Báo cáo khoa học: "Phương pháp tối ưu hoá bố trí các thành phần tổ hợp đô thị công trình xã hội và kinh tế quốc dân"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này danh cho việc đ-a ra các ph-ơng pháp luận lập dự án thiết kế bộ mặt không gian (hình học) cho các tổ hợp đô thị hiện đại với các chức năng khác nhau trong điều kiện thiếu quỹ đất, đây cũng là một đặc điểm đặc tr-ng đối với các thành phố lớn nh- thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Phương pháp tối ưu hoá bố trí các thành phần tổ hợp đô thị công trình xã hội và kinh tế quốc dân"

Ph−¬ng ph¸p tèi −u ho¸ bè trÝ c¸c thμnh phÇn tæ hîp ®« thÞ c«ng tr×nh x· héi vμ kinh tÕ quèc d©n NCS. Ph¹m Quang ChiÕn NCS. Lª minh hïng ViÖn Hμn l©m khoa häc Matxc¬va Liªn Bang Nga Tãm t¾t: Bμi viÕt nμy danh cho viÖc ®−a ra c¸c ph−¬ng ph¸p luËn lËp dù ¸n thiÕt kÕ bé mÆt kh«ng gian (h×nh häc) cho c¸c tæ hîp ®« thÞ hiÖn ®¹i víi c¸c chøc n¨ng kh¸c nhau trong ®iÒu kiÖn thiÕu quü ®Êt, ®©y còng lμ mét ®Æc ®iÓm ®Æc tr−ng ®èi víi c¸c thμnh phè lín nh− thμnh phè Hμ Néi vμ thμnh phè Hå ChÝ Minh. Chóng ta sÏ xem xÐt c¸c bμi to¸n tèi −u ho¸ viÖc bè trÝ c¸c thμnh phÇn mμ chóng ®¶m b¶o viÖc thùc hiÖn nh÷ng nhiÖm vô chøc n¨ng khi tu©n thñ nguyªn t¾c cùc tiÓu ho¸ chi phÝ ®Ó t¹o ra c¸c tæ hîp t−¬ng tù vμ ®¶m b¶o sù ho¹t ®éng cña chóng. Summary: This article is to propose methodology for formulation of design projects on space (geometrical) features of modern urban complexes with various functions in land - insufficient circumstances, which is also typical in large cities such as Hanoi and Ho Chi Minh City. We will examine optimal calculations on arrangement of components ensuring functional realization on cost - minimizing principle so as to create similar complexes and ensure their functionality. vµ tÝnh chÊt vÒ kinh tÕ vµ ®iÒu nµy ®Æc biÖt ViÖc nghiªn cøu nh÷ng vÊn ®Ò liªn quan quan träng trong ®iÒu kiÖn kinh tÕ thÞ tr−êng. ®Õn sù n©ng cao møc hiÖu qu¶ vµ tù ®éng Tèi −u ho¸ c¸c ®Æc tÝnh t×nh h×nh khèi vµ kiÕn ho¸ c¸c c«ng viÖc thiÕt kÕ liªn quan ®Õn viÖc tróc c«ng tr×nh tæ hîp ®« thÞ, còng nh− tèi −u lËp