ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ 6
1.1 Классификация и характеристика транспортных потоков 6
1.2 Основы моделирования транспортных потоков 11
Выводы по первой главе 20
ГЛАВА 2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ЛОГИСТИКИ В
МОДЕЛИРОВАНИИ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ 21
2.1 Принципы логистики в моделировании транспортных потоков ... 21
2.2 Модель транспортных потоков перекрестка, созданная на основе принципов логистики 31
Выводы по второй главе 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Актуальность исследования: Уровень развития транспортной системы государства - один из главных признаков ее экономической стабильности и процветания. Единая транспортная система обеспечивает согласованное развитие и работы всех видов транспорта с целью максимального удовлетворения транспортных потребностей при минимальных затратах.
Особую важность приобретает оптимальное планирование сетей, улучшение организации движения, оптимизация системы маршрутов. И для этого нужно представлять чёткую модель транспортного потока. Зная и понимая, можно достичь оптимальную, надёжную, выгодную среду движения потоков. Значительная часть логистических операций на пути движения транспортного потока осуществляется с помощью различных транспортных средств. В этом не малую роль играет такая наука, как транспортная логистика.
В мире транспорт участвует во множестве технологических процессов, выполняя задачи логистической системы, и существует как достаточно самостоятельная транспортная область логистики, требующая многоаспектной согласованности между участниками транспортного процесса. Роль транспорта - не только перемещение грузов и пассажиров, он способствует экономическому, социальному и культурному развитию общества. И для всего этого, а именно для улучшения, модернизации, необходимо создать модель транспортного потока, либо же усовершенствовать уже имеющую модель.
В последнее десятилетие в разы возрос уровень автомобилизации населения и доля пассажирских перевозок на личном транспорте. Что стало причиной перегрузки транспортных магистралей и узлов и в результате этого транспортная сеть не может справляться с нагрузкой. В часы «пик» средняя скорость передвижения существенно снизилась, заметно упал уровень транспортного обслуживания. Таким образом, возник вопрос о разработке критериев эффективности и, соответственно, возникла проблема анализа транспортной системы с целью оценки эффективности планируемых и реализуемых мероприятий по ее развитию [1].
Для обеспечения максимально эффективного транспортного обслуживания населения и организации дорожного движения нужно, чтобы транспортная система соответствовала требованиям города. Предусматривают два пути роста подобной эффективности: рост пропускной способности транспортной сети и рациональное применение действующей сети.
Первый вариант требует значительных финансовых затрат для реконструкции транспортных узлов и магистралей. Второй вариант - рационализация использования существующих транспортных систем и оптимизация процессов перераспределения нагрузок на транспортную сеть.
Проблема исследования: Стремительный рост количества автомобилей, находящихся в личном пользовании граждан, за последние 5-10 лет привел к загруженности дорого в малых и больших городах, мегаполисах. Это повлекло за собой проблемы загруженности дорог, проблемы парковки, хранения автотранспорта в городах и стала не просто актуальной: из проблемы она превратилась в социальное явление, бедствие.
Объект исследования: моделирование транспортных потоков.
Предмет исследования: использование принципов логистики в моделировании транспортных потоков.
Целью работы является создание модели транспортного потока городского участка на основе принципов логистики (на примере моделирования автомобильных и пассажирских потоков в транспортной сети городского участка).
Задачи исследования:
1. Исследовать классификацию и характеристику транспортных потоков;
2. Изучить основы моделирования транспортных потоков;
3. Описать суть моделирования транспортных потоков на основе принципов логистики;
4. Рассмотреть использование принципов логистики в моделировании транспортных потоков на примере участка улично-дорожной сети.
Методы исследования: анализ литературных источников, нормативных документов по проблеме исследования; изучение статистических данных, наблюдение, анализ участка улично-дорожной сети, моделирование транспортных потоков.
Практическая значимость исследования заключается в том, что основные положения и результаты работы могут быть использованы для совершенствования улично-дорожной сети в Набережных Челнах, оптимизации маршрутов транспорта предприятиями, осуществляющими пассажиро- и грузоперевозки.
В структурном отношении работа включает в себя две главы по два параграфа, выводы по главам, заключение и список использованных источников.
Моделирование в работе рассмотрено в качестве альтернативы более затратной реконструкции транспортных узлов и магистралей. Оно также позволяет оптимизировать участок улично-дорожной сети, обеспечив рост пропускной способности транспортной сети и рациональное применение действующей сети в целом. Логистика здесь выступает как вспомогательная наука. Она позволяет представить четкое понимание всего и помогает в решении многих проблем, которые возникают в процессе моделирования. Так же логистика подразумевает современные методы изучения и моделирования ТП.
В настоящее время в мире сформировался круг современных программно-моделирующих комплексов в сфере управления дорожным движением в условиях интеллектуальных транспортных систем. Предлагаемая нами работа посвящена моделированию транспортных потоков на основе принципов логистики на примере одного из таких программных комплексов.
В целях разработки среды имитационного моделирования транспортных систем на микроскопическом уровне мы рассмотрели систему агентного микромоделирования VISSIM (PTV Vision). Имитационные модели дают возможность проверить, правильно ли мы понимаем процессы в исследуемом объекте, и выявить в различных конкретных случаях параметры порядка. Этот продукт позволяет ответить на вопросы и значительно сэкономить бюджет за счет рационального применения средств, призван программный комплекс PTV Vision.
Имитационное моделирование динамики транспортного потока, имитирующее движения каждого отдельного автомобиля позволяет визуально и количественно оценивать эффективность решений направленных на улучшение организации движения. Применение этих моделей позволяет оценить динамику скорости движения, задержки на перекрестках, длины и динамику образования очередей или заторов и другие характеристики движения.
В качестве объекта моделирования был выбран участок дорожной сети города Набережные Челны от остановки «Пединститут» до остановки «Микрорайон Бумажников». Для моделирования участка использовался специализированный программный комплекс VISSIM (PTV Vision).
Определено, что для повышения эффективности функционирования участка необходима настройка фаз светофоров с целью создания «зелёной волны» для автомобильного транспорта, а также минимизации задержек для трамваев. Предложенное решение позволит повысить безопасность и эффективность функционирования транспортной системы города. Кроме того, установка адаптивных светофоров позволит выполнить перенос нерегулируемого пешеходного перехода, что повысит безопасность пешеходов, переходящих дорогу и, в свою очередь, позволит увеличить среднюю скорость транспортного потока, поскольку исключит задержки транспортных средств для пропуска пешеходов на нерегулируемом переходе.
Результаты, полученные с помощью имитационной модели, подтвердили эффективность применения светофорного регулирования на данном участке. Данное решение уменьшает вероятность образования заторов на рассматриваемом участке, как при текущей, так и при повышенной плотности транспортного потока.
1. Бабков, В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения : учебник для вузов / В.Ф. Бабков. - М.: Транспорт, 2013. - 271 с.
2. Бабичева, Т. С. Методы теории массового обслуживания при исследовании и оптимизации движения на управляемых перекрёстках / Т.С. Бабичева // Труды МФТИ. - 2015. - Т. 7, № 2. - С. 119-130.
3. Бабичева, Т. С. Архитектура и методическое обеспечение модуля имитационного моделирования транспортных процессов в сетевой компьютерной лаборатории [Электронный ресурс] / Т. С. Бабичева, С. Л. Бабичев, В. П. Осипов // Преприн- ты ИПМ им. М.В.Келдыша. - 2015. - № 85. - С. 28. Режим доступа: http://Hbrary.keldysh.ru/preprmt.asp?id=2015-85 (дата обращения: 10.04.2017)
4. Бекмагамбетов, М. М. Анализ современных программных средств транспортного моделирования / М.М. Бекмагамбетов, А. В. Кочетков // Исследования, конструкции, технологии. - 2012. - Т. 6(77). - С. 2534.
5. Введение в математическое моделирование транспортных потоков: Учебное пособие / А.В. Гасников и др. Под ред. А.В. Гасникова. - М.: МЦНМО, 2012. 376 с.
6. ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 35 с.
7. Гасников, А.В. О некоторых задачах математического моделирования транспортных потоков / А. В. Гасников, Ю. В. Дорн, Н. П. Ивкин и др. // Доклады 9-й международной конференции «Интеллектуализация обработки информации». - М.: Торус Пресс, 2012.
8. Гасников, А. Как бороться с пробками? / А. Гасников, Ю. Дорн, А. Прохоров, В. Швецов. - М.: МЦНМО, 2012.
9. Грыжов, В.К. Имитационная модель системы программного управления технологическими процессами в среде VisSim / В.К. Грыжов, К.А. Кузьмин, Е.В. Грыжов // Естественные и математические науки в современном мире. - 2014. - №16. - С. 54-59.
10. Дорогуш, Е. Г. Математический анализ модели транспортных потоков на автостраде и управления её состоянием / Е. Г. Дорогуш: Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. - М.: Юрайт, 2013. - 205 с.
11. Задорожный, В.Н. Методы аналитико-имитационного моделирования систем с очередями и стохастических сетей / В.Н. Задорожный: автореф. на соиск. уч. ст. д.т.н. по спец. 05.13.18 - Мат. мод-е, числ. методы и комплексы программ. - СПб, 2011. - 36 с.
12. Королёв, А.Л. Компьютерное моделирование / А. Л. Королёв. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 230 с.
13. Кормен, Т. Алгоритмы. Построение и анализ / Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн. - М.: Издательский дом Вильямс, 2013. - 1296 с.
14. Куренкова, В.П. Технико-экономическое обоснование создания автоматизированных систем и программных продуктов: методические указания / В.П. Куренкова. - Самара: Изд-во СГАУ, 2013. - 47 с.
15. Кузин, М.В. Особенности имитационного моделирования «просачивающихся» лево-поворотных транспортных потоков в крупных городских сетях // Информационно-вычислительные технологии и приложения, сборник статей IX международной научно-технической конференции. Пенза: 2008. С. 151-154.
