Методы моделирования урбанизированных территорий

Входные требования: Алгоритмическое мышление (ур. «Применение»), Программирование: разработка скриптов, компьютерных приложений с применением сред разработки, основанных на языках программирования высокого уровня (ур. «Оценивание»), Системное мышление (ур. «Применение»).

Зачетные единицы: 4

Курс: Основной

Язык курса: Английский

Цели

  • Рассматривать и описывать городской процесс (объект) как сложную многомасштабную систему (формализация и декомпозиция);
  • Идентифицировать границы рассматриваемой городской системы и набор соответствующих масштабов;
  • Формализовывать систему с применением систем нотаций разных графических языков моделирования;
  • Идентифицировать подходы и методы для моделирования заданной системы (процесса);
  • Моделировать городскую систему (компоненту) с помощью метода «Системная динамика», компьютерных пакетов Netlogo, AnyLogic, сред разработки на основе языков программирования высокого уровня;
  • Планировать эксперимент на основе заданной компьютерной модели и наборов исходных данных;
  • Оценивать адекватность модели;
  • Верифицировать модель;
  • Выполнять статистическую обработку и анализ результатов эксперимента;
  • Документировать модель;
  • Развивать навыки компьютерного моделирования систем;
  • Развивать системное мышление.

Содержание

Целью курса является постановка и развитие у студентов компетенций в разработке и реализации компьютерных приложений, которые воспроизводят поведение сложных городских объектов (систем), в том числе городскую транспортную систему, поведение толп, систему водоснабжения и т.д. Курс содержит следующие темы для изучения:

  • Основные принципы моделирования систем. Цели моделирования;
  • Компоненты города, основные методы моделирования городских компонент. Базовые шаги разработки и реализации компьютерной модели заданной системы. Границы системы и набор соответствующих масштабов;
  • Формализация системы с применением систем нотаций разных графических языков моделирования;
  • Компьютерное моделирование с помощью метода «Системная динамика», компьютерных пакетов Netlogo, AnyLogic, сред разработки на основе языков программирования высокого уровня;
  • Планирование эксперимента на основе заданной компьютерной модели и наборов исходных данных; Оценка адекватности и верификация модели;
  • Статистическая обработка результатов эксперимента. Документирование модели;

После успешного завершения курса студенты смогут разрабатывать и реализовывать компьютерные модели сложных городских объектов и структур с применением систем моделирования, сред разработки, основанных на языках программирования высокого уровня, выполнять оценку адекватности и верификацию модели, а также интерпретировать результаты моделирования.

Формат

Лекции, лабораторные работы, самостоятельные работы, соревновательные игры, небольшие проекты.

Оценка

Посещение занятий является обязательным.

Допускается пропуск не более одного занятия (без уважительной причины). Структура итоговой оценки: 40% ежемесячные контрольные мероприятия, 20% активность на занятиях (в том числе индивидуальная и командная работа, выступление с презентацией (слайдами)), 20% представление основного исследовательского проекта, 20% - общий экзамен.