Диссертация (792540), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Перечисленные программные продуктыдопускают некоторые настройки для удобства пользователя, например,236считывать данные разного формата, но использовать методы и алгоритмы,изначально не заложенные в программу, нельзя. Также отсутствуетвозможность задавать способ и результаты отображения расчётов. В связи сэтим, можно сделать вывод о невозможности с помощью данныхпрограммныхпродуктовреализовыватьмодифицированныйметодкластеризации «с проекцией» и другие методы, расширяющие возможностииспользования кластерного анализа для практического решения поставленныхзадач, связанных с размещением терминально-логистических объектов КТС.Первые эксперименты были проведены на программном продуктеWEKA.
Это бесплатный программный пакет, имеющий открытый исходныйкод (возможность переписывать и изменять отдельные модули по назначениюисследователя). Была использована его архитектура - общая структурапрограммы, описаны взаимодействия между различными модулями. Наначальном этапе исследования работа программного продукта с данными, атакже гибкость в плане добавления новых (собственных) возможностейудовлетворяла поставленным задачам. Способ загрузки данных подвергалсяминимальной корректировке, добавлялись лишь нужные поля и их формат.При отображении результатов было возможно корректировать и добавлятьразличную геометрию на выходной график.
Отображение результатов работыпрограммы WEKA в графической форме представлено на рисунке 6.2.Однаковпроцессепроведениямногочисленныхпрактическихэкспериментов на данном программном продукте были выявлены следующиенедостатки:1.Программныйпакеториентированисключительнонафундаментальные исследования - тесты, проверки, и оперирует понятиями:атрибуты, типы, свойства, объекты, константы и т.д. Это прослеживалось какна уровне разработки, так и на пользовательском уровне (все характеристикистанций и производств отображались под названиями атрибутов: атрибут 1,атрибут2,атрибут3ит.д.,(грузоотправители/грузополучатели)авсегдастанциииименовалисьпроизводствакакпросто237объекты).
Это усложняло вычисления, потому что все наименования, объекты,характеристики и их типы нужно было переводить в формат, которыйиспользовала программа.Рисунок 6.2 – Отображение результатов работы программы WEKA2. Трудоёмкая и ненаглядная визуализация результатов. Все результаты(независимо от предметной области) отображались в виде подкрашенныхкрестиков на белой системе координат. Следовательно, для получениянаглядного графического изображения приходилось дорисовывать выходныеформы - соединять крестики с центрами кластеров линиями, подрисовыватьлиниями железнодорожные направления и пр.Из-за обобщенности данной программы был сделан вывод о её лишьчастичной пригодности для постоянной работы в какой-то предметнойобласти (для рядового пользователя).2383.
Несмотря на то, что WEKA допускает дописывание алгоритмическихмодулей, его программная архитектура очень обобщена, при этом сам пакеточень большой, что также усложняет разработку. Для начала приходилосьопределять в каком месте нужно создавать модуль, потом определять, как онсвязан со всем остальным, т.е. приходилось подстраиваться под архитектуруWEKA, что сказывалось на понятности кода и производительностивычислений.4. Вывод необходимых результатов расчетов в формат, который былнеобходим, потребовал написания своей небольшой подсистемы, потому чтосистема не поддерживала вывод в excel и не выдавала все нужные значениярасчетов.С повышением требований к визуализации результатов и заявки на то,что эта система могла бы использоваться в реальном проектировании, всталвопросопользовательскойстороне,т.е.удобствеиспользования,интерактивности, специфичности для конкретной предметной области.В связи с этим, был разработан совершенно новый программныйпродукт, позволяющий использовать его для прикладных исследований.
Принаписании продукта учитывались следующие требования:- кроссплатформенность (возможность работы программы на любойОС);- наличие большого количества библиотек;-универсальность(языкдолженпредоставлятьвозможностьпрограммирования в разных парадигмах - в разных стилях и разнымиспособами);- типизированность (язык должен использовать строгие типы длякаждого вида данных, это повышает надежность системы);- использование объектно-ориентированного программирования.Разработанный программный продукт для практического использованиясоздан путем описания объектов (моделей реальных или абстрактныхпредметов, или сущностей), методов (действий этих объектов), с помощью239которых эти объекты могут взаимодействовать между собой и обладаютследующими характеристиками:1.
Использованы языки программирования Java + JavaScript (длявизуализации и работы с картой). Являясь одними из самых популярныхязыков программирования, они позволяют использовать большое количествопрограммных библиотек, а также дают возможность использования части уженаписанных подсистем при адаптации программы WEKA (так как WEKA тоженаписана на языке Java).2. Архитектура программного средства была разработана с учетомадаптации под конкретную предметную область задач оптимизацииместорасположения транспортно-логистических объектов, на основаниизнания того, в какую сторону будет развиваться система, где нужно оставитьвозможность для расширения, а где сделать более связанную и простуюархитектуру.3.
Реализована возможность визуализации, ориентированной натранспортные задачи: с картами, с дорогами, с изменением масштаба, санимацией (рис. 6.3).4. Реализован удобный пользовательский интерфейс: большая площадьэкрана отведена под карту (с учетом сокрытия ненужных в данный моментэлементов управления), возможность гибкой настройки кластеризации через«мастер настройки» (диалогового режима общения с пользователем, вкотором он определяет параметры и настройки кластеризации и осуществляетвывод результатов), во всем интерфейсе присутствуют термины предметнойобласти.240Рисунок 6.3 - Отображение результатов в разработанной программе6.3 Описание исходных данных для апробации разработанной методологиина примере Приволжского федерального округаДля проведения экспериментальных расчетов, апробации методологиии алгоритмов, предлагаемых в работе, был выбран Приволжский федеральныйокруг (ПФО).В состав ПФО входят 14 субъектов РФ: Республика Башкортостан,Республика Марий Эл, Республика Мордовия, Республика Татарстан,Удмуртская Республика, Чувашская Республика, Пермский край, Кировская,241Нижегородская, Оренбургская, Пензенская, Самарская, Саратовская иУльяновская области [202].Центром Приволжского федерального округа является г.
НижнийНовгород.Извсехтерриториальнымисубъектовокругаадминистративными6являютсяобразованияминационально-РеспубликаБашкортостан, Республика Марий Эл, Республика Мордовия, РеспубликаТатарстан, Удмуртская Республика и Чувашская Республика [202].Территория Приволжского федерального округа занимает 6,1%территории России (более 1 млн. кв. километров). Здесь проживаетмногонациональное население – 21,3% от общего числа граждан страны(более 30 млн. человек): это второй по численности населения федеральныйокруг после Центрального. Доля округа в общероссийском ВВП превышает15%.Приволжский федеральный округ входит в число наиболее плотнонаселенных территорий России.
Он занимает близкое к географическомуцентру России положение с достаточно плотным расселением населения вомногих регионах округа, что определяет потенциальные обширные рынкипотребительских товаров, произведенных на территории округа [202].Особенностью географического положения округа является отсутствиевыхода к Мировому океану и относительная удаленность от морских портов.Однако такое положение не препятствует торговле на внутренних имеждународных рынках. Округ конкурентоспособен в отношении поставокготовой продукции не только в центральные, южные и собственные регионыс высоким потребительским спросом, но также в страны Европейского союзаи Ближнего Востока [202].Уникальность округа в том, что он расположен на перекресткемеждународных транспортных коридоров, соединяющих Сибирь и ДальнийВосток, а также страны Восточной Азии с европейской частью России игосударствами Европы [202].242К конкурентным преимуществам географического положения округаотносится также наличие удобных выходов на Западный Казахстан,Узбекистан, Таджикистан.
В округе достаточно высок уровень развитиятранспортной инфраструктуры. Приволжский федеральный округ занимаетвторое место в России по плотности железных дорог (143 км путей на 10 тыс.кв. км территории). По территории округа проходят линии Северной,Горьковской, Приволжской, Куйбышевской, Юго-Восточной и Свердловскойжелезных дорог, Северный и Южный ходы Транссиба; действуют 58железнодорожных станций, открытых по параграфу тарифного руководствадля работы с крупнотоннажными контейнерами [202], [248], [249], [263].Приведенные характеристики показываютбольшую размерностьпоставленной для решения задачи и позволяют оценить возможностьприменения разработанной методологии для всех Федеральных округов итерритории РФ в целом.Кроме того, анализируя субъекты ПФО, выяснилось, что каждая изреспублик и областей имеет свою программу развития транспортнологистических узлов, строительства терминально-логистических объектов итранспортной сети в целом.Так в рамках государственной программы «Развитие транспортнойсистемы в Республике Башкортостан» планируется строительство иреконструкциятранспортныхузлов,логистическихцентровижелезнодорожных линий для формирования устойчивых транспортных связейреспублики.
Программа предусматривает строительство логистическогоцентра в районе железнодорожной станции Уршак, на который планируетсявыделить 1470,5 млн. рублей из внебюджетных источников. Также в рамках«Схемы территориального планирования республики Башкортостан до 2020года» планируется развить инфраструктуру и обновить парк транспортныхсредств грузового речного порта «Агидель». Стоимость проекта около 2 млрд.долларов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
