ІНТЕГРАЛЬНА ОЦІНКА ОРІЄНТАЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВУЛИЧНОЇ МЕРЕЖІ ДЛЯ ПРОЄКТУВАННЯ МАГІСТРАЛЬНИХ ВОДОПРОВОДІВ

Анотація

У статті розглянуто актуальну науково-прикладну задачу підвищення ефективності проєктування магістральних водопровідних мереж шляхом урахування просторової структури вуличної мережі населеного пункту. Показано, що традиційні підходи до трасування інженерних комунікацій недостатньо враховують глобальні орієнтаційні властивості міських мереж, що може призводити до неоптимальних технічних рішень. У зв’язку з цим запропоновано новий метод визначення домінуючих напрямків вуличної мережі, який базується на використанні апарату теорії графів і геометричного аналізу просторових структур. Вуличну мережу представлено у вигляді просторового графа, де вершини відповідають вузлам (перехрестям), а ребра – ділянкам вулиць із заданими координатами. Для кожного ребра визначаються його довжина та кут орієнтації відносно фіксованої осі, що дозволяє одночасно враховувати метричні та напрямні характеристики мережі. З метою усунення впливу зовнішнього контуру здійснюється виділення підмножини внутрішніх ребер, що забезпечує більш коректну оцінку структури мережі. Ключовим елементом запропонованого підходу є введення інтегральної геометричної характеристики, яка описує розподіл сумарної довжини елементів мережі за напрямками. На практиці ця характеристика реалізується шляхом дискретизації кутового простору та агрегування довжин ребер у відповідних інтервалах. Отримана функція інтерпретується як орієнтаційний спектр мережі, максимуми якого відповідають домінуючим напрямкам. Проведено аналіз точності та стійкості методу з урахуванням похибок визначення координат, довжин і кутів, а також впливу дискретизації. Показано, що агрегований характер інтегральної характеристики забезпечує статистичну стійкість результатів, а сам метод є інваріантним до масштабування та паралельного перенесення системи координат. Встановлено, що точність визначення домінуючих напрямків залежить від вибору кроку дискретизації, що потребує обґрунтованого підбору при практичному застосуванні. Запропонований підхід дозволяє перейти від локального аналізу окремих елементів до інтегральної оцінки геометричної структури вуличної мережі. Це створює науково обґрунтовану основу для оптимізації трасування магістральних водопровідних систем та підвищення надійності інженерної інфраструктури в умовах складної урбаністичної організації.