Development of the basic principles of modeling the processes of formation and maintenance of oncoming traffic flows in the cognitive transportation system of inland waterways
Authors: Лукомская О.Ю. , Лукомский Ю.А. , Шаталова Н.В. 
Published: September 2022

В рамках создания сложной когнитивной транспортно-логистической системы внутренних водных путей России рассмотрены вопросы моделирования процессов формирования обслуживания встречных транспортных потоков в когнитивной транспортной системе. Актуальность исследования подтверждается стратегией развития и цифровой трансформацией транспорта страны. Применение аппарата системной инженерии для построения интеллектуальных транспортных систем позволяет на всем жизненном цикле выделить проблемный кластер, требующий новых принципов разработки в условиях создания цифровых двойников в виртуальном пространстве «Цифровая верфь». Для оценки эффективности модели управления движением беспилотных подвижных объектов внутренних водных путей предложено рассмотреть принципы «нейроуправления» шлюзовой системы. Для этого было проведено построение искусственной нейронной сети и ее исследование методом моделирования темпоральности процесса диспетчеризации транспортных потоков на примере трассы Волго-Донскогосудоходного канала. Обсуждается возможность применения таких индексных методов поиска кратчайшего пути, как алгоритмы Дейкстры, Флойда и Форда-Беллмана, для оптимизации временного, экологического и энергетического критериев работы шлюзовой системы судопропуска. Для получения наиболее точных оценок проведенного моделирования требуется дальнейшее исследование процессов, протекающих в когнитивной транспортной системе, т.е. необходимо детализирование разрабатываемых сценариев функционирования в модели управления процессов.

The issues of modeling the processes of forming the service of oncoming traffic flows in a cognitive transportation system for creating a complex cognitive transportation and logistics system of inland waterways of Russia are considered. The relevance of the study is confirmed by the development strategy and digital transformation of the country's transportation. The use of the system engineering apparatus for building intelligent transportation systems makes it possible to identify a problematic cluster throughout the entire life cycle that requires new development principles in the context of creating digital twins in the Digital Shipyard virtual space. To evaluate the effectiveness of the model for controlling the movement of unmanned mobile objects of inland waterways, it is proposed to consider the principles of "neural control" of the gateway system. For this, an artificial neural network was built and its study was carried out by modeling the temporality of the traffic flow dispatching process using the example of the Volga-Don shipping canal route. The possibility of using index methods for finding the shortest path, the algorithms of Dijkstra, Floyd and Ford-Bellman, for optimizing the time, environmental and energy criteria for the operation of a navigation lock system is discussed. To obtain the most accurate assessments of the simulation performed, further research is required on the processes occurring in the cognitive transportation system, more accurate development of scenarios for the functioning in the control model of the processes of formation and maintenance of traffic flows is necessary.