«Разработка имитационной модели междугородних автобусных маршрутов» - Дипломная работа

Содержание

Введение

Глава 1 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА

1.1 Исследование области применения

1.1.1 Техническая характеристика объекта исследования

1.2 Анализ программного обеспечения

1.3 Среда моделирования AnyLogic

1.3.1 Библиотека дорожного движения AnyLogic

1.3.2 Блоки Библиотеки дорожного движения

Выводы по первой главе

Глава 2 ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Техническое задание

2.2. Проектирование имитационной модели

Выводы по второй главе

Глава 3 РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ МЕЖДУГОРОДНИХ АВТОБУСНЫХ МАРШРУТОВ, ЕЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

3.1. Разработка модели

3.1.1. Запуск Any logic и загрузка библиотеки дорожного дижения

3.2. Обзор инструментария

3.2.1. Создание модели

3.3. Технико-экономическое обоснование

3.3.1 Трудоемкость разработки

3.3.2 Затраты на разработку модели и расчет стоимости разработки проекта

3.3.3 Выводы по расчетам эффективности внедрения программного

продукта

Выводы по третьей главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение

Автобусный маршрут представляет собой установленный и соответственно оборудованный путь следования автобусов между начальным и конечным пунктами. Перевозки пассажиров на маршруте осуществляются по утвержденным расписаниям движения.

Автобусные маршруты подразделяются на городские, пригородные, междугородные, международные.

К городским относятся маршруты, проходящие в пределах черты города (другого населенного пункта).

Пригородные маршруты - автобусные маршруты, проходящие за пределы черты города на расстояние до 50 км включительно.

Междугородние маршруты - автобусные маршруты, проходящие за пределы черты города (другого населенного пункта) на расстояние более 50 км.

Международные маршруты - автобусные маршруты, проходящие за пределы границ двух и более государств.

Междугородний пассажирский транспорт является сложной социально-экономической системой, так как включает большое число взаимосвязанных и взаимодействующих между собой компонентов. Для исследования данной системы необходимо использовать методы имитационного моделирования, что в конечном итоге позволит повысить обоснованность принимаемых управленческих решений, неверное принятие которых влечет недовольство со стороны населения[1].

В настоящее время исследователи из области моделирования пассажирских перевозок в основном используют программные системы PTV Vision. Его недостатком является то, что этот комплекс моделирования основан на зарубежных методах, в частности, в руководстве по дорожным мощностям. Отечественные исследователи утверждают, что иностранные методы требуют адаптации к российским условиям. 

В таких пакетах, например, нельзя смоделировать логику диспетчера, принимающего решение о выходе транспортного средства при сильном отставании от расписания. Также при моделировании исследователь вынужден разбивать территорию города на микрорайоны, без учета корреспонденции внутри них. Таким образом, он ограничен возможностями, заложенными разработчиком. Бесспорно, узкоспециализированные пакеты для транспортного моделирования обладают преимуществом: внести исходные данные в готовую форму намного удобнее, чем создавать все «с нуля». Исходя из этого, принято решение о разработке имитационной модели пассажирского автобусного маршрута и сети маршрутов в пакете с открытой архитектурой. Такая модель должна наиболее точно отразить реалии Российских пассажирских маршрутов. Для построения имитационной модели выбран отечественный профессиональный пакет имитационного моделирования AnyLogic 8, который позволяет создавать модели с очень низким уровнем абстракции и использовать любые парадигмы моделирования.

Тема выпускной квалификационной работы'. Разработка имитационной модели междугороднего автобусного маршрута.

Актуальность дипломной работы'. В настоящее время остро стоит вопрос оптимизации маршрутной сети транспорта. Она многие годы не подвергалась научному исследованию и перегружена дублирующими маршрутами и частным транспортом особо малого класса. Учитывая актуальность работы и было принято решение о разработке имитационной модели автобусного маршрута, чтоб в дальнейшем ее оптимизировать.

Объект исследования: Движение междугороднего автобусного маршрута.

Предмет исследования: Изучение объекта методом имитационного моделирования в среде AnyLogic 

Цель выпускной квалификационной работы'. Разработать 3D модель междугороднего автобусного маршрута.

Задачи исследования:

1. Анализ предметной области;

2. Разработка технического задания;

3. Проектирование автобусного маршрута в среде Ramus;

4. Разработка имитационной модели автобусного маршрута;

5. Проведение машинного эксперимента в целях оптимизации автобусного маршрута.

Выдержка из текста работы

Глава 1 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА

1.1 Исследование области применения

Тема выпускной квалификационной работы является моделирование в среде AnyLogic, для начала нужно разобраться, что же такое компьютерное моделирование.

Моделирование - это процесс построения и использования модели. Под моделью понимают такой материальный или абстрактный объект, который в процессе изучения заменяет объект-оригинал, сохраняя его свойства, важные для данного исследования [2].

Из этого следует, что компьютерная модель или численная модель - это компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов). Она реализует представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающая и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем [16].

Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования. Они применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний об объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования [3].

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу их возможности проводить т. и. вычислительные эксперименты, в тех случаях, когда реальные эксперименты затруднены из-за

финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения её параметров и начальных условий [4].

