2023-2024_23_04_03_23-1_ИСУ ЭТТК_plx_Моделирование транспортных систем и процессов
 
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования 
"Чувашский государственный аграрный университет"

(ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ)

Кафедра
Транспортно-технологических машин и комплексов
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной

и научной работе

 
 
Л.М. Корнилова
28.02.2023 г.
 
Б1.О.05
Моделирование транспортных систем и процессов
Направление подготовки 23.04.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Направленность (профиль) Интеллектуальные системы управления эксплуатацией транспортно-технологических комплексов

рабочая программа дисциплины (модуля)
 
экзамен    
Виды контроля:
часов на контроль
36
самостоятельная работа
152
аудиторные занятия
64
Общая трудоемкость
Часов по учебному плану
7 ЗЕТ
Форма обучения
очная
Квалификация
Магистр
252
в том числе:
 
Распределение часов дисциплины по семестрам
Семестр

(<Курс>.<Семестр на курсе>)

2 (1.2)
Итого
Недель
16 2/6
Вид занятий
УП
РП
УП
РП
Лекции
32
32
32
32
Лабораторные
32
32
32
32
Итого ауд.
64
64
64
64
Кoнтактная рабoта
64
64
64
64
Сам. работа
152
152
152
152
Часы на контроль
36
36
36
36
Итого
252
252
252
252
 
 
 
Программу составил(и):
канд. техн. наук, доц., Смирнов А.Г.
 
 
1. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - магистратура по направлению подготовки 23.04.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов (приказ Минобрнауки России от 07.08.2020 г. № 906).
При разработке рабочей программы дисциплины (модуля) "Моделирование транспортных систем и процессов" в основу положены:
2. Учебный план: Направление подготовки 23.04.03 Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов

Направленность (профиль) Интеллектуальные системы управления эксплуатацией транспортно-технологических комплексов, одобренный Ученым советом ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ от 28.02.2023 г., протокол № 11.

 
 
 
Рабочая программа дисциплины (модуля) проходит согласование с использованием инструментов электронной информационно-образовательной среды Университета.
 
Заведующий кафедрой  Пушкаренко Н.Н 
Заведующий выпускающей кафедрой  Алатырев А.С. 
Председатель методической комиссии факультета  Гаврилов В.Н.
Директор научно-технической библиотеки  Викторова В.А.
СОГЛАСОВАНО:
 
Оснащенность
 
 
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1
достижение планируемых результатов обучения, соответствующих установленным в ОПОП индикаторам достижения компетенций
 
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Цикл (раздел) ОПОП:
 
2.1
Требования к предварительной подготовке обучающегося:
 
2.2
Дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:
 
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
ОПК-5. Способен применять инструментарий формализации научно-технических задач, использовать прикладное программное обеспечение для моделирования и проектирования систем и процессов
 
ОПК-5.1 Способен формализовать поставленную задачу и использует прикладные программы и средства автоматизированного проектирования для моделирования и проектирования систем и процессов в профессиональной сфере
 
 
 
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
 
3.1
Знать:
3.1.1
методы моделирования и проектирования систем и процессов;
3.1.2
способы формализации поставленной задачи.
 
 
3.2
Уметь:
3.2.1
использовать прикладные программы и средства автоматизированного проектирования для моделирования и проектирования систем и процессов в профессиональной сфере.
 
 
3.3
Иметь навыки и (или) опыт деятельности:
3.3.1
моделирования и проектирования систем и процессов в профессиональной сфере с использование прикладных программ и средств автоматизированного проектирования.
 
 
Наименование разделов и тем /вид занятия/
Литература
Часов
Компетен-

ции

Семестр / Курс
Инте

ракт.

Примечание
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Прак.

подг.

 
 
Раздел 1. Введение в дисциплину

 
Оснащенность
 
Тема 1. Основные понятия о транспортных системах и процессах

Тема 2. Процессы управления в транспортных системах, направления моделирования и их исследований

Тема 3. Виды моделей и их общая характеристика. Принципы моделирования и модели деятельности транспортных компаний, как иерархических активных систем (ИАС).

Тема 4. Основные моделирования процессов управления в транспортных системах - ИАС.

Тема 5. Информация, моделирование и измерение неопределённости в ТС

Тема 6. Моделирование транспортных процессов при оптимизации и функционировании транспортного пространства.

