Information technology of the Optimizing Internal Railway Transportation Paths in Metallurgical Enterprises Using Dijkstra's Algorithm
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
This paper explores the theme of "Information Technology Based on Dijkstra Algorithm in Metallurgical Railways." It discusses the application of the Dijkstra algorithm to optimize the selection of railway transportation paths in the metallurgical industry, aiming to enhance transportation efficiency, reduce costs, and alleviate the workload of internal railway employees in metallurgical enterprises. With the continuous advancement of the metallurgical industry, the growth in production volume has led to a significant increase in the frequency of molten iron transportation, making the role of railway transportation increasingly important. However, the complex layout of railway lines within metallurgical plants, numerous switches, coupled with the high speed of shunting and the diversity of transportation demands, pose considerable challenges for railway path planning.
The Dijkstra algorithm, as an efficient tool for shortest path searches, has demonstrated significant effectiveness in addressing route planning issues. Its potency stems from its ability to manage single source shortest path problems, its path recording mechanism, and its graphical representation advantages. The essence of this algorithm lies in its gradual expansion process: starting from the origin, it visits nodes in the graph one by one and calculates the shortest path from the starting point to each node. The Dijkstra algorithm not only effectively identifies the shortest path but also records the specific details of the path, providing comprehensive reference information for subsequent path selection.
This paper initially outlines the core concepts of the Dijkstra algorithm and its applicability in the field of route planning. Following that, a path optimization strategy based on the Dijkstra algorithm is designed, tailored to the specific characteristics of metallurgical railway transportation. This strategy takes into account not only the distance aspect of the path but also comprehensively considers multiple dimensions, including safety, economic cost, time efficiency, and expansion potential, all in an effort to find the optimal transportation solution.
By constructing a mathematical model and combining it with specific practical cases, the algorithm's application value and practical effectiveness are verified.
In practical applications, the Dijkstra algorithm can effectively tackle various issues encountered in metallurgical railway transportation. For instance, it can assist dispatchers in selecting the optimal path by accurately calculating the cost of each path, thereby reducing unnecessary travel distances and saving time and resources. Moreover, this method exhibits excellent flexibility and adaptability, capable of adjusting relevant parameters according to different transportation requirements, providing an efficient and stable solution for railway transportation in the metallurgical industry. For example, when rapid response to emergencies or adjustments to transportation plans are needed, the Dijkstra algorithm can quickly recalculate the path to ensure the smooth progress of transportation tasks.
Furthermore, the application of the Dijkstra algorithm also lays the groundwork for the construction of subsequent intelligent dispatching systems. By integrating with big data analysis, Internet of Things (IoT) technology, and Artificial Intelligence (AI), the Dijkstra algorithm can achieve dynamic path optimization in more complex environments. For example, using real time data monitoring and predictive analysis, potential transportation bottlenecks can be identified in advance, allowing for preventive measures; through machine learning algorithms, path selection strategies can be automatically adjusted, further enhancing the intelligence and precision of path planning.
In summary, path optimization using the Dijkstra algorithm not only enhances the precision and efficiency of path planning but also provides more flexible and reliable technical support for railway transportation in the metallurgical industry. This contributes to enhancing the competitiveness of enterprises and promoting the sustainable development of the entire industry. In the future, with the continuous advancement of information technology, the Dijkstra algorithm will play a greater role in metallurgical railway transportation, promoting the diversified development of shortest path algorithm selection.
У даній роботі розглядається тема «Інформаційні технології на основі алгоритму Дейкстри в металургійних залізницях». Обговорюється застосування алгоритму Дейкстри для оптимізації вибору маршрутів залізничного транспорту в металургійній промисловості з метою підвищення ефективності транспортування, зниження витрат і полегшення робочого навантаження внутрішніх працівників залізниці на металургійних підприємствах. З постійним розвитком металургійної промисловості зростання обсягів виробництва призвело до значного збільшення частоти транспортування розплавленого чавуну, що робить роль залізничного транспорту все більш важливою. Однак складне розташування залізничних колій у межах металургійних комбінатів, численні стрілочні переводи в поєднанні з високою швидкістю маневрових робіт і різноманітністю транспортних вимог створюють значні проблеми для планування залізничних шляхів. Алгоритм Дейкстри, як ефективний інструмент для пошуку найкоротшого шляху, продемонстрував значну ефективність у вирішенні питань планування маршруту. Його ефективність випливає з його здатності керувати проблемами найкоротшого шляху з одного джерела, його механізму запису шляху та його переваг у графічному представленні. Суть цього алгоритму полягає в його поступовому розширенні: починаючи з початку, він відвідує вузли на графі один за іншим і обчислює найкоротший шлях від початкової точки до кожного вузла. Алгоритм Дейкстри не тільки ефективно визначає найкоротший шлях, але й записує конкретні деталі шляху, надаючи повну довідкову інформацію для подальшого вибору шляху. У цьому документі спочатку викладаються основні концепції алгоритму Дейкстри та його застосування в області планування маршруту. Після цього розроблено стратегію оптимізації маршруту на основі алгоритму Дейкстри, адаптовану до конкретних характеристик металургійного залізничного транспорту. Ця стратегія враховує не лише аспект відстані маршруту, але й всебічно розглядає численні виміри, включаючи безпеку, економічні витрати, ефективність часу та потенціал розширення, намагаючись знайти оптимальне транспортне рішення. Шляхом побудови математичної моделі та її поєднання з конкретними практичними випадками перевіряється прикладна цінність і практична ефективність алгоритму. У практичних застосуваннях алгоритм Дейкстри може ефективно вирішувати різні проблеми, що виникають у металургійному залізничному транспорті. Наприклад, він може допомогти диспетчерам вибрати оптимальний шлях шляхом точного розрахунку вартості кожного маршруту, тим самим зменшуючи непотрібні відстані подорожі та економлячи час і ресурси. Крім того, цей метод демонструє чудову гнучкість і адаптивність, здатний регулювати відповідні параметри відповідно до різних транспортних вимог, забезпечуючи ефективне та стабільне рішення для залізничного транспорту в металургійній промисловості. Наприклад, коли потрібне швидке реагування на надзвичайні ситуації або коригування транспортних планів, алгоритм Дейкстри може швидко перерахувати шлях, щоб забезпечити плавне виконання транспортних завдань. Крім того, застосування алгоритму Дейкстри також закладає основу для побудови наступних інтелектуальних систем диспетчеризації. Завдяки інтеграції з аналізом великих даних, технологією Інтернету речей (IoT) і штучним інтелектом (AI) алгоритм Дейкстри може досягти динамічної оптимізації шляху в більш складних середовищах. Наприклад, за допомогою моніторингу даних у режимі реального часу та прогнозного аналізу можна заздалегідь визначити потенційні вузькі місця транспортування, що дозволить вжити запобіжних заходів; за допомогою алгоритмів машинного навчання стратегії вибору шляху можна автоматично коригувати, що ще більше підвищує інтелектуальність і точність планування шляху. Таким чином, оптимізація маршруту за допомогою алгоритму Дейкстри не тільки підвищує точність і ефективність планування маршруту, але й забезпечує більш гнучку та надійну технічну підтримку для залізничних перевезень у металургійній промисловості. Це сприяє підвищенню конкурентоспроможності підприємств та сприянню сталому розвитку всієї галузі. У майбутньому, з постійним розвитком інформаційних технологій, алгоритм Дейкстри відіграватиме більшу роль у металургійних залізничних перевезеннях, сприяючи диверсифікованому розвитку алгоритму вибору найкоротшого шляху.
У даній роботі розглядається тема «Інформаційні технології на основі алгоритму Дейкстри в металургійних залізницях». Обговорюється застосування алгоритму Дейкстри для оптимізації вибору маршрутів залізничного транспорту в металургійній промисловості з метою підвищення ефективності транспортування, зниження витрат і полегшення робочого навантаження внутрішніх працівників залізниці на металургійних підприємствах. З постійним розвитком металургійної промисловості зростання обсягів виробництва призвело до значного збільшення частоти транспортування розплавленого чавуну, що робить роль залізничного транспорту все більш важливою. Однак складне розташування залізничних колій у межах металургійних комбінатів, численні стрілочні переводи в поєднанні з високою швидкістю маневрових робіт і різноманітністю транспортних вимог створюють значні проблеми для планування залізничних шляхів. Алгоритм Дейкстри, як ефективний інструмент для пошуку найкоротшого шляху, продемонстрував значну ефективність у вирішенні питань планування маршруту. Його ефективність випливає з його здатності керувати проблемами найкоротшого шляху з одного джерела, його механізму запису шляху та його переваг у графічному представленні. Суть цього алгоритму полягає в його поступовому розширенні: починаючи з початку, він відвідує вузли на графі один за іншим і обчислює найкоротший шлях від початкової точки до кожного вузла. Алгоритм Дейкстри не тільки ефективно визначає найкоротший шлях, але й записує конкретні деталі шляху, надаючи повну довідкову інформацію для подальшого вибору шляху. У цьому документі спочатку викладаються основні концепції алгоритму Дейкстри та його застосування в області планування маршруту. Після цього розроблено стратегію оптимізації маршруту на основі алгоритму Дейкстри, адаптовану до конкретних характеристик металургійного залізничного транспорту. Ця стратегія враховує не лише аспект відстані маршруту, але й всебічно розглядає численні виміри, включаючи безпеку, економічні витрати, ефективність часу та потенціал розширення, намагаючись знайти оптимальне транспортне рішення. Шляхом побудови математичної моделі та її поєднання з конкретними практичними випадками перевіряється прикладна цінність і практична ефективність алгоритму. У практичних застосуваннях алгоритм Дейкстри може ефективно вирішувати різні проблеми, що виникають у металургійному залізничному транспорті. Наприклад, він може допомогти диспетчерам вибрати оптимальний шлях шляхом точного розрахунку вартості кожного маршруту, тим самим зменшуючи непотрібні відстані подорожі та економлячи час і ресурси. Крім того, цей метод демонструє чудову гнучкість і адаптивність, здатний регулювати відповідні параметри відповідно до різних транспортних вимог, забезпечуючи ефективне та стабільне рішення для залізничного транспорту в металургійній промисловості. Наприклад, коли потрібне швидке реагування на надзвичайні ситуації або коригування транспортних планів, алгоритм Дейкстри може швидко перерахувати шлях, щоб забезпечити плавне виконання транспортних завдань. Крім того, застосування алгоритму Дейкстри також закладає основу для побудови наступних інтелектуальних систем диспетчеризації. Завдяки інтеграції з аналізом великих даних, технологією Інтернету речей (IoT) і штучним інтелектом (AI) алгоритм Дейкстри може досягти динамічної оптимізації шляху в більш складних середовищах. Наприклад, за допомогою моніторингу даних у режимі реального часу та прогнозного аналізу можна заздалегідь визначити потенційні вузькі місця транспортування, що дозволить вжити запобіжних заходів; за допомогою алгоритмів машинного навчання стратегії вибору шляху можна автоматично коригувати, що ще більше підвищує інтелектуальність і точність планування шляху. Таким чином, оптимізація маршруту за допомогою алгоритму Дейкстри не тільки підвищує точність і ефективність планування маршруту, але й забезпечує більш гнучку та надійну технічну підтримку для залізничних перевезень у металургійній промисловості. Це сприяє підвищенню конкурентоспроможності підприємств та сприянню сталому розвитку всієї галузі. У майбутньому, з постійним розвитком інформаційних технологій, алгоритм Дейкстри відіграватиме більшу роль у металургійних залізничних перевезеннях, сприяючи диверсифікованому розвитку алгоритму вибору найкоротшого шляху.
Опис
Ключові слова
126 інформаційні системи та технології, магістр, Dijkstra Algorithm, Metallurgical Railway, Path Optimization, Information Technology Application, Intelligent Scheduling, алгоритм Дейкстри, металургійна залізниця, оптимізація шляху, застосування інформаційних технологій, інтелектуальне планування
Бібліографічний опис
Pengyang Liu Information technology of the Optimizing Internal Railway Transportation Paths in Metallurgical Enterprises Using Dijkstra's Algorithm = Інформаційна технологія оптимізації внутрішніх шляхів залізничного транспорту на металургійних підприємствах за допомогою алгоритму Дейкстри: кваліфікаційна робота магістра / Pengyang Liu. – Одеса, 2024. – 50 с.