
- •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
Математическое моделирование транспортных процессов и систем позволяет существенно повышать качество планирования и управления подвижным составом автомобильного транспорта, успешно решать многие автотранспортные задачи. При этом достигается существенный экономический эффект за счет снижения стоимости перевозок на этапах доставки грузов и пассажиров, погрузки-выгрузки, технического обслуживания. Это позволяет снизить долю транспортной составляющей в стоимости товаров.
Использование методов математического моделирования на автотранспортном предприятии снижает издержки производства и повышает его конкурентоспособность.
Изучение рассматриваемой дисциплины формирует у слушателей профессиональные знания и практические навыки в принятии эффективных управленческих решений производственных задач автомобильного транспорта.
Владение методами математического моделирования в значительной мере определяет профессиональный уровень дипломированного специалиста специальности «Организация перевозок и управление на транспорте» (автомобильный транспорт) и способствует его карьерному росту.
3.3. Глоссарий
Графоаналитический метод решения – двухмерный геометрический анализ моделей линейного программирования с двумя переменными решения.
Динамическое моделирование – математический метод оптимального решения задач, позволяющий осуществлять оптимальное планирование многоэтапных управляемых процессов, зависящих от времени, например, процесса перевозки груза по транспортной сети.
Динамическая модель – модель, связывающая принятие решений в течение нескольких временных периодов, когда принятые в более ранние периоды времени решения оказывают влияние на последующие допустимые решения.
Задача нахождения кратчайшего пути – задача нахождения кратчайших маршрутов от указанного узла (источника) до каждого из остальных узлов сети.
Коэффициент корреляции – показатель, численно характеризующий тесноту связи двух величин.
Линейная функция – функция, в которую все переменные входят в виде отдельных членов. В такой функции нет степеней, отличных от единицы; логарифмических, экспоненциальных, тригонометрических или подобных выражений.
Линейное программирование – математическая дисциплина, с помощью которой выполняются анализ и решение экстремальных задач с линейными связями и ограничениями.
Математическая модель – компактная, формализованная запись всей совокупности условий транспортной задачи в виде символов, индексов, уравнений, функций и других математических выражений.
Матрица – прямоугольная таблица m x n чисел, расположенных в определенном порядке.
Математическое ожидание – среднее значение некоторой случайной величины, имеющей заданное вероятностное распределение.
Математическое моделирование – установление соответствия данному реальному процессу или системе некоторого математического объекта, называемого математической моделью, и исследование этой модели.
Маршрутизация перевозок – составление маршрутов движения подвижного состава или порядка его следования между корреспондирующими точками, делится на маршрутизацию помашинных отправок маршрутизацию мелкопартионных перевозок.
Метод аппроксимации Фогеля – способ составления первого (исходного)
плана перевозок, являющегося близким к оптимальному и, по сути, дающий приближенное решение задачи.
Мелкопартионная перевозка грузов – автомобиль загружается и (или) разгружается постепенно по мере движения по маршруту.
Метод ветвей и границ – метод оптимизации моделей линейного программирования, основанный на разбиении исходной модели на последовательность подмоделей линейного программирования, решения которых не пересекаются.
Метод Монте-Карло – тип имитации, при котором используются вероятностные распределения наступления случайных событий.
Моделирование – замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели.
Оптимизация – максимизация или минимизация целевой функции.
Помашинная перевозка грузов – каждый отдельный автомобиль загружается в адрес только одного потребителя.
Распределение Пуассона – вероятностное распределение, которое часто используется для описания количества поступлений в систему очереди в течение указанного интервала времени.
Способ северо-западного угла – способ составления первого допустимого плана перевозки грузов, заключающийся в заполнении клеток матрицы, начиная с верхней левой и заканчивающиеся в нижней правой. Клетки заполняются с учетом соотношения ресурсов поставщика и спроса потребителя.
Симплексный метод – метод решения задач линейного программирования, заключающийся в последовательном переходе при решении задачи от первого базисного решения ко второму, третьему и так далее при одновременном последовательном исключении по определенным правилам неизвестных переменных.
Статическая модель –модель, в которой решения принимаются на один временной период независимо от того, как это повлияет на будущие периоды.
Целевая функция – в каждой задаче линейного программирования имеется линейная целевая функция, представляющая показатель эффективности, которую нужно максимизировать или минимизировать.
Целочисленное программирование – модель, в которой одна или несколько переменных могут принимать только целые значения.
Эвристический метод – метод оптимизации, позволяющий находить хорошие, но не обязательно оптимальные решения транспортных задач.