автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей городского пассажирского транспорта

На правах рукописи

КАЖАЕВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СНИЖЕНИЕ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ МАРШРУТНЫХ СЕТЕЙ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА

Специальность 05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, её регионов и городов, организация производства на транспорте»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2012

005019224

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «ЮжноУральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта».

Научный руководитель - доктор технических наук, доцент,

Ларин Олег Николаевич.

Официальные оппоненты: Курганов Валерий Максимович,

доктор технических наук, профессор, Тверской государственный университет, профессор кафедры математики, статистики и информатики в экономике;

Агасьянц Андроник Андроникович,

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Московский государственный строительный университет, профессор кафедры городского строительства и экологической безопасности.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет», г. Волгоград.

Защита состоится « Д^» /ХМр^иЛ 2012 года, в 10 часов, на заседании диссертационного совета ДМ 212.1^6.06 ВАК РФ при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский пр., 64, аудитория 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)». .

Автореферат разослан «Ддр» 012 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок (499) 155-93-24

Ученый секретарь

диссертационного совета / Ефименко Д.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современное состояние и качество работы транспортных систем городов во многом зависит от эффективной и безопасной работы городского пассажирского транспорта, который является важнейшей системой, обеспечивающей экономическое развитие городов и социальное благополучие населения. В стратегической перспективе городской общественный транспорт рассматривается в качестве основного способа массовых городских передвижений граждан. От состояния и качества работы городского пассажирского транспорта в значительной степени зависит уровень комфортных условий проживания людей в населенных пунктах всей страны. Доступность и качество работы городского транспорта во многом определяют и реальный уровень жизни населения, социальный климат и мнение людей об эффективности органов власти.

Для эффективной и безопасной работы транспортных систем городов требуется обеспечить согласованное функционирование маршрутного транспорта с учетом ограничений транспортной инфраструктуры городов. В современных условиях свободной конкуренции в секторе городских пассажирских перевозок при создании новых маршрутов необходимо производить оценку параметров маршрутных сетей на предмет возникновения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при посадке-высадке пассажиров транспортными средствами различных маршрутов. Конфликты на остановочных пунктах негативно отражаются на безопасности транспортного процесса, приводят к существенным потерям времени перевозчиков и пассажиров, увеличивают расходы транспортных компаний на оказание транспортных услуг населению.

Вопросы совершенствования маршрутных сетей городского пассажирского транспорта рассматривались в работах многих отечественных и зарубежных ученых: Н.Б. Островского, В.А. Гудкова, Л.Б. Миротина, A.B. Вельможина, С.А. Ширяева, A.A. Агасьянца, А.Э. Горева, О.Н. Ларина, И.В. Спирина, H.H. Якунина, М.Г. Антошвили, С.Ю. Либермана, В.М. Курганова, Б.Л. Герони-муса, М.Д. Блатнова, Е.А. Кравченко, С.А. Ваксмана, В.Д. Герами, В.И. Рассохи, Д.С. Самойлова, М.Е. Корягина, O.A. Пыталевой, О.С. Семеновой, С.А. Коробова, И. С. Ефремова, A.C. Михайлова, В.В. Шестокоса, Y. Hollander, Herbert S. Levinson, Robert A. Weant, Sigurd Grava, Alan Black, George E. Gray, Lester A. Hoel, Vukan R. Vuchic, Schnabel Werner, Dieter Lohse, Rodrigo Fernandez и другие.

Выполненный анализ показывает, что вопросы снижения конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городов исследованы недостаточно. Поэтому задача повышения эффективности и безопасности функционирования маршрутных сетей городского пассажирского транспорта с учетом конфликтных ситуаций на остановочных пунктах является актуальной как с научной, так и с практической точек зрения.

Цель работы состоит в повышении эффективности и безопасности функционирования маршрутных сетей городов за счет снижения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении пассажирского транспорта.

Объектом исследования являются маршрутные сети городского наземного пассажирского транспорта.

Предметом исследования являются конфликтные ситуации на остановочных пунктах при движении городского пассажирского транспорта по смежным маршрутам.

Основная гипотеза исследования состоит в предположении о том, что снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах зависит от согласованности параметров маршрутных сетей городского пассажирского транспорта с учетом пропускной способности остановочных пунктов и обеспечивает повышение эффективности и безопасности функционирования городского пассажирского транспорта и качества обслуживания пассажирок

Теоретико-методологические основы исследования. Диссертационное исследование выполнено на основе трудов ведущих отечественных и зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации маршрутных сетей городского пассажирского транспорта. Теоретико-методологической основой исследования явились системный подход, математическая статистика, теории вероятностей и массового обслуживания, методы математического моделирование и оптимизации, позволяющие достоверно обосновать выводы.

Информационная база исследования. Законодательные и нормативные правовые акты, целевые программы развития транспортных систем городов, статистические данные администраций городов Челябинской области, Управления государственного автодорожного надзора по Челябинской области, материалы научных отчетов и др.

Научная новизна диссертационной работы. В диссертации обосновано

1. Теоретически обосновано влияние конфигурационных особенностей маршрутных схем на образование конфликтных ситуаций и установлена зависимость уровня конфликтных ситуаций на остановочных пунктах от параметров маршрутных сетей.

2. Разработана новая типовая модель маршрутных схем, обоснованы критерии классификации смежных маршрутов на виды, подвиды и разновидности.

3. Разработаны методические положения по идентификации дублирующих маршрутов и оценки степени дублирования маршрутных сетей городов.

4. Разработана имитационная модель движения транспортных средств на смежных «сходящихся» и «расходящихся» маршрутах для количественной оценки конфликтных ситуаций на совмещенных остановочных пунктах маршрутных сетей городов.

5. Разработана модель оптимизации параметров маршрутной сети городов, обеспечивающая снижение уровня конфликтности маршрутной сети в целом.

Практическая значимость. Разработанные в диссертации модели и методы имеют прикладной характер и могут быть использованы транспортными компаниями и администрациями городов при разработке и совершенствовании маршрутных сетей городского пассажирского транспорта. Внедрение результатов исследования позволяет повысить эффективность и безопасность функционирования маршрутных сетей пассажирского транспорта за счет снижения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении пассажирского транспорта по маршрутам маршрутной сети городов.