m« h×nh to¸n häc, ph©n tÝch cã hÖ thèng ho¸ hÖ thèng qu¶n lý vµ quy ho¹ch ho¸ c¸c tæ vµ tèi −u ho¸ diÖn m¹o cña nh÷ng tæ hîp kiÕn hîp ph¶i ®−îc tiÕn hµnh ®ång bé ¨n ý, ®¶m tróc ®« thÞ cã triÓn väng x©y dùng, còng nh− b¶o viÖc ®ång bé ho¸ c¸c chØ tiªu (chØ sè) hiÖn ®¹i ho¸ nh÷ng tæ hîp c«ng tr×nh hiÖn cã, hiÖu qu¶ cña c¸c khu vùc vµ bé phËn chøc lµ mét viÖc hÕt søc cÊp b¸ch vµ v« cïng quan n¨ng kh¸c nhau, còng nh− c¸c ®Æc tÝnh kinh träng vÒ mÆt thùc tiÔn. ChØ cã nh÷ng nghiªn tÕ trong ho¹t ®éng cña c¸c tæ hîp ®« thÞ nãi cøu tiªn quyÕt nhê c¸c m« h×nh to¸n häc vµ chung. §iÒu nµy ®Æc biÖt cã ý nghÜa khi tÝnh c¸c quy tr×nh tèi −u ho¸ míi cho phÐp chóng ®Õn c¸c yÕu tè lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn kinh tÕ ta mét kÕt luËn kh¸ch quan vÒ tÝnh hîp lý cña thÞ tr−êng, ®iÒu nµy kÐo theo sù cÇn thiÕt ph¶i viÖc x©y dùng c¸c tæ hîp cã nh÷ng ®Æc tÝnh vµ tèi −u ho¸ c¸c chi phÝ liªn quan ®Õn viÖc thuª tÝnh chÊt yªu cÇu, trong ®ã kÓ c¶ c¸c ®Æc tÝnh
hoÆc mua ®Êt nh»m môc ®Ých kinh doanh kinh ∀ z (1 ) ∈ S (1 ) , ∀ z (2) ∈ S i(2) , 1 1 1 1 i i i tÕ ®« thÞ, ®ång thêi cã tÝnh ®Õn viÖc tu©n thñ ( )( ) d S(j1 ) , S(j2 ) = d z (j1 ) , z (j2 ) ≥ δ (2) , c¸c chØ tiªu ®Þnh møc sinh th¸i. 2 2 2 2 (1.4) Bµi to¸n ph¶i gi¶i quyÕt lµ c¸c nhiÖm vô j1 = 1,...,n2 , j 2 = 1,...,n2 , j1 ≠ j 2 , sau: tèi gi¶m chi phÝ cho viÖc x©y dùng tæ hîp ®« thÞ míi ë ®iÒu kiÖn bè trÝ c¸c khu chøc ∀ z (j1 ) ∈ S(j2) , ∀ z (j2 ) ∈ S(j2) . 2 2 n¨ng vµ c¸c thµnh phÇn cña tæ hîp ®« thÞ, x©y dùng mét hÖ thèng giao th«ng vËn t¶i thuËn Bµi to¸n thiÕt kÕ bé mÆt kh«ng gian cña lîi, còng nh− x©y dùng c¸c nhµ ®ãn kh¸ch tæ hîp ®« thÞ nhê viÖc tèi −u ho¸ viÖc bè trÝ giao th«ng vËn t¶i bªn ngoµi. Bµi to¸n nµy c¸c bé phËn cña tæ hîp nµy sÏ ®−îc c«ng ®−îc c«ng thøc ho¸ b»ng c¸ch sau: chøc ho¸ b»ng c¸ch sau: T×m sù bè trÝ c¸c thµnh phÇn trong khu vùc tæ hîp ®« thÞ sao Gi¶ sö Cnhµ m¸y - lµ gi¸ thµnh x©y dùng tæ hîp cho: αΠS + βΠS1 → min ë ®iÒu kiÖn: ®« thÞ míi, C®Êt ®ai - lµ di rêi gi¶i phãng mÆt b»ng, theo phan bè Cx©y dùng - gi¸ thµnh x©y dùng: n1 n2 ∑ ∑ ΠS ( ) ≤ ΠS ΠS i(1) ≤ Π S, Cnhµ m¸y = C®Êt ®ai + Cx©y dùng (1.1) 2 (1.5) 1 j i=1 j =1 NÕu nh− ΠS - diÖn tÝch khu vùc bè trÝ tæ ( ) hîp ®« thÞ, cßn ΠS1 - lµ diÖn tÝch x©y dùng, th×: d S i(1 ) , S i(2) ≥ δ (1) , 1 1 C®Êt ®ai = αΠS. Cx©y dùng = βПS1, α, β = const ( ) ∀i1, i 2 = 1,.....n1, i1 ≠ i 2 d S (j1 ) , S (j2 ) ≥ δ (2 ) , 2 2 (1.2) ∀j1, j 2 = 1,...., n 2 , j1 ≠ j 2 . Gi¶ sö Π S11) (i = 1,.....n1) - lµ diÖn tÝch ( Toµn bé khu vùc tæ hîp cã diÖn tÝch ΠS cña thµnh phÇn i cña tæ hîp ®« thÞ, mµ diÖn bao gåm trong nã c¸c khu vùc riªng biÖt tÝch nµy cã thÓ ®−îc bè trÝ trªn tÇng mét (trªn mÆt ®Êt), ΠS (2 ) (j = 1,...n ) - lµ diÖn tÝch cña S1,...., Sn cã diÖn tÝch ΠS1.... ΠSn thµnh phÇn 2 j víi sè l−îng n (n ≥1) (xem h×nh 1). thµnh phÇn j, mµ diÖn tÝch nµy cã thÓ ®−îc bè trÝ phÝa bªn trªn mÆt ®Êt (trªn kh«ng). Khi ®ã Sn ta cã: y S n2 ∑ ПS ≤ ПS1 (2) j j =1 (1.3) n1 ∑ ПS ≤ ПS (1) S2 i i =1 Gi¶ sö δ1 - lµ chiÒu réng lèi ®i trªn mÆt ®Êt, cßn δ2 - lµ c¸c lèi ®i bªn trªn mÆt ®Êt (trªn ( ) S1 S3 kh«ng). Khi ®ã: d S i()1, S12 = d( z (1) , z i(2) ) ≥ δ1 , 1 1 i 1 i i1 = 1,..., n1 , i2 = 1,..., n1 i1 ≠ i2 . O H×nh 1. §èi víi bÊt kú z (1 ) И z i(2) : 1 1 i Nh÷ng nguyªn t¾c cña mèi liªn hÖ t−¬ng
hç cña c¸c tËp hîp S1..,Sn vµ S cã thÓ tiÕn thiÕt cña viÖc dùng c¸c chuçi c«ng nghÖ - hµnh c«ng thøc ho¸ chóng b»ng c¸ch sau: ®èi chøc n¨ng cña tæ hîp ®« thÞ. NÕu nh− gi¸ víi tÊt c¶ i = 1,.., n: Si ≤ S, ®èi víi tÊt c¶ c¸c i j thµnh cña mét ®¬n vÞ mÐt vu«ng (m2) diÖn tÝch lµ μ th× tæng gi¸ thµnh diÖn tÝch lµ μS. Nh− = 1,... n: Si ∩ Sj = ∅, nÕu i ≠ j. vËy, c¸c tiªu chuÈn F vµ F1 sÏ biÕn ®æi thµnh Tiªu chuÈn (chuÈn ®é) chÊt l−îng ph©n μF vµ μF1 - lµ tr−êng hîp tuyÕn tÝnh ®¬n gi¶n bè c¸c thµnh phÇn tæ hîp ®« thÞ ®−îc ®¸nh h¬n c¶. Trong nh÷ng tr−êng hîp phøc t¹p th× gi¸ theo c«ng thøc: F = ΠS - ΣΠSi, c«ng thøc gi¸ diÖn tÝch mµ c¸c phÇn tö chøc n¨ng cña tæ nµy ph¶i cùc tiÓu ho¸ khi cã nh÷ng h¹n chÕ hîp ®« thÞ ®· dµnh chiÕm lµ hµm phi tuyÕn (giíi h¹n) h×nh häc: ∀i = 1,.... n: Si ⊆S; tÝnh M(S) ®èi víi ®¹i l−îng diÖn tÝch s - ®iÒu ∀i j = 1...n: Si∩Sj = ∅. nµy ph¶n ¸nh c¸c yÕu tè ¸p dông c¸c lo¹i thuÕ bæ sung ®èi víi c¸c diÖn tÝch