Сорокин А.А. Моделирование городских пассажирских перевозок
Подождите немного. Документ загружается.
Таблица
1.8 -
Влияние различных факторов на социальную эффективность
перевозочного процесса
Цель
Качество
обслуживания
пассажиров
Цель
второго уровня
Время перемещения
Стоимость поездки
Комфортабельность
поездки
Наличие остановочных
павильонов
Цель
третьего уровня
Время
подхода
к остановке
Время ожидания па остановке
Время
в
пути
Время
отхода
от
остановки
Гибкая система оплаты за проезд
Использование современных способов
оплаты
за
проезд
Тип
транспортного средства
Уровень наполнения салона
Информационно-развлекательное
обслуживание
Удобство
посадки-высадки
Информационное
обеспечение
На
рисунке
1.6
приведены пути сокращения затрат времени пассажиров
на
поездку в пассажирском транспорте.
Подводя итог,
с
точки зрения населения система поддержки
внутригородских перемещений
«в
идеале»
должна обеспечивать мгновенное
и
бесплатное перемещение
в
любую
точку города.
Даже
если
бы это
было
возможно,
то
потребовало
бы
бесконечно больших издержек
для
своего
обеспечения.
Эффективность организации внутригородских перемещений
с
точки
зрения
предприятий
-
операторов определяется количеством перевезенных
пассажиров
и
величиной тарифа,
а
также суммарными затратами.
Рассматривая измерители, предлагаемые
для
оценки эффективности, можно
сделать
вывод,
что
большинство
их
недостаточно наглядно
отражают
сам
эффект.
На
наш
взгляд, целесообразно использовать показатель
характеризующийся объемом перевозки
на 1 км
маршрута.
В
виде
зависимости его можно представить следующим образом:
K,=QIL, (1.5)
где
Q -
количество перевезенных пассажиров.
Данный коэффициент
не
учитывает
использование вместимости
транспортного
средства
K^=Ql4.
(1.6)
где
Кем
-
коэффициент сменности;
28
ЗАТРАТЫ
ВРЕМЕНН
НА
НОЕЗДКУ
Время
подхода
к
остановке
и
конечному пункту
Время ожидания
автотранспорта
Время движения
автотранспорта
Время на пересадку
Повышение плотиости
транспортиой сети
Координированное по
видам автотраиспорта
развитие маршрутной
сетн
Рациональное
расположение
остановочных пунктов
Сокращеиие интервалов
движения
Повышение
регулярности движения
Снижение наполнения
автотранспорта
Установление
соответствия провозпых
способиостей
автотраиспорта
потребностям
в
перевозках
Выделение
обособленных полос
движения
Совершенствование
методов
вождения
автотранспорта
Повышение скоростных
и
динамических качеств
автотранспорта
Повышение
прямолинейности
маршрутов
Введение
скоростных
экспрессных,
укороченных
маршрутов
Оптимизация
размещения
остановочных пунктов
Улучшенне
дорожного
покрытия
и
освещенности улиц
Совершенствование
методов
регулирования
уличного движения
Согласование
размешения
узловых
установочных нунктов
Координация
движения
различных видов город-
ского автотранспорта
Координация
управления всеми
видами городского
автотранспорта
Рисунок
1.6-
Пути сокращения
затрат
времени пассажиров
на
поездку
q — номинальная вместимость транспортного средства.
K
=
Q/qL, (1.7)
где К-
коэффициент
использования вместимости.
Идеальная
для перевозчика ситуация, когда значение этого коэффициента
равно 1, что означает полная смена пассажиров в салоне каждый километр
маршрута.
Несомненно,
целевой показатель должен учитывать временную
составляющую, которую также можно выразить через среднюю скорость
движения.
K^=QlqLt,
(1.8)
где /- время рейса.
Конфликты
целевых критериев в социально - экономических процессах
являются обычным явлением, независимо от вида экономической системы и
типа экономики. Эти конфликты возникают в связи с тем, что разные
субъекты, участвующие в данном процессе, имеют свои локальные критерии
эффективности,
которые
могут
находиться в противоречии
друг
с
другом
и
общим,
глобальным, критерием всей системы в целом (если таковой имеется).
На
величину пассажиропотока оказывают существенное влияние
следующие факторы: сезонность (день недели, сезон года), погодные,
проведение праздничных мероприятий. Прибыль предприятия - оператора
ГПТ
складывается прежде всего из следующих основных составляющих:
величина пассажиропотока на маршруте и величина тарифа на проезд.
Маршрутные затраты можно подразделить на [52]:
• постоянные затраты - стоимость подвижного состава (выплаченные
проценты
и амортизация транспортных средств), страхование и
налоговые платежи;
• переменные расходы - ГСМ, обслуживание подвижного состава,
запасные части и ремонтные расходы;
• затраты на персонал.
Эффективность
пассажирских перевозок, прежде всего, определяется
эффективностью
использования подвижного состава, от которого зависит
производительность, себестоимость перевозок, размер прибыли и уровень
рентабельности автотранспортной организации. Оценка эффективности
хозяйственных мероприятий определяется как разность
между
результатами
30
производства и затратами производственных ресурсов. По величине этого
показателя можно довольно точно охарактеризовать
работу
каждого вида
пассажирского транспорта.
Предприятия-операторы ГПТ видят свой оптимум в максимизации
доходов,
для
чего
желательно, чтобы эксплуатационные ресурсы были
бесплатны, а население полностью удовлетворяло потребности в
перемещениях за
счет
услуг
ГПТ.
Проблемы повышения качества и эффективности функционирования
системы ГПТ является актуальной для
всех
без исключения крупных городов
РФ,
поскольку данный процесс имеет как социальную, так и экономическую
составляющую.
В настоящее время развиваются многокритериальные подходы, т. е.
такого, когда целый ряд показателей, отражающих цель транспортного
обслуживания,
образуют
совокупный критерий эффективности
функционирования
систем ГПТ. Общественную полезность пассажирских
маршрутных перевозок выражает коэффициент эффективности
функционирования
системы пассажирского транспорта, представляющий
собой отнощение затрат, связанных с удовлетворением нормативной
потребности населения в перевозках к фактическим затратам [5],
где Кэ - коэффициент эффективности функционирования пассажирского
общественного транспорта;
со - коэффициент, учитывающий изменение энтропии перевозочной
системы;
Q(t) - потребность в передвижении, пас;
Sa
— себестоимость перевозок на
автобусе,
руб./пас;
Sm
— себестоимость перевозок на трамвае, руб./пас;
Smp
- себестоимость перевозок на троллейбусе, руб./пас;
Ri — дополнительные затраты, связанные с использованием нерациональ-
ного вида транспорта, руб.;
R2
- дополнительные затраты, связанные с использованием подвижного
состава не оптимальной пассажировместимости, руб.;
Яз — дополнительные затраты, связанные с увеличением платы за проезд
при
использовании более скоростного вида транспорта, руб.;
31
R4
-
дополнительные затраты, связанные
с
уровнем организации
перевозок, руб.;
i?5
-
дополнительные затраты, связанные
с
инерционностью
перевозочного процесса,
руб.;
Re
—
дополнительные затраты, связанные
с
увеличением себестоимости
автобусных перевозок,
руб.;
R7
—
дополнительные затраты, связанные
с
увеличением себестоимости
трамвайных перевозок, руб.;
Rg
-
дополнительные затраты, связанные
с
увеличением себестоимости
троллейбусных перевозок,
руб.
Таким
образом, затраты, связанные
с
выполнением пассажирских
перевозок, являются функцией
следующих
параметров: величины
пассажиропотока (транспортной подвижности
и
численности населения
города), распределения пассажиропотока
между
видами пассажирского
транспорта, пассажиро-вместимости
и
переменных затрат используемого
подвижного состава, технической
и
эксплуатационной скорости подвижного
состава, уровня организованности транспортного комплекса. Каждый
из
этих
параметров
сам
является сложной функцией множества параметров.
Например,
себестоимость перевозок является функцией
пассажировместимости подвижного состава,
его
технической готовности
и
использования,
технической скорости, времени
в
наряде, коэффициента
наполнения.
Применение более скоростного вида подвижного состава
(маршрутных такси вместо автобусов)
ведет
к
увеличению тарифной платы,
но
сокращает время
на
перевозку
и т. д.
Такая модель допускает известное
упрощение действительности, однако, позволяет вполне объективно оценить
уровень организованности пассажирских перевозок.
1.3 Городской пассажирский транспорт как сложиая система
Во многих
случаях
организации
и
эксплуатации систем городского
пассажирского транспорта обнаружилось,
что
принятие априори некоторой
неизменной
математической модели объекта управления неадекватно
действительному положению вещей.
В
одних
случаях
это
результат
того,
что
из-за
сложности процессов, протекающих
в
объекте управления, получение
его математической модели
на
основе известных законов оказывается
32
практически
неразрешимой задачей,
в
других
- это
может быть результатом
того,
что в
процессе функционирования
под
воздействием внешних
или
внутренних неконтролируемых факторов происходит изменение самого
объекта управления.
Традиционно
система определяется как сложная, если
для
построения
ее
адекватной модели недостаточно априорной информации.
Это
означает,
что
поведение сложной системы суш;ественным образом зависит
от
факторов
(таблица
1.9), о
влиянии которых недостаточно информации. Поэтому
в
случае, когда объектом управления является сложная система,
о ее
модели
можно сказать лишь
то, что
неизвестны
не
только коэффициенты
или
параметры аналитических выражений, описываюш;их объект управления, но
и
даже
сам вид
этих выражений. Поэтому построение содержательной
аналитической модели сложного объекта управления очень проблематично
и,
в этом
случае
может идти речь
о
построении моделей
других
классов.
Таблица
1.9
-
Классификация
факторов, влияюш;их на сложную систему
По
своей природе
По
степени воздействия на результаты
По
зависимости от человека
По
местам возиикновения (пентрам
ответственностн)
По
степени распространенности
По
времени действия
По
характеру действия
По
свойствам отображаемых явлеиий
По
своему составу
По
возможности измереиия
влияния
По
иерархии
По
случаям проявлеиия
Природно-климатические
Социально-экономические
Производственно-экономические
Основные
Второстепенные
Объективные
Субъективные
Внутренние
Внешние
Общие
Специфические
Постоянные
Переменные
Интенсивные
Экстенсивные
Количественные
Качественные
Простые
Сложные
Измеримые
Неизмеримые
Первого
порядка
Второго порядка и
т.д.
Стохастические
Детерминированные
33
Таким
образом, основная проблема при описании процессов,
происходящих в сложных системах, состоит в выборе или разработке
математической модели, обеспечивающей настройку на специфику объекта
управления за счет использования апостериорной информации о нем и среде,
а также за счет дополнительной информации, поступающей уже в процессе
эксплуатации системы. Первым этапом на пути конкретизации представлений
об этой модели, позволяющей наиболее адекватно описать сложный объект
управления, является определение ее класса.
Примечательно, что и классические, хорошо изученные
"детерминистские" объекты управления в общем
случае
не
могут
рассматриваться как соверщенно неизменные. На некоторых этапах
эксплуатации или в некоторых ситуациях они
могут
вести себя как сложные
стохастические системы. С середины 80-х годов щкола И. Пригожина
развивает подход, согласно которому в развитии любой системы (в том числе
и
человека) чередуются периоды, в течение которых система
ведет
себя то как
"в основном детерминированная", то как "в основном случайная" [27].
Естественно, реальная система управления должна устойчиво управлять
объектом управления не только на "детерминистских"
участках
его истории,
но
и в точках, в которых его дальнейшее поведение становится в высокой
степени неопределенным и непредсказуемым. Уже одно это означает, что
необходимо разрабатывать подходы к управлению системами, в поведении
которых иногда или постоянно присутствует существенный элемент
случайности или того, что в настоящее время математически описывается как
случайность, а в действительности (например, у сознательных существ)
вполне может оказаться проявлением свободы воли.
Прежде всего, система - это целостная совокупность некоторых элемен-
тов, не сводящаяся к простой сумме своих частей, т.е. представляющая собой
нечто большее, чем просто
сумму
частей. Это нечто,
отсутствующее
в частях
системы, взятых самих по себе, и совершенно необходимое, чтобы элементы
образовали систему, представляет собой интегрирующее начало [28].
Различные экономико-математические модели систем пассажирского
транспорта отличаются тем, насколько полно в этих моделях отражены знания
разработчиков модели о внутреннем строении моделируемых систем, и
насколько
эти модели являются подходящими для применения с точки зрения
достижения целей системы пассажирского транспорта.
34
Простейшей
(полностью феноменологической) моделью системы
является модель "черного ящика"
[27]. Так
называют систему,
о
которой
внешнему наблюдателю доступны только лишь сведения
о
входных
и
выходных параметрах,
а
внутренняя
структура
системы
и
процессы
в ней
неизвестны.
Входные параметры можно рассматривать
как
управляющие
воздействия,
а
желательные значения выходных
- как
цель управления.
Ряд
важных выводов
о
поведении системы можно сделать, наблюдая только
ее
реакцию
на
воздействия,
т.е.
наблюдая зависимости
между
изменениями
входных
и
выходных параметров. Такой
подход
открывает возможности
изучения систем, устройство которых либо совершенно неизвестно, либо
слишком
сложно для того, чтобы можно было по свойствам составных частей
и
связям
между
ними сделать выводы
о
поведении системы
в
целом.
Более развитой,
чем
"черный ящик" является модель состава системы,
в
которой перечисляются составляющие
ее
элементы
и
подсистемы.
Совокупность необходимых
и
достаточных для достижения целей управления
элементов
и
подсистем
с
определенными отношениями
между
ними
называется структурой системы.
Таблица
1.10-
Подходы
к
классификации систем
По
происхождению
По
стеиени изучеиности
структуры
(наличию информации)
По
способу
управлеиия
По
ресурсиой обеспеченности
унравления
Искусственные,
естественные
и
смешанные
"Черный
ящик",
непараметризованный класс,
нараметризованный
класс, "белый
ящик"
Управляемые извне, самоуправляемые,
с
комбинированным
управлением
Энергетические ресурсы (обычные
и
энергокритичные),
материальные ресурсы
(малые
и
большие), информационные ресурсы
(простые
и
сложные).
При
недостатке априорной информации
о
сложном объекте управления
построение
его
содержательной модели затруднительно.
В
этих условиях,
возможно применить модель "черного ящика".
При
построении этой модели выходные параметры определяются исходя
из
целей управления,
а
проблема выбора входных параметров, значимо
влияющих
на
выходные,
в
принципе может решаться различными методами,
например,
такими
как:
многофакторный анализ, дискриминантный анализ,
методы проверки статистических гипотез, методы теории информации.
Параметры
могут
быть разделены на группы, характеризующие:
35
• Предысторию объекта управления
и
окружающей среды.
• Характеристику актуального состояния объекта управления
и
среды.
• Зависящие (управляющие воздействия
на
объект управления)
и не
зависящие
от
человека факторы.
Эта классификация позволяет изучить влияние
на
достижение целей
управления каждой
из
перечисленных групп факторов
и
выделить наиболее
существенные факторы
в
каждой группе, так
и
по всем группам
в
целом.
Основной
особенность социально-экономической системы
-
это наличие
органов управления системой. Так,
для
системы управления
ГПТ г.
Ставро-
поля
иерархия уровней управления системой представлена на рисунке
1.7.
Администрация
города Ставрополя
Комитет
городского хозяйства
Управлеиие
транспорта и связи
Министерство
промышленности
транспорта и связи
СМУП
АВТОКОЛОННА
№2
СМУТН
МУАН
МУ ЕДЦДС
(контроль
и
координация
всех
видов нассажирских неревозок
с
использованием технических
средств связи)
Неревозчики всех
форм собствеиности
Рисунок
1.7 -
Схема управления системой ГПТ г.Ставрополя
Администрация города формирует муниципальный заказ
на
осуществление пассажирских перевозок. Автотранспортные предприятия
и
перевозчики
всех
форм собственности являются непосредственными
исполнителями.
36
Большой
называется система, поведение которой определяется всей
совокупностью ее элементов, взаимодействуюш;их
между
собой, ни один из
которых не является определяющим [27,29]. В рассматриваемом контексте
термин "большая" означает не пространственные размеры системы, а большое
количество ее элементов (маршруты, виды транспорта, отдельные
транспортные средства). При моделировании больших систем возникает
проблема высокой размерности описания. Например, если применяется
многофакторная
модель, то вычислительные и понятийные (связанные с
интерпретацией) трудности возникают уже при количестве факторов от семи
до десяти. В то же время многие реальные задачи
требуют
учета
многих сотен
и
даже
тысяч различных факторов.
Известны
два способа перевода больших систем в разряд малых: исполь-
зование более мощных вычислительных средств (компьютеров и программ-
мных систем) либо осуществление декомпозиции многомерной задачи на
совокупность слабо связанных задач меньшей размерности (если характер
задачи это позволяет). Если
существует
возможность сгруппировать элементы
системы в незначительное количество подсистем, каждая из которых
оказывает вполне определенное существенное влияние на поведение системы
в
целом, а с другими подсистемами мало взаимодействует, то этим самым
описание
функциональной структуры системы существенно упрощается.
Адекватное моделирование сложной системы
требует
учета
отсутствующей или недоступной информации [2]. Сложный объект
управления - это объект управления, являющийся сложной системой.
Характерной особенностью сложного объекта управления является
иерархичность и делегирование функций управления
между
уровнями. В
соответствие с государственным устройством РФ распределение функций в
системе управления ГТП представлено на рисунке 1.8.
Если
управление приводит к неожиданным, непредвиденным или
нежелательным результатам, т.е. отличающимся от ожидаемых
(прогнозируемых) в соответствии с моделью, то это объясняется недостатком
существенной информации, и порождает неадекватность модели и
интерпретируется как сложность системы. Таким образом, простота или
сложность системы относительна и указывает на достаточность или
недостаточность информации о системе в действз^ющей модели этой системы,
т.е. связана с возможностью построения адекватной модели.
37