Введение к работе
Актуальность работы. Переход экономики к рыночным механизмам функционирования требует применения новых методов исследования поведения поставщиков и потребителей товаров и услуг. В этих условиях особенно возрастает значение городского пассажирского транспорта (ГПТ) в экономике городов и страны в целом, так как именно маршрутный транспорт в основном перевозит пассажиров в пределах большинства российских городов.
Увеличение количества маршрутов и интенсивности движения транспорта, в том числе и общественного, приводит, с одной стороны, к более качественному обслуживанию пассажиров (уменьшается время ожидания на остановочном пункте, появляется возможность выбора варианта передвижения и т. д.). С другой стороны, рост интенсивности работы транспорта приводит к ухудшению экологической обстановки, повышает опасность перегрузки дорог, а увеличение количества маршрутов – к излишней конкуренции между перевозчиками за пассажиров, что снижает безопасность движения.
Большой вклад в математическую постановку задачи оптимизации движения ГПТ внесли М.Е. Антошвили, Г.А. Варелопуло, С.Ю. Либерман, И.В. Спирин, А.О. Арак, А.П. Артынов, В.В. Скалецкий, Ю.С. Лигум, В. А. Гудков, Л. Б. Миротин и другие. В работах этих авторов доказывается, что нахождение оптимального значения интенсивности движения подвижного состава по маршрутам необходимо осуществлять с учетом как интересов автотранспортных предприятий, так и пассажиров. При этом не учитывались наложение маршрутов, различная стоимость проезда и конкуренция транспортных операторов.
Основными участниками рынка городских пассажирских перевозок являются пассажиропотоки, транспортные операторы и муниципальные органы власти. У каждого из участников свои цели и возможности их достижения, что приводит к необходимости применения теории игр для моделирования поведения участников рынка городских пассажирских перевозок. Большой вклад в теорию игр внесли Р. Ауман, Дж. Нэш, Дж. Нейман, О. Моргенштерн, а также Н.Н. Воробьев, Л.А. Петросян, Л.С. Понтрягин и другие. На данный момент для описания рынка транспортных услуг практически нет приложения теории игр.
Таким образом, недостаточно исследованными и разработанными в этом направлении являются: исследование взаимодействия потока пассажиров, транспортных операторов и муниципальных органов власти, построение математических моделей распределения пассажиров по маршрутам, постановка математических задач оптимизации движения ГПТ с учетом наложения маршрутных схем и различных интересов участников рынка городских пассажирских перевозок.
Цель работы. Целью данной работы является исследование и оптимизация параметров работы городского транспорта в условиях конкуренции транспортных операторов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать математические модели прибытия пассажирского транспорта на остановочные пункты и распределения пассажиропотоков между маршрутами в городских условиях.
-
Построить математические модели конкуренции операторов городского пассажирского транспорта с учетом наложения маршрутных схем.
-
Исследовать вопрос образования равновесных тарифов на услуги грузового транспорта на примере г. Новокузнецк.
Методика исследований. Для исследования задач оптимизации рынка городских перевозок используются марковские процессы, теория игр, теория управления запасами, задачи выпуклого программирования, численные методы решения задач безусловной оптимизации, натурные эксперименты.
Научная новизна заключается в том, что в диссертационной работе получены и выносятся на защиту следующие результаты:
математические модели распределения пассажиропотоков между маршрутами общественного транспорта: с участием муниципального транспорта и коммерческих операторов при организации передвижения пассажиров с пересадками, и наложения маршрутных схем;
математическая модель смешанного рынка городских пассажирских перевозок, для которой доказано существование равновесия Нэша;
математическая модель свободного рынка городских пассажирских перевозок в случае возможности передвижения пассажиров с пересадкой, для которой доказано существование равновесия Нэша.
Теоретическая ценность работы состоит в том, что разработаны и исследованы теоретико-игровые модели оптимизации рынка городских пассажирских перевозок с учетом наложения маршрутных схем.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные математические модели помогут повысить эффективность использования городского транспорта с учетом интересов транспортных операторов и потребителей.
Разработанные математические модели внедрены в учебный процесс на кафедре “Общепрофессиональных технических дисциплин” филиала ГУ КузГТУ в г. Новокузнецке и OOO «Афганец +».
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения – общим объемом 157 страниц, 2 приложений, 12 таблиц и 45 рисунков, библиографического списка, включающего 137 наименований.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее результаты докладывались и обсуждались на:
-
XII Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2008» (20-21 ноября 2008г.), г. Кемерово;
-
III Всероссийской научной конференции «Краевые задачи и математическое моделирование» (28-29 ноября 2008г.), г. Новокузнецк;
-
VI Всероссийской научно-технической конференции «Политранспортные системы» (21-23 апреля 2009) г. Новосибирск;
-
III межвузовской научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Перспективные направления в науке, обществе, образовании, экономике и праве» (24 апреля 2009г.), г. Новокузнецк;
-
VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Информационные технологии и математическое моделирование» (13-14 ноября 2009 г.), г. Анжеро-Судженск;
-
Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса» (9 декабря 2009 г.), г. Новокузнецк;
-
научных семинарах кафедры «Автомобильные перевозки» ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет» 2007-2009 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (из них 2 - в журналах, рекомендованных ВАК для публикаций материалов докторских диссертаций).
