ГРАФОВІ АЛГОРИТМИ У ЗАДАЧАХ ГУМАНІТАРНОЇ ЛОГІСТИКИ - Scientific conference
Main page
UA RU EN

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

ГРАФОВІ АЛГОРИТМИ У ЗАДАЧАХ ГУМАНІТАРНОЇ ЛОГІСТИКИ

17.01.2024 23:24

[1. Information systems and technologies]

Author: Новік Аліса Анатоліївна, студентка гр. ТК-22м-1, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара; Клименко Світлана Володимирівна, кандидат технічних наук, доцент, зав. каф. ТКІ, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара


Анотація: Ця стаття розглядає застосування графових алгоритмів у контексті гуманітарної логістики, особливо в умовах військового конфлікту в Україні. Вона зосереджується на плануванні та оптимізації маршрутів для доставки гуманітарної допомоги з використанням алгоритмів пошуку найкоротшого шляху. У дослідженні моделюється логістична мережа, що охоплює ключові українські міста, з врахуванням реальних умов, таких як пошкодження інфраструктури та воєнні дії.

Ключові слова: Графові алгоритми, гуманітарна логістика, найкоротший шлях, оптимізація маршрутів, військовий конфлікт, Україна, алгоритм Дейкстри, ефективність доставки, логістична мережа, планування маршрутів

Вступ

З початком військових конфліктів в Україні з'явилася гостра необхідність у ефективному розподілі та доставці гуманітарної допомоги до постраждалих районів. Складність гуманітарної логістики значно зростає через руйнування інфраструктури, таких як дороги та мости, а також через нестабільність в регіонах конфлікту. У таких умовах важливо розробити оптимальні стратегії доставки, які б мінімізували час та ресурси, необхідні для надання допомоги.

Ця стаття розглядає застосування графових алгоритмів у задачах гуманітарної логістики. Графові алгоритми — це потужний інструмент, який може допомогти в плануванні та оптимізації маршрутів у складних і динамічно мінливих умовах. Вони дозволяють моделювати різні логістичні мережі та швидко адаптуватися до змін у географічному розміщенні та доступності регіонів.

Мета цього дослідження полягає у вивченні можливостей застосування графових алгоритмів для вирішення реальних логістичних задач, що виникають у гуманітарних операціях в Україні. Аналізуючи сценарії реальних транспортних мереж між ключовими містами, такими як Київ, Львів та Дніпро, ми демонструємо, як математичні моделі можуть бути використані для визначення найефективніших маршрутів доставки допомоги.

Ця стаття сприятиме кращому розумінню того, як передові алгоритмічні методи можуть бути використані для вирішення практичних задач у сфері гуманітарної допомоги, а також відкриває нові можливості для подальших досліджень у цій галузі.

Методика Експерименту

Графова теорія дозволяє нам моделювати складні системи та відносини між різними об'єктами, що є надзвичайно важливим у контексті планування та оптимізації логістичних мереж.

1. Основні визначення графової теорії

• Граф - це математична структура, що складається з набору точок (вершин) та ліній (ребер), які з'єднують ці точки.

• Вершина представляє собою вузол у графі, який може символізувати місто, склад або інший ключовий пункт у логістичній мережі.

• Ребро відображає зв'язок між вершинами, такий як шлях між двома містами або маршрут доставки.

• Вага на ребрі може відображати відстань, час у дорозі, вартість або інші параметри.

2. Ключові алгоритми графової теорії

• Алгоритм Дейкстри використовується для знаходження найкоротшого шляху між двома точками на графі. Цей алгоритм є ідеальним для визначення ефективного маршруту доставки в умовах, де важливо мінімізувати час або відстань.

• Алгоритм Беллмана-Форда застосовується в мережах, де ваги ребер можуть бути негативними, дозволяючи враховувати складніші логістичні сценарії.

• Алгоритм A* - це пошуковий алгоритм, який використовує оцінки вартості для оптимізації пошуку, що дозволяє швидше знаходити найефективніші маршрути в складних мережах.




Рис. 1 — логістичний граф шляху

Результати Експерименту

Створимо модель на основі алгоритму Дейкстри, що імітує реальну транспортну мережу між важливими українськими містами, такими як Київ, Одеса, Львів та Дніпро. З використанням Python та бібліотеки NetworkX ми розробили граф, який відображає транспортну мережу. Кожен вузол у графі представляє місто, а ребра — можливі шляхи між ними. Ваги ребер відображають відстань або час подорожі, а також враховують додаткові складнощі, такі як пошкоджені дороги чи обмеження через зони конфлікту. Результат генерацї графічної репрезентації моделі можна побачити на Рисунку 

Застосування алгоритму Дейкстри до створеного графа дозволило визначити найефективніші маршрути для доставки гуманітарної допомоги. Наприклад, ми виявили оптимальний маршрут від Києва до Дніпра, що оминав пошкоджені ділянки і забезпечував швидку доставку.

Результати були візуалізовані за допомогою графічних зображень, які показують розміщення міст і маршрутів між ними. Це наглядно демонструє, як алгоритми можуть впорядковувати і оптимізувати логістичні мережі у викликах реального світу.

Модель було застосовано до конкретних сценаріїв, які відображають реальні умови в Україні. Це включало різні варіанти маршрутів з урахуванням часу, вартості та безпеки. Модель показала, що за допомогою графових алгоритмів можна значно поліпшити ефективність доставки допомоги, мінімізуючи час та витрати.

Аналіз результатів показує, що використання графових алгоритмів у гуманітарній логістиці може значно покращити процес планування та виконання завдань доставки в умовах конфлікту. Алгоритми забезпечують гнучкість у прийнятті рішень та дозволяють швидко адаптуватися до змінних умов.

Висновок

Результати цього дослідження підтверджують значення графових алгоритмів у вирішенні складних логістичних задач. Вони демонструють, як з допомогою математичного моделювання можна ефективно управляти розподілом ресурсів у вимогливих умовах, відкриваючи нові перспективи для гуманітарної логістики та відновлення інфраструктури.

Цей експеримент і його результати вносять важливий внесок у розуміння потенціалу графових алгоритмів у плануванні та виконанні гуманітарних операцій, особливо в регіонах, що зазнають військових конфліктів і природних катастроф.

Література

1. Кафедра комп’ютерних наук та кібернетики, Київський національний університет імені Тараса Шевченка. (2020). "Побудова та аналіз алгоритмів. Лекції". Київ. С. 135.

2. Сергиенко І. В., Гуляницький Л. Ф., Сиренко С. І. (2009). "Класифікація прикладних методів комбінаторної оптимізації". Кібернетика та системний аналіз, № 2, с. 70-80.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Another articles in this section

Сonferences

Conference 2024

Conference 2023

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення