Разработка модели данных и алгоритмов моделирования поведения автотранспортных средств для анализа вредных выбросов в атмосферу

• Автор: Маренков, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание

Перечень сокращений.

Введение.

Г лава 1. Проблема учета загрязняющих веществ, выделяемых автотранспортом

1.1. Задача расчета выброса загрязняющих веществ от

АВТОТРАНСПОРТА

1.2. Исследования зарубежных уче1 1ых.

1.3. Исследования российских ученых.

1.4. Основные методы расчета и анализа

Глава 2. Моделирование системы расчета выбросов автотранспортными средствами.

2.1. Представление автотранспортных средств в модели

2.2. Язык описания временных данных.
2.3. Вероятностные данные модели.
2.4. Постановка задачи поиска наиболее неблагоприятного сочетания автотранспортных средств
2.5. Модель дорог как ориентированный граф
2.6. Модель дорог как модифицированный клеточный автомат
2.7. Связь дорог, автотранспортных средств и выбросов загрязняющих веществ.
2.8. Реализация распределенной системы
2.9. Проведение цикла расчета выброса загрязняющих веществ
2 Представление результатов расчета.
2 Оценка затрат ресурсов
2 Выводы
Глава 3. Алгоритмизация процедуры оценки выброса загрязняющих веществ от автотранспорта
3.1. Алгоритмы расчета параметров передвижения автотранспортных средств.
3.2. Алгоритм функционирования распределенной системы.
3.3. Алгоритм расчета выброса загрязняющих веществ.
3.4. Алгоритм построения изолиний на поле результатов расчета
3.5. Выводы
Глава 4. Программная реализация
4.1. Структура программного обеспечения
4.2. Программная платформа.
4.3. Программная реализация
4.4. Графический интерфейс.
4.5. Последовательность работы с Iнюграммой
4.6. Тестирование программы
4.7. Результаты практической апробации метода моделирования и расчета выброса загрязняющих веществ
4.8. Выводы
Заключение.
Литература


Таким образом, актуальность темы определяется необходимостью разработки новой модели данных и алгоритмов моделирования поведения автотранспортных средств, позволяющих достичь большей точности анализа-вредных выбросов в атмосферу, и создать на их основе программное средство, обладающее приемлемой производительностью. В ходе изучения предметной области [, ] было отмечено, что традиционные подходы к расчету и анализу вредных выделений автотранспортом не дают точных результатов: один класс методов позволяет достаточно точно определить объем выделяемых ЗВ, но не позволяет определит, точное местоположение этих выделений и требует большую вовлеченность оператора в процесс расчета; другой класс методов позволяет определить локализацию выбросов, но не позволяет делать это с высокой точностью и даст очень приближенные результаты, так как не учитывает возможных изменений в уровне потока транспорта. Третий подход, рассматривающий отдельно каждое автотранспортное средство, как самостоятельный источник выбросов, не был в достаточной мере проработан и не получил ни одной технической реализации. Для реализации этого подхода в полной мере необходимо провести комплекс работ, составляющий цель и задачи исследования. Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка модели данных и модели перемещения автотранспортных средств, и построение на их основе структуры программного комплекса. Анализ и оценка существующих моделей и способов представления данных, которые используются в алгоритмах расчета рассеивания вредных выбросов от автотранспортных средств в атмосфере. Разработка модели данных АС и алгоритмов для описания перемещения АС, учитывающих основные характеристики работы АС, необходимые для определения местоположения и объема выброса ЗВ. Разработка структуры распределенной информационной системы анализа вредных выбросов в атмосферу АС и соответствующего программного обеспечения, позволяющего проводить расчет выброса ЗВ от АС, прогнозирование выброса ЗВ и мониторинг ЗВ от АС. Проведение апробации предложенной модели данных и алгоритмов. Методы исследования. Область исследования. Исследование методов и разработка средств кодирования информации в виде данных. Принципы создания языков описания данных, языков манипулирования данными, языков запросов. Разработка теоретических основ создания программных систем для новых информационных технологий». Практическая ценность и результаты внедрения. Практическая ценность работы состоит в том, что предложенная система анализа вредных выбросов в атмосферу от автотранспортных средств обладает высокой точностью как количественного, так и картографического анализа объемов выбросов загрязняющих веществ. Данная система построена таким образом, что может функционировать распределен но, тем самым предоставляя практически неограниченную расширяемость для проведения расчетов сколь угодно крупных предприятий и городов. Разработанные средства анализа вредных выбросов могут быть использованы не только для проектирования, но и в научных исследованиях. Полученные в диссертации результаты дают основу для-дальнейших теоретических и практических работ в области анализа вредных выбросов в. Теоретические и практические результаты работы внедрены в деятельность ООО «Экологический центр» и ряда других фирм Воронежской области и реализованы в виде программной системы, о чем свидетельствуют соответствующие акты внедрения. Полученная программная система зарегистрирована в государственном информационном фонде, о чем свидетельствует соответствующее свидетельство. Модель данных АС, базирующаяся на основных характеристиках АС и связанная с временными интервалами и вероятностью функционирования на этом интервале. Модель расчета выброса загрязняющих веществ, учитывающая как технические характеристики, так и перемещение АС. Оптимизационная модель и алгоритм для поиска худшей, с точки зрения загрязнения атмосферы, совокупности автотранспортных средств. Структура распределенной информационной системы анализа вредных выбросов в атмосферу автотранспортными средствами. Апробация работы.