Применение математического моделирования к проблеме транспортных потоков

Введение 3
1. Теоретические аспекты моделирования транспортных потоков 5
1.1 Цели и задачи моделирования транспортных потоков 5
1.2 Классификация методов моделирования транспортных потоков 9
2. Применение математического моделирования к проблеме транспортных потоков 18
2.1 Математическая модель транспортной задачи 18
2.2 Применение транспортной задачи для оптимизации транспортировки грузов 25
Заключение 36
Библиографический список 38

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. Развитие экономической составляющей любого государства, с благосостоянием и жизнью его граждан, напрямую связано с развитием автодорожной сети этого государства. При недолжном развитии инфраструктуры страны, в том числе - дорожной сети, мешает развитию экономики государства и создает опасные ситуации для жизни жителей. Медленное движение между городами, нерационально спроектированные дорожные развязки, специфические настройки работы светофоров – все это сильно тормозит экономику страны. В России от дорожных происшествий ущерб оцениваются в миллиарды рублей.
В настоящее время, в связи с большой загруженностью городских дорог, проблема пробок является одной из наиболее значимых проблем автомобилистов любого мегаполиса или крупного города. Моделирование транспортных потоков не только поможет увеличить пропускную способности перекрестков, но и позволит провести анализ эффективности работы автоматизированных систем управления уличным движением, что может решить некоторые проблемы перепланировки перекрестков, расширение проезжей части улицы. В итоге, это позволит снизить вероятность появление заторов на улицах городов.

Весь текст будет доступен после покупки

Теоретические аспекты моделирования транспортных потоков

1.1 Цели и задачи моделирования транспортных потоков

Рост автомобильного парка и увеличение объема перевозок приводит к увеличению интенсивности движения, что в условиях городов с исторически сложившейся застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы. Особенно остро она проявляется в тех пунктах улично-дорожной сети (УДС), где есть пересечение крупных транспортных магистралей.
Здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди и заторы, что вызывает снижение скорости сообщения, неоправданный перерасход топлива и повышенное изнашивание узлов и агрегатов транспортных средств, а также ухудшается экологическая ситуация данного участка дороги. го движения и повышению негативных последствий - аварийности, стоимости перевозок, повышения загрязнения окружающей среды, шума, и т.д.
Согласно докладам и постановлениям Российской Федерации и проблемами автодорожной сети городов являются :
- высокая вероятность появления пробок на улицах городов;
- большая плотность автотранспорта в потоках;
- высокая перегруженность автодорожной сети городов;
- неправильная расстановка парковок автотранспорта;
- низкий показатель средней скорости автотранспорта в потоке;
- высокий уровень транзита по центральным улицам городов;
- низкий уровень дисциплины и лояльности автомобилистов;
- высокая нагрузка на общественный транспорт городов.
Основными причинами проблем автодорожной сети являются:
- неправильное распределение потоков автотранспорта;
- неоптимальная расстановка светофоров на УДС города;
- недостаточный уровень подготовки водителей;
- нерациональное проектирование автотранспортных развязок;
- высокий прирост автомобилистов;
- неоптимальная расстановка парковочных мест.
Создание моделей движения транспортных средств на электронно-вычислительных машинах и проведение экспериментов для выявления проблемных участков и выявления оптимальной структуры дорожно-автодорожной сети, является одним из методов оптимизации дорожного движения. Моделирование дорожного движения методом «прямого» моделирования имеет множество специфических проблем. При моделировании движения автотранспорта через регулируемый и нерегулируемый перекресток, необходимо знать и учитывать распределение автотранспорта по направлению движения. Данные по загруженности перекрестков и распределение движения транспорта можно получить лишь методом эксперимента.
Внесение изменений в структуру улично-дорожной сети города позволит распределить движение автотранспортных средств по участкам дорог, что откроет автомобилистам новые точки движения по маршруту, возможно, более выгодные для достижения их конечных целей. При полноценном моделировании, также можно включить поведение автомобилистов на участках дороги: перестроении на другую полосу движения и прохождении перекрёстков. При внесении корректировок модели транспортный поток автоматически подстраивается под заданные изменения и меняет свои параметры движения под новую структуру автотранспортной сети города.
Можно сформулировать основные задачи для моделирования транспортных потоков:
1. Задачи на уровне города:
- исследование автодорожной сети при введении новых элементов таких как: автомагистралей, метро и т.д.;
- выявление побочных эффектов внедрения автоматизированных систем управления дорожно-автодорожной сетью города;
- анализ влияния экономических санкций на работу автодорожной сети;
- выявление необходимости строительства новых жилых районов города при увеличении или уменьшении дорожно-автодорожной сети;
- анализ перераспределения транспортных потоков, в том числе и пассажирского автотранспорта при перекрытии элемента улично-дорожной сети.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Абдрахманов, М.С. Моделирование транспортных потоков в интеллектуальных транспортных системах / М.С. Абдрахманов // Современные научные исследования и инновации. - 2021. - № 7.
2 Боев, В.Д. Моделирование в среде anylogic: учеб. пособие для СПО / В.Д. Боев. – М.: Издательство Юрайт, 2017. – 298 с.
3 Витвицкий, Е. Е. Транспортная задача линейного программирования: сравнение результатов применения методов решения / Е. Е. Витвицкий, Р. Е. Шипицына // Образование. Транспорт. Инновации. Строительство: Сборник материалов IV Национальной научно-практической конференции, Омск, 22–23 апреля 2021 года. – Омск: Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ), 2021. – С. 266-271.
4 Гаджиагаева, А.М. Транспортная задача с открытой моделью / А.М. Гаджиагаева // Вестник науки. – 2023. - № 5(62). – С.865-870.
5 Гальченко, Г. А. / Г.А. Гальченко, С.И. Попов. Моделирование транспортных процессов. – Ростов-на-Дону, 2019. – 36 с.
6 Государственный доклад "О состоянии безопасности дорожного движения в Российской Федерации" // Российская газета. - № 181. - от 11.09.2003.
7 Исследование операций в экономике / Под ред. Н.Ш. Кремера. – М.: Юрайт, 2022. – 414 с.

Весь текст будет доступен после покупки