Methods of non-linear programming used in the design of the route
Authors: Скрыпников А.В. , Чернышова Е.В. , Самцов В.В. , Абасов М.А. 
Published: September 2020

В работе рассматривается общая технология проектирования трассы лесной автомобильной дороги в пространстве и обоснование выбора наиболее эффективного для конкретных условий метода. В методе аппроксимации последовательности точек широко используется диалоговый режим, т. е. режим оперативного общения проектировщика и ЭВМ в процессе решения задачи. В целях экономии машинного времени расчет трассы осуществляется посегментно. Границы сегментов назначаются программно с учетом рекомендаций, полученных экспериментально. Иногда их необходимо корректировать, например, при недостаточности зоны перекрытия сегментов для удовлетворительного сопряжения смежных участков трассы. В этих случаях пользуются диалоговой функцией с кодом 1. По данной директиве на экран дисплея выводятся номер элемента трассы в начале сегмента и номер последней точки эскизной линии на сегменте. Корректироваться могут обе характеристики. В системе предусмотрено несколько способов получения информации об эскизной линии, объем которой довольно велик (до 2000 шестизначных чисел). Хотя обычно для получения ее используются автоматические регистраторы данных, возможность ошибок не исключена. Поэтому авторами реализован программный контроль информации, позволяющий обнаружить грубые ошибки путем анализа углов между смежными отрезками эскизной линии. Так как методы наискорейшего и покоординатного спуска позволяют определять лишь локальный минимум, то необходимо обеспечить построение исходного приближения, находящегося в зоне тяготения к глобальному минимуму. Полученные результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о достаточно высокой надежности способов формирования исходного приближения и удовлетворительном быстродействии методов.

The paper considers the general technology for designing a forest road route in space and the rationale for choosing the most effective method for specific conditions. In the method of approximation of a sequence of points, a dialog mode, that is, a mode of operative communication between a designer and a computer in the process of solving a problem, is widely used. In order to save computer time, the calculation of the route is carried out segmented. The boundaries of the segments are assigned programmatically taking into account the recommendations received experimentally. Sometimes they need to be adjusted, for example, if the segment overlap zone is insufficient for satisfactory conjugation of adjacent sections of the route. In these cases, use the interactive function with code 1. Under this directive, the trace element number at the beginning of the segment and the number of the last point of the sketch line on the segment are displayed on the display screen. Both characteristics can be adjusted. The system provides several ways to obtain information about a sketch line, the volume of which is quite large (up to 2000 six- digit numbers). Although automatic data loggers are usually used to obtain it, the possibility of errors is not ruled out. Therefore, the authors implemented software control of information, which allows to detect gross errors by analyzing the angles between adjacent segments of the sketch line. Since the methods of steepest and coordinate-wise descent allow us to determine only the local minimum, it is necessary to ensure the construction of the initial approximation located in the gravitational zone to the global minimum. The obtained results of experimental studies indicate a sufficiently high reliability of the methods of forming the initial approximation, and a satisfactory speed of the methods.