
- •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
Раздел 7. Методы динамического программирования (13 ч)
[1], с. 180...182; [4], с. 171...193
7.1. Основные понятия и общая постановка задачи
Управляемый процесс, зависящий от времени. Линейная и нелинейная трактовки задачи. Аддитивность процесса. Достоинства и недостатки метода.
7.2. Методика оптимального решения задачи
Табличный метод решения. Решение способом функциональных уравнений. Пример решения задачи по определению кратчайшего пути.
Раздел 8. Планирование перевозок по сборным, развозочным и сборно-развозочным маршрутам (22 ч)
[1], с. 209...218; [6], с. 124...179; [10], с. 5...96
8.1. Классификация задач
Технология мелкопартионных перевозок грузов. Классификация систем. Методы решения. Алгоритм решения.
8.2. Проектирование развозочных маршрутов методом перебора вариантов
Границы применения метода. Особенности метода решения. Пример решения задачи.
8.3. Проектирование маршрутов методом сумм
Границы применения метода. Особенности применения метода. Звенья транспортной сети. Пример решения задачи.
Раздел 9. Теория массового обслуживания в задачах оптимизации транспортных процессов (13 ч)
[1], с. 222...232; [4], с. 276...302; [9], с. 6...92
9.1. Общая характеристика автотранспортных задач массового обслуживания
Вероятностная постановка задачи. Очереди на обслуживание. Обслуживающая и обслуживаемая системы. Предсказание будущего поведения системы в работе.
9.2. Аналитические модели оптимальных решений задач
Вероятностные законы Пуассона, Эрланга, показательный. Группировка экспериментальных данных. Оценка параметров и построение модели. Нахождение оптимального решения.
9.3. Примеры решений задач
Задача на оптимизацию процесса перевозки скоропортящихся грузов. Гистограмма распределения частотностей. Проверка по критериям. Вычисления доверительных интервалов.
9.4. Вероятностные модели оптимальных решений
Вероятностная модель транспортного процесса. Корреляционный анализ составляющих транспортного процесса. Вычисление времени доставки груза при жесткой корреляционной связи.
9.5. Статистический метод моделирования Монте-Карло
Область применения метода. Общее понятие о методе. Моделирование случайных величин. Применение метода к автотранспортным задачам.
Заключение (1 ч)
[1], с. 271...272; [6], с. 180…181
Важная роль математического моделирования в повышении качества планирования и управления автотранспортным производством. Влияние дисциплины «Моделирование транспортных процессов и систем» на повышение профессионального уровня специалистов и конкурентоспособности автотранспортных предприятий.
2.2. Тематический план дисциплины
2.2.1. Тематический план дисциплины
для студентов очной формы обучения
№ п/п |
Наименование раздела (отдельной темы) |
Кол-во часов обучения |
Виды занятий и контроля |
|||||||||||
Лекции |
ПЗ (С) |
ЛР |
Самостоятельная работа |
Тесты |
Контроль- ные работы |
ПЗ (С) |
ЛР |
Курсовой проект |
||||||
аудит. |
ДОТ |
аудит. |
ДОТ |
аудит. |
ДОТ |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
ВСЕГО |
164 |
28 |
6 |
30 |
6 |
24 |
4 |
66 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
Введение. Роль математических методов в решении производственных задач автомобильного транспорта |
16 |
2 |
1 |
|
|
|
|
13 |
№1 |
|
|
|
|
1.1 |
Представление процессов в автомобильно-дорожном комплексе как процессов в сложной системе |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1.2 |
Понятие модели. Классификация моделирования систем. Эвристические методы решений задач |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1.3 |
Аналитические модели |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1.4 |
Понятие имитационной модели |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1.5 |
Основные этапы имитационного моделирования |
3 |
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1.6 |
Формирование объекта имитационного моделирования |
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
1.7 |
Методы нахождения оптимального решения задач. Критерии оптимальности |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
2 |
Корреляционно-регрессионный анализ математических моделей |
13 |
2 |
1 |
|
|
|
|
10 |
№2 |
|
|
|
|
2.1 |
Понятия корреляции и регрессии |
6 |
1 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
2.2 |
Вычисления парной корреляции и линейной регрессии |
7 |
1 |
1 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
3 |
Модели линейного программирования в решениях задач управления транспортными процессами |
16 |
2 |
1 |
|
|
|
|
13 |
№3 |
|
|
|
|
3.1 |
Общая задача линейного программирования |
4 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
3.2 |
Графоаналитический метод |
6 |
1 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
3.3 |
Симплексный метод
|
6 |
1 |
1 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
4 |
Формирование системы оптимальных грузопотоков |
24 |
4 |
1 |
8
|
2 |
7 |
1 |
1 |
№4 |
|
№1
|
№1 |
|
4.1 |
Общая постановка задачи. Метод потенциалов |
4 |
1 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
4.2 |
Задача закрытого типа по сокращению дальности перевозок |
5 |
2 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
4.3 |
Задача открытого типа с нарушенным балансом производство-потребление для однородных грузов |
5 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
4.4 |
Задача с запретами для перевозок разнородных грузов |
5 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4.5 |
Задача с минимизацией времени перевозки скоропортящихся грузов |
5 |
|
1 |
2 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
5 |
Маршрутизация перевозок грузов помашинными отправками |
22 |
4 |
1 |
8 |
2 |
5 |
1 |
1 |
№5 |
|
№2 |
№2 |
|
5.1 |
Общая постановка задачи |
7 |
|
|
3 |
1 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
5.2 |
Аналитическая модель задачи маршрутизации перевозок |
7 |
2 |
|
2 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
5.3 |
Решение задачи маршрутизации. Составление маятниковых и кольцевых маршрутов |
8 |
2 |
1 |
3 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Модели транспортных сетей экономического региона и расчеты кратчайших расстояний перевозок |
24 |
4 |
1 |
8 |
2 |
7 |
1 |
1 |
№6 |
|
№3 |
№3 |
|
6.1 |
Принципы формирования моделей транспортных сетей |
6 |
1 |
1 |
|
1 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
6.2 |
Табличный метод определения кратчайших расстояний |
9 |
1 |
|
5 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
6.3 |
Определение кратчайших расстояний по транспортной сети методом потенциалов |
9 |
2 |
|
3 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Методы динамического программирования |
13 |
2 |
|
|
|
|
|
11 |
№7 |
|
|
|
|
7.1 |
Основные понятия и общая постановка задачи |
6 |
1 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
7.2 |
Методика оптимального решения задачи |
7 |
1 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
8 |
Планирование перевозок по сборным, развозочным и сборно- развозочным маршрутам |
22 |
4 |
|
6 |
|
5 |
1 |
6 |
№8 |
|
№4 |
№4 |
|
8.1 |
Классификация задач |
6 |
1 |
|
2 |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
8.2 |
Проектирование развозочных маршрутов методом перебора вариантов |
8 |
1 |
|
2 |
|
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
8.3 |
Проектирование маршрутов методом сумм |
8 |
2 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
9 |
Теория массового обслуживания в задачах оптимизации транспортных процессов. |
14 |
4 |
|
|
|
|
|
10 |
№9 |
|
|
|
|
9.1 |
Общая характеристика автотранспортных задач массового обслуживания |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
9.2 |
Аналитические модели оптимальных решений задач |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
9.3 |
Примеры решений задач |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
9.4 |
Вероятностные модели оптимальных решений |
3 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
9.5 |
Статистический метод моделирования Монте-Карло. Заключение |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|