«Разработка имитационной модели междугородних автобусных маршрутов»

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.

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.

• 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. 

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.