Федеральное агентство морского и речного...

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство морского и речного транспорта

Омский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО

«Сибирский государственный университет водного транспорта»

Кафедра Экономики и управления на транспорте

(наименование кафедры полностью)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

Б.2.В.2 Моделирование транспортных процессов (шифр и наименование дисциплины)

Направление 26.03.01 Управление водным транспортом и гидрографическое

обеспечение судоходства (код ОКСО и наименование направления или специальности)

Профиль

Управление транспортными системами и логистическим сервисом на

водном транспорте (УВТ) (наименование профиля или специализации)

Форма обучения заочная

Курс 3 Семестр(ы) / курс(ы) для ЗО 3

ОМСК 2015 г.

4

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины – формирование у студентов знаний рационального управления

крупными производственными системами, речными предприятиями и их отдельными

подразделениями.

Основные задачи дисциплины:

-эффективное использование финансовых, материальных и людских ресурсов;

-разработка эффективных схем организации движения транспортных средств;

-моделирование процессов функционирования транспортно-технологических си-

стем и транспортных процессов;

-формирования целей проекта, решение транспортных задач, критериев и показа-

телей достижения целей, построение структуры их взаимосвязей, выявление приоритетов

решения задач с учетом показателей экономической эффективности;

-нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности, неопре-

деленности и риска.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «Моделирование транспортных процессов» относится к вариативной ча-

сти математического и естественнонаучного цикла дисциплин ФГОС ВПО.

3. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Процесс изучения дисциплины «Моделирование транспортных процессов» направлен

на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС ВПО) (таблица 1):

Таблица 1- Компетенции, формирующиеся при изучении дисциплины Шифр компетен-

ции по ФГОС

Характеристика

УВТ

Общекультурные компетенции (ОК)

ОК-1 владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, вос-

приятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения

Профессиональные компетенции (ПК)

ПК-1 использование основных законов естественнонаучных дисциплин в

профессиональной деятельности, применение методов математического

анализа и экспериментального исследования

ПК-30 способность использовать математические методы обработки, анализа

и синтеза результатов профессиональных исследований

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

-основные приема экономико-математического моделирования;

-основные модели оптимизации транспортных процессов;

- методы решения задач линейного программирования; оптимизационных задач дискрет-

ного типа; теории игр;

-основные алгоритмы рассматриваемых оптимизационных задач

уметь:

-строить экономико-математические модели, используя собранную и обработанную ин-

формацию;

- использовать математические методы и модели в технических приложениях;

-классифицировать модели;

-выбирать методы решения;

-последовательно реализовывать алгоритм;

-применять найденное решения на практике

владеть:

-методикой постановки задач оптимизации;

-навыками сбора, корректировки и хранения информации;

-методами экономико-математических задач оптимизации;

5

-математическим аппаратом теории оптимизации.

4. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ

Междисциплинарные связи дисциплины «Моделирование транспортных процессов»

представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Междисциплинарные связи дисциплины Обеспечивающие дисциплины, модули,

практики

Обеспечиваемые дисциплины, модули,

практики

Наименование

дисциплин,

мо-

дулей, прак-

тик

Наименование конкрет-

ных вопросов (тем), необ-

ходимых для изучения

данной дисциплины

Наименование дисци-

плин, модулей,

практик

Наименование конкрет-

ных вопросов (тем), не-

обходимых для изуче-

ния данной дисциплины

Математика Основные понятия и ме-

тоды математического

анализа

Теория транспортных

процессов и систем

Моделирование транс-

портных процессов

5. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов, рас-

пределение трудоемкости приведено в таблице 3.

Таблица 3 - Трудоемкость дисциплины Вид учебной работы

Трудоемкость, час.

Всего часов Курс

4

Общая трудоемкость дисциплины 216 216

Аудиторные занятия 18 18

Лекции 8 8

Практические занятия (ПЗ) 6 6

Лабораторные работы (ЛР) 4 4

Самостоятельная работа (CP) 198 198

Курсовой проект (работа) - -

Расчетно-графические (контрольные) работы 40 40

Иные виды самостоятельной работы (реферирование, изучение

литературы)

122 122

Подготовка к экзамену 36 36

Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Экзамен Экзамен

6

6. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Разделы, темы дисциплины и виды занятий, формы текущего контроля отраже-

ны в таблице 4.

Таблица 4 - Тематика дисциплины №

п/п

Раздел (тема) учебной дисциплины

Виды учебной деятельности,

включая самостоятельную

работу студентов и трудоем-

кость (в часах)

Формы

текущего

контроля успевае-

мости

Всего Лекции ПЗ ЛР CP

Раздел 1 Понятие моделирования в экономических расчетах

1 Тема 1.1 Экономическо-

математическое моделирование

12 2 10 Дискуссия.

2 Тема 1.2 Методы одномерной опти-

мизации

12 12 Опрос

3 Тема 1.3 Методы n- мерной оптими-

зации

12 12 Опрос

Раздел 2. Характеристика методов линейного программирования

4 Тема 2.1. Линейное программирова-

ние. Графический метод решения

задач линейного программирования

10 2 8 Выполнение ин-

дивидуального

задания 5 Тема 2.2. Симплексный метод ли-

нейного программирования

10 2 8

6 Тема 2.3. Теория двойственности 12 12 Опрос

7 Тема 2.4. Транспортная задача ли-


12 2 10 Опрос

8 Тема 2.5. Распределительная задача

линейного программирования



задания

Раздел 3. Методы математического программирования

9 Тема 3.1. Теория игр 12 2 10 Опрос

10 Тема 3.2. Динамическое программи-

рование



задания 11 Тема 3.3. Теория графов 12 2 10

12 Тема 3.4. Сетевые модели 12 2 10

13 Контрольные работы 40 40

14 Экзамен 36 36

15 Итого 216 8 6 4 198

6.2. Содержание разделов и тем дисциплины представлено в таблицах 5-6.

Таблица 5 - Тематический план лекций

Но-

мер

лек-

ции

Тема лекции Содержание лекции Количество ча-

сов

Всего Из них

интер-

актив-

ных

Раздел 1. Понятие моделирования в экономических расчетах

1 Экономическо-

математическое

моделирование.

Определение ЭММ. Основные понятия теории

оптимизации. Типы моделей. Оптимизационные

модели. Этапы моделирования. Основное со-

держание и составные части ЭММ

2

7

Но-

мер

лек-

ции

Тема лекции Содержание лекции Количество ча-

сов

Всего Из них

интер-

актив-

ных

Раздел 2 Характеристика методов линейного программирования

2 Транспортная

задача линейного

программирова-

ния

ЭММ транспортной задачи. Признаки ЭММ

транспортной задачи. Точные и приближенные

методы решения транспортной задачи. Алго-

ритм метода потенциалов. Алгоритмы методов

минимального элемента в матрице, Фогеля,

двойного предпочтения

2 2

Раздел 3. Методы математического программирования 3 Теория игр История и причины возникновения теории игр.

Основные понятия теории игр. Рынок с точки

зрения теории игр. Принципы максимина и ми-

нимакса. Стратегические игры. Алгоритм реше-

ние стратегической игры (аналитический и гра-

фический путь). Статистические игры. Алго-

ритм решения статистической игры в зависимо-

сти от отношения к риску

2

4 Динамическое

программирова-

ние

Общая постановка задачи динамического про-

граммирования. Принцип оптимальности и

уравнения Беллмана. Задача распределения

средств предприятия между составляющими

хозяйственного механизма. Алгоритм решения

задачи

2 2

Итого по учебной дисциплине 8 4

Таблица 6 - Тематический план практических (семинарских) занятий. Номер

заня-

тия

Наименование

темы практиче-

ского занятия

Содержание практического занятия Методы

контроля

Объѐм часов

Все-

го

Из них

интерак-

тивных

1 Распредели-

тельная задача

линейного про-

граммирования

ЭММ распределительной задачи. При-

знаки ЭММ распределительной задачи.

Точные и приближенные методы ре-

шения транспортной задачи. Алгоритм

метода обобщенных потенциалов. Ал-

горитмы методов анализа разности се-

бестоимостей, условной экономики

расходов, эквивалентов

Ситуаци-

онное

задание

2

2 Теория графов Основные понятия теории графов. За-

дача о максимальном потоке. Задача о

потоке минимальной стоимости

Ситуаци-

онное

задание.