16. Левашев, А.Г. Проектирование регулируемых пересечений: учеб. пособие / А.Г. Левашев, А.Ю. Михайлов, И.М. Головных. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 208 с.
17. Лозе, Д. Моделирование транспортного предложения и спроса на транспорт для пассажирского и служебного транспорта - Обзор теории моделирования. [Электронный ресурс] / Д. Лозе - Режим доступа: http://www.ptv-vision.ru/assets/Uploads/data/publication-Lohse-Obsor-teorii- modelivrovanija.pdf (дата обращения: 10.04.2017).
18. Литвин, В.В. Имитационное моделирование транспортных потоков с помощью программного обеспечения PTV Vision VISSIM // Сборник научных трудов международной конференции «Современные инновационные технологии подготовки инженерных кадров для горной промышленности и транспорта 2014» / В.В. Литвин, А.Н. Мирошниченко. - Д.: НГУ, 2014. - 588 с.
19. Малюгин, П.Н. Теория и моделирование транспортных потоков и систем: конспект лекций по дисциплине «Теория и моделирование транспортных потоков и систем» / сост. П.Н. Малюгин. Рукопись, электронный вариант. - Омск: СибАДИ, 2012. - 45 с
20. Майоров, Н. Н. Факторы выбора имитационного моделирования, как универсального средства, для исследования транспортных процессов / Н. Н. Майоров // Проблемы и перспективы экономики и управления: материалы междунар. науч. конф. - СПб.: Реноме, 2012.
21. Мероприятия по улучшению дорожно-транспортной ситуации
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.gucodd.ru/about/activity/projects (дата обращения: 19.04.2017).
22. Нефёдова, Я.И. Формирование рациональных маршрутов движения транспортных средств в условиях индустриального центра Формирование рациональных маршрутов движения транспортных средств в условиях индустриального центра [Электронный ресурс] / Я.И. Нефёдова,
A. А. Лямзин, М.С. Мнацаканян, Е.А. Украинский // HayKOBi вют Дaлiвсь-
кого yнiверситетy. - 2012. - № 7. - Режим доступу:
http://www.nbuv.gov.ua/e-joumals/Nvdu/2012_7/12nyiuic.pdf (дата обращения: 19.04.2017).
23. Обидина, Т. С. Применение методов микроскопического моделирования для решения задач о запрете перестроения и перекрёстке / ORM-2013. - М.: VII Московская международная конференция по исследованию операций ORM. Сборник тезисов., 2013. - Октябрь. - С. 210-211.
24. Панасюк, Я. С. Агентное микроскопическое моделирование транспортных потоков в COS.SIM // Матер. конф. «Математическое моделирование транспортных потоков». - МФТИ, Долгопрудный, 2011.
25. Сергеева, К. Ф. Анализ и оптимизация транспортных потоков с помощью моделирования / Сайт Междунар. молод. школы-семинара «БИ- КАМП: Будущее Информатики, Космического, Авиационного и Медицинского Приборостроения». - 2013.
26. Соловьев, В.А. Математическое моделирование транспортных потоков / В.А. Соловьев, И.С. Сунгуров, Р.Т. Файзуллин // Суперкомпьютеры. М.: ООО «Издательство СКР-Медиа». - 2012. - №2 (10). - С. 55-58.
27. Соловьев, В.А. Математическое моделирование и управление транспортными потоками на основе схемы с двумя масштабами времени /
B. А. Соловьев, Р.Т. Файзуллин // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлекроники. - 2012. - №2(26). - С. 214-218.
28. Соловьев, В.А. Корреляция между расположением автомобильных пробок и структурой графа дорожной сети / В.А. Соловьев, Р.Т. Файзуллин // Вестник СибАДИ. - 2013. - 2(30). - С. 78-81.
29. Юдин Е.Б. Методы структурной идентификации больших стохастических сетей и генерации случайных графов в задачах моделирования
сложных систем / Е.Б. Юдин: автореф. на соиск. уч. ст. к.т.н. по спец.
05.13.1 - Сист. анализ, упр-е и обр. информации. - Омск: 2012. - 24 с.
30. Якимов, М.Р. Транспортное планирование: создание транспортных моделей городов: монография / М.Р. Якимов. - М.: Логос, 2013. - 188 с.
31. Якимов, М.Р. Научная методология формирования эффективной транспортной системы крупного города / М.Р. Якимов. - М.: МАДИ (ГТУ), 2012. - 230 с.
32. Якимов, М.Р. Транспортное планирование. Особенности моделирования транспортных потоков в крупных российских городах: монография / М.Р. Якимов, А.А. Арепьева. - М: Логос, 2016. - 280 с.
33. Яцкив, И. В. Использование возможностей имитационного моделирования для анализа транспортных узлов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.gpss.ru (дата обращения: 19.04.2017).
34. Щвецов, В.И. Математическое моделирование транспортных потоков / В.И. Щвецов // Автоматика и телемеханика. - 2013. - № 11. С. 3
46.
35. Vissim: [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.ptv-vision.ru/produkty/vissim (дата обращения: 19.04.2017).