290300 (270102. 65) Промышленное и гражданское строительство
| Вид материала | Документы |
- Рабочая программа дисциплины опд ф. 09 «Инженерная геология» для специальности 270102, 214.97kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине «инженерная геодезия» для студентов 3 курса, 610.25kb.
- Программа профессиональной переподготовки по специальности 270102 «Промышленное и гражданское, 228.7kb.
- Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 290300, 119.98kb.
- Методические указания по изучению дисциплины и выполнению курсового проекта для студентов, 717.64kb.
- Программа Для студентов IV, Vкурсов специальности 290300 «Промышленное и гражданское, 382.61kb.
- Положение одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного факультета., 305.63kb.
- Технология строительных процессов методические указания к курсовой работе "Производство, 444.23kb.
- Краткий конспект лекций и методические указания к курсовой работе для студентов специальности:, 2545.05kb.
- Рабочая программа для студентов Vкурса специальности 270102 Промышленное и гражданское, 149.72kb.
Основы геоинформационных систем
- Цели освоения дисциплины «Основы геоинформационных систем»:
Целью освоения данной учебной дисциплины это дать студенту базовые знания, необходимые для применения ГИС в различных отраслях: использование ГИС в градостроительстве, управлении городскими территориями, ГИС-технологии в транспортной сфере.
- Краткое содержание дисциплины
Курс включает в себя: этапы создания ГИС. Принципы работы с настольными ГИС на примере программы GeoCad 5.0. Знакомство с интерфейсом, видами и темами. Загрузка данных в GeoCad 5.0. Пространственный анализ данных, действия с таблицами и отображение результатов на карте, связывание в единый документ. Операции с картами: создание, редакция, конверсия проекций, географическая привязка, измерение длин и площадей, создание легенд. Этапы подготовки карт с помощью геоинформационных систем. Растровая подложка – координатная привязка растра. Операции с таблицами: создание, заполнение, связывание, запрос, построение диаграмм
Основы экспертных систем
Современный инженер при решении задач профессиональной деятельности должен использовать современные информационные технологии, позволяющие автоматизировать процесс принятия решений и получать информацию о способах решения тех или иных задач. Для этого он должен обладать знаниями в области применения экспертных систем.
Цель курса – изучение основ экспертных систем.
Содержание курса
Темы лабораторных занятий
Тема занятий | Кол-во часов |
Основные понятия и определения.
Основные понятия и определения.
Классификация по решаемой задаче, по связи с реальным временем, по типу ЭВМ, по степени интеграции с другими программами.
Языки искусственного интеллекта. Специальный программный инструментарий.
Представление знаний, рассуждений и задач. Модели представления знаний: алгоритмические, сетевые и продукционные, сценарии. Продукционные модели. Продукции с исключениями из правил. Дедуктивный и индуктивный выводы в системе продукции. Вероятностный вывод, косвенный вывод. Фреймовые системы и фрейм-языки. Вывод во фреймовой системе. Представление знаний в логике предикатов первого порядка. Эпистемологическая полнота представления знаний и эвристически эффективные стратегии поиска решения задач.
Типы задач: задача-проблема и задачи-гипотезы. Алгоритмически эффективные методы решения задач-проблем. Эвристики и эвристические алгоритмы решения задач. Классы алгоритмов. Задачи-гипотезы. Доказательство теории. Задача унификации. Метод резолюций. | 2 2 2 2 2 4 2 |
| Всего | 16 |
Введение в теорию оптимизации
Многие задачи инженерной практики состоят в определении оптимума некоторой функции (функционала), то есть являются оптимизационными. Современный инженер должен обладать знаниями в области теории оптимизации, уметь ставить и решать оптимизационные задачи в научно-исследовательской, проектно-конструкторской, производственно-технологической или организационно-управленческой сферах профессиональной деятельности.
Цель курса – изучение основ теории оптимизации, ее реализации в конкретных методах и решение оптимизационных задач с помощью ЭВМ.
Содержание курса
Темы лекций
Тема 1. Экстремальные задачи и методы их решения.
