ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Куниця Олексій Анатолійович

УДК 656.2: 338.47

ЗНИЖЕННЯ ЧАСУ ОЧІКУВАННЯ ПАСАЖИРАМИ МІСЬКИХ МАРШРУТНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

пеціальність 05.22.01 – Транспортні системи

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Харківській національній академії міського господарства Міністерства освіти і науки України, м. Харків

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Доля Віктор Костянтинович,

Харківська національна академія міського

господарства, завідувач кафедри “Транспортні

системи і логістика”

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Шибаєв О. Г.,

Одеський національний морський університет, завідувач кафедри “Морські перевезення”

кандидат технічних наук, доцент

Ломотько Д. В.

Українська державна академія залізничного транспорту, доцент кафедри “Управління грузовою та комерційною роботою”, м. Харків

Захист відбудеться “_21_” березня 2008 р. об 11.00 годині на засіданні спеціалізованої ради Д 64.089.03 у Харківській національній академії міського господарства за адресою 61002, м. Харків, вул. Революції, 12

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківської національної академії міського господарства за адресою: 61002, м. Харків, вул. Революції, 12

Автореферат розісланий “20” лютого 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Линник І.Е.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Повне, своєчасне та якісне задоволення потреб населення у пасажирських перевезеннях не тільки покращує умови його праці, але є одним із важливих напрямків підвищення технологічного і економічного потенціалу України. За час поїздки пасажир не тільки не бере участі у виробничому процесі, але й утомлюється. Тому міський маршрутний транспорт є невід’ємною частиною інфраструктури міста.

Вагомою частиною витрат часу на поїздку є час очікування пасажирами міських маршрутних транспортних засобів. Тому його зниження є внутрішнім резервом перевізного процесу і це є одним з головних напрямків підвищення якості перевізного процесу.

Подальший розвиток міських маршрутних перевезень стримується недостатньою увагою, яка приділяється оперативному керуванню транспортними системами. Існуючи наукові методи оцінки і зниження часу очікування пасажирів призначені для планового керування, і не дозволяють у повній мірі визначити умови і дійсні поточні значення факторів експлуатації транспортних засобів на маршруті. Це унеможливлює зниження часу очікування пасажирів за рахунок використання оперативного керування параметрами перевізного процесу.

Наявність невирішених задач і потреб їх вирішення обумовила актуальність наукових досліджень даної дисертаційної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В роботі наукові результати отримані при виконанні завдань „Цільової комплексної програми розвитку транспортного комплексу України „Транспорт” (1992 р. – 2010 р.), а також відповідно до планів Міністерства освіти і науки України в галузі „Проблеми формування раціональних транспортних логістичних систем і забезпечення ефективного функціонування їх складових”.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є зниження часу очікування пасажирами міських маршрутних транспортних засобів (ММТЗ) в режимі реального масштабу часу шляхом реалізації заходів оперативного керування.

Для досягнення цієї мети вирішено наступні головні завдання:

- виконано аналіз методів оцінки, шляхів зниження часу очікування пасажирів і факторів, які впливають на його значення;

- виконано аналіз стану, перспектив і завдань маршрутного пасажирського транспортного обслуговування з використанням оперативного керування;

- створено модельний комплекс, який містить закономірності, що визначають значення часу очікування в режимі реального масштабу часу і на підставі цього розроблено алгоритм прийняття рішень з формування заходів і керуючих впливів, що мінімізують значення часу очікування;

- розроблена нова схема автоматизованої системи оперативного управління (АСОУ) міськими маршрутним транспортними засобами, яка базується на використанні засобів мобільного зв’язку і комп’ютерної техніки;

- виконані експериментальні дослідження функціонування ММТЗ за умови використання нової схеми АСОУ на одному з маршрутів у м. Горлівці.

Об’єктом дослідження є перевізний процес у системі масового міського маршрутного пасажирського транспорту.

Предметом дослідження є закономірності витрат і зниження часу очікування пасажирами автобусів при використанні АСОУ.

Методи дослідження. Методика включала проведення теоретичних і експериментальних досліджень. Теоретичні дослідження базуються на принципах ефективної організації транспортного процесу під час маршрутних пасажирських автомобільних перевезень, методах системного аналізу, математичної статистики, математичного і імітаційного моделювання й програмування. Експериментальні дослідження виконано в режимі реального масштабу часу з використанням АСОУ.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

- розроблена нова схема АСОУ, яка відрізняється від існуючих наявністю керуючого каналу постійного зв’язку;

- вперше, з використанням технічно-економічних аспектів, отримано залежності визначення дійсного часу очікування пасажирами окремого ММТЗ під час оперативного керування ним;

- це дозволило вперше надати рекомендації щодо створення системи підтримки прийняття рішень (СППР) для заходів оперативного керування параметрами перевезень кожного ММТЗ в режимі реального масштабу часу.

