Тема курсовой работы: Моделирование транспортных процессов

Моделирование транспортных процессов - курсовая работа с практической частью. Приведены подробные решения заданий. Определенный вариант. Работа написана и сдана весной 2019 года, оценка - 5.

Содержание
Задание 4
Введение 6
1. Теоретическая часть 8
2. Проектная часть 15
2.1. Составление модели транспортной сети 15
2.2. Набор пунктов на маршруты 24
2.3. Определение порядка объезда пунктов потребителей 27
Заключение 37
Список литературы 38
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ»
НА ТЕМУ «МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕВОЗКИ МЕЛКОПАРТИОННЫХ ГРУЗОВ ПО РАЗВОЗОЧНО-СБОРОЧНЫМ МАРШРУТАМ»
ВАРИАНТ 1

Перечень заданий:
1. составление кратчайшей связывающей сети;
2. набор пунктов на маршруты;
3. определение порядка объезда пунктов потребителей.

Задание
Тема 4. Моделирование перевозки мелкопартионных грузов по развозочно-сборочным маршрутам
Задание:
1. составление кратчайшей связывающей сети;
2. набор пунктов на маршруты;
3. определение порядка объезда пунктов потребителей.
Пункт отправ¬ления Пункт назна¬чения Вариант 1
А, Б1 126
- Б7 153
- Б8 54
А2 Б3 108

А, Б2 108
А4 Б5 36
- Б4 27
А5 Б1 135
- Б3 72
А6 Б5 72
- Б6 27

Пункты
отправления
иАТП Пункты назначения

Б) Б2 Б, БЛ Б5 Б6 Б7 Б* ЛТП
А, 5 1 7 8 4 1 14 15 3
А2 5 13 8 6 3 1 7 3 1
А, 12 4 14 13 11 4 12 10 12
А4 16 7 15 15 13 5 15 12
2

А. 9 1 13 6
1 1 4 1 10
А, 3 1 5 3 8 10 3 2 15
АТП 8 17 16 11 4 6 12 9 -

Показатели, ед изм.
Грузоподъемность, т q 5
Коэффициент
использования грузоподъемности j 0,9
Время в наряде, ч T 8.0
Техническая скорость, км/ч V 24
Простой под погрузкой-разгрузкой на одну ездку с грузом, мин TН-П 42

Введение
Цель курсовой работы - организация транспортного процесса.
Поставленная цель предусматривает решение следующих задач:
1) Составление кратчайшей связывающей сети;
2) Группировка пунктов в маршруты (ветви), определение порядка включения пунктов в маршрут (ветвь) (метод "Сумм" или метод "Ближайшего соседа" на выбор)
3) Расчет ТЭП (время погрузки, разгрузки, пробега с грузом, плановый объем перевозок, грузооборот, пробег, время оборота) на отдельной ветви;

Анализ состояния теории и практики планирования доставки грузов автомобильным транспортом позволяет утверждать, что планирование и проектирование автотранспортных систем может вестись на основе математических методов и последних достижений науки и техники (например, с использованием автоматизированных информационных систем) или же так, как оно сложилось в результате исторического развития, т.е. на основании предыдущего опыта. Однако независимо от того, проектируется ли система или она сложилась в результате исторического развития, в ней необходимо решать ряд конкретных организационных и плановых задач:
– принятие и обработка заявок на доставку грузов;
– определение кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети (грузоотправителями и грузополучателями);
– маршрутизация перевозок грузов;
– идентификация автотранспортных систем;
– определение технико-эксплуатационных показателей функционирования автотранспортных систем;
– расчет потребности в транспортных ресурсах;
– разработка плана перевозок и др.
Анализ публикаций, посвященных теории и практике планирования доставки грузов автомобильным транспортом, показывает, что, во-первых, существуют различные подходы к планированию и проектированию автотранспортных систем, различающиеся последовательностью и содержанием этапов планирования. Во-вторых, применение современных информационных технологий в логистике позволяет значительно облегчить решение задач, связанных с планированием грузовых автомобильных перевозок.
Программные продукты, предназначенные для транспортной логистики, относятся к классу географических информационных систем (ГИС). Использование программных продуктов класса ГИС для планирования доставки грузов автомобильным транспортом не нашло пока отражения в предлагаемых подходах к планированию и проектированию автотранспортных систем.
Указанные обстоятельства определяют актуальность проведения исследования по данной проблеме.
Целью работы является формирование профессиональных знаний и приобретение практических навыков в принятии эффективных управленческих решений производственных задач транспорта.
Задачами работы являются:
- освоение и использование аппарата математического моделирования производственных процессов на транспорте на основе методов математического программирования;
- ознакомление с методиками проектирования автотранспортных систем доставки грузов и расчета потребности в транспортных средствах;
- уяснение роли, состояния и перспектив развития экономико- математических методов при организации перевозок в рыночных условиях с учетом трудовых, материальных, технико-эксплуатационных и организационных ограничений.
1. Теоретическая часть

