Математические модели, методы и средства обработки информации при управлении жилищно-коммунальным хозяйством региона

• Автор: Максютин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОДГОТОВКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ОБЛАСТИ ЖИЛИЩНОКОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.
1.1. Автоматизированная информационная система жилищнокоммунального хозяйства как основа системы поддержки принятия решений.

1.2. Постановка задачи

1.3. Анализ программных средств разработки программного обеспечения

систем поддержки принятия решений.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ ЖИЛИЩНОКОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.

2.1. Состав задач жилищнокоммунального хозяйства.

2.2. Методика анализа функционирования жилищнокоммунальной отрасли региона на основе банков данных и ме тода кластеризации
2.3. Математическая модель и метод решения задачи о планировании вывоза твердых бытовых отходов
2.3.1. Постановка задачи планирования вывоза твердых бытовых отходов.
2.3.2. Математическая модель задачи вывоза твердых бытовых отходов
2.3.3. Алгоритмы решения задачи кластеризации множества площадок сбора ТБО.
2.3.4. Алгоритм Литтла, Мурти, Суини и Кэрел для решения задачи построения оптимального маршрута объезда площадок одного или нескольких кластеров
2.3.5. Эвристический алгоритм определения числа машин и расписания сбора ТБО.
2.3.6. Алгоритм определения оптимального числа машин и составления оптимального расписания сбора ТБО.
2.3.7. Пример решения задачи
ГЛАВА 3. ПОДСИСТЕМА ДОПОЛНЕНИЯ ВЫГРУЗКИ ИНФОРМАЦИИ ИЗ ОПЕРАТИВНЫХ СИСТЕМ
3.1. Организация подготовки информации для передачи в систему поддержки принятия решений
3.2. Организация ввода информации.
3.2.1 Математическая модель формы ввода данных
3.2.2 Функциональная модель режима ввода
3.3. Организация выгрузки информации из оперативных систем
3.3 Л. Математическая модель формата выгрузки данных.
3.3.2. Функциональная модель режима выгрузки.
3.4. Общая функциональная модель.
ГЛАВА 4. ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ЖИЛИЩНОКОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА.
4.1. Техническое обеспечение
4.1.1. Серверы
4.1.2. Рабочие станции
4.1.3. Принтеры.
4.1.4. Система бесперебойного энергоснабжения.
4.1.5. Архитектура системы поддержки принятия решений.
4.2. Математическое и алгоритмическое обеспечение.
4.3. Программное обеспечение
4.3.1 Базовое программное обеспечение.
4.3.2 Специальное программное обеспечение .
4.4. Лингвистическое обеспечение
4.5. Информационное обеспечение.
4.5.1 Технология информационного взаимодействия подсистем и программного обеспечения СППР.
4.5.2 Форматы выгрузки для задач оценки функционирования жилищнокоммунальной отрасли и вывоза ТБО.
4.6. Организационнометодическое обеспечение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


К таким задачам относятся, в частности, задача оценки состояния жилищнокоммунального хозяйства и задача планирования вывоза ТБО. Для решения задачи оценки состояния ЖКХ разработана методика, основанная на кластерном анализе, а именно на методе самоорганизующихся карт Кохонена. Кластеризация осуществляется по четырем показателям доля недопоставки ЖКУ, доля задолженности по оплате за ЖКУ, доля оплаты начислений за ЖКУ, доля субсидии государства населению на оплату ЖКУ. Все районы разбиваются на 6 кластеров районы с высоким уровнем качества оказания ЖКУ, с уровнем выше среднего, средним, ниже среднего и районы с неудовлетворительным качеством, районы с недостоверными данными. Для каждого кластера вычисляются средние значения по каждому из показателей по обратной величине к доле оплаты доле задолженности х2, доле недопоставки х, а также доле субсидии х4. Под обобщенным показателем кластера понимается длина вектора х х,хс2р,х,хс. Где, х среднее значение го показателя по кластеру. Кластеры ранжируются по обобщенному показателю. Для каждого кластера вырабатываются предварительные типовые управляющие воздействия с целью улучшения показателей. Далее строятся графики динамики изменения обобщенных показателей районов в зависимости от календарных дат месяцев года. Анализ полученных графиков для каждого района позволяет группе экспертов специалистов делать выводы о стабильности или нестабильности, а также о тенденции развития района. Анализ типовых управляющих воздействий для кластеров рассматриваемого района совместно с динамикой изменения его четырех исходных параметров позволяют уточнить управляющие воздействия на факторы, улучшающие показатели. Постановка задачи планировании вывоза ТБО заключается в следующем. Для каждого предприятия требуется определить необходимое число машин, обеспечивающих вывоз ТБО из прикрепленных к предприятию территорий за минимальный интервал времени. Также для каждой машины требуется определить маршрут, оптимальный с точки зрения стоимости вывоза ТБО. ТБО. Математическая модель задачи кластеризации множества площадок сбора ТБО имеет следующий вид. У1Г объем кузова, Р1Г грузоподъемность машины. В зависимости от исходных данных эффективными могут быть различные методы кластеризации. ТБО, с выбором первых двух точек, расстояние между которыми минимально. Математическая модель задачи построения оптимального маршрута объезда площадок одного кластера. Предполагается, что машина начинает свой первый маршрут на предприятии, организующим вывоз ТБО, и заканчивает на заводе по переработке ТБО. Второй и последующие маршруты начинаются непосредственно с завода. Маршрут предприя тие кластер завод. Ь число площадок сбора ТБО в кластере 8,, включая завод. При этом предприятию присваивается номер 0, а заводу по переработке ТБО Ь. Поставленная задача сводится к задаче коммивояжера следующим образом. После этих изменений любой замкнутый маршрут конечной длины будет содержать переход Ь. Если же исключить данный переход, то оставшийся маршрут будет начинаться на предприятии и заканчиваться на заводе. Е2Хл. Хл. Ь1 ид 0 у, 1 ,6у д Ф у1 ,А, ,0,1, , 0,6у. Маршрут завод кластер завод. ТБО в кластере 6ту. Куч тп 2 л. Уе Д, д,1 0,тг
Рассматриваемые математические модели 2 7 являются моделями задачи коммивояжера. Для решения задачи коммивояжера используется одна из реализаций метода ветвей и границ алгоритм Литтла, Мурчи, Суини и Кэрел. Математическая модель задачи определения необходимого числа машин и расписания сбора ТБО заключается в следующем. Стоимости вывоза отходов с площадок кластера 5у по маршрутам равны с, ,, с. Допустим, что известно число машин Л, необходимое для вывоза всех бытовых отходов, и первый кластер, который каждая машина обслуживает, выезжая с предприятия. Тогда для того, чтобы распределить между машинами оставшиеся кластеры сформулируем следующую задачу целочисленного линейного программирования ЗЦЛП. X распределение кластеров по обслуживающим машинам,
,если 1я машина забирает ТБО с площадок у го кластера, О в противном случае.