<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">29186</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Construction and architecture</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Строительство и архитектура</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">SIMULATION OF STREAM PROJECT FOR RECONSTRUCTION OF OBJECTS  AND COMPLEXES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЕКТОВ ПОТОЧНОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ ОБЪЕКТОВ И КОМПЛЕКСОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Лебедев</surname>
       <given-names>В.М. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Lebedev</surname>
       <given-names>V.M. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ломтев</surname>
       <given-names>И.А. </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Lomtev</surname>
       <given-names>I.A. </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>1</volume>
   <issue>7</issue>
   <fpage>41</fpage>
   <lpage>45</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/29186/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/29186/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Рассмотрена возможность анализировать и оценивать вероятность выполнения проектов поточного строительства реконструкции, обеспечение сокращения продолжительности реконструкции объектов, возможность координировать оптимальное распределение ресурсов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The possibility to analyze and assess the likelihood of performing in-line construction renovation projects, providing reducing the length reconstruction of the facilities, the ability to coordinate the optimal allocation of resources.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>имитационное моделирование</kwd>
    <kwd>проект поточного строительства реконструкции</kwd>
    <kwd>поточное строительство (реконструкция)</kwd>
    <kwd>системокванты</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>simulation</kwd>
    <kwd>in-line construction project of reconstruction</kwd>
    <kwd>in-line construction (reconstruction)</kwd>
    <kwd>sistemokvanty</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Имитационное моделирование является, по существу, единственным методом исследования сложных реконструктивных строительных систем, где натурный эксперимент практически неосуществим, либо требует больших затрат времени, средств и экономически нецелесообразен. Имитационные модели позволяют не только анализировать все существующие системы, но на основе этого опыта и любых гипотез прогнозировать и проектировать возможные, оптимальные по любому принятому критерию системы, обладающие принципиально новыми организационно-технологическими качествами    [3, 4].Научную основу моделируемой производственной системы составляет теория поточного строительства и реконструкции. Имитационная модель ППС(Р) должна отражать объемно – конструктивные характеристики реконструируемых строительных объектов, организационно-технологические особенности их реконструкции и возведения, многовариантность и вероятностный характер строительного производства. Структуру организационно – технологических моделей поточной реконструкции необходимо строить по блочному принципу, что позволяет при внедрении ППС(Р) без коренной перестройки описывать различные производственные ситуации и решать практические задачи. Модели должны содержать набор понятий, обеспечивающих описание реальной реконструктивной строительной системы и ее функционирования, полнота описания системы достигается посредством отражения в моделях статистических и динамических взаимосвязей между элементами моделируемой системы. Модели должны содержать описание цели рассматриваемой системы и формальной аналог оперативного управления, существующего в реальных производственных условиях, генерировать ситуации, возникающие под воздействием случайных возмущающих факторов. При разработке организационно – технологических моделей поточного строительства (реконструкции) удобен в применении блочно-иерархический подход, согласно которому объекты делятся на базовые элементы (захватки, ярусы, секции). Базовый элемент (модуль) – элементарная часть объекта, которую невозможно (или нецелесообразно) разделять на более мелкие части. Параметры базового элемента составляют множество его свойств, называемых атрибутами. Супер элемент (супермодуль) – типовая совокупность взаимосвязанных базовых элементов (модулей), используемая наравне с базовыми элементами. Законченная структура – совокупность взаимосвязанных модулей (супермодулей), представляющая собой возможный вариант структуры объекта (С.Р. Владимирский [10]).При моделировании сложных систем реконструктивного строительного производства теория функциональных систем П.