Молодые ученые: Принципы распространения света в логистике

Аспирант НИ ИрГТУ Дмитрий Бухаров предложил использовать принципы геометрической оптики, открытые в 17 веке, для решения современных логистических задач. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований - эксперты назвали данный подход неожиданным и принципиально новым. Диссертационное исследование Д. Бухарова <Технология решения задач оптимизации, возникающих в транспортной логистике> стало основанием для присуждения аспиранту именной стипендии губернатора Иркутской области по итогам 2011-2012 гг.

Дмитрий Бухаров обучается на первом курсе аспирантуры по специальности «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ». Аспирант изучает применение математических моделей и методов в решении задач транспортной логистики - науке об управлении информационными и материальными потоками в процессе движения товаров. Оптимальным в логистике считается маршрут, по которому возможно доставить логистический объект в кратчайшие сроки с минимальными затратами  и повреждениями. 

На первый взгляд, чтобы найти наиболее выгодную точку расположения магазина или склада, необходима только карта города, на которой наглядно видно, как далеко друг от друга будут расположены магазины, склады или другие интересующие нас объекты. Взглянув на нее, мы приблизительно получим представление о расходе топлива и временных затратах на перевозки. Для решения задач транспортной логистики, касающихся оптимального маршрута, оптимального размещения логистического центра - аспирант и его научный руководитель (профессор кафедры автоматизированных систем НИ ИрГТУ Александр Казаков) предложили методы, в основе которых лежат принципы распространения света: Ферма и Гюйгенса.

«Согласно принципу Ферма, луч света в некоторой среде выбирает кратчайший по времени передвижения маршрут, - рассказывает Д. Бухаров. – Принцип Ферма связан с принципом Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит световая волна, является, в свою очередь, источником вторичных волн. Объединив эти взаимосвязанные принципы, мы стали решать задачу оптимального маршрута. Проблема состояла в том, чтобы построить вычислительный алгоритм, который позволяет воспроизвести эти принципы на компьютере. Поэтому мы разработали специальное программное обеспечение, объединив два принципа в виде вычислительного алгоритма. На этой идее основаны все разрабатываемые методы. Мы выпускаем световую волну из некоторой точки на заданной местности (город А) и просчитываем движение волны до конечной точки (город В). Наличие вторичных источников позволяет определить первый квант света, который достиг города В, и построить оптимальный маршрут передвижения данного кванта. На самом деле, выпускаемая световая волна - это метафора. Речь идет о математической функции, которая имитирует принципы распространения света».

Д. Бухаров пояснил, что на основе численных алгоритмов разработана программная система «ВИГОЛТ», позволяющая эффективно решать поставленные логистические задачи. Программа учитывает различные критерии: ландшафт местности, расстояние, скорость, время в пути, информацию о пробках на дорогах и др. Например, с помощью математических методов можно определить оптимальное место расположения склада, магазина, пункта «Скорой помощи» или кратчайший путь до интересующего объекта. Автор отмечает, что его разработкой заинтересовались бизнес-структуры.

Ссылка на оригинал статьи