Тема 7. Моделирование процессов принятия решений при управлении на транспорте.

Тема 8. Физическое моделирование транспортных процессов. Имитационное моделирование, транспортные комплексы.

Тема 9. Моделирование элементов характеризующих деятельность операторов и транспортных процессов. /Лек/

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Анализ основных понятий о транспортных системах и их процессах.

Анализ процессов транспортных систем и предприятий транспорта

/Лаб/

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Процессы управления в транспортных системах, направления моделирования и их исследований /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Процессы управления в транспортных системах /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Виды моделей и их общая характеристика. Принципы моделирования и модели деятельности транспортных компаний, как иерархических активных систем (ИАС) /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Направления моделирования и их исследований.

Виды моделей и их общая характеристика

/Лаб/

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Принципы моделирования и модели деятельности транспортных компаний, как иерархических активных систем (ИАС) /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Основные моделирования процессов управления в транспортных системах - ИАС /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование процессов управления в транспортных системах - ИАС /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Анализ методов моделирования. Информационное моделирование /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Информация, моделирование и измерение неопределённости в ТС /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Оснащенность
 
Измерение неопределённости в транспортной системе /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Информационное моделирование  /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование транспортных процессов при оптимизации и функционировании транспортного пространства /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование транспортных процессов /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Оптимизация транспортного пространства /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование процессов принятия решений при управлении на транспорте /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование при управлении на транспорте

/Лаб/

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование процессов принятия решений /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Физическое моделирование транспортных процессов. Имитационное моделирование, транспортные комплексы /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Физическое моделирование транспортных процессов /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Имитационное моделирование, транспортные комплексы /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование элементов характеризующих деятельность операторов и транспортных процессов /Лек/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

4
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование элементов характеризующих транспортную деятельность /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
Моделирование процессов принятия решений операторов и транспортных процессов /Лаб/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

2
ОПК-5.1
2
0
0
 
1. Изучение теоретического материала (конспект лекций и рекомендуемая литература).

2. Подготовка к выступлениям, в том числе устному  /Ср/

Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

152
ОПК-5.1
2
0
Опрос, оценка выступлений. Проверка индивидуальных домашних заданий.
0
 
 
Раздел 2. Контроль

 
/Экзамен/
Л1.1 Л1.2 Л1.3Л2.1 Л2.2 Л2.3

36
ОПК-5.1
2
0
0
 
5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
 
5.1. Примерный перечень вопросов к зачету
Не предусмотрено УП.
 
5.2. Примерный перечень вопросов к экзамену
1. Общие понятия моделирования

2. Физическое моделирование

3. Линейная модель транспортного процесса

4. Моделирование по прямой аналогии

5. 14 принципов системного подхода

 
Оснащенность
 
6. Особенности транспортной системы

7. Понятие инфраструктуры. Примеры

8. Схема распределения ответственности на территории автотранспортного предприятия

9. Основные положения системы массового обслуживания

10. Пример системы массового обслуживания автотранспортного предприятия

11. Варианты систем и каналов массового обслуживания

12. Генерация случайных событий

13. Закон равномерного распределения

14. Закон экспоненциального распределения

15. Детерминированное распределение

16. Исторические этапы зарождения автотранспортного предприятия

17. Характеристики автотранспортного предприятия

18. Модель черного ящика

19. Оценка пропускной способности транспортной системы

20. Исследование структуры транспортных процессов, как основа для моделирования

21. Принцип расчета контейнерной и складской площадки

22. Модель Джеймса Берда и мощность транспортной системы

23. Моделирование точки сходимости транспортной системы

24. Опыт решения транспортных проблем в мегаполисе

25. Методы ликвидации пробок

26. Уровни транспортного планирования

27. Понятия о неравномерности транспортных потоков

28. Математическое моделирование транспортных потоков. Основной график транспортных потоков

29. Закон сохранения транспортных потоков

30. Гидродинамическая модель транспортного потока

31. Модель Гриншилдса и Гринберга

32. Понятие ударной волны в транспортном потоке

33. Модель следования за лидером

34. Задача о зеленой волне

35. Классификация фаз транспортного потока

36. Модель расчета корреспонденции

37. Построение модели транспортной системы с учетом условно кольцевых связей

38. Программные продукты моделирования транспортных процессов

39. Имитационное моделирование транспортных процессов

40. Практическая задача расчета оптимального количества кранов

41. Практическая задача маршрутизации Marinetraffic

42. Практическая задача прокладывания маршрута воздушного транспорта

43. Практическая задача расчета тарифа РЖД

44. Практическая задача маршрутизации автомобильного транспорта

45. Моделирование ДТП

46. Моделирование транспортного хаба

47. Моделирование движения в акватории порта

48. Понятие пропускной способности инфраструктуры

49. Моделирование в среде Anylogistics

50. Моделирование с использованием метода Эйлера

51. Понятие подвижности населения

52. Гравитационная модель нахождения центра тяжести транспортной системы

53. Понятие спрямления маршрута

54. Структура транспортных процессов (линейная, иерархическая, сетевая)

55. Динамические и статистические свойства системы

 
5.3. Тематика курсовых работ (курсовых проектов)
Не предусмотрено УП.
 
1. Математической моделью является:

а) модель автомобиля;

б) сборник правил дорожного движения;

в) формула закона всемирного тяготения;

г) номенклатура списка товаров на складе;

д) построение модели средствами математики и логики.

2. Табличная информационная модель представляет собой:

а) набор графиков, рисунков, чертежей, схем, диаграмм;

б) описание иерархической структуры строения моделируемого объекта;

в) описание объектов (или их свойств) в виде совокупности значений, размещаемых в таблице;

г) систему математических формул.

3. Для характеристики разных состояний транспортного потока и условий движения используют следующие показатели:

5.4. Фонд оценочных средств для проведения текущего контроля
 
Оснащенность
 
а) коэффициент загрузки движением;

б) коэффициент скорости движения;

в) коэффициент насыщения движением;

г) уровень удобства движения;

д) все варианты.

4. Компьютерное моделирование можно рассматривать как:

а) математическое моделирование;

б) имитационное моделирование;

в) стохастическое моделирование;

г) возможны все варианты.

5. Методологией компьютерного моделирования является:

а) системный анализ (направление кибернетики, общая теория систем, в котором доминирующая роль отводится системным аналитикам;

б) исследование операций, теория математических моделей, теория принятия решений, теория игр.

 
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
6.1. Рекомендуемая литература
 
6.1.1. Основная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Колич-во
 
Л1.1
Фаттахова А. Ф.
Теория транспортных процессов и систем: практикум
Оренбург: ОГУ, 2017
Электронный ресурс
 
Л1.2
Каратун С. М.
Моделирование транспортно-технологических систем: учебное пособие
Тюмень: ТюмГНГУ, 2018
Электронный ресурс
 
Л1.3
Душкин Р. В.
Интеллектуальные транспортные системы
Москва: ДМК Пресс, 2020
Электронный ресурс
 
6.1.2. Дополнительная литература
 
Авторы, составители
Заглавие
Издательство, год
Колич-во
 
Л2.1
Кудрявцев Е. М.
Компьютерное моделирование, проектирование и расчет элементов машин и механизмов: учебное пособие
М.: Издательство АСВ, 2018
Электронный ресурс
 
Л2.2
Сафиуллин Р. Н., Керимов М. А., Валеев Д. Х.
Конструкция, расчет и эксплуатационные свойства транспортных и транспортно-технологических машин: учебник
СПб.: Лань, 2019
Электронный ресурс
 
Л2.3
Ефремов Ю. Н., Оверченко Г. И., Ширванов Р. Б.
Современное состояние транспорта и прогнозирование развития транспортной техники: учебное пособие
Уральск: ЗКАТУ им. Жангир хана, 2016
Электронный ресурс
 
6.3.1 Перечень программного обеспечения
 
6.3.1.1
ОС Windows XP
6.3.1.2
SuperNovaReaderMagnifier
6.3.1.3
MozillaFirefox
6.3.1.4
7-Zip
6.3.1.5
Справочная правовая система КонсультантПлюс
6.3.1.6
Электронный периодический справочник «Система Гарант»
 
6.3.2 Перечень информационных справочных систем
 
6.3.2.1
Электронная библиотечная система издательства «Лань». Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет.http://e.lanbook.com
6.3.2.2
Электронная библиотека технического ВУЗа (ЭБС «Консультант студента»). Полнотекстовая электронная библиотека.  Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. http://www.studentlibrary.ru
6.3.2.3
Электронно-библиотечная система ZNANIUM.COM. Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. http://znanium.com/
 
