Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние вопроса оценки качества и надежности ункционирования городского общественного пассажирского транспорта 9
Основные подходы к оценке надежности функционирования городского общественного пассажирского транспорта 9
Оценка характера движения транспортных потоков с применением геоинформационных технологий 18
Зарубежный опыт оценки качества и надежности функционирования городского общественного пассажирского транспорта 21
Выводы по главе 1
ГЛАВА 2 Теоретическое обоснование показателей надежности функционирования городского общественногопассажирского транспорта 29
2.1 Критерии оценки надежности транспортной системы города, основанные на GIS-технологиях 29
2.2 Критерии оценки качества условий движения c применением автомобиля-лаборатории 39
2.3 Оценка условий движения транспортного потока на основе данных, поступающих с ГЛОНАСС-оборудования подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта 41
2.4 Теоретическое обоснование возможностей оценки надежности функционирования городского общественного пассажирского транспорта на основе данных обработки треков автомобиля-лаборатории 47
2.5 Выводы по главе 2 57
ГЛАВА 3 Методика экспериментальных исследований 58
3.1 Характеристика исследуемого маршрута 58
3.2 Методика проведения эксперимента на базе подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта 66
3.3 Методика проведения эксперимента с использованием автомобиля-лаборатории 70
3.4 Выводы по главе 3 74
ГЛАВА 4 Результаты исследования 75
4.1 Анализ данных бортового оборудования подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта 75
4.2 Анализ характеристик треков автомобиля-лаборатории
4.3 Сопоставительный анализ характеристик треков автомобиля лаборатории и подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
4.3.1 Функциональная зависимость продолжительностей движения подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта и автомобиля-лаборатории 81
4.3.2 Оценка показателей надежности функционирования городского общественного пассажирского транспорта 88
4.3.3 Функциональные зависимости между продолжительностями движения и характеристиками улично-дорожной сети 93
4.3.4 Функциональные зависимости между значениями коэффициента вариации и показателем надежности
4.4 Рекомендации по применению методики обследований маршрутов ГОПТ 96
4.5 Технико-экономическая оценка эффективности исследования 97
4.6 Выводы по главе 4 99
Заключение 102
Список литературы
- Оценка характера движения транспортных потоков с применением геоинформационных технологий
- Оценка условий движения транспортного потока на основе данных, поступающих с ГЛОНАСС-оборудования подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
- Методика проведения эксперимента на базе подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
- Сопоставительный анализ характеристик треков автомобиля лаборатории и подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Концепция устойчивого развития и вытекающие из нее требования к развитию устойчивых транспортных городов предусматривают приоритетное развитие городского общественного пассажирского транспорта (ГОПТ). В условиях конкуренции с индивидуальным автомобильным транспортом городской общественный пассажирский транспорт должен обладать высокой надежностью, обеспечивать комфортные условия передвижения, что должно усилить его привлекательность.
В российской практике надежность ГОПТ оценивается соблюдением расписания движения и регулярностью перевозок, для обеспечения которых проводится нормирование скоростей движения на маршрутах. Такой подход при увеличении уровня загрузки улично-дорожных сетей (УДС) не обеспечивает достаточную точность оценки надежности функционирования ГОПТ. При этом наибольшую сложность представляет прогнозирование надежности вводимых новых или изменяемых маршрутов.
Развитие геоинформационных технологий (ГЛОНАСС/GPS) позволяет получать подробные данные о характеристиках движения транспортных потоков и подвижного состава ГОПТ на городских УДС. Для оценки надежности функционирования городских транспортных систем могут использоваться треки ГЛОНАСС и GPS оборудования, получаемых как в режиме реального времени от автомобилей-лабораторий (floating cars или probe vehicles) и бортового оборудования подвижного состава ГОПТ, также в виде архивных данных. В частности, фирма TomTom на основе GPS данных своих клиентов осуществляет мониторинг дорожного движения в 390 городах мира, включая 5 российских (Екатеринбург, Нижний Новгород, Новосибирск, Москва, Санкт-Петербург).
