Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Сущность и тенденции транспортного обеспечения современных городов 15
1.1 Стратегия урбанизации и уровень транспортного обслуживания 15
1.2 Функционирование транспорта в условиях городской среды 23
1.3 Место и роль транспорта в экономическом развитии городов 28
1.4 Структура управления городским транспортом 36
1.5 Концепция совершенствования работы городского транспорта 47
Глава 2. Экспериментальное исследование процессов функционирования городского транспорта 59
2.1 Методика проведения экспериментальных исследований 59
2.2 Характеристики грузовых и пассажирских потоков 65
2.3 Общие закономерности функционирования транспорта 71
2.4 Оценка функционирования в зоне остановочных пунктов 78
2.5 Транспортное функционирование на регулируемых перекрестках 82
Глава 3. Ситуационное исследование управляемости потоков транспорта 90
3.1 Методика проведения исследований на математической модели 90
3.2 Формализованное описание транспортных процессов 98
3.3 Формирование управляемых потоков городского транспорта 108
3.4 Исследование стохастичности потоков городского транспорта 116
3.5 Оптимизация грузодвижения в условиях внешнего управления 120
Глава 4. Методология многошагового формирования транспортных процессов 129
4.1 Многоуровневая структура многопараметрического управления 129
4.2 Принципы формирования потоков городского транспорта 140
4.3 Долговременные методы интенсификации потоков транспорта 145
4.4 Среднесрочные методы интенсификации потоков транспорта 149
4.5 Оперативные методы интенсификации потоков транспорта 155
Глава 5. Прогнозы и перспективы градостроительного развития транспортной инфраструктуры 162
5.1 Городская реконструкция транспортных структур 162
5.2 Освоение подземного и надземного пространства городов 176
5.3 Устранение конфликтного влияния пешеходного движения 182
5.4 Развитие общественного транспорта в городской среде 205
5.5 Оценка эффективности развития городского транспорта 214
Глава 6. Инвестиционная поддержка транспортного развития в муниципальном хозяйствовании ...230
6.1 Муниципальное управление транспортом общего пользования 230
6.2 Формирование территориально-транспортных агломераций 239
6.3 Адаптации городской среды к условиям автомобилизации 251
6.4 Формирование транспортно ориентированной городской среды 264
6.5 Функциональные признаки элементов транспортной системы 268
6.6 Мониторинг подвижности и качества обслуживания населения 275
6.7 Показатели эффективности транспорта общего пользования 285
6.8 Применение тарифного регулирования на городском транспорте 289
Глава 7. Логистика управления городским транспортом с оптимизацией функциональной среды 299
7.1 Структура логистического управления городским транспортом 299
7.2 Информационное обеспечение транспортного процесса 309
7.3 Сегментирование городской магистральной сети 315
7.4 Улучшение схемы организации транспортного движения 330
7.5 Повышение провозной способности городского транспорта 342
7.6 Организация стоянок и парковка городского транспорта 356
7.7 Снижение аварийности городского транспортного движения 369
7.8 Внедрение инноваций в развитие городского транспорта 3 76
Заключение 389
Список использованных источников 394
- Функционирование транспорта в условиях городской среды
- Характеристики грузовых и пассажирских потоков
- Формализованное описание транспортных процессов
- Принципы формирования потоков городского транспорта
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В структуре экономики народного хозяйства городской транспорт представляет собой систему, включающую подвижной состав, линейную сеть и объекты транспортного сервиса. Эффективность работы каждого элемента системы определяется присущими только ему специфическими особенностями. Получение общего эффекта зависит от решения кластерных задач, направленных на повышение качества транспортных услуг, предоставляемых грузовладельцам и пассажирам. В этой связи формирование эффективного логистического управления городским транспортом приобретает актуальность и становится предметом особого внимания как федеральных и региональных государственных органов, так и ученных.
Специфика городского транспорта, функционирующего на условиях общего пользования в системе пространственно распределенных пунктов исхода и приема грузовых и пассажирских потоков, заключается в высокой стохастичности потоков и наличии ограничений маршрутной сети, вносимых развивающейся городской застройкой и помехами от пешеходов и транспорта субъективного пользования. Неустойчивость функционирования городского транспорта приводит к неизбежным потерям возобновляемых и невозобновляемых ресурсов. Существующая практика свидетельствует о том, что эффективное управление городским транспортом, основанное на использовании логистических принципов, оказывает позитивное влияние на большинство субъектов экономики и их окружение.
Расширение функций управления городским транспортом целесообразно осуществлять на основе создания логистических систем, что является объективно назревшим этапом реструктуризации транспортного комплекса. Этому способствует организация автоматизированных диспетчерских, инженерных и вычислительных центров, коммуникаций связи, систем обработки информации. Логистические системы управления транспортного комплекса, помогут осуществить взаимодействие с аналогичными структурами других секторов экономики, что обеспечит наиболее эффективную связь производства и потребления.
Городская транспортная система в достаточной степени укомплектована исполнителями основных логистических операций, связанных с грузопотоками - это транспортные, экспедиторские, складские компании и таможенные брокеры и другие прямые участники рынка логистических услуг. Востребованной является интеграция первичных звеньев логистического управления, в единую систему, обеспеченную информационным инструментарием, материальными ресурсами и позволяющую достичь качественного совершенствования транспортного движения на магистральной сети.
Значение транспорта трудно переоценить - без его опережающего развития фактически невозможен прогресс в социальной и экономической жизни населения. Поэтому создание интегрированной системы логистического управления городским транспортом является актуальной задачей не только с точки зрения обоснованной транспортной реконструкции, но и в плане образования новых рабочих мест с повышением организующей роли транспорта в вопросах подъема и развития экономики страны.
Сложность и многогранность проблем практического применения логистических подходов к развитию отечественной транспортной инфраструктуры актуализирует необходимость проведения серьезных теоретических и прикладных исследований в целях создания благоприятной среды для осуществления управления городским транспортом. Это будет способствовать повышению конкурентоспособности субъектов транспортного рынка, сокращению уровня издержек и неоправданно больших потерь времени при перемещении материальных потоков.
Степень разработанности проблемы. Теоретико-методологический базис логистики формировался трудами ученых, исследовавших важнейшие проблемы распределения грузодвижения и товарного обмена, в частности работами: В. Алферьева, Р. Акоффа, Е. Белотелова, М. Доветова, А. Вайсмана, К. Инютиной, Б. Карлофа, В. Лагуткина, Д. Новикова, О. Новикова, О.Проценко, И. Рабиновича, П. Смирнова, Н. Фасоляка и др. Концептуальные основы логистики базируются также на трудах в области общей теории систем и системотехники, экономико-математического моделирования таких авторов, как: В, Афанасьева, Л. Берталанфи, И. Блауберг, Н. Винер, Дж. Гин, А Гранберг, Л. Канторович, Д. Климонд, Н. Кобринский, Е. Майминас, В. Немчинов, С. Никаноров, В. Николаев, С. Оптнер, Ф. Перегудов, Л. Растригин, Н. Симионова, У. Эшби, В. Ямпольский и др.
Теоретические и практические аспекты совершенствования эксплуатационной работы предприятий городского транспорта рассматривались в трудах таких видных ученых, как А. Александров, Е. Баркова, М. Блатнов, Л. Бронштейн, Г. Дубилер, Н. Закутин, Л.. Зильберталь, Г. Кнерель, Г. Нелибеев, С. Писарева, А. Поляков, В. Сосянц, Б.Чудаков, Н.А. Яковлев. Параллельно с перечисленными работами, вопросы интенсификации транспортного грузодвижения исследовались в ранних трудах Д. Великанова, Г. Шелейховского, В. Филиппова, О. Кудрявцева.
Изменение состояния транспортной отрасли в условиях современного рыночного товарообмена востребовало новые теоретико-методологические и концептуальные подходы логистики. Корни логистики образовывают труды классиков экономической теории, начиная с Ф. Кенэ, А. Смита, Д. Рикардо, положивших начало формирования классической теории товарообмена, а также труды отечественных и зарубежных ученых по общей экономической теории: А. Абалкина, А. Аганбегяна, П. Бунича, Е. Гайдара, Э. Долана, П. Друкера, Ф. Коуза, Д. Львова, Л. Мозеса, Н. Петракова, М. Портера, П. Самуэльсона, Дж. Стиглица, Э. Хансена, Е. Ясина и др.
Несомненно, что реализация проблем логистики основывается на исследовании предыдущих теоретических разработок в области маркетинга, менеджмента, регионоведения. Значительный вклад в развитие проблем управления региональной экономикой внесли ученые Ростовской школы менеджмента: Ю.Богатин, В.Высоков, В.Долятовский, В.Золотарев, В.Игнатов, Н.Кетова В.Наливайский, В.Овчинников, В.Самофалов, С.Тяглов, Г.Хубаев и др. Из области транспортной логистики наиболее значимыми являются положения, разработанные Голиковым Е.А., Дыбской В.В., А. Зырянова, В. Зырянова, Королёвой Е.А., Миротиным Л.Б., Нагловским С.Н., Нерушем Ю.М., Никифоровым В.С., Сергеевым В.И., Смеховым А.А. и др.
Таким образом, логистическое управление городским транспортом рассматривалось нами как развитие общей теории логистики, созданной трудами: А. Альбекова, Б. Аникина, Н. Афанасьевой, А. Белоусова, В. Борисовой, А. Гаджинского, М. Гордона, В. Гиссина, В. Дыбской, Е. Жаворонкова, М. Залмановой, Л. Зеленцова, А. Зырянова, В. Зырянова, Е. Ивакина, С. Карнаухова, А. Колобова, Д. Костоглодова, В. Лимарева, л. Миротина, Л. Мясниковой, Ю. Неруша, В. Платонова. Б. Плоткина, В. Пурлика, А. Родникова, Л. Русалевой, В. Сергеева, Л. Сосуновой, А. Семененко, А. Смехова, В. Стаханова, М. Третьякова, С. Уварова, В. Украинцева, Л. Федорова, В. Федько. М. Чернышева, В. Щербакова и других ученых.
Вместе с тем, несмотря на солидную теоретико-методологическую базу логистики целый ряд проблем концептуального характера исследован явно недостаточно, неопределенность в теоретической интерпретации которых осложняет прикладные решения в сфере развития системы городского транспорта. Это - сущность и этапность становления системы логистического управления; особенности логистического управления в условиях инвестиционности и инновационности (решающего фактора конкурентоспособности); возрастающее значение информационно-аналитического обеспечения логистического управления; территориальный аспект и механизмы государственно-частного партнерства и др. Все это определяет актуальность диссертационного исследования и его основные задачи.
