Анализ предложений по оптимизации маршрутной сети

Общей характерной чертой маршрутных сетей средних и малых городов, в число которых и входит г. Речица, является трудность во внедрении новых и изменении функционирующих маршрутов вследствие ограниченной возможности транспортной сети и сложившихся немногочисленных направлений транспортных потоков.

Для повышения эффективности использования подвижного состава и труда водителей, снижения затрат времени пассажирами на поездки, на выбранных вариантах маршрутной сети проводится разработка комбинированного режима движения автобусов на маршрутах. Режим движения автобусов на маршруте может изменяться по дням недели (рабочие, выходные) и в различные периоды суток.

Отличием маршрутов №5 и №5э, кроме количества остановок, является также и путь следования межу остановочными пунктами "Магазин “Зручны”" и "Фрунзе". Разница между этими маршрутами составляет 2,2 км. Данный километраж необходим для обслуживания Речицкого метизного завода и ПДО. Характерной особенностью данных пунктов тяготения является их временной характер: в часы "пик" пассажиропоток очень интенсивный, а в остальное время - падает до предельно минимального значения. В праздничные и выходные дни пассажиры маршрутов №5 и №1 также испытывают неудобства, связанные с увеличением времени на поездку, вследствие чего они всё чаще делают выбор в пользу индивидуальных предпринимателей, что негативно сказывается на самоокупаемости данных маршрутов. Для решения данных проблем необходимо ввести периодический маршрут №15, который идентичен маршруту №5э, однако не будет являться экспрессным. Данный маршрут вводится в межпиковое и крейсерское время, а также по выходным и праздникам. Введение данного маршрута позволит уменьшить пробег подвижного состава, а также время пассажиров, затрачиваемое пассажирами на поездку. Введение данного маршрута не изолирует вышеперечисленные промышленные объекты, так как связь с ними будет осуществляться с помощью маршрута №1, который в полной мере сможет обслуживать данные пункты самостоятельно.

Маршрут №200 является пригородным и предназначен для осуществления транспортного сообщения жителей городских посёлков Жмуровка, Бронное и Горошково. В утренний и вечерний часы "пик" автобус данного маршрута осуществляет подвоз пассажиров к Речицкому метизному заводу, ПДО и другим предприятиям, расположенных в одном районе, а также вывоз с них. В остальное время осуществляется сообщение между остановочными пунктами "Горошково" и "Поликлиника". Анализ пассажиропотока в городской черте показал крайнюю неэффективность данного маршрута в межпиковое и крейсерское время. Поэтому принято решение о замене его прямым маршрутом №12, который будет идти прямо по улице Советская без поворота на улицу Снежкова. Данное решение позволит сократить пробег автобуса по городу на 2,2 км. и уменьшить время оборота автобуса, что, безусловно, скажется на самоокупаемости данного маршрута.

Особого внимания заслуживает микрорайон "Вертолётная площадка", где на данный момент проживает около 934 человек. Для повышения качества обслуживания жителей данного района ввести новый маршрут №11. Автобусы данного маршрута начинают движение с автовокзала, затем, следуя по улице Советская, подобно маршруту № 5э, идут через микрорайон "Новоречицкий" в микрорайон "Вертолётная площадка", где маршрут проходит по улицам Ширмы и К. Чёрного. Затем по улице Светлогорское шоссе следуют на автовокзал. данный маршрут носит периодический характер и организовывается с целью обслуживания трудовых перемещений жителей микрорайона "Вертолётная площадка". На рисунках 6.1, 6.2 представлены схемы предлагаемых маршрутных сетей в часы "пик", межпиковое и крейсерское время. Основой всех предлагаемых изменений являются суточные колебания пассажиропотока, а также появление новых пунктов тяготения пассажиров (микрорайон "Вертолётная площадка").

Вследствие появления новых маршрутов происходит перераспределение пассажиропотоков по направлениям. Вариантное перераспределение пассажиропотока представлено на рисунке 6.3.

