Имитационное моделирование процессов развития транспортных сетей — это инструменты для формирования и оптимизации процессов развития транспортных сетей на базе анализа виртуальной модели.
Значение и специфика моделирования процессов развития транспортных сетей
Сегодня моделирование процессов развития транспортных сетей считается главным способом изучения, а также научно обоснованной методикой оценок параметров сложных систем, в том числе транспортных, которые, в своюочередь, применяются для выработки решений в разных областях деятельности. При осуществлении моделирования выполняется поиск решения задачи, определяющей структурную организацию процесса. При моделировании транспортной сети возникает целый набор задач, требующих оценить количественные характеристики, и, кроме этого, качественные закономерности конкретных процессов использования этих систем.
Недостаточное количество данных об экспериментальных исследованиях транспортной системы не позволяет в полной мере выполнить проект, осуществить внедрение и затем сдать в эксплуатацию без применения методов моделирования, которые позволяют в требуемом формате отобразить процессы работы систем, а также и формальное представление выполнения этих процессов за счёт имеющихся их математических моделей.
В таких ситуациях самыми применяемыми типами моделей считаются:
- Аналитический тип модели.
- Имитационный тип модели.
При аналитическом изучении транспортных сетей полноценное исследование может быть выполнено только в том случае, когда заданы в явной форме все зависимости. При наличии информационного дефицита применение аналитического моделирования процессов развития транспортной сети может быть сопряжено с определёнными трудностями, приводящими к необходимости существенного упрощения модели и получению недостоверных итоговых результатов. По этой причине, при изучении процессов развития транспортных сетей наиболее часто применяются имитационный тип модели.
Имитационное моделирование процессов развития транспортных сетей
Сегодня транспортные сети самого разного предназначения сталкиваются с серьёзными проблемами. Определённое их число фактически находятся на границе своих технических возможностей. Безусловно, есть много таких проблем, типа модернизации уже работающих сетей и реализации новых, которые требуют инженерного разрешения.
Но достаточно часто, при выполнении проектных работ, специалистам не хватает нужных информационных данных, которые бы адекватно отражали положение дел в действующих транспортных сетях или давали оценку вероятного состояния сети, подлежащей проектированию. Также существуют факты отсутствия необходимой информации при выработке оперативного управленческого решения, связанного с перевозками, в уже работающих транспортных сетях.
Развитие транспортных сетей возможно при постоянном совершенствовании процесса управления перемещениями транспортного потока. При работе транспортной сети нагрузка на перевозки испытывает разные колебания, вызванные стихийными, сезонными, социальными и политическими, а также другими аспектами. Но, невзирая на эти факторы, имеются центры, осуществляющие диспетчерское управление транспортными потоками и оснащённые компьютерным оборудованием, программным обеспечением, которые имеют возможность противодействовать данным проявлениям.
Наиболее известным подходом, выполняющим описание транспортных потоков в сети, считается представление типологии транспортной сети при помощи определённой системы, реализованной направленными графами, с дальнейшим их отображением в форме матрицы меж узловых загрузок (ММЗ). Существующие программные средства позволяют выполнить восстановление структуры матрицы. Это возможно, к примеру, если имеются исходные данные о входящих и исходящих потоках в сетевых транспортных узлах.
Главным направлением развития методологической и технологической основы имитационного моделирования выступает расширение сферы приложений и возможностей имитационных систем на базе объединения аппарата понятий графической интерпретации схем, существующих в специальных языках моделирования, с традиционными моделями, принятыми в системном анализе и вычислительной математике.
Операции перевозок между пунктами, где заинтересованными в грузоперевозках, можно рассмотреть в направлении от производителя к покупателю, или среди территориально удалённых подразделений. При этом, требуется решить следующие проблемы:
- Выработка оптимальных маршрутов.
- Вычисление необходимого количества терминалов.
- Распределение транспортных средств, имеющих разную грузоподъёмность, по участкам маршрута.
- Оптимальное разделение транспортных потоков на маршрутах.
Помимо этого, следует учесть имеющиеся на маршрутах ограничения, вызванные нехваткой информационных данныхпо параметрам транспортных средств и особенностями маршрутов.
Использование средств имитационного моделирования для разрешения задач по развитию транспортных сетей позволяет с заданным уровнем детализации изучить особенности имеющихся грузопотоков и выработать меры, повышающие их производительность. Изучение процессов грузоперевозок выполняется в структурных и функциональных аспектах.
Структурные аспекты предполагают территориальное местоположение узлов транспортной сети и их взаимное влияние, а функциональный аспект подразумевает изучение внутренних процессов на терминалах на протяжённости всего маршрута.
Помимо сквозной схемы по организации перевозок, предусматривающей перемещение подвижного состава по маршруту от исходного до конечного пункта, применяется ещё участковый способ. При этом способе весь маршрут грузоперевозки подразделяется на ряд участков, каждый из которых обслуживает собственный транспортный парк. Такая схема имеет много достоинств, которые связаны с уменьшением затрат времени, понижением стоимости перевозок и повышением производительности подвижного состава.