2 2

3 Сетевые модели Назначение и области применения се-

тевого планирования и управления

(СПУ). Сетевая модель и ее основные

элементы. Порядок и правила построе-

ния сетевых графиков. Упорядочение

сетевого графика, понятие о пути.

Временные параметры сетевого графи-

ка. Оптимизация сетевого графика

Ситуаци-

онное

задание

2

Итого по учебной дисциплине 6 2

8

Таблица 7 - Тематический план лабораторных занятий. Номер

работы

Наименование лабора-

торных работ

Содержание лабораторной работы Объѐм

часов

1 Линейное программи-

рование. Графический

метод решения задач

линейного програм-

мирования

Задача нахождения оптимального варианты загрузки

судна при помощи графического метода линейного

программирования. ЭММ общие задачи линейного

программирования. Основные признаки модели.

Точные, приближенные методы решения задач ЛП.

Универсальные, не универсальные методы решения

задач ЛП. Графический метод. Алгоритм графиче-

ского метода. Условия, позволяющие пользоваться

графическим методом ЛП

2

2 Симплексный метод

линейного програм-

мирования

Задача нахождения оптимального варианта загрузки

судна при помощи симплексного метода линейного

программирования, приведение ЭММ к симплекс-

ному виду при помощи М – метода (общий случай).

Универсальность симплексного метода линейного

программирования. Геометрический смысл решения

симплексным методом. М – метод приведения ЭММ

задачи к симплексному виду или к системе с бази-

сом. Алгоритм симплексного метода ЛП. Каче-

ственный анализ симплексной таблицы

2

Итого 4

7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Внеаудиторная самостоятельная работа студентов по дисциплине Перечень индивидуальных заданий и других во-

просов для самостоятельного изучения

Рекомендуемая

литература

Объѐм

задания,

час

Форма кон-

троля

Экономическо-математическое моделирование.

Составление задач оптимизации.

1-13 10 Опрос.

Методы одномерной оптимизации. Получение

оптимального решения при помощи классиче-

ских и численных методов оптимизации: дихо-

томического поиска, Ньютона, золотого сечения,

Фибоначчи, квадратичной интерполяции. Алго-

ритмы решения задач.

1-3, 6

12 Опрос

Методы n- мерной оптимизации. Классические

методы безусловной и условной оптимизации.

Численные методы оптимизации функции и пе-

ременных. Алгоритмы решения задач.

3, 4, 6 12 Опрос

Линейное программирование. Графический ме-

тод решения задач линейного программирова-

ния: преимущества и недостатки, условия позво-

ляющие пользоваться данным методом

1-3, 5-8

8

Защита инди-

видуального

задания

Симплексный метод линейного программирова-

ния: преимущества и недостатки, подборка при-

меров задач решаемых данным методом

3, 4, 6 8

Теория двойственности. Задача об использова-

нии ресурсов и двойственная к ней. Три теоремы

двойственности. Алгоритм составления двой-

ственной задачи.

1-8 12

Транспортная задача линейного программирова-

ния. Задача нахождения оптимального прикреп-

3, 4, 6 10

9

Перечень индивидуальных заданий и других во-

просов для самостоятельного изучения



Объѐм

задания,

час

Форма кон-

троля

ления поставщиков к потребителям, решение ме-

тодом потенциалов и тремя приближенными ме-

тодами.

Распределительная задача линейного програм-

мирования. Задача оптимальной расстановки

флота по участкам работы. Решение методом

обобщенных потенциалов, разности себестоимо-

стей и эквивалентов

3, 4, 6 10

Теория игр. Решение стратегической и статисти-

ческой игры

6, 8, 9 10

Динамическое программирование. Задача рас-

пределения средств предприятия между состав-

ляющими хозяйственного механизма. Алгоритм

решения задачи

3, 4, 6 10

Теория графов. Задачи о максимальном потоке и

о потоке минимальной стоимости

1-8 10

Сетевые модели. Построение сетевого графика

выполнения работ, расчет временных параметров

сетевого графика, сокращение критического пути

по методу «время-стоимость»

1-13 10

Выполнение контрольной работы 5, 10 40

Подготовка к экзамену 36

Итого 198

7.1. Расчетно-графическая работа, контрольная работа

Состав контрольной работы представлен в таблице 9.