Реализация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования применяются на практике администрациями городов (Троицк, Миасс) Челябинской области при организации работы маршрутного пассажирского транспорта. Разработанные методики позволяют производить оценку эффективности функционирования маршрутных сетей городов и обосновывать проекты их рационального развития.

Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в Южно-Уральском государственном университете, Оренбургском государственном университете.

Диссертационное исследование выполнено при поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (№ 16.740.11.0520).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Зависимости конфликтных ситуаций на остановочных пунктах от конфигурационных особенностей маршрутных схем и параметров маршрутных сетей.

2. Типовая модель маршрутных схем, критерии классификации смежных маршрутов на виды, подвиды и разновидности.

3. Методические положения по идентификации дублирующих маршрутов и оценки степени дублирования маршрутных сетей городов.

4. Имитационная модель оценки конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении транспортных средств по маршрутной сети городов.

5. Модель оптимизации параметров маршрутной сети городов, обеспечивающая снижение уровня ее конфликтности.

Апробация работы. Основные теоретико-концептуальные положения, рекомендации и результаты исследования доложены и одобрены на международных, региональных и отраслевых конференциях в Челябинске (ЮУрГУ, 2009-2012 гг.), Тюмени (ТГНГУ, 2010, 2011 гг.), Магнитогорске (МагГТУ, 2010-2012 гг.), Екатеринбурге (УрГУПС, 2011 г.), Пер-

ми (ПНИПУ, 2011 г.), Санкт-Петербурге (СПбГИЭУ, 2010 г.), Минске (БНТУ, 2010, 2011 гг.).

Публикаций. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 14 работах, в том числе - 1 монография, зарегистрированы 2 программы для ЭВМ. В рекомендованных ВАК РФ изданиях опубликовано 3 работы. В опубликованных работах автору принадлежат основные идеи, теоретический и экспериментальный материал, выводы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основной текст размещен на 198 страницах, включает 35 таблиц, 41 рисунок. Список литературы включает 133 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В ведении обосновывается актуальность темы, сформулирована цель исследования, а также приведены основные научные и практические результаты диссертационной работы.

В первой главе проводится анализ современного состояния вопроса исследования, выполнен обзор научных работ по проблеме оптимизации маршрутных сетей городов, уточняются основные понятия и определения предметной области исследования, разновидностей конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта, произведена оценка социально-экономических потерь от задержек пассажирского транспорта на остановочных пунктах, проанализированы основные тенденции развития пассажирских перевозок и обоснована необходимость разработки методических рекомендаций по снижению конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей городского пассажирского транспорта.

Под конфликтными ситуациями на остановочных пунктах маршрутных сетей городов понимаются случаи столкновения интересов при движении транспортных средств конкурирующих перевозчиков, связанных с приоритетным использованием объектов транспортной инфраструктуры (остановочных пунктов), пропускная способность которых не позволяет их одновременное и беспрепятственное обслуживание.

Согласно выполненным оценкам общие потери времени в связи с конфликтами на остановочных пунктах городов Челябинской области в среднем за год составляют: потери транспортных средств на ожидания 575 (тыс. авт.-ч/год); потери пассажиров на увеличение длительности поездок 1,43 (млн. пасс.-ч/год).

В последние годы в крупных городах региона отмечается увеличение провозных возможностей маршрутных сетей как за счет количества маршрутов пассажирского транспорта, так и за счет количества пассажирских транспортных средств, обслуживающих данные маршруты. В табл. 1 приведены сведения о динамике количества пассажирского транспорта и маршрутов в некоторых городах Челябинской области.

Таблица 1

Данные о количестве маршрутов и пассажирского транспорта в городах Челябинской области

Города Количество пассажирского транспорта, ед. Количество маршрутов, ед.

1995 2011 в%к 1995 1995 2011 в % к 1995

Троицк 60 102 170 20 28 140

Миасс 70 299 427,1 12 43 358,3

Челябинск 713 2929 410,8 76 186 244,7

Количественный рост пассажирского транспорта и маршрутов в городах Челябинской области привели к переизбытку провозных возможностей маршрутных сетей, как следствие, к снижению наполняемости подвижного состава и доходов перевозчиков, к заторам, снижению скорости движения маршрутного транспорта и всего транспортного потока по улицам городов, к возникновению конфликтных ситуаций на остановочных пунктах между пассажирскими транспортными средствами дублирующих маршрутов (образование очередей, остановки с нарушениями требований к безопасности движения, создание помех для посадки-высадки пассажиров и др.). Данные проблемы являются комплексными и взаимосвязанными, однако в настоящее время отсутствуют методы научно обоснованного их системного решения.

На рис. 1 приведены сведения об использовании провозных возможностей по объему перевозок и пассажирообороту, а также о доле автобусов малой вместимости в структуре парка подвижного состава в городах Челябинской области.

Челябинск Миасс Троицк

■ Использование провозных возможностей по объему, %

■ Использование провозных возможностей по пассажирообороту, %

■ Доля автобусов малой вместимости, %

Рис. 1. Использование провозных возможностей и доля автобусов малой вместимости в городах Челябинской области, % Сформулирована рабочая гипотеза исследования, которая состоит в том, что снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах может быть обеспечено посредством согласования параметров маршрутных сетей городского пассажирского

транспорта с учетом пропускной способности остановочных пунктов. Снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах обеспечит повышение качества транспортного обслуживания населения городов, своевременности, скорости, комфортности и безопасности их передвижений.

Для достижения поставленной цели исследования и реализации выдвинутой гипотезы сформулированы следующие задачи исследования:

1. Исследовать причины и механизмы образования конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта.

2. Разработать типологию маршрутных схем и классификацию смежных маршрутов.

3. Разработать методические положения по идентификации дублирующих маршрутов и оценки степени дублирования маршрутных сетей городов.

4. Разработать имитационную модель выявления конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении пассажирского транспорта по маршрутной сети городов.

5. Разработать модель оптимизации параметров маршрутных сетей, обеспечивающих снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей.

