Введение к работе
Актуальность темы исследования определяется остротой транспортной проблемы крупных городов, которая усугубляется высокой динамикой уровня автомобилизации. Как следствие существенно усложняется процесс проектирования систем городского пассажирского транспорта (ГПТ) и управления этими системами. Повышение качества и безопасности услуг ГПТ является важнейшим направлением решения транспортной проблемы крупных городов, поскольку привлекательность ГПТ обусловливает снижение интенсивности транспортных потоков личных автомобилей.
В настоящее время на практике транспортные организации при формировании программы перевозок в первую очередь ориентируются на подвижной состав (ПС), имеющийся в парке или доступный по финансовым критериям. Такой подход не позволяет обеспечить требуемое качество транспортных услуг и во многом усугубляет проблему крупных городов за счет неоправданного применения транспортных средств малой вместимости. Для обслуживания имеющихся пассажирских потоков автобусами малой вместимости движение по маршрутам осуществляется с небольшим интервалом. При этом наблюдаются скопления автобусов на остановочных пунктах, отказы в посадке пассажиров из-за недостаточной вместимости что, в конечном счете, негативно влияет на длительность поездки пассажиров.
Отсутствие обоснованных нормативов зачастую приводит к применению регулирующими органами нерентабельной для транспортных организаций программы перевозок, что оказывает отрицательное влияние на финансовое состояние перевозчиков и может привести к деградации ГПТ.
В этой связи актуальной задачей является разработка эффективных методов определения оптимальной программы перевозок пассажиров при существующих ограничениях ресурсов: тарифов и бюджетных субсидий, пропускной способности инфраструктуры маршрутной сети, провозной способности ПС.
Недостаток знаний о зависимостях между параметрами перевозочного
процесса и эффективности транспортной системы не позволяют в полной мере
решать задачу повышения качества обслуживания пассажиров ГПТ. Поэтому научное
исследование, направленное на выявление этих зависимостей, а также
закономерностей, позволяющих определять параметры эффективного
функционирования системы ГПТ, является актуальным. Оно обеспечивает повышение качества обслуживания пассажиров ГПТ при существующих ограниченных ресурсах.
Рабочей гипотезой является предположение о том, что качество
транспортного обслуживания пассажиров можно значительно повысить, если при
определении программы перевозок ГПТ минимизировать коэффициент
динамического использования вместимости ПС с учетом имеющихся ограничений параметров транспортного процесса.
Целью работы является повышение качества транспортного обслуживания населения путем оптимизации структуры парка ПС ГПТ.
Объект исследования – процесс функционирования маршрутной сети ГПТ.
Предметом исследования являются: закономерности влияния технико-эксплуатационных показателей работы ПС ГПТ на качество транспортного обслуживания пассажиров.
Научной новизной обладают:
математическая модель оптимизации структуры парка ПС ГПТ по критерию минимума коэффициента динамического использования вместимости ПС при известном транспортном спросе и ограничениях технико-эксплуатационных показателей, учитывающая взаимное наложение маршрутов;
алгоритм расчета оптимальной программы перевозок ГПТ, основанный на направленном переборе вариантов при определенных ограничениях параметров транспортного процесса, установленных посредством нормативов технико-эксплуатационных показателей;
- модель функционирования остановочного пункта как многоканальной
системы массового обслуживания с очередью, учитывающая неодинаковую
интенсивность обслуживания каналов системы;
- зависимости среднего коэффициента динамического использования
вместимости ПС от параметров пассажирских потоков, времени работы транспортной
единицы на маршруте, неравномерности скорости сообщения.
Практическая значимость работы. Внедрение методики определения оптимального класса и количества ПС на маршрутах ГПТ обеспечивает максимально возможный уровень качества транспортного обслуживания при установленном размере пассажирского тарифа.
Применение методики в транспортных организациях ГПТ позволит обеспечивать их рентабельную работу.
Органам государственной власти и местного самоуправления результаты работы предоставляют возможность:
- разрабатывать программу перевозок пассажиров, обеспечивающую
требуемый уровень качества транспортного обслуживания с учетом нормативных
значений параметров ГПТ и ограничений пропускной способности инфраструктуры
маршрутной сети;
определять программу развития парка ПС для сети ГПТ;
рассчитывать пассажирский тариф, необходимый для обеспечения требуемого уровня качества транспортного обслуживания.
Преподавателям технических ВУЗов транспортных специальностей
полученные теоретические положения и результаты их практического применения позволят повысить качество подготовки специалистов по направлению «Технология транспортных процессов».
Реализация результатов исследований, осуществлена в рамках выполненных СФУ НИР по обследованию пассажирских потоков и проектированию комплексной маршрутной системы общественного транспорта г. Красноярска (2007г), по разработке концепции развития пассажирского транспорта общего пользования в городе Красноярске на 2011 – 2015 годы с перспективой до 2020 года.
Положения, выносимые на защиту:
1. Математическая модель оптимизации парка ПС, основанная на минимуме
значения коэффициента динамического использования вместимости ПС ГПТ при
определенных ограничениях параметров транспортного процесса с учетом взаимного
наложения маршрутов, позволяет находить оптимальную структуру парка
транспортных средств для обслуживания маршрутной сети.
2. Зависимости среднего коэффициента динамического использования
вместимости ПС от времени работы на маршруте и неравномерности скорости
сообщения позволяет нормировать коэффициент динамического использования вместимости.
3. Математическая модель остановочного пункта как системы массового обслуживания, учитывающая случайный характер процессов посадки-высадки пассажиров на остановочных пунктах, а так же неодинаковую производительность остановочных мест, позволяет адекватно определять его пропускную способность и на этой основе нормировать интенсивность движения ПС по участкам маршрутной сети ГПТ.
Достоверность результатов подтверждается применением современных методов обработки статистических данных, с использованием репрезентативных объемов выборок, отсутствием противоречий между полученными результатами и выводами с практическими данными.
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы докладывались и обсуждались на: всероссийской научно-
практической конференции и выставки с международным участием «Достижения
науки и техники – развитию сибирских регионов» (Красноярск 1999 г.); I
Всероссийской научно-технической конференции «Авиамашиностроение и транспорт Сибири» (Иркутск 2011-2016г.); I научно практическая конференция «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса» (Новокузнецк 2011 г.); Всероссийская 65-я научно-техническая конференция ФГБОУ ВПО «СибАДИ» «Модернизация и инновационное развитие архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России: фундаментальные и прикладные исследования» (с международным участием) (Омск 2011 г.); XIV Международной научно-практической конференции «Российская наука в современном мире» (Москва 2018).
Публикации. Основные положения научной новизны диссертационной работы опубликованы в 11 научных работах, в том числе 5 статей в рецензируемых научных журналах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, содержащего основные результаты и выводы, списка использованных источников, включающего 177 наименований и 3 приложений с материалами результатов исследований, изложена на 121 странице машинописного текста, включает 9 таблиц и 28 рисунков.