автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Комплексная методика совершенствования транспортного обслуживания садоводческих маршрутов

На правах рукописи

ФАТТАХОВА Альмира Файзулловна

КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ САДОВОДЧЕСКИХ МАРШРУТОВ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 9г 1.»о 2012

Оренбург-2012

005020656

005020656

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» (ОГУ)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Дрючин Дмитрий Алексеевич

Официальные оппоненты: Султанов Наиль Закиевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», заведующий кафедрой систем автоматизации производства;

Ширяев Сергей Александрович,

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет», доцент кафедры автомобильных перевозок

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный

нефтегазовый университет»

Защита состоится 13 апреля 2012 г. в 15:30 на заседании диссертационного совета Д 212.181.02, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан 12 марта 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.И. Рассоха

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Характерной особенностью большинства крупных городов России является наличие садовых и дачных участков, что определяет потребность населения в специфических перевозках по садоводческим маршрутам.

Садоводческими являются маршруты, обеспечивающие проезд пассажиров в период дачного сезона до садовых участков, расположенных как в черте города, так и в пригородной зоне. Данные маршруты имеют ряд особенностей, позволяющих выделить их в отдельную группу. К числу таких особенностей относятся: применение городских тарифов и льгот на проезд, отсутствие сменяемости пассажиров в салоне за рейс, сезонный характер перевозок, высокая неравномерность пассажиропотоков по направлениям и временным интервалам, их зависимость от погодных условий, наличие объёмного багажа.

Ввиду вышеуказанных особенностей перевозки по садоводческим маршрутам, как правило, являются убыточными. Выпадающие доходы перевозчиков, осуществляющих данный вид деятельности, компенсируются из областных и муниципальных бюджетов. В настоящее время существует острая потребность в снижении финансовой нагрузки на бюджеты всех уровней. Уменьшение объёма компенсационных выплат может быть обеспечено за счёт снижения эксплуатационных затрат, которое достигается за счёт определения рациональной структуры подвижного состава, его численности, а также за счёт разработки и внедрения гибких графиков движения автобусов в зависимости от прогнозируемых пассажиропотоков. Создание методики, позволяющей в комплексе решить данные задачи, актуально, имеет важное социальное значение и способствует развитию муниципального пассажирского автотранспорта.

Цель исследования - повышение эффективности эксплуатации автобусов на садоводческих маршрутах за счёт совершенствования структуры парка и расписания работы автобусов на линии.

Задачи исследования:

- определить закономерности транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах;

- разработать математическую модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах;

- провести оценку эффективности эксплуатации на садоводческих маршрутах автобусов различных моделей;

- разработать комплексную методику определения рациональной структуры парка и составления расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах, экспериментально исследовать эффективность разработанной методики.

Объектом исследования является процесс транспортного обслуживания населения на садоводческих маршрутах.

Предметом исследования являются закономерности показателей эксплуатации автобусов на садоводческих маршрутах.

Содержание рассматриваемых в работе вопросов отвечает формуле паспорта научной специальности 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта по пункту 2 «... Оптимизация планирования, организации и управления пе-

л

ревозками пассажиров и грузов...» и пункту 3 «...Обоснование и разработка требований к рациональной структуре парка...».

Научную новизнуработы определяют:

- закономерности! транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах, определённые для различных временных интервалов сезона;

- математическая ¡модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах, основанная на закономерностях транспортной подвижности населения по временным интервалам садоводческого сезона, позволяющая определить направления повышения эффективности использования транспортных средств;

- комплексная методика формирования рациональной структуры парка и расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах на основе разработанной математической модели и выявленных закономерностей транспортной подвижности населения.

Практическая значимость. Разработанная комплексная методика позволяет минимизировать затраты на эксплуатацию автобусов на садоводческих маршрутах за счёт совершенствования структуры парка и расписания его работы на линии.

Реализация работы. Результаты выполненной работы используются правительством Оренбургской области при определении размера компенсационных выплат хозяйствующим субъектам, осуществляющим пассажирские перевозки по садоводческим маршрутам, а так же в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Апробация работы. Результаты работы обсуждались и получили одобрение на II международной конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (Тула, 2009 г.), II международной научно-производственной конференции «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса» (Пенза, 2009 г.), IX Российской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2009 г.), II международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» (Челябинск, 2010 г.), международной научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-технологические системы» (Тюмень, 2010 г.), VI международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2010 г.), международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (Оренбург, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта» (Тюмень, 2010 г.), X международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2011 г.), на научно-практических семинарах транспортного факультета ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» (2009-2011 гг.).

Основные положения, выносимые на защиту: - закономерности транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах;

- математическая модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах, позволяющая определить направления повышения эффективности эксплуатации транспортных средств с учётом их технико-эксплуатационных показателей и выявленных закономерностей транспортной подвижности населения;

- комплексная методика определения рациональной структуры парка и расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах.

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в числе которых 4 статьи в рецензируемых научных журналах.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов и общих выводов, изложенных на 148 страницах машинописного текста, включая 23 рисунка и 22 таблицы. Список использованных источников включает 145 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект и предмет исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, оценены научная новизна и практическая значимость, приведены сведения об использовании результатов работы.

В первом разделе дано описание садоводческих маршрутов как одного из элементов городского транспортного комплекса. Отмечено, что при их высокой социальной значимости, данные маршруты оказывают заметное влияние на экономическое и социальное развитие административно-территориальных единиц.

