- •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
Развозочного маршрута
-
Предпоследняя цифра шифра зачетной книжки студента
1,2
3,4
5,6
7,8
9,0
Номера пунктов разгрузки по рис. 10.4
3,8,10
5,6,8
1,3,9
2,7,4
2,8,9
Потребность пунктов разгрузки в грузе, m
n3-2т
n8-1т
n10-5т
n5-3т
n6-1т
n8-4т
n1-3т
n3-5т
n9-1т
n2-1т
n7-6т
n4-2т
n2-3т
n8-1т
n9-5т
Методические указания к выполнению курсового проекта
Готовясь к курсовому проекту, следует изучить материалы:
- к вопросу 1 изучить: [1], с. 176…193; [3], с. 29; [4], с. 4 …28;
- к вопросу 2 изучить: раздел 2 настоящего УМК;
- к вопросу 3 изучить: раздел 3 настоящего УМК; [3], с. 29…31; [4], с. 28…80;
- к вопросу 4 изучить: раздел 5 настоящего УМК; [1], с. 195…209; [3], с. 52…65;
- к вопросу 5 изучить: раздел 6 настоящего УМК; [1], с. 182…187; [6], с. 7…17;
- к вопросу 6 изучить: раздел 8 настоящего УМК; [1], с. 209…218; [6], с. 124…180;
- к вопросу 7 изучить: раздел 9 настоящего УМК; [1], с. 222…232; [4], с. 276…302;
Методика выполнения задачи №1 курсового проекта дана в разделах 4.1 и 4.2 настоящего УМК.
Методика выполнения задачи №2 курсового проекта дана в разделах 8.2 и 8.3 настоящего УМК.
Нанести выбранный оптимальный маршрут на граф (схему) транспортной сети на чертеж А1. Текстовую часть решения задачи 2 изложить в курсовом проекте.
Методику составления графа (схемы) транспортной сети см. в разделах 1 и 8 настоящего УМК.
4.2. Текущий контроль
Приводятся 9 тестов текущего контроля по 6 вопросов в каждом тесте по каждой из 9 основных тем дисциплины. Они предлагаются студентам в качестве тренировочных (репетиционных). После работы с этими тестами можно проверить ответы – они приведены в конце после теста №9. Завершив работу, выполнив и защитив курсовой проект, студент получает вопросы для итогового контроля на учебном сайте СЗТУ или у своего преподавателя.
Тест №1
1. Математическое программирование включает следующие методы решения производственных задач:
А. линейные;
В. эвристические;
С. точные;
Д. нелинейные.
2. Особенность работы подвижного состава в особо малой системе состоит в том, что:
А. перевозка груза осуществляется многократно большим числом автомобилей;
В. перевозка осуществляется на кольцевом или маятниковом маршруте одним автомобилем;
С. перевозка грузов осуществляется кольцевыми и маятниковыми маршрутами несколькими автомобилями;
Д. перевозка груза осуществляется одним автомобилем на маятниковом маршруте.
3. Транспортная сеть региона - это:
А. общее количество подвижного состава, путей сообщения, терминалов и обслуживающего персонала;
В. общее количество дорог и инфраструктура, обслуживающая транспортные средства;
С. система, включающая в себя общую материальную и техническую базу, руководство всеми перевозками и подъездные пути;
Д. совокупность дорог региона, пригодных для движения заданных транспортных средств.
4. Критериями оптимальности при расчетах транспортной продукции являются:
А. объемы перевозок в т;
В. количество груженых транспортных средств;
С. объемы перевозок в т·км;
Д. суммарный пробег подвижного состава.
5. По мощности осваиваемых грузопотоков транспортные предприятия принято подразделять на следующее количество групп:
А. - 3; В. – 5; С.- 7; Д. – 6.
6. Имитационное моделирование как особая информационная технология включает следующее количество этапов:
А. - 3; В. – 4; С.- 5; Д. – 6.
Тест №2
1. При расчете получено значение коэффициента корреляции двух величин, равное 0,6, что соответствует тесноте связи:
А. полной;
В. слабой;
С. заметной;
Д. тесной.