d− thõa. Trong mét sè d¹ng kh¸c bµi to¸n tèi −u H¬n n÷a, hµm gi¸ c¶ M (•) cã thÓ ®−îc tÝnh ho¸ cã thÓ ®−îc ®Æt ra nh− mét nhiÖm vô cùc nh− mét tÝch ph©n trªn mét sè hµm gi¸ c¶ mËt tiÓu ho¸ chuÈn ®é (tiªu chuÈn): F1 = ΠS → ®é μ (x, y): M = ∫∫μ (x, y) ®xy. min, khi hiÖn h÷u nh÷ng h¹n chÕ: ∀i = 1,...., n: Si ≤ S; ∀i j = 1,..,n: Si ∩ Sj = ∅. Trong tr−êng Ph−¬ng ph¸p luËn nãi trªn cho phÐp tæng hîp nµy viÖc tèi −u ho¸ ®−îc tiÕn hµnh theo hîp thuËt to¸n (algorit) t×m gi¸ trÞ tèi −u cña tÊt c¶ c¸c ph©n bè S: i = 1...,n, còng nh− theo tiªu chuÈn (chuÈn ®é) hiÖu qu¶ bè trÝ c¸c tÊt c¶ S ∈ {S} - lµ c¸c tËp hîp c¸c h×nh häc phÇn tö cña tæ hîp ®« thÞ. Thùc chÊt cña nã nh− thÕ nµy cña cÊu h×nh ®· cho (thÝ dô c¸c nh− sau: MÉu gi¶ ngÉu nhiªn g1 ....gN c¸c bè gãc vu«ng) vµ ®iÒu nµy sÏ lµ ∀Si, i = 1,...., n: trÝ (ph©n bè) cho phÐp ®−îc t¹o ra trong tËp Si ≤ S. hîp c¸c gi¶i ph¸p (nghiÖm) cã thÓ cã {G}. TiÕp tôc tiÕn hµnh tÝnh to¸n mÉu phï hîp c¸c Trong tr−êng hîp khi mµ tÊt c¶ c¸c tËp gi¸ trÞ tiªu chuÈn (chuÈn ®é) F (g1)..... F (gN). hîp lµ gãc vu«ng vµ ®−îc x¸c ®Þnh bëi c¸c Nhê c¸c thuËt to¸n nªu trªn mµ chóng ta cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh Fopt = min F(g) . Gi¸ trÞ cuèi ®iÓm giíi h¹n víi c¸c to¹ ®é: S = {x, x; y, y}, Si g∈{G = {xi, xi, yi, yi}, i - 1,....,n, th× c¸c h¹n chÕ bao Fopt ®−îc sö dông trong ph−¬ng ph¸p t×m hµm thøc vµ t−¬ng giao rçng ®−îc biÕn ®æi ngÉu nhiªn tiÕp theo (cã thÓ lµ t×m kiÕm ®iÒu thµnh c¸c bÊt ®¼ng thøc tuyÕn tÝnh thuéc d¹ng: ∀iji = 1,..., n: x ≤ xi ≤ xi ≤ x, y ≤ yi ≤ yi ≤ y, khiÓn ®−îc) d−íi d¹ng chuÈn ®é dõng qu¸ tr×nh t×m kiÕm, thÝ dô: theo ph−¬ng ph¸p ®¹t ®ång thêi nÕu nh− xmin = min{xixj} sÏ ®¹t ®−îc tíi i (kh«ng cã h¹n chÕ tÝnh tæng qu¸t), ∀ij 1,... tíi viÖc bè trÝ (ph©n bæ) hiÖn t¹i tèt nhÊt gtek ®ñ gÇn kÓ tõ ®iÓm hiÖu sè c¸c gi¸ trÞ tiªu chuÈn n: xi ≤ xi ≤ xi: xi < xj, ®èi víi ∀xj : xj ≤ xj ≤ xj F(g tek ) − Fopt ≤ ε zad , trong ®ã εzad - lµ møc (t−¬ng tù nh− ®èi víi y). gÇn yªu cÇu cho tr−íc cña c¸c gi¸ trÞ hµm tíi Mét d¹ng h¹n chÕ kh¸c ®−îc x¸c ®Þnh h¹n ®èi víi viÖc −íc l−îng (®¸nh gi¸) gi¸ trÞ bëi c¸c ®Æc ®iÓm hµm x©y dùng cÊu tróc tæ ®¹t tíi tiÒm n¨ng Fopt. hîp ®« thÞ vµ ®−îc c«ng thøc trong d¹ng tËp hîp nh÷ng h¹n chÕ: Φ1 (Si, i ∈ {1,.., n}) = 0, Chóng ta cÇn l−u ý r»ng ®Æc ®iÓm quan i = 1,.., m, trong ®ã Φ1 - lµ c¸c d¹ng logÝc träng cña quy tr×nh m« t¶ trªn ®©y ®−îc ¸p (d¹ng héi - tuyÓn) mµ chóng x¸c ®Þnh tÝnh cÇn
dông trong sù thÓ hiÖn thùc tiÔn cña nã ®èi y 15 9 víi c¸c bµi to¸n thùc tÕ vÒ bè trÝ s¾p xÕp c¸c phÇn tö tæ hîp ®« thÞ. 17 1. Kh«ng cã h¹n chÕ tæng qu¸t miÒn S 1 cã thÓ ®−îc m« h×nh ho¸ b»ng ®a gi¸c liªn th«ng ®¬n, n¬i mµ mét trong c¸c c¹nh 1 8 1 1 2 6 (th«ng th−êng lµ c¹nh kÐo dµi h¬n) h−íng 1 4 1 däc theo ®−êng chuÈn Oxy phï hîp víi hÖ ®a 1 gi¸c ®−a vµo cña c¸c to¹ ®é Oxy. C¸c h×nh 1 cña c¸c phÇn tö bè trÝ S1,...Sn tr×nh bµy b»ng c¸c ®a gi¸c cã c¸c c¹nh (xem h×nh 2). 7 5 2. MÉu g1,... gN ®−îc c«ng thøc ho¸ trong mçi b−íc i (i = 1,...., N) b»ng c¸ch t¹o 3 ngÉu nhiªn tÝnh kÕ tiÕp (lÇn l−ît) bè trÝ c¸c 2 phÇn tö S1.....Sn trªn diÖn tÝch S theo quy t¾c x¸c ®Þnh nµo ®ã. ThÝ dô: bè trÝ tõ ®iÓm O, b¾t 1 0 ®Çu däc theo trôc Ox tíi ®iÓm c¾t víi biªn x (giíi h¹n) S vµ tiÕp tôc b»ng c¸ch lµm ®Çy Hinh 2. tÇng thiªn vÒ h−íng t¨ng c¸c gi¸ trÞ y, nghÜa lµ y theo tõng líp (h×nh 3 - 4). Trong tr−êng hîp nµy cho phÐp t¹o ra c¸c vßng quay phÇn tö Si Sj ®i mét gãc ®· cho. T¸c gi¶ bµi viÕt ®· thiÕt kÕ tæ hîp b»ng Si computer, nã cho phÐp thùc hiÖn viÖc t×m ra sù bè trÝ hîp lý ®èi víi c¸c phÇn tö cña tæ hîp x 0 ®å thÞ. Trong tr−êng hîp nµy c¸c quy tr×nh H×nh 3. riªng biÖt sÏ cho phÐp qu¶n lý qu¸ tr×nh t×m kiÕm, nhµ thiÕt kÕ sÏ thùc hiÖn b»ng c¸ch ®−a y 8 2 c¸c bè trÝ tõng phÇn tùa mµ c¨n cø vµo ®ã 2 2 1 7 nhê c¸c quy tr×nh t×m kiÕm ngÉu nhiªn mµ ®−a 6 ra c¸c gi¶i ph¸p quy tr×nh bè trÝ. §iÒu nµy 1 52 9 ®−îc thùc hiÖn nhê cè ®Þnh vÞ trÝ vµ ®Þnh 14 2 31 h−íng c¸c phÇn tö c¬ së riªng biÖt cña viÖc 1 1 2 bè trÝ trªn c¬ së kinh nghiÖm thiÕt kÕ kiÕn tróc, 1 1 tÝnh hîp lý chøc n¨ng v.v… Trong c¸c tr−êng 2 121 11 hîp thùc tÕ ®iÒu nµy cho phÐp c¸c bµi to¸n sÏ 0 c¨n b¶n gi¶m ®−îc quü thêi gian cÇn thiÕt ®Ó x gi¶i quyÕt toµn bé nh÷ng g× liªn quan ®Õn viÖc H×nh 4. bè trÝ.