Практичне значення отриманих результатів є в тому, що розроблена СППР оперативного керування параметрами перевезень кожної одиниці автомобільного транспорту дозволяє здійснювати процеси керування цими одиницями у довільній точці території міста і знижувати значення часу очікування пасажирами в режимі реального масштабу часу.

Особистий внесок здобувача: За темою дисертації опубліковано 5 статей, з них 1 – у співавторстві.

У роботі [2] здобувач виконав математичні перетворення і їх аналіз.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та висновки доповідалися на засіданнях кафедри транспортних систем і логістики, на науково-технічних конференціях Харківської національної академії міського господарства (2005 … 2007 р.р.), на VIII-ій і IX-ій Міжнародній науково-технічній конференції “Автомобільний транспорт: проблеми і перспективи” (м. Севастополь, 2005, 2006 р.).

Публікації. Основні положення дисертації видано у 5 наукових працях у фахових виданнях, затверджених ВАК України, з них 1 – у співавторстві.

Структура й обсяг роботи. Робота складається з вступу, п’яти розділів, висновків та списку використаних джерел (116 найменувань), додатку. Загальний обсяг – 232 сторінок, з них 150 сторінок основного тексту, 44 рисунка, 4 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми, сформульовано мету й завдання дослідження, визначено об’єкт, предмет і методи досліджень, наведено наукову новизну, розкрито наукове, теоретичне і практичне значення отриманих результатів і напрямки їх впровадження.

Дослідження у першому розділі присвячені аналізу відомих методів визначення і зниження часу очікування пасажирів, моделей руху транспортних засобів на маршруті, наукових методів керування процесом міських автотранспортних маршрутних перевезень і властивостей трьох поколінь АСОУ. У процесі цього аналізу зроблено висновки:

1. відомі наукові методи і моделі оцінки і зниження часу очікування створені з метою планового керування процесом маршрутних пасажирських перевезень і не враховують поточні значення параметрів руху окремого транспортного засобу і кількості пасажирів, що взаємодіють з ним;

2. при розробці методів і моделей визначення часу очікування застосована опосередкована статистична інформація здійснених процесів перевезень, а моделі спрощені з метою отримання простих розрахункових співвідношень і тому існує резерв зниження часу очікування за рахунок реалізації оперативного керування дійсним процесом перевезень;

3. відхилення значень дійсного часу очікування пасажирів відносно його планових значень відбувається під час виконання процесу перевезень, і тому знижувати його можна лише під час виконання цього процесу в режимі реального масштабу часу шляхом оперативного керування;

4. отримання і обробку дійсних поточних даних про параметри маршрутних перевезень в автоматичному режимі і визначення необхідного керуючого впливу в режимі реального масштабу часу здатна зробити лише АСОУ;

5. зниження часу очікування, майже до його розрахункового значення, можна досягти лише за рахунок застосування нових методів поточної оцінки і зниження часу очікування і втілення їх в АСОУ у вигляді СППР, що дозволяє використовувати а автоматичному режимі новітні технології диспетчеризації, які побудовані на підставі системного використання дій GPS – навігації, комплексу периферійних технічних засобів, мобільного зв'язку і комп’ютерної техніки.

На формування вихідної позиції автора значно вплинули фундаментальні роботи М. Д. Блатнова, Г. А. Варелопуло, А. І. Воркута, Ю. О. Давідіча, В. К. Долі, І. С. Ефремова, А. Х. Зільберталя, О. Я. Коцюка, Ю. С. Лігума, А. П. Лопатіна, В. С. Марунича, Л. Б. Міротіна, Г. П. Павленко, В. П. Поліщука, В. С. Половнікова, Д. С. Самойлова, І. В. Спіріна, Ю. М. Шульги.

У другому розділі розроблено модельний комплекс з контролю й управління параметрами процесу перевезень, що містить три системи залежностей. Перша система залежностей цього комплексу призначена для обробки первинної інформації з метою встановлення дійсних значень: 1) місцезнаходження автобуса; 2) заповнення його салону пасажирами; 3) часу прибуття автобуса на зупиночний пункт; 4) інформаційних ознак процесу перевезень за допомогою представницьких перерізів; 5) часу планового введення і зняття резерву автобусів. Ця система залежностей створює вторинну інформацію, яка використовується в двох наступних системах залежностей цього комплексу. Процеси отримання дійсних значень перших п’яти параметрів суттєво не відрізняються від відомих процесів, за виключенням того, що вони здійснюються за допомогою нової АСОУ автоматично і в режимі реального масштабу часу і на підставі дійсних даних, що надає АСОУ.

