X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Все давно привыкли, что компьютеры стали частью нашей жизни. Они внедрились в нашу жизнь настолько благодаря своим свойствам. Но отнюдь не все на нашей планете знают с чего, всё начиналось и почему мы всё больше зависимы от электроники.

Телефон, часы, машины, компьютер – всё это создано руками человека. Человек давно не пещерный житель; в современном мире человеку подвластно почти всё и прогресс не стоит на месте. Но люди не сами «достигают» этих перспектив. Мир сам по себе взаимосвязан и чтобы добиться цели нужно действовать.

Человека в меньшей мере самого можно назвать машиной-роботом, ведь он создатель невиданных ранее механизмов. И помогают ему в этом естественные науки, в том числе и математика. Естественная наука - не совсем конкретно для математики, а вот- точная вполне описывает ее. Вот, например, совсем недавно человек создал такой транспорт как машина. И вот уже планета не может себе представить жизнь без машин. Дело в том, что изучая и копаясь в науках, поглощая информацию и создавая что- то новое, люди достигли большого прогресса. С созданием транспорта участились и пробки. Наивное представление о том, что для решения проблемы пробок достаточно увеличить количество дорог, было опровергнуто уже тогда. Математики придумали пример дорожной сети, в которой после ввода дополнительной дороги эффективность сети уменьшалась. Естественное желание автомобилистов использовать новую дорогу для выбора оптимального по времени маршрута неожиданно приводило к увеличению времени проезда для всех водителей!

Было разработано много интересных подходов к моделированию транспортных потоков с целью оптимального управления ими, но основой для всех предлагаемых решений являются два раздела прикладной математики — вычислительная гидродинамика и исследование операций.

Гидродинамика изучает движение жидкости и газа. Применение методов этой науки в транспортных задачах основано на представлении потока машин как течения по системе каналов переменной ширины сжимаемой жидкости, у которой скорость течения падает с возрастанием плотности.

Второй подход основан на теории игр и элементах теории макросистем и используется для долгосрочного планирования. Каждый участник движения пытается минимизировать свои затраты (временные, денежные и т. п.) — возникает «игра». Можно показать, что данная игра приходит в равновесное состояние — ни один из участников не может уменьшить свои затраты, изменив стратегию в одностороннем порядке.

Один из основных механизмов борьбы с пробками это: регулирование стоимости проезда на общественном транспорте и интенсивность его движения, введение выделенных полос для общественного транспорта, введение платных дорог и платных парковок для частного транспорта. Например, доказано (и даже описано, как этого достичь), что всегда можно взимать плату за проезд по участкам дорог так, чтобы в итоге возникла ситуация социального оптимума.

В современном мире в задачах изучения транспортных сетей появились новые обстоятельства. В ближайшей перспективе мы сможем в реальном времени получать информацию о каждом автомобиле. Необходимо научиться обрабатывать эту информацию с такой скоростью и полнотой, чтобы можно было её использовать для решения всевозможных транспортных проблем: от процесса управления дорожной ситуацией до перспективного планирования. Подобная работа с большим количеством данных требует самых современных математических методов.

Но для применения этих инструментов надо перебросить мост от изучаемых данных к математическому инструментарию, надо выбрать математическую модель для описания данного явления. Выбор математической модели — искусство, требующее от исследователя ещё и высочайшей математической культуры, что включает в себя широкие познания в современной математике.

Разработка методов работы с большими объёмами данных позволяет не только моделировать транспортные потоки, но и решать задачи биоинформатики, компьютерной безопасности, проектирования конструкций и других областей.

Совсем скоро человеку будет подвластна вся научная сеть, возможно мы достигнем клонирования, ведь первые упоминания о роботах уже мелькают в новостях.

Литература:

1. Гасников А. В., Кленов С. Л., Нурминский Е. А., Холодов Я. А., Шамрай Н. Б. Введение в математическое моделирование транспортных потоков. — М.: МЦНМО, 2013.

2. http://book.etudes.ru/toc/transport/

3. Хабарова, В.В. Модель движения корнеплодов в процессе резания консольными ножами/ В.В. Хабарова, Ю.М. Исаев, В.А. Богатов // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования», Ульяновск: Ульяновская ГСХА, 2010, т.III, ч.3, с.129-133

4. Татаров Л.Г. Показатели качества дизельного топлива/ Л.Г. Татаров, Н.С. Киреева, О.М. Каняева, В.В. Хабарова//Теория и практика актуальных исследований. Материалы X Международной научно-практической конференции. 2015. С. 145-149.

5. Хабарова, В.В. Резание движущегося корнеплода вибрирующими ножами / В.В. Хабарова, Ю.М. Исаев, Т.А. Джабраилов // «Молодежь и наука ХХI века» // Материалы III–ой Международной научно-практической конференции. - Ульяновск: Ульяновская ГСХА, 2010 г., т. 4. - C. 135-137.

Код для цитирования: Скопировать