Разработка методов динамической логистики для управления грузовыми перевозками во Вьетнаме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.01, кандидат технических наук Лай Мань Зунг

• Лай Мань Зунг
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лай Мань Зунг

ВВЕДЕНИЕ.

1. Сравнительный анализ методов моделирования транспортных процессов.

1.1. Гидродинамические модели транспортных потоков.

1.1.1. Закон сохранения транспортного потока.

1.1.2. Модели Гриншилдса и Гринберга.

1.1.3. Модель Лайтхилла-Уизема. Кинематические волны.

1.1.4. Ударные волны в транспортном потоке.

1.1.5. Гидродинамические модели второго порядка-1.

1.1.6. Гидродинамические модели второго порядка-2.

1.2. Стохастические модели.

1.3. Модели следования за лидером.

1.4. Клеточные автоматы.

2. Математические модели транспортных процессов и систем.

2.1. Понятие транспортного процесса.

2.2. Логические модели транспортных процессов.

2.2.1. Модели транспортных процессов.

2.2.2. Функциональная полнота.

2.3. Управляемость, устойчивость и сходимость транспортных процессов

2.3.1. Управляемость транспортных процессов.

2.3.2. Устойчивость транспортных процессов.

2.3.3. Сходимость транспортных процессов.

3. Динамическая логистика транспортных процессов.

3.1. Транспортная задача в классической постановке.

3.2. Адаптивность динамической логистики.

3.3. Адаптация к изменению стоимости реализации плана перевозок.

3.4. Оперативная маршрутизация движения транспортных средств.

3.5. Адаптация интеллуктуальных транспортных потоков.

4. Применение разработанных методов для решения практических задач

4.1. Моделирование транспортных потоков в Ханое.

4.1.1. Создание транспортных карт.

4.1.2. Моделироване появления транспортных объектов на входах транспортной сети.

4.1.3. Моделирование движения транспортных объектов.

4.1.4. Анализ результатов моделирования транспортных потоков в транспортной сети Ханоя.

4.2. Выбор оптимального маршрута перевозки.

4.2.1. Моделирование транспортных потоков.

4.2.2. Выбор маршрута с учётом загруженности участков.

4.2.3. Анализ результатов выбора оптимального маршрута.

4.3. Транспортная задача в динамической логистике.

4.4. Моделирование движения поезда по железнодорожным путям.

4.4.1. Моделирование движения поездов.

4.4.2. Алгоритм управления движением поездов.

4.4.3. Анализ результатов моделирования движения поездов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов динамической логистики для управления грузовыми перевозками во Вьетнаме»

Загруженность транспортных сетей в Ханое [15]- это сложная проблема, которую необходимо решить в ближайшее время.

Во-первых, из-за большой скорости урбанизации, и экономического развития столицы много людей приезжает в Ханой из других городов. Поэтому появляется необходимость их передвижения по городу. Скорость приращения транспортных средств больше, чем способность транспортной инфраструктуры города обеспечить бесперебойное движение.

Во-вторых, одной из главных причин конфликтных ситуаций на дороге в Ханое является неэффективная организация движения на дорогах. Пробки случаются постоянно, что оказывает негативное воздействие на движение транспортных средств.

Неотложной мерой для решения этой сложной проблемы является развитие транспортной инфраструктуры. Параллельно с развитием инфраструктуры правительство Вьетнама также принимает различные меры для решения транспортной проблемы в Ханое. Но из-за экономических условий, социальных и других причин объективного и субъективного характера, развитие транспортной инфраструктуры ещё недостаточное, и нет никакого общего плана изменения ситуации на дорогах. Поэтому, принятие меры не дают возможности окончательно решить проблему пробок.

В силу упомянутого необходимо проведение исследования транспортных процессов, и методов, гарантирующих управляемость транспортных потоков.