Друга система залежностей модельного комплексу призначена для обробки і рознесення поточної первинної і вторинної інформації у відповідні електроні документи, де відбувається підготовка необхідної звітної інформації за тими формами звітної документації, які необхідні замовнику розробки АСОУ. Ця ж система підраховує час очікування пасажирів і складові частини цільової функції управління зниженням цього часу.

Третя система залежностей призначена для визначення необхідного керуючого впливу, за допомогою якого можливе відновлення руху окремого транспортного засобу згідно планової організації, коли значення часу очікування наближаються до планового значення і є найменшим із можливих.

Визначення необхідного керуючого впливу залежить від поточного значення параметрів роботи окремого транспортного засобу на маршруті відносно його планових значень і відповідних значень цільових функцій керування зниженням часу очікування пасажирів під час оперативного керування процесом перевезень кожного транспортного засобу.

У другій системі залежностей визначення часу очікування одним пасажиром маршрутного транспортного засобу на зупиночному пункті у відомих роботах здійснюється, на підставі використання відомого ймовірнісного підходу до процесу пасажирських маршрутних перевезень:

, (1)

де Т – період досліджень, що визначається як ;

- поточне значення дійсного інтервалу руху на маршруті, с;

- планове значення інтервалу руху на маршруті, с;

- кількість вимірів дійсних інтервалів руху на маршруті.

У даному дослідженні, на підставі використання залежності (1) і середньоквадратичного відхилення дійсного і планового інтервалів руху на маршруті, отримано залежність:

, (2)

яка суттєво відрізняється від:

, (3)

Залежності (2) і (3) співпадають лише тоді, коли . Фізичний зміст полягає в тому, що це є вираз для визначення середньоарифметичного інтервалу на підставі поточних результатів експериментальних досліджень. Тому в загальному вигляді , де - значення дійсного середньоарифметичного інтервалу руху на маршруті. Фізичний зміст розрахункового інтервалу руху на маршруті і різний, якщо врахувати планову і випадкову природу значень першого і останнього членів. Тому стверджувати, що їх чисельні значення завжди співпадають, немає можливості.

Тому залежності (2) і (3) є різними. Вони не враховують кількість пасажирів, які ввійшли в автобус на кожній окремій зупинці під час виконання кожного окремого рейсу даного маршруту. Використання середньоквадратичного відхилення дійсного і планового інтервалів руху у виразах (2) і (3) призводить до фактичного збільшення часу очікування відносно його фізичного середнього значення. У будь-якому випадку при використанні виразів (2) і (3) треба мати поточні значення дійсного інтервалу руху на маршруті.

Розрахунки часу очікування одного пасажира треба виконувати окремо за напрямами руху. Це випливає з фізичного сенсу і з точки зору пасажирів, які рухаються в одному напрямку, а інший напрям руху їм непотрібний.

Тому для потреб оперативного керування процесом маршрутних перевезень в даній роботі розроблена нова модель визначення часу очікування, яка заснована не на ймовірнісному підході. Вона дозволяє АСОУ працювати в автоматичному оперативному режимі з базою дійсних даних.

Пересічні значення фізичних величин визначають з використанням поняття їх середньоарифметичного значення, зокрема, у даному випадку середньоарифметичного інтервалу . Тоді залежність для часу очікування на окремому зупиночному пункті Mj за декілька рейсів Ki має вигляд:

(4)

Якщо порівняти залежності (2), (3) і (4) з точки зору об’єму розрахунків та необхідного значення швидкодії комп’ютерної обробки у автоматичному режимі відповідної дійсної поточної інформації з цього приводу, яка отримується під час проведення експериментальних досліджень і без якої неможливо працювати в режимі реального масштабу часу, то встановлюємо переваги залежності (4).

Визначення дозволить порівняти між собою його значення на окремих зупиночних пунктах і визначити на яких вони є мінімальними. Внаслідок цього можна приступити до аналізу роботи автобусів на маршруті з метою планової зміни умов руху на відповідних перегонах.

Друга система залежностей модельного комплексу дозволяє також визначити дійсні сумарні і усереднені значення часу очікування на кожному зупиночному пункті маршруту для двох випадків: 1) одного пасажира і 2) усіх пасажирів, які ввійшли в автобус на кожному зупиночному пункті і під час виконання кожного рейсу. Окрім того, ця система залежностей дає можливість визначити для обох випадків рівні організації маршрутних перевезень за часом очікування на зупиночних пунктах і в цілому на маршруті, як відношення відповідних дійсного і планового значень цього часу.

На підставі аналізу отриманої у роботі цільової функції управління часом очікування усіх пасажирів (залежність 5) зроблено наступні висновки:

1. Залежність (5) є функцією оптимального керування. Але її дослідження з метою мінімізації неможливе. Це обумовлено тим, що перемінні , є залежними між собою. Цей висновок підсилимо ствердженням, що у транспортній системі немає і не може бути жодної незалежної змінної.