Цель диссертационного исследования состоит в том, что бы опираясь на теоретико-методологические основы логистики разработать концептуально-теоретические положения и научно-практические рекомендации по формированию логистического обеспечения системы управления городским транспортом с оптимизацией параметров грузодвижения на городской магистральной сети.
Для достижения указанной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
- исследовать структуру проблем развития транспортного комплекса современных городов;
- дать оценку условиям формирования городского транспортного грузодвижения;
- провести ситуационное исследование управляемости потоков городского транспорта;
- разработать систему многопараметрического управления городским транспортом;
- осуществить прогнозную оценку перспектив комплексного развития городской среды;
- сформулировать рекомендации в области экономического регулирования показателей транспортного обслуживания;
- разработать структуру логистического управления грузодвижением на магистральной сети.
Объектом исследования является городской транспорт и особенности его функционирования в условиях становления рыночных экономических отношений.
Предметом исследования выбраны теоретические, методологические и экономические аспекты оптимизации грузодвижения на магистральной сети с применением логистического инструментария в многопараметрическом управлении городским транспортом.
Теоретико-методологической основой диссертационного исследования являются эволюционная экономическая парадигма, фундаментальные положения экономической теории, включающие анализ и теоретическое обобщение сущности логистического управления. Использованы исследования отечественных и зарубежных ученых и концептуальные подходы в области экологического, социального и экономического развития городов. Решение поставленных задач выполнялось аналитически на основе обобщения и систематизации передовой научно-технической информации и материализованных трудов по теории транспорта и теории градостроительства. В исследовании проблем функционирования городского транспорта использовались положения теории больших систем и теории управления производством. Оценка условий формирования транспортного грузодвижения выполнялось на основе натурного исследования функционирования городского транспорта на действующей магистральной сети с использованием теории планирования инженерного эксперимента. Обработка материалов натурного исследования, осуществлялась методами теории математической статистики и теории вероятности с получением закономерностей функционирования транспортных потоков и построением математических моделей транспортных процессов. Ситуационное исследование управляемости транспортного грузодвижения осуществлялось на основе перевода математических моделей в программу для ЭВМ с привлечением теории машинного программирования и теории имитационного моделирования. Исследование и разработка системы многопараметрического управления городским транспортом выполнялись с использованием эвристических и строго математических методов теории иерархического управления больших систем. На основе методов научного прогнозирования устанавливались прогнозы и перспективы комплексного развития городской среды и определялись методы дискретного управления транспортной инфраструктурой. Условия финансового регулирования для повышения качества транспортного обслуживания определялись на основе систематизации и обобщения отечественного и зарубежного опыта муниципального хозяйствования. Разработка структуры логистического управления грузодвижением на магистральной сети выполнялась на основе теории логистики и менеджмента, с учетом новых экономических положений в финансовой и производственной политике страны.
Инструментально-методологический аппарат базируется на использовании логистического подхода к объекту анализа. При этом использовались методы анализа и синтеза, сравнительного сопоставления, экстраполяции, экспертных оценок, моделирования, эвристический, графический, аналитический, экономико-математические и экономико-статистические методы и группировки, программно-прогнозные и расчетно-аналитические разработки, индексные оценки и др.
Информационно-эмпирическую базу исследования составляют официальные статистические данные Росстата и органов государственной статистики регионов Российской Федерации и Юга России; статистических сборников, ежегодников, бюллетеней, ведомственных справочников; данные монографий и статей периодических изданий, банка информации средств массовых коммуникаций, аналитические разработки министерств, плановая и оперативная бухгалтерская отчетная документация транспортных предприятий.
Нормативно-правовая база диссертационного исследования представлена рядом законодательных актов: Конституцией РФ, Гражданским кодексом РФ, Указами и распоряжениями Президента РФ, постановлениями Правительства и законами Российской Федерации и ее субъектов, нормативно-правовыми актами законодательной и исполнительной власти Российской Федерации, государственными и региональными программами социально-экономического развития. Репрезентативность использованной в диссертации информации и нормативно-правовой базы, наряду с применением действенного аналитического инструментария, является аргументом, подтверждающим обоснованность теоретико-методологических результатов исследования и представленных практических рекомендаций.
Исследование выполнено в рамках п.6.1, 6.2, 6.13 паспорта специальности 08.00.05 — экономика и управление народным хозяйством, специализация "Логистика"; п. 15.80 и п. 15.86 паспорта специальности 08.00.05 — экономика и управление народным хозяйством, специализация "Экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами - транспорт".
Концепция диссертационного исследования состоит в системе теоретических положений и научной позиции автора, согласно которой функционирование городского транспорта в условиях прогрессирующего роста объемов перевозок, экстенсивной направленности транспортного развития и стесненности улично-дорожной сети городов должно базироваться на использовании инструментария логистики. Основные направления и пути совершенствования системы логистического менеджмента в транспортном комплексе включают создание логистических структур, адаптацию инструментария и методов управления функционированием потоков городского транспорта к реалиям российской экономики. На защиту выносятся теоретические основы интегрированного логистического управления городским транспортом на магистральной сети с выбором стратегии управления по шаговому принципу и методу «ветвей и границ» для достижения целевой функции грузодвижения с повышением качества транспортного обслуживания населения.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Концепция построения и функционирования городской транспортно - логистической системы.
Растущую потребность хозяйствующих субъектов в транспортных перевозках с учетом ограниченной пропускной и провозной способности городской транспортной сети необходимо решать с применением интегрированного логистического управления, поскольку возможности интенсификации грузодвижения другими методами достигли ощутимых пределов. Концептуальная линия построения и функционирования системы логистического управления городским транспортом отражает переход от уровня теоретического осмысления методологии перемещения товарных потоков и людских ресурсов с обеспечением скорости и регулярности доставки к конкретизации решений проблемы на уровне прикладных результатов.
2. Определение логистического управления как фактора воспроизводственного процесса экономики.
Перемещение грузов и пассажиров подвижным составом городского транспорта общего пользования в системе пространственно распределенных пунктов исхода и приема грузов и пассажиров рассматривается как совокупность маршрутизированных материальных потоков, участвующих в экономическом воспроизводстве, взаимосвязанных и функционирующих в составе социально-территориального образования, обозначаемого как «городская среда». При этом логистическое управление вносит вклад в создание доходов за счет выявление и использование резервов повышения скорости и регулярности потоков городского транспорта с учетом специфики маршрутов материального перемещения.
3. Методология управления провозной способности городского транспорта и пропускной способности транспортной сети.
Логистическое управление обеспечивается в различных временных масштабах на трех иерархических уровнях: проектирование и реконструкция маршрутов материального перемещения (долговременное управление); планирование суточной работы на транспортных маршрутах (среднесрочное управление); адаптация работы подвижного состава к вероятным изменениям на линии (оперативное управление). Разработанная методология, предусматривающая виртуализацию управленческих процедур, ранее не имела научной проработки ввиду повышенной сложности и многообразия объекта, а также большой трудоемкости получения исходного экспериментального и теоретического материала в качестве научного задела.
4. Координационное единство субъектов городской транспортно - логистической системы.
Эффективное осуществление логистического управления провозной и пропускной способностью маршрутов материального перемещения грузов и пассажиров требует координационного единства, независимого от ведомственной разобщенности средств эксплуатации подвижного состава, организации дорожного движения и градостроительства. Консолидации государственного и частного бизнеса, специализирующихся на формировании транспортно - логистической системы и цепочек взаимосвязей, охватывающих как прямых, так и косвенных участников социально-экономического производства, будет способствовать разумное сочетание планово-регулируемых и рыночных механизмов в процессах оптимизации транспортного движения.
5. Эмпирическая база виртуализации транспортно - логистических процессов.
Виртуализация транспортно - логистических процессов материального перемещения грузов и пассажиров осуществима на основе содержательной интерпретации и предлагаемых расчетных зависимостей для ранее не изученных технологических задержек и временных потерь от стохастических помех маршрутному движению. Установлены вероятностные закономерности, характеризующие задержки подвижного состава на остановочных пунктах и регулируемых пересечениях. Составлено достоверное математическое описание формирования времени рейса подвижного состава в потоках маршрутизированного транспорта при различных состояниях дорожных условий, транспортной обстановки и регулирования дорожным движением.
6. Методика виртуального логистического управления городским транспортом.
Разработанная методика виртуального логистического управления городским транспортом предусматривает прогностическое сканирование условий движения на маршрутах, ситуационное моделирование материальных потоков на ЭВМ и осуществление непрерывного и дискретного информационного воздействия на транспортные процессы с целью оптимизации функционирования по социально-экономическим критериям городской среды. Процесс управления включает анализ исходной информации, разбиение множества возможных решений на «дерево» подмножеств, составление градиентной оценки шагов управления и определение их последовательности для повышения скорости и регулярности маршрутного движения.
7. Функции городского логистического центра по виртуальному управлению городским транспортом.
На административный логистический центр городского транспорта возлагается решение оперативных и среднесрочных задач, посредством которых реализуется синергетический эффект интенсификации движения материальных потоков и обеспечения регулярности доставки: проектирование и реформирование транспортно - логистической системы; обеспечение взаимодействие операторов грузодвижения и хозяйствующих субъектов; обеспечение взаимодействия транспортно - логистической системы с субъектами внешней среды и территориальными органами более высоких иерархий.
8. Механизм функционирования городского транспортно - логистического центра в виртуальном режиме.
В построенном механизме городской логистический центр превращается в реальный орган синергетики. В его функции включается: предварительное планирование взаимодействия субъектов экономического хозяйствования и операторов грузодвижения в виртуальном режиме; роль логистического центра в вопросах информационного обеспечения по релевантным запросам как для субъектов транспортно - логистической системы, так и для всех взаимодействующих ними субъектов внешней экономической системы; оценка эффективности транспортно - логистической системы и выработка в виртуальном режиме направлений ее перспективного развития.
9. Механизм реализации экономического воспроизводственного процесса с базовым транспортно - логистическим звеном.
Реализация воспроизводства на глобальном уровне требует переосмысления форм и методов организации городского транспортного движения, взаимодействия субъектов транспортно - логистической системы и потребителей, усиления значения операторов инфраструктурного характера. В условиях виртуализации информационно-экономических отношений в системе городского транспортно - логистического центра формируются вертикальные и горизонтальные механизмы координации транспортных процессов по доставке грузов и пассажиров.
10. Процедура взаимодействия городской транспортно - логистической системы с субъектами внешней среды.
Взаимодействие городской транспортно - логистической системы с административной, социальной, правовой, экологическими структурами осуществляется через логистический центр, являющийся субъектом, посредством которого реализуется прямая и обратная связь с внешней средой. При совместном взаимодействии осуществляется мониторинг допустимых границ функционирования транспортно - логистической системы, инвестиционная и правовая поддержка работы транспорта со стороны административных органов, достигается соответствие эффективной работы транспортно - логистической системы социальным и экологическим критериям.
11. Методика мониторинга эффективности работы городской транспортно - логистической системы.
Мониторинг проводится в нормативном временном масштабе и в него включается комплексное исследования работы городской транспортно - логистической системы посредством использования счетно-визуальных систем, передвижных лабораторий, контрольных пунктов, а также методом анкетирования, экспертного опроса, рамочных оценок и другими методами исследования транспортных процессов и хозяйствующих субъектов. Мониторинг проводится через городские логистические центры с привлечением иных заинтересованных организаций.
12. Рекомендация по дальнейшему использованию теории логистического управления городским транспортом.
Предложенная теория, принципы и методы многопараметрического управления станут основой для проведения опытно-конструкторских работ, направленных на разработку и внедрение автоматизированных систем управления транспортом в народном хозяйстве. Не останавливаясь на достигнутом в работе уровне знаний по теории логистического управления городским транспортом, следует эти знания преломлять через призму нового опыта развития транспортных систем, получаемого с помощью предстоящих достижений научно-технического прогресса. При этом можно полагать, что методология многопараметрического управления транспортным процессом на основе определения градиентов интенсификации и многошагового управления по принципу «ветвей и границ» сохранится на многие годы и будет залогом успеха в достижении эффективности, безопасности и удобства транспортного обслуживания населения.
Научная новизна положений диссертационного исследования выносимых на защиту заключается в разработке концептуальных основ теории повышения экономической эффективности предприятий городского транспорта и качества транспортного обслуживания населения через структурирование приоритетов социально-экономического развития городской среды и разработку теоретических и методических основ интегрированного логистического управления транспортным грузодвижением на магистральной сети.
Впервые разработаны принципы многопараметрического управления городским транспортным процессом в долговременном, среднесрочном и оперативном масштабе. Разработаны принципы и выполнены расчеты градиентов интенсификации, характеризующих изменение интенсивности грузодвижения в результате шагового изменения параметров магистральной сети. Определены методы приведения параметров функционирования городского транспорта к оптимальным значениям по социальным и экономическим критериям городского транспортного обслуживания.
Приращение научного знания, полученное в диссертационном исследовании:
-
Проблему повышения эффективности транспортного грузодвижения в условиях современных городов следует решать путем интенсификации работы транспорта массового пользования, поскольку удовлетворение растущей подвижности населения другими методами имеет свои ощутимые пределы.
-
Разработанная методика экспериментального исследования условий формирования грузодвижения и работы городского транспорта, выполненная с использованием компьютерных технологий и современных регистрирующих приборов, позволяет получить информацию о процессах функционирования подвижного состава с высокой точностью и с малыми затратами людских и материальных ресурсов.
-
Полученные экспериментальные зависимости, статистические распределения и расчетные формулы, достоверно отражают вероятностный механизм взаимосвязанного функционирования подвижного состава общественного транспорта и городского дорожного движения, что позволяет адекватно их использовать для построения математической модели исследуемого транспортного грузодвижения.
-
Разработанная методика теоретического исследования грузодвижения на математической модели, основанная на вариационном изменении параметров управления движением с шаговым переходом в границах допустимых значений, позволяет получить комплексные характеристики функционирования городского транспорта в процессах перевозки грузов и пассажиров с применением многопараметрического управления.
-
Результаты теоретических исследований на имитационной модели по оптимизации параметров грузодвижения на магистральной сети позволили определить группу значимых параметров, доступных для включения в систему логистического управления городским транспортом в долговременном, среднесрочном и оперативном масштабах времени.
-
Разработанная методика логистического управления включает анализ исходной информации, разбиение множества решений на «дерево» подмножеств, составление социально-экономической оценки шагов управления и определение последовательности решений с учетом признака оптимальности.
-
Результаты выполненного теоретического исследования являются достоверной научной и методологической базой построения многопараметрического управления городским транспортным грузодвижением, и позволяют осуществить дальнейшие разработки по внедрению автоматизированной системы управления городским транспортным комплексом.
-
Разработанные методы долгосрочного многопараметрического управления позволяют осуществлять многовариантный анализ градостроительных и организационных мероприятий с выбором оптимальных направлений реконструкции городской транспортной среды по установленным показателям транспортного обслуживания городского населения.
-
Разработанные методы среднесрочного управления следует применять в эксплуатационной деятельности предприятий городского транспорта в целях интенсификации работы подвижного состава с нормированием скорости сообщения в зависимости от периода суток погодных условий, уличного движения и прогнозируемого пассажирооборота маршрутной сети.
-
Разработанные методы оперативного управления являются достоверной научной и методологической базой непрерывного управления потоками городского транспорта, что позволяет осуществить опытно-конструкторские разработки по обеспечению его приоритетности в текущем дорожном движении с определением оптимальных параметров управления по условиям обеспечения требуемой интенсивности и безопасности движения.
-
Полученные результаты подтверждают необходимость применения многопараметрического управления потоками городского транспорта, как наиболее перспективного решения проблемы интенсификации работы городской транспортной системы для освоения растущих объемов пассажирских перевозок в стесненных условиях современной городской среды.
-
Доказана экономическая оправданность включения методов многопараметрического управления в единую автоматизированную систему логистического управления транспортным комплексом, которая с учетом необходимого уровня обслуживания населения будет осуществлять виртуальное управление транспортным процессом с оптимизацией функционирования городского транспорта общего пользования.
Теоретическая значимость исследования состоит в расширении и уточнении категориального аппарата, развитии теоретической и методологической базы транспортной логистики. Научные положения и результаты исследования существенно развивают систему методов, обеспечивающих повышение эффективности функционирования городского транспорта и позволяют сформировать систему институциональных и организационно-экономических механизмов перехода к логистической системе управления грузопотоками. Теоретические выводы и предложения могут быть использованы государственными органами в процессе совершенствования форм и методов управления логистическими процессами грузодвижения, а модельные разработки, приведенные в диссертации - при формировании целевых комплексных программ развития экономики регионов.
Практическую значимость работы определяют результаты исследования, которые могут быть использованы:
- в практике работы государственных органов управления при разработке проектов и программ развития транспортного комплекса регионов;
- при взаимодействии органов исполнительной власти регионов, муниципальных образований с транспортными предприятиями;
- в практике организации грузовых и пассажирских перевозок в городах;
- в научных исследованиях с целью координации, синхронизации и мониторинга транспортных потоков;
- в практике организационной, методической и плановой деятельности при выборе рекомендаций, направленных на совершенствование городских транспортных систем на основе взаимодействия видов транспорта и клиентоориентированности;
- в системе подготовки и переподготовки специалистов экономических служб и руководителей транспортных предприятий;
- в учебном процессе для студентов экономических специальностей вузов.
Апробация результатов разработки проблемы: подтверждена использованием основных положений диссертационной работы в утвержденном нормативно-технологическом документе МЖКХ РСФСР «Методика расчета и нормирования скорости сообщения городского пассажирского городского транспорта». Выполнена производственная проверка разработанных положений на предприятиях городского транспорта г.г. Москва, Горький, Грозный, Саратов, Самара, Омск, Томск. Полученные результаты использовались в качестве основы для опытно-конструкторских работ Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова по разработке технических средств управления транспортным движением.
Результаты исследований включены в отчеты по госбюджетным и хоздоговорным темам, выполненные при непосредственном участии автора в Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова и в Южно-Российском государственном университете экономики и сервиса.
Научные положения диссертационного исследования используются в учебном процессе по курсам менеджмента, системам управления, информационным технологиям, транспортной экономике, а также при проведении консультаций по дипломным и курсовым работам научно-исследовательского характера.
Публикации. Основные научные результаты диссертации изложены в 41 публикациях общим объемом свыше 100 п.л., из них 9 статей опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура работы определяется поставленной целью и соответствующими ей задачами исследования. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и библиографического списка. Работа изложена на 415 страницах основного текста и включает 67 иллюстраций, 7 таблиц, 289 наименований использованных источников.
Структура диссертационной работы:
Функционирование транспорта в условиях городской среды
Со времени массового появления транспортных средств, после начала прогрессирующей эры автомобилизации, развитие подвижного состава всегда выполнялось с учетом их активной и пассивной безопасности, как одного из главных критериев технического совершенства. В этом направлении получен существенный научно-технический прогресс, чего нельзя сказать о совершенствовании условиях движения транспорта. Условия движения транспорта в городах характеризуются тремя особенностями: наличием улично-дорожной сети, сложившейся в течение десятилетий и в целом не соответствующей требованиям современного транспорта; наличием пешеходного движения, которое по своей сути является относительно свободным и трудно сочетаемым с движением механических транспортных средств.
Эти факторы в значительной степени и определяют высокий уровень дорожно-транспортных происшествий в городах и населенных пунктах, где концентрируется более 60% всех дорожно-транспортных происшествий, причем на долю 150 крупных и крупнейших городов страны, где проживает только 45% городского населения, приходится почти 65% от всех происшествий в населенных пунктах. Проблема сочетания движения транспорта и пешеходов возникает из того, что города и пешеходное движение в них как форма жизнедеятельности предшествуют транспортному развитию и существуют многие столетия. Современная форма решения указанной проблемы предусматривает регламентацию условий движения пешеходов и транспорта установленными Правилами дорожного движения.
В официальной системе учета и анализа дорожно-транспортных происшествий нарушение водителем и пешеходом Правил дорожного движения расценивается как причина возникновения аварийной ситуации. Однако если даже принять гибель примерно 3/4 пешеходов из-за своей неосторожности, то все равно около 1/4 всех пешеходов гибнет на улицах не по вине транспорта. Это обстоятельство позволяет говорить о том, что главному участнику городского дорожного движения - пешеходу - существующая городская среда не обеспечивает достаточной безопасности. Поэтому с социальных позиций необходимо ставить вопрос о защите пешехода от транспорта и направлении его движения по безопасному пути.
Поскольку дорожно-транспортные происшествия с пешеходами происходят во взаимодействии с искусственно созданными элементами городской среды (улично-дорожная сеть и транспортные средства), следует рассматривать проблему пешеходного движения во взаимосвязи с этими транспортными элементами. Большинство наездов на пешеходов (в среднем 65%) концентрируется всего на 10% протяженности магистральных улиц, а на одинаковую протяженность магистральных улиц общегородского значения их приходится в 2-2,5 раза больше, чем на районные улицы, и, примерно, в 20-30 раз больше, чем на второстепенные улицы. В пределах магистралей около 20% наездов концентрируется на перекрестках, а около 80%) - на перегонах, из них, примерно, по 10% в зонах наземных пешеходных переходов и остановочных пунктов наземного общественного транспорта.
Тенденция концентрации наездов на пешеходов на определенном числе городских магистралей, а в пределах магистралей - только на отдельных участках, отражает так называемую "топографию очагов происшествий". Анализ топографии дорожно-транспортных происшествий наглядно иллюстрирует их повсеместную повторяемость на улично-дорожной сети. Этот факт, даже если наезды происходят из-за нарушений Правил дорожного движения пешеходами, выдвигает проблему повышения пешеходной безопасности в местах движения городского наземного транспорта.
Характеристики грузовых и пассажирских потоков
Определение характеристик транспортного грузодвижения на коммуникационных путях городской застройки производилась с учетом пространственно-временного распределения, а также градостроительных, транспортных и функционально-планировочных характеристик его формирования. При этом исходят из следующих основных положений, учитывающих особенности транспортного движения в городской застройке: -основная часть транспортного грузодвижения является целенаправленной и повторяемой; -условием для выбора маршрута грузодвижения в городской застройке является кратчайшее расстояние и эквивалентный ему минимум затрат времени передвижения; -здания и сооружения, формирующие застройку, являются центрами тяготения и источниками формирования (генерации) грузопотоков.
Как показали выполненные исследования, величина и характер распределения грузодвижения зависят от следующих градостроительных и транспортных факторов: -месторасположения, назначения и значимости комплекса (застройки или узла) на плане города; -характеристики комплекса по архитектурно-планировочному и функциональному признакам; -характеристик зданий и сооружений, формирующих комплекс, и характеристик прилегающей дорожно-уличной сети; -показателей транспортной системы и данных о "подвижности" и социальной структуре населения города; -плотности заселения территории города и технико-экономических показателей ее развития на перспективу.
Получение исходных данных осуществлено на основе мониторинга гру-зодвижения и анализа технико-экономических показателей развития города, определенных при разработке генерального плана развития города. Учитывалось, что основными характеристиками зданий и сооружений, формирующих городскую застройку, являются режимы их работы, населенность и характер функционирования. Режим работы зданий и сооружений определяется социально-экономическими особенностями и устанавливается с возможностью гибкой связи функциональных и производственных структур города. Единовременная мощность зданий и сооружений и характер распределения грузопотоков на "вход» и "выход" определяется натурными обследованиями и на основе статистических данных.
Определение расчетных размеров застройки является важной частью подготовки исходных данных. Размер территории, в большинстве случаев, определяется как произведение размеров двух взаимно перпендикулярных сторон прилегающей транспортной сети. Всю площадь городской территории, тяготеющей к расчетной городской застройке, необходимо знать для определения количества людей, пользующихся учреждениями производственного и культурно-бытового обслуживания данного комплекса (узла), и определения количества перевозимых грузов и пассажиров во времени и по направлениям.
Расчет производится в следующем порядке: 1. Вычерчивается планировочная схема расположения основных грузо-образующих комплексов с указанием необходимых размеров и мест расположения входов и выходов, а также всех проектируемых коммуникационных путей движения (рисунок 2.1).
Составляется расчетная таблица генерации грузовых и пассажирских потоков во времени по основным зданиям, сооружениям и устройствам, формирующим данный грузообразующии комплекс. В таблице указываются расчетная вместимость зданий и сооружений, распределение городского потока отдельно на «вход» и «выход» по часам суток в соответствии с величиной су точных корреспондирующих потоков, а также режим работы организаций или учреждений, располагаемых в данных зданиях и сооружениях. Комплекс включает основные грузообразующие объекты генерирующие городское гру зо движение. В качестве примера приводится таблица 2.1, показывающая генерацию людских потоков во времени в соответствии с обслуживаемыми зданиями и сооружениями городского комплекса, расположенного в центральной части города.
Формализованное описание транспортных процессов
Для проведения теоретических исследований строится математическое описание функционирования городского транспорта, с помощью которого осуществляется имитационное моделирования на ЭВМ эксплуатационной работы подвижного состава городского транспорта на типовых магистральных улицах. Математическое описание включает описание условий транспортной магистрали, описание движения транспортных единиц в заданных условиях и описание многопараметрического управления движением на магистрали [61]. С учетом опыта работ, имеющихся в области моделирования транспортных систем [4, 8, 12], и на основе полученных в ходе экспериментального исследования зависимостей, характеризующих движение транспортных единиц, перейдем к построению математической модели функционирования городского транспорта. Анализ показал, что, несмотря на многочисленность и разнообразие транспортных магистралей современных городов, их совокупность маршрутов обобщению, систематизации и формализации. Так, если транспортные магистрали представлять исходя из структурных типовых элементов - перегоны, остановочные пункты, регулируемые перекрестки, то можно обобщено описать любой транспортный маршрут. При этом используем следующие обозначения: L - протяженность магистрали, Ео — начальная точка магистрали, Е конечная точка магистрали. Выделенные на магистрали структурные элементы - остановочные пункты и регулируемые перекрестки - обозначены как точки Е,-, которые в совокупности составляют множество промежуточных пунктов: где] — текущий номер промежуточного пункта. Расположение на магистрали произвольного пункта характеризуется абсолютной координатой Xj (расстоянием от начала магистрали до рассматриваемого пункта) и относительной координатой 8j (расстоянием от предыдущего пункта до рассматриваемого пункта). Из общей совокупности промежуточных пунктов Ej выделяются однотипные, которые в математическом описании представляются тремя пространственными распределениями, определяющими соответственно расположение остановочных пунктов, регулируемых перекрестков и контрольных пунктов на магистрали. Через Q обозначим общее количество остановочных пунктов на магистрали, остановочные пункты А і А.2, ..., AQ. ДЛИНЫ перегонов между ними обозначим где q - текущий номер остановочного пункта. В качестве характеристики для условий движения на магистрали принимаются: - плотность расположения остановочных пунктов на магистрали: - средняя длина перегона магистрали: На основании исходных данных рассчитывается также среднеквадратичное ОТКЛОНеНИе ДЛИНЫ ПереГОНОВ 8а Распределение регулируемых пересечений. Обозначим количество регулируемых пересечений на трасе магистрали через R, сами пункты пересечений Bi, В2, ..., BR. Обозначим расстояния между пересечениями где г - текущий номер регулируемого пересечения. В качестве характеристик для условий движения на магистрали принимаем: - плотность расположения регулируемых пересечений на магистрали - среднее расстояние между регулируемыми пересечениями - среднеквадратичное отклонение расстояний между регулируемыми пере сечениями 5р Распределение контрольных пунктов.