Целью исследования является разработка методов динамической логистики, гарантирующих управляемость транспортных процессов, бесконфликтность их протекания, устойчивость и сходимость к цели.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи [15]:

- Анализ пропускных способностей транспортной сети

- Рассмотрение различных типов организации движения в транспортной сети

- Описание логики управления движением

- Формирование операторов управления движением

- Разработка программ моделирования движения транспорта в транспортной сети

- Выбор оптимального маршрута перевозки

- Решение транспортных задач в динамической постановке.

- Анализ устойчивости транспортной системы

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

- Транспортные модели играют важную роль для решения сложных транспортных проблем в области планирования, управления транспортом и перевозками.

- Во Вьетнаме модели транспортных процессов пока ещё не распространены. В области транспорта обычно используются иностранные модели [16].

- С целью построения компьютерной модели, соответствующей фактическим условиям транспортной сети во Вьетнаме, пониманию и применению теории на практике, необходимо исследовать и разработать модели транспортных процессов по сути дела с начала.

НАУЧНАЯ ОБОСНОВАННОСТЬ. Для управления транспортными процессами доставки грузов на станциях сети железных дорог необходимы методы, гарантирующие управляемость транспортных потоков и системы и реализующие логистические операции не в статике, а в динамической постановке

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В диссертации использованы методы анализа возможностей созданной компьютерной модели для определения параметров транспортной сети, обеспечивающих устойчивую её работу, теории транспортных процессов, принципы формирования математического описания операторов, управляющих движением транспортных объектов, компьютерное моделирование транспортных процессов на выбранном фрагменте транспортной сети.

ЛИЧНОЕ УЧАСТИЕ. Автором лично:

- Проведен анализ фактических характеристик участков фрагментов транспортной сети Ханоя [15], в которых протекают динамические транспортные процессы в разное время.

- Предложен метод решения проблем взаимодействия движения железнодорожного транспорта с городским транспортом.

- Сформировано математическое описание [17] управления транспортными процессами в Ханое на основе логико-разностного подхода [13].

- Создано математическое алгоритмическое и программное обеспечение, позволяющее получить компьютерную модель транспортных процессов на фрагментах транспортной сети города Ханоя.

- Осуществлено моделирование транспортных процессов с использованием объектно-ориентированного языка программирования JAVA, разработана компьютерная модель транспортных процессов [17], позволяющая создать разные фрагменты транспортной сети с учётом фактических характеристик, моделировать транспортные средства, управлять их движением. На основе анализа результатов моделирования транспортных потоков, получена возможность исследования характеристик перекрёстков, транспортных потоков и получать практические результаты для планирования и управления трафиком движения в транспортной сети Ханоя.

- Предложены методы оценки затрат [18] на перевозки, на основе которых выбирается оптимальный маршрут перевозки грузов.

- Разработан алгоритм планирования перевозок [18], управления движением грузовиков, перевозящих грузы до железнодорожных станций Ханоя с учётом стоимости транспортировки грузов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что

- Разработана совокупность взаимосвязанных методов управления транспортными динамическими процессами в функции реального времени применительно к транспортной сети Ханоя с учетом взаимодействия железнодорожного и городского видов транспорта.

- Сформировано математическое описание управления транспортными процессами в Ханое на основе логико-разностного подхода [13] с учётом взаимодействия транспортных средств друг с другом и другими фактическими условиями конкретной транспортной сети.

- Создана компьютерная модель транспортных процессов, позволяющая моделировать транспортные средства, управлять их движением в разных фрагментах с учётом фактических характеристик транспортной сети Ханоя и определять параметры транспортной сети для формирования оптимального плана перевозок.

- Предложены методы оценки затрат на перевозки грузов, зависящих от оперативного состояния транспортной сети, на основе которого выбирается оптимальный маршрут движения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ состоит в том, что

- Сформировано математическое описание операторов [17], управляющих движением транспортных объектов на транспортной сети Ханоя.

- Разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для моделирования транспортных средств, управления их движением.

- Разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для оценки затрат на перевозки, на основе которых выбирается оптимальный маршрут перевозки грузов и формируется оптимальный план их перевозки.

- Использованы модели транспортных потоков для определения параметров сети (Физические характеристики участков, интервалы времени работы светофоров, плотность, средняя скорость.), обеспечивающих устойчивую работу транспортной сети;

- Проведен анализ выданных результатов моделирования транспортных потоков для поддержки принятия решений в области планирования и управления транспортом;

- Проведена оценка стоимости перевозок, выполненных на основе методов предложенных в диссертационной работе, для поиска оптимальных маршрутов и формирования оптимального плана [18] перевозок.

Заключение диссертации по теме «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте», Лай Мань Зунг

Заключение

На основании выполненных автором исследований в работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения и разработки совокупности взаимосвязанных методов управления транспортными динамическими процессами применительно к транспортной сети Ханоя с учетом взаимодействия железнодорожного и городского видов транспорта, имеющие существенное значение для развития Вьетнама. Основные научные выводы и результаты заключаются в следующем.

1. Проведен анализ фактического состояния транспортной сети Ханоя, проблем взаимодействия железнодорожного и городского видов транспорта.

2. Предложен логико-разностный подход для математического описания управления транспортными процессами.

3. Разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение процессов компьютерного моделирования транспортных процессов, позволяющее формировать разные фрагменты транспортной сети с учетом фактических её характеристик.

4. На основе результатов моделирования установлены рациональные характеристики перекрестков, транспортных потоков, трафики движения и схемы взаимодействия железнодорожного и городского видов транспорта Ханоя.

5. Предложены методы оценки затрат на перевозки грузов, позволяющие выбирать оптимальные маршруты движения транспорта.

6. На основании разработанных моделей и исследований установлены параметры сети, интервалы времени работы светофоров, скорости движения транспортных средств, обеспечивающие её устойчивую работу.

Таким образом, полученные результаты позволили разработать макет интеллектуальной транспортной системы Ханоя, который использован Институтом планирования и управления транспорта г.Ханоя для формирования управления в реальном времени маршрутами перевозки грузов от продовольственных складов к грузовым станциям железной дороги по согласованным графикам, учитывающим загруженность городской транспортной сети. Это позволило повысить эффективность работы железной дороги и транспортной сети Ханоя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лай Мань Зунг, 2012 год

1. Доенин В.В. Динамическая логистика транспортных процессов. М: Изд. "Компания Спутник +", 2009.

2. Доенин В.В. Логика транспортных процессов. М: Изд. "Компания Спутник +", 2008

3. Доенин В.В. Интеллектуальные транспортные потоки. М: Изд. "Компания Спутник +", 2007.

4. Доенин В.В. Адаптация транспортных процессов. М: Изд. "Компания Спутник +", 2009.

5. Доенин В.В. Логико-разностные модели транспортных процессов. М: Изд. "Компания Спутник +", 2008

6. Семенов В.В. Математическое моделирование динамики ранспортных потоков мегаполиса, http:// spkurdyumov .narod.ru/ Matl 0Q.htm#Ma316, 2004

7. Доенин B.B. Введение в абстрактную теорию транспортных процессов и систем. М: Изд. "АЛВИАН", 2005

8. Доенин В.В. Модели параллельных процессов в распределённых системах и линейного программирования. М: Изд. "Компания Спутник 2007.

9. Доенин В.В. Основы абстрактной теории транспортных процессов и систем. М: Изд. "Компания Спутник +", 2011г.

10. Справочник. Логистические технологии. Под общей редакцией В.М. Николашина. М: Изд. "Санди Плюс", 2006

11. Доенин В.В. Динамическая логистика транспортных процессов. М: Изд. "Транспорт России: Проблемы и перспективы развития БАМа", 2010. С 206-208

12. Доенин В.В., Ляпунцова Е.В. Проблемы развития теории транспортных процессов. М: Изд. "Транспорт России: Проблемы и перспективы развития БАМа", 2010. С 294-300.