Проведён обзор существующих методов организации и управления пассажирскими автомобильными перевозками. Данные методы отражены в работах В.А. Гудкова, A.B. Вельможина, Л.Б. Миротина, С.А. Ширяева, И.В. Спирина, Г.В. Бойко, О.А.-Г. Этлухова, В.В. Дедкжина, Е.В. Бондаренко, H.H. Якунина, Д.А. Дрючина и других ученых.

На основании проведённого обзора сделано заключение о том, что в настоящее время отсутствует методика, позволяющая определить научно обоснованные параметры перевозочного процесса для данной категории маршрутов. Результаты проведённого анализа и выявленные проблемы позволили сформулировать цель и основные задачи исследования.

Во втором разделе представлена разработанная математическая модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах. Проведён анализ факторов, оказывающих влияние на показатели качества перевозочного процесса. Такими факторами являются модельный ряд подвижного состава, численность эксплуатируемых транспортных средств и расписание их работы на линии. Оптимизация данных факторов позволяет в наибольшей степени повысить эффективность перевозочного процесса. Структурная схема, отражающая параметры моделирования, представлена на рис. 1.

В рамках исследования рассматривается задача повышения эффективности перевозочного процесса. В качестве критерия её оценки предложено использовать показатель рентабельности перевозочного процесса, определяемый отношением

суммарного дохода, получаемого от перевозки пассажиров, к суммарным затратам.

Показатели качсстна пе/ннш шк

Эксплуатационные

характеристики □одвякного состава

Параметры пассажиропотока

Модельный ряд транспортных средств

Моделирование перевозочного процесса

Количество транспортных средств кз маршруте

Расписание работы автобусов на маршруте

=>

Себестоимость перевозки одного пассажира

Безопасность перевозок

Регулярность перевозок

Рис. 1 - Структурная схема моделирования перевозочного процесса

Структура затрат на эксплуатацию автобусов включает в себя множество пунктов. Произведён анализ методов расчёта составляющих суммарных затрат, и на его основе предложена обобщённая формула расчёта суммарных годовых затрат при эксплуатации автобуса на садоводческих маршрутах:

( дт + ^О&щл-г + ^ДВС ' + 3()С.ио + ^ * ^Т.ОСМ + ^Ш1 +

пи

'1 Вид Г-Ьид , к'иий ггКонд < ГОД '' СМ ' ■ ЛДШ "|"<-'ИС ' ЛД<»

)кР

+ 2 С '-К*.-«,- КС0Ц + Лл СИ7 • Кд„ -Кг-1

К СОЦ )'

АДГ

«в -Дг,

Цш "

(О

где Щи - нормативный срок полезного использования транспортного средства, лет; Сд - балансовая стоимость транспортного средства, руб.; 3„6щх - удельные годовые общецеховые хозяйственные расходы на единицу подвижного состава, руб.; Щвс - мощность двигателя транспортного средства, л.с.; Стн - ставка транспортного налога, руб.; Зосаго - годовые затраты на обязательное страхование гражданской ответственности водителей, руб.; Ст.осм - затраты на технический осмотр, руб.; Я/а/ - налог на имущество, руб.; Дгод - количество дней в году, дни,Гш - средняя суточная продолжительность работы автобуса на линии, ч; С?нг

- средняя часовая тарифная ставка водителей, руб.; Сч7с - средняя часовая тарифная ставка кондуктора, руб.; К™* - коэффициент, учитывающий все виды доплат и премий, предусмотренных для водителей; К*';' - коэффициент, учитывающий все виды доплат и премий, предусмотренных для кондукторов; Кг - районный коэффициент; КСОц - коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды; дИ - нормативный удельный расход топлива, л/км; Ц[ - средняя цена одного литра топлива, руб.; Ь, - периодичность проведения ¡-го вида технического обслуживания (ТО), км; -трудоёмкость ¡-го профилактического воздействия, чел-ч; - стоимость материалов, используемых при проведении 1-го профилактического воздействия, руб.; С™сс - средневзвешенная часовая тарифная ставка рабочих, задействованных на выполнении работ ТО, руб.; 11г - удельная трудо-

ёмкость текущего ремонта (ТР), чел-ч/1000 км; Стер. - средневзвешенная часовая тарифная ставка рабочих, задействованных на выполнении работ ТР, руб.; 3" -удельный расход запасных частей, руб/1000км; Цш-стоимость одной шины, руб.; и - количество шин на автобусе, шт.; Ьщ-норма эксплуатационного ресурса шины, км; Loe - длина оборота автобуса на маршруте, км; N0n - количестве оборотов за расчётный период.

Применительно к конкретной модели автобуса большинство составляющих формулы (1) принимает конкретные числовые значения, а формула приобретает вид:

(2)

где а и b - постоянные коэффициенты, определяемые технико-эксплуатационными параметрами автобусов при их эксплуатации на садоводческих маршрутах.

Доход, получаемый при перевозке пассажиров на садоводческих маршрутах, при фиксированной тарифной плате за проезд определяется количеством перевезённых пассажиров:

дг = г-тп-пвА-ы0Ъ-у, (3)

где Тп - тариф за перевозку одного пассажира, руб.; ПВА - пассажировместимость автобуса, пасс.; у - средний коэффициент использования вместимости автобуса.

