Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Анализ существующих методик проектирования маршрутных сетей 16
1.1 Общие принципы проектирования маршрутных сетей... 19
1.2 Анализ отечественного опыта проектировния маршрутных сетей 20
1.2.1 Определения спроса на перемещения 20
1.2.2 Моделирование пассажиропотоков в системе гпт. Распределение спроса 26
1.3 Анализ зарубежного опыта распределения пассажиропотоков и проектирования маршрутных сетей 36
1.4 Модель автоматизированного проектирования маршрутных сетей 38
Выводы 42
Глава 2 Моделирование системы перемещений пассажиров в системе городского пассажирского транспорта 43
2.1 Общее представление о формализации работы транспортных систем и объектно-ориентированное моделирование 43
2.2 Разработка формализованного представления системы путей сообщения. Степень детализации информационного пространства 46
2.3 Разработка модели путей сообщения для моделирования системы городского пассажирского транспорта крупного города 47
2.4 Построение расчетных графов для задачи распределения пассажирских потоков на удс крупного . Города 53
2.4.1 Определение и состав расчетных графов 53
2.4.2 Организация связи между графами в расчетном графе 65
Выводы 66
Глава 3 Прогноз пассажиропотоков на машрутных видах городского пассажирского транспорта. Оценка Качества маршрутных сетей 68
3.1 Общие принципы распределения пассажиропотоков на удс 68
3.2 Алгоритм распределения пассажиропотоков на УДС 69
3.2.1 Построение расчетных графов 70
3.2.2 Структура расчетного графа и алгоритм построения деревьев кратчайших путей 72
3.2.3 Формирование системы транспортных районов и системы входов выходов на сеть 78
3.2.4 Приведение матрицы корреспонденции к расчетной матрице «узел-узел» 79
3.3 Нагружение потока на дуги расчетного графа и отображение потока на дугах удс 81
3.3.1 Определение суммарного пассажиропотока на удс .81
3.3.2 Определение пассажиропотока на выбранном маршруте 81
3.3.3 Моделирование пассажиропотоков с использованием идеальной маршрутной сети 82
3.3.4 Определение пассажиропотоков на различных видах транспорта и распределение потоком между Коммерческим и дотационным транспортом 83
3.3.5 Определение пассажирооборота остановочной площадки 83
3.4 Методика оценки качества транспортного обслуживания пассажиров на выбранном варианте маршрутной сети 84
3.4.1 Определение нормативных показателей качества транспортного обслуживания пассажиров на этапе проектирования варианта маршрутной сети 85
3.4.2 Группы показателей качеств а 87
3.4.3 Определение суммарных затрат на перемещение пассажира 88
3.4.4 Определение удельных затрат на перемещение пассажиров 89
3.4.5 Определение интегральных показателей качества обслуживания пассажиров для транспортных районов 89
Выводы 91
Глава 4 Практическая реализация алгоритмов распределения пассажиропотоков и формирования маршрутной сети. Реализация вычислительного эксперимента 92
4.1 Структура комплекса программного обеспечения 93
4.1 Модуль для работы с топологическими данными 93
4.1.2 Модуль работы с системой транспортных районов 95
4.1.3 Модуль формирования и хранения информации о маршрутах 96
4.1.4 Модуль формирования маршрутной сети 97
4.1.5 Модуль формирования расчетных данных 99
4.1.6 Модуль построение деревьев кратчайших путей 102
4.1.7 Модуль распределения пассажирских потоков 103
4.1.8 Модуль расчета критериев качества пассажирских перевозок для варианта маршрутной сети 104
4.1.9 Разработка программного обеспечения 105
4.2 Описание вычислительного эксперимента 106
4.2.1 Состав исходной информации для проведения вычислительного эксперимента 106
4.2.2 Информация о пригородных железнодорожных перевозках
4.2.3 Система транспортных районов
4.2.4 Описание расчетных графов 111
4.2.5 Состав расчетных корреспонденции 112
4.3 Оценка соответствия уровня транспортного
обслуживания требуемым нормативам, оценка качества транспортного обслуживания 113
4.3.1 Качество информационного обеспечения 114
4.3.2 Уровень комфортности 114
4.3.3 Показатели, определяющие время передвижения 114
4.3.4 Уровень безопасности движения 115
4.3.5 Другие показатели качества обслуживания 116
