МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 69 Гурбанов Ы., Язмурадов К., Эмирсоюнов С.

Гурбанов Ы.

старший преподаватель дорожный-строительный факультет Туркменский государственный архитектурно-строительного институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

Язмурадов К.

студент

дорожный-строительный факультет Туркменский государственный архитектурно-строительного институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

Эмирсоюнов С.

студент

дорожный-строительный факультет Туркменский государственный архитектурно-строительного институт

(г. Ашхабад, Туркменистан)

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Аннотация: математическое моделирование играет важную роль в дорожном строительстве, позволяя улучшить проектирование, эксплуатацию и управление дорожными системами. В статье рассматриваются основные задачи моделирования: проектирование дорожных покрытий, моделирование транспортных потоков, оптимизация ресурсов и оценка воздействия на окружающую среду. Приводятся современные методы моделирования, такие как метод конечных элементов, статистические методы, имитационное моделирование.

Ключевые слова: математическое моделирование, дорожное строительство, транспортные потоки, проектирование дорожных покрытий, цифровые двойники,

машинное обучение.

Математическое моделирование играет ключевую роль в современных подходах к проектированию, строительству и эксплуатации дорожной инфраструктуры. Оно позволяет значительно улучшить процесс принятия решений, минимизировать ошибки и оптимизировать использование ресурсов. В дорожном строительстве моделирование применяется для различных задач, от анализа прочности и долговечности конструкций до управления транспортными потоками.

Задачи математического моделирования в дорожном строительстве.

1. Проектирование дорожных покрытий.

Одной из ключевых задач при строительстве дорог является проектирование долговечных и устойчивых дорожных покрытий. Для этого необходимо учитывать различные физические и механические параметры, такие как нагрузка от транспортных средств, климатические условия, свойства материалов и т.д. Математические модели позволяют прогнозировать поведение дорожного покрытия при различных сценариях эксплуатации, включая анализ износа и деформации на протяжении жизненного цикла.

Например, широко используются модели прогнозирования усталостной трещиноватости и колееобразования асфальтобетонных покрытий, которые позволяют оценить срок службы дороги и выбрать оптимальные материалы и конструктивные решения.

2. Моделирование транспортных потоков.

Эффективное управление транспортными потоками необходимо для обеспечения высокой пропускной способности дорог и снижения вероятности заторов. Моделирование транспортных потоков — это сложная задача, которая включает в себя анализ поведения большого количества автомобилей, дорожных условий, взаимодействий между транспортными средствами, а также анализ эффективности дорожных знаков и светофоров.

С помощью математического моделирования можно прогнозировать

поведение транспортных потоков на различных участках дороги и в условиях разных сценариев (час пик, аварии, погодные условия). Такие модели позволяют оптимизировать дорожные развязки и маршруты, а также внедрять интеллектуальные транспортные системы (ИТС).

3. Оптимизация использования ресурсов.

Математическое моделирование также помогает оптимизировать использование ресурсов на стадии строительства дорог. Задача состоит в том, чтобы минимизировать затраты на материалы, труд и технику, при этом обеспечивая высокое качество строительства. Модели позволяют рассчитать оптимальные объемы материалов, время выполнения работ и распределение ресурсов, исходя из имеющихся ограничений по времени и бюджету.

Оптимизация логистики строительных процессов также возможна с помощью математических моделей. Например, с их помощью можно определить наилучший способ транспортировки материалов на строительную площадку с минимальными затратами и потерями времени.

4. Анализ воздействия на окружающую среду.

Дорожное строительство неизбежно оказывает влияние на окружающую среду. Математические модели могут быть использованы для оценки уровня выбросов вредных веществ, воздействия на водные и почвенные ресурсы, а также для прогнозирования уровня шума. Такие модели необходимы для разработки мер по снижению негативного воздействия на природу и обеспечения соблюдения экологических стандартов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Малышев, В.А., Математические методы в дорожном строительстве. М.: Транспорт, 2018;

2. Петров, И.И., Смирнов, А.В., Моделирование транспортных потоков и дорожной инфраструктуры. СПб.: Политехника, 2020;

3. Чернышев, Д.В., Имитационное моделирование транспортных систем. М.: Машиностроение, 2019

Gurbanov Y., Yazmuradov K., Emirsoyunov S.

Gurbanov Y.

Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)

Yazmuradov K.

Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)

Emirsoyunov S.

Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)

MATHEMATICAL MODELING IN ROAD CONSTRUCTION

Abstract: mathematical modeling plays an important role in road construction, allowing to improve the design, operation and management of road systems. The article discusses the main tasks of modeling: road surface design, traffic flow modeling, resource optimization and environmental impact assessment. Modern modeling methods such as the finite element method, statistical methods, and simulation are presented.

Keywords: mathematical modeling, road construction, traffic flows, pavement design, digital twins, machine learning.