2. Корреляционно-регрессионный метод позволяет решать транспортные задачи в следующей постановке:
А. только линейной;
В. линейной и нелинейной;
С. изменяющейся во времени;
Д. изменяющейся в пространстве.
3. Главная особенность корреляционной зависимости - это:
А. полное соответствие между зависимой и независимой переменными;
В. отсутствие полного соответствия между причиной и следствием;
С. предсказание поведения системы;
Д. возможность анализа нелинейной зависимости.
4. Корреляционный анализ включает следующее количество основных этапов работы:
А. - 6; В. – 5; С.- 4; Д. – 3.
5. Наиболее распространенным методом нахождения уравнения теоретической линии регрессии является:
А. метод потенциалов;
В. методы матричной алгебры;
С. метод наименьших квадратов;
Д. метод Монте-Карло.
6. Для нелинейной корреляционной зависимости количественная теснота связи определяется показателем:
А. коэффициентом корреляции;
В. дисперсией;
С. корреляционным отношением;
Д. коэффициентом детерминации.
Тест №3
1. Основная особенность системы линейных уравнений, записанной в канонической форме,состоит в том, что:
А. число неизвестных соответствует числу уравнений;
В. число неизвестных больше числа уравнений;
С. между правой и левой частями уравнений стоит знак неравенства;
Д. между правой и левой частями уравнений стоит знак равенства.
2. Аналитическая модель линейного программирования включает в себя следующие составляющие:
А. систему линейных канонических уравнений и целевую функцию;
В. целевую функцию и систему линейных неравенств;
С. нелинейные уравнения и целевую функцию;
Д. системы линейных и нелинейных уравнений.
3. Графоаналитический метод линейного программирования позволяет решать задачи с максимальным количеством неизвестных:
А. - 2; В. – 3; С.- 4; Д. – 5.
Холостой пробег - это:
А. любой пробег из пункта разгрузки в пункт погрузки;
В. пробег из автотранспортного предприятия до первого пункта погрузки;
С.пробег из последнего пункта погрузки до автотранспортного предприятия;
Д. любой пробег из пункта погрузки в пункт разгрузки.
5. Клеткой, имеющей наибольший потенциал при решении задачи оптимизации, является клетка, для которой:
А. расстояние перевозок является самым маленьким;
В. загрузка клетки является наибольшей;
С. наибольшая разность между суммой потенциалов и расстоянием, проставленным в клетке;
Д. расстояние, проставленное в клетке, больше суммы потенциалов.
6. Суть симплексных преобразований системы линейных уравнений состоит:
А. принимается новая базисная переменная, имеющая положительный коэффициент, и выводится из базиса другая переменная, имеющая соответствующие соотношения коэффициентов с новой базисной переменной;
В. используются специальные симплексные таблицы;
С. минимизируется линейная форма, переменные которой связаны линейными уравнениями;
Д. рассчитываются индексы таблицы-матрицы.
Тест №4
1. Транспортная задача линейного программирования с размером матрицы m строк и n столбцов в оптимальном решении содержит количество исходных переменных, отличных от нуля, равное:
А. m + n - 1;
В. m + n;
С. m + n + 1;
Д. m · n.
2. Транспортная задача открытого типа линейного программирования - это задача, в которой:
А. нарушен баланс производства-потребления;
В. имеется разное число поставщиков и потребителей продукции;
С. число поставщиков и потребителей продукции одинаково;
Д. у поставщиков имеется не нужная потребителю продукция.
3. Транспортная задача линейного программирования с запретами – это задача, в которой:
А. число поставщиков больше, чем число потребителей продукции;
В. у поставщиков имеются разные грузы, которые требуются не всем потребителям;
С. у поставщиков груза больше, чем нужно потребителю;
Д. у поставщиков груза меньше, чем нужно потребителю.
4. Суть решения задачи линейного программирования с минимизацией времени перевозки скоропортящихся грузов заключается:
А. в блокировании клеток матрицы с максимальным временем перевозки груза;
В. в блокировании клеток матрицы с минимальным временем перевозки грузов;
С. в отправке груза ближайшим потребителям;
Д. в организации дисбаланса груза в системе отправитель-получатель.
5. Суть способа наименьшего элемента в строке матрицы заключается:
А. в отправке груза ближайшим потребителям по всей матрице;
В. в отправке груза ближайшим потребителям по каждой строке;
С. в нахождении минимальных значений между строками и столбцами матрицы расстояний;
Д. в нахождении минимального расстояния в клетках матрицы, расположенных по диагонали.
6. Основная особенность составления допустимого плана по способу аппроксимации Фогеля заключается:
А. исходная матрица дополняется столбцом и строкой разностей расстояний;
В. в исходной матрице определяется элемент с самым коротким расстоянием;
С. загрузка элементов матрицы производится по диагонали;
Д. загрузка элементов матрицы осуществляется последовательно, начиная с первой строки.
Тест №5
1. Задача определения оптимального плана возврата автомобилей под погрузку в задаче сменно-суточного планирования решается методами:
А. динамического программирования;
В. корреляционно-регрессионного анализа;
С. линейного программирования;
Д. теории массового обслуживания.
2. При использовании метода совмещенных планов необходимо в одной матрице совместить:
А. план грузопотоков и матрицу кратчайших расстояний;
В. план грузопотоков и план оптимального возврата порожняка;
С. план подачи порожняка под погрузку и матрицу кратчайших расстояний между пунктами;
Д. первые и вторые нулевые пробеги автомобилей и кратчайшие расстояния между пунктами погрузки и выгрузки.
3. Метод совмещенных планов применяется при решении задач:
А. оптимального закрепления потребителей груза за поставщиками;
В. составления графика движения подвижного состава;
С. оптимального закрепления клиентуры за АТП;
Д. сменно-суточного планирования перевозок груза помашинными отправками.
4. Нулевой пробег автомобиля – это пробег:
А. из АТП до первого пункта погрузки;
В. из последнего пункта разгрузки до АТП;
С. любой пробег из пункта погрузки в пункт разгрузки;
Д. любой пробег из пункта разгрузки в пункт погрузки.
5. Маятниковым называется маршрут, у которого:
А. один пункт погрузки и один пункт загрузки;
В. один пункт погрузки и несколько пунктов загрузки;
С. несколько пунктов погрузки и несколько пунктов загрузки;
Д. несколько пунктов погрузки и один пункт загрузки.
6. Маршрутизация перевозок – это:
А. перевозки только однородных грузов;
В. составление рациональных маршрутов движения автомобилей, обеспечивающих сокращение холостых пробегов;
С. выбор кратчайшего пути движения автомобиля;
Д. выбор оптимального времени перевозки в течение календарного года.
Тест №6
1. Базой для формирования модели транспортной сети региона является:
А. карта региона с указанием дорог и грузообразующих пунктов;
В. сведения о подвижном составе, осуществляющем перевозки;
С. данные по основным грузополучателям и грузоотправителям;
Д. матрица расстояний между основными грузообразующими пунктами.
2. Задача о нахождении кратчайшего пути между грузообразующими и грузопоглощающими пунктами формулируется на основе:
А. матрицы расстояний между пунктами;
В. теории графов;
С. методов матричной алгебры;
Д. метода потенциалов.
3. Холостой пробег автомобиля - это:
А. любой пробег из пункта погрузки в пункт разгрузки;
В. любой пробег из пункта разгрузки в пункт погрузки;
С. от первого пункта погрузки до последнего пункта погрузки;
Д. из АТП до первого пункта погрузки и из последнего пункта разгрузки до АТП.
4. Основной параметр, по которому классифицируются грузовые автомобили, это:
А. грузоподъемность;
В. объем кузова;
С. мощность двигателя;
Д. общая масса.
5. Задача определения кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети табличным методом может решаться вручную при числе пунктов в транспортной сети:
А. до 20;
В. до 50;
С. до 80;
Д. до 120.
6. Ориентировочное количество микрорайонов города при грузовых перевозках по городу может определяться по числу жителей микрорайона, исходя из численности в тыс. человек:
А. 5… .7;
В. 9….12;
С. 15…20;
Д. 25…30.