4.4 Проведение вычислительного эксперимента 117
4.4.1 Оценка идеальных параметров обслуживания 118
4.4.2 Оценка фактических параметров обслуживания 120
4.4.3 Оценка перспективных параметров обслуживания... 121
Выводы 122
Основные результаты работы 124
Список литературы
- Анализ отечественного опыта проектировния маршрутных сетей
- Разработка формализованного представления системы путей сообщения. Степень детализации информационного пространства
- Алгоритм распределения пассажиропотоков на УДС
- Модуль формирования и хранения информации о маршрутах
Введение к работе
Транспортная система является одной из основных составных частей инфраструктуры города, которая обеспечивает жизненно важные потребности населения. Функционирование всех отраслей городского хозяйства невозможно без рациональной и налаженной работы системы наземного городского пассажирского транспорта (ГПТ). Поэтому рационализация его развития и планирования является одной из актуальных проблем теории и практики планирования. К группе планирования относятся задачи принятия централизованных решений об использовании ресурсов городской транспортной системы. В эту группу входят задачи планирования развития транспортной системы, маршрутизации, составления расписаний и т.д. Прогнозирование является этапом решения задач планирования, развития или работы транспортной системы. Именно такой является задача проектирования рациональной маршрутной сети городского пассажирского транспорта. [2,7,8]
Рост концентрации и увеличение доли городского населения - это объективная тенденция развития общества. Быстрые темпы роста городского населения и увеличение его подвижности порождают целый ряд проблем, связанных с развитием транспорта в городах. Роль и масштабность работы ГПТ в условиях непрерывного роста городов, концентрации в них населения и насыщенности транспортными средствами требуют проведения широкого круга научных исследований и практических работ, направленных на совершенствование сети ГПТ.
На протяжении последних 10 лет, как показывает анализ, городской пассажирский транспорт в крупных городах Российской Федерации всё глубже погружался в кризис, который носит системный характер. Оскудение бюджетов всех уровней, остановка воспроизводства основных фондов, решения по предоставлению права бесплатного проезда значительной части населения, запаздывание с внедрением рыночных отношений по сравнению с другими
сферами экономики - всё это и определило деградацию системы ГПТ, которая и до наступления кризиса была далека от способности удовлетворить потребности населения в пассажирских перевозках на уровне, присущем аналогичным по населенности и характеру застройки городам западной Европы.
Однако одновременно с нарастающим кризисом ГПТ вызревали принципиально новые для российских городов процессы:
рост степени автомобилизации населения;
рыночное предложение перевозочных услуг, появление коммерческого транспорта;
изменение структуры занятости и жизненного уклада, и как следствие, изменение структуры спроса на пассажирские перевозки, изменение транспортной подвижности населения.
Объективная количественная оценка уровня удовлетворения потребностей населения в транспортном обслуживании предполагает соотнесение достигнутого уровня к нормативному по каждому из комплекса частных показателей качества обслуживания [111, 112, 113]:
Транспортная подвижность как мера пространственной составляющей социальной мобильности населения (количественная мера потребности в поездках).
Полная продолжительность передвижения от двери к двери.
Условия поездки в подвижном составе (теснота или наполнение подвижного состава, экологическая комфортность).
Условия передвижения вне подвижного состава (продолжительность подхода к станциям и остановкам, продолжительность ожидания, пересадочности).
Безопасность обслуживания в системе ГПТ.
Экономическая доступность услуг ГПТ.
Фактические значения перечисленных показателей определяют уровень субъективной удовлетворенности жителя города условиями обслуживания его системой ГПТ, и позволяют судить об эффективности работы системы ГПТ, а также оценить влияние на экономику города в целом.
