Моделирование транспортных процессов

Общее представление о моделировании транспортных процессов

Проблема управления транспортными потоками очень актуальна в настоящее время. Особенно это касается больших городов, где значительными темпами увеличивается количество личного и общественного транспорта. Результатом этого является перегруженность городских дорог, возникновение многочасовых пробок, увеличение количества аварийных ситуаций, затруднение движения пешеходов и др. Для того чтобы решить указанные проблемы в принципе или минимизировать их негативные эффекты лично для себя, в логистике практикуется создание моделей / моделирование реальных транспортных процессов.

Вообще моделированием называют процесс создания моделей. Модели, в свою очередь, представляют собой объекты, на которые переносятся значимые признаки реальных объектов (оригиналов). После чего по отношению к моделям начинают применять те методы исследования, которые в силу ряда причин не могли быть применимы в отношении объектов-оригиналов. Благодаря этому исследователи получают полезную, необходимую для них информацию о реальном объекте, которая может быть использована при решении практических проблем.

Важной чертой любой модели является ее адекватность. Речь идет про свойство модели быть основой для прогнозирования событий (в нашем случае - тех событий, которые имеют место в транспортных системах и процессах) и дачи подтверждаемых результатов. Только при работе с адекватной моделью можно получить практически значимые результаты и принять эффективные управленческие решения.

Математическое моделирование транспортных процессов

При исследовании транспортных процессов и систем чаще всего используются методы математического моделирования. Оно является разделом мысленного моделирования и заключается в установлении соответствия между данным реальным транспортным процессом и некоторого математического объекта (модели).

Любая математическая модель описывает реальные транспортные процессы лишь с некоторой степенью приближения к реальности. Строгие методы решений обычно не используются. Широкое распространение получили смекалка и интуиция инженерно-технического и управленческого персонала, а также внесение упрощающих допущений.

Методы решений транспортных задач, когда точно определить границы их применения и дать оценку допустимым погрешностям нельзя, называются эвристическими. Эти методы объединяются в таком разделе математики, как математическое программирование.

При решении задач качественной организации и адаптации транспортных процессов широко используются следующие методы математического программирования:

• Корреляционно-регрессионный анализ;
• Линейное программирование;
• Динамическое программирование;
• Целочисленное программирование;
• Теория массового обслуживания;
• Метод сетевого планирования и управления;
• Дисперсионный анализ;
• Корреляционно-спектральный анализ;
• Кибернетический метод;
• Символическая (математическая) логика.

Математическое моделирование, которое применяется в процессе решения транспортных задач, обычно подразделяют на два направления - оптимизационное (аналитическое) и имитационное:

• Оптимизационное (аналитическое) моделирование транспортных процессов - течение транспортных процессов записывается в виде некоторых функциональных соотношений (например, алгебраических, интегрально-дифференциальных, конечноразностных и т.п.) или логических условий; применяется в отношении систем малой и средней сложности;
• Имитационное моделирование транспортных процессов - транспортные процессы описываются путем применения экспертных и кибернетических методов, опытных данных; применяется в отношении систем большой сложности.

Последние годы все активнее стали внедряться технологии имитационного моделирования транспортных процессов. Подспорьем для этого послужило массовое распространение компьютерных технологий, специального программного обеспечения, их высокая производительность и качество работы.

Особенности моделирования транспортных процессов

Моделирование транспортных процессов и систем осуществляется, в первую очередь, для того, чтобы проанализировать эффективность изменения тех или иных транспортно-эксплуатационных показателей. Решение задач, связанных моделированием и анализом реальных транспортных процессов, позволяет соответствующим образом организовать дорожное движение с использованием информационных и информационно-управляющих процессов.

В транспортной сфере методы моделирования достаточно широко используются. В частности, с их помощью решаются следующие задачи:

• Составление схем грузопотоков, оптимальных с точки зрения минимизации расстояний перевозки грузов;
• Распределение клиентуры между транспортными предприятиями;
• Распределение маршрутов между транспортными предприятиями;
• Снижение нулевых пробегов транспортных средств;
• Маршрутизация (составление маршрутов) перевозок грузов, нацеленная на минимизацию непроизводительных пробегов транспортных средств;
• Минимизация времени доставки грузов клиентам;
• Определение кратчайших путей между пунктами отправления и назначения и др.

Таким образом, ввиду высокой значимости и присутствия так или иначе во всех сферах общественной жизни транспортные процессы являются одними из самых востребованных на сегодня объектов исследования. Моделирование является популярным методом исследования, который позволяет получить много новой информации об изучаемых транспортных процессах.