Browsing by Author "Коряшкіна, Лариса Сергіївна"

Now showing 1 - 1 of 1

Математичні моделі та методи зонування і розміщення об'єктів в системах екстреної логістики
(Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»; Український державний університет науки і технологій,, 2024) Коряшкіна, Лариса Сергіївна
UKR: У дисертаційній роботі вирішено важливу науково-прикладну проблему розробки ефективних математичних моделей процесів розподілу матеріальних ресурсів в транспортно-логістичних системах в умовах техногенних надзвичайних ситуацій, вдосконалення на їх основі методів та засобів математичного та комп’ютерного моделювання раціонального територіального розміщення елементів систем екстреної логістики. У першому розділі здійснено аналіз досліджень, пов’язаних з розробкою інформаційних технологій для ефективного функціонування логістичних систем, математичним моделюванням і методами розв'язання оптимізаційних задач екстреної і гуманітарної логістики; розглянуто роботи, в яких розв’язуються задачі територіального розміщення логістичних об’єктів. Обґрунтовано необхідність використання геоінформаційних технологій і розширення функціональності сучасних ГІС щодо зонування території за критерієм відстані задля врахування потужності центрів і можливості перекриття зон їх обслуговування. У другому розділі вперше, використовуючи основні положення теорії неперервних задач оптимального розбиття множин (ОРМ), розроблено математичні моделі і методи розв’язання задач оптимального мультиплексного розбиття множин (ОМРМ), які на відміну від вищезгаданих, під час опису процесу розподілу споживачів між сервісними центрами враховують можливість надавати послуги будь-яким з декількох найближчих до споживачів центрів обслуговування. Такими центрами можуть бути служби соціального захисту, склади аварійного постачання й розподілу предметів першої необхідності та ін. Передбачено: 1) можливість перекриття зон на той випадок, коли найближчий центр не зможе надати послугу; 2) оптимальне розміщення певної кількості нових центрів системи екстреної логістики, коли можливості функціонуючих не задовольняють потреби всього регіону. Вперше теоретично обґрунтовано і підтверджено результатами обчислювальних експериментів, що моделі і методи ОМРМ надають можливість будувати діаграми Вороного вищих порядків та їх узагальнення, що дозволяє на основі єдиного підходу конструювати зазначені структури і використовувати їх в геопросторовому аналізі даних. У третьому розділі розроблено математичні моделі і методи розв’язування задач оптимального розміщення сервісних центрів з метою мінімізації часу надання послуги найвіддаленішому споживачу заданого регіону. Моделями є неперервні задачі оптимального багатократного кульового покриття обмеженої двовимірної множини за певних умов розміщення центрів, що утворюють покриття. Методи багатократного кульового покриття розроблені з використанням елементів теорії неперервних задач оптимального розбиття множин і передбачають редукцію до задач умовної оптимізації недиференційованих функцій, для розв’язування яких залучається апарат штрафних функцій та субградієнтні методи. Розроблено методи розв’язання задач оптимального багатократного кульового покриття, котрі, на відміну від раніше відомих, враховують особливості множини, на якій можуть бути розміщені центри, що сприяє підвищенню оперативності та обґрунтованості прийняття рішень про вибір місць розташування підрозділів систем екстреної логістики на базі існуючих об’єктів, а також забезпечує уникнення розташування центрів занадто близько один від одного. В четвертому розділі вперше обґрунтовано доцільність використання математичних моделей і методів розв’язання неперервних задач оптимального розбиття континуальної множини з додатковими зв'язками (ОРМДЗ) під час дослідження двоетапних задач екстреної і гуманітарної логістики. Продемонстрована універсальність вказаних моделей за рахунок використання їх для опису як евакуаційних процесів з організацією збірних, проміжних і приймальних пунктів евакуації, так і процесів, пов’язаних з наданням первинної допомоги, розраховуючи і доставляючи відповідну кількість продуктів першої необхідності з існуючих складів через розподільчі центри в райони техногенної НС. Вперше розроблені математичні моделі задач частково-двоетапного розподілу матеріальних ресурсів в багаторівневих логістичних системах, які враховують напрям руху потоку і можливість доставки частини ресурсу безпосередньо до кінцевих пунктів, що дозволяє описувати та розв’язувати широке коло логістичних задач, створювати на їх основі нові інформаційні технології раціонального управління матеріальними потоками в багаторівневих структурах. На модельних прикладах двоетапних задач оптимального розподілу матеріальних ресурсів за рахунок використання розробленого математичного і алгоритмічного забезпечення досягнуто зниження до 20% сукупних транспортних витрат. П’ятий розділ присвячено опису багатофункціонального програмного додатку, в якому поєднані алгоритми всіх розроблених в дисертації методів з можливістю підключення ГІС-технологій для отримання вихідних даних про реальні транспортні шляхи, відстані між географічними об’єктами. Впровадження розробленого програмного продукту дозволяє планувати завчасні соціально-економічні та організаційно-технічні заходи, спрямовані на підвищення техногенної безпеки, зокрема на підприємствах гірничо-металургійної галузі. У шостому розділі, використовуючи метод FRAM, створено модель транспортного процесу, запропоновано методику оцінювання функціональних її елементів, що дозволяє досліджувати сукупний вплив різних факторів техногенного, природного та соціального походження на транспортний процес, розробити рекомендації щодо запобігання небажаних подій. Зокрема, для пасажирських автомобільних перевезень показано, що впровадження додаткового дистанційного контролю над певними діями або учасниками транспортного процесу знижує ризик виникнення інциденту на 15-20%. Розроблено математичні моделі оптимального вибору сукупності запобіжних/захисних заходів, які дозволяють знизити рівень професійного ризику до прийнятних норм за критеріями: мінімізація витрат, максимізації ефективності вкладення коштів, мінімізація кількості заходів. Показано, що ефективність витрат на заходи може зрости на 30% – 99%, а самі витрати зменшитися на 8% – 24% у порівнянні з ефективністю і кошторисом мінімальної кількості можливих заходів, які забезпечують прийнятний рівень ризику. Набули подальшого розвитку: 1) теорія неперервних задач ОРМ за рахунок введення нового класу задач, в котрих передбачена побудова мультиплексного розбиття, що дозволяє підвищити повноту відображення спільного обслуговування мережею сервісних центрів споживачів, неперервно розподілених на певній території; 2) теорія багатоетапних задач транспортного типу за рахунок побудови нових моделей, які враховують напрям руху матеріальних потоків, обмежені потужності логістичних центрів, витрати на їх організацію, що дозволяє комплексно розв’язувати задачі розміщення об’єктів систем екстреної логістики і розподілу ресурсів в процесі їх транспортування від місць вихідного потоку до кінцевих споживачів, посилювати синергетичний ефект прийняття управлінських рішень в соціально-технічних системах; 3) методологічні основи створення та використання засобів комп’ютерного моделювання за рахунок інтеграції сучасних ГІС та математичного забезпечення неперервних задач оптимального мультиплексного розбиття множин і задач розміщення-розподілу, що дозволяє вирішити на цій основі важливу науково-прикладну проблему прийняття аргументованих рішень щодо розташування об’єктів систем екстреної логістики і визначення матеріальних потоків у випадку техногенних надзвичайних ситуацій. Практична значущість дисертаційного дослідження полягає у створенні багатофункціонального програмного додатку, в якому поєднані алгоритми всіх розроблених методів з можливістю підключення ГІС-технологій для отримання даних про транспортні шляхи та відстані між об’єктами, що дозволяє раціонально за територіальним та часовим критеріями розподіляти матеріальні ресурси між наявними або новими оптимально розміщеними центрами з урахуванням їх можливостей. На основі результатів, які отримано в процесі дисертаційного дослідження, розроблено наступні методики та рекомендації: «Методика оптимального розподілу матеріальних потоків між структурними елементами багатоетапного виробництва», «Методика оптимального розміщення підрозділів системи екстреної логістики на випадок надзвичайної ситуації», «Методика раціонального вибору місць розміщення рятувальних служб на випадок техногенних аварій», «Рекомендації щодо оптимального розташування нових підрозділів систем екстреної логістики та перерозподіл їх навантаження», «Рекомендації щодо розробки науково-освітньої платформи для розв’язання актуальних проблем у сфері логістики, у тому числі гуманітарної». Розроблені методики і рекомендації впроваджено в навчальний процес підготовки студентів і аспірантів за напрямом 124 Системний аналіз у Національному технічному університеті «Дніпровська політехніка», в Інституті геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова, Придніпровському науковому центрі НАН України та МОН України, ТОВ «Шахтостроймонтаж», ТОВ «Донбассшахтпроект».