1.1.1 Техническая характеристика объекта исследования

Мониторинг движения транспортных средств необходим для оптимизации времени маршрутов, отслеживание отклонений и сбоев работы транспортных средств. Моделирование процесса перевозки пассажиров даст

возможность выявить положительные и отрицательные стороны этой системы[5]. Для системы мониторинга движения междугородних автобусов в качестве примера анализируется маршрут Джалиль - Альметьевск.

Заключение

На сегодняшний день наиболее приемлемым средством по поиску решений возникающих проблем для системного анализа является имитационное моделирование. Область его применения весьма обширна. С помощью моделирования решаются задачи исследования структур сложных систем, а так же их динамики, анализа, прогнозирования и планирования.

Цель выполнения выпускной квалификационной работы заключалась в следующем:

• Провести анализ предметной области;

• Разработать имитационную модель междугороднего автобусного маршрута

• При проведении анализа предметной области было изучено множество литературных источников. Среди них:

• литература о наличии и решении проблем транспортного движения в городе;

• источники информации по имитационному моделированию и многое другое.

Кроме того, мы проанализировали имеющиеся среды моделирования и сформулировали техническое задание.

В ходе разработки имитационной модели была сформирована функциональная модель разработки системы в Ramus и структурно-логическая модель всей системы в целом.

Также был описан ход выполнения работ по созданию модели, при загрузке необходимых для моделирования данных и решения проблем, связанных с ней. Заключительным этапом был расчет экономической стоимости проекта. Стоимость разработки ИММАМ составила 30 411,05 рублей, что намного ниже, чем покупка лицензий профессионального программного обеспечения для моделирования дорожного движения. 

Список литературы

1. Борисова Н.Д. Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Организация и управление пассажирских перевозок» для студентов очной и заочной форм обучения 3 курса спец. 190701 «Организация и управление на транспорте»: в 2 ч. / Н.Д. Борисова; ФГОУ СПО «Омский автотранспортный колледж». - Омск: ФГОУ СПО «ОАТК», 2009. - 63 с.

2. Авдеев, В. Компьютерное моделирование цифровых устройств/ В.Авдеев. -М.: ДМК, 2012. - 360 с.

3. Холодов Я. А. Моделирование транспортных потоков -

актуальные проблемы и перспективы их решения [Электронный ресурс] // Я.А.Холодов, А.С.Холодов, А.В.Гасников, И.И.Морозов, В.Н. Тарасов. Труды, 2010. - Т.2. - №4. - С. 153. - Режим доступа: http://mipt.fi**eh.ru/ science/ trudy/ 4 8/ Pages_152-162 _from_Trud-8-16-arphcxlltgs.pdf (доступ свободный).

4. Трунин В. В. Компьютерное имитационное моделирование как способ решения транспортных проблем в городах [Текст] // В.В. Трунин, А. Н. Романов. Молодой ученый, 2011. - Т. 3. - №.4. - С. 133-136.

5. Швецов В. И. Проблемы моделирования передвижений в транспортных сетях [Электронный ресурс]//Труды. -2010. - Т.2. - №.4. - С. 169. - Ре-жим доступа: https://m**pt.ru/upload/3e6/Pages_169-179_from _Trud-8 -18-arphcxlltgs.pdf (доступ свободный).

6. Маликов Р.Ф. Практикум по имитационному моделированию сложных систем в среде AnyLogic 6 [Текст] / Р.Ф.Маликов. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2013. -296с.

7. Девятков, В. В. Имитационные исследования в среде моделирования GPSS STUDIO [Текст]: учеб. Пособие / В.В.Девятков, Т.В.Девятков, М.В.Федотов. -М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2018. - 283 с. 

8. Маликов, Р.Ф. Практикум по дискретно-событийному моделированию сложных систем в расширенном редакторе GPSS WORLD [Текст]/ Р.Ф.Маликов. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2017. - 280с.

9. Маликов, Р.Ф. Основы разработки компьютерных моделей сложных систем[Текст]/ Р.Ф.Маликов. - Уфа: Изд-во БГПУ, 2012. - 256с.

10. Официальный сайт компании "AnyLogic": https://www.an**ogic.ru [Электронный ресурс] (дата обращения 27.02.2019).

11. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы

12. К. Н Мезенцев, Мультиагентное Моделирование В Среде Netlogo. Учебное Пособие,-Изд-во Лань, 2015 - 176с.

13. Гэд 4D брэндинг: Взламывая корпоративный код экономики / Гэд, Томас. - М.: СПб: Стокгольмская школа экономики в Санкт-Петербурге; Издание 3-е, 2005. - 230 с.

14. Елисеев, М.Е. О проведении обследований городских автобусных маршрутов с целью их последующего моделирования [Текст] / М.Е. Елисеев, А.В. Липенков, О. А. Маслова // Автотранспортное предприятие. - №1. - 2012. - С.42-44.

15. Усманова, А.Р., Зарипова, А.Б., Маликов, Р.Ф. Методология разработки научно-исследовательских имитационных моделей [Электронный ресурс] // Материалы седьмой Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности «Имитационное моделирование. Теория и практика». ИММОД-2015. - Москва: ИПУ РАН, 2015. - Т.2. - С. 391-394.

Примечания

Оригинал в pdf