Наша компания выполняет проектирование и оптимизацию маршруной сети общественного транспорта, в том числе разработку комплексных схем организации транспортного обслуживания населения общественным транспортом (КСОТ), что позволяет повысить качество обслуживания пассажиров (пассажиропотока):

Предложения по прохождению новых маршрутов, для удовлетворения спроса пассажиропотока;
Оптимизация тарифной политики и многое другое

Пассажиропоток

Городской пассажирский транспорт играет существенную роль в экономике любой страны, региона или города, так как именно маршрутный транспорт является основным способом перемещения пассажиров, где наблюдается высокий спрос пассажиропотока.

Пассажиропоток - упорядоченное транспортной сетью перемещение пассажиров, количественно выраженное в объеме перевезенных пассажиров на любых видах общественного (наземный, подземный, воздушный и пр.) или индивидуального транспорта за единицу времени (час, сутки, месяц или год).

В связи с повышением уровня автомобилизации и увеличением подвижности населения на фоне недостаточных темпов развития улично-дорожной сети городов, очень остро стоит проблема оптимизации пассажирских перевозок, направленных на снижение временных или денежных затрат на осуществление поездки, например - из дом на работу, в ВУЗ, в магазин и пр. Иными словами - необходимо максимально удовлетворить спрос пассажиропотока на любые виды перемещения.

Оптимизация работы (маршрутов, расписания) общественного транспорта

В крупных мегаполисах общественный транспорт должен служить «достойной» альтернативой индивидуальному транспорту - для уменьшения уровня загрузки городских дорог, улучшения экологии в городе и т.п. Именно для этих целей разрабатываются программы, направленные на оптимизацию работы городского общественного транспорта.

Основной задачей оптимизации общественного транспорта является увеличение его привлекательности для граждан. Данный результат, в основном, достигается различными способами, например - уменьшение времени в пути пассажиров, уменьшение количества пересадок, увеличение пешеходной доступности к остановочным пунктам, соблюдение расписания, своевременное информирование пассажиров о прибытии транспорта, выделение полос общественного транспорта и многое другое.

Наша компания предлагает следующий перечень решений по оптимизации работы общественного транспорта, направленное на улучшение качества обслуживания пассажиров (пассажиропотока):

1. Проведение обследований пассажиропотока на маршрутах общественного транспорта;

2. Анализ существующего положения городского пассажирского транспорта:

Функциональная характеристика существующей маршрутной сети
Оценка уровня дублирования маршрутов
Характеристика качества обслуживания населения маршрутами пассажирского транспорта и др.

3. Создание инструмента для поддержания принятия решений в области управления транспортным комплексом на основе модели маршрутов движения общественного транспорта («управление» пассажиропотоком)

4. Разработка предложений по оптимизации работы общественного транспорта (как на текущее положение, так и на перспективные года):

Предложения по улучшению транспортного и пешеходного обслуживания территории - улучшение доступности (транспортно-пересадочный узел, район города, область и пр.)
Предложения по прохождению новых маршрутов, для удовлетворения спроса пассажиропотока;
Предложения по обустройству дополнительных остановочных пунктов, либо их исключения;
Предложения по изменению расписания движения общественного транспорта на каждый день недели (использование календаря);
Обоснование целесообразности обустройства выделенных полос для общественного транспорта;
Расчет оборотов маршрутов общественного транспорта;
Оптимизация тарифной политики и многое другое.

МАРШРУТНАЯ СЕТЬ
МАРШРУТНАЯ СИСТЕМА

В статье представлена модель оптимизации маршрутной системы. Раскрыты основные требования маршрутной системы. Приведен поэтапный порядок моделирования городской маршрутной сети.

Особенности организации перевозок пассажиров общественным транспортом города волжского
Обзор устройств и оборудования для ремонта пожарной техники
Синтез каналов слежения бортовой РЛС, функционирующей в условиях сложной помеховой обстановки, на основе методов теории искусственного интеллекта
Гносеологический анализ проблемы искусственного интеллекта
Философские аспекты проблемы искусственного интеллекта (возможность существования, безопасность, полезность)

Маршрутная сеть – совокупность автобусных маршрутов, составляющих маршрутную сеть города.

Под маршрутной системой понимается увязанная территориально и во времени совокупность маршрутов всех и отдельных видов городского пассажирского транспорта, обслуживающих городские пассажирские перевозки в пределах заданной транспортной сети. При этом под территориальной увязанностью маршрутной системы определяется согласованное с осваиваемыми пассажироперевозками размещение на плане города маршрутов или одного или разных видов городского пассажирского транспорта, их конечных станций, остановочных пунктов и других линейных сооружений; а под увязанностью во времени – согласование режимов работы маршрутов во времени и расписаний движения транспортных средств, обслуживающих разные маршруты.

Маршрутная система представляется следующей моделью (рис. 1):

топологическая схема (карты по зонам или районам);
перечень маршрутов (реестр);
матрицы пассажиропотоков.

Рис. 1. Модель оптимизации городской маршрутной системы.

Маршрутная система городского пассажирского транспорта должна отвечать следующим основным требованиям:

Соответствовать пассажиропотоку по направлениям и обеспечивать такое принудительное распределение его по сети, при котором наилучшим образом обеспечивалась бы прямолинейность поездок пассажиров, минимальное время и полное соответствие интенсивности движения пропускной способности всех участников транспортной сети;
Возможность корректировки в кратчайшие сроки и связанные с ней работы оказывали бы минимальное мешающее влияние на жизнедеятельность города;
Обеспечивать реализацию максимальной расчётной технической и эксплуатационной скоростей подвижного состава, возможность её повышения за счёт реорганизации движения, гибкого регулирования с помощью средств современной вычислительной техники и проведения других мероприятий по совершенствованию системы организации движения. Главным условием обеспечения реализации максимальных скоростей является такое проектирование маршрутной системы, которое обеспечивало бы максимальное исключение участников ограничения скорости движения и их влияние на скорость сообщения;
Обеспечить наименьшую пересадочность сообщений, наименьший коэффициент непрямолинейности поездок, минимальный интервал между транспортными средствами, максимальную скорость сообщения;
Возможность применения средств автоматизированного управления движением, минимального штата работников, обеспечения минимальных нулевых пробегов, максимальное использование подвижного состава по вместимости в пределах, обеспечивающих комфортабельность транспортного обслуживания пассажиров.

Алгоритм разработки городского транспортного плана предполагает (рис. 1) разделение городской территории на зоны, проведение комплексного обследования каждой зоны: определение показателей маршрутной сети – коэффициентов плотности и маршрутной совмещённости (дублирования), коэффициента дублирования; обеспечение безопасной работы остановочных пунктов; определение общих объёмов транспортного спроса по каждой зоне и определение пешеходной доступности населения к остановочным пунктам; насыщенность улиц общественным транспортом; построение маршрутных схем, моделирование транспортных потоков и т.д.

Таблица 1- Порядок моделирования городской маршрутной сети

Мероприятия	Что составляется		Параметры
Составление реестра маршрутной сети		Реестр городских маршрутов	№ маршрута, марка и количество автобусов, год открытия маршрута, длина маршрута, название остановочных пунктов
		Реестр пригородных маршрутов
		Реестр междугородних маршрутов
Составление топологической схемы маршрутов, проходящих по улицам города		Нанесение на карту города по зонам номеров городских, пригородных, междугородных маршрутов	Номера маршрутов на улицах города
Составление топологической схемы протяжённости улиц, по которым проходят маршруты		Протяжённость улиц, по которым проходят маршруты в 1-й зоне	Длины улиц в каждой зоне. Длины участков улиц в каждой зоне
		Протяжённость улиц, по которым проходят маршруты во 2-й зоне
		Протяжённость улиц, по которым проходят маршруты в 3-й зоне
		Протяжённость улиц, по которым проходят маршруты в 4-й зоне
Расчёт показателей маршрутной сети		Коэффициент плотности	К П = 1,5-2,5 км/кв.км
		Коэффициент маршрутной совмещенности (дублирования)	К м = 1,2–1,4 км/км, а при достаточно густой сети – 2–4
		Оценка качества	Кол-во ДТП на участке УДС
Составление картограммы транспортных потоков.		Исследование транспортного потока всех транспортных средств	Включается весь поток
		Исследование транспортного потока легкового и грузового транспорта	Разделение автомобилей на легковые и грузовые
		Исследование транспортного потока автобусов	Разделение автобусов на автобусы большой вместимости и особо малой вместимости
Составление реестра остановочных пунктов		Соответствие длины остановочных пунктов входящему потоку автобусов	Длины остановочных пунктов, величины входящего потока автобусов
		Соответствие расстояний между перегонами нормативным требованиям	Расстояния между остановочными пунктами (перегонами)
		Составление карты остановочных пунктов	Нанесение на карту остановочных пунктов с длинами перегонов
Пешеходная доступность пассажиров к остановочным пунктам		Определение числа жителей, проживающих в домах	Карта города по кварталам и микрорайонам с нанесением домов и числа проживающих жителей
		Определение пешеходной доступности пассажиров к остановочным пунктам	Карты города по зонам с нанесением на остановочных пунктов радиусов пешеходной доступности 500 м
		Определение транспортной дискриминации	Составление таблиц по определению пешеходной доступности жителей к остановочным пунктам.
		Определение показателя населённости в зонах пешеходной доступности	Составление таблиц по определению показателя населённости по зонам и микрорайонам.
Составление картограммы пассажиропотоков по каждому маршруту		Обследование пассажиропотоков	Величина пассажиропотоков по каждому маршруту по времени суток и по остановочным пунктам.
Составление картограммы пассажиропотоков по каждому остановочному пункту		Составление картограммы пассажирообмена остановочных пунктов по результатам обсчёта пассажиров	Величина пассажирообмена по часам суток на остановке.
		Определение количества пассажиров по каждому автобусу и маршруту	Величина количества пассажиров по часам суток на маршруте.
Количество автобусов на маршруте		Количество автобусов на городских маршрутах	Расчёт количества автобусов по маршрутам.
		Количество автобусов на пригородных маршрутах
		Количество автобусов на междугородних маршрутах
Количество рейсов на маршрутах		Проведение хронометража технической скорости	Определение количества рейсов.
Составление картограммы маршрутов		Составление картограммы маршрутов, совпадающих по начальным и конечным остановочным пунктам	Определение параллельных и дублирующих маршрутов. Определение количества параллельных маршрутов.
		Определение участков улично-дорожной сети, с дублируемыми маршрутами.	Перераспределение маршрутов с других участков маршрутной сети
		Наложение маршрутов для определения маршрутов, необходимых для исключения неэффективных маршрутов	Поиск и определение оптимальных маршрутов.
Определение количества и вместимости автобусов по пассажиропотоку для совмещённых и отдельных маршрутов		Определение пассажиропотоков на маршрутах.	Проведено обследование пассажиропотоков
			Расчёт количества автобусов по каждому маршруту
		Разработка расписания движения автобусов

Список литературы

Гудков В.А., Миротин Б.Л. Технология, организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками: Учебник для вузов / Под ред. Л.Б.Миротина.- М.: Транспорт, 1997.-254с.
Чернова Г.А., Моисеев Ю.И., Власова М.В. Анализ организации маршрутной сети общественного транспорта в г. Волжском и пути её совершенствования. // Автотранспортное предприятие. - 2012. -№ 10.- с.15-18.
Чернова Г.А., Власова М.В. Особенности формирования маршрутной сети общественного транспорта в г. Волжском. I Международная н-пр. конференция «Технические науки – основа современной инновационной системы». Сб. материалов. Часть 2. 25 апреля 2012 г. Научно-издательский центр «Коллоквиум». Йошкар-Ола. - с. 94-97.
Федеральный закон о безопасности дорожного движения № 196 – Ф3 от 10.12.1995г. в ред. от 26 апреля 2013 г.

480 руб. | 150 грн. | 7,5 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут , круглосуточно, без выходных и праздников

240 руб. | 75 грн. | 3,75 долл. ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Богомолов Андрей Александрович. Оптимизация маршрутов городского пассажирского транспорта в средних городах: диссертация... кандидата технических наук: 05.22.10.- Вологда, 2002.- 274 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/1042-8

Введение

ГЛАВА I. Анализ состояния вопроса 15

1.1. Состояние проблемы организации городского пассажирского транспорта и выбор направления исследований 15

1.2. Анализ методов расчета маршрутов городского пассажирского транспорта 22

1.3. Анализ процесса формирования сети городского пассажирского транспорта и динамика ее развития в средних городах 62

1.4. Краткие выводы по обзору 77

1.5. Цель и задачи исследования. Целевая функция. Общая методика исследования 78

1.6. Выводы по первой главе 85

ГЛАВА II. Разработка методики обследования пассажиропока в средних городах 87

2.1. Методика обследования пассажиропотоков на маршрутах городского пассажирского транспорта для определения количества поездок пассажиров 87

2.1.1. Пассажиропотоки и методы их обследования. Общие положения предлагаемой методики проведения обследований пассажиропотоков для определения количества поездок пассажиров 87

2.1.2. Методика проведения работы по обследованию 91

2.2. Корректировка объемов перевозки пассажиров на городском пассажирском транспорте 103

2.3. Выводы по второй главе 108

ГЛАВА III. Алгоритм расчета оптимальных маршрутов пассажирского транспорта в средних городах 109

3.1. Выбор и обоснование схемы расчета 109

3.2. Разработка алгоритма расчета оптимальных маршрутов городского пассажирского транспорта. Программа оптимизации 132

3.2.1. Расчет транспортной сети городского пассажирского транспорта 135

3.2.2. Исходные данные для расчета 137

3.2.2.1. Карта города с транспортной сетью 137

3.2.2.2. Размеры пассажиропотоков между всеми пунктами города 138

3.2.3. Расчет кратчайшего пути между пунктами 138

3.2.4. Расчет маршрутов, вводимых волевым способом 140

3.2.4.1. Ввод маршрутов волевым способом 140

3.2.4.2. Подсчет вводимых маршрутов 141

3.2.4.3. Расчет максимального пассажиропотока на перегоне 142

3.2.4.4. Расчет вводимых маршрутов 148

3.2.4.5. Расчет остатка подвижного состава 149

3.2.4.6. Корректировка матрицы парных корреспонденции 149

3.2.4.7. Расчет общих затрат времени всех пассажиров, перевезенных на вводимых маршрутах 150

3.2.4.8. Расчет транспортной работы, выполненной на вводимых маршрутах 152

3.2.5. Расчет экспрессных маршрутов 153

3.2.5.1. Выбор экспрессных маршрутов 154

3.2.5.2. Расчет экспрессных маршрутов 156

3.2.5.3. Расчет остатка подвижного состава 158

3.2.5.4. Корректировка матрицы парных корреспонденции 158

3.2.5.5. Расчет общих затрат времени всех пассажиров, перевезенных на экспрессных маршрутах 159

3.2.5.6. Расчет транспортной работы, выполненной на экспрессных маршрутах 160

3.2.6. Расчет скоростных маршрутов 161

3.2.6.1. Выбор скоростных маршрутов 161

3.2.6.2. Расчет максимального пассажиропотока на перегоне маршрута 163

3.2.6.3. Расчет скоростных маршрутов 164

3.2.6.4. Расчет остатка подвижного состава 165

3.2.6.5. Корректировка матрицы парных корреспонденции 166

3.2.6.6. Расчет общих затрат времени всех пассажиров, перевезенных на скоростных маршрутах 166

3.2.6.7. Расчет транспортной работы, выполненной на скоростных маршрутах 167

3.2.7. Расчет трамвайных маршрутов 167

3.2.7.1. Ввод конечных пунктов 168

3.2.7.2. Выбор трамвайных маршрутов для расчетов 168

3.2.7.3. Расчет трамвайных маршрутов 169

3.2.7.4. Расчет остатка подвижного состава 170

3.2.7.5. Корректировка матрицы парных корреспонденции 170

3.2.7.6. Расчет общих затрат времени всех пассажиров, перевезенных на трамвайных маршрутах 170

3.2.7.7. Расчет транспортной работы, выполненной на трамвайных маршрутах 170

3.2.8. Расчет троллейбусных маршрутов 171

3.2.9. Расчет обычных автобусных маршрутов 171

3.2.9.1. Ввод времени, затрачиваемого пассажиром на пересадку в пунктах 172

3.2.9.2. Расчет исходной маршрутной схемы 172

3.2.9.3. Расчет дополнительных сквозных маршрутов 176

3.2.9.4. Расчет потенциалов для пассажиропотоков 178

3.2.9.5. Расчет дополнительных маршрутов 179

3.2.9.6. Проверка полученной схемы на заданный коэффициент использования вместимости 182

3.2.9.7. Расчет остатка подвижного состава 186

3.2.9.8. Расчет общих затрат времени всех пассажиров, перевезенных на обычных маршрутах 186

3.2.9.9. Расчет транспортной работы, выполненной на обычных маршрутах 187

3.2.10. Расчет итоговых значений 187

3.2.10.1. Расчет общей транспортной работы по всем маршрутам „188

3.2.10.2. Расчет общих затрат времени на передвижение всех пассажиров 188

3.3. Корректировка работы маршрутов городского пассажирского

транспорта в межпиковое время 188

3.4. Выводы по третьей главе 192

ГЛАВА IV. Оптимизация маршрутов городского пассажирского транспорта (на примере г.череповца) 193

4.1. Исследование пассажиропотоков городского пассажирского транспорта, их оценка 193

4.1.1. Расчет пассажиропотока на городском пассажирском транспорте 193

4.1.2. Проверка достоверности полученных данных при обследовании пассажиропотоков на городском пассажирском транспорте 198

4.2. Матрица кратчайших расстояний и парных корреспонденции 203

4.3. Расчет оптимальных маршрутов городского пассажирского транспорта 208

4.4. Анализ результатов расчета и формирование сети городского пассажирского транспорта 245

4.5. Выводы по четвертой главе 247

ГЛАВА V. Внедрение и экономическая оценка результатов работы 248

5.1. Разработка схемы внедрения 249

5.2. Реализация результатов работы на маршрутах

г. Череповца 251

5.3. Экономическая оценка результатов работы 253

5.4. Выводы по пятой главе 257

Выводы по диссертации. Перспективы

Развития работы 258

Литература

Введение к работе

На долю городского общественного пассажирского транспорта в России приходится не менее 80% всех пассажирских перевозок, осуществляемых в стране. Протяженность только автобусных маршрутных линий составляет более 2 млн. км.

Кроме автобусов, в городах перевозятся пассажиры и на других видах наземного транспорта. В частности, на электрическом транспорте, в активе которого 3 тыс. км трамвайных путей и 4,5 тыс. км троллейбусных линий.

Всего в нашей стране общественные перевозки пассажиров выполняют около 105 тыс. автобусов и 25 тыс. трамваев и троллейбусов, ежедневно перевозится больше 21,5 млрд. пассажиров .

За годы реформ в городских перевозках произошли значительные перемены. Начавшиеся в начале 90-х годов реформы сопровождались резким снижением жизненного уровня населения и ростом цен на билеты для проезда на городских маршрутах. Уровень транспортного обслуживания населения городским пассажирским транспортом существенно снизился. В России для городских пассажирских перевозок ныне используются автобусы, более половины которых полностью самортизированы и 40% требует списания, поэтому проблема перевозки пассажиров существенно обострилась.

Обеспеченность наземным транспортом в городах России составляет около 60% от потребности. Практически приостановлено обновление парка общественного транспорта из-за отсутствия средств на его приобретение. Пассажирские перевозки убыточны из-за перевозки большого числа льготных пассажиров и регулируемых тарифов, как следствие этого убыточны ПАТП. Компенсация расходов на перевозку льготных пассажиров обеспечивается в неполных размерах. К тому же удельный вес пассажиров,

перевозимых на льготных условиях, растет. По некоторым сведениям, он доходит до 65% .

Автор статьи привел сравнительную характеристику городского пассажирского транспорта на примере двух средних городов. Была показана реальная стоимость проезда, которая ниже стоимости билета на проезд. Однако из-за отсутствия возмещения выпадающих доходов транспорт, тем не менее, остается убыточным.

В одной из работ автор статьи (135] показал на примере городов РФ (Саратова, Ярославля, Дзержинска (Нижегородской области) и др.) сложившиеся проблемы городского пассажирского транспорта и пути их решения. Наглядно привел диаграммы по выручке и покрываемости затрат на пассажирских предприятиях данных городов. Оказывается, большая величина убытков вызвана высокой себестоимостью перевозок и большим количеством льготников, имеющих право бесплатного проезда. В иных условиях городской пассажирский транспорт в России может быть, если не прибыльным, то как минимум, безубыточным.

Имеются в России и достаточно эффективные достижения. Уже 7 лет усилиями мэрии г. Череповца под руководством советника мэра по транспорту А.П. Лещенко нарабатывается система городских пассажирских перевозок, почти идеально приспособлена для перехода к рыночной модели. За это время опыт г. Череповца стал достоянием всей России. Лучшим годом по пассажирскому сообщению в России был 1985-й, автор называет его нормой. Сегодня на 1000 жителей г. Череповца приходится автобусов около 1,3-1,4 при норме 1, на 1 км дорог около 1,17 автобуса при норме 0,67 и 5,9 трамвая при норме 2,5. Приблизительно 60% пассажиров на городских маршрутах перевозится частными предпринимателями, причем на тех же условиях, что и муниципальным транспортом. Что касается городов России, то сейчас в среднем приходится 0,3 автобуса на 1 км дорог .

Задача повышения эффективности работы городского пассажирского транспорта в принципе может быть решена как за счет обновления транспорта, так и за счет повышения эффективности работы имеющегося подвижного состава. Но, чтобы снизить затраты предприятий на выполнение транспортной работы, необходимо усовершенствовать методы работы, и, как следствие этого, обеспечить снижение себестоимости перевозок и улучшение качества обслуживания.

Для того чтобы снизить затраты на перевозку пассажиров и добиться минимизации бюджетных расходов при обеспечении нормативного качества, необходимо разработать систему действий по улучшению условий работы всех участников перевозочного процесса . В средних городах, да и не только, маршрутные схемы сложились исторически, по мере роста городов и требований населения. Это вызывает увеличение затрат на перевозку пассажиров у перевозчика. Да и сами пассажиры из-за несовершенства маршрутной сети имеют увеличенное время следования.

Средний город - это город с числом жителей 200 тыс. - 500 тыс. с ограниченным числом видов транспорта, город, в котором подавляющее большинство поездок выполняется без пересадок.

Известно значительное количество работ , посвященных оптимизации

маршрутов городских автобусов и транспорта в целом. В то же время, как показывает опыт, назначение маршрутов не может опираться только на математические расчеты. Приходится учитывать традиции, привычки, экологические и иные факторы. А неизбежные отступления от расчетных моделей приводили к разрушению рассчитанной системы маршрутов в целом. Поэтому в реальной жизни внедрения оптимальной маршрутной схемы не происходило. В предлагаемой работе предпринята попытка обойти противоречие между теоретическими моделями и реальными возможностями в режиме динамического программирования.

Актуальность работы , по нашему мнению, определяется необходимостью более эффективного использования подвижного состава для перевозки пассажиров.

Постановка работы обусловлена следующими обстоятельствами:

исторически сложившиеся транспортные сети в городах не обеспечивают оптимальные затраты средств и времени на перевозку пассажиров;

неоптимальная транспортная сеть требует от пассажира излишних затрат времени на ездку и увеличивает число пересадок;

низкий уровень жизни населения не позволяет устанавливать такой тариф, который обеспечивает приобретение и восполнение подвижного парка;

муниципальные бюджеты не располагают возможностью в полной мере компенсировать пассажирским предприятиям расходы за перевозку пассажиров.

Цель диссертационной работы. Целью работы является повышение эффективности использования подвижного состава ГПТ за счет оптимизации маршрутов и расписания движения пассажирского транспорта.

Методы исследования. В качестве основных методов исследования используется системный анализ и динамическое программирование. Экспериментальные исследования проводились на городских пассажирских предприятиях и маршрутах наземного городского общественного транспорта г. Череповца и г. Вологды.

При получении результатов расчетов используются положения теории вероятностей и математической статистики, математического моделирования, динамического программирования. Расчет характеристик элементов системы и отдельных параметров выполнялся с использованием ЭВМ, а также программного обеспечения.

Научная новизна исследований заключается в том, что:

разработаны алгоритм и программа расчета по оптимизации маршрутов городского пассажирского транспорта в средних городах, учитывающие возможность принятия волевых решений при использовании различных видов пассажирского транспорта;

разработана модульная модель расчета оптимальных маршрутов городского пассажирского транспорта, учитывающая возможность посадки пассажиров для следования в различные пункты маршрута;

разработана методика обследования пассажиропотоков в городах, сочетающая результаты выборочного обследования пассажиропотоков и информации, полученной с крупных градообразующих предприятий.

Практическая ценность исследований заключается в следующем:

разработан алгоритм и программа по оптимизации маршрутов городского пассажирского транспорта в средних городах;

результаты диссертационной работы использованы для расчета маршрутной сети в городах Череповце и Вологда;

выполненные исследования вошли в научно-технические отчеты по расчету пассажиропотоков на городском общественном транспорте в г.г. Череповце и Вологде.

Реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований вошли в учебный процесс ВоГТУ в курс по автомобильным перевозкам. Результаты выполненных работ и исследований используются в г. Череповце.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и получили одобрение на первой областной межвузовской научно-практической конференции 25-26 мая 2000 г. "Вузовская наука -региону", на межвузовской научно-методической конференции 24 мая 2000г. "Образование на рубеже III тысячелетия", на второй региональной

межвузовскоЙ научно-технической конференции 23-24 февраля 2001 г. "Вузовская наука - региону", на третьем областном межвузовском конкурсе компьютерных программ, на заседаниях кафедры "Автомобили и автомобильное хозяйство" Вологодского государственного технического университета.

Публикации. По результатам диссертации опубликованы 6 статей в сборниках научных трудов Вологодского государственного технического университета общим объемом более 1,5 печатных листов.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии. Объем диссертации составляет 273 страниц машинописного текста, содержит 62 таблицы и 44 рисунка. В конце работы дан список использованных научных источников, включающий 169 наименований (из них 161 на русском и 8 - на иностранных языках).

На защиту выносятся следующие положения:

модульная модель системы оптимизации маршрутов городского пассажирского транспорта в средних городах;

методика статистического анализа обследования пассажиропотока на городских маршрутах;

результаты расчета и формирования сети городского пассажирского транспорта.

Анализ методов расчета маршрутов городского пассажирского транспорта

В области разработки методов расчета маршрутов городского пассажирского транспорта значительный вклад принадлежит Антошвили М.Е., Болоненкову Г.В., Геронимусу Б.Л., Митаишвили Р.Л., Спирину И.В., Хрущеву М.В., Цапфину Л.В.

Значительный вклад в решение проблем ГПТ внесли Афанасьев Л.Л., Блатнов М.Д., Вайншток М.А., Веревкин Н.И., Геронимус Б.Л., Гудков В.А, Дажин В.Г., Кузнецов Е.С., Миротин Л.Б., Лигул Ю.С., Лукинский B.C., Островский Н.Б., Рева В.М., Самойлов Д.С., Сотников В.Е., Фиттерман Б.М., Цукерберг СМ., Шефтер Я.И., Юдин В.А. и другие.

Виды маршрутов ГПТ, расчеты которых предложены перечисленными авторами, можно сгруппировать согласно схеме, представленной нарис. 1.2.

При организации пассажирских перевозок общественным транспортом работниками автомобильного транспорта решают ряд задач, различных по значимости, сложности и трудоемкости. Определяют схемы маршрутов, количество, тип и вид ПС для работы на каждом маршруте, распределяют маршруты по перевозчикам.

Основой первой части служит разработка рационального плана перевозок населения, а вторая направлена на обеспечение и наиболее эффективное выполнение и функционирование этого плана. В настоящее время последовательность работ по обеспечению рациональной организации ПС может быть представлена схемой, показанной на рис. 1.4 .

Среди факторов, определяющих эффективность работы ГПТ, важное место занимают факторы, зависящие от методов организации движения. Совершенствование движения ПС на основе экономико-математических методов является одним из основных направлений повышения эффективности работы ГПТ на маршрутах. Использование таких методов может значительно улучшить транспортное обслуживание городского населения, особенно в часы "пик".

В данном направлении разработаны и разрабатываются методы по организации движения ПС, среди которых можно отметить такие, как обоснованная организация маршрутной автобусной сети, массовое применение автобусов большой вместимости, рассредоточение графиков начала работы предприятий, повышение скоростей движения ПС, работающего на определенных маршрутах, организация укороченных и специальных маршрутов и т. д.

Применение экономико-математических методов (ЭММ) позволяет оценить пассажиропотоки, обоснованно строить маршрутную сеть, выбрать тип автобусов, рассчитать время начало и окончания движения, а также интервал по периодам суток с потребным количеством автобусов по маршрутам.

Реализация каждого из перечисленных направлений требует обоснования принятых решений. Особое значение использования ЭММ для научного обоснования организации движения ПС даже на существующих маршрутах приобретает в условиях математического моделирования и применения программирования на ЭВМ .

Для повышения эффективности работы ГПТ служит научная организация движения ПС, основанная на ЭММ, с разработкой критерия оптимальности преследуемого результата и методов его оценки.

Анализ работ, затрагивающих вопросы по улучшению обслуживания населения в городах, позволяет выделить в качестве основных факторов следующие показатели: суммарное время на передвижение "от двери до двери", удаленность остановочных пунктов, частоту движения ГПТ, количество пересадок при поездке пассажира, безопасность, наполнение ПС, стоимость проезда, удобство пользования транспортом и т. д.

Указанные выше показатели качества обслуживания пассажиров ГПТ можно сгруппировать по трем основным признакам, показанным на рис. 1.5 . Показатели, влияющие на качество обслуживания населения городского пассажирского транспорта

Одним из наиболее распространенных в практике критериев оценки транспортного обслуживания населения ГПТ являются затраты времени на передвижение.

Затраты времени пассажиров на поездку, а точнее, пути его сокращения показаны на рис. 1.6 .

Пассажиропотоки и методы их обследования. Общие положения предлагаемой методики проведения обследований пассажиропотоков для определения количества поездок пассажиров

Нами разработана и апробирована методика, позволяющая исследовать пассажиропотоки с минимальными трудовыми затратами и получать объективный результат. Обследование проводится на всех видах наземного ГПТ во всех транспортных предприятиях общего пользования, которые участвуют в обеспечении этих перевозок.

Учитывая большое число маршрутов в городе, а также значительную степень дублирования маршрутов, обследование проводится не на всех городских маршрутах, а на так называемых маршрутах-представителях. Маршрутами-представителями должны стать характерные основные маршруты города, их количество должно составлять не менее 20-25% от общего числа маршрутов. Соответствие необследованного маршрута маршруту-представителю проверяется по формуле 2.20, об этом будет сказано ниже.

На каждом маршруте следует охватить не менее одного автобуса (троллейбуса, трамвая), а если на маршруте работают несколько моделей машин, имеющую разную вместимость пассажиров, то каждая модель обследуется отдельно. Число счетчиков в салоне должно соответствовать числу дверей, иначе учет в часы "пик" невозможно выполнить. Обследование проводят в наиболее характерные дни - рабочие (среда или четверг) и выходные (воскресенье), в первую и вторую смены.

Задачами обследования являются: - определить долю пассажиров, проезжающих по абонементным талонам, по льготным документам, по проездным билетам; - определить объемы перевозок в рабочие и выходные дни; - определить наполнение подвижного состава; - разработать рекомендации по улучшению обслуживания пассажиров городским общественным транспортом; - разработать рекомендации по упорядочению расходов на транспортное обслуживание население. Обследование выполняется в 2 этапа: обследование пассажиропотока (оплаты проезда, наполнения подвижного состава); статистическая обработка и анализ результатов обследования. У "своих" дверей обследуемого ПС, постоянно используемых для входа-выхода пассажирами, располагаются два счетчика.

На каждом остановочном пункте маршрута (начиная со второй остановки) первый счетчик собирает у пассажиров, выходящих через "его" дверь, пронумерованные талоны, и заносят данные в соответствующую графу учетной таблицы напротив номера микрорайона в каждом рейсе прямого или обратного направления.

Второй счетчик, "прикрепленный" к той же двери салона ПС, что и первый счетчик, носит название учетчик-контролер. Учетчик-контролер снабжен пакетиками пронумерованных талонов разного цвета и учетным бланком, в который заносятся данные о количестве поездок пассажиров с проездными билетами и документами на право "льготного" проезда. Данные за каждый оборотный рейс заносятся в соответствующие графы таблицы (см. рис. 2.2).

Учетчик-контролер на каждом остановочном пункте предупреждает вошедших пассажиров о проведении обследования, чтобы те своевременно готовились к выходу на "своей" остановке. Проверяя у вошедших форму оплаты проезда, учетчик обеспечивает всех пассажиров талонами соответствующего цвета и номера. Каждой категории формы оплаты соответствует определенный цвет билета, а номер определяется номером микрорайона посадки.

Ориентируясь по цвету и номеру талонов, в конце каждой ездки пассажира учетчик заносит выданный номер талона напротив названия микрорайона и формы оплаты.

Обследуемый маршрут проходит по территории города, который предварительно разбивается на п микрорайонов. Данные микрорайоны будут представлять в дальнейшем работу с матрицей парной корреспонденции и расчету по программе. Деление маршрута по районам, в качестве примера, представлено на рис. 2.3.

Кондуктор в конце каждого рейса (на конечной остановке) заносит количество проданных абонементных талонов (количество пассажиров, оплативших свой разовый проезд) за рейс, эта информация используется для контроля. Количество смен счетчиков и учетчиков-контролеров должно соответствовать количеству смен водителя. Пересмена счетчиков и учетчиков-контролеров на двусменных графиках осуществляется в назначенное время на конечных остановках либо в назначенном месте.

Число счетчиков в салоне должно соответствовать числу дверей, иначе учет в часы "пик" невозможно выполнить. На каждой машине большой вместимости учет будут вести 4 счетчика (2 двери).

Перед проведением такого рода обследований необходимо провести заблаговременно инструктаж по проведению работы конкретного счетчика на конкретном маршруте и технике безопасности. Каждый счетчик заранее снабжается учетным бланком (рис. 2.2) и необходимым материалом (талоны, пакетики для этих талонов, коробки для сбора). Проводится беседа с экипажем обследуемых транспортных средств, назначаются ответственные лица по сбору материала в конце смен и рабочего дня.

Таким образом, собирается учетный материал о количестве перевезенных пассажиров, их корреспонденции и учетная документация о количестве "льготных" пассажиров за каждый рейс.

Разработка алгоритма расчета оптимальных маршрутов городского пассажирского транспорта. Программа оптимизации

На основании проведенного анализа методов расчета маршрутов ГПТ мы пришли к выводу, что существующие методы расчета требуют доработки с точки зрения возможности практического применения. Ниже предлагается методика и программное обеспечение по расчету оптимальных маршрутов, учитывающие изложенные выше соображения.

В общем виде задача выбора схемы маршрутов ГПТ в средних городах излагается следующим образом. Требуется определить (рассчитать) схему маршрутов ГПТ в средних городах, так чтобы суммарные затраты времени всеми пассажирами на ожидание, проезд и пересадки были минимальными. Это является основным критерием оптимизации в нашей задаче.

Как отметил в своей работе Болоненков Г.В. , при минимальных затратах времени на полное передвижение пассажиров оптимальная длина перегона на обычном автобусе изменяется от 0.4 до 0.6 км, на скоростном автобусе от 0.6 до 1.5 км, а на автобусе - экспрессе свыше 4 км. Чем меньше дальность передвижения, тем менее эффективно применение скоростного транспорта.

Исходя из указанной формулировки задачи выбора схемы городских пассажирских маршрутов в средних городах, для ее решения необходимы следующие основные исходные данные.

1. Карта рассчитываемого города с транспортной сетью, улицы, соединяющие пункты, по которым возможно движение ПС (автобуса, трамвая, троллейбуса).

2. Матрица парных корреспонденции за расчетный период - размеры пассажиропотоков между всеми пунктами (микрорайонами) города. В нашем случае за час "пик". Наиболее целесообразно маршрутную схему разрабатывать на основе трудовых и других поездок в утренние часы "пик" в зимнее время. Следовательно, обследование пассажиропотоков на городском пассажирском транспорте должно проводиться в указанное время.

3. Используемая вместимость каждой модели подвижного состава с учетом заданного коэффициента использования вместимости, обеспечивающего предоставление пассажирам необходимых удобств поездки. 4. Время, затрачиваемое одним пассажиром на пересадки в каждом пункте. 5. Максимальный интервал движения ПС, не требующий фиксированного расписания на маршрутах. 6. Коэффициент неравномерности подхода пассажиров к остановке. 7. Коэффициент внутричасовой неравномерности пассажирского потока. 8. Продолжительность расчетного периода суток. 9. Время ожидания одним пассажиром экспрессных и (или) скоростных маршрутов. 10. Эффективность применения оптимальной длины перегона экспрессных и скоростных маршрутов.

Количество ПС у автотранспортных предприятий, работающих на перевозке пассажиров в городской черте. 12. Коэффициент выпуска на линию каждого вида и марки ПС. На решение накладываются следующие ограничения: 1) длина экспрессных и скоростных маршрутов не должна быть меньше заданной, исходя из эффективности эксплуатации этих маршрутов; 2) время ожидания пассажирами экспрессных и скоростных маршрутов не должно быть выше заданного; 3) скоростные маршруты должны проходить по участкам транспортной сети, на которых возможно использование этих маршрутов, исходя из предоставленных расчетов данного этапа программы; 4) расчет этапов производится строго по алгоритму, изложенному на рис. 3.1; 5) другие ограничения, вытекающие из условий конкретного города. Наряду с указанными ограничениями нами допускается возможность волевого назначения маршрутов, обусловленная иными, например, историческими, административными или экологическими факторами.

Проверка достоверности полученных данных при обследовании пассажиропотоков на городском пассажирском транспорте

Как можно судить по табл. 4.7, результаты обследования пассажиропотока, полученные в 1999 году, на конец 2000 года достаточно достоверны. Данные, полученные по ПАТП-2, обследованиями 2000 года не подтвердились, причиной расхождения результатов является увеличение числа пригородных маршрутов, обследуемых ПАТП-2. При дальнейшем исследовании для ПАТП-2 принят общий процент льготных пассажиров 34.5 против 22.98, полученных в 1999 году, однако, строго говоря, необходимо провести более представительное обследование маршрутов ПАТП-2. Это и было рекомендовано администрации г. Вологды.

Этап II. Расчет числа льготных пассажиров по перевозкам. В 2000 году ожидаются следующие пропорции распределения потока пассажиров между перевозчиками: ВЭТ - 0.383, ПАТП-1 - 0.57, ПАТП-2 - 0.047 (данные 1999 года плюс новые пригородные маршруты для ПАТП-2). Эти пропорции в дальнейших расчетах играют роль весовых коэффициентов.

Общее число всех платных пассажиров на 2000 год прогнозируется в объеме 61419 + 1360 тыс. = 62779 тыс. чел. Здесь 61419 тыс. - итог 1999 года, 1360 тыс. - прирост за 9 месяцев, прогноз до конца года с коэффициентом к приросту, (равный 1.2).

По результатам 1999 года процент платных пассажиров (абонементные талоны + проездные) для ВЭТ и ПАТП-1 составляет соответственно 53.113 и 53.171, для ПАТП-2 - 65.5, исходя из отмеченного выше уточнения. Таким образом, общее количество перевезенных пассажиров, тыс. пассажиров, включая льготников и "зайцев", составляет 62779000-100

Процент льготных пассажиров в ВЭТ и ПАТП-1 принят одинаковым (43.457). Цифра получена в 1999 году на представительных маршрутах, результаты обследования конца 2000 года, как показано выше, их не опровергли. По ПАТП-2 процент льготных пассажиров, как оговаривалось, приняли равным 34.5. Социальные льготники по отношению ко всем приняты в пропорции, указанной в табл. 4.7.

Этап III. Оценка доверительных границ полученного решения. Пассажиропоток имеет случайный характер, поэтому имеет смысл рассчитать, в каких пределах находится возможный разброс результатов.

Определим с вероятностью Р = 0.95 границы, в которых может быть число льготных пассажиров относительно числа платных пассажиров. Число проданных абонементных талонов каждым конкретным пассажирским предприятием легко контролируется. Математический аппарат для такого рода расчетов изложен в п. 2.2, см. также формулу (2.23). Расчеты сведены в табл. 4.9.

Алгоритм расчета представлен в разделе 3.2.3 на рис. 3.3. Мы приняли допущение, что ПС всех типов и видов движется на всех участках сети со средней скоростью сообщения 17 км/ч (данные по пассажирским предприятиям г. Череповца). Воспользовавшись формулой (3.11), рассчитали время следования по каждому звену сети.. В качестве исходных данных по транспортной сети вводятся данные по расстоянию и времени движении на каждом участке сети. Информация в программе представляется в матричной форме.

Мы приняли участие во встрече рабочей группы "Быстрые победы" в Департаменте транспорта. Цель - оптимизация и повышение эффективности работы ГУП "Мосгортранс" относительно простыми решениями (которые могут быть реализованы в ближайшее время).

Повестка предложений для обсуждения выглядела следующим образом:

Единственный пункт, который вызвал у нас полное смущение – это оснащение НГПТ полками для багажа. Непонятно две вещи: где должна располагаться эта полки и зачем это вообще нужно? Люди пользуются общественным транспортом, когда ездят главным образом на работу и обратно, а так же для поездок по городу, несколько чемоданов в багаже при этом с собой никто не таскает, а на вокзалы и в аэропорты на общественном транспорте всегда едет небольшой поток пассажиров.

Оценить и прокомментировать остальные предложения можете вы сами, я расскажу что предложили мы со своей стороны:

1. Увеличение числа подвижного состава особо большой вместимости (гармошек) и трамвайных поездов. Если вы знаете автобусные и троллейбусные маршруты, где ходят переполненные автобусы, то пишите, мы составляем список.

2. Уменьшение количества остановок для магистральных автобусных маршрутов. Не должны длинные маршруты стопится на каждой остановке. Как пример, мы обсудили маршрут №716 «Сокольники – пос. Восточный», который большую часть трассы по Стромынке и Щёлковскому шоссе дублируется троллейбусными маршрутами. Если есть троллейбус "останавливающийся у каждого столба", то автобус, идущей параллельной трассой, должен быть полуэкспрессом. Тут тоже всё просто - мы формируем список маршрутов и желаемые к отмене остановки – после этого формируем список предложений для рассмотрения в МГТ и ДТ.

3. Маршруты-призраки с интервалами по полчаса и больше необходимо частично переводить на автобусы малой вместимости (маршрутки) с сокращением интервалов движения. То есть вместо одного большого автобуса раз в 30 минут, мы предлагаем пустить три маленьких, но с интервалом 10 минут. После мониторинга пассажиропотока, возможно, такие маршруты "раскатаются" и спрос на них возрастет. Считаем так же, что на таких маршрутах необходимо оставлять всегда хотя бы один "большой" автобус, который будет курсировать по чёткому расписанию.

4. "Тянутые графики". Обещали провести ускорение движения по маршрутам. Сейчас получается парадокс, что опоздание по графику не считается нарушением, а прибытие раньше - считается нарушением! В этом направлении предстоит большая работа МГТ. Не должен троллейбус ехать со скоростью 15 км в час по пустой улице просто потому, что у него такой график.

5. Отмена лишних и сдвоенных остановок. После ввода АСКП, Мосгортранс на остановках с большим пассажиропотоком сделал разделённые остановки для посадки и высадки пассажиров. То есть автобус на одной остановке останавливался фактически дважды, проезжая между высадкой и посадкой 5-10 метров. Это привело к еще большему увеличению времени движения по маршруту. Когда-то это было оправдано – надо было приучить людей садиться именно в переднюю дверь, но сейчас люди к этому уже адаптировались, смысла в таких остановоках стало меньше. Мы предложили провести их ревизию и значительную часть из них ликвидировать.

Другая проблема – слишком частые остановки на маршруте: нередки случаи, когда остановки располагаются через 40-50 метров друг от друга. Слишком частые остановки так же замедляют движение по маршруту, часть остановок надо перевести в категорию "По требованию".

6. Трамвайные светофоры. От нас ждут конкретных предложений по проблемным местам, собирающим трамвайные пробки и где требуется увеличение трамвайного цикла. В этот же пункт дописали обещание разобраться с бредовыми указаниями, по которым нельзя проезжать перекрёсток двум вагонам подряд или можно, но там необходимо выдерживать значительную дистанцию, иначе лишают премии.

7. Запустить сайт, где по ГЛОНАССу будет показываться местоположение автобусов и троллейбусов. Реализовать мобильное приложение сайта для Айфонов и Андроидов.

8. Во всех автобусах с кондиционерами , надо развесить телефон горячей линии и короткий смс номер, куда можно будет оперативно направить жалобу на неработающий кондей в конкретном автобусе.

Все наши предложения были одобрены и приняты на рассмотрение. После анализа трудозатрад и временных затрат, будут даны расстановки по конкретным срокам.

Какие еще вопросы были затронуты на обсуждении:

1. Была высказана идея большую часть остановок, кроме узловых, сделать "по требованию". То есть то, что пытались реализовать несколько лет назад и сдались - двери должны открываться только по требованию пассажиров. Ну в целом, идея может и неплохая, но по нашему мнению, что для её успеха нужна массированная информационная реклама, как в своё время была с введением АСКП.

2. Увеличение сети реализации билетов - любые меры, которые позволят снизить число покупок билетов у водителя.

3. Установка табло с временем прибытия маршрутного маршрутного автобуса. Это очень хорошая, правильная идея, но нам видится совершенно нереальной установка табло на ВСЕХ остановках МГТ. На основных пассажирообразующих - можно, но в остальных местах может стать решением именно мобильное приложение.

4. Возможный ребрендинг Мосгортранса. Но для того, чтобы менять табличку, желательно менять содержимое, в случае с Мосгортрансом под это надо бы подвести какое-нибудь знаковое событие, например, отмена турникетов. Кстати, как бы вы предложили переименовать Мосгортранс?

P.S. Состав участников рабочей группы:

Транспортная система в наиболее общем случае – это образующая связанное целое совокупность работников, транспортных средств и оборудования, элементов транспортной инфраструктуры и инфраструктуры субъектов перевозки, включая систему управления, направленная на эффективное перемещение грузов и пассажиров. Рис.1 Проблема переполнения общественного транспорта (36 Kb, 14 кадров, 10 циклов)

Эффективность транспортной системы не может рассматриваться только в рамках достижения оптимальности выполнения соответствующих процессов внутри системы. Основными задачами транспортной системы являются удовлетворение потребности экономики в перевозке грузов и обеспечение мобильности населения. В связи с этим эффективность транспортной системы всегда будет определяться неким балансом между противоречивыми требованиями экономики и общества. Ярким примером является желание пассажира, чтобы транспорт подъехал к остановке, как только пассажир подошел к ней, и желание перевозчика установить такой интервал движения, чтобы транспортные средства всегда были заполнены полностью и приносили, максимальный доход. Таким образом, для построения эффективной транспортной системы необходимо познания в области транспорта сочетать с экономикой, градостроительством, географией, экологией, социологией и психологией.

В экономике транспортная отрасль занимает специфическое положение, относясь к экономической инфраструктуре. Транспорт является частью производительных сил общества и представляет собой самостоятельную отрасль материального производства, обеспечивающую нормальную деятельность экономической системы в целом. Отсюда следует, что продукция транспорта имеет материальный характер и выражается в перемещении вещественного продукта других отраслей.

Характерной особенностью функционирования транспортных систем является циклический характер их работы. Начальной точкой рабочего цикла транспортной системы является подача порожнего подвижного состава для выполнения перевозок. При перевозках грузов – это подача подвижного состава под погрузку, на пассажирских перевозках – выезд автобуса с конечного пункта на маршрут. В зависимости от технологии выполнения перевозок и организации движения в процессе транспортного цикла могут выполняться различные транспортные процессы, связанные с погрузкой или разгрузкой грузов, посадкой или высадкой пассажиров. Транспортный цикл заканчивается в момент прибытия порожнего подвижного состава для погрузки или в момент начала выполнения маршрута пассажирским автобусом.

В реальных условиях на выполнение транспортного цикла влияет существенное количество различных возмущающих воздействий, большинство из которых имеет случайный характер, поэтому основные характеристики транспортного цикла, например его продолжительность, как правило, весьма нестабильны. С целью их стабилизации необходимо предпринимать меры для снижения числа возмущающих воздействий. Это, например, организация выделенной полосы движения и приоритетного светофорного регулирования для городского общественного транспорта.

Транспортная система является уникальным примером системы с коллективным поведением ее субъектов. В связи с этим коллективное поведение является мощным фактором, формирующим закономерности функционирования транспортной системы. Причем процессы самоорганизации приводят к образованию нескольких уровней устойчивого функционирования системы, образующих иерархическую структуру коллективной адаптации с различной временной стабильностью.

В этом плане можно выделить три следующих структурных уровня:

распределение мест формирования, обработки и потребления грузов, расселение населения;
организацию транспортных процессов в сети;
формирование транспортных потоков на участках сети.

Транспортные системы занимают важнейшее место в обеспечении практически всех сфер деятельности экономики и общества. Естественно, повышение эффективности их функционирования является необходимым условием развития и совершенствования экономики и качества жизни населения. Повышение эффективности транспортных систем предполагает решение совокупности взаимосвязанных задач, многие из которых можно отнести к задачам более высокого уровня, так как они выходят за рамки узко транспортных проблем. Совершенствование управления системой городского пассажирского транспорта (ГПТ) должно сопровождаться отслеживанием изменений во всех образующихся взаимосвязях, определяющих деятельность системы и ее результативность. Чтобы сделать это, не проводя достаточно сложных и могущих иметь отрицательные последствия экспериментов в реальных системах ГПТ, необходимо использование моделей. С целью сохранения точности и информативности модели будет обоснованным выявить и включить в модель управления системой ГПТ ее основные отношения с внешней средой, которые включают отношения с потребителями и государством. Как показывает отечественная и зарубежная практика, именно эти отношения являются главными ограничениями в деятельности систем ГПТ.

Как показывает опыт управления системой ГПТ, чтобы системный подход был реализован на практике, целесообразно рассмотреть различные варианты (срезы) моделирования системы ГПТ. Один из таких вариантов моделирования рассмотрен в работе В.В. Феенмана . Автор выделяет инженерные и экономические модели, позволяющие решить проблему совершенствования управления ГПТ как системой.

Инженерные модели, управления общественным транспортом охватывают пространство и технические характеристики разных видов общественного транспорта. При этом предлагается создавать координированную иерархическую сеть услуг, сочетающую преимущества различных видов общественного транспорта. Такой подход находит практическое применение в немецко-говорящей зоне Европы. Экономические модели основаны на том факте, что организации, предоставляющие услуги общественного транспорта, не проявляют гибкость и обращают мало внимания на потребности пассажиров. Экономисты считают, что решением является изменение режима регулирования. Предприятия пассажирского транспорта должны отвечать за качество предоставляемых услуг и нести соответствующие финансовые затраты или получать соответствующие прибыли. Такой подход находит поддержку в англосаксонских частях Европы.

Поскольку ни один из этих подходов в отдельности не способен обеспечить должный уровень взаимовыгодности перевозок, устраивающий как предприятия, предоставляющие услуги общественного транспорта, так и пассажиров общественного транспорта. Государство также заинтересовано в эффективности перевозок, т.к. при том же количестве перевезенных пассажиров может получить больший доход в виде налогов на прибыль перевозчиков. Кроме того, во многих странах, в том числе странах СНГ, государство само предоставляет населению услуги общественного транспорта, что, безусловно, требует повышения его эффективности в целях экономии бюджетных средств.

Как отмечает В.В.Феенман, “теоретическая модель должна показывать, как необходимо совместно использовать законодательство, координацию и проектирование услуг для достижения максимальной эффективности” . Иными словами, необходимо найти оптимальное сочетание государственного управления и регулирования системы ГПТ и развития конкуренции в этой системе. При этом должны рассматриваться как экономические гибкие методы воздействия, так и меры прямого определения параметров деятельности системы через установление расписаний, графиков и режимов движения, а также координацию их эксплуатационной деятельности в оперативном режиме.

В исследовании определен набор требований к системе ГПТ со стороны спроса населения на перевозки, на основе которого оцениваются различные системы общественного транспорта. Эти требования возможно сформулировать следующим образом:

городской пассажирский транспорт должен обеспечивать целостность города как географического образования и спрос населения на перевозки должен быть прогнозируем и управляем;
по политическим мотивам стоимость проезда в ГПТ должна обеспечивать его доступность для социально-незащищенных слоев населения;
эксплуатационные показатели работы должны соответствовать требованиям потребителей;
требуемая бюджетная дотация должна быть реальна, стабильна и выделяться за определенный результаты работы, учитывающие и уровень качества обслуживания населения.

1. Актуальность темы

В настоящее время в больших городах существует проблема перегрузки общественного транспорта в так называемые «часы пик». В эти часы нагрузка на общественный транспорт непропорционально возрастает, что приводит к тому, что он не справляется с пассажиропотоком . Это означает, что люди не могут вовремя добраться до работы или добираются в подавленном состоянии из-за перегруженности транспорта. В свою очередь, данные факторы негативно сказываются на производительности труда работников и, как следствие, на росте экономики города.

2. Цель исследования

Целью работы является оптимизация работы общественного транспорта, обеспечивающая равномерную нагрузку на него в течение дня.

Объект исследования : система пассажирских транспортных перевозок города.

Предмет исследования : оптимизация затрат перевозчиков и повышение выгоды пассажиров.

В рамках магистерской работы планируется получение актуальных научных результатов по следующим направлениям:

Разработка модели для описания системы пассажирских транспортных перевозок города.
Определение оптимальных параметров функционирования системы при заданных ограничениях.
Разработка рекомендаций по внедрению полученных результатов в производственную практику.

3. Обзор существующих подходов

Оптимальное планирование работы транспортных систем, принципиально позволяющее преодолеть большинство из перечисленных трудностей, опирается на систему взаимосвязанных математических моделей, в рамках которых удается учесть такие особенности транспортных систем, как нечеткость имеющейся информации, противоречия в интересах партнеров, многоцелевой характер оценки выбираемых режимов функционирования и т. д. На основе этих моделей появляется возможность формализовать задачи оптимизации и использовать соответствующий математический аппарат .

В работе А.Э. Горева выделяются несколько классов задач оптимизации транспортных систем:

Задачи маршрутизации перевозок и движения транспортных средств заключаются в выборе рациональных или оптимальных схем перемещения грузов или пассажиров между конечным числом пунктов.
Задачи загрузки транспортных средств определяют номенклатуру, объем и схему размещения груза при перевозке.
Задачи составления графиков движения возникают при обслуживании технологических процессов производственных предприятий (перевозка бетона), выполнении перевозок по технологии «точно в срок», при загрузке или разгрузке транспортных средств на крупных складах и терминалах, пассажирских перевозках.
Задачи планирования использования трудовых и технических ресурсов в транспортном узле решаются для оптимизации использования общеузловых и специализированных для каждого вида транспорта ресурсов с целью снижения простоев всех видов ресурсов, повышения производительности транспортного узла.
Задачи планирования работы транспортных предприятий затрагивают транспортную (планирование перевозок) и эксплуатационную (выполнение техобслуживания, использование кадров) деятельность предприятия.
Задачи производственно-транспортного планирования касаются логистических систем, когда по критерию минимума суммарных затрат на производство и доставку продукции определяется план производства, распределения и складирования готовой продукции при наличии альтернативных источников поставки и потребления взаимозаменяемых изделий.
Задачи определения оптимальных тарифов позволяют максимизировать доход транспортного предприятия за счет проведения той или иной маркетинговой политики.

Таким образом, можно видеть, что существующие подходы к решению транспортных задач не рассматривают выбранное для данной работы направление оптимизации, поскольку направлены на другие области, например оптимизацию грузоперевозок или построение карты возможных мест скопления транспорта.

4. Постановка задачи

С целью оптимизации общественного транспорта в данной работе будет рассмотрена задача нахождения оптимального числа маршрутных такси, необходимого для перевозки всех пассажиров города по необходимым им маршрутам с учетом минимизации затрат перевозчика и максимизации выгоды пассажиров.

Решение данной задачи позволит определить необходимый автопарк для обеспечения потребности в транспорте для населения города при учете интересов перевозчиков и потребителей.

Для решения задачи было бы целесообразно провести масштабное исследование пассажиропотока в его динамике за продолжительное время (около месяца) для выявления всех характерных закономерностей и учета их в планируемой модели.

Задачу в общем виде можно поставить следующим образом. Необходимо построить модель, позволяющую определить количество маршрутных такси, необходимых для перевозки всех пассажиров города по необходимым им маршрутам с учетом минимизации затрат перевозчика и максимизации выгоды пассажиров.

Также необходимо учесть, что некоторые из переменных величин могут быть связаны не только через функционал, но и непосредственно между собой через некоторые уравнения.

В данной работе рассмотрена частная задача: необходимо построить модель, позволяющую рассчитать необходимое количество маршрутных такси для перевозки населения по одному маршруту при оптимальном соотношении времени перевозки всех пассажиров, прибыли перевозчика и стоимости проезда.

Введем следующие величины:

Тогда можно поставить задачу оптимизации следующим образом:

где t – время;
– количество пассажиров, которых нужно перевезти;
S – стоимость проезда;
Z – затраты перевозчика на одно маршрутное такси;
– время проезда по маршруту;
– число маршрутных такси;
– максимально возможное количество пассажиров в одной маршрутке;
– весовой коэффициент.