Применительно к конкретной модели автобуса, при фиксированной пасса-жировместимости и утверждённой тарифной плате за проезд, формула (3) может быть представлена следующим образом:

Дх=с-Но1-У, (4)

где с - постоянный коэффициент, зависящий от действующих тарифон и пасса-жировместимости рассматриваемой модели автобуса.

С учётом выражений (2) и (4) формула для расчёта рентабельности приобретает вид:

f = [4£-l|100%=| --11100%=|2 ——1 |I00%, (5)

) {a-^ N^+b J \, A,s J

где Z - обобщённый коэффициент эксплуатационных параметров рассматриваемой модели автобуса:

где ¿сез - средний пробег автобусов за сезон, км.

Среднее за оборот значение коэффициента использования вместимости автобуса в формуле (5) определяется из выражения:

- jon^on^)

где 0Ппт, и ОПОБР - объём перевозок в прямом и обратном направлениях, соответственно, пасс.; Л„ - количество автобусов, одновременно работающих на маршруте, ед.; ПВА - пассажировместимость автобуса, пасс.

Очевидно, что для расчёта рентабельности перевозочного процесса требуется определить значение пассажиропотока для рассматриваемого временного интервала на заданном маршруте. Значение пассажиропотока может быть определено при помощи закономерностей, характеризующих транспортную подвижность населения на садоводческих маршрутах. Для определения данных закономерностей в работе выдвигаются следующие гипотезы:

- среднегодовое количество поездок, приходящееся на один садовый участок, одинаково для всех садоводческих массивов;

- законы распределения пассажиропотоков в течение сезона не зависят от количества садовых участков, входящих в массив, обслуживаемый маршрутом, а определяются лишь временным периодом сезона и погодными условиями.

Исходя из выдвинутых гипотез, формула для расчёта величины пассажиропотока на заданном маршруте в определённый временной период сезона будет следующей:

где - количество садовых участков в массиве, обслуживаемом j - ым маршрутом, ед.; к""' - годовое количество поездок, приходящихся на один садовый участок, поездок/год; П1Ы - доля годового пассажиропотока, приходящаяся на рассматриваемую неделю садоводческого сезона; Пт- доля недельного пассажиропотока, приходящаяся на рассматриваемый день недели; - доля недельного пассажиропотока, приходящаяся на рассматриваемый час суток.

Показатели распределения пассажиропотоков по различным временным периодам сезона, используемые в выражении (8), могут быть определены в ходе комплексного обследования пассажиропотоков на садоводческих маршрутах. После их определения математическая модель перевозочного процесса станет завершённой и позволит определить для любого маршрута значение рентабельности перевозок в заданный период садоводческого сезона в зависимости от технико-эксплуатационных характеристик подвижного состава, численности автобусов, одновременно работающих на маршруте, длины оборота автобуса и количества садовых участков, входящих в обслуживаемый массив.

Таким образом, определена целевая функция исследования:

При этом необходимо обеспечить перевозку всех пассажиров в наиболее нагруженном направлении. Данное условие принято в качестве ограничения целевой функции:

(8)

(9)

(Ю)

Для достижения максимума целевой функции разработана комплексная методика определения рациональной структуры парка и составления расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах, предполагающая следующую последовательность действий:

- определение годового объёма перевозок исходя из количества садовых участков,

входящих в массив, и годового количества поездок, приходящихся на один садовый участок;

- формирование массива данных по часовым пассажиропотокам в прямом и обратном направлениях в течение всего садоводческого сезона;

- формирование массива данных по объёмам перевозок за рейс в прямом и обрат-

ном направлениях;

- расчёт необходимой численности подвижного состава на маршруте по рассматриваемым моделям автобусов;

- расчёт средней за оборот величины коэффициента наполнения салона;

- формирование массива средних за оборот значений коэффициента наполнения салона для рассматриваемых моделей автобусов;

- расчёт значения рентабельности перевозок для каждого оборота;

- отбор моделей автобусов, обеспечивающих максимальную рентабельность;

- составление расписания с пооборотной детализацией изменения модельного ряда автобусов, работающих на линии;

- составление расписания с посуточной детализацией изменения модельного ряда

автобусов, работающих на линии;

- определение возможности объединения и отмены рейсов.

Алгоритм, реализующий данную методику, представлен на рис. 2. В третьем разделе отражена методика экспериментальных исследований, основной задачей которых является выявление закономерностей транспортной подвижности населения, позволяющих с достаточной точностью прогнозировать пассажиропотоки на садоводческих маршрутах.

Экспериментальные исследования включают в себя следующие этапы:

1) определение среднегодового количества поездок, приходящегося на один садовый участок, на основе данных по годовым объёмам перевозок, предоставленных предприятием, обслуживающим садоводческие маршруты;

2) расчёт объёма репрезентативной выборки садоводческих маршрутов, подлежащих комплексному обследованию;

3) проведение в течение всего садоводческого сезона комплексного обследования пассажиропотоков на маршрутах, включённых в выборку;

4) анализ результатов комплексного обследования и выявление на его основе закономерностей транспортной подвижности населения для различных временных интервалов;

5) оценка достоверности полученных результатов.

В ходе комплексного обследования репрезентативной выборки садоводческих маршрутов определяется количество пассажиров, перевозимых в автобусе, совершающем максимальное количество рейсов в день, и пропорциональное количеству рейсов, фактически совершённых на маршруте. Для этого разработаны протоколы обследования, которые дополнительно включают в себя данные о времени выполнения рейса и о погодных условиях. По полученным результатам

формируется массив данных, и методом аппроксимации могут быть получены закономерности транспортной подвижности населения по неделям садоводческого сезона, по дням недели и по времени суток.

Рис. 2 - Алгоритм определения оптимальной структуры парка подвижного состава и расписаиия работы автобусов на садоводческих маршругах

В четвёртом разделе представлены результаты анализа данных по годо- ( вым объёмам перевозок на маршрутах, обслуживающих различные садоводческие массивы. Определено среднегодовое количество поездок, приходящееся на один садовый участок, которое составляет 63,2 поездок в год. Статистический анализ 1 распределения позволяет сделать заключение о том, что среднегодовое количество поездок, приходящееся на один участок, можно считать величиной постоянной для всех садоводческих массивов (первая гипотеза, выдвинутая в

теоретической части исследования, подтверждена). Определён объём выборки маршрутов, подлежащих комплексному обследованию. Репрезентативная выборка включает в себя 12 маршрутов. Проведено комплексное обследовании данных маршрутов в течение всего садоводческого сезона. По результатам обследования в дни с благоприятными погодными условиями получены закономерности транспортной подвижности населения по неделям, дням недели и по времени суток.

На рис. 3 представлены данные, характеризующие процентное распределение всего объёма перевозок пассажиров по неделям садоводческого сезона.

Высокая транспортная подвижность населения в первые две недели сезона связана с большим количеством праздничных дней в начале мая. Росту подвижности населения в середине сезона способствуют благоприятные погодные условия и школьные каникулы, приходящиеся на этот период. Спад транспортной подвижности в конце сезона вызван комплексом причин: окончание каникул, ухудшение погодных условий и снижение объёма работ на садовых участках.

В результате аппроксимации данных, представленных на рис. 3, определена закономерность транспортной подвижности населения по неделям садоводческого сезона, выраженная в виде полинома пятой степени с достоверностью аппроксимации К2 = 0,960:

П„иЯ= 10"9- ьи^-б-ю"7Ы„м4 -0,0001Ынед3 + 0,007ШНСД2 -0,1976Ывед+ 5,9925, где М„ед - порядковый номер недели садоводческого сезона.

(П)

6 00 30

* т,

§ 5

а о

° %

й

... О) '■та ю со - т.

V

к.

6 6 ? В 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Неделя садоводческого сезона Рис. 3 - Распределение объёма перевозок по неделям садоводческого сезона

На рис. 4 представлена транспортная подвижность населения по дням недели, определённая в процентных долях от недельного объёма перевозок. В результате аппроксимации данных, представленных на рис. 4, определена закономерность транспортной подвижности населения по дням недели, выраженная в виде системы выражений:

|пд„ = -8,1227Дн:' + 40,768Д„-32,878; при 1<ДН<4

[Пд„ = 1,5167 Дн 3 - 29,657 Дн 2 + 193,34 Дн - 395,91; при 4 < Дн < 7, (12)

где Дн - порядковый номер дня недели.

Достоверность аппроксимации для первого выражения системы (12) составляет Я2=0,996, для второго выражения И2 = 1, что свидетельствует об обеспечении необходимой точности расчётов. Нулевые значения транспортной подвижности населения в первый и четвёртый день недели связаны с тем, что в эти дни перевозки по садоводческим маршрутам в г. Оренбурге не производятся. Данные о потенциальной транспортной подвижности населения при выполнении перевозок ежедневно получены в результате опроса владельцев садовых участков. Полученные результаты представлены на рис. 5. Для этого случая определена закономерность транспортной подвижности населения по дням недели, выраженная в виде полинома четвёртой степени:

ПДн = -0,2<>6 Дн4 + 4,266 Дн3 - 22,64 Ди2 + 47,32 Дн - 21,91. (13)

Достоверность аппроксимации для данного выражения Я2 = 0,945.

Рис. 4 - Фактическое распределение недельного объёма перевозок по дням недели (май, июнь, июль, август)

Рис. 5 - Прогнозируемое распределение недельного объема перевозок по дням недели (май, июнь, июль, август)

3 4 5 6 7 День недели

На рис. 6 представлена транспортная подвижность населения по времени суток, определённая в процентных долях от дневного объёма перевозок.

Увеличение пассажиропотоков в утренние часы в прямом направлении и в вечерние часы в обратном является характерной особенностью садоводческих маршрутов, связанной с преимущественно дневным пребыванием населения на садовых участках. Рост пассажиропотоков обоих направлений в вечернее время по рабочим дням связав с поездками трудящегося населения после работы.

В результате аппроксимации данных, представленных на рис. 6, определены закономерности распределения суточного объёма перевозок по времени суток.

Рабочие дни, прямое направление (рис. 6, кривая 1):

П„» = - 0,0012 Тсут4 + 0,0416 Тсут5 - 0,6128 Тсут2 + 3,5111 Тс)т - 0,4348, (14)

где Тсут - время суток, ч.

Достоверность аппроксимации К =0,926.

Рабочие дни, обратное направление (рис. 6, кривая 2):

Пчас = 0,0001 Тсут4 -0,0078 Тс)т3 + 0,1468 Тцт2 - 1,2648 Тду1 + 1,663, (15)

Достоверность аппроксимации Я2=0,918.