Алгоритм планирования доставки мелкопартионных грузов
В управлении цепями поставок крупных компаний, включающих десятки поставщиков, несколько распределительных центров и тысячи потребителей, важное место занимает проблема оптимизации доставки мелкопартионных грузов в условиях крупного города. Решение данной проблемы подразумевает поиск решения двух взаимосвязанных задач: во-первых, задачи оптимального закрепления потребителей за поставщиками, во- вторых, задачи разбиения потребителей, т.е. рынков на зоны обслуживания. Оптимизация в обоих случаях должна приводить к минимуму транспортных расходов в распределительной сети [1].
Первая задача, известная как классическая транспортная задача, подробно рассмотрена в работе [6], а также в специальной литературе по исследованию операций. Вторая задача не имеет строгого решения. Как правило, на практике зоны обслуживания потребителей формируются по географическому принципу, в соответствии с которым в одну зону обслуживания попадают клиенты, территориально близко расположенные друг к другу. Если сеть обслуживания большая, включающая в себя сотни или тысячи клиентов, то зоны обслуживания могут группироваться по уровням. На первом уровне делят всю сеть обслуживания на регионы, границы которых, как правило, совпадают с административными границами городских или сельских районов. На втором уровне регионы разбивают на сектора развозки таким образом, чтобы в каждом секторе было возможно сформировать один развозочный маршрут с учетом всех ограничений. Это упрощает формирование маршрутов, но не гарантирует минимума транспортных затрат, т.к. процедура разбиения на сектора не является оптимизационной. Разбиение определенного региона на сектора развозки проводят, как правило, из соображений «здравого смысла», например, один городской квартал (микрорайон) – один сектор развозки [8].
Содержательную постановку задачи планирования доставки мелкопартионных грузов в условиях крупного города можно сформулировать следующим образом [9].
Организовать отправку мелких партий грузов большому количеству клиентов, таким образом, чтобы получить оптимальные маршруты следования грузовых автомобилей при минимальных транспортных затратах.
Основными условиями задачи являются следующие:
1. Поставщик или дистрибьютор располагает одним или несколькими складами, с которых осуществляется доставка товаров клиентам.
2. Склады являются многономенклатурными по ассортименту продукции, т.е. заказ клиента может быть полностью удовлетворен поставкой с любого склада.
3. Складские и транспортные мощности достаточны для выполнения заказов клиентов, то есть, гарантировано отсутствие дефицита.
4. Мы рассматриваем «заказную» систему поставок, то есть дистрибьютор только должен выполнить заказы клиентов в определенном объеме, и он располагает ресурсами для этого.
5. Количество клиентов может достигать нескольких сотен или тысяч, которые расположены в разных районах города и области [12].
6. Доставка осуществляется клиентам со складов автомобилями различной грузоподъемности. При этом практикуется следующая схема маршрутизации. Каждый автомобиль выполняет только один рейс от одного склада по принципу «один ко многим», то есть за один рейс автомобиль может обеспечить доставку нескольким клиентам, но клиент должен быть обслужен одним автомобилем. Суммарные заказы клиентов по маршруту автомобиля не должны превосходить его грузоподъемность [10].
7. Накладываются строгие требования на время доставки товаров, которые, как правило, зависят от режима работы клиентов и особенностей поставляемых товаров. Также временные ограничения могут возникать из условий работы водителей автомобилей и сопровождающих (продолжительность рабочего дня, перерывы на обед и т.д.).
8. Транспортные затраты представляют собой сумму арендной платы за автомобили, которая зависит от пробега автомобиля по конкретному маршруту, времени его использования и, возможно, некоторых других факторов [11].
