- •Моделирование транспортных процессов и систем
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа
- •Введение (2 ч)
- •Раздел 1. Роль математических методов в решении производственных задач автомобильного транспорта (14 ч)
- •Раздел 7. Методы динамического программирования (13 ч)
- •Раздел 8. Планирование перевозок по сборным, развозочным и сборно-развозочным маршрутам (22 ч)
- •Раздел 9. Теория массового обслуживания в задачах оптимизации транспортных процессов (13 ч)
- •Заключение (1 ч)
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины
- •2.2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.3. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины «Моделирование транспортных процессов и систем»
- •Роль математических методов в решении производственных задач автомобильного транспорта
- •2. Корреляционно-регрессионный
- •3. Модели линейного программирования
- •4. Формирование
- •5. Маршрутизация перевозок
- •6. Модели транспортных сетей
- •7. Методы динамического программирования
- •8. Планирование перевозок по сборным,
- •9. Теория массового обслуживания в задачах оптимизации транспортных процессов. Заключение
- •Использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Лабораторные работы
- •2.5.1.1. Лабораторные работы (очная и очно-заочная формы обучения)
- •2.5.1.2. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.5.2. Практические занятия (очная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •Информационные ресурсы дисциплины
- •Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект Введение
- •Роль математических методов в решении производственных задач автомобильного транспорта
- •1.1. Представление процессов в автомобильно-дорожном комплексе как процессов в сложной системе
- •1.2. Понятие модели. Классификация моделирования систем. Эвристические методы решений задач
- •Условия задач по количеству грузов и расстояний
- •Формирование объекта имитационного моделирования
- •Массив вершин графа автомобильно-дорожной сети территории
- •2. Корреляционно-регрессионный анализ математических моделей
- •2.2. Вычисления парной корреляции и линейной регрессии
- •Заключение по решению
- •Заключение по решению
- •3. Модели линейного программирования в решениях задач управления транспортными процессами
- •3.1. Общая задача линейного программирования
- •3.2. Графоаналитический метод
- •3.3. Симплексный метод
- •Симплексная таблица с первоначальным допустимым базисным решением задачи
- •Вторая симплексная таблица для решения задачи по перевозке грузов
- •4. Формирование системы оптимальных грузопотоков
- •4.1. Общая постановка задачи. Метод потенциалов
- •4.2. Задача закрытого типа по сокращению дальности перевозок
- •4.3. Задача открытого типа с нарушенным балансом производство-потребление для однородных грузов
- •Матрица условий задачи на перевозку груза при наличии дисбаланса производство-потребление
- •Матрица условий задачи с введенным фиктивным потребителем, уравнивающим дисбаланс производство-потребление
- •4.5. Задача с минимизацией времени перевозки скоропортящихся грузов
- •Матрица условий
- •Матрица расчета
- •5. Маршрутизация перевозок грузов помашинными отправками
- •5.1. Общая постановка задачи
- •5.2. Аналитическая модель задачи маршрутизации перевозок
- •5.3. Решение задачи маршрутизации. Составление маятниковых и
- •6. Модели транспортных сетей экономического региона и расчеты кратчайших расстояний перевозок
- •6.1. Принципы формирования моделей транспортных сетей
- •Минимальная величина Это и будет строки к9, и опять .
- •Затем исправляется величина в соответствующем столбце матрицы.
- •Исходный базовый вариант для определения кратчайших расстояний между пунктами модели (рис. 6.2)
- •Оптимальное решение для определения кратчайших расстояний между пунктом а1 и всеми остальными для модели (рис. 6.2)
- •Решение для определения кратчайших расстояний по маршрутной сети (рис. 6.2) от пункта а2 до всех остальных
- •Решение для определения кратчайших расстояний по маршрутной сети (рис. 6.2) от пункта а3 до всех остальных
- •Методы динамического программирования
- •Основные понятия и общая постановка задачи
- •7.2. Методика оптимального решения задачи
- •Выбор кратчайшего пути на этапе V
- •Выбор кратчайшего пути на этапе IV
- •Выбор кратчайшего пути на этапе III
- •Выбор кратчайшего пути на этапе II
- •Выбор кратчайшего пути на этапе I
- •8. Планирование перевозок по сборным, развозочным и сборно-развозочным маршрутам
- •8.2. Проектирование развозочных маршрутов методом перебора вариантов
- •Результаты расчета пробега и грузооборота в развозочной системе
- •Результаты функционирования автомобиля в системе
- •8.3. Проектирование маршрутов методом сумм
- •Результаты расчета
- •Результаты функционирования автомобиля в системе
- •9. Теория массового обслуживания в задачах оптимизации транспортных процессов
- •Общая характеристика автотранспортных задач массового обслуживания
- •9.2. Аналитические модели оптимальных решений задач
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий
- •3.4. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Объемы перевозок груза, т
- •Номер начального пункта пути следования по сети дорог (рис. 6.2) для выполнения лабораторной работы №3
- •Номер начальной точки (пункт погрузки), пункты разгрузки и потребность их в грузе