Оснащенность
 
6.3.2.4
Электронная библиотечная система «ЭБС ЮРАЙТ www.biblio-online.ru». Полнотекстовая электронная библиотека. Индивидуальный неограниченный доступ через фиксированный внешний IP адрес академии неограниченному количеству пользователей из любой точки, в которой имеется доступ к сети Интернет. https://www.biblio-online.ru/
6.3.2.5
Электронный периодический справочник «Система ГАРАНТ». Полнотекстовый, обновляемый. Доступ по локальной сети академии
6.3.2.6
Национальная электронная библиотека. Доступ посредством использования сети «Интернет» на 32 терминала доступа. https://нэб.рф/
 
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
 
Аудитория
Назначение
Оснащенность
Вид работ
 
0-116
Учебная аудитория
Автоматическая коробка передач гидромеханическая 4-х ступенчатая, двигатель, двигатель ВАЗ-2112 (21124), дизельный двигатель легкового автомобиля с навесным оборудованием в сборе со сцеплением и коробкой передач, колесо в сборе на подставке в разрезе, передняя подвеска переднеприводного автомобиля с рулевым механизмом  и тормозным механизмом в сборе, аппарат газобаллонный САГА-6, аппарат газобаллонный НЗГА, доска классная, столы (10 шт.), стулья ученические (20 шт.)
 
0-203
Учебная аудитория
Комплект персональных компьютеров Квадро-ПК с выходом в Интернет (12 штук), доска классная, столы (11 шт.), стулья ученические (22 шт.)
 
0-204
Учебная аудитория
Демонстрационное оборудование (проектор ASER P1273B, экран, ноутбук ASUS) и учебно-наглядные пособия, доска классная, столы (21 шт.), стулья ученические (42 шт.), кафедра-стойка лектора, стол преподавательский 1-тумбовый
 
1-204
Помещение для самостоятельной работы
Столы (28 шт.), стулья (48 шт.), шкаф и стеллажи с литературой, компьютерная техника с возможностью подключения к сети "Интернет" и обеспечением доступа в электронную информационно-образовательную среду организации(4 шт.).
 
2-201
Помещение для самостоятельной работы
Компьютерная техника с возможностью подключения к сети "Интернет" и обеспечением доступа в электронную информационно-образовательную среду организации (ноутбук  (2 шт.). Лабораторные установки для научных испытаний при выполнении диссертационных работ (4 шт.)
 
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Изучение дисциплины рекомендуется начать с ознакомления с рабочей программой, ее структурой и содержанием разделов. Учебный материал структурирован, изучение дисциплины осуществляется в тематической последовательности.

Занятия лекционного типа дают систематизированные знания по дисциплине "Моделирование транспортных систем и процессов", концентрируют внимание на наиболее сложных и важных вопросах. Во время лекционных занятий рекомендуется вести конспектирование учебного материала;обращать внимание на формулировки и категории, раскрывающие суть проблемы, явления или процесса; зафиксировать выводы и практические рекомендации.

Подготовка к занятиям включает ознакомление с планом лабораторного занятия; работу с конспектом лекций, выполнение домашнего задания, работу с учебной и учебно-методической литературой, научными изданиями и электронными образовательными ресурсами, рекомендованными рабочей программой дисциплины "Моделирование транспортных систем и процессов".

Содержание самостоятельной работы определяется рабочей программой дисциплины "Моделирование транспортных систем и процессов", оценочными и методическими материалами,заданиями и указаниями преподавателя. Самостоятельная работа может осуществляться в аудиторной и внеаудиторной формах. Эффективным средством осуществления самостоятельной работы является электронная информационно-образовательная среда университета, которая обеспечивает доступ к образовательной программе, рабочей программе дисциплины "Моделирование транспортных системи и процессов", к электронным библиотечным системам, профессиональным базам данных и информационным справочным системам.

Периодичность проведения, формы текущего контроля успеваемости, система оценивания хода освоения дисциплин представлены в рабочей программе.

 
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 (МУ к ФОС).docx
 
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от  _____________________
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от  _____________________
Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от  _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________
Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________
Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от  _____________________
Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

Актуализированная рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании выпускающей кафедры, протокол №  ___   от  _____________________
ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ

в 20___ /20___ учебном году

Заведующий выпускающей кафедрой  _________________________________