Translate the following texts into English (create a table with its left column for the initial text and its right column for your translation):
1. Основные задачи исследования транспортных систем
2. Общие понятия модели и моделирования
3. Классификация математических моделей
1. Основные задачи исследования транспортных систем
Повышение эффективности транспортных систем предполагает решение совокупности взаимосвязанных задач, многие из которых можно отнести к задачам более высокого уровня, так как они выходят за рамки узко транспортных проблем. Процесс оптимизации транспортных систем заключается в отыскании оптимальных пропорций между количественными значениями и тенденциями изменения материальных, технологических и организационных факторов, связанных с функционированием транспортных систем. Для осуществления таких расчетов необходимо иметь формализованное описание закономерностей функционирования транспортных систем, в котором количественные значения возможных изменений учитываемых факторов были бы связаны между собой и с экономическими показателями или показателями качества работы транспортных систем математическими соотношениями.
Составление таких зависимостей, образующих в совокупности математическую модель объекта исследований, является непростой задачей. Прежде всего, достаточно сложно правильно выбрать саму структуру зависимостей, например зависимость факторов, от технологических и технических параметров транспортных систем.
Далее, в рамках выбранной структуры необходимо учесть, что транспортные системы работают в условиях неопределенности внешней и внутренней среды, связанной с большим количеством взаимодействующих субъектов, параллельно функционирующих объектов и человеческим фактором. Например, планируя перевозку, мы не можем точно предусмотреть реальные погодные условия, возможность внезапных заторов на пути следования, количество машин других перевозчиков, прибывающих одновременно на пункты погрузки и разгрузки, и т. п.
Оптимальное планирование работы транспортных систем, принципиально позволяющее преодолеть большинство из перечисленных трудностей, опирается на систему взаимосвязанных математических моделей, в рамках которых удается учесть такие особенности транспортных систем, как нечеткость имеющейся информации, противоречия в интересах партнеров, многоцелевой характер оценки выбираемых режимов функционирования и т. д. На основе этих моделей появляется возможность формализовать задачи оптимизации и использовать соответствующий математический аппарат.
Выделяют несколько классов задач оптимизации транспортных систем.
Задачи маршрутизации перевозок и движения транспортных средств заключаются в выборе рациональных или оптимальных схем перемещения грузов или пассажиров между конечным числом пунктов. В качестве исходных данных в таких задачах используются необходимые объемы перевозок, характеристики используемых транспортных средств и транспортной сети, условия доставки, ограничения по времени, данные по затратам. Целевой функцией, которая подлежит минимизации, является сумма произведений объема перевозок q на весовой коэффициент c, в качестве которого могут использоваться пробег транспортного средства, себестоимость перевозок, время и т. д.
Рациональными считаются те маршруты, которые обеспечивают непревышение требуемых значений целевой функции, а оптимальными – маршруты, которые обеспечивают наилучшие из достижимых значений.
В этот класс задач входит и транспортная задача, которая заключается в распределении перевозок однородного груза между отправителями и получателями.
Задачи загрузки транспортных средств определяют номенклатуру, объем и схему размещения груза при перевозке. Сложность задачи повышается, когда кроме объема и массы груза необходимо учитывать условия совместимости грузов (особенно для опасных), последовательность загрузки, неразрывность партий груза, перевозимых по одному документу, и т. д. В качестве целевой функции, максимизируется доход от перевозки:
где сі – тариф на перевозку груза;
qі – грузоподъемность автомобиля.
Условия задачи могут быть дополнены требованиями к последовательности укладки груза, совместимости и т. п.
Задачи составления графиков движения возникают при обслуживании технологических процессов производственных предприятий (перевозка бетона), выполнении перевозок по технологии «точно в срок», при загрузке или разгрузке транспортных средств на крупных складах и терминалах, пассажирских перевозках. Показателями, определяющими качество составления графиков движения, служат минимальное количество используемых транспортных средств, время простоя и связанные с этими показателями доходы и затраты.
Задачи планирования использования трудовых и технических ресурсов в транспортном узле решаются для оптимизации использования общеузловых и специализированных для каждого вида транспорта ресурсов с целью снижения простоев всех видов ресурсов, повышения производительности транспортного узла. Основное направление решения таких задач заключается в составлении согласованных графиков работы всех видов транспорта с учетом их технических и технологических особенностей, рационального распределения объемов прямой и складской перевалки грузов и т. д.
Задачи планирования работы транспортных предприятий затрагивают транспортную (планирование перевозок) и эксплуатационную (выполнение ТО и ТР, использование кадров) деятельность предприятия. В качестве целевой функции выступают суммарные затраты на использование трудовых и технических ресурсов, которые подлежат минимизации.
Задачи перспективного развития транспорта играют особую роль в больших городах. Их решение определяет возможности развития города, строительства новых предприятий и жилых районов. При решении этих задач определяются приоритеты в развитии того или иного вида транспорта в зависимости от необходимых объемов перевозок и среднего времени поездки. Развитие транспорта определяет возможности освоения природных ископаемых, привлекательность тех или иных районов для развития бизнеса, туризма, привлекательности для населения. В качестве критерия в этих задачах используется минимальный срок окупаемости суммарных затрат на тот или иной вариант развития транспорта.
Задачи производственно-транспортного планирования касаются логистических систем, когда по критерию минимума суммарных затрат на производство и доставку продукции определяется план производства, распределения и складирования готовой продукции при наличии альтернативных источников поставки и потребления взаимозаменяемых изделий.
Задачи определения оптимальных тарифов позволяют максимизировать доход транспортного предприятия за счет проведения той или иной маркетинговой политики. Например, если грузовладелец предлагает определенную номенклатуру грузов, объемы которых можно представить массивом Q, тарифы на перевозку этих грузов – массивом T, а стоимость грузов – массивом C, то участники торговой сделки могут менять свои предложения в определенных границах, которые можно выразить множествами ПQ, ПT и ПC.
Задача определения тарифов на перевозки грузов сводиться к минимаксной задаче, которая является задачей отыскания наилучшей стратегии одного из игроков в антагонистической игре.