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •3.5.1. Практическое занятие №1. Оптимизация грузопотоков с помощью модели транспортной задачи линейного программирования с использованием метода аппроксимации Фогеля
- •1. Описание метода расчета
- •Исходная матрица с данными и начальный этап решения задачи по методу аппроксимации Фогеля
- •Этапы расчетов по составлению первого допустимого плана перевозок груза при решении задачи по методу аппроксимации Фогеля
- •3.5.2. Практическое занятие №2. Сменно–суточное планирование перевозок помашинных отправок грузов. Составление маятниковых и кольцевых маршрутов
- •Сводный план грузопотоков (т) и расстояния между пунктами (км),
- •План подачи порожнего подвижного состава (пс) под погрузку,
- •Сводный план грузопотоков (т) и расстояния между пунктами (км) варианты 2,4,6,8,0 (последняя цифра шифра студента)
- •План подачи порожнего подвижного состава (пс) под погрузку, варианты 2,4,6,8,0 (последняя цифра шифра студента)
- •3.5.3. Практическое занятие №3. Прикрепление кольцевых маршрутов к автотранспортному предприятию и технологический расчет маршрута
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на курсовой проект и методические указания к его выполнению общие указания
- •Задание на курсовой проект
- •Вопросы по курсовому проекту
- •Задача №1
- •Расстояния между пунктами, км
- •Объемы перевозок груза, т
- •Задача №2
- •Развозочного маршрута
- •Методические указания к выполнению курсового проекта
- •4.2. Текущий контроль
- •Правильные ответы на тренировочные тесты текущего контроля
- •Итоговый контроль
- •Перечень вопросов к экзамену
- •Содержание
- •3. Информационные ресурсы дисциплины……………………………………27
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
Заключение по решению
Установлено, что зависимость числа отказов автомобилей в эксплуатации от числа предшествовавших капитальных ремонтов является малозаметной (умеренная корреляционная связь r = 0,465). Эта зависимость выражается прямолинейно по уравнению (2.5). Значения коэффициента детерминации показывают, что влияние капитальных ремонтов составляет только 21,6 %, остальные 78,4 % обусловлены другими причинами.
Решение примера закончено.
Пример 2.2. На автотранспортном предприятии парк автомобилей эксплуатируется на перевозке лесных грузов при движении по дорогам низших категорий в условиях болотистой местности. Для этих условий эксплуатации нужно минимизировать расходы горючего у путем оптимизации величин давлений x в баллонах шин, для чего требуется .
1.Составить аналитическую модель (уравнение регрессии), устанавливающую зависимость расхода топлива от давления в баллонах автомобиля. При решении использовать метод наименьших квадратов.
2. Установить тесноту зависимости расхода топлива автомобилями от давления в баллонах.
Для решения задачи испытаниям были подвергнуты 100 автомобилей одной и той же марки. Автомобили были разделены на 5 групп, и для каждой из групп были заданы различные давления в баллонах (от 1 до 5 кг/см2), и зафиксированы расходы горючего y в кг/100 км пробега.
Результаты испытаний представлены в корреляционной табл. 2.1.
Решение:
Находим и заносим
в табл. 2.1 средние арифметические расходы
топлива по каждой группе автомобилей
,
например:
кг/100 км;
20
кг/100 км.
и так далее.
Находим и заносим в табл. 2.1 среднее квадратичное отклонение расхода топлива по группам автомобилей, используя частости повторения данных измерений по формуле, например, для первой колонки:
и так далее для всех колонок.
Общее среднее арифметическое значение расхода топлива по всем автомобилям составляет
кг/100 км.
На основании данных корреляционной табл. 2.1 строим на рис. 2.3 корреляционное поле, наносим средние значения расходов топлива по группам и опытную ломаную регрессионную зависимость. На основании вида опытной ломаной линии регрессии заключаем, что она должна быть аппроксимирована параболой второго порядка:
у = ах2 + bх + с. (2.6)
Неизвестные коэффициенты параболы второго порядка а, b, с могут быть найдены различными методами, в том числе из системы трех уравнений:
;
;
(2.7)
.
Все вычисленные коэффициенты для системы нормальных уравнений (2.7) представлены в табл. 2.2. Решение системы нормальных уравнений (2.7) дает следующие значения искомых коэффициентов a, b, c теоретического уравнения регрессии.
a = 5,31; b = 27,36; с = 60,76.
Искомое теоретическое уравнение регрессии имеет вид, рис. 2.3.
у = 5,31х2 - 27,36х + 60,76. (2.8)
Полученное уравнение (2.8) представляет собой аналитическую модель рассматриваемого явления. Оптимальный расход топлива (рис. 2.3), равный у=24 кг/100км, достигается при давлении в баллонах х=2,5 кг/см2.
Для вычисления силы, или тесноты, корреляционной связи зависимости у от х вычислим корреляционное отношение ή (что соответствует коэффициенту корреляции r при линейной регрессии в примере 2.1):
.
(2.9)
Межгрупповое среднее квадратическое отклонение, характеризующее разброс групп относительно общего среднего арифметического, вычисляется
σу.межгр.=√
= √
=14,58.
Общее среднеквадратическое отклонение признака у относительно общего среднего арифметического вычисляется
σу.
общ..=√∑(
n/n-1=√
= 18,24.
Корреляционное отношение по выражению (2.9) и коэффициент детерминации равны
ή
=
=
= 0,8;
∂ = ή2 = (0,8)2 = 0,64 = 64 %.