Вторая глава посвящена исследованию причин и механизмов образования конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта. Основной предпосылкой возникновения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей городов является конкуренция между разными перевозчиками, работающими на дублирующих маршрутах, появление которых обусловлено недостатками в управлении городским пассажирским транспортом: при открытии новых маршрутов не проводится оценка их влияния на провозные возможности маршрутной сети, на конкуренцию и экономические результаты деятельности перевозчиков, на возникновение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах и пр.

В диссертации исследованы основные конкурентные модели на рынке городских пассажирских перевозок (коммерческая монополия; свободная конкуренция; муниципальное регулирование), особенности и этапы их формирования, особенности работы перевозчиков: условия допуска на рынок, принципы формирования маршрутной сети, правила регулирования тарифов и др.

В секторе пассажирских перевозок на регулярных городских маршрутах используется две основные формы реализации конкуренции: конкуренция на одном маршруте; конкуренция на различных (альтернативных и дублирующих) маршрутах.

Появление значительного количества дублирующих маршрутов пассажирского транспорта в городах характерно для периода свободной, а по сути, практически нерегулируемой конкуренции, когда для насыщения суще-

ствующего спроса населения на передвижения в городах открывалось большое количество маршрутов самой разной конфигурации.

В период с 1999 г. до 2006 г. на территории Челябинской области количество лицензиатов увеличилось в 7,53 раза (рис. 2), а количество лицензированного транспорта увеличилось в 1,76 раза. Причем новые перевозчики начинали свою работу чаще всего на существующих «раскатанных», то есть дублирующих маршрутах, на которых уже был сформирован устойчивый мощный пассажиропоток. При этом льготы в оплате проезда для отдельных категорий граждан новыми перевозчиками, как правило, не предоставлялись.

На основе результатов факторного анализа, проведенного с использованием положений теории массового обслуживания, установлено влияние совмещенной частоты движения и времени обслуживания пассажирского транспорта на остановочных пунктах, а также пропускной способности остановочных пунктов на вероятность возникновения конфликтных ситуаций на них. Обеспечить снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах возможно путем изменения совмещенного интервала движения маршрутного транспорта при условии полного обслуживания пассажиропотоков.

На современном этапе развития рынка городских пассажирских перевозок в условиях наличия избыточных провозных возможностей маршрутных сетей наиболее целесообразным для создания эффективных и безопасных транспортных систем городов является использование модели «муниципального регулирования» рынка городских пассажирских перевозок. Для соответствующего регулирования необходимо при принятии решений по совершенствованию маршрутных сетей городов использовать научно обоснованные методы. Проведенный анализ научных работ выявил отсутствие эффективных методических разработок по оценке и идентификации дублирующих маршрутов, моделей и методов оптимизации параметров маршрутных сетей, учитывающих особенности образования конфликтных ситуаций на остановочных пунктах и обеспечивающих их снижение.

В третьей главе рассматриваются вопросы типологии маршрутных схем, разрабатываются критерии и способы идентификации дублирующих маршрутов. Для дублирующих маршрутов характерно преобладание совмещенных участков и остановочных пунктов. Для оценки степени такого преобла-

кол-во лиц

400 200

•сГ

я 'у-

]999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 20]]

Рис. 2. Динамика количества лицензированных перевозчиков по Челябинской области

дания совмещенных элементов на смежных маршрутах предложены соответствующие коэффициенты.

Коэффициент совмещения участков для /-го маршрута (г = 1,2, ... и) относительно совмещенной трассыу-го маршрута (/=1,2,... т) рассчитывается через отношение протяженности совмещенного участка /-го маршрута относительно у-го маршрута к общей протяженности /ш рассматриваемого /го маршрута:

О)

М1

Обобщенный коэффициент совмещения участков ¿Ц для /-го маршрута относительно всеху'-ых смежных маршрутов рассчитывается по формуле:

т

(2)

т

где т - количество смежных маршрутов, с которыми имеются совмещенные участки и остановочные пункты, ед.

Коэффициент совмещения остановочных пунктов ^ для /-го маршрута (/ = 1,2, ... п) относительно совмещенных остановочных пунктов у'-го маршрута (/ = 1,2, ... т) рассчитывается через отношение количества остановочных пунктов совмещенного участка /-го маршрута относительно у-го маршрута к общему количеству остановочных пунктов /-го маршрута:

#,=7*-. (3)

Обобщенный коэффициент совмещения остановочных пунктов £ для /-го маршрута относительно всех у'-ых смежных маршрутов рассчитывается по формуле:

4,=-*—. (4)

т

Для дублирующих маршрутов коэффициенты совмещения участков и остановочных пунктов и ¿.у приближаются к единице. Коэффициент дублирования с/у маршрутов в комплексе учитывает вклад данных коэффициентов и оценивает степень совмещения маршрутных элементов:

а^ь.

2 Г 2

1 2 , 1 2 )

(5)

По величине с1щ можно оценить степень дублирования маршрутов, на которых работа дублируемых маршрутов будет затруднена, в том числе, из-за сложностей с посадкой-высадкой пассажиров на промежуточных совмещенных остановочных пунктах. В качестве критерия идентификации дублирую-

щих маршрутов принято значение коэффициента дублирования маршрутов с1щ свыше 0,64.

Тогда под дублирующими маршрутами будем понимать смежные маршруты, трасса движения маршрутного транспорта по которым в целом или в части ,■ > 0,8) совмещена с трассами движения транспорта по другим (дублируемым) маршрутам, и которые на совмещенных участках трассы маршрутов совместно используют одни и те же остановочные пункты (^ > 0,8), и для которых коэффициент дублирования составляет с1ыу > 0,64.

На основе теоретического анализа и обобщения фактических данных о конфигурациях маршрутных сетей, способах образования смежных маршрутов и совмещения элементов предложена новая типовая модель маршрутной схемы городов - «маршрутная схема с совмещением маршрутных элементов», которая включает три основных типа маршрутных схем:

1) маршрутные схемы без совмещенных элементов, состоят из обособленных маршрутов, которые не имеют совмещенных участков и остановочных пунктов;

2) маршрутные схемы с совмещенными элементами на всех маршрутах, состоят из смежных маршрутов;

3) маршрутные схемы с совмещенными элементами на отдельных маршрутах, включают смежные и обособленные маршруты.