Таблица 9 – Содержание контрольных работ (РГР) Номер

работы

Наименование разделов (тем)

дисциплины

Наименование тем или разделов кон-

трольной работы (РГР)



1 Транспортная задача ли-


Распределительная задача

линейного программирова-

ния

Оптимизация плана распределе-

ния однородных ресурсов по ли-

ниям (участкам) работы флота

Расстановка имеющейся перегру-

зочной техники по участкам обра-

ботки флота. Выбор оптимальной

схемы завоза однородных грузов

5, 10

7.2. Курсовой проект (работа)

Курсовой проект, курсовая работа (таблица 10) учебным планом не предусмотре-

ны.

8. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ АТТЕСТАЦИИ

8.1. Текущий контроль

Текущий контроль знаний по дисциплине предполагает тестирование и опросы,

защиту индивидуальных работ и другие виды оценочных средств, представленных в таб-

лице 11.

Таблица 11 - Виды текущего контроля

10

Перечень контрольных точек в рамках

текущей аттестации

Номер ПЗ и

ЛР

Разде-

лы и

темы

РП

Выполнение индивидуального задания «Нахождение оптимального

варианты загрузки судна при помощи графического метода ли-

нейного программирования»

ЛР 1 Раздел

2. Тема

2.1

Выполнение индивидуального задания «Нахождение оптимального

варианта загрузки судна при помощи симплексного метода ли-


ЛР 2 Раздел

2. Тема

2.2

Выполнение индивидуального задания «Распределительная задача ли-


ПЗ 1 Раздел

2. Тема

2.5

Выполнение индивидуального задания «Задача о максимальном по-

токе. Задача о потоке минимальной стоимости»

ПЗ 2 Раздел

3. Тема

3.3

Выполнение индивидуального задания «Построение сетевых графи-

ков»

ПЗ 3 Раздел

3. Тема

3.4

8.2. Итоговый контроль

Итоговым контролем по дисциплине является экзамен, проводимый на 4 курсе.

Примерный перечень вопросов к экзамену:

1. Экономическо-математическое моделирование

2. Классические методы одномерной оптимизации

3. Численные методы одномерной оптимизации: дихотомического поиска, Ньютона,

золотого сечения, Фибоначчи, квадратичной интерполяции.

4. Методы n- мерной оптимизации

5. Классические методы безусловной оптимизации и условной оптимизации.

6. Численные методы оптимизации функции и переменных.

7. Характеристика методов линейного программирования

8. Линейное программирование. Графический метод линейного программирования

9. Основные признаки модели.

10. Точные, приближенные методы решения задач линейного программирования.

11. Универсальные, не универсальные методы решения задач линейного программи-

рования.

12. Условия, позволяющие пользоваться графическим методом линейного программи-

рования

13. Универсальность симплексного метода линейного программирования.

14. Геометрический смысл решения симплексным методом.

15. Алгоритм симплексного метода линейного программирования.

16. Качественный анализ симплексной таблицы

17. Теория двойственности. Исходная задача и двойственная к ней.

18. Задача об использовании ресурсов и двойственная к ней.

19. Свойства математических моделей двойственных задач.

20. Алгоритм составления двойственной задачи.

21. Три теоремы двойственной задачи.

22. Связь переменных двойственных задач. Объективно обусловленные оценки и их

смысл

23. Экономико-математическое моделирование транспортной задачи.

24. Точные и приближенные методы решения транспортной задачи.

25. Алгоритм метода потенциалов.

11

26. Алгоритмы методов минимального элемента в матрице, Фогеля, двойного предпо-

чтения

27. Распределительная задача линейного программирования

28. История и причины возникновения теории игр.

29. Основные понятия теории игр.

30. Рынок с точки зрения теории игр.

31. Принципы максимина и минимакса.

32. Стратегические игры.

33. Алгоритм решение стратегической игры (аналитический и графический путь).

34. Статистические игры.

35. Алгоритм решения статистической игры в зависимости от отношения к риску

36. Динамическое программирования

37. Основные понятия теории графов.