Недостаток знаний о зависимостях между характеристиками режимов движения транспортного потока и подвижного состава ГОПТ сдерживает применение ГЛОНАСС/GPS бортового оборудования для оценки надежности функционирования ГОПТ, включая оценку новых вводимых или изменяемых маршрутов. Поэтому научное исследование, направленное на повышение качества функционирования ГОПТ на основе оценки и повышения его надежности с использованием геоинформационных технологий, является актуальным.
Рабочей гипотезой является предположение о том, что надежность функционирования ГОПТ в условиях меняющейся загрузки улично-дорожной сети можно значительно повысить, если использовать для его оценки характеристики ГЛОНАСС/GPS треков автомобилей-лабораторий.
Целью исследования является повышение надежности функционирования ГОПТ на основе его оценки с использованием характеристик ГЛОНАСС/GPS треков автомобилей-лабораторий.
Объектом исследования является процесс функционирования ГОПТ в условиях меняющегося состояния улично-дорожной сети.
Предметом исследования являются зависимости между продолжительностью движения автомобиля-лаборатории (транспортного потока) и продолжительностью движения подвижного состава ГОПТ.
Сформулированная цель работы потребовала решения следующих задач: 1. Научно обосновать критерии оценки надежности функционирования ГОПТ с применением геоинформационных технологий;
-
Выполнить экспериментальные исследования режимов движения подвижного состава ГОПТ и автомобиля-лаборатории в условиях меняющейся загрузки улично-дорожной сети и установить зависимости режимов движения от характеристик УДС;
-
Установить зависимости между продолжительностью движения автомобиля-лаборатории и продолжительностью движения подвижного состава ГОПТ, экспериментально проверить гипотезу о наличии статистически значимых связей между ними;
-
Разработать рекомендации по оценке надежности функционирования ГОПТ на основе характеристик треков, получаемых от автомобилей-лабораторий или иных источников, разработать шкалу показателя надежности функционирования ГОПТ и выполнить технико-экономическую оценку эффективности научного исследования.
Научную новизну составляют:
-
Научное обоснование критериев оценки надежности функционирования ГОПТ на основе геоинформационных технологий;
-
Собранные с использованием геоинформационных технологий и систематизированные данные, характеризующие режимы движения автомобиля-лаборатории и подвижного состава ГОПТ;
-
Статистические зависимости между характеристиками треков автомобиля-лаборатории и подвижного состава ГОПТ.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Между характеристиками треков подвижного состава ГОПТ и
характеристиками треков автомобиля-лаборатории, движущегося по оцениваемому
маршруту, существуют статистически значимые зависимости.
2. Прогнозирование режимов движения подвижного состава ГОПТ на новых или
изменяемых маршрутах можно осуществлять, используя характеристики треков
автомобиля-лаборатории или транспортных средств, движущихся в основном потоке,
что позволяет понижать трудоемкость транспортных обследований.
3. При проектировании маршрутных систем и управлении ими оценку
надежности функционирования ГОПТ следует выполнять с применением оценочной
шкалы, основанной на использовании показателя – временной индекс.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и
рекомендаций обеспечены: репрезентативными объемами выборок; верификацией
результатов экспериментов общепринятыми статистическими критериями;
использованием пакетов статистической обработки данных; отсутствием
противоречий полученных результатов научного исследования и выводов с результатами ранее выполненных исследований.
Практическая значимость работы. Разработанная методика оценки
надежности функционирования маршрутов ГОПТ и установленные в результате
исследований зависимости характеристик треков автомобиля-лаборатории и
автобусов по городскому маршруту могут использоваться муниципальными органами
и проектными организациями, занимающимися вопросами ОДД, для
прогнозирования надежности функционирования маршрутов, обеспечения
надежности исполнения заданного расписанием режима движения автобусов.