На рис. 3 приведена разработанная классификация смежных маршрутов на основе критериев, учитывающих способы образования и степень преобладания совмещенных элементов и величину коэффициента дублирования.

В современных условиях маршрутные сети городов, как правило, включают не один, а несколько дублирующих маршрутов. Для комплексной оценки степени дублирования маршрутной сети города в целом предложен коэффициент дублирования маршрутной сети Ом\

где М<1 — количество дублирующих маршрутов на маршрутной сети, ед.; Мс -общее количество маршрутов, входящих в состав маршрутной сети города, ед.

Для маршрутных сетей городов, имеющих дублирующие маршруты, требуется проведение оценки величины потенциальных конфликтных ситуаций на остановочных пунктах.

Четвертая глава посвящена разработке имитационной модели, позволяющей на основе воспроизведения реальных условий работы маршрутного пассажирского транспорта в городах, с учетом скорости и интервалов их движения, а также пропускной способности остановочных пунктов, получать оценку количественных характеристик конфликтных ситуаций на остановочных пунктах (периодичность, количество и продолжительность конфликтов и др.).

Смежные маршруты с совмещенными участками без остановочных пунктов

1 г Критерий

В зависимости от преобладании отдельных видов элементов

Подвиды

1 i

Смежные маршруты с преобладанием совмещенных участков и остановочных пунктов Смежные маршруты с преобладанием совмещенных остановочных пунктов Смежные маршруты с преобладанием совмещенных участков

Критерий г

В зависимости от величины коэффициента дублирования

Разновидности

Альтернативные маршруты Дублирующие маршруты

(</цг менее 0,64) (d,u не ниже 0,64)

Рис. 3. Классификация смежных маршрутов

Смежные маршруты с совмещенными участками н с не совмещенными остановочными пунктами

Смежные маршруты с совмещенными участками

и с совмещенными остановочными пунктами

Смежные маршруты с преобладанием совмещенных элементов (более 50%)

Смежные маршруты с незначительным совмещением элементов (до 50е/«)

»01

I* О

Рис. 4. Схемы совмещенных участков маршрутов

За начало движения транспортных средств по маршрутам принимаются либо раздельные места на маршрутной сети /01 и /02 для «сходящихся» маршрутов (рис. 4, а), либо общий начальный пункт для обоих маршрутов /0 = /01 = /о2>

для «расходящихся» маршрутов (рис. 4, б). В последнем случае транспортные средства через определенное расстояние после начала движения по маршруту переходят на различные не совмещенные участки маршрутной сети. Конфликтные ситуации возможны только на участке совмещенного движения.

Протяженность совмещенного участка 1се, который используется транспортными средствами Аи и А2], определяется согласно схеме маршрутной сети и не может превышать протяженности любого маршрута (1св < 1М\, 1се < 1мг).

На расстоянии 1К от начала совмещенного участка маршрута находится место вероятного конфликта, в которое одновременно прибывают транспортные средства А и и Ау через время движения по маршрутам 1К\ и 1к2 соответственно:

¡к = 1>1 • = 02 ■

Возможные варианты совмещенного движения транспортных средств на дублирующих маршрутах показаны на рис. 5-8.

¡02 > '01

toi toi t

Рис. 5. Конфликтная ситуация не образуется

I "

Ог < 1>ь ¿02 > toi

¿01>'02 t Рис. 6. Конфликтная ситуация не образуется

1

02> V], г02>го1

Рис. 7. Конфликтная ситуация не образуется

Рис. 8. В точке 1 образуется конфликтная ситуация

Вариант движения маршрутного транспорта по двум дублирующим маршрутам при V\ = V2, t02 = 4и является частным случаем варианта, изображенного на рис. 6, поэтому отдельно не приводится. Количество конфликтов пк определяется по выражению:

п \(h~he)lh, ПРИ {tK+nt-l2)<tceX

к -t^h,, при {tK +nrh)> tcel ■ (7)

где iu i2 и ice - интервалы движения транспортных средств А,,- и A2j по первому и второму маршрутам и совмещенный интервал движения соответственно; tcel — время движения Аи по совмещенному участку; л, - количество конфликтующих транспортных средств А у во время движения А,, по совмещенному участку: и,= (г,- ice)l h-

Если конфликтная ситуация образуется на остановочном пункте, то имитируется его загрузка с учетом пропускной способности остановочного пункта и времени обслуживания пассажирского транспорта. Конфликтная ситуация фиксируется, если транспортное средство не может быть своевременно обслужено. Данные положения использованы при разработке компьютерной программы «Моделирование загрузки остановочных пунктов пассажирским транспортом общего пользования в муниципальных образованиях», при помощи которой производилась оценка количества конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городов Челябинской области. Например, результаты имитационного моделирования показали, что количество конфликтных ситуаций на остановочных пунктах г. Троицка в течение дня превышает 10 тысяч. Отклонение между результатами расчетного эксперимента и натурных обследований в среднем не превышает 10%, что является Приемлемым. Общие потери маршрутного транспорта от конфликтных ситуаций в г. Троицке достигают 4,1 млн. рублей в год.

В пятой главе разработана модель оптимизации маршрутной сети городов. Маршрутная сеть R = {г,} (г = 1,2, ..., п) является совокупностью г-ro количества маршрутов гi е R. На маршрутной сети R имеется множество S = {sj}Q = 1, 2, ..., т) остановочных'пунктов, включенных в маршрутную сеть. При этом идентифицируется каждый остановочный пункт Sj в отдельности, даже одноименные остановочные пункты, но расположенные по разные стороны улиц, перекрестков, а также используемые различными маршрутами и видами транспорта и т.п. В общем виде закрепление j-x остановочных пунктов за /-ми маршрутами может быть представлено в виде матрицы В:

ь\\ ьп - К

В=Ы=

К Ь21 ■■■ Ь2т

в которой элементы by могут принимать значения 0 или 1:

Ъпх Ъп1 ... ът

ь„ =

1, если остановка $ ег; 13 '0, в противном случае.