В настоящее время для формирования маршрутов движения транспортных средств (ТС) широко используется специализированное программное обеспечение ГИС-класса. Сегодня на российском рынке представлено достаточно много фирм, предлагающих свои программные продукты для решения задач транспортной логистики. Наибольшим успехом на российском рынке пользуются Деловая карта (разработчик ООО «Фирма «ИНГИТ»1, Санкт-Петербург, Россия) и Top Logistic (разработчик «Компания «TopPlan»2, Санкт-Петербург, Россия) [3]. Функциональные возможности этих и подобных им программных продуктов очень близки. Продажная цена одной лицензии для установки программы на локальном компьютере колеблется от 500 до 2000 долларов США. Окупаются эти программные продукты, по мнению разработчиков, за два-три месяца. Основными недостатками этих программных продуктов является невозможность сформировать маршруты в автоматическом режиме, если имеется несколько пунктов отправления (баз, складов, терминалов), которые используются одновременно, и если число формируемых маршрутов велико, например, для Top Logistic свыше 100. Как правило, в дистрибутивных сетях крупных компаний решаются задачи именно такого масштаба и сложности. Поскольку «в лоб» решить данную задачу не представляется возможным, предлагается проводить декомпозицию общей задачи маршрутизации мелкопартионных грузов [13].
Целесообразно общую (глобальную) задачу оптимизации доставки мелкопартионных грузов в условиях крупного города разбить на ряд локальных задач, т.е. задач, в которых рассматривается не все множество складов, клиентов и возможных маршрутов, а только их часть, которую мы называем локальной системой доставки. Локальная система доставки – это система, в которой клиенты расположены недалеко друг от друга и их обеспечение осуществляется от одного грузоотправителя (базы, склада, терминала) [14].
Решением задачи локализации, т.е. сведения общей задачи оптимизации доставки мелкопартионных грузов к локальной, будет решение задачи разбиения всей зоны обслуживания на сектора развозки или клиентские группы закрепления секторов развозки (клиентских групп) за грузоотправителями (базами, складами, терминалами).
В работе [7] рассматривается первый вариант алгоритма планирования доставки мелкопартионных грузов. Данный алгоритм включает пять этапов планирования, каждый из этапов представлен соответствующим блоком или группой блоков на рис. 1.
Сначала формируется база данных (блок 1), включающая сведения о количестве транспортных средств, их типе и грузоподъемности; количестве грузоотправителей и грузополучателей; ограничениях, накладываемых грузоотправителем и грузополучателем на партию груза, которая может быть отправлена и получена соответствующим субъектом; временных ограничениях по доставке грузов в пункты назначения и их вывозу из пунктов отправления; затратах на выполнение рейса (или на доставку партии груза конкретному грузополучателю) и другие.
На основе полученной информации определяется транспортно-технологическая система (ТТС) доставки грузов (блок 2). Предлагается выделять две ТТС доставки грузов: глобальную и локальную. Локальная система доставки определена выше.
В противном случае, т.е. если доставка осуществляется из нескольких пунктов и/или клиенты расположены далеко друг от друга, данная система является глобальной системой доставки в масштабе данного города. Следовательно, необходимо провести декомпозицию общей задачи на ряд подзадач, каждая из которых является локальной. Декомпозиция общей задачи планирования доставки на локальные задачи заключается в последовательном выполнении следующих двух этапов.
Во-первых, решается задача разбиения всех клиентов по признаку близости территориального расположения на группы, регионы или сектора развозки (блок 3). Решаться эта задача может разными методами. В первом приближении разбивают всю обслуживаемую территорию на регионы, причем границы регионов совпадают, как правило, с границами административных районов. Затем каждый регион разбивают на сектора развозки, границы которых совпадают с границами микрорайонов или городских кварталов. Вместе с тем, широкое распространение в настоящее время получили методы кластерного анализа.
Список литературы

