1

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования

«ФИНАНСОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»

Факультет ПМ и ИТНаправление подготовки: Прикладная информатика

Кафедра: Прикладная информатика

Выпускная квалификационная работа на тему: Компьютерное моделирование и анализ структуры дорожной сети РФ

методами теории сложных сетей

Выполнил:Буянов Денис Сергеевич 

 Научный руководитель:Макрушин Сергей Вячеславович

Москва 2016

Актуальность темы•Актуальность данной выпускной квалификационной работы

обусловлена тем, что финансирование дорожной отрасли – одно из самых

затратных и долгосрочных инвестиций государственного значения.

2

Целью работы является анализ дорожной сети с точки зрения теории

сложных сетей.

Основные задачи:

Сбор исходных данных для компьютерной модели дорожной

сети.

Создание компьютерной модели дорожной сети.

Проведение анализа компьютерной модели дорожной сети

методами теории сложных сетей.

Визуализация и интерпретация результатов анализа.

Цель и задачи ВКР

Сбор исходных данных

3

OpenStreetMap — это открытая карта всего мира, позволяющая осуществлять

свободную эксплуатацию и редактирование картографических данных.

Карта Российской Федерации занимает 41,6 гб.

Фильтрация исходных данных

4

После фильтрации карта Российской Федерации занимает 533 мб.

Создание компьютерной модели

5

Для анализа модели необходимо:

1. Убрать дороги внутри

города.

2. Исключить

промежуточные узлы.

Исключение городской дорожной сети

6

Для исключения городской дорожной сети был разработан алгоритм,

который ищет область города, затем удаляет все связи внутри города и

добавляет новые ребра.

Исключение промежуточных точек

•Алгоритм удаляет промежуточные узлы в сети и строит новые

ребра, суммируя длину дороги.7

Результат создания компьютерной модели

8

Результатом создания

компьютерной модели

является граф, в котором

сохранены населенные

пункты и перекрестки

междугородних дорог.

Дороги представлены в виде

ребер с атрибутами (длинна,

название, покрытие и т.п.).

Из картографических данных размером

563,5 мб, получился граф размером 1 мб.

Анализ графа дорожной сети

9

Распределение узлов по эксцентриситетам

Коли

чест

во

Распределение по степени узла

Степень

Коли

чест

во

Эксцентриситет

Эксцентриситетом узла называется наибольшее геодезическое расстояние

между узлом и любой другой вершиной. Его можно рассматривать как меру,

насколько вершина отдалена от самой дальней вершины графа.

Визуализация и интерпретация результатов анализа

10

Центральность по

посредничеству — это

мера центральности узла

в сети, равная количеству

кратчайших путей от

каждой вершины до всех

остальных вершин,

проходящих через

данный узел.

Распределение центральности по посредничеству

Визуализация и интерпретация результатов анализа

11

Распределение центральности по близости

Степень центральности

показывает, кто является

наиболее активным узлом в

сети. Центральность

показывает, насколько

данный узел близок по

отношению к другим узлам в

сети.

12

ВыводыЦель работы заключалась в анализе дорожной сети с точки зрения теории сложных

сетей. Для достижения указанной цели был поставлен ряд задач, задачи были решены в

полном объеме, цель достигнута.

Актуальность полученных результатов:

В дорожной сети РФ имеется постоянная необходимость ремонта и содержания

автомобильных дорог, в связи с чем существует необходимость распределения средств

на ремонт и эксплуатацию дорог. Для максимально эффективного управления сложной

системой необходимо учитывать важнейшие особенности ее внутренней структуры.

•Потенциальным применением данных результатов является их использование в

приоритезации работ по обслуживанию дорожных объектов и развитию дорожной сети.

•Развитие данного анализа может применятся при анализе эффективности

функционирования дорожных сетей с точки зрения топологического устройства.

13

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего образования

«ФИНАНСОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ»

Факультет ПМ и ИТНаправление подготовки: Прикладная информатика

Кафедра: Прикладная информатика

Выпускная квалификационная работа на тему: Компьютерное моделирование и анализ структуры дорожной сети РФ

методами теории сложных сетей

Выполнил:Буянов Денис Сергеевич 

 Научный руководитель:Макрушин Сергей Вячеславович

Москва 2016