- •Моделирование транспортных процессов и систем
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •Раздел 1. Роль математических методов в решении производственных задач автомобильного транспорта (14 ч)
- •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 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
- •3.5. Методические указания к проведению практических занятий
- •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
- •3.5.1. 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
8. Планирование перевозок по сборным, развозочным и сборно-развозочным маршрутам
8.1. Классификация задач
Оптимизация мелкопартионных перевозок грузов, когда размер отправляемой или получаемой партии груза существенно меньше грузовместимости используемых автотранспортных средств, является очень важной среди задач планирования грузовых автомобильных перевозок.
При этих перевозках автомобили функционируют на развозочных, сборных, развозочно-сборных (далее развозочных) маршрутах в составе комплекса различных автотранспортных систем (РСТС). Используется классификация систем по комплексу признаков (выполняемая функция, конфигурация системы, мощность грузопотоков, количество пунктов погрузки-выгрузки и подвижного состава и другие). Все РСТС делятся на 9 видов.
1. Развозочная Sp – система, состоящая из пункта погрузки, множества пунктов разгрузки, транспортных связей между ними и одного автомобиля, осуществляющего доставку груза. Технологическая схема доставки груза представляет собой развозочный маршрут.
2. Сборная Sс – система, состоящая из множества пунктов погрузки, пункта разгрузки, транспортных связей между ними и одного автомобиля, осуществляющего доставку груза. Технологическая схема доставки груза представляет собой сборный маршрут.
3. Развозочно-сборная Spc – система, представляющая собой совокупность предыдущих транспортных систем, включающая в себя множество пунктов погрузки и разгрузки, транспортных связей между ними и один автомобиль, осуществляющий доставку груза. Технологическая схема доставки груза представляет собой развозочно-сборный маршрут.
4. Простая Sп – система, состоящая из множества Sp (Sс или Spc), в которой осваиваются, по сравнению с предыдущими системами, большие грузопотоки.
Примером Sп служит сбор и вывоз бытовых отходов на ассполя, сбор писем из абонентских ящиков автомобилями в отделения связи, сбор и вывоз пищеотходов, доставка по магазинам продукции бытовой химии, доставка мебели из магазинов населению и другие.
5. Развозочная с центром погрузки Sрц – система, состоящая из совокупности Sp, в которой осваиваются, по сравнению с Sp, большие грузопотоки.
Пример функционирования Sрц - развоз газа в цистернах; развоз стеновых панелей с домостроительного комбината потребителям, раствора и другие.
6. Сборная с центром разгрузки Sсц – система, состоящая из совокупности Sс, в которой осваиваются, по сравнению со сборной системой, большие грузопотоки.
Пример функционирования Sсц – сбор и вывоз бытовых отходов на мусороперерабатывающий (сжигающий) завод, сбор и вывоз строительного мусора по системе «несменяемых» контейнеров.
7. Комбинированная первого вида Sк1 – система, состоящая из центрального пункта с несколькими фронтами погрузки (разгрузки и погрузо-разгрузки) и множества предыдущих транспортных систем (кроме простой системы Sп), в которой по условиям перевозок работают несколько единиц или даже десятков автомобилей.
8. Комбинированная второго вида Sк2 – система, состоящая из центрального и множества периферийных пунктов погрузки и разгрузки, транспортных связей между ними и автомобилей, осуществляющих доставку груза.
Примером системы являются развоз и сбор почтовых отправлений, посылок, журналов и других почтовых грузов в отделения связи; развоз продукции в таре из хлебо- и молокозаводов и сбор возвратной тары в них; развоз мелкоштучных и контейнеропригодных грузов в контейнерах и на поддонах на строительные объекты и сбор возвратной тары.
9. Город-регион Sr-p– это система, состоящая из множества РСТС, приведенных выше, в которой по условиям перевозок работают несколько десятков и даже сотен автомобилей автотранспортного предприятия.
Для грузовых перевозок можно отметить следующие: метод перебора вариантов маршрута; метод сумм; метод «ветвей и границ»; Кларка-Райта и другие. Для пассажирских перевозок - метод Б.Л. Геронимуса и другие.
Необходимость учета при проектировании РСТС многочисленных требований и ограничений, часто противоречащих друг другу, особенностей функционирования реальных РСТС; выполнение значительного количества вычислительных процедур приводят к необходимости использования ЭВМ. Это обусловливает необходимость разработки обобщенного алгоритма проектирования РСТС, учитывающего особенности решения задачи проектирования для различных РСТС. Блок-схема алгоритма проектирования РСТС представлена на рис. 8.1.
Приведем краткое описание блоков алгоритма (рис. 8.1).
1. Получение исходной информации
Может быть осуществлено известным множеством способов - от клиента при заключении договоров; из средств массовой информации; из нормативно-технической документации; путем проведения натурных наблюдений, хронометражей и т. д.
2. Закрепление потребителей за поставщиками
Решение задачи производится по транспортно-однородным грузам с равными потребительскими свойствами, когда количество поставщиков (потребителей) более одного.
3. Определение кратчайших расстояний
Обслуживание потребителей должно осуществляться по заранее спланированным маршрутам, спроектированным на основе оперативной
Рис. 8.1. Блок-схема алгоритма проектирования развозочных автотранспортных систем: М – количество маршрктов; ─− - направление вычислений
информации по кратчайшим расстояниям, обеспечивая тем самым минимальные затраты потребителей услуг автомобильного транспорта.
4. Маршрутизация
Задача нахождения рационального маршрута основана на классической математической задаче определения кольцевого маршрута, проходящего через несколько пунктов при условии, что каждый пункт посещается один раз и конечный пункт совпадает с начальным.
5. Блок сравнения количества маршрутов
Если условие выполняется, то далее работает блок 6. Если не выполняется, то далее работает блок 7.
6. Блок установления функции, реализуемой в транспортной системе, и выбор математической модели транспортной системы для решения задачи блока 11.
7. Блок сравнения условий работы автомобилей
Если условие не выполняется, то далее работает блок 8. Если условие выполняется, то далее работает блок 9.
8. Набор плановых заданий
В плановое задание первого автомобиля подбираются такие маршруты из всей совокупности маршрутов, сумма времен оборотов которых позволяет наиболее полно использовать для работы плановое время наряда автомобиля. Плановое задание последующего автомобиля формируется аналогично предыдущему, но из оставшегося набора маршрутов и с учетом величины планового времени наряда данного автомобиля.
9. Блок установления функции, реализуемой в транспортной системе, и выбор математической модели транспортной системы для решения задачи блока 11.
10. Составление графика (расписания) работы автомобилей
Производится упорядочение выполнения работы на ветвях транспортно-технологических схем с целью снижения простоев автомобилей в ожидании погрузки-разгрузки в центральном пункте транспортных систем.
Расчет результатов функционирования автомобилей в РСТС Произво- дится с применением модели функционирования конкретной РСТС.
