Details

Работа посвящена исследованию процесса автоматизации подбора опти-мального компоновочного решения МГЭС с помощью ГИС и ТИМ, путем пе-ребора комбинаций ключевых параметров, влияющих на компоновку, с помощью параметрической оптимизации. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ опыта применения цифровых технологий в сфере гидротех-нического строительства. Определение цифровых решений, предназначенных для улучшения и автоматизации процесса подбора компоновочных решений на этапе предпроектного анализа; 2. Формирование методики определения компоновочного решения МГЭС за счет подбора оптимальных параметров технических характеристик ос-новных сооружений гидроузла с использованием цифровых методов и параметрической оптимизации; 3. Апробация полученной методики на примере реки Кубань. В качестве средства автоматизации процесса в ходе разработки методики был создан и применен программный алгоритм в программе Grasshopper на базе Rhinoceros. Алгоритм позволяет автоматизировать весь процесс определения оптимального компоновочного решения МГЭС, начиная с формирования цифровой модели рельефа до создания концептуальных 3D моделей элементов гидроузла с подобранными оптимальными параметрами в конкретном географическом месте. Для параметрической оптимизации использовалась надстройка «Galapagos». Использование алгоритма позволило подобрать оптимальные значения характеристик, наиболее влияющие на компоновочное решение основных сооружений гидроузла, при условии, что вырабатываемая мощность станции стремится к максимальному значению. Процесс оптимизации выполнен с использованием эволюционного генетического алгоритма. Результаты исследования показали точность предварительных расчетов и увеличение количества сравниваемых вариантов за счет использования цифро-вых технологий (связка GIS + ТИМ, параметрическая оптимизация в цифровой среде).

The work is devoted to the study of the process of automating the selection of an optimal layout solution for MPPS using GIS and BIM, by selecting combinations of key parameters affecting the layout using parametric optimization. Tasks that were solved during the research: 1. Analysis of the experience of using digital technologies in the field of hydro-technical construction. Identification of digital solutions designed to improve and automate the process of selecting layout solutions at the stage of pre-design analysis; 2. Formation of a methodology for determining the layout solution of the MGPP by selecting optimal parameters of the technical characteristics of the main structures of the hydroelectric complex using digital methods and parametric optimization; 3. Testing of the obtained methodology using the example of the Kuban River. As a means of automating the process, during the development of the methodology, a software algorithm was created and applied in the Rhinoceros-based Grasshopper program. The algorithm makes it possible to automate the entire process of deter-mining the optimal layout solution of the MGPP, starting from the formation of a dig-ital terrain model to the creation of conceptual 3D models of the elements of the hydroelectric complex with selected optimal parameters in a specific geographical loca-tion. The Galapagos add-on was used for parametric optimization. The use of the algo-rithm made it possible to select the optimal values of the characteristics that most affect the layout solution of the main structures of the hydroelectric complex, provided that the generated power of the station tends to the maximum value. The optimization pro-cess is performed using an evolutionary genetic algorithm. The results of the study showed the accuracy of preliminary calculations and an increase in the number of compared options due to the use of digital technologies (GIS + BIM bundle, parametric optimization in a digital environment).