формировать как на основе
реальных измерений, так и с помощью фундаментальной шкалы (шкала Саати) [2, 3] (см. табл. 1).
Фундаментальная шкала МАИ
|
Относительная важность |
Определение |
|
1 |
Равная важность |
|
3 |
Заметное преимущества одного над другим |
|
5 |
Существенное преимущество |
|
7 |
Значительное преимущество |
|
9 |
Очень сильное преимущество |
|
2,4,6,8 |
Промежуточная оценка между двумя соседними |
Таблица 1- Фундаментальная
шкала МАИ.
Когда нет количественных оценок сравниваемых
элементов, а есть только качественные характеристики, по фундаментальной шкале
относительную важность aij элемента i над элементом j
того же
уровня иерархии можно экспертно выразить натуральным
числом от 1 до 9 или обратным числом (в порядке уменьшения 1,…,1/9). Неполнота
знаний эксперта о свойствах объекта приводит к несогласованности данных. Для
оценки несогласованности экспертных оценок определяют индекс согласованности
(ИС) и отношение согласованности (ОС) [2, 3]. Значения ОС 0,10 считаются приемлемыми [2, 3].
Если матрицы парных сравнений формируются на основе
реальных измерений, то в такой ситуации измеренные значения можно пересчитать в
значения, определяемые шкалой Т.
Пример выбора оптимальной схемы плановой
геодезической разбивочной сети методом анализа иерархий.
Для наглядности использование метода анализа иерархий
для выбора оптимальной схемы плановой ГРС на застроенной территории рассмотрим
на модельном примере – эстакадном участке в составе 11 опор (см.
рисунок). Развитие городской транспортной инфраструктуры в России сегодня
является одним из приоритетных государственных направлений в строительстве.
Распространенная форма автомобильных дорог в стесненных условиях города –
эстакады. При геодезическом сопровождении строительства эстакад к наиболее
ответственным геодезическим работам относятся работы по вынесению в натуру
центров эстакадных опор [4, 5]. Значит, достаточно, чтобы проектируемая
ГРС с требуемой точностью обеспечивала максимальное удобство геодезических
разбивочных работ эстакадных опор. Для модельного примера боковые поверхности
зданий (1–6) составляют область потенциальных мест размещения пунктов сети (см. рисунок). Применение светоотражающих пленок в качестве
пунктов ГРС предполагает, что геодезические работы будут осуществляться методом
свободного станционирования
[4]. Этот метод состоит в установке электронного тахеометра в произвольном
месте (станции) и определении положения электронного тахеометра обратной
засечкой путем привязки к опорным пунктам.
Исходя из критерия удобства выполнения геодезических
работ, станция должна быть расположена близко к
объекту работ. Условно примем, что она совпадает с этим объектом (т.е. для
модельного примера – с центром эстакадной опоры). Дальше рассмотрим задачу при
условии, чтообратная засечка на станции линейная, так
как линейная засечка менее чувствительна к конфигурации пунктов сети, чем
обратная угловая засечка, а точность линейных измерений у большинства
современных тахеометров достаточно высокая – 1–3 мм. Линейные измерения на
пленочные отражатели физически осуществимы при выполнении таких условий: наличие видимости со станции
на пункт ГРС; расстояния
от пункта до станции должно быть не больше предельной дальности измерения на пленочный отражатель; угол падения
испускаемого тахеометром луча по отношению к отражающей поверхности не должен
быть меньше предельного значения. Примем, что предельная дальность измерений на
пленочный отражатель составляет
Рисунок 1- Модель
эстакадного участка.
Выводы
Рекомендуется в условиях плотной застройки городов
плановые разбивочные геодезические сети закреплять пленочными отражателями.
Выбраны основные критерии нахождения оптимальной схемы ГРС (при закреплении пунктов
сети пленочными отражателями) методом анализа иерархий: точность обратной
засечки; углы падения луча на пленочные отражатели; расстояния от станции до
пунктов; “сохранность” пунктов; “связанность” пунктов. В МАИ порядок генерации
альтернатив и их сравнение по выбранным критериям показаны на конкретном
модельном примере.
Список использованной литературы
1. Строительные нормы и правила. Геодезические работы в строительстве (СНиП 3.01.01-84). – М.: Госстрой 1995. – Взамен
СНиП III-2-75; введ. 04.02.85.
2. Саати Т. Принятие
решений методом анализа иерархий / Т. Саати. – М.: Радио
и связь,
1993. – 273 с.