Детальная информация

Название: Графовая модель оптимального маршрута судна в дрейфующих льдах: выпускная квалификационная работа магистра: направление 01.04.03 «Механика и математическое моделирование» ; образовательная программа 01.04.03_04 «Математическое моделирование процессов нефтегазодобычи»
Авторы: Звягина Татьяна Леонидовна
Научный руководитель: Суслова Ирина Борисовна
Другие авторы: Хайбулова Евгения Александровна; Звягин Петр Николаевич
Организация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт прикладной математики и механики
Выходные сведения: Санкт-Петербург, 2020
Коллекция: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Тематика: Суда морские — Автоматическое управление; математическая модель; граф; многокритериальная оптимизация; парето-оптимальность; дрейф льда
УДК: 629.54-52; 519.17
Тип документа: Выпускная квалификационная работа магистра
Тип файла: PDF
Язык: Русский
Код специальности ФГОС: 01.04.03
Группа специальностей ФГОС: 010000 - Математика и механика
Ссылки: Отзыв руководителя; Рецензия; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-2838
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать)

Разрешенные действия:

Действие 'Прочитать' будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети

Группа: Анонимные пользователи

Сеть: Интернет

Аннотация

В работе «Графовая модель оптимального маршрута судна в дрейфующих льдах» разработана математическая модель, позволяющая отыскать множество Парето-оптимальных маршрутов судна по отношению к ряду заданных целевых функций, с учетом динамики опасных ледовых объектов. В работе исследовано современное состояние моделей оптимизации маршрута судна в ледовой обстановке. Дискретной моделью, представляющей многообразие маршрутных точек на карте, выбрана модель графа. Предложено решение задачи многокритериальной оптимизации пути на графе по аддитивным и минимаксным критериям. Оптимизация осуществлена по следующим параметрам: длина маршрута, риски на маршруте и число совершаемых изменений курса на маршруте. Решение динамической задачи выполнено на графе в трехмерном пространстве, где третьим измерением является время. Предложен алгоритм построения трехмерного графа с учетом динамики ледовых объектов. На таком графе выполнен поиск Парето-оптимальных решений многокритериальной задачи оптимизации. Для разработанных графовых моделей составлены программы на языке Python. В работе выполнены расчетные примеры поиска оптимальных маршрутов при помощи предложенных моделей, и осуществлен анализ их вычислительной сложности. Результаты данной работы могут служить основой для создания моделей управления морскими транспортными системами, функционирующими в ледовых условиях и при наличии дрейфующих ледовых образований.

In the Master thesis “A graph model of optimal route for a vessel in drifting ice” a mathematical model is developed. This model allows algorithmic finding of Pareto-optimal solutions with respect of a number of aim functions. Developed approach allows solving the multicriteria problem both for a static map and for environment with presence of dangerous dynamic ice objects. In the thesis, a state-of-the-art for routing models applicable in ice conditions is described. For representing a map, the discrete model of graph is selected. The algorithmic solution of multicriteria optimization problem is suggested for both additive and minimax criteria, which correspond to the following route parameters: the route length, risks on route and the number of course direction changes. The solution of the routing problem with presence of dynamic ice objects is performed on the graph in three-dimensional space, where third dimension is a time. An algorithm for building of such graph with respect of ice objects motion laws is suggested. The multicriteria route optimization problem for dynamic environment is solved on graph in three-dimensional space. Program modules in Python language are developed for suggested graph models. In the thesis, computational examples of Pareto-optimal route set obtaining are provided. An analysis of computational complexity for developed models is performed. Resulting mathematical model can serve as a basis for further marine transportation systems development operating in ice conditions and in presence of drifting ice features.

Права на использование объекта хранения

Место доступа Группа пользователей Действие
Локальная сеть ИБК СПбПУ Все Прочитать Печать
Интернет Авторизованные пользователи СПбПУ Прочитать Печать
Интернет Авторизованные пользователи (не СПбПУ)
-> Интернет Анонимные пользователи

Статистика использования

stat Количество обращений: 6
За последние 30 дней: 1
Подробная статистика