Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Razvoj, modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu

Obdobja
Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.01.00  Tehnika  Gradbeništvo   
2.19.00  Tehnika  Promet   

Koda Veda Področje
T002  Tehnološke vede  Gradbena tehnologija 
Ključne besede
Razvoj, modeliranje, optimiranje, gradbeništvo, promet, informatika, konstrukcija, objekt, gradnja, prometna infrastruktura, nelinearno programiranje, NLP, mešano-celištevilsko nelinearno programiranje, MINLP
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (24)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  07675  dr. Branko Bedenik  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  283 
2.  09223  Bojan Čelofiga    Tehnični sodelavec  2004 - 2008  52 
3.  18024  Aleš Hansel    Tehnični sodelavec  2004 - 2008 
4.  22433  dr. Uroš Klanšek  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  247 
5.  14708  dr. Boštjan Kovačič  Geodezija  Raziskovalec  2004 - 2008  335 
6.  28426  dr. Erika Kozem Šilih  Gradbeništvo  Mladi raziskovalec  2007 - 2008  56 
7.  07599  dr. Stojan Kravanja  Gradbeništvo  Vodja  2004 - 2008  551 
8.  05521  dr. Marjan Lep  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  484 
9.  05522  dr. Samo Lubej  Gradbeništvo  Tehnični sodelavec  2004 - 2008  654 
10.  20028  dr. Aleš Magdič  Gradbeništvo  Mladi raziskovalec  2004 - 2005  30 
11.  18915  Vladimir Meglič    Tehnični sodelavec  2004 - 2008 
12.  17159  Radmilo Perunović    Tehnični sodelavec  2004 - 2008  26 
13.  14095  dr. Miroslav Premrov  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  662 
14.  17052  dr. Igor Pšunder  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  260 
15.  05527  dr. Mirko Pšunder  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  461 
16.  18023  dr. Zoran Pučko  Gradbeništvo  Tehnični sodelavec  2004 - 2008  129 
17.  05528  dr. Danijel Rebolj  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  454 
18.  10160  dr. Drago Sever  Promet  Raziskovalec  2004 - 2008  400 
19.  20029  dr. Simon Šilih  Gradbeništvo  Raziskovalec  2004 - 2008  109 
20.  14495  dr. Andrej Tibaut  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2004 - 2008  290 
21.  10867  dr. Tomaž Tollazzi  Promet  Raziskovalec  2004 - 2008  910 
22.  22432  dr. Darja Topolšek  Upravne in organizacijske vede  Raziskovalec  2004  424 
23.  21758  dr. Ratko Zelenika  Promet  Raziskovalec  2004 - 2008  486 
24.  25570  dr. Tomaž Žula  Gradbeništvo  Mladi raziskovalec  2005 - 2008  167 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0797  Univerza v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo  Maribor  5089638011  12.865 
Povzetek
Namen predlaganega raziskovalnega programa je razvoj, modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu. Optimiranje izvajamo z nelinearnim programiranjem (NLP) in z mešano-celoštevilskim nelinearnim programiranjem (MINLP). Z NLP izvajamo zvezno optimiranje objektov, z MINLP pa vršimo kombinirano zvezno-diskretno optimiranje, kar v nadaljevanju daje bistveno boljše rezultate. Smiselno raziskava poteka na dveh različnih področjih: gradbeništvo (T 002) in promet (T 003). Razvijamo metode, strategije in računalniške programe za modeliranje in optimiranje objektov in procesov v gradbeništvu in prometu. Na eni strani razvijamo optimizacijske metode, predvsem strategije za učinkovito optimiranje velikih realnih sistemov, na drugi strani pa modeliramo optimizacijske modele konstrukcij, objektov, prometne infrastrukture, gradnje objektov in prometnih tokov. Na področju gradbeništva razvijamo optimizacijske modele nekaterih tipskih najčešče grajenih paličnih, okvirnih in mostnih konstrukcij iz jekla, armiranega betona, lesa in sovprežnega/kompozitnega materiala. Optimiranje izvajamo v smeri minimiranja mase ali proizvodnih stroškov konstrukcij. Optimiramo tudi proces gradnje objektov. Gradbeni objekti so na ta način optimirani v celoti od strehe do temeljev. V računskem procesu so sočasno zračunani: topologija konstrukcije (optimalno število in razpored konstrukcijskih elementov), materiali, oblika, standardne ter zaokrožene dimenzije. Optimiranje procesa gradnje in vzdrževanja prometne infrastrukture ter optimiranje delovanja prometnega sistema zraven zgoraj omenjenih metod zahteva uporabo večkriterijalne sinteze, ki omogoča upoštevanje kriterijev, ki jih ni moč številčno ovrednotiti. Ob tem je poseben poudarek posvečen uvedbi in vrednotenju ukrepov nacionalne in evropske prometne politike na optimiranje sistema ob sprotnem upoštevanju kriterijev in načel trajnostnega razvoja in ekonomike delovanja prometnega sistema. Gradbena informatika ima pri prej opisanih aktivnostih izrazito integrativno vlogo. V gradbeništvu ima uporaba računalnikov dolgo tradicijo. Toda zaradi uporabe računalnikov v okviru nespremenjenih ali starih organizacijskih shem informacijska tehnologija v gradbeništvu ne prinaša takšnega napredka, kot bi ga lahko. Raziskovalci iz področja informatike zato razvijamo nove organizacijske sheme, s katerimi bo mogoče optimirati konstrukcije, objekte, proces gradnje in prometno infrastrukturo ter maksimalno izrabiti potenciale novih informacijskih tehnologij.
Pomen za razvoj znanosti
Z mešanim celoštevilskim nelinearnim programiranjem (MINLP) smo uspešno izvršili diskretno-zvezno optimiranje nekaterih tipov realnih inženirskih konstrukcij večjega obsega: jeklenih in lesenih ravninskih paličnih nosilcev, jeklenih industrijskih hal, jeklenih večnadstropnih ravninskih okvirjev in treh različnih tipov sovprežnih stropnih sistemov (z jeklenimi I nosilci, z jeklenimi paličnimi nosilci iz zaprtih profilov in z jeklenimi paličnimi nosilci iz odprtih profilov). V ta namen smo aplicirali modificirani algoritem Zunanje aproksimacije s sprostitvijo enačb (OA/ER algoritem). Razvili smo učinkovite večnivojne hierarhične MINLP strategije, ki pospešijo konvergenco omenjenega algoritma. V svetu je za optimiranje dikretno-zveznih nelinearnih problemov konstrukcij razvitih več različnih metod. Raziskovalci največ uporabljajo Genetski algoritem. Mi razvijamo in uporabljamo optimizacijske metode in strategije MINLP. Našo metodo smo testirali na nekaj "standardnih" primerih optimiranja paličnih nosilcev iz literature. V vseh obravnavanih primerih se je izkazalo, da dobimo z MINLP celo do 20 % boljši rezultat od dosedaj objavljenih rezultatov drugih metod. Zato sodimo, da razvoj metod MINLP in njihova uporaba v inženirski praksi sodi v sam svetovni vrh. Tudi razvoj stroškovnih funkcij za izdelavo konstrukcij, metod za optimiranje projektnih planov, razvoj modelov za izračun nosilnosti panelnih sten, razvoj metod gradbene informatike in prometa so pomembni za razvoj znanosti.
Pomen za razvoj Slovenije
Optimiranje objektov, gradnje in prometa je iz vidika ohranjanja naravnih resursov zelo pomembno in pomeni v luči ekološke osveščenosti in finančnih prihrankov dobro popotnico za nadaljnje raziskovanje. Slednje je posebej izpostavljeno za področje trajnostnega razvoja. Ocenjujemo, da bodo podjetja, ki bodo koristila razvite optimizacijske metode in se hkrati ustrezno transformirala v nove fleksibilne organizacijske oblike, bistveno dvignila svojo konkurenčno sposobnost tako doma kot na tujem. Pomen ojačevanja in modeliranja sovprežnih panelnih sten vidimo v razvoju montažne lesene gradnje, ki bi omogočala montažo večetažnih lesenih objektov (število etaž več kot tri), kar je v dejstvu, da je les eden izmed ekološko najmanj oporečnih gradbenih materialov, seveda za današnjo družbo precej pomembno. Izsledki raziskav so objavljeni v svetovni znanstveni literaturi kar prispeva k promociji Slovenije in slovenske znanosti v svetu. Zaradi usmerjenosti raziskav k inovativnem reševanju aktualnih inženirskih problemov bodo razvite metode in rezultati raziskav prispevali k nadaljnjem razvoju gradbene stroke. Prenos razvitih tehnologij v gradbena podjetja lahko predstavlja pomemben dvig kakovosti in večjo racionalizacijo gradnje. Pridobljena znanja prenašamo tudi v študijske programe doma, pa tudi v mednarodni prostor (npr. mednarodni podiplomski program Gradbena informatika).
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno