МЕТОД РОЗВ’ЯЗАННЯ КОМПЛЕКСНОЇ ОПТИМІЗАЦІЙНОЇ ЗАДАЧІ ФОРМУВАННЯ СКЛАДУ КОЛОНИ ТЕХНІКИ ТА ВИБОРУ МАРШРУТУ ЇЇ РУХУ ПО НЕСТАЦІОНАРНІЙ МЕРЕЖІ ДОРІГ

Autor: Borovyk, O. V., Rachok, R. V., Borovyk, L. V., Basaraba, I. O.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Radio Electronics, Computer Science, Control; № 2 (2020): Radio Electronics, Computer Science, Control; 25-35
Радиоэлектроника, информатика, управление; № 2 (2020): Радиоэлектроника, информатика, управление; 25-35
Радіоелектроніка, iнформатика, управління; № 2 (2020): Радіоелектроніка, інформатика, управління; 25-35
ISSN: 1607-3274
2313-688X
Popis: Context. Effective solution of a number of application problems related to transportation, as a rule, depends on the solution of two problems: the correct formation of the composition of the column of technique and the successful choice of the route of its movement. Each of the problems is optimization, the methods of solving which are currently being worked out. Theoretical studies of each of the individual problems and their practical applications indicate their interdependence, which has not yet been fully studied. Practical applications necessitate the development of a suitable scientific and methodological apparatus.Objective. The purpose of this work is development of a method for solving a complex optimization problem of forming a column of vehicles and choosing the route of its movement on a non-stationary road network.Method. The mathematical model of solving the optimization problem of complex formation of the composition of the column of machinery and the choice of its route of motion is proposed. A heterogeneous set was used to describe the array from which the vehicles were selected. A graph was used to describe the road network. As a criterion for the optimality of the complex problem is the minimization of time spent on moving. The peculiarity of the model is to take into account the possibility of dynamically changing the time weights of edges of the graph when implementing the movement of a column of machinery along the chosen route. Based on the use of this model, a method is proposed, which provides a comprehensive choice of the composition of the column of equipment and optimal routes of its movement on a non-stationary road network.Results. The article proposes an algorithm that provides the solution of the optimization problem of complex formation of the composition of machinery column and the choice of its route of motion in terms of time-fixed edges that describe the network of roads. The features of application of the proposed algorithm are given. Using the developed software, the choice of technique from an existing inhomogeneous array and the choice of a route on a graph with a non-stationary time weight of edges was investigated. The example shows the imperfection of decisions regarding the complex formation of the column composition and the choice of its optimal route of travel on a non-stationary network of roads obtained using classical methods.Conclusions. Not taking into account the impact of a possible change in traffic conditions, as evidenced by a change in the time weights of the edges of the graph describing the road network, on the composition of the column of machinery can lead to suboptimality of the obtained solutions using classical methods of forming the composition of the column and finding the shortest route in the graph. The method proposed in this study can be used to obtain the optimum composition of the column and the route, taking into account the change in road conditions during the movement of the column. The obtained results extend the possibilities of the theory of discrete optimization and the theory of graphs.
