1
ГОУ ВПО «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТОМ
«Утверждаю»
Декан факультета
инженеров транспорта Ляпин С.А._ «» _2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Моделирование дорожного движения»Направление подготовки Технология транспортных 190700.62 процессов Профиль подготовки Организация и безопасность движения Квалификация (степень) выпускника бакалавр Форма обучения очная г. Липецк – 2011 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью преподавания дисциплины является формирование профессиональных знаний и приобретение практических навыков в принятии эффективных управленческих решений производственных задач автомобильного транспорта.Задачами преподавания дисциплины являются:
- освоение и использование аппарата математического и имитационного моделирования на автомобильном транспорте на основе методов математического программирования;
- ознакомление с методиками имитационного проектирования улично-дорожной сети;
- уяснение роли, состояния и перспектив развития экономикоматематических методов при организации автомобильных перевозок в рыночных условиях с учетом трудовых, материальных, техникоэксплуатационных и организационных ограничений.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Моделирование дорожного движения» относится к профессиональному блоку дисциплин по выбору студента. Дисциплина «Моделирование дорожного движения» является одной из завершающих специальную подготовку студентов, обучающихся по направлению подготовки «Технология транспортных процессов»профиля «Организация и безопасность движения».
Области знания необходимые для изучения данной дисциплины:
• математика;
• информационные технологии;
• моделирование транспортных процессов.
Дисциплины, использующие знания, умения и навыки, приобретенные в результате изучения курса:
• планирование схем организации дорожного движения;
• производственная практика;
• итоговая государственная аттестация.
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины «Моделирование дорожного движения» обучающиеся должны:знать:
• - планирование эксперимента и обработку экспериментальных данных;
- основные понятия имитационного моделирования;
- технические и программные средства реализации информационных процессов;
- алгоритмизацию и программирование;
- языки программирования;
- локальные и глобальные сети и их использование при решении прикладных задач обработки данных;
- основные параметры транспортно-грузовых комплексов;
- осуществлять выбор подвижного состава и погрузо-разгрузочных средств для конкретных условий эксплуатации;
- автоматизированную систему управления (АСУ) как инструмента оптимизации процессов управления в транспортных системах;
- структуры, уровней построения и функций АСУ на транспорте;
- алгоритмы эффективного принятия оперативных решений;
- техническое и информационное обеспечения АСУ;
- основы передачи данных;
- базы и банки данных;
- общих понятий об организации перевозочного процесса в отрасли и безопасности движения транспортных средств.
уметь:
- использовать математические методы и модели в технических приложениях;
- использовать современные информационные технологии;
- использовать возможности вычислительной техники и программного обеспечения;
- работать с информацией в глобальных компьютерных сетях.
- исследовать характеристики транспортных потоков;
- выявлять места концентрации и разрабатывать мероприятия по устранению причин транспортных происшествий;
- определять критерии устойчивости и показатели качества систем автоматизированного управления.
- методами математического моделирования в технических приложениях;
- методами математического анализа, теории вероятностей, математической статистики, линейного программирования, имитационного моделирования.
- основными приемами работы на компьютерах с прикладным программным обеспечением.
- пользовательскими вычислительными системами и системами программирования;
- навыками работы в сети Интернет.
- новейшими технологиями управления движением транспортных средств.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Структура Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов. Семестр 7.Модуль 1. Актуальность проблемы моделирования.
Проблемы дорожного движения в мире и в России. Исторический обзор проблемы.
Модуль 2. Обзор существующих моделей дорожного движения.
Цели и задачи моделирования. Теоретические основы моделирования. Динамические и статические модели. Прогнозные модели. Имитационные модели. Оптимизационные модели Модуль 3. Классификация методов моделирования дорожного движения.
Системный подход при решении задач моделирования движения транспортных потоков. Математическая модель. Аналоговое и статистическое моделирование. Аналитические и имитационные модели. Применение различных методов в зависимости от целей моделирования. Эксперимент и его оценка. Качественные состояния транспортного потока Модуль 4. Стохастические (вероятностные) модели.
Дискретные распределения. Непрерывные распределения.
Теория массового обслуживания. Цепи Маркова. Имитационные модели движения автомобилей Модуль 5. Детерминированные модели.
Микромодели дорожного движения. Упрощённые динамические модели. Теория «следования за лидером». Модель оптимальной скорости. Модель Видеманна. Модель умного водителя.
Моделирование с помощью клеточных автоматов. Мезомодели дорожного движения. Макромодели дорожного движения. Метод граничных условий. Аналогия с тепловым потоком.
Гидродинамическая модель. Уравнение состояния транспортного потока. Уравнение неразрывности. Уравнение движения. Закон сохранения количества движения. Энергетические состояния транспортного потока. Кинематические и ударные волны в транспортном потоке. Модели Гринберга и Гриншилдса.
Модуль 6. Модели расчёта корреспонденций и распределения потоков.
Гравитационная модель. Энтропийная модель. Модель равновесного распределения потоков. Модель оптимальных стратегий Модуль 7. Этапы моделирования.
Алгоритм моделирования. Калибровка модели. Методы исследования. Аналитические, экспериментальные и вероятностностатистические методы исследования.
Модуль 8. Перспективные направления исследований.
Развитие вычислительной техники и применение современных технических средств для моделирования дорожного движения Модуль 9. Имитационное моделирование в среде программы Aimsun v 5. Практические занятия.
Практическое занятие 1. Изучение закономерностей распределения интервалов и скоростей в транспортном потоке.
Практическое занятие 2. Статистическая оценка характеристик и параметров транспортного потока.
Практическое занятие 3. Двумерные выборки. Числовая линейная связь между случайными характеристиками транспортных и пешеходных потоков.
Практическое занятие 4.Теоретические основы движения потока автомобилей.
Практическое занятие 5. Соотношение между основными характеристиками транспортного потока. Макромодели транспортного потока.
Практическое занятие 6. Микромодели транспортного потока.
Динамическая теория «следования за лидером».
Практическое занятие 7.Разработка алгоритма программы движения транспортного потока.
Практическое занятие Анализ имитационных моделей транспортного потока.
Практическое занятие 9. Имитационное моделирование с помощью программы Aimsun.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Используются следующие образовательные технологии:познавательной активности, творческой самостоятельности обучающихся, и предполагающее последовательное и целенаправленное выдвижение перед обучающимися познавательных задач, разрешая которые обучающиеся активно усваивают знания;
• дифференцированное обучение, нацеленное на создание оптимальных условий для выявления задатков, развития интересов и способностей, и предполагающее усвоение программного материала на различных планируемых уровнях, но не ниже обязательного, определенного ФГОС;
• активное (контекстное) обучение, нацеленное на организацию активной учебной деятельности обучающихся, и предполагающее моделирование предметного и социального содержания будущей профессиональной деятельности на предприятиях автомобильного транспорта.
Кроме сведений, получаемых на занятиях, значительная часть необходимой информации приобретается студентами при использовании учебно-методической и справочной литературы в процессе самостоятельной работы.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, определяется главной целью программы, особенностью контингента студентов, обучающихся и составляет 10 часов.
6. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ
ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
По мере освоения курса предусмотрено выполнение задания, проведение практических занятий по тематике дисциплины, что позволяет углубить и закрепить конкретные теоретические знания.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература:1. Иносэ, Х. Управление дорожным движением [Текст] / Х. Иносэ, Т. Хамада; пер. с англ. М. П. Печерского; под ред. М. Я. Блинкина : – М. : Транспорт, 1983. – 248 с.
2. Зырянов, В. В. Критерии оценки условий движения и модели транспортных потоков [Текст] / В. В. Зырянов; Кузбасский политехнический институт. – Кемерово, 1993. – 164 с.
3. Зырянов, В. В. Основы моделирования движения автомобилей [Текст] / В. В. Зырянов. – Ростов н/Д : Ростовский гос. строит. ун-т, 1998. – 16 с.
4. Клинковштейн, Г. И. Организация дорожного движения [Текст] :
учебник. – 5-е изд., перераб. и доп. / Г. И. Клинковштейн, М. Б.
Афанасьев.– М. : Транспорт, 2001. – 247 с.
5. Коноплянко, В. И. Организация и безопасность дорожного движения [Текст]: учебник для вузов / В. И. Коноплянко, О. П. Гуджоян, В. В. Зырянов, А. В. Косолапов. – Кемерово : Кузбассвузиздат, 1998. – 236 с.
6. Кременец, Ю. А. Технические средства организации дорожного движения [Текст] : учебник для вузов / Ю. А. Кременец, М. П.
Печерский, М. Б. Афанасьев. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2005. – 279 с.
7. Пугачев, И. Н. Организация и безопасность дорожного движения [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.
Н. Пугачев, А. Э. Горев, Е. М. Олещенко. – М.:Академия, 2009. – 272 с.
8. Сильянов, В. В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог и городских улиц [Текст] : учебник / В. В.
Сильянов, Э. Р. Домке. – М. : ИЦ «Академия», 2007. – 352 c.
9. Сильянов, В. В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения [Текст] / В. В.
Сильянов. – М. : Транспорт, 1977. – 303 с.
б) дополнительная литература 1. Дрю, Д. Теория транспортных потоков и управление ими [Текст] / Д. Дрю. – М. : Транспорт, 1972. – 424 с.
2. Швецов, В. И. Математическое моделирование загрузки транспортных сетей [Текст] / В. И. Швецов, А. С. Алиев. – М. : Едиториал УРСС, 2003. – 64 с.
3. Швецов, В. И. Математическое моделирование транспортных потоков [Текст] / В. И. Швецов // Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 11 – С. 1– Автомобильные дороги: Утв. Гос. ком. СССР по делам стр-ва 17.12.1985. – М.: Госстрой СССР, 1986. – 51 с.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лекционный курс проводится в аудиториях, оборудованных проекторным телевидением и видеовоспроизводящими устройствами.Лекции должны сопровождаться раздаточным материалом, слайдами, диафильмами и кинофильмами.
При выполнении практических занятий используются компьютерные программы как средство интенсификации учебных занятий. Для текущего и рубежного контроля широко применяется тестирование с использованием компьютеров.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению «Технология транспортных процессов» и профилю подготовки «Организация и безопасность движения».
Программа одобрена на заседании кафедры « »2011 г., протокол №.
«