Выходные дни, прямое направление (рис. 6, кривая 3):

Пчю = -0,0002 Тч,т 4 + 0,014 Тсут 3 - 0,3145 Тсут 2 + 2,4796 Тчт - 0,3256, (16)

Достоверность аппроксимации Я2=0,937.

Выходные дни, обратное направление (рис. 6, кривая 4):

Пча<; = 0,0002 Тсут 4 - 0,012 Тсут 3 + 0,2166 Тсут 2 - 1,5808 Тдут + 1,9402, (17)

Достоверность аппроксимации 112=0,941.

5 ь

о а а) сп о о --

м м <о «

Рис. 6 - Распределение суточного объёма перевозок по времени суток (май):

1 - рабочий день, прямое направление; 2 - выходной день, прямое направление;

3 - рабочий день, обратное направление; 4 - рабочий день, обратное направление

Аналогичные закономерности получены для других периодов садоводческого сезона, что позволяет определить пассажиропотоки в любой заданный момент времени при известном количестве обслуживаемых садовых участков.

Достоверность полученных данных подтверждена в ходе выборочного обследования пассажиропотоков на маршрутах, выполненного в 2010 году.

Проведена оценка эффективности эксплуатации автобусов моделей ЛиАЗ-52564, Аутосан-А101М и ПАЭ-32051 на садоводческих маршрутах. Определены необходимые расчётные данные, и выведены выражения для расчёта рентабельности перевозочного процесса. Данные выражения имеют вид:

Аутосан-А101М: ПАЭ-32051:

Р= 66,89 —1 100%,

I и )

Р= I 28,98——1|100%,

Ъпв

(18) (19)

ЛиАЗ-52564: Я=[50,13——1 ]l00%. (20)

В соответствии с разработанной методикой произведены расчёты, в результате которых определена рациональная структура парка и расписание работы автобусов на одном из садоводческих маршрутов г. Оренбурга (маршрут № 178). Сравнительный анализ полученных результатов представлен в таблице.

Полученные результаты позволяют сделать заключение о том, что совершенствование структуры парка и расписания работы автобусов на маршруте № 178 приводит к снижению годового пробега на 15,9 % при пооборотной детализации и на 11,5 % при суточной детализации. При этом происходит снижение годовых затрат на 37,5 % при пооборотной и на 35,7 % при суточной детализации.

Таблица - Сравнительный анализ результатов совершенствования структуры парка и расписания работы автобусов на маршруте № 178

Вариант оптимизации Модель автобуса Годовой пробег на маршруте, км Годовые затраты, руб. Годовой доход, руб. Рентабельность, °А

Исходное распределение ЛиАЗ 39029 1373 545 626 277 -54

Пооборотная детализация Аутосан 28224 737149 553056 -22

ЛиАЗ 2029 71406 56 982 -20

ПАЗ 2558 49 359 16 239 -67

Итого 32 811 857914 626 277 -27

Суточная детализация Аутосан 34089 874814 622 618 -26

ЛиАЗ не используется - - -

ПАЗ 441 8510 3 659 -57

Итого 34 530 883324 626 277 -29

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате комплексного обследования пассажиропотоков на садоводческих маршрутах определён средний показатель транспортной подвижности населения - 63,2 поездки на садовый участок в год. Установлено, что транспортная подвижность населения на садоводческих маршрутах не зависит от размеров садового массива. Выявлены закономерности распределения пассажиропотоков на садоводческих маршрутах по различным временным интервалам сезона.

2. Разработана математическая модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах, позволяющая, исходя из количества участков в обслуживаемом дачном массиве, протяжённости маршрута и технико-эксплуатационных показателей подвижного состава, определить направления совершенствования транспортного обслуживания населения.

3. Разработана комплексная методика определения рациональной структуры парка и расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах, основанная на представленной в работе математической модели, позволяющая повысить эффективность эксплуатации подвижного состава.

4. Результаты внедрения разработанной методики на садоводческих маршрутах г. Оренбурга подтвердили её практическую значимость: изменения структуры парка и расписания работы автобусов, выполненные в соответствии с разра-

ботанной методикой, позволяют повысить эффективность перевозок за счёт уменьшения эксплуатационных затрат на 37,5 % при пооборотной и на 35,7 % при суточной детализации расписания.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

- в рецензируемых научных журналах:

1. Фаттахова, А.Ф. Методика оптимизации структуры автобусного парка садоводческих маршрутов на основе комплексного обследования пассажиропотоков / А.Ф. Фаттахова, Д.А. Дрючин // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2011. - № 3. - С. 49 - 54.

2. Фаттахова, А.Ф. Оптимизация структуры и расписания работы автобусного парка на садоводческих маршрутах / А.Ф. Фаттахова, Д.А. Дрючин // Грузовое и пассажирское автохозяйство. - 2011. - № 5. - С. 66 - 70.

3. Фаттахова, А.Ф. Оптимизация структуры парка и расписания работы автобусов на пригородных сезонных маршрутах г. Оренбурга / А.Ф. Фаттахова И Вестник Оренбургского государственного университета. - 2011.-№ 10 (129). -С. 54 - 58.

4. Фаттахова, А.Ф. Методика оптимизации структуры и расписания работы автобусного парка на пригородных сезонных маршрутах по технико-экономическим критериям / А.Ф.Фатгахова, Д.А. Дрючин // Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - № 2 (33). - С. 120 - 126.

- в прочих изданиях:

5. Фаттахова, А.Ф. Технико-экономическая оценка работы автобусов на садоводческих маршрутах: материалы II международной конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» / H.H. Якунин, Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Тула: ТулГУ, 2009. - С. 116-122.