Оценить значения перечисленных показателей в настоящее время невозможно из-за отсутствия системы нормативов качества транспортного обслуживания населения, и потому, что не проводятся измерения соответствующих параметров. Нормативные документы [187] только устанавливают номенклатуру рекомендуемых показателей качества пассажирских перевозок, осуществляемых всеми видами транспорта общего пользования.
На практике принято экспертно оценивать уровень качества транспортного обслуживания по показателям объемов перевозок и эксплуатационных характеристик работы ГПТ, косвенно характеризующих этот уровень: число перевезенных пассажиров, число выполненных рейсов, число выполненных пассажиро-километров, размеры парка подвижного состава различных видов ГПТ, протяженность линий транспорта, количество и протяженность маршрутов, скорость сообщения на ГПТ. На практике не удается точно и всеобъемлюще дать оценку работы системы управления ГПТ, т.к. сама система ГПТ слишком велика и объемна.
Уровень качества транспортного обслуживания пассажиров на ГПТ продолжает снижаться. Теснота в подвижном составе, продолжительное ожидание транспортных средств на остановках, неудобства пересадок ведет к транспортной усталости, вызывающей заметное снижение производительности труда работников всех сфер деятельности.
ГПТ является одновременно и частью общей транспортной системы города. В последнее десятилетие резко обострилось сосуществование на единой улично-дорожной сети (УДС) наземного ГПТ и индивидуального транспорта при очевидной стагнации первого и бурном росте второго. Практически не
изменяемая протяженность УДС приводит к росту плотности и скорости потоков и, как следствие, к снижению эксплутационной скорости ГПТ и его производительности. Все это - при возрастающем дефиците парка подвижного состава. Одновременно снижаются и скорости потоков легковых автомобилей. В короткое время в городе образовались десятки узких мест, где в часы пик скорости транспортных средств всех видов опускаются ниже скорости пешехода.
Развитие рыночных отношений в системе ГПТ в начале 90-х годов и, как следствие, появление коммерческих маршрутов способствовало еще большему снижению спроса на пассажирские перевозки с использованием социального транспорта. Коммерческий транспорт обладает многими преимуществами по сравнению с социальным транспортом. Меньший интервал движения транспортных единиц на маршруте, соответственно, меньшее время ожидания, большая скорость перемещения и более комфортные, по сравнению с дотационным, условия проезда делают коммерческий транспорт более привлекательным с точки зрения пассажира. Снижение количества поездок на социальном транспорте приводит к уменьшению дохода от перевозок, потребности в увеличении бюджетного финансирования.
Появление коммерческого транспорта в значительной степени изменило маршруты перемещений на ГПТ. Стоимость перемещения на коммерческом транспорте на 50 - 100% выше, чем на социальном транспорте. Необходимо заметить, что возросла и общая доля транспортных расходов бюджета пассажиров. Учитывая эти обстоятельство, изменяется модель поведения при выборе пассажиром вида транспорта и типа маршрута. Появляются категории пассажиров, которые готовы пожертвовать временем перемещения но выиграть в затратах (льготные пассажиры, пенсионеры) и наоборот. Процент перемещения групп пассажиров на коммерческом и социальном транспорте является важным критерием оценки работы ГПТ.
Задача повышения конкурентоспособности социального транспорта
является одной из важных задач совершенствования системы управления ГПТ. Существует несколько способов ее решения: увеличение ресурсов подвижного состава, модернизация и распределение существующих ресурсов подвижного состава, построение рациональной маршрутной сети (МС) в соответствие со спросом на перемещения. Приобретение нового подвижного состава и модернизация существующего требуют больших затрат времени и финансирования. Построение рациональной маршрутной сети, с .точки зрения авторов, является наиболее быстрым способом, который требует наименьшего бюджетного финансирования.