13. Доенин В.В., Лай Мань Зунг. Логико-Разностьные модели транспортных объектов //Журнал «Естественные и технические науки» №2. М.: Изд. «Компания Спуник+», 2012 г. Апрель

14. Доенин В.В., Лай Мань Зунг. Модель динамической логистики //Журнал «Естественные и технические науки» №2. М.: Изд. «Компания Спуник+», 2012 г. Апрель

15. Лай Мань Зунг. Проблемы анализа устойчивости движения транспорта на улицах Ханоя //Труды Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития БАМа". 2010. С. 318-319.

16. Лай Мань Зунг. Проблемы моделирования транспортных процессов //Труды Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития транспорта БАМа". 2010. С. 319-320.

17. Лай Мань Зунг. Моделирование транспортных потоков в Ханое //Труды Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития транспорта". 2011. С. 59-62.

18. Лай Мань Зунг. Выбор маршрута в динамической транспортной сети //Труды Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития транспорта". 2011. С. 63-65.

19. DavidWilkie, Jur van den Berg, Ming Lin, Dinesh Manocha. Self-Aware Traffic Route Planning. University of North Carolina at Chapel Hill.

20. Florian Siebel and Wolfram Mauser. Balanced vehicular traffic at a bottleneck. Department of Earth and Environmental Sciences, University of Munich, Germany.

21. Wilco Burghout. Hybrid microscopic-mesoscopic traffic simulation. Doctoral Dissertation. "Royal Institute of Technology". Stockbolm. Sweden. 2004. ISBN 91-7323-099-5

22. Шаповалова Е.А. Моделирование динамики транспортных потоков на основе теории массового обслуживания. "ДонНТУ, кафедра АСУ", 2006

23. Швецов В.И. Математическое моделирование транспортных потоков. "Институт системного анализа РАН, Москва". 2003.

24. Алиев А.С., Стрельников А.И., Швецов В.И. Моделирование транспортных потоков в крупном городе с применением к московской агломерации. 2005

25. Рояк М.Э. Теория графов. "Новосибирский Государственный Технический Университет"

26. Бурков В.Н, Новиков Д.А. Элементы теории графов. 2001

27. Зябиров Э.В., Токарев С.П., Федосеева Л.И. Методы определения кратчайшего пути между вершинами графа. "Пензенская государственная технологическая академия"

28. Andrew Lansdowne. Traffic Simulation using Agent-Based Modelling. BSc (Hons) Computer Science University of the West of England 2006.

29. Edward Lieberman, Ajay K. Rathi. Traffic Simulation. President, KLD Associates, Inc. 300 Broadway, Huntington Station, NY 11746.

30. Bing Liu. Intelligent Route Finding: Combining Knowledge, Cases and An Efficient Search Algorithm

31. Alivand M., Alesheikh A.A. and Malek M.R. New Method for Finding Optimal Path in Dynamic Networks. World Applied Sciences Journal 3: 25-33, ISSN 1818-4952. IDOSI Publications, 2008

32. ИНСТИТУТ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТАс Вьетнам, р Донг Да, г Ханой, ул Ланг Тхыонг, д А9 Tel: +E4.Ö4.37666496, Fax: ^84.04.376664%

33. Ханой, aJO » марта 2012 АКТ ВНЕДРЕНИЯо практическом использовании результатов диссертационной работы Лай Мань Зуига

34. Разработка методов динамической логистики для управления грузовыми перевозками во Вьетнаме»

35. Разработка метода» динамической логистики для управления грузовыми перевозками во Вьетнаме»

36. Результаты, полученные Лай Мань Зунгом в диссертационной работе, используются в дипломном проектировании по специальности «Электронные а информационные технологии в промышленности^ и «Автоматизация в технических системах».

37. Справка утверждена на заседании кафедры "'Управление в технических системах" « » марта 2012г. Протокол № 2.

38. Декан факультета «Электротехника и электронная техника» ХИИТа, доцент, к.т.н. ($