Постановка задач оптимизации. Основные понятия теории оптимизации. Проектные параметры. Целевая функция. Ограничения. Условная и безусловная оптимизация. Понятия локального и глобального экстремума. Сущность и классификация оптимизационных задач и методов. Свойства функций в задачах оптимизации: непрерывность, гладкость, унимодальность, выпуклость.
Тема 2. Численные методы оптимизации функций одной переменной.
Постановка задачи. Понятие о численных методах оптимизации. Классификация методов. Предварительная локализация экстремума. Особенности решении задач одномерной оптимизации. Сходимость методов оптимизации. Условия остановки численных методов. Метод перебора. Метод общего поиска. Сходимость метода. Метод золотого сечения. Свойства метода. Сходимость метода.
Тема 3. Численные методы оптимизации функций многих переменных.
Особенности решения задач многомерной оптимизации. Локальный и глобальный экстремумы.
Метод покоординатного спуска. Свойства вектора-градиента. Метод градиентного спуска. Метод наискорейшего спуска. Геометрический смысл метода.
Тема 4. Линейное программирование.
Стандартная постановка задачи линейного программирования. Каноническая постановка задачи линейного программирования. Приведение задачи линейного программирования к канонической форме. Примеры задач линейного программирования (задача о ресурсах, о рационе, о раскрое, о смесях, на использование мощностей оборудования, на выбор оптимального портфеля ценных бумаг, транспортная задача). Особенности составления модели для каждого типа задач.
Понятие о двойственных задачах линейного программирования.
Тема 5. Геометрический метод решения задач линейного программирования.
Геометрическая интерпретация задачи линейного программирования. Область допустимых решений. Случай отсутствия решения.
Тема 6. Аналитическое решение задач линейного программирования. Симплекс-метод.
Нахождение решения в крайней точке. Понятие опорного решения. Базисные переменные. Свободные переменные. Эквивалентность крайних точек и опорных планов. Теория симплексного метода. Общая схема решения экстремальных задач и ее реализация в симплексном методе. Критерий оптимальности. Практический алгоритм симплексного метода. Достаточное условие экстремума.
Тема 7. Решения транспортной задачи.
Постановка и формы записи транспортной задачи. Свойства транспортной задачи.
Тема 8. Решение задач оптимизации в табличном процессоре MS Excel.
Ввод данных в электронные таблицы. Использованием инструмента Поиск решения. Анализ результатов.
Тема 9. Решение задач оптимизации в среде MathCAD.
Ввод данных на лист. Встроенные функции Minimize и Maximize. Анализ результатов.
Темы лабораторных занятий
1. Численные методы решения задач одномерной оптимизации.
Метод перебора.
Метод общего поиска.
Метод золотого сечения.
2. Геометрический метод решения задач линейного программирования.
3. Симплекс-метод.
Построение симплекс-таблицы. Принципы выбора разрешающего столбца и разрешающей строки. Критерий завершения поиска оптимального решения. Признаки существования бесконечного множества решений и отсутствия решения.
4. Решение задач оптимизации в табличном процессоре MS Excel.
Ввод данных в электронные таблицы.
Использованием инструмента Поиск решения.
Анализ полученных результатов.
Анализ чувствительности результатов к изменению исходных данных.
5. Решение задач оптимизации в среде MathCad.
Ввод данных на лист.
Встроенные функции Minimize и Maximize.
Анализ полученных результатов.
Экология Северных городов
Главной целью курса является овладение комплексом инженерных и правовых знаний для формирования экологичной среды обитания и приобретение навыков принятия соответствующих проектных решений и строительных технологий.
В результате изучения курса студент должен знать:
- возможные положительные и отрицательные социальные, экономические, экологические и технические последствия принимаемых решений;
- методы разработки технических заданий на расширение и реконструкцию зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения с технико-экономическим обоснованием принимаемых решений, с учетом экологической чистоты строительных объектов.