В настоящее время органы управления транспортным комплексом в крупных городах РФ, как правило, не располагают ни достоверной и достаточно подробной информацией о спросе на перевозки, ни инструментами для планирования и организации перевозок. Не существует официально утвержденной методики рационального управления и планирования системы ГПТ, так же не существует методики прогнозирования спроса на ГПТ.
Приоритетными направлениями использования методики могут быть как принятие «тактических» решений высшего эшелона руководства города, так и удовлетворение потребностей парков и перевозчиков, помогая им планировать, например, качественный и количественный состав подвижного состава, обслуживающего маршруты.
Отсутствие подобной методики, прекращение разработок в данном направлении, потеря интеллектуальной и научной базы, необходимой для исследований городских транспортных процессов, в особенности в области исследования ГПТ определяет актуальность и своевременность диссертационного исследования.
Актуальность темы определяет цель диссертационного исследования -разработку методики автоматизированного проектирования рациональной маршрутной сети, включающей алгоритмы моделирования распределения пассажирских потоков, учитывающие специфику перемещений пассажиров в
условиях крупных городов в сложившейся социально-экономической ситуации. Для достижения указанной цели в диссертации поставлены следующие задачи:
анализ методик проектирования МС и определение их применимости в условиях крупных городов и сложившейся социально-экономической ситуации;
анализ структуры системы ГПТ крупного города, выявление специфики перемещения пассажиров в этой системе;
разработка модели путей сообщения участников движения и ее конкретизация для представления перемещений пассажиров в условиях крупного города;
определение набора критериев, характеризующих качество транспортного обслуживания пассажира и разработка методики их расчета в рамках предложенной модели;
разработка методики прогнозирования пассажирских потоков, включающей модель перемещений пассажиров в крупном городе и алгоритмы распределения пассажирских потоков, учитывающие факторы сложившейся социально-экономической ситуации;
исследование возможностей использования разработанных методик при решении практических задач в реальных транспортных системах (ТС).
Объектом исследования являются методики построения МС и способы моделирования распределения пассажирских потоков.
Предметом исследования является наземный общественный транспорт.
Научную новизну диссертационного исследования составляют следующие положения:
- разработана комплексная методика автоматизированного
проектирования рациональной МС и моделирования распределения
пассажирских потоков в системе ГПТ крупных городов;
разработана методика объектно-ориентированного моделирования перемещений участников движения в транспортных системах, в том числе пассажиров в системе ГПТ;
определен набор критериев качества транспортного обслуживания населения в системе ГПТ и разработаны алгоритмы их расчета в рамках предложенной методики;
разработан алгоритм распределения - пассажиропотоков, учитывающий комплексное влияние факторов времени и стоимости поездки для групп населения с различным уровнем дохода;
разработан быстрый алгоритм построения деревьев кратчайших путей в транспортных сетях высокой размерности.
Теоретической и методологической основой исследования послужили
методы математического моделирования и математического
программирования, теории вероятности, линейного и динамического программирования, теории потоков в сетях.
В качестве инструментов исследования в диссертационной работе используются методы статистической обработки информации, аппарата теории графов, принципы объектно-ориентированного программирования, методы Универсального Языка Моделирования (UML) [25].
Практическая значимость результатов исследования определяется направленностью использования разработанного инструмента моделирования в реальных условиях и состоит в следующем:
разработан комплекс программ, ориентированный на решение инженерных задач проектирования МС;
программный комплекс использован для решения задач проектирования маршрутных сетей Санкт-Петербурга и г. Сочи.
Реализация работы. Результаты выполненных исследований использованы при оптимизации МС ГПТ Санкт-Петербурга. На основе
материалов, полученных в результате вычислительного эксперимента, разработан проект интегрированной маршрутной сети и определены маршруты движения наземных видов ГПТ, утвержденные постановлением Правительства Санкт-Петербурга № 1645 от 05.10.2004 «О маршрутах движения наземного пассажирского транспорта общего пользования в Санкт-Петербурге». Выполнена оптимизация маршрутной сети в рамках реализации проекта комплексной транспортной схемы г. Сочи.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на 60-ой Научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (СПбГАСУ, 2002 г), 5-й (СПбГАСУ, 2002 г.) и 6-й (СПбГАСУ, 2004 г.) международных конференциях "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах".
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 5 опубликованных работах общим объемом 1,6 печ. листов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, результатов выполненных исследований, списка литературы, приложений.
Анализ отечественного опыта проектировния маршрутных сетей
Исторически наиболее ранней является гравитационная модель, описывающая среднее число поездок между районами і и j, как величину пропорциональную произведению объема передвижений возникающего в районе / (Vj) и объема передвижений, заканчивающегося в районе j (Dj) и обратно пропорциональную квадрату расстояния (или времени сообщения) между районами. Эта закономерность была предложена как прямой аналог закона Ньютона английским экономистом Кэри для социальных систем в 1858г.
Позже эту закономерность получил статистик Рэйли для распределения потребителей вокруг торговых центров, расселения трудящихся вокруг промышленных районов и др. Важно отметить, что закон Рэйли был получен опытным путем, а не установлен по аналогии с гравитационным законом. Затем гравитационная модель была распространена на описание поведения систем с множеством мест возникновения и поглощения пассажиропотоков, где простая формула (1.1). (1.1) У.=к—т2-4 t где: у У - число поездок из района / в району; Vi объем перемещений, возникающий в районе і; Dj - объем прибытий в району; ty — время перемещения из района / в району; к — коэффициент, аналогичный гравитационной постоянной. Формула (1.1) оценки числа поездок у у между районами / и/ , уже не применима, поскольку не обеспечивает балансовых равенств на число отправлений и прибытий из районов: lLy,-V, 1Л Большинство исследований по модификации модели гравитационного типа было проведено с середины XX века, затем они получили большое распространение [74, 77, 78, 79, 93]. Привлекательность этих моделей в том, что они позволяют описать комплекс поездок с помощью немногих простых уравнений.
Современная модификация гравитационной модели, определяющей объем межрайонных корреспонденции в городе с п районами, имеет вид: где: f(tij) - убывающая функция от времени ty сообщения между районами і uj.
Вопрос о виде функции/ наиболее дискуссионный, т.к. многолетняя практика показала, что нет универсального выражения для этой зависимости. Подбор и использование специальных функций/( позволил создать модели, которые, удачны в части описания существующей картины распределения поездок, но которые теряют пригодность при их прогнозировании.
Существуют гравитационные модели, обеспечивающие как баланс прибытий, так и баланс отправлений [77, 78, 79]: І.У.-Г, -4 Zj .-A ( -5
Эта модель позволяет сделать следующие выводы относительно гравитационных моделей: функции, определяющей объем межрайонных сообщений, только в зависимости от характеристик этих районов не существует, т.е. объём корреспонденции определяется всей транспортной системой в целом. Тот факт, что распределение пассажиропотоков определяется в целом транспортной системой, еще более проявляется при переходе к последующему этапу — наложению полученных корреспонденции на существующий или проектируемый вариант сети. Ограниченная пропускная способность сети порождает «нагрузочный» эффект, состоящий в том, что затраты на проезд по маршруту существенно зависят от величины пассажиропотока на этом маршруте.
Для современных исследовательских работ [15, 19, 27, 39, 49, 54] характерно рассматривать проблемы расселения, образования пассажиропотоков и реализации потоков на сети в рамках единой взаимосвязной модели. Построение такой модели на настоящий момент не было реализовано в силу ее сложности и большой размерности. На практике изучались в основном взаимосвязи отдельных факторов, например, при заданном расселении в заданной сети строят пассажиропоток, определяемый каким-то приоритетным критерием выбора, маршрута для пассажиров. С помощью других моделей, исходя из заданной сети, строят модель идеализированного расселения по районам, которое сложилось бы, если бы население при расселении руководствовалось минимальными транспортными затратами.
В некоторых работах [39, 77, 78, 79, 116] отыскивается как расселение, так и число мест приложения труда по районам в предположении, что заранее известны функции, gi/ytg), характеризующие общественные затраты на перемещение из района j с трудовыми целями населения района /. Каждая функция выпукла и достигает своего минимума при некотором значении уу , наиболее предпочтительная по каким-то соображениям. Заданы так же функции Qefre) - затраты потока хе на проезд по дуге е транспортной сети Е.
Разработка формализованного представления системы путей сообщения. Степень детализации информационного пространства
В диссертационной работе рассматриваются проблемы, решаемые на уровне города.
К областям перспективного применения модели путей сообщения в крупном городе можно отнести следующие (Рисунок 2.1): 1. Сфера городского и дорожного хозяйства, эксплуатационных служб. 2. Система общественного транспорта. 3. Безопасности дорожного движения, автоматические системы управления дорожным движением, размещение технических средств организации дорожного движения. 4. Городское генеральное планирования.
Все городские задачи, привязаны к улично-дорожной сети города, но для каждой задачи требуется ее собственное представление. Кроме этого разные задачи оперируют разными объектами в качестве участников движения [87, 88, 95].
На уровне города каждая задача требует собственной детализации исходных данных о системе перемещений и участниках движения.
Для задач дорожной отрасли и коммунальных служб граф необходимо представить в виде дуг - проезжих частей улиц, узлов - перекрестков. Дуги необходимо оснастить данными о типе покрытия, числе полос и т.д.
Для задач безопасности дорожного движения важны, прежде всего, участки УДС и перекрестки. Такой граф необходимо представить в виде дуг -участков УДС, узлов - мест перераспределения транспортных потоков — перекрестков и точек входов выходов транспорта на УДС. Кроме этого граф должен иметь надстройку для раскрытия геометрии перекрестков, определения внутри них траекторий движения транспортных единиц и конфликтных точек. Раскрытие геометрии перекрестка необходимо для расчета задержек при преодолении перекрестка. Декомпозиция перекрестка позволит обеспечить проектирование и расстановку технических средств организации движения.
Для таких задач как генеральное и городское планирование, прежде всего, необходимо получить очертания и характеристики магистралей движения пассажиров, чтобы определить основные маршруты миграции населения и места его расселения, назначить места пересадок, конечные остановочные пункты городского транспорта, проектировать инфраструктуру города.
Задачи ГПТ предполагают в качестве участника движения - пассажира [115-118]. В таком случае граф должен отражать все возможные перемещения пассажира либо пешком, либо с использованием транспорта. Узлами такого графа будут являться места перераспределения пассажиропотоков - остановки общественного транспорта, станции метрополитена и железной дороги.
Все представленные задачи не могут быть правильно решены в отрыве одной от другой. Для полноценного описания транспортной системы города необходимо проводить комплексный анализ всех задач. Комплексный анализ подразумевает параллельное или взаимосвязанное решение отраслевых задач, в некоторых случаях требуется использовать итерационный подход. Это позволит учесть влияние одних отраслей на другие. Комплексный подход предполагает использование совместимых форматов входных и выходных данных, кроме этого он предполагает дополнение этих данных для конкретной задачи. При этом задачи должны быть совместимы в исходных данных по определенным условиям, данные не должны дублироваться, расширенные данные одной задачи не должны пересекать или вмешиваться в расширенные данные другой задачи [83, 91, 97, 109, 120, 130].
Для этого в городе необходимо определить единое информационное пространство данных и описать классы общих данных, которые используются всеми задачами. Кроме этого необходимо описать владельцев специфических расчетных данных или метаданных, характерных только для решения конкретной задачи.
Для города единое информационное пространство можно представить как единство пространственно-геометрических данных, названий улиц, административного деления. Это позволит описать общие данные, которые будут использоваться во всех классах задач, являясь при этом связующим звеном для передачи расчетных данных, условий и накладываемых ограничений.
Для обеспечения единого информационного пространства задач автор предлагает использовать специальный граф, который представляет собой систему всех возможных перемещений в пределах города или граф путей сообщения (ГПС) (Рисунок 2.2).
Алгоритм распределения пассажиропотоков на УДС
На этапе построения системы путей сообщения были определены все вероятные маршруты следования пассажиров, описан подход к формированию расчетных графов, построению специализированных графов. На этапе распределения пассажирских потоков необходимо выделить приоритетные маршруты следования для пассажиров, отобразить предпочтения при выборе конкретного маршрута или вида транспорта [103, 115-118].
Для определения приоритетного маршрута поездки необходимо определить параметры, которые влияют на затраты пассажира, при выборе им пути следования. Классические модели в качестве параметра минимизации оперируют затратами времени на перемещение пассажира от места посадки до места назначения, финансовые затраты на поездку не учитывались, определяется конечная стоимость поездки. В сложившейся экономической ситуации необходимо учитывать не только фактор времени, но так же стоимость и комфортабельность поездки. Для возможности учета этих факторов в диссертационном исследовании разработан комплексный показатель затрат при перемещении пассажира: L=T+r d+y, (31) Где L — комплексный показатель затрат; Т— время перемещения; d- стоимость поездки; у - коэффициент приведения стоимости поездки ко времени поездки; г — комфортабельность поездки; 8 — коэффициент приведения показателя комфортабельности ко времени поездки.
На этапе определения маршрутов движения формируется стратегия передвижения для пассажиров, относящихся к группе с заданным уровнем дохода. Уровень дохода определяет отношение пассажира к затратам времени и общему комфорту проезда. В общем случае имеет место закономерность:, чем выше уровень дохода, тем больше пассажир готов заплатить за экономию времени проезда. Пассажиры с высоким уровнем дохода склонны в большей степени игнорировать затраты времени, связанные, например, с ожиданием социального транспорта. Таким образом, для описания поведения пассажиров можно сформировать разные группы S = {s}, которые отличаются уровнем дохода пассажиров, а, следовательно, и расчетными коэффициентами. Для каждой группы уровня дохода sm є S экспертным образом (на основании экономических исследований и социальных опросов населения) коэффициенты ут и 8т, приводящие соответственно денежные затраты и комфортабельность проезда к затратам времени.
В зависимости от величины показателя определяется возможность реализации перемещений с использованием коммерческого транспорта. Существуют группы пассажиров, которые перемещаются с использованием только дотационного транспорта (пенсионеры, льготные категории пассажиров). Для таких категорий тариф будет нулевым, следовательно, из расчетов можно исключить дуги реализующие перемещения с использованием коммерческого транспорта. На основе определенных коэффициентов формируется система нагружения расчетных графов.
Расчет пассажиропотоков реализуется в шесть этапов, иногда присутствует необязательный подготовительный этап:
На подготовительном этапе задается сеть для варианта расчета, определяются специализированные графы для моделирования пассажиропотока. Определяются расчетные корреспонденции и формируются группы дохода пассажиров S = {s}. Уровень дохода определяет отношение пассажира к затратам времени и комфортабельности проезда, числу пересадок. Расчетные корреспонденции делятся на части определяющие поездки каждой группы s.
На первом этапе происходит построение специализированных графов (пешеходный граф, граф скоростных видов транспорта, идеальная сеть, ГБП) и сборка расчетного графа под решаемую задачу.
На втором этапе производиться расчет деревьев кратчайших путей. На третьем этапе происходит переработка матриц корреспонденции: приведение из матрицы корреспонденции на основе транспортных районов к матрице корреспонденции на основе расчетных узлов входа выхода. На этом этапе происходит нагружение полученных ранее деревьев кратчайших путей. На четвертом этапе производится оценка качества транспортного обслуживания пассажиров и расчет интегральных показателей качества маршрутной сети. На пятом этапе производится загрузка УДС, и строятся картограммы загрузки. На последнем этапе производится оценка загрузки конкретных видов транспорта или выбранных маршрутов.
Модуль формирования и хранения информации о маршрутах
Модуль формирования маршрутной сети предназначен для начертания прохождения маршрутов на ГПС и сопоставления маршрутов с их реальным положением в городе. Модуль формирования маршрутной сети предназначен так же для нанесения остановочных площадок для выбранного маршрута.
Формирование маршрута происходит путем создания списка сегментов ГПС. Сегменты выбираются и заносятся в список в порядке прохождения по ним обрабатываемого маршрута. Каждому сегменту в списке присваивается порядковый номер, а также определяется начальный и конечный узел ГПС, которые характеризуют реальное направление сегмента в ГПС. Кроме реальных узлов ГПС для каждого сегмента фиксируются геометрические узлы. Геометрическими узлами будем называть узлы, которые упорядочены в направлении прохождения по ним маршрута. Двоякая привязка к узлам ГПС вводится для удобства дальнейшего формирования расчетных графов. ГПС является неориентированным графом, специализированные и расчетные графы - ориентированные графы, поэтому возникает необходимость сохранить направление прохождения маршрута по сегменту ГПС.
При формировании маршрута используются следующие правила: - Маршрут должен обязательно начинаться и заканчиваться в узле ГПС, обязательно фиксируется первый узел маршрута. - Маршрут не должен содержать разрывов при прохождении сегментов по ГПС. - Повторение сегментов в маршруте допускается только при кольцевом прохождении маршрута. - Сегменты в маршруте должны образовывать последовательность, сегменты в которой обязательно реализуют связку «конечный узел» = «начальный узел» (конечный геометрический узел каждого предыдущего сегмента является начальным для последующего сегмента).
Для обозначения остановок на маршруте в ГПС создается специальный объект - остановочная площадка. Остановочная площадка является геометрическим местом остановки одного или более видов маршрутов, одного или нескольких типов транспорта. По правилам формирования ГПС остановочная площадка не является узлом ГПС, на ней возможно перераспределения потока только одного вида участников движения — пешеходов. Остановочная площадка имеет собственный уникальный идентификатор.
Остановочная площадка формируется двумя способами: 1. Порождается на основе узла ГПС. 2. Формируется на сегменте ГПС.
При формировании остановочной площадки не осуществляется деления сегмента ГПС, осуществляется только привязка к объекту-родителю. Остановочные площадки могут формироваться как в процессе формирования прохождения маршрута, так и до формирования маршрута.
В случае формирования остановочной площадки на основе сегмента ГПС, остановочная площадка оснащается данными об идентификаторе сегмента-родителя и информацией о фактическом смещении относительно начального узла сегмента.
В случае формирования остановочной площадки в узле ГПС, остановочная площадка оснащается данными об идентификаторе узла-родителя, фактическое смещение назначается нулевым.
Назначение остановочной площадке данных об идентификаторах родителей и фактическом смещении производится для дальнейшего формирования служебного графа транспортной сети.
Остановочная площадка может участвовать в нескольких маршрутах. В базе данных маршрутов содержатся сведения об остановках на этом маршруте, каждая запись об остановке на маршруте сопоставляется с идентификатором созданной остановочной площадки, таким образом, остановочная площадка может присутствовать в описаниях сразу нескольких маршрутов.
Участок маршрута между остановочными площадками называется перегоном. При построении специализированных графов используются данные по перегонам: длина перегона и время перемещения транспортной единицы на перегоне.
Модуль формирования маршрутной сети позволяет получать информацию о числе и характере маршрутов, которые проходят через сегмент. Также можно получить информацию о маршрутах на выбранной остановочной площадке.
Модуль позволяет визуализировать выбранные маршруты, маршруты из сформированного списка, маршруты по их функциональной принадлежности, маршруты по парку или организатору перевозок. Таким образом, можно получить наглядное представление о картине маршрутной сети в целом или о ее составляющих.
