logo
Архив2 / курсач docx80 / kursach_it

2.1 Анализ входных и выходных параметров задачи

В этом пункте мы должны показать путь, по которому мы будем двигаться, для того чтобы решить поставленную задачу. Нужно знать, что при решении любой задачи, имеются исходные данные, а в конце должен появиться ответ. Исходными данными будут являться входные параметры, а результатом станет какой-то выходной параметр. Сочетание выбранных входных факторов должно полностью описать и обосновать выходной. Программа и алгоритм должен быть составлен логически четко.

Для решения поставленной задачи необходимо определить перечень входных факторов. Хочется сразу же отметить, что перевозки будут осуществляться в черте города, что немного сузит разнообразие типов подвижного состава (например, автоматически исключаются поезда и электрички). Для определения перечня входных факторов я воспользовалась учебником «Пассажирские автомобильные перевозки» под редакцией М.Д. Блатнова. В итоге я решила использовать три входных параметра:

- Стоимость перевозки (руб/10км)- безусловно относится к главным факторам, т.к общество в целом находится на разных ступенях стратификационной лестницы. Кто-то может позволить всё, кто-то- ничего. Разумеется, если человек пенсионер, то он поедет на муниципальном транспорте, на который у него есть льготы, или проезд на котором дешевле, чем скажем на маршрутном такси. Т.к. мы договорились, что будем рассматривать городские перевозки, то нам нужна средняя его продолжительность. По данным на 1973 год продолжительность городского маршрута составляла около 7-ми километров - примем 10 км. Тогда стоимость перевозки будет измеряться в руб./10км. И примем диапазон стоимости перевозки в интервале от 1рубля до 40. Т.к пенсионер, пользующийся муниципальным транспортом, при покупке проездного билета тратит на поездку не более чем 1 руб. (в зависимости от кол-ва поездок), а скажем бизнесмен, владеющий личным джипом, может потратить на такую поездку, к примеру 40 рублей.

  1. Удобство пользования (2-5 баллов)- тоже важный входной фактор, человек может воспользоваться как удобным так и не удобным транспортом. Приведем пример: человек рано утром едет на работу. У него есть множество вариантов 1. он едет на автобусе или троллейбусе, но как мы знаем, в утренние часы имеется множество желающих уехать вместе с ним. И в итоге мы видим битком набитые автобусы, из которых постоянно доносятся чьи-то возгласы, что его придавили, ему неудобно, или просто просьбы не прикасаться к кому-либо. 2.человек едет на маршрутном такси- он тратит больше денег, но экономит свои нервы, у него после поездки чистая обувь, да и времени уходит меньше.

  2. Средняя скорость на маршруте - важный входной фактор. Приведу пример: поездка на автобусе общего пользования Центр - Энергетики протекает примерно 40 минут, а на такси вы доедете за 15- хороший компромисс для тех к кому можно применить поговорку время - деньги! По диапазону средняя скорость будет меняться от 20 до 60 км/час.

Конечно, можно было бы добавить еще пару важных факторов, таких как объем пассажирских перевозок, время суток, время года, когда осуществляется перевозка и.т.д. Но эти факторы, так или иначе, все равно влияют на те 3 главных, которые я выделил.

Проанализировав входные факторы, и сопоставив их со своими интересами, мы можем выделить и выходной. Им будет являться тип (разнообразие подвижного состава или проще то или иное транспортное средство). Сделаем больший уклон на автобусы, т. к. в нашей стране этим транспортом пользуются 85 % россиян.

Выходной фактор:

Тип транспорта

Термы:

  1. Автобусы большой вместимости (35-50 чел)

  2. Автобусы средней вместимости (20-35 чел)

  3. Автобусы малой вместимости (10-20 чел)

  4. Личные автомобили и такси ( до 8 чел включая водителя)

А теперь о каждом терме (группе) подробнее.

1. Автобус большой вместимости - к этой группе мы отнесем автобусы типа ИКАРУС, ЛИАЗ, ЛАЗ и весь троллейбусный парк города. Большинство подвижного состава этой группы принадлежит МПГПТ, проезд на них отличается низкой ценой билета 1-8 рублей, они являются неудобными для пользования (т.к большинство из них было сконструировано еще в 50-х годах прошлого столетия) поставим 2 , и скорость у них разумеется самая низкая 20-30 км/ч.

2. Автобусы средней вместимости - к этой группе мы отнесём атобусы типа КАВЗ, ПАЗ, Зил - Бычок. Большинство этих автобусов являются маршрутными такси, но есть среди них и муниципальный транспорт. Не сказать, что автобусы этой группы отличаются удобством от 1й группы поставим 3, но в скорости должны выигрывать ( средняя скорость 30-40 км/ч), а в цене на билет – проигрывают (10 руб).