Рисунок 6.1 - Вариант предлагаемой маршрутной сети в пиковые периоды

Рисунок 6.2 - Вариант предлагаемой маршрутной сети в межпиковые периоды

Рисунок 6.3 - Перераспределённый пассажиропоток с пунктами тяготения

Выбор рационального варианта автобусной маршрутной сети

При формировании маршрутных сетей учтены следующие принципы:

- каждый маршрут должен связывать по возможности по кратчайшим путям крупные пассажирообразующие объекты - городской и районные центры, предприятия, вокзалы, крупные жилые массивы и др. - для обеспечения минимальных затрат времени пассажиров на поездки;

- в целом маршрутная сеть должна обеспечивать наименьшую пересадочность сообщения в пределах значения, задаваемого в качестве критерия на основе анализа современного состояния;

- число маршрутов должно отвечать потребности пассажиров в беспересадочных сообщениях при обязательном учете необходимого количества подвижного состава;

- при проектировании маршрутов необходимо стремиться к возможно более равномерной загруженности их по всей длине.

Для формирования маршрутной системы необходимо располагать данными о пассажиропотоках между отдельными транспортными районами города. Маршрутная сеть должна соответствовать пассажиропотокам как по величине, так и по направлениям.

Также при проектировании маршрутной сети могут учитываться заданные ограничения: в систему маршрутов включены заранее заданные маршруты; длина маршрута находится в определенных пределах, объем перевозок на каждом маршруте не менее заданного; отсутствуют конечные пункты в запрещенных микрорайонах.

В малых населенных пунктах с населением до 100 тысяч жителей, имеющих радиальную планировочную структуру, маршрутная сеть может быть сформирована исходя из необходимости обеспечения беспересадочных сообщений между различными частями городской застройки.

Корректируют маршрутные системы в основном методом сравнения вариантов по различным технико-экономическим критериям оптимизации.

Сравнение нескольких вариантов маршрутной системы осуществляется на основании расчета суммарных затрат времени на передвижение пассажиров по маршрутам каждой маршрутной системы.

Оптимальным вариантом схемы автобусных маршрутов будет тот, который обеспечит минимальные суммарные затраты времени на ожидание, поездку и пересадки.

В процессе решения поставленной задачи требуется минимизировать функционал

(6.1)

где - число пунктов начала передвижения;

- число пунктов окончания передвижения;

- число микрорайонов;

- число автобусных маршрутов;

- число совмещенных участков маршрутной сети;

и - затраты времени на поездку и пересадки одного пассажира между микрорайонами и , ч;

- число передвижений между пунктами и ;

- время ожидания автобуса пассажиром при поездке по маршруту , ч;

- количество пассажиров, пользующихся только маршрутом , пас;

- время ожидания автобуса пассажиром при поездке в пределах совмещенного участка , ч;

- количество пассажиров, проезжающих в пределах совмещенного участка , пас;

- затраты времени на подход к ближайшей остановке автобусной сети от наиболее удалённого района , ч;

- количество пассажиров, проживающих в районе , не обслуживаемом автобусами, пас.

Время на поездку пассажира между микрорайонами определяется по формуле

, (6.2)

где - дальность поездки между микрорайонами и , км;

- средняя скорость сообщения, км/ч.

Время на пересадку пассажира в транспортном узле определяется по формуле

(6.3)

где - расстояние перехода от одного остановочного пункта до другого, =0,5 км; - средняя скорость пешего передвижения, =4 км/ч; - время ожидания транспорта, ч.

Теоретически время ожидания автобуса равно 0,6 сетевого интервала движения транспорта.

(6.4)

где - сетевой интервал, мин.

(6.5)

где - протяженность маршрутной сети города, км;

- эксплуатационная скорость движения, км/ч;

- количество автобусов, работающих на маршрутах, ед.

Затраты времени одного пассажира на пересадку включают время на подход к остановочному пункту в пункте пересадки и время ожидания транспорта.

При расчете второго слагаемого функционала учитывается, что пассажиры пользуются маршрутом лишь в случае, когда он соединяет пункты отправления и назначения по кратчайшему расстоянию. В противном случае возникает вероятность поездки пассажиров с пересадкой по другим маршрутам. Средний интервал движения на совмещенном участке маршрутной сети, по которому проходят одновременно несколько маршрутов, можно определить по формуле

, (6.6)

где - число маршрутов, проходящих на совмещенном участке .

Для расчета функционала необходимо рассчитать корреспонденции пассажиров между центрами транспортных районов, а также корреспонденции пассажиров на международный автовокзал. Итоги расчета корреспонденций между районами сводятся в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Матрица корреспонденций между транспортными районами

Пункты отправления	Пункты прибытия
Пункты отправления	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	-	340	3280	250	87	149	2340	11	5
2	280	-	850	86	42	110	490	310	18
3	2996	961	-	121	196	180	4590	160	111
4	158	792	194	-	46	710	101	16	8
5	263	68	124	11	-	72	22	6	4
6	211	89	226	620	65	-	186	19	26
7	2996	368	3870	84	69	139	-	280	42
8	89	165	340	24	9	35	129	-	11
9	15	26	119	14	6	18	64	8	-

Для расчета первого слагаемого функционала необходимо определить затраты времени на поездку между пунктами маршрутной сети по кратчайшему расстоянию и количество пересадок. Затраты времени на поездку определяются как сумма времени поездки по каждому отдельному участку между соответствующими пунктами. Результаты расчетов сведены в таблицу 6.2 В скобках дано количество необходимых пересадок между пунктами.

Таблица 6.2 - Затраты времени на поездку между пунктами существующей маршрутной сети

Пункты отправления	Пункты прибытия
Пункты отправления	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	-	0,17	0,25	0,36	0,42	0,51	0,43	0,35 (1)	0,07 (1)
2	0,17	-	0, 20	0,32	0,34	0,56	0,46	0, 20	0,27 (1)
3	0,25	0, 20	-	0,12	0,18	0,28	0,30	0,35	0,31 (1)
4	0,36	0,32	0,12	-	0,0	0,2	0,1	0,5 (1)	0,4 (1)
5	0,42	0,34	0,18	0,02	-	0,2	0,1	0,6 (1)	0,5 (1)
6	0,51	0,56	0,28	0,25	0,22	-	0,23	0,76 (1)	0,58 (1)
7	0,43	0,46	0,30	0,22	0,13	0,23	-	0,66	0,50 (1)
8	0,35 (1)	0, 20	0,35	0,13 (1)	0,55 (1)	0,76 (1)	0,66	-	0,42 (1)
9	0,05 (1)	0,25 (1)	0,29 (1)	0,21 (1)	0,46 (1)	0,55 (1)	0,47 (1)	0,39 (1)	-

В данной таблице значения затрат времени для 9-го пункта представлены для существующего варианта маршрутной сети, так как при существующем варианте нет автобусного сообщения между данным пунктом и остальными, то затраты времени на перемещения до остальных пунктов маршрутной сети из 9-го принимается с условием пешего подхода к ближайшему автобусному маршруту.

В таблице 6.3 даны затраты на передвижение при организации предлагаемого варианта маршрутной сети.

Таблица 6.3 - Затраты времени на поездку между пунктами предлагаемой маршрутной сети

Пункты отправления	Пункты прибытия
Пункты отправления	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	-	0,17	0,25	0,36	0,42	0,43	0,33	0,35 (1)	0,07
2	0,17	-	0, 20	0,32	0,34	0,56	0,46	0, 20	0,27
3	0,25	0, 20	-	0,12	0,18	0,28	0,18	0,35	0,31
4	0,36	0,32	0,12	-	0,0	0,2	0,1	0,5 (1)	0,4 (1)
5	0,42	0,34	0,18	0,02	-	0,2	0,1	0,6 (1)	0,5 (1)
6	0,51	0,56	0,28	0,25	0,22	-	0,23	0,76 (1)	0,58 (1)
7	0,43	0,46	0,30	0,22	0,13	0,23	-	0,66	0,50 (1)
8	0,35 (1)	0, 20	0,35	0,13 (1)	0,55 (1)	0,76 (1)	0,53	-	0,42 (1)
9	0,07	0,27	0,31	0,23 (1)	0,49 (1)	0,58 (1)	0,50 (1)	0,42 (1)	-