К. Анохина [1, 2] позволяет провести оценку адекватности модели по степени отражения (достоверности, надежности, комплексности) результата функционирования. Иерархия подсистем должна формироваться как иерархия результатов, что открывает способ и механизм соединения иерархических уровней. Функциональные системы обычно состоят из неоднородных элементов подсистем, каждый из которых несет свою функциональную и специфическую нагрузку в достижении результата. Эти подсистемы, в свою очередь, расчленяются на ряд неоднородных элементов подсистем, которые также не должны рассматриваться разрозненно и вне единой функциональной системы, созданной для достижения общего результата цели. Цель рассматривается как заданный результат; критерий - как признак, но которому определяется соответствие этому результату; ограничения - степень свободы, необходимая для достижения результата. При обеспечении единства результата или иерархии результатов можно построить строгую логику разработки и внедрения проектов поточной реконструкции объектов и комплексов [3, 4, 8, 9]. Адаптация концепции системоквантов К.В. Судакова [7, 11] весьма перспективна при разработке и внедрении проектов поточного строительства (реконструкции) ППС(Р) объектов и комплексов. Системокванты рассматриваются как дискретные единицы интегративной системной деятельности по выполнению строительных процессов в пространственно-временном континууме. Для самых разных реконструируемых и строительных объектов общность концепции системоквантов характеризуется тем, что каждый системоквант проявляется узловыми механизмами теории функциональных систем (афферентный синтез, принятия решения, акцептор результата действия, эфферентный синтез и его оценка) [5, 7].Адаптация теории функциональных систем П.К. Анохина и концепции системоквантов К.В. Судакова к системе реконструктивного строительного производства включает следующие положения:наличие приспособительного результата во всякой саморегулирующейся и самоорганизующейся системе радикально ориентирует все потоки информации в системе на этот результат;любой элемент системы проводит или преобразует информацию только в эквиваленте какой-то доли этого результата;каждый элемент системы, информация которого не отражает параметров результата, делается помехой для системы и немедленно преодолевается пластическими перестройками всей системы в целом [5, 6].Построение имитационной модели возведения (реконструкции) строительных объектов и комплексов представлено на рис. 1.Основными элементами системы возведения (реконструкции) объекта являются: сам объект, средства для его возведения и набор управляющих правил, согласно которым осуществляется целенаправленное взаимодействие объекта со средствами возведения в общем процессе функционирования системы. В имитационной модели каждый элемент рассматриваемой системы представляется совокупностью своих основных характеристик [3, 4].       Характеристики системы:детерминированные (число участков, число и объем работ, допустимое и наличное число бригад, технологические связи работ и др.)вероятностные (продолжительность, интенсивность выполнения работ)  Начало наблюдения за системой   Назначение ресурсов на участок по управляющим правилам П1 и П2   Анализ состояния системы (готовность фронта работ и наличие свободных ресурсов)   Назначение ресурсов на участок по управляющим правилам П3 и П4     Генератор случайных возмущений   Определение продолжительности выполнения работ и комплексов на участках   Проверка окончания работ и комплексов   Переход к следующему моменту наблюдения за системой  Определение организационно-технологических параметров (продолжительности, интенсивности и т.д.) возведения (реконструкции) объекта   Построение функций распределения значений организационно-технологических параметров   Построение план-графиков строительства (реконструкции) объектов и комплексов          Д А          НЕТ          Рис. 1. Схема построения имитационной модели разработки и внедрения ППС(Р) объектов и комплексов Характеристики объекта реконструкции:n;m;V=Vij; Gi=Gj1,  j2i; Где n – число участков; m – число работ; V – матрица объемов работ на участках; Vij – объем j-й работ на i- м участке (элемент матрицы V); Gi – технологическая последовательность выполнения работ на i- м участке, выраженная графиком и представленная в матричной форме;Gj1,  j2i –элемент технологической матрицы;  Gj1,  j2i==1, если на i-м участке j1-я работа готовит фронт работ j2-й работе;0, если на i-м участке j1-я работа не готовит фронт работ j2-й работе.  Если комплексы  работ на участках будут одинаковы, технологический граф G будет единым для всех участков объекта.Характеристики средств возведения объекта:r=r1,r2,…,rj,…,rm;D=dij; L=l1,l2,…,lj,…,lm; где r – матрица-вектор наличного количества ресурсов типа мощностей (бригад с приданными машинами) каждого типа на стройплощадке; rj– наличное число ресурсов j-го типа на стройплощадке ( элемент матрицы-вектора r); D– матрица максимального технологически допустимого количества ресурсов каждого типа на участках; dij– максимальное технологически допустимое число ресурсов j-го типа на i- м участке при условии их одновременной производительной работы (элемент матрицы D); L – матрица-вектор интенсивностей работы одной бригады каждого типа за смену; lj – интенсивность работы (выработка) одного ресурса j-го типа за смену (элемент матрицы-вектора L).Набор управляющих правил:П=П1, П2, П3, П4; где П1 – правило, разрешающее в момент времени t начать j-ю работу на i-м участке лишь в том случае, если к этому моменту на участке выполнены все работы, технологически предшествующие j-й работе (в соответствии с технологической последовательностью выполнения работ на i-м участке — график Gi); П2 – правило, разрешающее в момент времени t начать j-ю работу на i-м участке лишь в том случае, если к этому моменту участок будет свободен; П3 – правило выбора в момент времени t назначения j-й работы на i-й участок по системе приоритетов в следующем порядке:если есть несколько свободных типов ресурсов, претендующих на занятие свободных участков, то в первую очередь производится назначение того ресурса, который претендует на большее число свободных участков;если j-й ресурс может начать работу на любом из нескольких свободных участков, то в первую очередь производится назначение ресурса на i-й участок, на котором суммарная условная трудоемкость (в бригадо-днях) всех оставшихся работ максимальная, причем из наличного числа ресурсов j-го типа  на i-й участок назначается число, соответствующее максимальному технологически допустимому числу ресурса j-го типа на i-м участке (dij из матрици Д); 3) если после назначения j-й работы на i-й участок,  остались незагруженными ресурсы j-го типа, то назначение j-го ресурса на оставшиеся свободные участки производится по предыдущему правилу;П4 – правило назначения j-го ресурса на участок,  первый по номеру из свободных участков, если в системе приоритетов правила П3 не существует предпочтительного выбора   [3, 4, 8, 9].Каждое из  перечисленных управляющих правил представляется в рассматриваемой имитационной модели ППС(Р) соответствующим алгоритмом, случайными величинами в рассматриваемой модели являются продолжительности отдельных работ комплекса (dt)ij, при этом характер функции распределения времени выполнения каждой из работ считается известным и для полного вероятностного описания указанных случайных величин достаточно задания двух величин: математического ожидания и дисперсии. Предполагается, что свободные в момент наблюдения t участки, оставшиеся не занятыми после назначения освободившихся к этому моменту ресурсов, простаивают в ожидании ресурса и свободные ресурсы, оставшиеся не назначенными ни на один из участков, простаивают в ожидании фронта работ. Моделируемая система ППС(Р) наблюдается в дискретные моменты времени 0, t1, t2, … tv, …, причем выбор значений tv производится таким образом, что моменту времени О соответствует прибытие на стройплощадку первых ресурсов, а следующие моменты времени характеризуются либо окончанием работы на участке, либо прибытием новых ресурсов. Схема моделирующего алгоритма представлена на рис. 2. В соответствии с алгоритмом в каждый момент наблюдения производятся распределения по участкам ресурсов, имеющихся на стройплощадке, вычисляются случайные продолжительности работ на участках (dt)ij и моменты их окончания Vij с учетом выделенного количества ресурсов и функций распределения продолжительности работ,  устанавливается продолжительность выполнения всего комплекса работ на объекте и по серии ее реализации строится функция распределения. Время работы моделирующей программы определяется видом реконструируемого строительного объекта и используемой ЭВМ [8, 9].Использование разработанной имитационной модели для исследования возведения промышленных объектов показало ее широкие возможности для оценки организационно-технологической надежности и установления различных зависимостей, имеющих важное практическое значение. При построении имитационной модели организации возведения строительных объектов использован один из основных принципов ситуационного управления: соизмерение совокупности управляющих правил с многообразием состояний моделируемой системы.       НЕТ         НЕТ                Характеристика системы ППС(Р)  Фиксация всех видов свободных ресурсов. Начало внедрения ППС(Р) объектов и ресурсов  Проверка выполнения предшествующих работ (управляющее правило П1)  Проверка наличия свободных участков  (управляющее правило П2)  Проверка наличия свободных ресурсов для включения в работу  Определение простоя участков  Определение простоя ресурсов  Определение окончания работ  Проверка окончания всех работ комплекса  Фиксация результатов одной реализации  Назначение ресурса на свободный участок (управляющие правила П3 и П4)  Проиграны ли все реализации?  Установление следующего момента наблюдения  Получение искомых параметров: уровень ОТН, гистограмма продолжительностей, средние простои фронтов и ресурсов и т.д.               ДА      ДА                   Рис. 2. Схема моделирующего алгоритма внедрения ППС(Р)  В модели рассматриваются три группы возможных состояний моделируемой системы: освободившимся ресурсам не предоставлен фронт работ в объеме свободного участка; на каждом из свободных участков предоставлен фронт работ только одному из незанятых ресурсов; на свободных участках предоставлен фронт работ для двух и более незанятых ресурсов. Модель построена таким образом, что блоку управления предшествует блок распознавания состояния системы, определяющий характер отношений между открывшимися фронтами работ (объект) и незанятыми ресурсами (средствами возведения  объекта) [3, 4].Описанная имитационная модель возведения строительных объектов и комплексов позволяет не только оценивать (анализировать), но и формировать (синтезировать) при заданном уровне ОТН оптимальные по выбранному критерию календарные планы.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Анохин П.К. Избранные труды: кибернетика функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова / Сост. В.А.Макаров. М.: Медицина, 1998. 400с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anohin P.K. Izbrannye trudy: kibernetika funkcional'nyh sistem / Pod red. K.V. Sudakova / Sost. V.A.Makarov. M.: Medicina, 1998. 400s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Анохин П.К. Избр. тр. Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Изд-во Наука, 1978. 400с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Anohin P.K. Izbr. tr. Filosofskie aspekty teorii funkcional'noy sistemy. M.: Izd-vo Nauka, 1978. 400s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат, 1983. 440с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gusakov A.A. Sistemotehnika stroitel'stva. M.: Stroyizdat, 1983. 440s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат, 1993. 368с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gusakov A.A. Sistemotehnika stroitel'stva. M.: Stroyizdat, 1993. 368s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гусаков А.А. Новая парадигма строительной деятельности защитит нашу жизнь. // Строительные материалы, оборудование, технологии  ХХI века. №5. 2004.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gusakov A.A. Novaya paradigma stroitel'noy deyatel'nosti zaschitit nashu zhizn'. // Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tehnologii  HHI veka. №5. 2004.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дикман Л.Г. Организация и планирование строительного производства: Управление строительными предприятиями с основами АСУ: 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1988.- 559с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dikman L.G. Organizaciya i planirovanie stroitel'nogo proizvodstva: Upravlenie stroitel'nymi predpriyatiyami s osnovami ASU: 3-e izd., pererab. i dop.- M.: Vyssh. shk., 1988.- 559s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Информационные модели функциональных систем /под ред. К.В. Судакова и А.А. Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2004. 304с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Informacionnye modeli funkcional'nyh sistem /pod red. K.V. Sudakova i A.A. Gusakova. M.: Fond «Novoe tysyacheletie», 2004. 304s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лебедев В.М. Системотехника управления проектами реконструкции городской застройки. Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. 230 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lebedev V.M. Sistemotehnika upravleniya proektami rekonstrukcii gorodskoy zastroyki. Belgorod: Izd-vo BGTU, 2012. 230 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лебедев В.М. Системотехника управления проектами реконструкции городской застройки. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. 254 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lebedev V.M. Sistemotehnika upravleniya proektami rekonstrukcii gorodskoy zastroyki. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2015. 254 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Системотехника. Под. ред. А.А. Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2002. 768с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sistemotehnika. Pod. red. A.A. Gusakova. M.: Fond «Novoe tysyacheletie», 2002. 768s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Судаков К.В., Агаян Г.Ц. и др. Системокванты физиологических процессов. М.: Межд. Гуманит. фонд  арменоведения им. акад. Ц.П. Агаяна, 1997.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sudakov K.V., Agayan G.C. i dr. Sistemokvanty fiziologicheskih processov. M.: Mezhd. Gumanit. fond  armenovedeniya im. akad. C.P. Agayana, 1997.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