Актуальность. Эффективное решение ряда прикладных задач, касающихся перевозок, как правило, зависит от решения двух задач: корректного формирования состава колонны техники и удачного выбора маршрута ее движения. Каждая из задач является оптимизационной, методы решения которых в настоящее время определены. Теоретические исследования каждой из отдельных задач и их практические применения указывают на их взаимозависимость и взаимообусловленность, что еще не до конца изучено. Практические применения обусловливают необходимость развития соответствующего научно-методического аппарата.Цель. Целью работы является разработка метода решения комплексной оптимизационной задачи формирования состава колонны техники и выбора маршрута ее движения по нестационарной сети дорог.Метод. В работе предложена математическая модель решения оптимизационной задачи комплексного формирования состава колонны техники и выбора ее маршрута движения. Для описания массива, с которого осуществляется выбор транспортных средств, использовано неоднородное множество. Для описания сети дорог использован граф. В качестве критерия оптимальности комплексной задачи выступает минимизация времени, которое тратится на перемещение. Особенностью модели является учет в ней возможности динамического изменения временного веса ребер графа при реализации перемещения колонны техники по выбранному маршруту. На основе использования данной модели предложен метод, которыйобеспечивает комплексный выбор состава колонны техники и оптимальных маршрутов ее движения по нестационарной сети дорог.Результаты. В статье предложен алгоритм, обеспечивающий решение оптимизационной задачи комплексного формирования состава колонны техники и выбора ее маршрута движения в условиях нефиксированного во времени веса ребер, которые описывают сеть дорог. Приведены особенности применения предложенного алгоритма. С использованием разработанного программного обеспечения исследовано вариант выбора техники из имеющегося неоднородного массива и выбора маршрута на графе с нестационарным временным весом ребер. На примере показано несовершенство решений комплексного формирования состава колонны и выбора ее оптимального маршрута движения на нестационарной сети дорог, полученных с использованием классических методов.Выводы. Неучет влияния возможного изменения дорожной обстановки, что проявляется изменением во времени временного веса ребер графа, которое описывает сеть дорог, на состав колонны техники может привести к неоптимальностиполучаемых решений с использованием классических методов формирования состава колонны и поиска кратчайшего маршрута в графе. Для получения оптимального состава колонны и маршрута с учетом изменения во времени дорожной обстановки при движении колонны, можно использовать предлагаемый в данном исследовании метод. Полученные результаты расширяют возможности теории дискретной оптимизации и теории графов.
Актуальність. Ефективне вирішення ряду прикладних задач, що стосуються перевезень, як правило, залежить від розв’язання двох задач: коректного формування складу колони техніки та вдалого вибору маршруту її руху. Кожна із задач є оптимізаційною, методи вирішення яких на даний час опрацьовані. Теоретичні дослідження кожної з окремих задач і їх практичні застосування вказують на їх взаємозалежність і взаємообумовленість, що ще не до кінця вивчено. Практичні застосування обумовлюють необхідність розвитку відповідного науково-методичного апарату.Мета. Метою роботи є розробка методу розв’язання комплексної оптимізаційної задачі формування складу колони техніки та вибору маршруту її руху по нестаціонарній мережі доріг.Метод. У роботі запропонована математична модель розв’язування оптимізаційної задачі комплексного формування складу колони техніки та вибору її маршруту руху. Для опису масиву, з якого здійснюється вибір транспортних засобів, використано неоднорідну множину. Для опису мережі доріг використаний граф. В якості критерію оптимальності комплексної задачі виступає мінімізація часу, який витрачається на переміщення. Особливістю моделі є врахування у ній можливості динамічної зміни часових ваг ребер графу при реалізації переміщення колони техніки по обраному маршруту. На основі використання даної моделі запропоновано метод, який забезпечує комплексний вибір складу колони техніки та оптимальних маршрутів її руху на нестаціонарній мережі доріг.Результати. У статті запропоновано алгоритм, що забезпечує розв’язування оптимізаційної задачі комплексного формування складу колони техніки та вибору її маршруту руху в умовах нефіксованої в часі ваги ребер, які описують мережу доріг. Наведено особливості застосування запропонованого алгоритму. З використанням розробленого програмного забезпечення досліджено варіант вибору техніки з наявного неоднорідного масиву та вибору маршруту на графі з нестаціонарною часовою вагою ребер. На прикладі показано недосконалість рішень щодо комплексного формування складу колони та вибору її оптимального маршруту руху на нестаціонарній мережі доріг, отриманих з використанням класичних методів.Висновки. Неврахування впливу можливої зміни дорожньої обстановки, що проявляється зміною в часі часових ваг ребер графа, який описує мережу доріг, на склад колони техніки може призвести до неоптимальності отримуваних рішень з використанням класичних методів формування складу колони та пошуку найкоротшого маршруту в графі. Для отримання оптимального складу колони та маршруту з урахуванням зміни в часі дорожньої обстановки при русі колони, можна використати запропонований у даному дослідженні метод. Отримані результати розширюють можливості теорії дискретної оптимізації і теорії графів.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: