Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Задача управления перевозками грузов автомобильным
транспортом 9
1Л Оперативное планирование и ситуационное управление
перевозками автомобильным транспортом, в условиях
неопределённости 9
L2 Современные методы планирования и управления грузовыми
перевозками 16
1 -3. Цели и задачи исследования 25
Выводы по главе 1 27
Глава 2, Модели и алгоритмы функционирования подсистемы поиска пути
в транспортной сети, с учётом неопределённости 29
2Л Подсистема поиска оптимального пути в транспортной сети, и её
место в системе управления грузоперевозками 29
Модель транспортной сети, с учётом неопределённости 31
Критерий оценки дохода от перевозки груза по заданному пути 40
Мультиагентный динамический алгоритм поиска пути 48 Выводы по главе 2 56
Глава 3. Модели и алгоритмы оперативного планирования и
ситуационного управления автомобильными грузоперевозками, в
условиях неопределённости 58
3 Л Подсистема оперативного планирования и ситуационного
управления перевозок грузовым транспортом, и её место в
управлении грузоперевозками 58
Модель оперативного планирования и ситуационного управления грузовыми перевозками, с учётом вероятностного характера процесса 61
Критерий оптимизации плана перевозок, учитывающий вероятностный характер перевозочного процесса 68
Априорная оценка времени задержки грузового автотранспорта у клиента, на основе байесовых сетей доверия 75
Динамический мультиагентный алгоритм планирования автомобильных фузоперевозок 77 Выводы по главе 3 85
Глава 4. Разработка специального программного обеспечения системы
управления грузовыми перевозками 87
4Л Техническое и базовое программное обеспечение автоматизации
управления грузовыми перевозками 87
4-2 Особенности реализации программных средств автоматизации
комплекса управления грузовыми перевозками на основе
ситуационного и вероятностного подхода 90
Результаты машинных экспериментов 100
Особенности внедрения разработанных средств 106 Выводы по главе 4 110
Заключение 112
Список литературы 114
Приложение 1. Доказательство утверждения 2 J ,2 126
Приложение 2. Оперативное планирование перевозок как задача
математического программирования 130
Приложение 3, Свидетельство об официальной регистрации программы
для ЭВМ 135
Приложение 4, Акты внедрения 136
Введение к работе
Аюуальность работы. Огромная роль автотранспортных перевозок в современной экономике очевидна. Грузовой автомобильный транспорт обеспечивает деятельность большинства отраслей экономики и участвует в удовлетворении потребностей практически всех слоев населения.
Однако, происходящее в настоящее время резкое увеличение числа транспортньїх средств, «взрывная автомобилизация», в совокупности с естественным отставанием мер системного характера по увеличению пропускной способности транспортной сети, затрудняет работу грузоперевозчиков, приводит к снижению её качества, росту себестоимости перевозок и прочим негативным последствиям. По тем же причинам, широко распространённые в настоящее время модели и алгоритмы, использующие средние значения времени движения или скорости автотранспортных средств (АТС), становятся всё менее адекватными текущей обстановке.
В то же время, развитие рынка грузоперевозок, увеличение конкуренции между перевозчиками и, с другой стороны, переход многих предприятий-потребителей транспортных услуг к мелкосерийному и позаказному производству, внедрение логистических методов управления, приводит к постоянному повышению требований к своевременности, качеству, стоимости перевозок. Несомненно, эта тенденция будет сохраняться и в будущем.
Эти процессы предъявляют новые требования ко всей системе управления грузоперевозками и, прежде всего, к уровню ситуационного (диспетчерского) управления перевозками, как увеличением числа ситуаций, требующих вмешательства диспетчерского персонала, так и ужесточением требований к своевременности и себестоимости перевозок.
в наше время открывается возможность использования теоретико-вероятностных и статистических методов в задачах планирования и управления перевозками. Предпосылками к этому являются: значительно возросшая мощность современных ЭВМ, появление и распространение спутниковых
систем навигации, развитие средств связи, процесс интеграции информационных систем управления движением и перевозками, и т-Д, Всё это позволяет получать ранее практически недоступную информацию, анализировать её, сохранять на длительное время и, главное, использовать в процессе планирования и управления, по-прежнему выдавая результаты за приемлемое для систем ситуационного управления время.
Основным результатом использования этих новых методов является более точный учёт различных факторов, влияющих на перевозки, что приводит к генерации более реалистичных, экономически эффективных и экологически дружественных планов и управляющих воздействий. А, учитывая тот факт, что доля автотранспортных расходов в конечной стоимости многих товаров очень высока, тема данной работы - управление перевозками грузов автомобильным транспортом на основе ситуационного и вероятностного подходов -представляется весьма актуальной и важной для развития всей экономики России.
Диссертация выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой И.Т.601 «Перспективные информационные технологии в высшей школе» и научному направлению Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) - «Разработка средств автоматизации управления и проектирования (в промышленности)».
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка программно-технического комплекса ситуационного управления перевозками грузов автомобильным транспортом, с учётом вероятностных характеристик времени движения и времени погрузочно-разгрузочных работ.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
построить математическую модель транспортной сети и разработать критерий оценки дохода от перевозки груза по заданному пути, с учётом вероятностных характеристик времени движения АТС;
разработать быстродействующий динамический алгоритм поиска пути в транспортной сети в условиях неопределённости времени движения АТС;
создать математическую модель задачи оперативного планирования (ОП) и ситуационного управления (СУ) грузовыми автомобильными перевозками, и разработать критерий оптимизации плана перевозок, с учётом вероятностных характеристик временных интервалов;
разработать алгоритм оперативного планирования и ситуационного управления грузовыми автомобильными перевозками в условиях неопределённости временных интервалов;
провести реализацию программно-технического комплекса ситуационного управления перевозками, внедрить и провести оценку его эффективности.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, теории графов, теории систем управления, мультиагентных систем, эвристические и метаэвристические методы решения оптимизационных комбинаторных задач.
Научная новизна работы:
разработана модель транспортной сети, отличающаяся учётом неопределённости; разработан критерий оценки путей в транспортной сети, отличающийся учётом степени риска возможного опоздания, вызванного неопределённостью времени движения; доказаны свойства критерия, обеспечивающие построение быстродействующих алгоритмов;
разработан быстродействующий мультиагентный алгоритм поиска оптимального пути в транспортной сети, отличающийся учётом неопределённости и использованием нового критерия оценки путей;
построена математическая модель задачи ОП и СУ грузовыми автомобильными перевозками, отличающаяся учётом вероятностных характеристик времени поездки автотранспортных средств и времени погрузочно-разгрузочных работ; разработан критерий оптимизации плана перевозок автотранспортного предприятия, отличающийся учётом вероятностного характера перевозочного процесса, и предложен эффективный по быстродействию алгоритм его вычисления;
разработан метаэвристический алгоритм планирования фузоперевозок, отличающийся способностью генерировать и корректировать планы и управляющие воздействия с учётом сложившейся ситуации в режиме реального времени;
разработана структура программной реализации системы оперативного планирования и управления перевозками, позволяющая получить быстродействие, достаточное для принятия решений в условиях реального времени.
практическая значимость и результаты внедрения. Основным практическим результатом работы является разработка программно-технического комплекса поддержки ситуационного управления грузовыми автоперевозками, и его внедрение, которое подтвердило эффективность предложенных решений. Экономический эффект получен благодаря более точному соблюдению сроков выполнения заказов и более рациональному использованию подвижного состава.
Научные и практические результаты работы положены в основу создания и внедрения электронных обучающих систем. Результаты работы внедрены в ЗАО «ЛОТ» и учебный процесс ВГЛТА со значимым экономическим эффектом.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в ЗАО «ЛОТ», г, Воронеж, и в учебный процесс ВГЛТА,
Апробация работы. Основные положения и результаты данной работы докладывались на ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГЛТА, международной конференции «Математические методы в технике и технологиш>(Воронеж, 2006) и всероссийских научно-технических конференциях «Теория конфликта и ее пршіожения»(Воронеж, 2004), «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах»(Воронеж, 2004, 2006), «Интеллектуальные информационные системы»(Воронеж, 2004).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ в
научных журналах и сборниках, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК- Опубликована монография и получено свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613345 от 22.09.2006.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 138 страницах, и состоит из введения, четырёх глав, выводов по работе, списка использованных источников, и четырёх приложений.