38. Задача о максимальном потоке.

39. Задача о потоке минимальной стоимости

40. Сетевые модели

9. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Для активизации учебного процесса и развития навыков студентов в применении тео-

ретических знаний предусмотрено применение дискуссии, разбора конкретных ситуаций.

В рамках интерактивных часов (6 час) предусмотрено дистанционное консультирова-

ние при подготовке к экзамену, конференциям, олимпиадам, конкурсам, выполнению са-

мостоятельной работы. Основной целью данного вида работы является внеаудиторное

общение, дополняющее традиционные технологии, и развитие навыков самостоятельной,

творческой работы.

10. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

10.1. Основная и дополнительная литература

Основная литература

1. Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах: учебное

пособие [Электронный ресурс]/ И. Л. Акулич . - 3-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2011. – 352 с.

2. Голубева Н. В. Математическое моделирование систем и процессов: учебное посо-

бие [Электронный ресурс]/ Н. В. Голубева. – СПб.: Лань, 2013. – 192 с.

3. Шапкин А. С. Математические методы и модели исследования операций: учебник/

А. С. Шапкин, Н. П. Мазаева. - 4-е изд. - М.: Дашков и К°, 2007. - 396 с.

Дополнительная литература

4. Бунташова С. В. Линейное программирование и основы матричных игр: учебное

пособие для студентов оч. и заоч. обучения спец. 240100 "Орг. перевозок и упр. на трансп.

(водн.)", 060800 "Экономика и упр. на предприятии (трансп.)" / С. В. Бунташова. - Ново-

сибирск: НГАВТ, 2003. - 106 с.

5. Бунташова С. В. Моделирование транспортных процессов: сб. заданий для студен-

тов очного и заочного форм обучения по направлению 190700 "Технология транспорт.

процессов" (дисц.: моделирование трансп. процессов) / С. В. Бунташова. - Новосибирск:

НГАВТ, 2011. - 42 с.

6. Волков И. К. Исследование операций: учебник / под ред. В. С. Зарубиной и А. П.

Крищенко. - 2-е изд. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 435 с.

7. Горшенкова Л. Г. Методы и модели управления транспортом: сборник заданий

[Электронный ресурс] / Л. Г. Горшенкова. - Новосибирск: НГАВТ, 2009. - 15 с.

8. Леванова, Т. В. Исследование операций и теория игр. Элементы теории игр : метод.

указания к решению задач [Электронный ресурс]/ / Т. В. Леванова. - Омск: ОИВТ, 2011. -

44 с.

12

9. Мазалов В.В. Математическая теория игр и приложения: учебное пособие [Элек-

тронный ресурс]/В. В. Мазалов. – СПб.: Лань, 2010. – 448 с

10. Малахова Т. В. Оптимальная организация доставки грузов [Текст]: метод. указания

к выполнению курсовой работы [Электронный ресурс]/ / Т. В. Малахова. - Омск: ОИВТ,

2012. - 32 с.

11. Транспорт [Текст]: аналитический журнал. - М.: ООО "Индустрия Паблишинг". -

Выходит ежемесячно

12. Транспорт России [Текст] : всероссийская транспортная еженедельная информаци-

онно-аналитическая газета/ Мин-во транспорта РФ. - М.: Изд-во "Дороги". - Выходит

еженедельно

13. Транспортное дело России: экономика, управление, транспорт [Текст]: журнал. -

М.: [б. и.], 1998 - . - Выходит ежемесячно

10.2. Перечень обучающих, контролирующих компьютерных программ, диафиль-

мов, кино- и телефильмов, мультимедиа:

Мультимедиа: курс лекций по дисциплине «Моделирование транспортных процес-

сов»

11. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Лекционные аудитории оборудованы видеопроекционным оборудованием для пре-

зентаций, средствами звуковоспроизведения, экраном.

Компьютерный класс, оборудованный мультимедийным проектором, экраном и ПК

с операционной системой не ниже Windows ХР для проведения практических работ. Для

самостоятельного поиска материала имеется компьютерный класс с подключением в си-

стему ИНТЕРНЕТ.

Федеральное агентство морского и речного...

Documents