(9)

Частота движения транспортных средств по каждому 1-му маршруту, проходящему через у-й остановочный пункт, которая обеспечит полную реализацию пассажиропотока, рассчитывается с учетом максимального значения часовой мощности пассажиропотока Qчt на наиболее напряженном участке маршрута для характерного периода времени и величины расчетной qp вместимости транспортного средства, назначаемого для работы на маршруте:

(10)

Яр

Величина расчетной вместимости определяется с учетом установленного уровня использования вместимости по местам для проезда пассажиров стоя и сидя и отражает требования к качеству поездки пассажиров.

Совмещенная частота движения транспортных средств через Sj остановочный пункт рассчитывается как сумма частоты движения и(^) транспортных средств по каждому г-му маршруту, проходящему через у-й остановочный пункт:

п

sJeS. (11)

1=1

Показатель конфликтности т^ на /-м остановочном пункте характеризуется величиной дефицита (резерва) пропускной способности остановочных пунктов, которая рассчитывается как разность между величиной совмещенной частоты И,- движения ТС через у'-й остановочный пункт и величиной его пропускной способности и>у:

(% = "«V- (12)

Показатель конфликтности т„ маршрутной сети в целом рассчитывается как сумма значений уровня конфликтных ситуаций на всех/-х остановочных пунктах:

=2>„- (13)

¡1

Показатель конфликтности а, маршрутной сети выбран в качестве критерия оптимальности параметров маршрутной сети, при котором обеспечивается минимальное количество конфликтных ситуаций на остановочных пунктах:

т

—>т[п• (14)

м

При этом могут быть установлены ограничения на: - располагаемое количество транспортных средств Ам\

2X^4.; (15)

- величину установленных интервалов движения iyi по маршрутам:

hi^ldi, (16) где гд1 - максимально допустимый интервал движения маршрутного транспорта на г-м маршруте.

Предложена следующая математическая модель оптимизации параметров маршрутной сети:

F{cos) = F(qp,iyi,AM)->тт, (17)

при qpeG, qp> О,

iyi < ldi, lyi > О,

2X^4,, AMi>0.

1=1

С учетом требований к величине вместимости транспортных средств, которая не может быть дробной величиной, оптимизационная модель является задачей целочисленного программирования. Для решения данной задачи разработана компьютерная программа «Оптимизация параметров маршрутной сети пассажирского транспорта общего пользования муниципальных образований». С использованием разработанных положений произведена оптимизация маршрутной сети г. Троицка, в процессе которой общее количество маршрутов сокращено с 28 до 13, количество подвижного состава сокращено со 102 до 58 единиц, изменена структура подвижного состава, работающего на маршрутах в строну увеличения количества подвижного состав большой вместимости, количество конфликтных ситуаций снизилось до 313 единиц, экономический эффект составил 3985,8 тыс. рублей. Оптимизированные параметры маршрутной сети обеспечивают полную реализацию пассажиропотока с соблюдением требований к качеству транспортного обслуживания населения по использованию вместимости подвижного состава и интервалов его движения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты диссертационной работы, основанные на проведенных теоретических и экспериментальных исследованиях, содержат новые научные данные о механизмах образования конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей городов и способах снижения конфликтных ситуаций, на основе которых сформулированы следующие выводы и рекомендации:

1. Установлена зависимость конфликтных ситуаций на остановочных пунктах от конфигурации маршрутных схем и параметров маршрутных сетей. Конфликтные ситуации на остановочных пунктах маршрутных сетей городов образуются при работе дублирующих маршрутов, наличие которых обусловлено неэффективной организацией, регулированием и контролем деятельности перевозчиков. Величина конфликтных ситуаций имеет обратную зависимость от величины совмещенных интервалов движения маршрутного транспорта через остановочные пункты и от пропускной способности остановочных пунктов.

2. Исследованы способы образования и конфигурации смежных маршрутов; произведена оценка степени совмещения маршрутных элементов и дублирования смежных маршрутов; предложены новая типовая модель маршрутной схемы городов, критерии и способы классификации смежных маршрутов на виды, подвиды и разновидности.

3. Разработаны методические положения по оценке степени дублирования маршрутов: исследовано влияние взаимного использования маршрутами совмещенных участков и остановочных пунктов на образование конфликтных ситуаций, предложена характеристика «дублирующего маршрута» как научной категории и разработаны критерии идентификации дублирующих маршрутов; разработан показатель комплексной оценки степени дублирования городской маршрутной сети.

4. Разработанная имитационная модель движения транспортных средств на смежных «сходящихся» и «расходящихся» маршрутах, учитывающая динамические характеристики транспортных средств различных типов, параметры маршрутов и остановочных пунктов, реализована в компьютерной программе, которая позволяет оценивать возможные конфликтные ситуации на совмещенных остановочных пунктах маршрутных сетей, выявлять потенциально конфликтные остановочные пункты и маршруты и принимать обоснованные решения о реконструкции инфраструктурных объектов и оптимизации параметров маршрутной сети. Сравнение расчетных результатов с экспериментальными данными показало высокий уровень достоверности результатов имитационного моделирования.

5. Разработана модель оптимизации параметров маршрутной сети городов, обеспечивающая снижение уровня ее конфликтности за счет перераспределения количества подвижного состава различных типов по маршрутам при безусловном полном удовлетворении запросов населения на транспортные передвижения городским общественным транспортом.

6. Разработанные модели и методы использованы при совершенствовании маршрутных сетей городов Троицка и Миасса Челябинской области, результаты характеризуются положительным социально-экономическим эффектом. Оптимизированная маршрутная сеть г. Троицка обеспечивает снижение потерь времени общественного транспорта, обусловленных задержками перед перегруженными остановочными пунктами.

7. Разработанные в диссертационном исследовании теоретические и методические положения являются универсальными и рекомендуются к использованию в различных муниципальных образованиях для совершенствования маршрутных сетей городского наземного пассажирского транспорта, что в комплексе обеспечит высокую эффективность работы пассажирского транспорта, повысит качество транспортного обслуживания населения и безопасность транспортных процессов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I. Научные статьи, опубликованные в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1.Кажаев, A.A. Вопросы моделирования движения общественного транспорта в муниципальных образованиях / A.A. Кажаев, О.Н. Ларин, C.B. Томилов // Транспорт Урала - 2011. - №3(30). - С. 24-27.

2. Ларин, О.Н. Оптимизация маршрутных сетей городов с учетом ограничений пропускной способности остановочных пунктов / A.A. Кажаев, О.Н. Ларин // Вестник ОГУ. - № 10 (129). - 2011. - С. 26-32.

3. Кажаев, A.A. Снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах маршрутных сетей городов / A.A. Кажаев, О.Н. Ларин // Транспорт: наука, техника, управление. - 2012. - № 1. - С. 48—49.

II. Научные публикации в прочих изданиях:

4. Ларин, О.Н. Развитие транзитного потенциала автотранспортных систем регионов: научная монография / О.Н. Ларин, А.П. Приходько, В.Д. Шепелёв, A.A. Кажаев. - М.: ВИНИТИ РАН, 2010. - 344 с.

5. Ларин, О.Н. Вопросы интеграции в транспортных системах: материалы IX Междунар. науч.-практ. конф. «Логистика: современные тенденции развития», 15, 16 апреля 2010 года / О.Н.Ларин. A.A. Кажаев. - СПб.: СПбГИЭУ, 2010.-С.-232-234.

6. Ларин, О.Н. Типология транспортных систем: материалы второй Международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем: материалы международной научно-практической конференции», 11 мая 2010 г. / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - С. 153-162.

7. Ларин, О.Н. Методы размещения сетевых узлов в автотранспортных системах / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения - №1(5). - 2010. - С. 26-32.

8. Кажаев, A.A. Вопросы формирования маршрутных сетей муниципальных образований: материалы Международной научно-практической конференции; под ред. И.А. Анисимова / A.A. Кажаев, О.Н. Ларин. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010.-С. 200-202.

9. Ларин, О.Н. Вопросы образования конфликтных ситуаций на маршрутных сетях муниципальных образований / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев // Вестник БрГТУ. - 2010. - №5 (65): Физика, математика, информатика. - С. 60-63.

10. Кажаев, A.A. Имитационная модель загрузки остановочных пунктов городского маршрутного транспорта // «Современные проблемы транспортного комплекса России»: межвуз. сб. науч. тр.; под ред. А.Н. Рахмангулова / А.А, Кажаев. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск, гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011.-С. 86-95.

11. Кажаев, A.A. Модели и алгоритмы движения пассажирского транспорта и оценки загрузки остановочных пунктов на городских маршрутах // «Пробле-

мы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем»: материалы третьей Международной научно-практической конференции, 12 мая 2011 г. / А. А, Кажаев. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - С. 123-135.

12. Ларин, О.Н. Моделирование движения ГОТ с учетом загрузки остановочных пунктов // «Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния»: материалы XVII Междунар. (двадцатой Екатеринбургской) науч.-практ. конф. (16-17 июня 2011 г.) / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2011.-С. 259-267.

13. Кажаев, A.A. Оценка загрузки остановочных пунктов при движении маршрутного транспорта // «Нефть и газ Западной Сибири»: материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 55-летию Тюменского государственного нефтегазового университета. Т. 2; отв. ред. О. Ф. Данилов. / A.A. Кажаев, О.Н. Ларин. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. - С. 180-181.

14. Ларин, О.Н. Вопросы конкуренции на маршрутных сетях городов / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. - 2011. - № 2 (22). - С. 72-74.

III. Зарегистрированные программы для ЭВМ:

15. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011610982 «Оптимизация параметров маршрутной сети пассажирского транспорта общего пользования муниципальных образований», 26.01.2011 / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев, C.B. Томилов // Заявка № 2010617546, 29.11.2010.

16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011617184 «Моделирование загрузки остановочных пунктов пассажирским транспортом общего пользования в муниципальных образованиях», 15.09.2011 / О.Н. Ларин, A.A. Кажаев, C.B. Томилов // Заявка № 2011615633,26.07.2011.

Издательский центр Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать22.03.2012. Формат 60x84 1/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 55/152.

Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

61 12-5/1964

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

Кажаев Андрей Александрович

СНИЖЕНИЕ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ МАРШРУТНЫХ СЕТЕЙ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА

05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте»

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент О.Н. Ларин

Москва-2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................... 4

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Роль общественного пассажирского транспорта

в обслуживании городских передвижений населения.

Основные понятия и определения......................................... 9

1.2. Качество транспортного обслуживания населения как методологическая основа исследования................................. 21

1.3. Общие тенденции развития городских пассажирских перевозок

в Челябинской области..................................................... 32

Выводы по первой главе........................................................ 51

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН И МЕХАНИЗМОВ ОБРАЗОВАНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА МАРШРУТНЫХ СЕТЯХ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА

2.1. Исследование предпосылок формирования дублирующих маршрутов пассажирского транспорта на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта.................................. 53

2.2. Исследование механизмов образования конфликтных ситуаций

на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта....... 68

2.3. Анализ способов снижения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах городского пассажирского транспорта ....... 81

Выводы по второй главе......................................................... 88

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТИПОЛОГИИ МАРШРУТНЫХ СХЕМ, КРИТЕРИЕВ И СПОСОБОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДУБЛИРУЮЩИХ МАРШРУТОВ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА

3.1. Теоретические основы типологии маршрутных схем................... 90

3.2. Разработка критериев и способов идентификации дублирующих маршрутов................................................... 96

3.3. Типология маршрутных схем с учетом совмещения маршрутных элементов..................................................... 108

Выводы по третьей главе...................................................... 113

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ МАРШРУТНЫХ СЕТЕЙ ГОРОДОВ

4.1. Теоретическое обоснование способа оценки конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городского пассажирского транспорта........................................................................ 115

4.2. Вопросы имитирования конфликтных ситуаций на остановочных пунктах городских маршрутов....................................... 117

4.3. Вопросы определения пропускной способности остановочных пунктов городской маршрутной сети..................................... 125

4.4. Модель оценки конфликтных ситуаций на остановочных

пунктах, ее компьютерная реализация и апробация................... 135

Выводы по четвертой главе..................................................... 142

