Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка моделей неопределенности для синтеза проектных решений по управлению промышленным транспортом

ФИО: Моргачев К. В.

Направление: Информационные технологии

Научный руководитель: д.т.н., проф. Петров Андрей Евгеньевич

Институт: Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления

Кафедра: Кафедра Систем автоматизированного проектирования

Академическая группа: АСП-Б-04

Существует множество подходов по управлению промышленным транспортом. В работах А. М. Бадаляна, В. М. Еремина, В. А. Артюхина, В. Н. Ефанова, В. И. Рулева, А. А. Голикова, С. Ю. Брегеда, А. В. Кутыркина, К. А. Новицкого, Т. И. Михеевой, П. А. Златина и др. предложен ряд подходов к реализации СППР по управлению транспортными потоками. Существующие инструментарии в качестве исходной информации наиболее часто используют данные натурных наблюдений. Недостатком такого подхода является высокая стоимость получения исходных данных или невозможность сбора данных о той или иной ситуации в необходимых количествах. С целью уменьшения издержек и охвата большего объема исходных данных целесообразно в качестве исходной информации для СППР использовать данные, полученные из различных источников (натурные наблюдения, результаты имитационного моделирования, экспертные оценки и др.).

Основные идеи к реализации СППР рассмотрены в работах П. Кина, С. Мортона, Г. Дависа, Дж. Д. Литтла, С. Олтера, Дж. Рокарта, Н. Пендса, Б. Инмона, Р. Кимбела, П. Грея, В. А. Горбатова, А. В. Горбатова, В. В. Куприянова, А. Е. Петрова, Н. В. Федорова. Инструментарии подобных систем характеризуются высокой степенью гибкости и расширяемости для адаптации к решению широкого круга задач. В рамках такого подхода было бы целесообразно применить инструментарий, позволяющий в рамках единой системы использовать данные полученные из источников различной природы. Для реализации этого подхода наилучшим образом подходят идеи, описанные в работах В. Б. Головченко.

Сначала производится имитационное моделирование функционирования системы «Водитель – Автомобиль – Дорога – Окружающая среда» (ВАДС), формируются экспертные оценки и производятся натурные наблюдения фрагмента системы ВАДС. На основе полученных данных формируются различные варианты решения выявленных проблем и компромиссные решения. На их основе, лица, принимающие решения могут сформировать взвешенное решение и дать практические поручения по его воплощению.

Предлагается на основе нескольких инструментариев (определение модели регулирования светофора, перераспределение транспортных потоков во времени и др.) сформировать различные решения.

На рис. 1 в стандарте IDEF0 представлена декомпозиция блока обработки данных на основе моделей неопределенности. В исходных данных выделяем разбиения (по источникам данных) и формируя атомы строим композицию моделей, сводя задачу к задачи оптимизации. В результате полученная модель совмещает в себе данные разнородных источников.

Рисунок 1 – Функциональная модель по стандарту IDEF0 декомпозиции блока обработки данных на основе моделей неопределенности.

Рассмотрим комбинирование двух вероятностных моделей <Ω, δ, p> и <Ω, ε, q>, алгебры которых порождены несовпадающими конечными разбиениями δ и ε пространства элементарных событий Ω с распределениями вероятностей p и q соответственно. Решение этой задачи сводится к поиску распределения r при ряде условий

где Ф – выпуклая функция. В качестве функции Ф может быть использован модуль числа или его квадрат.

Данный подход имеет расширения на произвольное число вероятностных моделей. В этом случае распределение r

где Ф – выпуклая функция.

В случае, если модель не полностью определена производится доопределение. В этом случае в разбиение включается еще один атом с вероятностью

Далее задача сводится к решению задачи условной оптимизации. Вычислительная реализация основана на методе активных множеств. Принцип работы алгоритма сводится к тому, что ограничения в виде равенств или неравенств в каждой точки делятся на активные и не активные. Таким образом рассматривая поочередно решение задачи оптимизации при одном активном ограничении мы меняем на каждой итерации активность ограничений и в итоге получаем решение, учитывающие весь ряд ограничений равенств-неравенств.

Таким образом в искомой композиции учитываются данные различной природы, в случае если изначальные разбиения были основаны на натурных наблюдениях, результатах имитационного моделирования, экспертных оценках.

Надо заметить, что область применения данного аппарата не ограничена приложением к дорожному движению, а имеет расширение и на ряд других сфер.