(5)

при умовах

де - цільова функція управління часом очікування усіх пасажирів;

- відстань між і – м і і-1 зупиночними пунктами;

- розрахункова і дійсна технічна швидкість руху автобуса;

- розрахункова і дійсна кількість пасажирів, що відповідно здійснили посадку і висадку на і – му зупиночному пункті;

- відповідно розрахункові значення часу на посадку і висадку одного пасажира на і – му зупиночному пункті;

- значення часу на відкриття та закриття дверей;

- кількість пасажирів, що відповідно поїдуть з і – го зупиночного пункту і приїхали до цього пункту з і – 1 зупиночного пункту;

tpпрi, trпрi - поточний дійсний час прибуття р – го і r – го автобусів;

- розрахунковий і дійсний час стоянки автобуса на і – му пункті;

- розрахунковий інтервал руху на маршруті.

2. Перемінні мають відношення до одного автобуса і процесу тих маршрутних перевезень, які відбуваються в цей час. Другі перемінні мають відношення до іншого автобуса і процесу, що вже відбувся з його участю. Ці дві групи перемінних отримані у різні моменти часу, і вони ніяк фактично не пов’язані між собою фізичним змістом. Тому і не можна з аналізу цільової функції (5) отримати результати, які мали б якійсь фізичний сенс і відповідали б умовам роботи маршрутних автобусів. Залежність відображає кількісні відношення з метою визначення часу очікування тих пасажирів, які були присутні під час одного процесу, що вже для них скінчився (автобус відійшов від цього зупиночного пункту), і іншого (прийшов наступний автобус). Час очікування для одного пасажира і усіх пасажирів є результатом взаємодії різних процесів перевезень автобусів у часі.

3. Аналіз дозволяє зробити важливий висновок. Під час оперативного керування маршрутними автобусами треба брати до уваги параметри функціонування тільки кожного окремого автобуса і управляти тільки ними. На цей процес керування і націлена робота існуючих АСОУ. Їх задача полягає в стабілізації параметрів процесу перевезень кожного окремого автобуса.

У третій системі залежностей модельного комплексу розроблені питання використання технічних і технічно-економічних аспектів визначення порушень руху і формування керуючих впливів з метою зниження часу очікування для таких режимів управління: а) планового; б) оперативного.

Якщо дійсні параметри процесу перевезень окремого автобусу майже співпадають з плановими, або відповідають незначним порушенням руху “Раннє прибуття” чи “Пізнє прибуття”, то відновити його роботу згідно планової організації можна за рахунок використання тільки технічних керуючих впливів: 1) змінення швидкості руху на маршруті; 2) відстій на проміжних та кінцевих зупиночних пунктах. Значення технічних керуючих впливів визначаються згідно відомих залежностей, але на підставі використання дійсних значень параметрів процесу перевезень окремого транспортного засобу, що надає у поточному режимі АСОУ.

Встановлення остаточного керуючого впливу розглянуто для трьох більш складних випадків порушень руху „Пізнє прибуття” і одного порушення руху “Схід з лінії”, коли визначення одного остаточного керуючого впливу із декілька можливих здійснюється шляхом визначення відповідних технічно-економічних складових цільової функції керування зниженням часу очікування:

, (6)

де - загальні витрати від експлуатації автобуса на маршруті;

- витрати, що визначають на підставі вартісної оцінки якості транспортного обслуговування пасажирів на зупинках даного маршруту;

- витрати, що пов’язані з транспортною втомою, яка виникає у пасажирів під час поїздки;

- експлуатаційні витрати підприємства на утримання транспорту;

- витрати пасажирів на оплату за проїзд.

Для вказаних вище випадків порушень руху у модельному комплексі розроблені відповідні системи залежностей з метою визначення поточних значень складових цільової функції керування зниженням часу очікування.

Модельний комплекс дозволяє визначити ступінь впливу АСОУ на зниження часу очікування відносно планового значення. Це створює теоретичну базу керування зниженням цього часу і дозволяє визначити рівень організації існуючого процесу перевезень відносно планового.

У третьому розділі розглянуті умови створення схеми нової АСОУ, в якій інформація між кожним транспортним засобом і єдиним диспетчерським пунктом буде передаватися за допомогою засобів мобільного зв’язку з використанням комплексу периферійних технічних засобів і комп’ютерної техніки. Внаслідок цього розроблена структурна схема підсистеми передачі і збору інформації АСОУ з постійним каналом керуючого зв’язку (рис. 1).

