14 декабря 2018 23:04

Из тени загадки – на свет науки

При решении острых транспортных проблем профессор Виктор Доенин привлёк себе в помощники точные науки

Есть в Институте управления и информационных технологий МИИТа среди множества других лабораторий та, что именуется «Работа грузовой станции». Интересна она, помимо прочего, своей предысторией. Несколько лет назад группой аспирантов кафедры «Интеллектуальные транспортные системы», возглавляемой её заведующим профессором, доктором технических наук Виктором Доениным, была создана математическая модель «Работа грузовой станции». Вряд ли тогда и Виктор Васильевич, и кто-то из его молодых коллег могли предположить, как далеко могут продвинуться их идеи.
Точный расчёт пассажиропотоков профессор Доенин считает увлекательнейшим занятием
А поначалу, как свидетельствует профессор Доенин, была попытка моделирования движения железнодорожных составов с использованием параметров грузовой станции Кунцево-2. Разработка, по общему признанию учёных и практиков, признана успешной. Одно из свидетельств этого – организация вышеупомянутой лаборатории, где с должной наглядностью представлен материал, максимально востребованный, например, при подготовке поездных диспетчеров. Но, как считает Виктор Васильевич, важнее другое, поскольку накопленные в процессе тех исследований данные потом легли в основу последовавшей разработки теории транспортных процессов, построенной на использовании поведенческих моделей. Она, можно сказать, всецело захватила профессора и его коллег.

В чём суть теории? Пожалуй, чтобы понять это, стоит оттолкнуться от широко распространённого среди учёных, занимающихся данным вопросом, мнения о том, что моделирование транспортных потоков считается высокоэффективным только в том случае, если весь транспорт, который подвергается моделированию, соблюдает правила дорожного движения. Или, иначе говоря, ведёт себя по одним и тем же признанным над собою законам. Но что случится, если та или иная единица представленного потока (на языке учёных он именуется как динамическая система с непрерывным или дискретным временем) станет действовать автономно, то есть самостоятельно принимать решение относительно того, как вести себя в тот или другой момент?

Для наглядности Виктор Васильевич демонстрирует некогда выполненную в соавторстве со своими коллегами математическую модель Тушинского транспортно-пересадочного узла (ТПУ).
– По созданному чертежу можно легко убедиться, – указывает он на условное обозначение людского потока, – что на схеме эта некая масса представлена неоднородной.

И, правда, перед нами развёрнута настоящая цветовая гамма, выполненная из точек, обозначенных на схеме разными цветами.
– Теперь представьте, – продолжает давать пояснения мой собеседник, – что зелёным цветом здесь обозначены пассажиры, спешащие на одну из платформ железнодорожной станции, красным – на другую. Есть ещё точки, окрашенные в другие цвета. Это пассажиры, кому надо уехать на метро. А наша задача в данном случае заключается в том, чтобы определить, будет ли при такой конфигурации устойчивой работа ТПУ.

Высказанных объяснений достаточно для понимания того, что миитовцам пришлось решать задачу (или уравнение) с несколькими неизвестными. Здесь не имелось возможности опереться на статистические данные, поскольку создаваемый проект был связан с появлением и запуском ещё совершенно не апробированных технологий. Большим вопросом в этой ситуации выглядел и имеющийся ресурс станции, поскольку отсутствовала ясность: как скоро на прилегающей к ней территории станет расти (или уменьшаться) население, что может непосредственно отразиться на величине пассажиропотока. И не случится ли так, что, действуя совокупно, эти процессы приведут к «затыкам» в работе ТПУ?

– По существу, – интересуюсь у Виктора Васильевича, – вы в буквальном смысле взялись «поверить алгеброй гармонию», если под «гармонией» подразумевать транспортный поток. Но разве можно ухватить, нащупать то, что практически не поддаётся осязанию? – И тем не менее, – отвечает он, – сама теория транспортных процессов построена на использовании поведенческих моделей, её фундаментальными основами служат логика и динамика, то есть прописывается эта теория дифференциальными уравнениями. Именно поэтому нам удаётся проводить научную экспертизу тех или иных объектов, отличающихся большими транспортными и людскими потоками, с помощью математического моделирования.

И в ходе экспертизы Тушинского ТПУ тоже решались вполне конкретные задачи.
– С помощью созданной модели, – рассказывает Виктор Васильевич, – мы смогли достаточно точно рассчитать пути возможного перемещения пассажиров к станции метро и железнодорожным платформам, определились в количестве и местах расположения касс. Заказчику проекта были представлены возможные варианты возникновения людских пробок при входе на станцию метро в случае неудачного планировочного решения.

Нетрудно понять, что именно от характера предложенных задач зависит построение математической модели, поскольку те или иные переменные величины подпадают в зависимость как от времени, так и от действия других взаимосвязанных объектов. Кстати, профессору Доенину с коллегами не единожды приходилось с помощью созданных ими методов решать транспортные проблемы не только в российских регионах, но и за рубежом. Как пример – выполненные учёными исследования транспортных процессов доставки грузов на железнодорожной станции Ханоя.
– Эта работа, – продолжает рассказ мой собеседник, – проводилась нами с учётом того, что поставка грузов со складов и терминалов на железнодорожные станции погрузки осуществляется в столице Вьетнама в большинстве случаев по городской уличной сети. Отсюда понятно, что этот фактор оказывает негативное влияние на ритмичность и своевременность доставки грузов для перевозки по железной дороге, то есть непосредственно влияет на эффективность работы всего железнодорожного транспорта. Так что предметом нашего исследования в данном случае стали методы, гарантирующие управляемость транспортных потоков, и системы, реализующие логистические операции не в статике, а в динамической постановке. А с созданием впоследствии компьютерной версии здешних транспортных процессов появилась возможность моделировать транспортные средства, управлять их движением в разных фрагментах с учётом фактических характеристик транспортной сети Ханоя, определять её параметры для формирования оптимального плана перевозок.

Сколько-нибудь сомневаться в востребованности работ, выполненных профессором Доениным самостоятельно или в соавторстве с коллегами, любой из специалистов транспортной сферы почтёт верхом легкомыслия. Пожалуй, не сразу и отыщешь тему более актуальную, нежели загруженность транспортных сетей в столице или городах-миллионниках. Урбанизация населения сегодня достигла неслыханных размеров, породив вслед за собой проблемы с городскими транспортными инфраструктурами. Для их решения в арсенале миитовцев есть главное – теперь уже многолетний опыт практического применения предлагаемых моделей для экспертизы качества этих процессов.

Владимир Горелкин



Оставить комментарий

Защита от автоматических сообщений:

Защита от автоматических сообщений

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28  

Выбор редакции

Летний призыв