ГЛАВА 5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МАРШРУТНЫХ СЕТЕЙ ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА ГОРОДОВ

5.1. Теоретические основы математической оптимизации параметров маршрутных сетей городского пассажирского транспорта......................................................................................... 144

5.2. Формализация переменных й расчет параметров модели оптимизации маршрутной сети........................................... 152

5.3. Постановка и решение задачи оптимизации параметров маршрутных сетей городского пассажирского транспорта......... 172

5.4. Использование результатов диссертационного исследования для совершенствования маршрутных сетей пассажирского транспорта городов............................................................ 181

Выводы по пятой главе......................................................... 185

ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................... 187

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................... 189

ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................................... 199

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Современное состояние и качество работы транспортных систем городов во многом зависит от эффективной и безопасной работы городского пассажирского транспорта, который является важнейшей системой, обеспечивающей экономическое развитие городов и социальное благополучие населения. В стратегической перспективе городской общественный транспорт рассматривается в качестве основного способа массовых городских передвижений граждан. От состояния и качества работы городского пассажирского транспорта в значительной степени зависит уровень комфортных условий проживания людей в населенных пунктах всей страны. Доступность и качество работы городского транспорта во многом определяют и реальный уровень жизни населения, социальный климат и мнение людей об эффективности органов власти.

Для эффективной и безопасной работы транспортных систем городов требуется обеспечить согласованное функционирование маршрутного транспорта с учетом ограничений транспортной инфраструктуры городов. В современных условиях свободной конкуренции в секторе городских пассажирских перевозок при создании новых маршрутов необходимо производить оценку параметров маршрутных сетей на предмет возникновения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при посадке-высадке пассажиров транспортными средствами различных маршрутов. Конфликты на остановочных пунктах негативно отражаются на безопасности транспортного процесса, приводят к существенным потерям времени перевозчиков и пассажиров, увеличивают расходы транспортных компаний на оказание транспортных услуг населению.

Вопросы совершенствования маршрутных сетей городского пассажирского транспорта рассматривались в работах многих отечественных и зарубежных ученых: Н.Б. Островского, В.А. Гудкова, Л.Б. Миротина, A.B. Вельможина,

С.А. Ширяева, A.A. Агасьянца, А.Э. Горева, О.Н. Ларина, И.В. Спирина, H.H.

4

Якунина, М.Г. Антошвили, С.Ю. Либермана, В.М. Курганова, Б.Л. Геронимуса, М.Д. Блатнова, Е.А. Кравченко, С.А. Ваксмана, В.Д. Герами, В.И. Рассохи, Д.С. Самойлова, М.Е. Корягина, O.A. Пыталевой, О.С. Семеновой, С.А. Коробова, И. С. Ефремова, A.C. Михайлова, В.В. Шестокоса, Y. Hollander, Herbert S. Levinson, Robert A. Weant, Sigurd Grava, Alan Black, George E. Gray, Lester A. Hoel, Vukan R. Vuchic, Schnabel Werner, Dieter Lohse, Rodrigo Fernandez и другие.

Выполненный анализ показывает, что вопросы снижения конфликтных ситуаций на маршрутных сетях городов исследованы недостаточно. Поэтому задача повышения эффективности и безопасности функционирования маршрутных сетей городского пассажирского транспорта с учетом конфликтных ситуаций на остановочных пунктах является актуальной как с научной, так и с практической точек зрения.

Цель работы состоит в повышении эффективности и безопасности функционирования маршрутных сетей городов за счет снижения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении пассажирского транспорта.

Объектом исследования являются маршрутные сети городского наземного пассажирского транспорта.

Предметом исследования являются конфликтные ситуации на остановочных пунктах при движении городского пассажирского транспорта по смежным маршрутам.

Основная гипотеза исследования состоит в предположении о том, что снижение конфликтных ситуаций на остановочных пунктах зависит от согласованности параметров маршрутных сетей городского пассажирского транспорта с учетом пропускной способности остановочных пунктов и обеспечивает повышение эффективности и безопасности функционирования городского пассажирского транспорта и качества обслуживания пассажиров.

Теоретико-методологические основы исследования. Диссертационное исследование выполнено на основе трудов ведущих отечественных и

зарубежных ученых в области проектирования и оптимизации маршрутных

5

сетей городского пассажирского транспорта. Теоретико-методологической основой исследования явились системный подход, математическая статистика, теории вероятностей и массового обслуживания, методы математического моделирование и оптимизации, позволяющие достоверно обосновать выводы.

Информационная база исследования. Законодательные и нормативные правовые акты, целевые программы развития транспортных систем городов, статистические данные администраций городов Челябинской области, Управления государственного автодорожного надзора по Челябинской области, материалы научных отчетов и др.

Научная новизна диссертационной работы. В диссертации обосновано

1. Теоретически обосновано влияние конфигурационных особенностей маршрутных схем на образование конфликтных ситуаций и установлена зависимость уровня конфликтных ситуаций на остановочных пунктах от параметров маршрутных сетей.

2. Разработана новая типовая модель маршрутных схем, обоснованы критерии классификации смежных маршрутов на виды, подвиды и разновидности.

3. Разработаны методические положения по идентификации дублирующих маршрутов и оценки степени дублирования маршрутных сетей городов.

4. Разработана имитационная модель движения транспортных средств на смежных «сходящихся» и «расходящихся» маршрутах для количественной оценки конфликтных ситуаций на совмещенных остановочных пунктах маршрутных сетей городов.

5. Разработана модель оптимизации параметров маршрутной сети городов, обеспечивающая снижение уровня конфликтности маршрутной сети в целом.

Практическая значимость. Разработанные в диссертации модели и

методы имеют прикладной характер и могут быть использованы

транспортными компаниями и администрациями городов при разработке и

совершенствовании маршрутных сетей городского пассажирского транспорта.

Внедрение результатов исследования позволяет повысить эффективность и

б

безопасность функционирования маршрутных сетей пассажирского транспорта за счет снижения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении пассажирского транспорта по маршрутам маршрутной сети городов.