Розроблені питання функціонування АСОУ, які пов’язані зі збором й обробкою вихідних даних. Наведена характеристика агрегатів комплексу периферійних технічних засобів, за допомогою яких збирається і формується масив вихідної інформації зі значеннями параметрів роботи кожного окремого автобуса, наприклад: 1) номер маршруту; 2) номер рейса; 3) гаражний номер; 4) вид транспорту; 5) ознаку зміни водія; 6) ознаку сходу засобу з рейсу; 7) напрямок руху; 8) номер зупинки на маршруті; 9) значення астрономічного часу прибуття - го автобусу - го маршруту на j – й зупиночний пункт; 10) значення астрономічного часу відправлення - го автобусу даного - го маршруту з j-1 зупиночного пункту; 11) пробіг - го автобуса - го маршруту на перегоні між j-1 і j – ю зупинками; 12) експлуатаційна швидкість руху - го автобуса - го маршруту на перегоні між j-1 і j – ю зупинками; 13) номери трьох вишок-ретрансляторів системи мобільного зв'язку, розташованих найближче до даного - го автобуса; 14) рівень сигналу від трьох вишок-ретрансляторів; 15) коефіцієнт заповнення салону автобуса.

Рис. 1. Принципова структурна схема передачі інформації комплексом технічних засобів запропонованої АСОУ між одиницею маршрутного пасажирського автомобільного транспорту і диспетчерським пунктом:

1) датчики інформації; 2) пристрій збору і підготовки даних; 3) GSM – модем транспортного засобу; 4) GSM – модем диспетчерського центру – пристрій збору та передачі даних; 5) головний персональний компьютер; 6) допоміжний персональний комп’ютер; 7) дисплей рухомої одиниці.

За запитом можна передати значення даних про технічний стан агрегатів і вузлів транспортного засобу, наприклад: 1) витрати палива; 2) стан гальмової системи; 3) стан рульового керування; 4) відеоспостереження.

До головних переваг нової АСОУ слід віднести: 1) її пристосованість до автоматичного режиму роботи прийняття інформації від комплексу периферійних технічних засобів, її обробки і передачі від ДП до окремого транспортного засобу; 2) малу вартість послуги; 3) можливість відслідковувати, фіксувати, передавати і обробляти поточні зміни значень параметрів процесу перевезень окремого транспортного засобу, визначати порушення його руху. Нова АСОУ дозволяє її швидке розгортання у місті і не потребує значних капіталовкладень, що пов’язані з будівельними роботами і прокладкою мереж зв’язку.

Необхідне функціонування АСОУ забезпечується взаємодією її трьох підсистем: 1) програмного продукту на основі наукових методів, що дозволяють вирішувати транспортні оптимізаційні задачі згідно встановлених критеріїв; 2) периферійних технічних засобів, що фіксують і передають необхідну інформацію про пасажирські і транспортні потоки; 3) система збору й обробки цієї інформації, дія якої ґрунтується на системному використані технічних засобів, наукових методів і практичних підходів з метою розробки керуючих впливів і їх передачі від ДП до окремого транспортного засобу.

У четвертому розділі з використанням залежностей модельного комплексу розроблено алгоритм АСОУ, структурна схема якого наведена на рис. 2.

Дії алгоритму націлені на встановлення видів порушень руху окремим транспортним засобом і визначення для нього одного керуючого впливу з метою відновлення його роботи згідно планової організації і зниження часу очікування пасажирів.

Одна частина алгоритму (блоки 1 - 7, рис. 2) дозволяє виконати попередню обробку і аналіз інформації, яка надходить від комплексу периферійних технічних засобів до АСОУ і містить дійсні поточні значення параметрів процесу перевезень даного транспортного засобу. Вона дозволяє також встановити і забезпечити: 1) якість даних, що надійшли до АСОУ; 2) ідентифікацію, зберігання й обробку первинної інформації; 3) необхідність планового введення або зняття резерву транспортних засобів; 4) місцезнаходження; 5) ступінь заповнення автобусу пасажирами. Ця частина алгоритму створює вторинну інформацію, що застосовується у наступних частинах алгоритму і вона ж підраховує час очікування автобуса пасажирами.

Друга частина алгоритму (блок 8) здійснює обробку і рознесення первинної і вторинної інформації у відповідні електроні документи, де відбувається підготовка необхідної звітної інформації за тими формами електронних документів, які необхідні замовнику розробки АСОУ.

Третя частина алгоритму (блок 9) дозволяє на підставі використання залежностей цільових функцій технічних аспектів роботи транспортного засобу визначити один остаточний керуючий вплив з метою відновлення його роботи згідно планових параметрів руху (див. табл. 1).

Четверта частина алгоритму (блок 10) дозволяє на підставі використання залежностей для розрахунків технічно-економічних складових цільової функції роботи транспортного засобу визначити один остаточний керуючий вплив для трьох випадків видів порушень “Пізнє прибуття” і “Схід з лінії” з метою відновлення його параметрів руху згідно їх планових значень.

Саме за рахунок реалізації необхідних керуючих впливів здійснюється зниження часу очікування пасажирами маршрутних транспортних засобів.

Таблиця 1

Співвідношення видів порушень руху і диспетчерських керуючих впливів

Умовне позначення керуючого впливу |

Види диспетчерських керуючих впливів | Види порушень руху | запізнення | раннє прибуття | схід з лінії | збільшення пасажиропотоку | погіршення умов руху | КВ1 | Нагін у дорозі | + | - | - | - | - | КВ2 | Збільшення часу проїзду | - | + | - | - | - | КВ 3 | Скорочення часу відстою | + | - | - | - | - | КВ 4 | Збільшення часу відстою | + | + | - | - | - | КВ 5 | Розсунення інтервалу | - | - | + | - | - | КВ 6 | Перехід на рівномірний інтервал | - | - | + | - | + | КВ 7 | Скорочений рейс | + | - | - | - | - | КВ 8 | Подовжений рейс | + | - | - | - | - | КВ 9 | Перемикання автобуса з маршруту на маршрут | - | - | + | + | - | КВ 10 | Введення резервного автобуса | - | - | + | + | - |

У п’ятому розділі наведені мета і умови проведення експериментальних досліджень, результати з визначення інформаційних ознак процесу перевезень, місцезнаходження автобуса, заповнення його салону пасажирами і контролю графіка розкладу руху на маршруті.

Визначено поточні значення дійсного часу очікування для одного пасажира (рис. 3) і усіх пасажирів (рис. 4) на окремих зупиночних пунктах (№2, №9 і №15) міської маршрутної мережі м. Горлівці за всі рейси доби.

На рис. 3 відзначаємо, що зі збільшенням номеру зупиночного пункту, збільшуються значення часу очікування одного пасажира. Це пов’язано з тим, що чим більший шлях проходить автобус, то тим більш перешкод його роботі згідно з планом, і тому зростає ймовірність його відхилення від графіка, зростають затримки у часі, зростає час очікування.

Рис. 2. Структурна схема алгоритму зниження часу очікування

пасажирами кожного маршрутного транспортного засобу

На рис. 4 відзначаємо інший характер зміни часу очікування усіх пасажирів, що ввійшли на відповідних зупиночних пунктах, ніж на рис. 3. Це пояснюється тим, що на рис. 3 відбувається один фізичний процес перевезень в одній транспортній системі, а на рис. 3 другий фізичний процес перевезень в іншій транспортній системі, де не врахована кількість пасажирів.

На рис. 4 відзначаємо що збільшення часу очікування усіх пасажирів майже не пов’язане з номером зупиночного пункту, а пов’язане з номером рейсу, тобто з часом доби і різними потребами населення у пересуваннях по місту за допомогою маршрутних транспортних засобів.

На рис. 4 добре видно суттєве збільшення часу очікування усіх пасажирів в часи “пік”: ранком, в обід і ввечері.

Якщо порівняти між собою рис. 3 і 4, то можна зробити висновок: рис. 4 значно точніше відображає закономірності змінення часу очікування, ніж рис. 3. До того ж інтереси суспільства і виробництва вимагають знати закономірності зміни часу очікування усіх пасажирів, а не одного з них.

Визначено зміни значень дійсного сумарного часу очікування для одного пасажира (рис. 5) і усіх пасажирів (рис. 6) на всіх зупиночних пунктах маршруту №2 м. Горлівки за всі рейси доби.

На рис. 5 відзначаємо, що при збільшенні номеру зупиночного пункту, збільшуються значення часу очікування одного пасажира. Це пов’язано зі зростанням затримок у часі. |

Рис. 3. Значення дійсного часу очікування одного пасажира на прикладі зупиночних пунктів №2, №9, №15 | Рис. 4.Характер зміни поточних значень дійсного часу очікування всіх пасажирів на зупиночних пунктах №2, №9, №15 за всі рейси

На рис. 6 відзначаємо інший характер зміни часу очікування усіх пасажирів, що ввійшли на всіх зупиночних пунктах, ніж на рис. 5. Це пояснюється тими ж причинами, що відзначені під час аналізу рис. 3 і 4.

На рис. 6 відзначаємо, що збільшення часу очікування усіх пасажирів майже не пов’язане з номером зупиночного пункту, а пов’язане з номером рейсу, тобто з часом доби і різними потребами населення у пересуваннях по місту за допомогою маршрутних транспортних засобів. До того ж добре видно, що значення цього часу очікування залежить від місцезнаходження зупиночного пункту і з тими центрами тяжіння пасажирів, що розташовані неподалік від нього.

На рис. 6 бачимо суттєве збільшення часу очікування всіх пасажирів в часи “пік”: ранком і в обід. Це пов’язано з ранковим переміщенням людей на роботу і з їх діловою активністю в день, яка не пов’язана з постійним перебуванням на території виробництва.