Обозначим через S общее число контрольных пунктов, а контрольные пункты — буквами Сь Сг, ..., Cs. В качестве характеристики для условий движения на магистрали принимаем следующие параметры: - плотность расположения контрольных пунктов на магистрали - среднее расстояние между контрольными пунктами - среднеквадратичное отклонение расстояний между контрольными пунк тами 6у. В математическую запись транспортного магистрали также включены параметры, связанные с пассажиропотоком и уличным движением. Каждый остановочный пункт характеризуется интенсивностями входящих Хщ и выходящих Хв] пассажиропотоков, а каждый регулируемый перекресток — длительностью цикла 0 и запрещающей фазой Q. режима работы светофора, каждый перегон - интенсивностью уличного движения Nj. Поскольку на участках между двумя последовательными пунктами Ej подвижной состав городского транспорта выполняет безостановочное движение, представленное разгоном, свободным выбегом, торможением, то в формализованном представлении участки Sj определены как участки непрерывного движения. Скорость движения в пределах указанных участков определяется в модели по среднему значению Vj, полученному из отношения протяженности указанного участка ко времени его проезда, и среднеквадратичному отклонению 5v.
Принципы формирования потоков городского транспорта
Разработанная система многопараметрического управления требует осуществления формализованных построений, позволяющих достоверно оценить многообразие возможных мероприятий по повышению эксплуатационной скорости городского транспорта. Это позволит осуществить выбор перспективных вариантов решений с учетом социальных, экономических и экологических критериев города. На этой основе нами разработано многопараметрическое управление маршрутизированным транспортом, которое предусматривает выполнение многошагового алгоритма, позволяющего выявить многообразие возможных организационно- технических мероприятий изменения параметров управления и выбрать из них наиболее оптимальные по условиям реализации.
Народно хозяйственный эффект управления транспортом проявляется в экономических результатах - экономия или предотвращение потерь живого или овеществленного труда, прирост объемов продукции, сокращение расходов из личных средств населения, и социальных результатах - улучшение условий труда и отдыха, поддержание экологического равновесия и т.п. Социальные результаты в условной денежной форме включаются в общий экономический эффект. При оценке и выборе вариантов решений используется метод сравнительной экономической эффективности, т.е. сопоставляются показатели затрат и результатов по вариантам. Затем устанавливается, насколько один вариант эффективнее другого.
При этом лучшее решение определяется по двум критериям: -максимизацией степени достижения цели при заданных затратах - целевая эффективность; -минимизацией затрат при предполагаемой степени достижения цели -ресурсная эффективность. Сравниваемые варианты должны быть сопоставимы по функциональному назначению, социальным факторам производства, влиянию на окружающую среду, уровню используемых при проектировании норм, правил и технических условий, по ресурсной обеспеченности, по кругу учитываемых затрат и эффектов, по методам исчисления технико-экономических показателей. Необходимо подчеркнуть, что обоснование большинства решений транспортного развития, по крайней мере на уровне отдельных транспортных подсистем, предполагает необходимость так называемого сложного выбора [55], т.е. возникает задача согласовать частные критерии для принятия однозначного решения.
Для этого целесообразно упорядочить систему критериев, более тесно связав вопросы качества и стоимости при выборе эффективных управляющих решений транспортного развития. Минимум затрат должен обеспечивать выбор решений только при условии одинакового качества. Процесс сложного выбора включает два основных этапа: автономную оценку эффективности альтернативы по каждой цели и сведение автономных оценок для однозначного выбора. Обычно сначала решения отбираются по критерию допустимости и только отобранные варианты оцениваются по эффективности.
Что касается конкретных методов технико-экономической оценки, то в настоящем разделе, как и в предыдущем, мы дадим описание принципиальных подходов, формирующих профессиональную грамотность, полагая, что для конкретного расчета надо использовать существующий опыт в приведенных источниках. Такого рода разработки имеются в существующей научно-технической литературе [168], из которой мы и приведем пример методики определения экономической эффективности капитальных вложений в реконструкцию городской улично-дорожной сети, разработанной Академией коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова.
Методические указания разработаны на основе общих принципов определения экономической эффективности капитальных вложений в народном хозяйстве с учетом специфики городских дорог, как структуры коммунального хозяйства. Городские дороги по своей экономической сущности являются одновременно основными фондами потребительского назначения (как элемент внешнего благоустройства), и основными производственными фондами (как часть общегородской транспортной системы - материальные условия, без которых практически не может существовать современный городской транспорт).
