Разработка математической модели городских грузовых перевозок

Abstract

На основе выявленных аналогий в закономерностях протекания процессов в электрических цепях и городских автотранспортных потоков, разработана математическая модель городских грузовых перевозок. Основным отличием разработанной модели от ранее известных, является то, что модель работает в реальном режиме времени и, с помощью интернет-ресурсов, например, Google Maps (Харьков) и videoprobki.ua (Харьков), определяет загруженность участков дорожной сети или наличие пробок. Получены выражения, которые позволяют определить сопротивление передвижению транспортных средств на маршруте. Применяя положения кластерного анализа, разработана методика расчета сопротивления сложного маршрута, который содержит участки с различной плотностью движения, что также является отличием от ранее разработанных моделей. На основании полученных значений сопротивления участков маршрута и маршрутов в целом, получены выражения для расчета уменьшения скорости движения на маршруте, что позволяет рассчитывать время доставки груза. Показана роль логистического центра в общей системе транспортного обслуживания и получены формулы для расчета мощности логистического центра. Предложен критерий для выбора рациональных маршрутов – добротность маршрута. Критерий учитывает возможности логистического центра (его информативность), массу перевозимого груза, загруженность маршрута (пробки), расстояние перевозки и реальное время доставки груза. Анализ представленных зависимостей позволяет сделать вывод, что наличие пробок на маршруте изменяет величину Qм в 4 раза и является более значимым параметром, чем протяженность маршрута. Изменение lм от 10 до 30 км уменьшает значение добротности маршрута в 3 раза. Показано отличие предложенного критерия от ране известных, отличительной особенностью которого является то, что он определяется в онлайн-режиме с помощью интернет-ресурсов и учитывает динамику загруженности маршрутов в течении рабочей смены.

На основі виявлених аналогій в закономірностях протікання процесів в електричних колах і міських автотранспортних потоках, розроблено математичну модель міських вантажних перевезень. Основною відмінністю розробленої моделі від раніше відомих, є те, що модель працює в реальному режимі часу і, за допомогою інтернет-ресурсів, наприклад, Google Maps (Харків) і videoprobki.ua (Харків), визначає завантаженість ділянок дорожньої мережі або наявність пробок. Отримані вирази, які дозволяють визначити опір пересуванню транспортних засобів на маршруті. Застосовуючи положення кластерного аналізу, розроблено методику розрахунків опору складного маршруту, який містить ділянки з різною щільністю руху, що також є відмінністю від раніше розроблених моделей. На підставі отриманих значень опору ділянок маршруту та маршрутів у цілому, отримано вирази для розрахунків зменшення швидкості руху на маршруті, що дозволяє розраховувати час доставки вантажу. Показана роль логістичного центру в загальній системі транспортного обслуговування і отримано формули для розрахунків потужності логістичного центру. Запропонований критерій для вибору раціональних маршрутів – добротність маршруту. Критерій враховує можливості логістичного центру (його інформативність), масу перевезеного вантажу, завантаженість маршруту (пробки), відстань перевезення і реальний час доставки вантажу. Аналіз представлених залежностей дозволяє зробити висновок, що наявність пробок на маршруті змінює величину Qм в 4 рази і є більш значимим параметром, чим довжина маршруту. Зміна lм від 10 до 30 км зменшує значення добротності маршруту у 3 рази. Показано відмінність запропонованого критерію від раніше відомих, відмінною рисою якого є те, що він визначається в онлайн-режимі за допомогою інтернет-ресурсів і враховує динаміку завантаженості маршрутів протягом робочої зміни.

A methodical approach to the development of a mathematical model of urban freight transportation is proposed. Based on the identified analogies in the patterns of the processes in electrical circuits and urban traffic flows, a mathematical model of urban freight traffic has been developed. The main difference of the developed model from the previously known ones is that the model works in real time and, using Internet resources, for example, Google Maps (Kharkiv) and videoprobki.ua (Kharkiv), determines the workload of the road network sections or the presence of traffic jams. Expressions are obtained that allow to determine the resistance to movement of vehicles on the route. Applying the provisions of cluster analysis, a method was developed for calculating the resistance of a complex route, which contains sections with different density of motion, which is also a difference from the previously developed models. A criterion for choosing rational routes is proposed - the quality of the route. The criterion takes into account the capabilities of the logistics center (its information content), the mass of the cargo being transported, the route (traffic) load, the transportation distance and the actual delivery time of the cargo. This is the difference between the proposed criterion and the known wound, the distinctive feature of which is that it is determined online and takes into account the dynamics of the congestion of routes during the work shift. The analysis of the presented dependences allows us to conclude that the presence of traffic jams on the route changes the value of Qм by 4 times and is a more significant parameter than the length of the route. Changing lм from 10 to 30 km reduces the value of the quality factor of the route by 3 times. This is the difference between the proposed criterion м Q and the previously known criterion, the distinguishing feature of which is that it is determined online. Consequently, the criterion м Q takes into account the dynamics of changes in the load of routes during the working day or during the time of cargo delivery. For this purpose, the information feedback of the vehicle with the logistic center should be included in the information model scheme. This allows you to manage the delivery process, making corrections while the vehicle is moving along the route.