6. Фаттахова, А.Ф. Методика расчёта компенсационных выплат для автобусов, работающих на садоводческих маршрутах: сборник статей II международной научно-производственной конференции «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса» / H.H. Якунин, Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Пенза: РИО ПГСХ, 2009. - С. 75 - 78.

7. Фаттахова, А.Ф. Методика и результаты определения транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах: сборник материалов IX Российской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / H.H. Якунин, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - С. 456-459.

8. Фаттахова, А.Ф. Методика обследования пассажиропотоков на садоводческих маршрутах города Оренбурга с целью совершенствования организации работы автобусов: сборник материалов IX Российской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, В.В. Котов, А.Ф. Фаттахова. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. -С. 459-461.

9. Фаттахова, А.Ф. Регулирование работы пассажирского транспорта на садоводческих маршрутах по технико-экономическим критериям: материалы II международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - С. 80 - 87.

10. Фатгахова, А.Ф. Технико-экономическая оценка работы автобусов на садоводческих маршрутах: материалы международной научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-технологические системы» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, В.В. Котов, А.Ф. Фаттахова. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 100104.

11. Фаттахова, А.Ф. Методика и результаты обследования параметров пассажиропотока на садоводческих маршрутах города Оренбурга: материалы VI международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фатгахова. -Пенза: ПГУАС, 2010. - 4.1. - С. 238 - 242.

12. Фатгахова, А.Ф. Пассажиропотоки садоводческих маршрутов и пути снижения их убыточности: сборник материалов международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Оренбург: ОГУ, 2010. - С. 132 -136.

13. Фаттахова, А.Ф. Садоводческие маршруты как элемент городской транспортной инфраструктуры: материалы международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» / Н.В. Якунина, Д.А. Дрючин, А.Ф. Фатгахова. - Пермь: Издательство ПГТУ, 2010. - Т.2. - С. 43 - 46.

14. Фаттахова, А.Ф. Результаты анализа данных комплексного обследования пассажиропотоков на садоводческих маршрутах города Оренбурга: материалы международной научно-практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта» / Д.А. Дрючин, А.Ф. Фаттахова. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 97 -100.

15. Фаттахова, А.Ф. Теоретические основы оптимизации структуры парка и графиков движения автобусов на садоводческих маршрутах: материалы международной научно-практической конференции «Проблемы-функционирования систем транспорта» / А.Ф. Фаттахова. -Тюмень, ТюмГНГУ, 2010. - С. 341 - 344.

16. Фаттахова, А.Ф. Алгоритм оптимизации работы автобусов на пригородных сезонных маршрутах на основе данных комплексного обследования пассажиропотоков: сборник материалов X международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» / А.Ф. Фатгахова. - Оренбург: ООО «Руссервис», 2011. - С. 345-350.

Отпечатано в типографии «Экспресс-печать» О.Г.Р.Н.И.П. 310565817900152

Формат 60x84 Vg Бумага офисная. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 120 экз. Заказ 220. г. Оренбург, ул. Пролетарская, 30. Тел. (3532) 25-20-02, (3532) 23-58-41

61 12-5/2205

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Оренбургский государственный университет»

На правах рукописи

—^

ФАТТ АХОВА Альмира Файзулловна

КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ САДОВОДЧЕСКИХ

МАРШРУТОВ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель -кандидат технических наук, доцент Дрючин Дмитрий Алексеевич

Оренбург - 2012

Содержание

Введение..............................................................................................................................................4

1 Анализ состояния вопроса....................................................................................................................8

1.1 Садоводческие маршруты как один из элементов общественного

пассажирского автомобильного транспорта..................................................................8

1.2 Анализ факторов, определяющих показатели эксплуатации

автобусов на садоводческих маршрутах............................................10

1.3 Обзор существующих методов организации и управления

пассажирскими автомобильными перевозками............................................................13

1.4 Выводы по первой главе. Основные задачи исследования..................................16

2 Теоретическая часть................................................................................................................................18

2.1 Моделирование процесса перевозок пассажиров по садоводческим

маршрутам......................................................................................................................................................18

2.1.1 Анализ структуры затрат на выполнение пассажирских перевозок.... 19

2.1.1.1 Амортизационные отчисления на обновление подвижного состава.. 19

2.1.1.2 Постоянные затраты........................................................................................................................22

2.1.1.3 Текущие затраты..................................................................................................................................25

2.1.2 Доход от перевозочной деятельности на садоводческих

маршрутах....................................................................................................................................................32

2.2 Методика определения оптимальной структуры парка подвижного

состава и расписания работы автобусов на садоводческих

маршрутах....................................................................................................................................................38

2.3 Выводы по второй главе........................................................................................................................43

3 Методика экспериментальных исследований........................................................................44

3.1 Обобщённая структура исследовательской части работы........................................44

3.2 Определение среднегодового количества поездок,

приходящегося на один садовый участок............................................................................45

3.3 Расчёт объёма репрезентативной выборки исследуемых маршрутов..........47

3.4 Проведение комплексного обследования репрезентативной

выборки садоводческих маршрутов..........................................................................................50

3.5 Статистическая оценка выдвинутой гипотезы..................................................................54

3.6 Выводы по третьей главе......................................................................................................................57

4 Результаты экспериментальных исследований......................................................................58

4.1 Определение среднегодового количества поездок,

приходящегося на один садовый участок............................................................................58

4.2 Расчёт объёма репрезентативной выборки маршрутов для проведения комплексного обследования..............................................................................67

4.3 Комплексное обследование выборки садоводческих маршрутов..................76

4.4 Проверка достоверности закономерностей, определяющих

изменение пассажиропотоков на садоводческих маршрутах..............................88

4.5 Технико - экономическая оценка эксплуатации различных

моделей автобусов на садоводческих маршрутах..........................................................106

4.6 Практическая реализация методики определения оптимальной структуры парка подвижного состава и расписания работы

автобусов на садоводческих маршрутах..............................................................................116

4.7 Выводы по четвёртой главе................................................................................................................121

Общие выводы и рекомендации............................................................................................................123

Список использованных источников..................................................................................................124

Приложение................................................................................................................................................................139

Введение

Пассажирский транспорт является важнейшим элементом обеспечения жизни современного общества. Оказание услуг по перемещению людей в пространстве не только удовлетворяет потребности их в перевозках, но и стимулирует прогрессивное расширение доступных территорий и видов деятельности.

Развитие современных городов (особенно с населением 100 тыс. жителей и больше) сопровождается увеличением их территории, миграцией населения в новые окраинные районы, удалением жилых районов от мест приложения труда. Следствие этого - рост числа жителей города, пользующихся транспортом, и увеличение среднего количества поездок одного жителя в год.

Характерной особенностью большинства крупных городов Российской Федерации является наличие в пригородной зоне садово-огородных и дачных участков, что определяет потребность населения в специфических перевозках по автобусным маршрутам, обслуживающим садоводческие товарищества.

По принятой в настоящее время классификации [40], данные маршруты, как правило, относятся к категории пригородных, что обусловлено их выходом за пределы границ города, отсутствием сменяемости пассажиров в салоне за рейс, высокой неравномерностью пассажиропотоков в прямом и обратном направлении, более высокой по сравнению с городскими маршрутами продолжительностью поездки одного пассажира. Но в тоже время, они имеют ряд особенностей, позволяющих выделить их в отдельную группу. К числу таких особенностей относятся: применение городских тарифов и льгот на проезд, сезонный характер перевозок, высокая неравномерность пассажиропотоков по неделям дачного сезона, зависимость от погодных условий, наличие объёмного багажа и большая доля пробега транспортных средств в черте города.

Ввиду указанных особенностей, рассматриваемые маршруты выделены в отдельную группу «Садоводческие маршруты» - маршруты, обеспечивающие

проезд пассажиров в период дачного сезона до садовых участков, расположенных как в черте города, так и в пригородной зоне.

Перевозки по садоводческим маршрутам, как правило, являются убыточными. Выпадающие доходы перевозчиков, осуществляющих данный вид деятельности, датируются из областных и муниципальных бюджетов. В настоящее время существует острая потребность в снижении финансовой нагрузки на бюджеты всех уровней. Актуальность этой проблемы особенно возросла в период экономического кризиса. Снижение объёма компенсационных выплат может быть достигнуто двумя методами: за счёт повышения тарифов, или за счёт снижения эксплуатационных затрат. Повышение тарифов вызывает крайне негативный общественный резонанс и является неприемлемой мерой, ввиду высокой социальной значимости данной категории перевозок. Наиболее предпочтительным является второй метод. Снижение эксплуатационных затрат может быть достигнуто за счёт комплексного решения вопросов совершенствования транспортного обслуживания садоводческих маршрутов, а, именно, определения рациональной структуры подвижного состава, его численности, а так же за счёт разработки и внедрения гибких графиков движения автобусов в зависимости от прогнозируемых пассажиропотоков.

Создание комплексной методики, позволяющей определить рациональные структурные характеристики парка подвижного состава и разработать расписание движения автобусов на садоводческих маршрутах, является актуальной научной задачей. Решение данной задачи имеет важное социальное значение и способствует развитию муниципального пассажирского автотранспорта.

Исходя из вышеизложенного материала, в качестве объекта исследования выбран процесс транспортного обслуживания населения на садоводческих маршрутах.

Предметом исследования являются закономерности показателей эксплуатации автобусов на садоводческих маршрутах.

Научную новизну работы определяют:

- закономерности транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах, определённые для различных временных интервалов сезона;

- математическая модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах, основанная на закономерностях транспортной подвижности населения по временным интервалам садоводческого сезона, позволяющая определить направления повышения эффективности использования транспортных средств;

- комплексная методика формирования рациональной структуры парка и расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах на основе разработанной математической модели и выявленных закономерностей транспортной подвижности населения.

Практическая значимость работы. Разработанная комплексная методика позволяет минимизировать затраты на эксплуатацию автотранспортных средств на садоводческих маршрутах за счёт совершенствования структуры парка автобусов и расписания его работы на линии.

