Введение к работе
Актуальность проблемы. Огромная роль автотранспортных перевозок в современной экономике очевидна. Автомобильный транспорт обеспечивает деятельность большинства отраслей экономики и участвует в удовлетворении потребностей практически всех слоев населения. В особенности, очень велика роль транспорта в функционировании средних и крупных городов. Транспортная система является одной из основных составных частей инфраструктуры города, которая обеспечивает жизненно важные потребности населения. Функционирование всех отраслей городского хозяйства невозможно без рациональной и налаженной работы системы наземного городского пассажирского и грузового транспорта.
Рост концентрации и увеличение доли городского населения - это объективная тенденция развития общества. Быстрые темпы роста городского населения и увеличение его подвижности порождают целый ряд проблем, связанных с развитием транспорта в городах. Концентрация автотранспорта в больших городах за последнее десятилетие стала причиной интенсивного роста загрузки подходов магистральных перекрестков и как следствие, увеличения количества непроизводительных остановок и торможений в потоке, уровня транспортных задержек, роста загазованности окружающей среды. Практически не изменяемая протяженность улично-дорожной сети приводит к росту плотности и скорости потоков и, как следствие, к снижению эксплуатационной скорости городского транспорта и его производительности.
Эффективность эксплуатации автомобильного транспорта на городских дорогах в значительной степени зависит от комплекса мер по организации дорожного движения. На протяжении последних 20 лет, как показывает анализ, городской пассажирский транспорт в крупных городах Российской Федерации всё глубже погружался в кризис. Системы городского пассажирского транспорта в РФ существенно менее эффективны по сравнению с транспортными системами аналогичных по населенности и характеру застройки городам Западной Европы.
В настоящее время органы управления транспортным комплексом в крупных городах РФ, как правило, не располагают ни достоверной и достаточно подробной информацией о спросе на перевозки, ни инструментами для планирования и организации перевозок. Не существует официально утвержденной методики рационального управления и планирования системы городского пассажирского и грузового транспорта. Поэтому среди наиболее актуальных проблем выделим проблему планирования. К группе планирования относятся задачи принятия централизованных решений об использовании ре-
сурсов городской транспортной системы. В эту группу входят задачи планирования развития транспортной системы, маршрутизации, составления расписаний и т.д. Прогнозирование является этапом решения задач планирования, развития и работы транспортной системы.
Используемые в настоящее время в сфере транспорта модели и алгоритмы становятся всё менее адекватными текущей обстановке ввиду, в частности, того, что эти модели не учитывают принципиально новые для российских городов процессы: рост степени автомобилизации населения; рыночное предложение перевозочных услуг, появление коммерческого транспорта; изменение структуры занятости и жизненного уклада, и как следствие, изменение структуры спроса на пассажирские перевозки, изменение транспортной подвижности населения.
Таким образом, недостаточность и даже отсутствие разработок, охватывающих многочисленные проблемы современного транспортного обслуживания населения, отсталость научной базы, необходимой для исследований городских транспортных процессов, в особенности в области исследования городского пассажирского транспорта, определяет актуальность и своевременность темы диссертационного исследования.
Цель диссертационного исследования - разработка алгоритмов моделирования распределения пассажирских и транспортных потоков, учитывающие специфику перемещений пассажиров в условиях крупных городов в сложившейся социально-экономической ситуации. Для достижения указанной цели в диссертации поставлены следующие
Задачи диссертационного исследования:
-
Построить математическую модель пассажирских транспортных перевозок и на ее основе решить задачу регулирования количества пассажирских транспортных средств в городской транспортной сети.
-
Построить формализованную модель автотранспортных перевозок и разработать критерий оценки дохода от перевозки груза по заданному пути, с учётом вероятностных характеристик времени движения и работы автотранспортных средств (АТС).
-
Сформировать процедуру решения задачи оперативного планирования автомобильными перевозками, и разработать критерий оптимизации плана перевозок, с учётом вероятностных характеристик временных интервалов.
-
Сформировать процедуру подготовки и оценки качества исходных данных, требуемых для реализации разработанных моделей.
5. Разработать алгоритм имитационного моделирования оперативного
планирования и управления автомобильными перевозками в условиях
неопределённости временных интервалов.
Объектом исследования являются способы моделирования транспортных потоков.
Предметом исследования является наземный общественный, автомобильный и личный транспорт.
Научную новизну диссертационного исследования составляют следующие положения:
построена математическая модель, описывающая взаимосвязи между количеством транспортных средств городского маршрутизированного транспорта и социально-экономический эффективностью пассажирского транспорта, которая позволяет регулировать общеэкономические показатели работы пассажирского транспорта;
построена формализованная модель задачи оперативного планирования автомобильными перевозками, отличающаяся учётом вероятностных характеристик времени поездки и работы автотранспортных средств, которая позволяет повысить эффективность выполнения автотранспортных перевозок;
разработан критерий оптимизации плана перевозок автотранспортного предприятия, отличающийся учётом вероятностного характера перевозочного процесса, и предложен эффективный по быстродействию алгоритм его вычисления, который может быть использован в процессах оперативной корректировки планов перевозок;
разработана имитационная модель, которая позволяет с определенным приближением, имитировать движение потоков автомобилей и прогнозировать основные транспортно-эксплуатационные показатели. Модель может быть использована для сравнения различных вариантов развития транспортной системы и выбора наиболее приемлемых из них. Теоретической и методологической основой исследования послужили
методы математілеского моделирования, математического программирования, теории вероятностей, линейного и динамического программирования, теории потоков в сетях, методы алгоритмизации.
Практическая значимость результатов исследования определяется направленностью использования разработанного инструмента моделирования в реальных условиях функционирования транспортной системы с целью повышения ее эффективности.
Реализация работы. Результаты выполненных исследований использованы при оптимизации маршрутных сетей городского пассажирского транс-
порта г. Махачкала. На основе материалов, полученных в результате вычислительного эксперимента, разработан проект интегрированной маршрутной сети и определены маршруты движения наземных видов городского пассажирского транспорта г .Махачкала, утвержденные постановлением Администрации г. Махачкала № 1645 от 05.10.2004 «О маршрутах движения наземного пассажирского транспорта общего пользования в г. Махачкала».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на научно-практических конференциях «Автомобили и безопасность движения» МФ МАДИ(ГТУ) (г. Махачкала, 2002 и 2004 гг.), на ГХ-й Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии», «Информационно-вычислительные технологии и их приложения (г. Пенза, 2007 г).
Публикации. По теме и результатам исследования опубликовано 9 печатных работ, из них 3 в журналах по перечню ВАК РФ.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков, 5 таблицы, 3 приложения.
Список использованной литературы включает 111 наименования, из них 24 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Повышение эффективности управления городскими транспортными потоками
