Барамидзе В.Б. учитель географии ГОУ ЦО 1830
Как формируется рисунок транспортных сетей в странах и городах? Какие закономерности развития есть у транспортных сетей? Почему так, а не иначе они развиваются? Если мы будем точно знать, как устроена транспортная сеть, по каким законам она развивается, мы сможем понять: - какие магистрали стоит строить в первую очередь, а какие во вторую; - как они могут улучшить связь не только между двумя городами, но и сразу между несколькими соседними областями и регионами. Мы сможем понять как создавать более надёжные транспортные сети, которые не будут закупориваться автомобильными пробками и закрываться на несколько дней после даже незначительной аварии. 2
Методы анализа транспортной сети разделяются на две принципиально разные группы – картографические и аналитические (математические), в том числе графические и численные методы. По моему мнению, наиболее рациональной является методика анализа транспортной сети, основанная на аналитическом и численном методе математического исследования и позволяющая провести анализ транспортной сети на предмет ее соответствия текущим и перспективным экономико – географическим условиям. 3
Внедрение современных методов преподавания основанных на интегрировании таких предметов как география и математика позволяет развить интерес учащихся к научным исследования и тем самым положительно влияет на дальнейшую профориентацию выпускников. 4
Наиболее показательной и наглядной методикой анализа транспортной сети являются методы анализа, основанные на теории графов, где транспортная сеть может быть представлена в виде функционально-логической модели (ФЛМ). По своей сути ФЛМ является графом транспортной сети, где каждой вершине (узлу) и каждому ребру (ветви) приписывают определенный набор параметров и переменных и к ней, к ФЛМ, применимы такие же методы математического анализа, что и для графов. 5
Граф- это средство представления состава и структуры системы. Граф состоит из вершин, связанных ребрами. Граф в котором все линии направлены называется ориентированным Взвешенный граф – это граф, в котором с вершинами или линиями связана некоторая дополнительная информация. Эта информация называется весом вершины графа. Вес вершины графа позволяет отобразить на графе не только структуру системы, но и различные свойства компонентов и связей, количественные характеристики 6
ФЛМ транспортной сети предназначена, в первую очередь, для описания в виде связанного графа схемы транспортных коммуникаций (автомобильных и железных дорог, авиалиний и водных маршрутов) с целью их последующего анализа. Транспортная сеть содержит 2 основных типа объектов (узлы и дуги). Узлы являются обычными точечными объектами, характеризуемыми координатами на плоскости. Узлы могут дополнительно характеризоваться такими параметрами, как запреты на выполнение некоторых маршрутов (входов и выходов из узла) и время их выполнения. Дуги являются линейными объектами – ломаными, соединяющими пару узлов транспортной сети и проходящими через последовательность промежуточных точек. Каждая дуга характеризуется длиной или временем движения по ней, разрешенными направлениями движения, классом дороги или пропускной способностью и др. 7 Выбор методики анализа
Транспортная сеть – это система. Система – это целое, состоящее из элементов, связанных между собой. В состав транспортной сети входят следующие элементы: - дороги; - транспортные узлы и т.д. Обычно, мы не знаем строение самой системы, но знаем входы и выходы. В таких случаях мы говорим, что система рассматривается, как «Черный ящик»; Любая система взаимодействует с окружающей средой и сама оказывает на нее влияние. 8
Таким образом: Представить некоторую систему в виде «черного ящика» - это значит указать входы и выходы, а также зависимость между ними (при наличии). - воздействие среды на систему представляется в виде входов в ФЛМ - воздействие ФЛМ на окружающую среду представляется в виде выходов ФЛМ. Для описания системы на формальном языке входы и выходы характеризуются какими либо величинами, которые называются параметрами 9
Рисунок 1 - Граф железнодорожной сети 10
Узлы - это города, через которые проходит сеть дорог. Дуги - это участки пути, соединяющие соответствующие города. Каждая дуга имеет свою пропускную способность. В сети кроме транзитных потоков существуют внутренние транспортные потоки, которые значительно снижают пропускную способность участка сети дорог. В каждом узле происходят процессы формирования и расформирования составов. ЗАДАЧА: «Пусть имеется один узел отправления и один узел назначения. Требуется определить с учётом структуры сети и имеющихся параметров максимальный поток в сети с минимальными затратами всех ресурсов». Таким образом, ставится задача определения с помощью имитационной модели максимального потока между начальным и конечным узлом графа, поиск узких мест в сети, устранение которых позволит достичь оптимальной организации потоков в железнодорожной сети. 11
В конечном результате уроки - практикумы с применением данной методики позволяют: - сформировать у учащихся представление о пространственном расположении транспортной сети; - проанализировать состояние транспортной сети; - выявить недостатки в ее расположении; - разработать перспективный план развития с учетом поставленных учителем экономико- географических условий. Но, что особенно важно, данная методика позволяет развивать творческие способности учащихся и стимулирует их к дальнейшим научным исследованиям с применением новых научных методов. 12