Якщо порівняти між собою рис. 5 і 6, то можна зробити висновок: рис. 6 значно точніше відображає закономірності зміни часу очікування, ніж рис. 5. До того ж інтереси суспільства і виробництва вимагають знати закономірності зміни часу очікування усіх пасажирів, а не одного з них.

Визначено поточні значення дійсного часу очікування всіх пасажирів, які ввійшли в автобус на окремих зупинках існуючої міської маршрутної мережі (рис. 5) за всі рейси, дійсні сумарні і усереднені значення цього часу за кожен окремий рейс (рис. 6).

Визначено дійсні сумарні і усереднені значення цього часу за кожен окремий рейс і усереднені рівні організації процесу перевезень на кожному зупиночному пункті і під час виконання кожного рейсу.

Середній час очікування одного пасажира з застосуванням АСОУ за добу складає 2,5611 хвилини, що менше часу очікування без використання АСОУ, який дорівнює 2,84 хвилини, і тому зменшення часу досягає 9,6% .

Визначено абсолютне значення впливу АСОУ на зниження часу очікування автобуса пасажирами, яке за один день для одного рейсу складає 960 хвилин, а ступінь його ефективності досягає 8,7%.

Аналіз результатів з усунення порушень руху, визначення і зниження часу очікування автобусів пасажирами переконливо показує наявність позитивного ефекту від застосування АСОУ, програмне забезпечення якої розроблено з використанням усіх положень і висновків теоретичних досліджень.

Під час експериментальних досліджень здійснювався аналіз роботи програмного забезпечення АСОУ, розробленого з використанням модельного комплексу і алгоритму з розробки заходів оперативного керування параметрами процесу перевезень кожного транспортного засобу. Цей аналіз підтверджує дійсне практичне виконання процесів оперативного керування міськими маршрутними перевезеннями в довільній точці території міста і зниження часу очікування пасажирів в режимі реального масштабу часу. |

Рис. 5. Характер зміни дійсного сумарного часу очікування одного пасажира на зупиночних пунктах за всіма рейсами |

Рис. 6. Характер зміни дійсного сумарного часу очікування всіх пасажирів за всі рейси

на відповідному зупиночному пункті

Аналіз результатів експериментальних досліджень пасажирських перевезень на існуючий міській маршрутній мережі, одержаних і оброблених за допомогою АСОУ в режимі реального масштабу часу, підтверджує положення і висновки, що отримані під час виконання теоретичних досліджень.

ВИСНОВКИ

1. На підставі аналізу розвитку технічних засобів зв’язку, систем контролю, комп’ютерної техніки розроблено принципово нову структурну схему АСОУ з постійним каналом керуючого зв’язку.

2. Розроблені наукові методи і моделі оцінки і зниження часу очікування пасажирів при оперативному управлінні.

3. Створено теоретичну базу оперативного управління зниженням дійсного часу очікування, визначення цільових функцій і рівня організації перевезень.

4. Алгоритм управління міськими маршрутними транспортними засобами дозволяє встановити види порушень руху і визначити один керуючий вплив з метою відновлення подальшої роботи кожного транспортного засобу згідно планових для нього параметрів руху.

5. Дійсне зниження часу очікування пасажирами автобусів досягається шляхом оперативного керування перевезеннями і може дорівнювати 10%.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Куница А. А. Перспективы применения GSM сетей на автомобильном транспорте // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ. - 2004, Вип. №7 (77) (частина 1). - С. 151 – 156.

2. Доля В. К., Куница А. А. Определение времени ожидания пассажиров на маршруте на основе экспериментальных исследований // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. – Луганськ. - 2006, Вип. №7 (101). - С. 29 – 32.

3. Куница А. А. Визначення дійного часу очікування пасажирів при оперативному управлінні // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту: Наук.- вироб. зб. / Горлівка: АДІ ДонНТУ, 2006. - №2(3). – С. 77 – 81.

4. Куница А. А. К вопросу определения представительных сечений с учетом наполнения салона автотранспортного средства // Вісник Донецького інституту автомобільного транспорту. – Донецьк: Вип. 1, 2006. – С.39 – 42.

5. Куница А. А. Результати експериментальних досліджень пасажирських перевезень на міській маршрутній мережі // Вісник Донецького інституту автомобільного транспорту. – Донецьк: Вип. 4, 2006. – С.36 – 42.

АНОТАЦІЯ

Куниця О. А. Зниження часу очікування пасажирами міських маршрутних транспортних засобів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.01 – транспортні системи. – Харківська національна академія міського господарства, Харків, 2008.

Дисертація присвячена розвитку наукових положень з визначення і зниження часу очікування пасажирами міських маршрутних транспортних засобів. Зниження цього часу є головним внутрішнім резервом перевізного процесу, і це є одним з напрямків підвищення якості перевізного процесу пасажирів. Відхилення значень дійсного часу очікування пасажирів відносно його планових значень відбувається під час виконання процесу перевезень, і тому знижувати його треба лише під час виконання цього процесу в режимі реального масштабу часу шляхом оперативного керування.

В роботі, виконаній за умов реалізації оперативного керування міською маршрутною мережею автомобільного транспорту з використанням переваг засобів мобільного зв’язку і комп’ютерної техніки, створено модельний комплекс, в якому отримано теоретичні залежності, що дозволяють визначати, з урахуванням зміни поточних значень факторів формування пасажиропотоків і руху автобусів, і знижувати час очікування пасажирів.

Для зниження дійсного часу очікування пасажирів створено новий науковий продукт у вигляді алгоритму прийняття рішень з розробки заходів оперативного керування параметрами перевезень кожного транспортного засобу в режимі реального масштабу часу, який розроблено на підставі поєднання різних частин набору теоретичних залежностей модельного комплексу і використання поточних даних, що надає АСОУ.

Ключові слова: міські маршрутні пасажирські перевезення, зниження часу очікування пасажирами транспортних засобів, автоматизована система оперативного управління, керуючий вплив, цільова функція.

АННОТАЦИЯ

Куница А. А. Снижение времени ожидания пассажирами городских маршрутных транспортных средств. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.01 - транспортные системы. - Харьковская национальная академия городского хозяйства, Харьков, 2008.

Диссертация посвящена развитию научных положений, связанных с определением и снижением времени ожидания пассажирами городских маршрутных транспортных средств. Снижение этого времени есть главным внутренним резервом и является одним из направлений повышения качества процесса перевозки пассажиров. Отклонение значений действительного времени ожидания пассажиров относительно его плановых значений происходит во время выполнения процесса перевозок, и потому снижать его нужно также во время выполнения этого процесса в режиме реального масштаба времени путем оперативного управления.

Для осуществления оперативного управления в режиме реального масштаба времени разработана схема АСОУ, передача данных в которой осуществляется в автоматическом режиме на основе системного объединения преимуществ мобильной связи, компьютерной техники и соответствующих им периферийных технических средств автобуса.

В работе, выполненной с учетом реализации оперативного управления городской маршрутной сетью автомобильного транспорта с применением преимуществ мобильной связи и компьютерной техники, создан модельный комплекс, содержащий теоретические зависимости, позволяющие определять, с учетом изменения значений факторов формирования пассажиропотоков и движения автобусов, и снижать время ожидания пассажиров.

Для снижения настоящего времени ожидания пассажиров создан новый научный продукт в виде алгоритма принятия решений по разработке мероприятий оперативного управления параметрами перевозок каждого автобуса в режиме реального масштаба, который разработан на основе объединения разных частей набора теоретических зависимостей модельного комплекса и использования текущих данных, которые дает новая АСОУ.

Во время экспериментальных исследований произведен анализ работы программного обеспечения новой АСОУ, которое разработано с использованием модельного комплекса и алгоритма по разработке мероприятий оперативного управления параметрами перевозок каждой единицы автомобильного транспорта, подтверждающий действительное практическое выполнение процессов оперативного управления этими перевозками в произвольной точке территории города и снижение времени ожидания пассажиров в режиме реального масштаба времени.

Ключевые слова: городские маршрутные пассажирские перевозки, снижение времени ожидания пассажирами транспортных средств, автоматизированная система оперативного управления, управляющее влияние, целевая функция.

THE SUMMARY

Kunitsa O. A. Decrease in a waiting time by passengers of city routing vehicles. - the manuscript.

The dissertation for a scientific degree of the candidate of engineering science on a specialty 05.22.01 - transport systems; Kharkov national academy of municipal facilities, Kharkiv, 2008.

The dissertation is devoted to the development of the scientific theories connected with the definition and decrease of a waiting time by passengers of city routing vehicles. Decrease of this time is the main internal reserve of transportation process, and is one of the directions concerning the improvement of passengers’ transportation process. The deviation of values of the valid waiting time of passengers concerning its planned values occurs during the process of transportation and consequently it is also necessary to reduce it during this process in a mode of a real time scale by an operational coordination.

In the work the following points are taken into account: realization of an operational coordination by a city routing network of motor transport with application of advantages of a mobile communication and the computer equipment, the modeling complex which containing theoretical dependences of a waiting time of the passengers, new routs to reducing a waiting time of the passengers.

For decrease in the present waiting time of passengers the new scientific product is created, which is supposed to be in the form of algorithm of decision-making on working out of actions of an operational coordination in parameters of transportations of each bus in a mode of real scale which is developed on the basis of association of different