Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность проблем применения информационных технологий в области исследования динамики транспортных потоков затрагивает два аспекта - современное состояние дорожно-транспортного движения и вопросы применения разработок в области информационных технологий при принятии проектных решений по организации движения транспортных потоков. По данным исследований британского агентства Keepmoving, проблема снижения средней скорости движения транспортных средств стала актуальна как для мегаполисов, так и для городов с населением менее 1 млн. человек. Возникновение транспортных потоков связано с деятельностью промышленных предприятий. Агентство Keepmoving приводит различные подходы к организации движения транспортных потоков — установку знаков, строительство новых дорог, запрет въезда грузовых автомобилей в центр города и т.п. Каждый предложенный подход может быть использован в конкретной ситуации. Очевидно, что задача выбора конкретного пути решения по управлению транспортными потоками является трудноформализуемой, зависит от многих факторов и требует комплексных исследований, поэтому применение компьютерных средств в этой области предполагает разработку не отдельных программных продуктов, для которых можно однозначно определить входные и выходные данные, а сложных организационно-технических решений, предполагающих тесное человеко-машинное взаимодействие в процессе выработки проектных решений. Примером такой организационно-технической системы можно считать компьютерную систему поддержки принятия проектных решений, обеспечивающую комплексное исследование проблем движения транспортных потоков на основе различных инструментариев, позволяющих исследовать как формализуемые, так и трудноформализуемые и неформализуемые аспекты.
На сегодняшний день существуют различные разрозненные модели и инструментарии, не дающие возможности комплексной поддержки принятия и выработки проектных решений по организации движения транспортных потоков.
Таким образом, целесообразно решить задачу проектирования инстру- ментариев моделирования транспортных потоков, а также обеспечить их интеграцию в единую организационно-техническую систему, обеспечивающую поддержку выработки и принятия проектных решений и обладающую возможностью расширения функционала для решения широкого круга задач, связанных с исследованием движения транспортных потоков.
Цель работы состоит в проектировании комплекса математических и программных инструментариев моделирования различных аспектов движения транспортных потоков, связанных с промышленными предприятиями, а также разработки механизма их интеграции в систему поддержки проектных решений.
Идея работы заключается в разработке модели процесса выработки и принятия проектных решений, описывающей комплексное использование математических, организационных и программных инструментариев при управлении транспортными потоками промышленных предприятий. Для поддержки принятия проектных решений разработаны расширяемые математические и программные инструментарии моделирования транспортных потоков на микро- и макроуровне.
Задачи исследования В соответствии с целью и идеей работы, в рамках диссертации осуществлены следующие этапы исследования:
-
Анализ современных проблем организации движения транспортных потоков промышленных предприятий и инструментариев, направленных на решение данной проблемы.
-
Разработка модели логической организации процесса выработки и принятия проектных решений в области управления транспортными потоками промышленных предприятий, и анализ требований к инструментариям их моделирования в системе поддержки проектных решений.
-
Разработка математического обеспечения моделирования транспортных потоков промышленных предприятий на микро- и макроуровне.
-
Проектирование и разработка программной реализации инструментариев моделирования транспортных потоков промышленных предприятийна микро- и макроуровне.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:
-
-
Функциональная модель логической организации процесса принятия проектных решений по управлению транспортными потоками промышленных предприятий, отличающаяся от существующих механизмом интеграции математических и программных инструментариев в единую организационно-техническую систему.
-
Комплекс математических и программных инструментариев моделирования на микро- и макроуровнях, отличающийся от существующих возможностью гибкой интеграции в систему поддержки проектных решений по организации движения транспортных потоков промышленных предприятий.
-
Модели отображения ряда неформализуемых характеристик динамики транспортных потоков на основе их трёхмерного моделирования и визуализации окружения, что позволяет в наглядной форме представить вырабатываемое проектное решение.
-
Впервые предложенный инструментарий моделирования транспортных потоков промышленных предприятий путём перераспределения их рабочего времени, основанный на дискретных структурах, который позволяет вырабатывать решения по воздействию на потокообразующие факторы, связанные с организацией работы этих предприятий.
Научная значимость работы заключается в разработке новой модели выработки и принятия проектных решений, позволяющей интегрировать различные инструментарии моделирования динамики транспортных потоков и потокообразующих факторов промышленных предприятий на микро- и макроуровне в единую организационно-техническую систему принятия проектных решения.
Практическая значимость работы состоит в разработке комплекса расширяемых и гибко интегрируемых программных инструментариев моделирования и трёхмерной визуализации при выработке проектных решений по управлению транспортными потоками промышленных предприятий .
Обоснованность научных положений и выводов подтверждается:
-
-
-
Корректным применением теории автоматизированного проектирования информационных систем, теории графов и мографов, дискретной математики, теории баз данных, теории компьютерных систем поддержки принятия решений, теории моделирования.
-
Положительными результатами внедрения в учебный процесс разработанных подходов к комплексному анализу и проектированию организационно-технических систем, а также предложенных подходов к разработке геометрических моделей.
-
Положительными результатами внедрения программных инструментариев в ООО «ИНЭМДорТранс» при разработке систем поддержки принятия решений.
-
Результатами экспертиз, проведённых при регистрации разработок в ФГУ ФИПС и ОФЭРНиО ИМИМ РАО.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на:
Международных экологических конференциях «Горное дело и окружающая среда» (Москва, 2005,2009,2011);
I Московской научно-практической конференции «Студенческая наука» (Москва, 2006);
Неделе студенческой науки МГГУ (Москва, 2007-2009);
Международных симпозиумах «Неделя Горняка» (Москва, 2008,2010,2011);
Международной научно-практической конференции "Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях" (Москва, 2010,2011);
Всероссийской конференции «Нейрокомпьютеры и их применение» (Москва, 2011);
Научных семинарах кафедры САПР МГГУ (Москва, 2008-2011).
Также разработки представлены на Всероссийской выставке научно- технического творчества молодёжи «НТТМ-2009» и «НТТМ-2011».
Работы отмечены дипломами конференций, почётной грамотой РАЕН «За лучшую научную работу, представленную на конференции «Нейрокомпьютеры и их применение-2011»». Разработка «Компьютерная система поддержки принятия решений», представленная на выставке «НТТМ-2011» отмечена премией для поддержки талантливой молодёжи.
Реализация результатов исследований. Результаты диссертации приняты к использованию:
при разработке компьютерных систем поддержки принятия решений по управлению автомобильными дорогами в ООО «ИНЭМДорТранс»;
при разработке учебных курсов «Геометрическое моделирование САПР», «Компьютерная графика», «Компьютерные системы поддержки принятия решений» для студентов специальности САПР Московского государственного горного университета.
Публикации
Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в 16 работах, в том числе 5 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 1 программа для ЭВМ и 3 электронных ресурса, зарегистрированые как объекты интеллектуальной собственности в ФГУ ФИПС и ОФЭРНиО ИМИМ РАО.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения; включает в себя 3 таблицы, 44 рисунка, список использованной литературы из 94 наименований и 3 приложения.
Автор выражает благодарность своему научному руководителю проф. А.В.Горбатову, сотрудникам ООО «ИНЭМДорТранс» проф. В.М.Ерёмину и доц. Бадаляну А.М. за активную помощь в подготовке диссертационной работы.
Похожие диссертации на Проектирование инструментариев моделирования транспортных потоков промышленных предприятий и механизма их интеграции в систему поддержки проектных решений
-
-
-