Рассчитаем время на пересадку пассажира в транспортном узле и время ожидания транспорта по формулам (6.3) и (6.4).

Для этого определим сетевой интервал по формуле (6.5).

мин.

Время ожидания транспорта составляет:

мин.

Время на пересадку пассажира в транспортном узле равно:

ч.

Расчет первого слагаемого функционала для существующего варианта маршрутной сети приведён в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Расчет первого слагаемого функционала для существующего варианта маршрутной сети

Пункты отправления	Пункты прибытия									итого, пас-час.
Пункты отправления	1	2	3	4	5	6	7	8	9	итого, пас-час.
1	-	57,80	803,60	90,00	36,54	132,61	1006, 20	8,03	2,23	2137,0
2	47,6	-	170,00	27,09	14,28	61,60	226,63	60,45	11,61	619,3
3	734,02	192,2	-	13,92	34,30	49,50	1377,00	55, 20	76,59	2532,7
4	56,88	249,48	22,31	-	0,92	173,95	10,61	14,56	6,44	535,1
5	110,46	23,12	21,7	0,22	-	15,84	2,75	5,58	3,46	183,1
6	107,61	49,84	62,15	151,9	14,3	-	41,85	21,565	24,83	474,0
7	1288,28	170,2	563,7	18,48	8,625	31,275	-	184,8	36,75	2302,1
8	64,97	32,175	117,3	12,12	8,37	39,725	85,14	-	8,745	368,5
9	6,45	16,38	79,73	8,26	5,04	16,74	54,4	6,16	-	193,2

Расчет первого слагаемого функционала для предлагаемого варианта маршрутной сети приведён в таблице 6.5

Таблица 6.5 - Расчет первого слагаемого функционала для предлагаемого варианта маршрутной сети

Пункты отправления	Пункты прибытия									итого, пас-час.
Пункты отправления	1	2	3	4	5	6	7	8	9	итого, пас-час.
1	-	57,80	803,60	90,00	36,54	64,07	760,50	8,03	0,33	1820,87
2	47,60	-	170,00	27,09	14,28	61,60	226,63	60,45	4,77	612,42
3	734,02	192, 20	-	13,92	34,30	49,50	803,25	55, 20	34,41	1916,80
4	56,88	249,48	22,31	-	0,92	173,95	10,61	14,56	6,44	535,15
5	110,46	23,12	21,70	0,22	-	15,84	2,75	5,58	3,46	183,13
6	107,61	49,84	62,15	151,90	14,30	-	41,85	21,57	24,83	474,05
7	1288,28	170, 20	563,70	18,48	8,63	31,28	-	184,80	36,75	2302,11
8	64,97	32,18	117,30	12,12	8,37	39,73	67,73	-	8,75	351,13
9	0,98	6,89	36,89	8,47	5, 19	17, 19	56,00	6,36	-	137,97

Суммарные затраты времени пассажиров на поездку и пересадку при существующем варианте маршрутной сети составляют 9345,1 пасс-ч, при предлагаемом варианте - 8333,6 пасс-ч.

Далее выполняется расчет второго слагаемого функционала - затрат времени пассажиров, пользующихся только одним маршрутом, на ожидание транспорта. При существующей маршрутной сети таковыми являются пункты:

§ маршрут №200: 3-6, 6-3, 2-6, 6-2 (время ожидания 81 мин);

§ маршрут №6: 1-7, 7-1,1-2, 2-1 (время ожидания - 21 мин);

§ маршрут №1 (п): 2-7, 7-2 (время ожидания - 16 мин);

§ маршрут №16э: 7-8, 8-7 (время ожидания - 12 мин).

В этом случае суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на маршруте составят:

§ маршрут №200: пасс-ч;

§ маршрут №6: пасс-ч;

§ маршрут №1 (п): пасс-ч;

§ маршрут №16э: пасс-ч.

В этом случае суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на маршрутной сети составят:

пасс-ч;

При предлагаемом варианте время ожидания для маршруты а №18 составит 15 мин, а для остальных маршрутов остаётся без изменений.

При существующей маршрутной сети таковыми являются пункты:

§ маршрут №200: 3-6, 6-3, 2-6, 6-2 (время ожидания - 81 мин);

§ маршрут №6: 1-7, 7-1,1-2, 2-1 (время ожидания - 21 мин);

§ маршрут №1 (п): 2-7, 7-2 (время ожидания - 16 мин);

§ маршрут №16э: 7-8, 8-7 (время ожидания - 12 мин);

§ маршрут №11: 9-1, 1-9, 9-3, 3-9, 9-2, 2-9 (время ожидания - 15 мин).

В этом случае суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на маршруте составят:

§ маршрут №200: пасс-ч;

§ маршрут №6: пасс-ч;

§ маршрут №1 (п): пасс-ч;

§ маршрут №16э: пасс-ч;

§ маршрут №11: пасс-ч.

В этом случае суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на маршрутной сети составят:

пасс-ч;

Как видно, суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на маршрутной сети при существующей организации движения меньше.

Далее рассчитываются суммарные пассажиро-часы на ожидание транспорта на совмещенных участках маршрутной сети.

Для существующей маршрутной сети таковыми участками являются: 2-3, 3-4, 4-5, 5-7, 3-7, 4-7, 3-5.

Интервалы движения на совмещенных участках определяются по формуле (6.6):

по участку 2-3:

ч;

по участку 3-4:

ч;

по участку 4-5:

ч;

по участку 5-7:

ч; ч;

по участку 3-7:

ч;

по участку 4-7:

ч;

по участку 3-5:

ч;

В результате пассажиро-часы на ожидание транспорта на совмещенных участках существующей сети составляют:

Для предлагаемой маршрутной сети совмещенными участками являются: 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-7, 3-7, 4-7, 3-5.

по участку 1-2:

ч;

по участку 2-3:

ч;

по участку 3-4:

ч;

по участку 4-5:

ч;

по участку 5-7:

ч; ч;

по участку 3-7:

ч;

по участку 4-7:

ч;

по участку 3-5:

ч;

Как видно, затраты времени пассажиров на ожидание автобусов в пределах совмещённых участков в предлагаемом варианте маршрутной сети меньше, чем при существующей. Расчёт последнего слагаемого функционала проводится только для пункта № 9, так как через него не проходят маршруты городской автобусной сети, и жители данного района вынуждены пешим ходом добираться до ближайшей остановки автобусной маршрутной сети.

Ближайшим остановочным пунктом к транспортному пункту №9 является остановка маршрута №6, расстояние до которого составляет 1,2 км. Следовательно, время, необходимое на покрытие данного расстояния, составляет:

ч.

Общие затраты времени на пешее передвижение жителей данного пункта при существующей маршрутной сети равняются:

пас-ч.

Итак, суммарное значение функционала для существующей маршрутной сети составляет:

пасс-ч;

Значение функционала для предлагаемого варианта маршрутной сети равно:

пасс-ч;

Исходя из полученных значений функционалов, можно прийти к выводу о том, что наиболее рациональной является предлагаемая автобусная маршрутная сеть.

Потенциальные потери пассажиров, связанные с потерей времени на подход к остановочным пунктам, ожидание и движение в автотранспорте, за которое можно произвести валовой продукт на определённую сумму, рассчитывается по формуле: