Математическое и алгоритмическое обеспечение автоматизированного управления мультимодальными перевозками
Решением проблемы может служить создание специализированного эффективного инструмента оптимального управления ММП, предназначенногодля планирования и реализации экономически выгодных маршрутов при строгом соблюдении требований конечного потребителя к качеству и времени исполнения заказов. Данное исследование посвящено разработке математического и алгоритмического обеспечения системы… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Основные характеристики технологии мультимодальных перевозок
- 1. 2. Современное состояние автоматизированного управления мультимодальными перевозками
- 1. 3. Критерии качества транспортной услуги
- 1. 4. Анализ факторов, влияющих на качественные показатели
- Выводы по первой главе
- ГЛАВА II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК
- 2. 1. Детерминированная модель процесса мультимодальных перевозок
- 2. 2. Стохастическая модель процесса мультимодальных перевозок
- 2. 3. Имитационная модель процесса мультимодальных перевозок
- Выводы по второй главе
- ГЛАВА III. ПОИСК ОПТИМАЛЬНЫХ УПРАВЛЕНИЙ ПРОЦЕССОМ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК
- 3. 1. Многокритериальная задача управления процессом мультимодальных’перевозок для детерминированного случая
- 3. 2. Многокритериальная задача управления процессом мультимодальных перевозок для стохастического случая
- 3. 3. Решение задачи адаптивного управления процессом мультимодальных перевозок
- 3. 4. Имитационное моделирование процесса мультимодальных перевозок
- 3. 5. Метод выбора вида решаемой задачи
- Выводы по третьей главе
- ГЛАВА IV. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ МУЛЬТИМОДАЛЬНЫМИ ПЕРЕВОЗКАМИ
- 4. 1. Выбор структуры системы управления мультимодальными перевозками
- 4. 2. Реализация подсистемы поиска оптимального решения АСУ ММП
- Выводы по четвертой главе
Математическое и алгоритмическое обеспечение автоматизированного управления мультимодальными перевозками (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Актуальность темы
исследований. Формирование экономических связей между странами усиливает роль мультимодальных перевозок (ММП) на рынке логистических услуг. Современная ситуация характеризуется все возрастающей конкуренцией и повышением уровня требований клиентов при организации ММП.;
Операторы ММП должны обеспечивать бесперебойность, надежность, высокую скорость доставки в строго определенные условиями поставки сроки, без потерь и с минимальными издержкамитесную координацию и взаимодействие различных видов транспортаподобрать вариант доставки груза, который отвечал бы всем условиям заказчика.
Удовлетворение. подобных требований вызывает необходимость постоянного развития способов выработки управленческих решений при управлении процессом организации ММП. В этих условиях конкурентным преимуществом транспортной компании является применение программно-технических решений, обеспечивающих планирование, оптимизацию и управление процессом перевозок.
Решением проблемы может служить создание специализированного эффективного инструмента оптимального управления ММП, предназначенногодля планирования и реализации экономически выгодных маршрутов при строгом соблюдении требований конечного потребителя к качеству и времени исполнения заказов. Данное исследование посвящено разработке математического и алгоритмического обеспечения системы автоматизированного управления ММП, которое позволит добиться существенного сокращения времени исполнения заказов, стоимости, значительно повысить качество перевозки.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы автоматизированных систем, осуществляющих оптимальное управление мультимодальными перевозками по временным, стоимостным критериям и критериям сохранности груза.
Для выполнения поставленной цели, в работе решаются следующие задачи:
1. формализация процесса мультимодальной перевозки как объекта управления;
2. анализ методов оценки и разработка числовых критериев качества управления мультимодальной перевозкой, учитывающих временные, стоимостные характеристики и сохранность груза;
3. построение математических моделей мультимодальных перевозок;
4. построение алгоритмов выбора эффективных маршрутов ММП;
5. разработка автоматизированной системы управления, реализующей оптимальное управление мультимодальными перевозками.
Объектом исследования являются технологические процессы мультимодальных перевозок и системы управления этими процессами.
Предметом исследования являются математические модели, алгоритмы и информационное обеспечение автоматизированного управления технологическими процессами мультимодальных перевозок.
Научная новизна и положения, выносимые на защиту. В диссертационной работе получены следующие новые результаты: предложен обобщенный критерий качества ММП, учитывающий вероятность выполнения доставки в срок, состояние перевозимого груза по завершении доставки, а также стоимость осуществления перевозкипоставлена, математически сформулирована и решена задача оптимального управления ММП по стоимостным, временным критериям, 1 критериям состояния груза, а также обобщенным критериямпостроены детерминированная математическая модель ММП, учитывающая характеристики груза и условия перевозки в случае малого объема исходных данныхстохастическая модель ММП, учитывающая.
——— 6 — случайный характер значений времени выполнения, потерь, стоимости на каждом этапе ММП при накоплении исходных данныхимитационная модель ММП;
— разработана структурная схема АСУ ММП;
— разработаны алгоритмы решения детерминированной и стохастической задачи управления ММПалгоритм адаптивного управления ММП по ходу её осуществления.
Методы исследований. В диссертационной работе используются методы: теории вероятностей и математической статистики, теории экстремальных значений последовательностей случайных величин и случайных процессов, системного анализа и управления технологическими процессами, теории имитационного моделирования транспортных процессов, теории алгоритмов, теории управления и принятия статистических решений, теории баз данных, оптимального управления.
Практическая ценность работы заключается в создании алгоритмического обеспечения автоматизированных систем управления, позволяющих решать задачи эффективного управления ММП.
Результаты исследования внедрены в ООО «Воронеж-Фрахт», ЗАО «Ленпромстрой», отдельные положения диссертационной работы были использованы в учебном процессе кафедр «Математическое моделирование и эконометрия», «Транспортная логистика» Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.
Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертационной работы были представлены и одобрены на отечественных и международных конференциях, в том числе:
— I Всероссийской научно-практической (заочной) конференции «Актуальные вопросы развития современной науки, техники и технологий» (Москва, 2009 г.);
— I Международной научно-практической конференции «Проблемы и возможности современной науки» (Тамбов, 2009);
— научном семинаре кафедры «Системный анализ и управление» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (Санкт-Петербург, 2010);
— XII Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная информатика-2010» (Санкт-Петербург, 2010);
— конференциях студентов и аспирантов факультета «Информационных технологий» Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ в научных журналах и сборниках, из которых 3 статьи в периодических изданиях по списку ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений. Общий объем работы составляет 163 страницах, в том числе 20 рисунков, 34 таблицы и список использованных источников из 100 наименований.
Выводы по четвертой главе.
Предложена структура системы управления процессом мультимодальной перевозки с учетом временных, стоимостных критериев, критериев состояния груза, а также обобщенного критерия надежности перевозки. Определены основные функции, рекомендован современный состав технических средств для ее реализации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
1. Процесс мультимодальной перевозки рассмотрен как объект оптимального управления. Сформулированы и решены задачи оптимального управления мультимодальными перевозками по стоимостным, временным критериям, критериям состояния груза, а также обобщенному критерию.
2. Построены детерминированная математическая модель мультимодальной перевозки, учитывающая характеристики груза и условия перевозкистохастическая модель мультимодальной перевозки, учитывающая случайный характер значений времени выполнения, потерь, стоимости на каждом этапе мультимодальной перевозки при накоплении исходных данныхимитационная модель мультимодальной перевозки, учитывающая случайный характер значений времени выполнения, потерь, стоимости на каждом этапе мультимодальной перевозки, а также расписание работы участников мультимодальной перевозки.
3. Разработаны алгоритмы решения задачи оптимального управления процессом мультимодальной перевозки для детерминированного, стохастического случая, при имитационном моделировании и для адаптивного управления.
4. Предложен метод выбора решаемой задачи оптимального управления в зависимости от условий заказа.
5. Разработана структурная схема АСУ мультимодальными перевозками.
Список литературы
- Абрамов Д. Проблемы повышения эффективности мультимодальных перевозок в современных условиях развития общества // Research and Technology step into the future. Latvia. — 2007, vol.2, no 3, секция 5 -Телематика и логистика
- Авдеев А.Н. О критериях выбора транспортно-логистичесого оператора в цепях поставок // Развитие транспорта и логистики: проблемы, тенденции и технологии: сб. науч. тр./ Редкол.: B.C. Лукинский (отв. ред.) и др. СПб.: СПбГИЭУ, 2007
- Авдеев А.Н. Развитие рынка услуг 3PL операторов в России // Вестник ИНЖЭКОНа. Сер.: Экономика, 2008. Вып. 1(20). — с. 252−254.
- Авен О.И., Ловецкий С. Е., Моисеенко Т. Е. Оптимизация транспортных потоков.- М.: Наука, 1985. с. 63.
- Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. Учебное пособие для вузов, Высшая школа, 1989. 263 с.
- Александров А.Э., Ковалев И. А. Построение автоматизированного процесса управления обращением кольцевых маршрутов // Транспорт Урала. 2007. № 1(12). — с. 41−47.
- Артынов А.П., Скалецкий В. В. Автоматизация процессов планирования и управления транспортными системами.- М.: Наука, 1981. 280 с.
- Артынов А.П., Скалецкий В. В. Автоматизация процессов планирования и управления транспортными системами.- М.: Наука, 1981. 280 с.
- Ахо А. Структуры данных и алгоритмы.: Пер. с англ.: Уч. пос / А. Ахо, Джон Э. Хопкрофт, Д. Ульман. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001.-384 с.
- Ахо А., Построение и анализ вычислительных алгоритмов.: Пер. с англ. / А. Ахо, Хопкрофт Дж., Ульман Дж. М.: Мир, 1979. — 536 с.
- Бакаев A.A. и др. Динамическая информационная модель150перевозочного процесса на водном транспорте. Киев: ИК АН УССР, 1984. -22 с.
- Баурсокс Дональд Дж. Логистика: интегрированная цепь поставок / Д. Д. Баурсокс, Д. Д. Клосс. М.: Олимп-Бизнес, 2001. — 640 с.
- Бенсон Д., Уайхед Дж. Транспорт и доставка грузов / Пер. с англ. М.: Транспорт, 1990. 279 с.
- Бочкарев А.А. Планирование и моделирование цепи поставок. М.: изд-во «Альфа-Пресс», 2008. — 192 с.
- Варжапетян А.Г. Имитационное моделирование на GPSS/H. М.: Вузовская книга, 2006.
- Ветренко Л.Д., Волков А. Ф., Лебедев В. И., Цуркин В. И. Управление контейнерными терминалами морских портов. В кн.: Водный транспорт (Итоги науки и техники). М., ВИНИТИ, 1982, т.9. с. 176.
- Виейра Р. Программирование баз данных Microsoft SQL Server 2005. Базовый курс M.: «Диалектика», 2007. 832 с.
- Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных.- М.:Мир 2001.- 352 с.
- Ворожейкина Т.М. Логистика в АПК. / Т. М. Ворожейкина, В. Д. Игнатов. М.:КолосС, 2005. — 184 с.
- Габец А.П. «1С: Предприятие 8.1». Простые примеры разработки. / А. П. Габец, Д. И. Гончаров. СПб: Питер. 2008. — 357 с.
- Габец А.П. Профессиональная разработка в системе «1С: Предприятие 8″ / А. П. Габец, Д. И. Гончаров, Д. В. Козырев, Д. С. Кухлевский, М. Г. Радченко. СПб: Питер, 2007. — 1124 с.
- Гаврюшков Е.Н. Институт мультимодальных перевозок как один из инструментов повышения экономической эффективности транспортного комплекса РФ / Е. Н. Гаврюшков, А. В. Степанец // Вестник МГУ им. адм. Г. И. Невельского .- Владивосток, 2006, выпуск 6.
- Гаврюшков Е.Н. Обоснование выбора варианта при организации мультимодальных перевозок груза / Е. Н. Гаврюшков, А. В. Степанец // „Транспортное дело России“, Владивосток, 2006, спец. выпуск № 4.
- Гаджинский A.M. Логистика: учебник .- М.: изд-во „Дашков и К“, 2009. 484 с.
- Гаджинский A.M. Логистика: учебник для высших и средних учебных заведений. 3-е изд. перераб. и доп. — М.: ИВЦ „Маркетинг“, 2000. — 375 с.
- Гайдаенко A.A. Логистика / A.A. Гайдаенко, О. В. Гайдаенко. М.: КНОРУС, 2008. — 272 с.
- Гвоздева В. А. Основы построения автоматизированных информационных систем: учебник. / В. А. Гвоздева, И. Ю. Лаврентьева. -М.: ИД „Форум“, 2009. 320 с.
- Геронимус Б.Л., Баулин В. Н. Методы маршрутизации перевозок мелкопартионных грузов (развозочно-сборные маршруты).- В кн.: Опыт выбора рациональных маршрутов перевозок грузов автомобильным транспортом. М.: Стройиздат, 1965. с.14−24.
- Джежер Е.В. Транспортные характеристики грузов / Е. В. Джежер, Р.П.I
- Ярмолович. Одесса: изд-во „Феникс“, 2007. — 472 с.
- Елизаров В.А., Левин М. Е., Сахаров В. П. Автоматизированные системы управления на автомобильном транспорте.- М.: Транспорт, 1983. 248 е.
- Ефремов A.B. О связи модельно-динамического метода с оптимизацией сменно-суточного плана перевозки грузов. В кн.: Методы системного анализа в задачах автомобильного транспорта. М.: МАДИ, 1985. с.4−10.
- Завьялова Я.Д. Конкурентоспособность фирм на рынке грузоперевозок // Всероссийская научно-практическая конференция „Прогнозирование экономической конъюнктуры в системах маркетинга“. Сборник материалов. Часть 1. Ульяновск: Изд-во УлГУ, 1998.
- Истомин Е.П. Методы теории вероятности и математической статистики в моделировании транспортных процессов. / Е. П. Истомин, Т. П. Кныш, А. П. Нырков, А. Р. Шкадова. СПб, СПГУВК, 1999.
- Караваева Е.Д. Анализ технологии мультимодальных перевозок. G6. тр. I Международной научно-практической конференции „Проблемы и возможности современной науки“. Тамбов, 2009. — с. 8−10.
- Караваева Е.Д. Задача управления мультимодальной перевозкой. / Е. Д. Караваева,, В. И- Караваев // Речной транспорт. XXI век, № 2−44, 2010. -с. 77−79. ' •
- Кафтанюк Ю.А. Вычислительная техника, на автомобильном транспорте.-M.: Транспорт, 1985. 78 е. :
- Кацман Ф.М. Нормативно-правовые проблемы функционирования российских участков международных транспортных коридоров / Ф. М. Кацман, Е. А. Королева. СПб: изд-во ГМА, 1998. — 74 с.
- Кирсанов M. Н. Графы в Maple. M.: Физматлит, 2007. 168 с.
- Кормен Т. Алгоритмы: построение и анализ. / Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест. М.: МЦНМО, 2001. 960 с.
- Кормен Т. М. Алгоритмы: построение и анализ. Часть VT. Алгоритмы для работы с графами // = INTRODUCTION ТО ALGORITHMS. 2-е изд. — М.: „Вильяме“, 2006. — 1296 с.
- Кристофидес II. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978. 433 с.
- Крушкин: Е. Д. Система управления контейнерным терминалом. -Одесса: ИПК РРС ММФ, 1984. 43 е.
- Ларин А.А. Достижения в области развития морских портов и технологии перегрузочных работ. В кн.: Водный транспорт (Итоги науки й техники) Mi, ВИНИТИ, 1986, Т.Н. с.52−107
- Лигум Ю.С., Сотников В. Е. Основные вопросы разработки и внедренияавтоматизированных систем диспетчерского управления на транспорте" — Киев: Транспорт, 1979. с. 21.
- Лимонов Э.Л. Внешнеторговые операции морского транспорта ж мультимодальные перевозки. СПб.: Выбор, 2006. — 600 с.
- Ловецкий С.Е., Житков В. А., Плотинский Ю. М. Задачи маршрутизациги: перевозок на транспортной сети. Организация управления транспортом!- (Итоги науки и техники).- М.: ВИНИТИ, 1980. с.74−128.
- Логистика на водном трнаспорте / Под общ. ред. проф. В.В. Винникова- Одесса: Феникс, 2004. 412 с.
- Логистика: управление в грузовых транспортно-логистическигг^г системах / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Л. Б. Миротина. М.: ЮристтБ», 2002. — 414 с.
- Лоу A.M. Имитационное моделирование / A.M. Лоу, В. Д. Кельтон.1. СПб: Питер, 2004.
- Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. М.: Мир* 1981.- 324 с
- Меньков А.В. Теоретические основы автоматизированного управлен! иг^=?=51 / A.B. Меньков, В. А. Острейковскмй. М.: изд-во Оникс, 2005. — 640 с
- Милославская C.B. Мультимодальные и интермодальные перевозки: У C.B. Милославская, К. И. Плужников. М.:РосКонсульт, 2001. — 368 с.
- Модели и методы теории логистики / Под ред. B.C. Лукинского. CTI€z>1. Питер, 2008 448 с.
- Модели и методы теории логистики: учебное пособие / Под ред. В. СЩП, Лукинского. СПб: Питер, 2008 — с. 448
- Н.В. Антонов. Адаптивное управление в технических системах. —
- Высшая школа, 2001. 244 с.
- Нейлор Т- Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических систем. М.: Мир, 1975.
- Неруш Ю.М. Логистика в схемах и таблицах: учебное пособие. М.: Проспект, 2008. — I92 с.
- Неруш Ю.М. Логистика: учебник. М.: Проспект, 2008. — 520 с.
- Никифоров В.В. Логистика. Транспорт и склад в цепи поставок. М.: ГроссМедиа, 2008. — 192 с.
- Никифоров B.C. Мультимодальная перевозка и транспортная логистика.- Новосибирск: НГАВТ, 1999. 103 с.
- Николайчук В.Е. Транспортно-складская логистика: учебное пособие. -М.: изд-во «Дашков и К», 2007. 452 с.
- Нуралиев С. «Средства производства» экономических программ. // Мир ПК, 07. 2000. с. 23−29.
- Нырков A.A. Имитационное моделирование транспортных процессов. / A.A. Нырков, А. П. Нырков. СПб, СПГУВК, 2010. — 112 с.
- Нырков А.П. Информационное обеспечение моделей завоза-вывоза контейнеров- Сб. науч. тр. Методы прикладной математики в транспортных системах. СПб.: СПГУВК, 1997. с. 196 198.
- Нырков А. П- Модели управления завозом-вывозом контейнеров. Сб. науч. тр. Методы прикладной математики в транспортных системах. СПб!: СПГУВК, 1997. с. 198 200. i
- Олещенко Е.М. Основы грузоведения. / Е. М. Олещенко, А. Э. Горев. -М.: «Академия», 2005. 284 с.
- Ope О. Теория графов. М.: Наука, 1968. 336 с.
- Осипов В.Т., Гагарский Э. П. Контейнерные перевозки на водном транспорте.- М.: Транспорт, 1984. 272 с.
- Панов С-А- Модели маршрутизации на автомобильном транспорте.- М.: Транспорт, 1974. 151 с.
- Партыка Т.Л. Математические методы: учебник / Т. Л. Партыка, И.И.73