ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

Моделирование задач транспортных перевозок

Учебно-методический комплекс

для заочного обучения с применением дистанционных технологий

для студентов специальности 190702

«Организация и безопасность дорожного движения»

Белгород 2009

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

А.С. Остапко, А.Е. Боровской

Моделирование задач транспортных перевозок

Белгород 2009

УДК 629.113(07)

ББК 39.33я7

О97

Авторы: А.С. Остапко, А.Е. Боровской

О97	Моделирование задач транспортных перевозок / Остапко А.С., Боровской А.Е. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2009. – 80 с.

В учебном пособии дан обзор основных идей и методов в области математического моделирования транспортных потоков, изложены теоретические и практические аспекты этого вопроса, использованы современные технологии и методы расчета.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 190702 – Организация и безопасность движения.

Табл.:6. Ил. 15. Библиогр.: 8 назв.

УДК 629.113(07)

ББК 39.33я7

 Белгородский государственный технологический университет (БГТУ) им В.Г. Шухова, 2005

Оглавление

Введение 5

1.1. Роль моделирования в оптимизации транспортных перевозок 6

1.2. Понятия модель, моделирование. Виды моделей 7

Вопросы для повторения 8

1.3. Характеристики транспортного потока (ТП) 8

Вопросы для повторения 9

1.4. Особенности транспортного потока как объекта исследования 9

Вопросы для повторения 11

1.5. Системный подход при решении задач моделирования ТП. Классификация моделей ТП 11

Вопросы для повторения 15

1.6. Макроскопические модели ТП 15

Вопросы для повторения 25

1.7. Микроскопические модели ТП 25

Вопросы для повторения 29

1.8. Стохастические модели ТП. Моделирование работы АТС и погрузочно-разгрузочных средств как системы массового обслуживания 30

Вопросы для повторения 34

2. Планирование и управление грузовыми перевозками 35

2.1. Планирование перевозок грузов 35

Вопросы для повторения 41

2.2. Моделирование транспортных сетей и расчет кратчайших расстояний 42

Вопросы для повторения 44

Примеры решения задач 51

Тест для самопроверки 56

Экзаменационные вопросы к разделу 1 73

Экзаменационные вопросы к разделу 2 75

Экзаменационные задачи 76

Список литературы 78

Список условных обозначений и сокращений 79

Введение

Современное общество нуждается в постоянном увеличении объема транспортного сообщения, повышении его надежности, безопасности и качества. Это требует увеличения затрат на улучшение инфраструктуры транспортной сети, превращения ее в гибкую, высокоуправляемую логистическую систему. При этом риск инвестиций значительно возрастает, если не учитывать закономерности развития транспортной сети, распределение загрузки ее участков. Игнорирование этих закономерностей приводит к частому образованию транспортных пробок, перегрузке/недогрузке отдельных линий и узлов сети, повышению уровня аварийности, экологическому ущербу.

Для поиска эффективных стратегий управления транспортными потоками в мегаполисе, оптимальных решений по проектированию улично-дорожной сети и организации дорожного движения необходимо учитывать широкий спектр характеристик транспортного потока, закономерности влияния внешних и внутренних факторов на динамические характеристики смешанного транспортного потока.

Теория транспортных потоков развивалась исследователями различных областей знаний - физиков, математиков, специалистов по исследованию операций, транспортников, экономистов. Накоплен большой опыт исследования процессов движения. Однако, общий уровень исследований и их практического использования не достаточен в силу следующих факторов:

транспортный поток нестабилен и многообразен, получение объективной информации о нем является наиболее сложным и ресурсоемким элементом системы управления;

критерии качества управления дорожным движением противоречивы: необходимо обеспечивать бесперебойность движения одновременно снижая ущерб от движения, накладывая ограничения на скорость и направления движения;

дорожные условия, при всей стабильности, имеют непредсказуемые как в части отклонения погодно-климатических параметров так и, собственно, дороги;

исполнение решений по управлению дорожным движением всегда неточно при реализации и, учитывая природу процесса дорожного движения, приводит к непредвиденным эффектам [Report].

Таким образом, трудности формализации процесса движения транспортного потока стали серьезной причиной отставания результатов научных исследований от требований практики.

1. Общие понятия моделирования. Математические модели транспортного потока