Реализация работы. Результаты выполненной работы используются правительством Оренбургской области при определении размера компенсационных выплат хозяйствующим субъектам, осуществляющим пассажирские перевозки по садоводческим маршрутам, а так же в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Апробация работы. Результаты работы обсуждались и получили одобрение на II международной конференции «Актуальные проблемы автомобильного транспорта» (Тула, 2009 г.), II международной научно-производственной конференции «Перспективные направления развития автотранспортного комплекса» (Пенза, 2009 г.), IX Российской научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2009 г.), II международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» (Челябинск, 2010 г.), международной научно-технической конференции «Транспортные и транспортно-

технологические системы» (Тюмень, 2010 г.), VI международной научно-технической конференции «Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств» (Пенза, 2010 г.), международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (Оренбург, 2010 г.), международной научно-практической конференции «Инновации в транспортном комплексе. Безопасность движения. Охрана окружающей среды» (Пермь, 2010г.), международной научно-практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта», (Тюмень, 2010г.), X международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2011 г.), на научно-практических семинарах транспортного факультета ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» (2009-2011 годы).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, в числе которых 4 статьи в рецензируемых научных журналах.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх разделов и общих выводов, изложенных на 148 страницах машинописного текста, включая 23 рисунка и 22 таблицы. Список использованных источников включает 145 наименований.

Положения, выносимые на защиту;

- закономерности транспортной подвижности населения на садоводческих маршрутах в различных временных интервалах сезона;

- математическая модель перевозок пассажиров на садоводческих маршрутах, позволяющая определить направления повышения эффективности эксплуатации транспортных средств с учётом их технико-эксплуатационных показателей и закономерностей транспортной подвижности населения;

- комплексная методика определения рациональной структуры парка и расписания работы автобусов на садоводческих маршрутах.

1 Анализ состояния вопроса

1.1 Садоводческие маршруты как один из элементов общественного пассажирского автомобильного транспорта

Общественный пассажирский автомобильный транспорт, занимает особое место в жизни населения. Он входит в комплекс отраслей социальной инфраструктуры, т.е. отраслей, связанных с жизнедеятельностью населения, наряду со здравоохранением, образованием, жилищно-коммунальным хозяйством, сферой организации досуга и пр.

Общественный пассажирский автомобильный транспорт оказывает заметное влияние на экономическое и социальное развитие административно-территориальных единиц, способен выступать как средство ускорения развития городов, обеспечивает получение населением жизненно важных услуг. Привлекательность соответствующего муниципального образования для инвестиций, стратегия его территориального развития зависит в том числе, от развитости системы общественного пассажирского автомобильного транспорта. Данный транспорт предназначен, прежде всего, для перевозок групп населения с малым доходом, обеспечения территориальной целостности городов и зон их влияния, доступности всех элементов городского хозяйства. Таким образом, общественный пассажирский автомобильный транспорт выполняет ряд важнейших социальных функций.

Система общественного транспорта мегаполисов включает в свой состав множество элементов, одним из которых является сеть маршрутов, обслуживающих дачные и садовые товарищества. Данные маршруты имеют важное социальное значение, так как они способствуют созданию условий для нормального отдыха граждан, обустройства и использования выделенных им садово-дачных участков. Развитая сеть садоводческих товариществ, расположенных в непосредственной близости от мегаполисов, способствует повыше-

нию занятости населения, улучшению материального положения малообеспеченных слоев, улучшает снабжение городского населения экологически чистыми продуктами питания.

Автобусные маршруты, обслуживающие садоводческие товарищества, как правило, не выходят за пределы черты города на расстояние более 50 км. Перевозки по данным маршрутам в регионах с умеренным климатом осуществляются с мая по ноябрь. Расписание движения, как правило, организовано факультативно, по определённым дням недели. Количество рейсов в течение дня может изменяться в зависимости сложившегося пассажиропотока.

Ввиду того, что большую часть владельцев садовых участков, пользующихся общественным транспортом, составляют малообеспеченные слои населения, и доля данной категории граждан от общего числа владельцев садовых участков значительна, особую роль в вопросе транспортного обслуживания садоводческих товариществ играет вопрос тарифов и льгот.

Как правило, в муниципальных образованиях на садоводческих маршрутах законодательно установлены городские тарифы и правила оплаты проезда. Повышение платы за проезд выше уровня городских маршрутов или введение дифференцированной оплаты в зависимости от длины поездки пассажира болезненно воспринимается населением, приводит к возникновению протестных акций и увеличению количества жалоб на работу властных структур. Кроме того, высокая плата за проезд приводит к снижению активности садоводов, увеличению количества заброшенных дачных участков. В этой связи, повышение тарифов воспринимается законодательными органами муниципалитетов как крайняя мера, применимая в исключительных случаях, что практически исключает назначение тарифов, полностью покрывающих затраты на осуществление перевозок.

В настоящее время перевозочную деятельность на территории большинства территориально-административных единиц, в том числе и на территории муниципального образования г. Оренбург, на конкурсной основе осуще-

ствляют субъекты предпринимательства. Дня них эта деятельность является инициативной, она направлена, прежде всего, на получение прибыли от предоставления услуг по перевозке пассажиров. С целью привлечения субъектов предпринимательства на маршруты, обслуживающие садоводческие товарищества, региональные органы исполнительной власти осуществляют компенсационные выплаты перевозчикам в соответствии с предварительно составленной сметой их фактических затрат.

Для снижения финансовой нагрузки на бюджеты муниципальных образований и субъектов федерации, что особенно актуально в условиях экономического кризиса, целесообразно рассмотреть существующие возможности повышения эффективности данного вида перевозок, одно из направлений которой заключается в определении рациональной структуры подвижного состава, его численности, а также в составлении гибких графиков движения автобусов на маршрутах в зависимости от фактических пассажиропотоков.

1.2 Анализ факторов, определяющих показатели эксплуатации автобусов на садоводческих маршрутах

Основным пока