Тест №7
1. Динамическое программирование позволяет решать транспортные задачи, изменяющиеся:
А. по величинам перевозимых грузов;
В. по длине маршрута;
С. во временном интервале;
Д. по количеству пунктов погрузки и выгрузки.
2. Основное отличительное свойство метода динамического программирования при решении задач состоит в следующем:
А. процесс решения разделяют на несколько этапов с соблюдением условия оптимальности решения в целом;
В. составляют методом минимального элемента в строке начальный допустимый план;
С. определяются в процессе решения потенциальные клетки матрицы;
Д. решаются задачи в линейной и нелинейной трактовке.
3. Основным методом при решениях задач динамического программирования является:
А. табличный метод;
В. метод потенциалов;
С. метод «ветвей и границ»;
Д. метод функциональных уравнений.
4. Основным достоинством решений задач методом динамического программирования является:
А. решения линейных и нелинейных задач;
В. оптимальное решение многоэтапных, зависящих от времени задач;
С. быстрота решений по сравнению с другими методами;
Д. учет вероятностных характеристик транспортного процесса.
5. Основной недостаток метода динамического программирования состоит в следующем:
А. отсутствие общего алгоритма решения, пригодного для всех задач;
В. низкая точность решений;
С. большая трудоемкость решений;
Д. трудности при разбиении задачи на отдельные этапы.
6. Наиболее прогрессивная форма организации труда на автомобильном транспорте – это:
А. специализированные бригады;
В. комплексные бригады;
С. комплексные сквозные бригады;
Д. сменные бригады.
Тест №8
1. Метод перебора вариантов практически позволяет проектировать развозочные маршруты с числом пунктов выгрузки не более:
А. - 4; В. – 6; С.- 10; Д. – 2.
2. Классификацией развозочных маршрутов по комплексу признаков разделяют их на следующее количество видов:
А. - 5; В. – 7; С.- 9; Д. – 11.
3. Характерной особенностью системы город-регион является:
А. один пункт разгрузки и много пунктов погрузки;
В. один пункт погрузки и много пунктов разгрузки;
С. в системе работает много десятков автомобилей;
Д. включает множество сборно - развозочных систем, в которых работают десятки и даже сотни автомобилей.
4. Основной особенностью работы автомобилей при сменно-суточном планировании помашинными отправками является:
А. полная загрузка автомобилей;
В. разгрузка автомобиля выполняется у нескольких потребителей;
С. каждый отдельный автомобиль загружается в адрес одного потребителя;
Д. загрузка автомобиля выполняется у нескольких грузоотправителей.
5. Основной особенностью работы автомобилей на развозочных маршрутах при мелкопартионных перевозках грузов является:
А. автомобиль загружается в адрес нескольких потребителей;
В. автомобиль загружается у одного грузовладельца в адрес одного потребителя;
С. автомобиль перевозит разные грузы;
Д. грузоподъемность автомобиля используется не полностью.
6. Количество классов, на которые делятся грузы по степени загрузки подвижного состава:
А. - 7; В. – 6; С.- 5; Д. – 4.
Тест №9
1. Прибытие автомобилей на погрузку обычно соответствует вероятностному закону:
А. Вейбулла;
В. Эрланга;
С. показательному;
Д. нормальному.
2. Простои автомобилей под погрузкой и выгрузкой обычно соответствуют вероятностному закону:
А. Вейбулла;
В. Пуассона;
С. показательному;
Д. Эрланга.
3. Согласно транспортной классификации грузовые автомобили по общей массе подразделяются на следующее число классов:
А. - 3; В. – 5; С.- 7; Д. – 8.
4. Сколько элементов включает в себя общая модель системы массового обслуживания:
А. - 3; В. – 4; С.- 5; Д. – 7.
5. Основная задача теории массового обслуживания - это:
А. определение минимума или максимума целевой функции;
В. нормализация процесса обслуживания;
С. предсказание случайно меняющихся потребностей;
Д. повышение точности решений транспортных задач.
6. В соответствии с поведением требования системы массового обслуживания можно разделить на следующее количество групп:
А. - 3; В. – 4; С.- 6; Д. – 8.
