Введение. Учебное пособие предназначено для методического обеспечения подготовки студентов (бакалавров) по дисциплине «Математические модели движения транспортныхУчебное пособие предназначено для методического обеспечения подготовки студентов (бакалавров) по дисциплине «Математические модели движения транспортных средств» в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Целью изучения дисциплины «Математические модели движения транспортных средств» является освоение дисциплинарных компетенций, формирование знаний в области принятия оптимальных управленческих решений по выбору и обоснованию рациональных способов организации транспортного процесса. В результате изучения дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями: · использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10); · владение знаниями организационной структуры, методов управления и регулирования, критериев эффективности применительно к конкретным видам транспортных и технологических машин (ПК-13); · владение знаниями технических условий и правил рациональной эксплуатации транспортной техники, причин и последствий прекращения ее работоспособности (ПК-15); Для современного общества характерно постоянное увеличение объема транспортного сообщения, возрастание требований к повышению его надежности, безопасности и качества. Это предполагает увеличения затрат на улучшение инфраструктуры транспортной сети, превращения ее в гибкую, регулируемую систему. При этом риск инвестиций значительно возрастает, если не учитывать закономерности развития транспортной сети, распределение загрузки ее участков. Сложившиеся диспропорции между темпами развития улично-дорожной сети и темпами роста количества автотранспорта приводят к ухудшению условий движения, заторам, росту задержек и увеличению расхода топлива, ухудшению экологической обстановки, социальному дискомфорту. Для поиска эффективных стратегий управления транспортными потоками в городе, оптимальных решений по проектированию улично-дорожной сети и организации дорожного движения необходимо учитывать широкий спектр характеристик транспортного потока, закономерности влияния внешних и внутренних факторов на динамические характеристики смешанного транспортного потока. Теория транспортных потоков развивалась исследователями различных областей знаний – физиков, математиков, специалистов по исследованию операций, транспортников, экономистов. Накоплен большой опыт исследования процессов движения. Однако нестабильность и многообразие транспортного потока, противоречивость критериев качества управления дорожным движением, непредсказуемость и случайный характер дорожно-климатических условий делает управление дорожным движением всегда сложным и приближенным. Наиболее эффективно проектирование оснащенности городов техническими средствами организации движения и автоматизированными системами управления достигается с применением математического моделирования движения транспортных средств. Поэтому в учебном пособии рассматриваются различные аспекты такого моделирования. Оптимизация движения транспортных средств предполагает описание не только детерминированных процессов, связанных, например, с моделированием тягово-скоростных свойств автомобиля, но и стохастических процессов организации движения потоков автомобилей, плотность которых носит случайный характер. Сложность задач, решаемых при проведении исследований, обусловливает применение не только приближенных методов моделирования, но и компьютерных технологий при реализации математических моделей. Поэтому для современного специалиста важно не только умение проводить обработку экспериментальных данных по изучению транспортных потоков, но и понимание проблем вычислительного эксперимента, умение использовать компьютер для реализации математической модели. Основная задача учебного пособия состоит в том, чтобы в рамках предлагаемого курса не только познакомить студентов технического университета с основами предмета, но и побудить у них интерес к методам теоретических и экспериментальных исследований, закрепить навыки расчета интенсивности движения на участке пересечения дорог (перекрестке) в рамках курсовой работы. Небольшой объем учебного пособия обусловил ограничения при изложении методов моделирования транспортных потоков и заставил прибегнуть к физическому уровню строгости изложения. Сознательный уход от подробного изложения материала предполагает акцент на самостоятельную работу с углубленным изучением предмета, которую можно продолжить, пользуясь приведенным списком литературы. Самотестирование осуществляется по контрольным вопросам, которые приведены в конце каждого раздела учебного пособия, в заключение дан пример теста для проверки уровня обученности.
|