Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка архитектуры, принципов построения и программного обеспечения суперкомпьютерной информационно-аналитической платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем в виде сетевой компьютерной лаборатории.

Номер контракта: 14.604.21.0052

Руководитель: Четверушкин Борис Николаевич

Должность: Директор

Организация: Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша Российской академии наук"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
математическое моделирование транспортных процессов, прикладное моделирование транспортных систем, сетевая компьютерная лаборатория, модель транспортной инфраструктуры, вычислительный эксперимент, суперкомпьютерные технологии

Цель проекта:
Актуальность проекта вытекает из потребности в повышении эффективности решения транспортных проблем в больших городах. Впервые формулируются и решаются комплексные междисциплинарные задачи разработки и системной интеграции суперкомпьютерных методов и технологий прикладного транспортного моделирования, прогнозирования и экспертиз в интересах информационно-аналитической поддержки принятия проектных и управленческих решений по развитию транспортной инфраструктуры. Целью проекта является разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание суперкомпьютерной информационно-аналитической платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем;

Основные планируемые результаты проекта:
Комплекс математических моделей и алгоритмов моделирования транспортных процессов и систем (макро, мезо, микроуровней);
Комплекс моделей и алгоритмов информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений по развитию транспортной инфраструктуры и учебно-методической работы;
Архитектура информационно-аналитической платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем;
Экспериментальный образец программно-аппаратного комплекса суперкомпьютерной платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем;
По сравнению с зарубежными программными комплексами PTV VISSIM-VISSUM, AIMSUN, PARAMICS, Aurora, EMMI-3 предполагается существенное от 10 до 100 раз сокращение времени решения типовых транспортных задач.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Результатом ПНИ станут новые алгоритмы и корректные композиции алгоритмов, проблемно-ориентированных методов предварительной обработки и анализа данных, аппаратно-программных средств, обеспечивающих прямое комплексное вычислительное моделирование транспортных систем с заданной точностью и использованием суперЭВМ или многопроцессорных вычислительных систем гибридной архитектуры с широким распараллеливанием процессов вычислений. Впервые, в том числе и в мировой практике, предполагается проведение комплексных исследований, связанных с созданием интегрированной системы - сетевой компьютерной лаборатории (СКЛ) - в виде информационно-моделирующей среды, объединяющей информационные, вычислительные и образовательные ресурсы в области транспортного моделирования.
Новым в проекте является также то, что подобное объединение позволит создать стабильно работающую, развитую информационно-вычислительную систему, предоставляющую - что особенно важно - унифицированный сетевой доступ к важнейшим расчетным пакетам транспортного моделирования, соответствующим базам данных и знаний. Разработанная на интуитивно понятных специалистам-транспортникам принципах сетевая компьютерная лаборатория позволит существенно упростить и укоротить путь от постановки задачи до получения и обработки практически важных результатов вычислительных экспериментов. СКЛ станет виртуальной реализацией и обобщением идеи сети Центров компетенции по транспортному моделированию, прогнозированию и экспертизам.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты предназначены для использования при создании комплекса автоматизированной информационной системы прогнозирования и экспертиз проектных и управленческих решений транспортных процессов, направленных на развитие транспортной инфраструктуры.
Применения результатов возможны:
в науке - для исследования транспортных процессов в больших транспортных системах, для информационно-аналитической поддержки процесса учебно-методической работы при подготовке специалистов;
в технических и промышленных приложениях - для осуществления долгосрочного прогноза транспортной ситуации при реконструкции улично-дорожной сети, организации дорожного движения, транспортной инфраструктуры (включая маршрутные перевозки);
в социальной сфере - для повышения транспортной доступности социальных и промышленных объектов в мегаполисах путем оптимизации параметров районов въезда-выезда при генерации пассажирских и грузовых поездок.

Текущие результаты проекта:
В 2015 году выполнен комплекс работ по разработке архитектуры суперкомпьютерной информационно-аналитической платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем и начата разработка и исследование базы математических моделей и алгоритмов для вычислительного ядра системы моделирования информационно-аналитической платформы.
Разработаны:
архитектура суперкомпьютерной информационно-аналитической платформы прикладного моделирования, прогнозирования и экспертиз транспортных процессов и систем;
математическая модель и алгоритмы моделирования активности населения;
математическая модель и алгоритмы построения графа транспортной сети на макро и микроуровне;
математическая модель и алгоритмы построения маршрутов движения транспорта и пешеходов;
математическая модель и алгоритмы прогноза спроса на перевозки в транспортной сети на макроуровне с учетом равновесных распределений транспортных потоков.
математическая модель и алгоритмы прогноза транспортных потоков на микроуровне.
математическая модель и алгоритмы информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений по развитию транспортной инфраструктуры.
информационную модель и алгоритмы информационно-аналитической поддержки учебно-методической работы.

За счет внебюджетных средств были проведены мероприятия, направленны на освещение и популяризацию результатов ПНИ.
Осуществлялись работы по развитию специализированного сайта в сети Интернет, посвященного проводимым ПНИ (http://traffic.keldysh.ru/).