3. Автобусы малой вместимости- в большинстве своем это ГАЗели. Проезд на них стоит не ниже 8 рублей, удобство оценим 4, средняя скорость вполне высокая 40-50 км/ч на маршруте. Являются самым опасным средством передвижения из всей выходной группы, не удобная посадка, зато водитель может остановить автобус вне остановочных пунктов.

4.Лиичные автомобили и такси - в эту группу можно добавить и служебные легковые автомобили. По скорости и удобству эта группа является неоспоримым лидером 50-60 км/ч и 5 соответственно, но по стоимости они будут являться самым дорогим транспортом (поездка по городу от 15 до 50 рублей). Эта группа в настоящий момент набирает свою мощность, количество легкового парка города неуклонно растет. Отнесем эту группу транспортных средств к более состоятельным гражданам, а средний человек пользуется ей чаще всего по нужде.

Определим базу знаний для оценки и выбора типа подвижного состава:

  1. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is BOLSHOY);

  2. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is BOLSHOY);

  3. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  4. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  5. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is OCHEN- NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  6. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  7. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  8. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  9. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  10. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  11. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  12. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is BOLSHOY);

  13. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is BOLSHOY);

  14. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  15. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  16. If (STOIMOST is SAMAYA-NIZ) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  17. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is BOLSHOY);

  18. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  19. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  20. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  21. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  22. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  23. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  24. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  25. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  26. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  27. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  28. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  29. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKO If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  30. SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  31. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  32. If (STOIMOST is NIZKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  33. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  34. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  35. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  36. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  37. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  38. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  39. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  40. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  41. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  42. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  43. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  44. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  45. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  46. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  47. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  48. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  49. If (STOIMOST is SREDNE) and (UDOBSTVO is SREDNE) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  50. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is SREDNIY);

  51. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  52. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is NEUDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  53. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNIY) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  54. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNIY) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  55. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNIY) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  56. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is SREDNIY) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  57. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  58. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  59. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  60. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is UDOBNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  61. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is OCHEN-NIZKAYA) then (OUTPUT is MALIY);

  62. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is NIZKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  63. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is SREDNAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

  64. If (STOIMOST is VISOKAYA) and (UDOBSTVO is OTLICHNO) and (SKOROST is VISOKAYA) then (OUTPUT is LEGKOVOY);

2.2 Реализация системы выбора типа подвижного состава в пакете Fuzzy Logic

Запустим MathLab и для загрузки основного fis-редактора наберем «fuzzy» в командной строке. После чего откроется новое графическое окно (Окно редактора FIS Editor).

Программа автоматически создала безымянный файл, и выбрала систему типа mandani, также программа автоматически добавила один входной параметр и один выходной, и присвоила им имена соответственно input 1 и output 1. Для реализации выбора типа подвижного состава добавим еще два входных параметра для моей задачи, т.к. входных параметров, определяющих тип подвижного состава - три, для этого в меню Edit выберем Add Variable… input 2 раза, после чего получим:

Рисунок 2 – Ввод входных параметров (Stoimost, Udobstvo, Skorost)

Переименуем входные и выходную переменные. Входные (Stoimost, Udobstvo, Skorost) а выходной TYPEPS. Для этого введем имена наших входов и выхода в поле Name, завершив ввод клавишей Enter. И затем перейдем в редактор функций принадлежности, выбрав в меню Edit соответственно пункт Membership functions:

Рисунок 3 - Функции принадлежности переменной STOIMOST

Для лингвистической оценки этой переменной будем использовать 4 терма с трапециидальными функциями принадлежности, для этого выберем из меню Edit команду Add MFs…, и выбираем MF Type - tramf , Number of MFs – 4, затем OK.Также зададим названия термов переменной STOIMOST в поле Name и диапазон изменения этой переменной в поле Range через пробел. Аналогично сделаем для входных переменных UDOBSTVO и SKOROST.

Рисунок 4 - Функции принадлежности переменной UDOBSTVO

Рисунок 5 - Функции принадлежности переменной SKOROST

Зададим функции принадлежности переменной TYPEPS. Для лингвистической оценки этой переменной будем использовать 4 термов с нелинейными функциями принадлежности. Зададим диапазон изменения переменной POKRYTIE, для этого наберем в поле Range [0 4] , затем в меню Edit выберем команду Add MFs… В появившемся окне выбираем 4 терма типа «Gausmf». Переименуем эти четыре терма как «BOLSHOY-A», «SREDNIY-A», «MALIY-A», «LEGKOVOY»:

Рисунок 6 - Функции принадлежности выходной переменной TYPEPS

Теперь перейдем в редактор базы знаний Rule Editor, для чего выберем в меню Edit команду dit Rules после этого мы увидим окно, показанное на рисунке 7.