1. Афанасьев В.Н. Анализ временных рядов и прогнозирование : учебник для студ. вузов / В. Н. Афанасьев, М. М. Юзбашев. - М. : Финансы и статистика, 2012. - 318 с.
2. Боровской А.Е. Моделирование транспортных процессов [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Боровской А.Е., Остапко А.С.— Электрон. текстовые данные. — Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, ЭБС АСВ, 2013.— 86 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/28361.— ЭБС «IPRbooks», по паролю
3. Бочкарев А.А. Решение задачи о назначениях в управлении цепями поставок мелкопартионных грузов / А.А. Бочкарев, Д.В. Горбатенко // Логистика сегодня. 2004. № 5. С. 12-19.
4. Васильев И.Л. Локальная задача обеспечения поставок мелкопартионных грузов / И.Л. Васильев, А.А. Бочкарев // Вестник ИНЖЭКОНА: Серия «Экономика». 2005. Вып. 4 (9). С. 230-234.
5. Введение в математическое моделирование транспортных потоков : учеб. пособие для студ. вузов / ред. А. В. Гасников ; предисл. М. С. Ликсутов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : МЦНМО, 2013. - 426 с.
6. Витвицкий Е.Е. Развозочно-сборные автотранспортные системы перевозки грузов: монография / Е.Е. Витвицкий. Омск: Вариант-Сибирь, 2003. 274 с.
7. Домке Э.Р. Сертификация и лицензирование в сфере производства и эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования : учебник для студ. вузов / Э. Р. Домке, А. И. Рябчинский, А. П. Бажанов. - М. : Академия, 2013. - 302 с. - (Высшее профессиональное образование. Бакалавриат. Транспорт)
8. Лукинский В.С. Транспортная логистика: общий алгоритм планирования грузовых автомобильных перевозок / В.С. Лукинский, И.А. Пластуняк, И.А. Цвиринько // Вестник ИНЖЭКОНА: Серия «Экономика». 2003. Вып. 1. С. 89-99.
9. Мочалин С.М. Методика расчета потребности в транспортных средствах в автотранспортных системах доставки грузов / С.М. Мочалин // Вестник ОГУ. 2004. Вып. 4. С. 156-160.
10. Мочалин С.М. Научные основы совершенствования теории автомобильных перевозок по радиальным маршрутам: монография / С.М. Мочалин. Омск: Вариант-Сибирь, 2003. 246 с.
11. Палагин Ю.И. Транспортная логистика и мультимодальные перевозки. Технологии, оптимизация, управление : учеб. пособие для студ. вузов / Ю. И. Палагин. - СПб. : Политехника, 2015. - 266 с. - (Учебное пособие для вузов)
12. Проектирование автотранспортных систем доставки грузов / В.И. Николин, С.М. Мочалин, Е.Е. Витвицкий, И.В. Николин; под ред. В.И. Николина. Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. 184 с.
13. Шапиро Дж. Моделирование цепи поставок / Дж. Шапиро; пер. с англ. под ред. В.С. Лукинского. СПб.: Питер, 2006. 720 с.
14. Шапкин А.С. Теория риска и моделирование рисковых ситуаций : учебник для студ. вузов / А. С. Шапкин, В. А. Шапкин. - 5-е изд. - М. : Дашков и К°, 2012. - 879 с.