Содержание курса
Лекционные занятия
Тема занятий | Кол-во часов |
| Раздел 1. Среда обитания человека в северных городах, общая характеристика, критерии качества. Среда обитания человека в северных городах как сложная природно-техногенная система, общая характеристика подсистем и их взаимосвязь. Причины ухудшения состояния среды обитания северного города: недостаточная экологическая эффективность техносферы (промышленность, транспорт, энергетика, коммунальное хозяйство); интенсивное физическое, химическое, механическое и биологическое загрязнение окружающей среды; общий рост и территориальная неравномерность экологических нагрузок и др. Сущность экологических проблем северных городов, их связь с удовлетворением потребностей человека в жизнеобеспечивающих ресурсах и условиях, характеристиками материальной и природной среды. Признаки отнесения городов и прилегающих к ним территорий к зонам повышенного экологического риска, чрезвычайной экологической ситуации или экологического бедствия. Жилая среда (квартира, здание, придомовые территории, микрорайон) – основная искусственная экосистема среды обитания человека. Функциональные свойства её элементов, внутренние системные связи, внешние связи с окружающей городской средой. Непосредственное и опосредованное влияние состояния окружающей городской среды на выбор средств обеспечения на качества жилой среды. Система экологических критериев качества среды обитания: круглогодичная обеспеченность тепловых условий и чистоты воздуха в помещениях; режимы естественной освещенности и инсоляции; защита элементов жилой среды от шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучений; эффективность использования энергоресурсов на поддержание тепловоздушного режима и бытовые нужды; обеспеченность рекреациями и площадками другого функционального назначения; безопасность условий проживания, включая защищенность от инфекций и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Экологическая сущность и системная взаимосвязь критериев качества среды обитания. Раздел 2. Правовое законодательство и нормативная база регулирования городской среды. Понятие экологического права, его связь с фундаментальными и вторичными отраслями российского права. Система экологического права, принципы построения. Краткий обзор основных источников экологического права (Конституция РФ, Закон РФ от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», УКРФ, ГК РФ и т.д.). Государственная экологическая экспертиза и экологический контроль, цели и принципы осуществления. Объекты государственной экологической экспертизы, их классификация. Субъекты экологической экспертизы, порядок назначения экспертов и проведения экспертизы. Ответственность за нарушение законодательства о государственной экологической экспертизе. Экологические права граждан, их классификация. Конституционные экологические права граждан и их защита средствами уголовного закона. Правовое регулирование возмещения вреда, причиненного нарушением экологических прав граждан. Действующая система экологических норм и правил: ограничивающих содержание в атмосферном воздухе, воде и почве загрязняющих веществ, а так же их выбросы, сбросы, складирование и захоронение; регулирующих размеры изъятия и использования природных ресурсов (водозабора, рубки леса, отчуждения территорий). База санитарно-гигиенических нормативов, строительных норм и правил. Структура федеральных и региональных органов охраны природной среды. Региональные законы и местные органы власти и управления. Роль общественных природоохранных организаций, разнообразие их форм, организационных принципов и направлений деятельности. Раздел 3. Мероприятия по охране и регулированию качества воздушной среды города. Основные источники загрязнения воздушной среды. Их классификация: естественные и антропогенные. Состав воздуха и критерии его чистоты. Основные агенты, поступающие в атмосферу: пыль, зола, дым, сажа, свинец, ртутные пары, фреон, ядохимикаты и др. Закономерности распространения аэрозолей в атмосферном воздухе. Шум как фактор загрязнения воздушной среды. Радиоактивное загрязнение атмосферы. Последствия загрязнения атмосферы. Влияние атмосферных загрязнений на человека, животных, растения и материальные объекты городской среды. Принципы гигиенического нормирования атмосферных загрязнений. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и выбросы (ПДВ) загрязняющих веществ, и другие показатели. Организация контроля и наблюдения за чистотой воздушной среды. Регулирование качества воздушной среды с помощью ПДВ. Методика расчета ПДВ для различных источников загрязнения. Нормативные требования к санитарно-защитным зонам (СЗЗ). Комплекс градостроительных и технологических мероприятий по уменьшению загрязнения атмосферного воздуха в северных городах. Принципы зонирования городских территорий по состоянию воздушной среды. Раздел 4. Мероприятия по охране и регулированию качества водной среды города. Роль поверхностных и подземных вод в формировании качества городской среды. Нормативно-чистые, условно-чистые и загрязненные сточные воды. Условия сброса сточных вод в водоемы. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в водоемах различной категории. Система контроля за концентрацией вредных веществ в водоемах. Характер загрязнения водоемов промышленными и коммунальными предприятиями, транспортом и пригородным сельским хозяйством. Способность водоемов к самоочищению. Пояса санитарной защиты, водоохранные зоны, прибрежные полосы и их статус. Подземные воды как источник водоснабжения. Естественные, привлекаемые и искусственные запасы подземных вод. Химический состав подземных вод, условия защиты их от загрязнения. Основные источники загрязнения. Правила рационального использования и охраны подземных вод. Раздел 5. Охрана грунтов почв и растительного покрова. Геологические условия территории как фактор устойчивого развития городской среды. Охрана ландшафтов, почв, недр на застраиваемых территориях. Рельеф территории как основа проектирования инженерной подготовки и благоустройства города. Важнейшие специфические свойства почв, процессы эрозии, засоления, деструктирования, радиационного загрязнения и их причины. Загрязнение почв, грунтов и подземных вод в пределах городской застройки. Значение парковых, лесопарковых и зеленых зон в производстве кислорода, влияние на качество воздушной среды и микроклимат. Инженерно-строительные мероприятия и благоустройство городских территорий, направленные на создание благоприятных условий для сохранения растительного покрова. Особенности обустройства придорожных территорий. Эрозия почв в результате урбанизации территорий. Водная и ветровая эрозия. Мероприятия по стабилизации и предотвращению эрозионных процессов. Инженерные методы защиты от эрозии: изменение ландшафта, организация стока поверхностных (дождевых и талых) вод, создание устойчивого дернового покрова, (посев многолетних трав и кустарников), применение противоэрозионных материалов и конструкций (сотовые геосинтетические материалы, биоматы, геоматы, бетонные элементы). Раздел 6. Рекультивация техногенно-загрязненных и нарушенных городских территорий. Оценка урбанизированных территорий по степени загрязнения. Методы санации техногенно-загрязненных территорий и восстановления их качеств до уровня, соответствующего целям их дальнейшего хозяйственного использования. Средства и методы экологической рекультивации техногенно-загрязненных территорий, не отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям. Эколого-экономический принцип санации техногенно-загрязненных территорий. Планировка микрорайонов с учетом факторов санации территорий. Раздел 7. Защита городской среды от шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучений. Шум и вибрация как энергетические (физические) виды загрязнения окружающей среды, их основные источники в условиях города. Влияния интенсивного и продолжительного шума и вибрации на человека, а также на животных и растений. Влияние вибрации на здания и сооружения. Показатели уровней шума и вибрации, нормируемые значения, диапазоны изменения, натурные и расчетные определения уровней шума и вибрации. Основные показатели защиты городской среды от шума и вибрации: методы и средства воздействия на источник; методы и средства, снижающие шум и вибрацию на пути их распространения; организационно-технические мероприятия; градостроительные мероприятия. Содержание и характеристика соответствующих мероприятий, ожидаемые эффекты. Виды городских устройств, генерирующих, передающих и используемых электрическую энергию как источники электромагнитного поля (ЭМП). Биологическое воздействие ЭМП (зоны индукции и излучения) на организм человека. Предельно допустимые уровни напряженности ЭМП для разных мест пребывания человека в условиях города. Основные способы защиты от неблагоприятного воздействия ЭМП: расстоянием - охранные зоны вдоль ЛЭП, санитарно-защитные зоны вокруг радиотехнических объектов; устройство различных видов экранов, используя зеленые насаждения, конструкции зданий и сооружений; комплекс специальных строительных и организационно-технических мероприятий, связанных с устройством и эксплуатацией объектов - источников ЭМП. Источники радиоактивного загрязнения городской среды. Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений (ИИ) на население и окружающую среду в соответствии с нормами радиационной безопасности НРБ-76/87. Основные меры защиты от ИИ: контроль за состоянием окружающей среды с использованием показателей предела дозы облучения и допустимой объемной концентрации радиоактивных веществ (в атмосфере и водоемах); создание СЗЗ вокруг источников радиационных выбросов; соблюдение требований ОСП-72/87 по сбору, удалению и обезвреживанию твердых и жидких радиоактивных отходов. Раздел 8. Система управления городскими отходами. Отходы, как основной источник загрязнения окружающей и природной и городской среды. Проблема твердых бытовых отходов (ТБО). Понятие «кризиса отходов» и пути его решения. Федеральная программа «Отходы». Классификация отходов: твердые бытовые отходы, осадок сточных вод, промышленные отходы, медицинские отходы. Сбор, транспортировка, переработка и захоронение отходов в системе городского хозяйства. Состав отходов (морфологический, физический, химический), свойства отходов, нормы накопления отходов. Система санитарной очистки города. Принципы комплексного управления отходами, связь технологических, организационных, экологических и экономических принципов. Безотходные технологии производства. Методы переработки и утилизации отходов: сортировка, вторичное использование, компостирование, термическая обработка, мусоросжигание, захоронение на полигонах. Инженерные сооружения в системе управления отходов: мусороперегрузочные станции, мусоросжигательные заводы, заводы сортировки отходов, склады временного хранения, полигоны захоронения отходов. Правила их размещения на городских и прилегающих территориях. Экологические и санитарные требования к этим сооружениям. Полигоны твердых бытовых отходов, как природоохранные объекты в структуре городского хозяйства. Определение места размещения полигона ТБО исходя из экологических, инженерно-геологических, гидрогеологических, градостроительных и экономических условий, оценки воздействия на окружающую среду. Планировочные и конструктивные решения полигонов ТБО. Методы очистки фильтрата, использования и утилизации биогаза. Определение мощности полигонов ТБО и размера отчуждаемых территорий. Рекультивация полигонов ТБО, как комплекс природоохранных и инженерно-технических мероприятий. Направления рекультивации в зависимости от целевого назначения их дальнейшего использования в народном хозяйстве. Технический и биологический этапы рекультивации. Раздел 9. Контроль за состоянием городской среды. Экологический мониторинг, как необходимое звено в системе контроля и управления качеством городской среды. Основные объекты экомониторинга: атмосферный воздух, воздух жилых, рекреационных и промышленных зон города, качество водных источников и поверхностных вод, почва, транспорт и городские инженерные системы. Задачи экомониторинга: сбор и распространение достоверной и оперативной информации о состоянии городской среды, анализ и составление прогнозов изменения окружающей среды, разработка проектов управляющих решений с оценкой их последствий для окружающей среды. Организация системы мониторинга города, органы управления (департаменты, префектуры, органы охраны окружающей среды, ГОиЧС, управление пожарной безопасности), информационно-аналитический центр, федеральные и местные органы управления, научные институты. Раздел 10. Градостроительное планирование среды обитания с учетом природно-техногенных факторов. Учет характеристик и взаимодействия природных и техногенных факторов и условий при формировании среды обитания на разных стадиях градостроительного планирования: проект районной планировки, генеральный план города; проект детальной планировки жилого района; проект застройки кварталов. Обеспечение экологической совместимости масштаба и характера хозяйственной деятельности с природно-ресурсным потенциалом окружающей природной среды района расселения, как изначальное условие качества среды обитания и устойчивого функционирования природно-техногенной системы города. Основные критерии и условия совместимости, характеристика информационной базы для их определения. Использование критериев для обоснования градостроительных и организационно-технических мероприятий по преобразованию среды обитания, - комплексной экологической реконструкции. Конкретизация и детализация учета природных и техногенных факторов при формировании городской среды на последующих стадиях планирования, комплекс используемых средств и методов. Экологический паспорт города, как качественно новая информационная основа оценки состояния и прогнозирования развития природно-техногенной системы города, основные разделы и содержание экологического паспорта. Использование экономической оценки ущерба от загрязнения городской среды при обосновании решений по реконструкции. Обобщающий анализ градостроительных и организационно-технических средств и методов формирования среды обитания, отвечающей заданным критериям качества. Метод многофакторной оценки уровня качества среды обитания в балах, его использование при обосновании и оценке эколого-социальной эффективности планируемых решений. Примеры практического использования метода при принятии решений по формированию благоприятной жилой среды в условиях различных градостроительных ситуаций. | 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 |
| Всего | 18 |
Основы математического моделирования