Рисунок 7 - База знаний в Rule Editor после ввода 64 правил

Введем наш набор правил в базу знаний. Для этого необходимо выбрать в меню нужное сочетание команд и нажать Add Rule (добавить правило). Число, приведенное в конце в скобках представляет собой весовой коэффициент для соответствующего правила. Посмотрим нечеткий логический вывод нашей системы, для этого выберем из меню View команду Rules и посмотрим логический вывод для разных сочетаний входных параметров:

Рисунок 8 - Поверхность «входы (UDOBSTVO, STOIMOST) -выход (TYPEPS)» в Surface viewer

Рисунок 9 - Поверхность «входы (SKOROST, STOIMOST) -выход (TYPEPS)» в Surface viewer

Рисунок 10 - Поверхность «входы (SKOROST, UDOBSTVO) -выход (TYPEPS)» в Surface viewer

На рисунках 8-10 отображены поверхности нечеткого логического вывода. Проанализируем полученные поверхности. Рассмотрим поверхность со входами UDOBSTVO, STOIMOST (рисунок 8) из графика видно, что при увеличении стоимости проезда и при увеличении оценки удобства наш результат стремится к оценки 4 что соответствует самому дорогому и удобному транспорту - личному легковому автомобилю, а если у меня есть всего 5 рублей на проезд - то выход один идти на остановку и ждать свой троллейбус.

Посмотрим на зависимость скорость-стоимость (рисунок 9). Из этого графика видно, что в принципе если у вас есть деньги на маршрутное такси, то это вполне не плохой консенсус м/у скоростью и стоимостью.

Рассмотрим зависимость скорость-удобство (рисунок 10). Из этой зависимости видно, что при возрастании оценки удобства тип подвижного состава меняется от муниципального автобуса до личного транспортного средства, что и характерно для оценки скорости. Из этого графика можно сделать вывод - быстрое транспортное средство - удобное.

Сравнив поставленную цель, и полученный результат мы видим, что данная система работает правильно, это хорошо видно при визуализации нечеткого логического вывода в Rule Viewer (Рисунок 11).

Рисунок 11 - Визуализация нечеткого логического вывода в Rule Viewer

1. При малой стоимости (4,99), малом удобстве (2,31), малой скорости (24,1), тип (0,959) подвижного состава для пассажирских перевозок будет: Автобусы большой вместимости (35-50 чел.). Троллейбусный парк.

2. При средней стоимости (20,5), среднем удобстве (3,5), средней скорости (40), тип (2,82) подвижного состава для пассажирских перевозок будет: Автобусы средней вместимости (20-35 чел.). Маршрутные автобусы (ПАЗ, КАВЗ).

3. При большой стоимости (40), большом удобстве (5), большой скорости (60), тип (3,56) подвижного состава для пассажирских перевозок будет: личные легковые автомобили, такси, служебные легковые автомобили (до 8 человек включая водителя).

Заключение

В ходе работы была разработана система выбора типа подвижного состава для пассажирских перевозок. Программа является гибкой для каких - либо изменений. Простота составления и возможность проанализировать правильность своих действий вытекает из графиков зависимостей входных и выходного параметра. Если программа будет составлена логически не четко, то на графике это сразу же отобразится, и мы будем знать об ошибке составленных правил. Результат можно оценить как количественно, так и качественно, увеличить точность. К тому же программы такого рода могут существенно облегчить труд человека на том или ином предприятии.

Система контроля транспорта и учета топлива "СКАУТ" является системой дистанционного GPS/ГЛОНАСС мониторинга от одного до нескольких сотен транспортных средств. Это полноценный GPS контроль движения транспорта по основным параметрам. Системы контроля транспорта позволят вам оперативно анализировать работу транспортного отдела, что станет лучшим решением задачи обеспечения безопасности грузоперевозок. Спутниковая система контроля транспорта помогает более эффективно управлять любым автопарком и легко оптимизировать издержки, связанные с его содержанием.

Список литературы

  1. Методические указания «Информационные технологии на транспорте», Борщенко Я.А.

  2. TEXX [Электронный ресурс] . – Режим доступа: http://www.msk-gps.ru, свободный – Загл. с экрана.

  3. «Пассажирские автомобильные перевозки» под редакцией М.Д.Блатнова. 1973 г. 301стр.