Details

Данная работа посвящена исследованию и модификации модели Ацуси Теро для построения оптимальных транспортных сетей на поверхности произвольной формы. В ходе исследования был проведён анализ существующих теоретических подходов и программных решений, а также выявлены их недостатки, не позволяющие использовать их для проектирования транспортных сетей на трёхмерных рельефах. В ходе работы был реализован программный модуль, использующий модифицированную модель Ацуси Теро. Модификация модели заключалась в учёте гравитации в физических формулах и технологии итеративной адаптации вычислительной сетки на основе потоков через узлы этой сетки. Реализованная модель была испытана на различных типовых задачах с использованием различных рельефов. Модель показала такие свойства как учёт рельефа, показывая оптимальные пути в обход возвышенностей, а также продемонстрировала успешную адаптацию вычислительной сетки с точной детализацией оптимальных путей. Для реализации программного модуля были использованы библиотеки PyQt5 для пользовательского интерфейса, SciPy и NumPy для типовых вычислений в математическом ядре.

This work is devoted to examine and modify the Atsushi Tero model for constructing optimal transportation networks on surfaces of arbitrary shape. The study analyzed existing theoretical approaches and software solutions, identifying their shortcomings that prevent their use in designing transportation networks on three-dimensional terrain. A software module using a modified Atsushi Tero model was implemented. The modification included incorporating gravity into the physical formulas and iteratively adapting the computational grid based on flows through the nodes of the model. The implemented model was tested on various typical problems using various terrains. The model demonstrated properties such as terrain accounting, showing optimal paths that avoid elevated terrain, and successfully adapting the computational grid with precise detailing of optimal paths. To implement the software module, the PyQt5 libraries were used for the user interface, and SciPy and NumPy for standard calculations in the mathematical core.