Реализация результатов исследования. Результаты диссертационного исследования применяются на практике администрациями городов (Троицк, Миасс) Челябинской области при организации работы маршрутного пассажирского транспорта. Разработанные методики позволяют производить оценку эффективности функционирования маршрутных сетей городов и обосновывать проекты их рационального развития.

Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в Южно-Уральском государственном университете, Оренбургском государственном университете.

Диссертационное исследование выполнено при поддержке Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (№ 16.740.11.0520).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Зависимости конфликтных ситуаций на остановочных пунктах от конфигурационных особенностей маршрутных схем и параметров маршрутных сетей.

2. Типовая модель маршрутных схем, критерии классификации смежных маршрутов на виды, подвиды и разновидности.

3. Методические положения по идентификации дублирующих маршрутов и оценки степени дублирования маршрутных сетей городов.

4. Имитационная модель оценки конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при движении транспортных средств по маршрутной сети городов.

5. Модель оптимизации параметров маршрутной сети городов, обеспечивающая снижение уровня ее конфликтности.

Апробация работы. Основные теоретико-концептуальные положения, рекомендации и результаты исследования доложены и одобрены на

международных, региональных и отраслевых конференциях в Челябинске

7

(ЮУрГУ, 2009-2012 гг.), Тюмени (ТГНГУ, 2010, 2011 гг.), Магнитогорске (МагГТУ, 2010-2012 гг.), Екатеринбурге (УрГУПС, 2011 г.), Перми (ПНИПУ, 2011 г.), Санкт-Петербурге (СПбГИЭУ, 2010 г.), Минске (БИТУ, 2010, 2011 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 14 работах, в том числе - 1 монография, зарегистрированы 2 программы для ЭВМ. В рекомендованных ВАК РФ изданиях опубликовано 3 работы. В опубликованных работах автору принадлежат основные идеи, теоретический и экспериментальный материал, выводы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основной текст размещен на 198 страницах, включает 35 таблиц, 41 рисунок. Список литературы включает 133 наименования.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Роль общественного пассажирского транспорта в обслуживании городских передвижений населения. Основные понятия и определения

Современный городской пассажирский транспорт является важнейшей системой, обеспечивающей экономическое развитие городов, социальное благополучие его населения. Несмотря на стремительное увеличение количества личного автотранспорта, по оценкам многих специалистов, городской транспорт в нашей стране обеспечивает реализацию значительной доли трудовых и бытовых поездок граждан. По данным [94, 98] на долю общественного пассажирского транспорта приходится около 80% общего объема пассажирских перевозок всех видов транспорта России и около 25% пассажирооборота.

По мнению экспертов Международного союза общественного транспорта (Union Internationale des Transports Publics) городской общественный транспорт играет важную социальную роль даже в экономически развитых странах Западной Европы и США [23]. Общественный транспорт обеспечивает мобильность граждан без личных автомобилей. К таким гражданам относятся студенты, пенсионеры, население с низким заработком и др. При отсутствии общественного транспорта не все дети смогут посещать школу, пожилое население не сможет посещать учреждения здравоохранения, работники не смогут добираться на работу.

В этих условиях от состояния и качества работы городского пассажирского транспорта в значительной степени зависит уровень комфортных условий проживания людей в населенных пунктах всей страны. Доступность и качество работы городского транспорта во многом определяют и реальный уровень жизни населения, социальный климат и мнение людей об эффективности органов власти.

Вопросы совершенствования работы городского пассажирского транспорта рассматривались в работах многих отечественных и зарубежных ученых, например,: Н.Б. Островского, В.А. Гудкова, Л.Б. Миротина, A.B. Вельможина, С.А. Ширяева, A.A. Агасьянца, А.Э. Горева, О.Н. Ларина, И.В. Спирина, H.H. Якунина, М.Г. Антошвили, С.Ю. Либермана, В.М. Курганова, Б.Л. Геронимуса, М.Д. Блатнова, Е.А. Кравченко, С.А. Ваксмана, В.Д. Герами, В.И. Рассохи, Д.С. Самойлова, М.Е. Корягина, O.A. Пыталевой, О.С. Семеновой, С.А. Коробова, И. С. Ефремова, A.C. Михайлова, В.В. Шестокаса, Y. Hollander, Herbert S. Levinson, Robert A. Weant, Sigurd Grava, Alan Black, George E. Gray, Lester A. Hoel, Vukan R. Vuchic, Schnabel Werner, Dieter Lohse, см. например, [1, 18, 29, 47, 48, 73,85,87, 90, 103, 105, 116, 117, 120, 123, 129, 131]идругие.

При этом в отечественных работах, как правило, решаются задачи определения обоснованных объемов транспортной работы для условий, когда отсутствует реальная конкуренция между независимыми перевозчиками на маршрутах в пределах маршрутной сети одного муниципального образования, то есть задачи оптимального распределения наличного парка пассажирского транспорта по маршрутам с учетом транспортных затрат для условий, когда весь транспорт и вся маршрутная сеть обслуживались одним собственником.

В современных условиях свободной конкуренции при организации новых маршрутов, увеличение которых должно позволить населению совершать поездки с меньшими затратами времени на ожидание транспортного средства и при низкой наполняемости салона, важное значение приобретают вопросы возникновения конфликтных ситуаций на остановочных пунктах при посадке-высадке пассажиров транспортными средствами с различных маршрутов, обслуживаемых различными перевозчиками и др.

Под конфликтами (от лат. conflictus - столкновение) или конфликтными ситуациями на маршрутных сетях или на маршрутах будем понимать случаи столкновения интересов транспортных средств конкурирующих перевозчиков, связанных с приоритетным использованием объектов транспортной инфраструктуры (участков улично-дорожной сети, остановочных пунктов), пропуск-

10

ная способность которых не позволяет их одновременное и беспрепятственное обслуживание.

Примерами конфликтных ситуаций на маршрутах являются случаи взаимных обгонов и опережений транспортными средствами друг друга, вынужденные образования очередей одновременно прибывающего подвижного состава к остановочным пунктам. Другими словами, возникновение конфликтов обусловлено образованием эффектов синхронного движения маршрутного транспорта по совмещенным участкам или синхронного их прибытия на совмещенные остановочные пункты смежных маршрутов.

В работе [42]