Внедрение результатов работы. Предложенная в диссертации методика оценки надежности функционирования ГОПТ применена на базе автотранспортного предприятия «Автоколонна 1948» в г. Ангарске для повышения качества
планирования пассажирских перевозок; рекомендации по прогнозированию надежности функционирования городского общественного пассажирского транспорта на основе геоинформационных данных будут использованы при организации работы автобусных маршрутов предприятия АО «Ангарская нефтехимическая компания».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования были представлены в научных докладах и выступлениях: на ежегодной научной конференции ФГБОУ ВПО «Ангарская государственная техническая академия» «Современные технологии и научно-технический прогресс» (г. Ангарск, 2014 г.); XXIII-XXIV Международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы технических наук», секция «Транспорт и связь, кораблестроение» (г. Москва, 2014 г.); XIVМеждународной научно-практической конференции «Теория и практика современной науки» (г. Москва, 2014 г.); Международной научно-практической конференции «Развитие дорожно-транспортного и строительного комплексов и освоение стратегически важных территорий Сибири и Арктики: вклад науки», секция №9 «Развитие теории и практики грузовых автомобильных перевозок, транспортной логистики» (г. Омск, 2014 г.); I Международной научно-практической конференции «Научные исследования и разработки молодых ученых» (г. Новосибирск, 2014 г.); XI International scientific and practical conference, «Modern scientific potential» (Sheffield, 2015); III Международной научно-практической конференции «Вопросы науки: естественно-научные исследования и технический прогресс» (г. Воронеж, 2015 г.); II Международной научно-практической конференции «Современная наука: теоретический и практический взгляд» (г. Таганрог, 2015 г.); XIМеждународной научно-практической конференции «Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени» (г. Екатеринбург, 2015 г.); VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Шаг в будущее: теоретические и прикладные исследования современной науки», секция №6 «Технические науки» (г. Санкт-Петербург, 2015 г.), 99-й международной научно-технической конференции ААИ «Безопасность колесных транспортных средств в условиях эксплуатации» (г. Иркутск, 2017 г.).
Личный вклад автора. Автором лично:
научно обоснованы критерии оценки надежности функционирования ГОПТ в случае применения геоинформационных технологий;
установлены статистически значимые зависимости между продолжительностью движения автомобиля-лаборатории и продолжительностью движения подвижного состава ГОПТ;
разработаны рекомендации по оценке надежности функционирования ГОПТ на основе характеристик треков, получаемых от автомобилей-лабораторий;
разработана шкала показателя надежности функционирования ГОПТ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 5 публикаций в рецензируемом издании, включенном в перечень ВАК, 13 - в российских изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержащего основные результаты и выводы, списка использованных источников, включающего 145 наименований, в том числе 75 источников на иностранном языке, изложена на 120 страницах машинописного текста, включает 24 таблицы и 53 рисунка.
Оценка характера движения транспортных потоков с применением геоинформационных технологий
В современном мире совершенствование общественного пассажирского транспорта гарантирует его доступность разным социальным группам населения и при этом снижает нагрузки на улично-дорожную сеть (УДС). Одновременно отмечается активный рост подвижности населения, использующего индивидуальный транспорт. Таким образом, необходимо уделить особое внимание вопросу качества обслуживания пассажиров общественного транспорта. Анализируя аспекты, связанные с качеством работы общественного транспорта можно выделить следующие составляющие: - стоимостная доступность: общая сумма затрат при передвижении с использованием того или иного вида транспорта (тариф - ГОПТ, стоимость эксплуатации - индивидуальный автомобильный транспорт); - доступность во времени - это число возможных отправлений от остановочного пункта, в пределах определенного интервала времени. Данный аспект зависит от расписания движения на маршруте. Обычно, доступность во времени заметно снижается в течение пиковых периодов. В межпиковые периоды никаких ограничений не наблюдается; - доступность в пространстве - зависит от состояния развития транспортной сети; - время в пути - это полное время, затрачиваемое от подхода к остановочному пункту до прибытия к месту назначения, включая время ожидания транспортного средства; комфорт - уровень комфорта - важный аспект качества, как для транспортного средства, так и для остановочного пункта; - надежность выражается в соблюдении графика движения подвижного состава (интервал движения). Чтобы отразить иерархию интересов пользователей авторами Van Hagen М., Heiligers М. [142, 143], Van Oort N. [144] приводится «Пирамида Маслоу для общественного транспорта» (рисунок 1.5). Все эти аспекты, аналогично иерархии Маслоу, ранжированы в форме пирамиды.
Пирамида потребностей пассажиров отражает восприятие качества услуг, предлагаемых перевозчиком. Основание пирамиды образует «надежность и безопасность». Общественный транспорт является источником повышенного риска и, следовательно, требует повышенного внимания. Для пассажиров социальная безопасность это чувство защищенности от таких преступлений, как хулиганство, вандализм, карманные кражи.
Под надежностью понимается соблюдение графика движения
общественного транспорта и обеспечение пассажиров дополнительной информацией. Например, информационные табло для остановок (ИТОП), которые предназначены для обеспечения отображения информации о времени до прибытия на остановочный пункт транспортных средств различных маршрутов.
Как уже установлено, затраты времени на передвижение являются основным критерием оценки пользователей ГОПТ, то есть большинство из них выбирают кратчайший маршрут между пунктом отправления и прибытия.
Если надежность, безопасность, и скорость удовлетворяют потребности пассажиров в процессе передвижения, то уделяется внимание – физическому комфорту. Для удовлетворения данного аспекта необходимы: павильоны для ожидания, зоны для отдыха, различные пункты быстрого питания и пр. Кроме всего этого, на восприятие качества оказываемой услуги влияют визуальные аспекты: архитектура, дизайн, чистота, используемые материалы, цвета, запах, музыка.
На рисунке 1.6 представлена иерархия удовлетворенности пассажиров в зависимости от качества обслуживания [143].
Если качество обслуживания превосходит ожидания, пассажир будет испытывать положительные эмоции и сервиса буде оценен как «хорошо. Если качество обслуживания будет хуже ожидаемого, наоборот, потребитель будет негативно оценивать обслуживание (не удовлетворён). В случае же, если потребители оценивают качество обслуживания как должное, т.е. реальность совпадает с их ожиданиями, такая оценка будет носить адекватный характер. Данный уровень качества является стабильным и постоянным. Приемлемый уровень качества приспосабливаемый к меняющимся обстоятельствам считается гибким. Область между ожидаемым и полученным качеством обслуживания называется зоной толерантности. Рисунок 1.6 - Ожидаемое качество, уровень обслуживания и эмоции [143]
Таким образом, при работе общественного транспорта необходимо уделять большое внимание удовлетворению потребностей пассажиров. Главная задача системы общественного транспорта в наше время - сделать его более привлекательным для жителей. И только при максимальном удовлетворении потребностей пользователей, общественный транспорт сможет конкурировать с транспортом личного пользования, что является актуальной проблемой для большинства городов современной России [44].
В зарубежной практике оценка надежности функционирования ГОПТ производится на основе методов изучения продолжительности движения и выявления регрессионных зависимостей между средней продолжительностью движения и продолжительностью движения подвижного состава ГОПТ. Так, например, в работе авторов Kho S.Y., Cho J.R. [108] получена следующая регрессионная модель: Та = -0,082 + 0,927Ть + 0,018Л + 0,0003 Q - 0,0045 de + + 0,0386264 (1.12) где Та - средняя продолжительность движения, мин; Тъ - продолжительность движения подвижного состава ГОПТ, мин; Nbs - количество остановочных пунктов; Q – интенсивность движения, de – булевая переменная наличия выделенной полосы для движения ГОПТ; dt – булевая переменная времени суток.
В своих исследованиях авторы Lomax T., Schrank D., Turner S., Margiotta R. [114] приводят характеристику концептуальных источников, влияющих на вариацию продолжительности движения (рисунок 1.7). При этом за основу берется понятие «нормальной продолжительности движения», относительно которого проводится оценка влияющих параметров.
Оценка условий движения транспортного потока на основе данных, поступающих с ГЛОНАСС-оборудования подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
При построении зависимостей продолжительности движения транспортного потока (легковые автомобили) как функции продолжительности движения подвижного состава ГОПТ наиболее часто используется линейная модель. Например, Bae S. [73] предложил использовать следующую модель: СТТ = a1+b1- ВТТ, (2.6) CTS = a2+b2- BTS, (2.7) где СТТ - продолжительность поездки на легковом автомобиле, ч.; ВТТ -продолжительность поездки на общественном транспорте за вычетом времени пребывания на остановочных пунктах, ч.; CTS - средняя скорость движения автомобиля на участке, км/ч; BTS - средняя скорость движения автобуса на участке, км/ч.
В исследованиях Chakroborty Р. и Kikuchi S. [83] используется аналогичный подход, и дополнительно классифицируются участки улично-дорожной сети (УДС) в зависимости от условий загруженности: для менее загруженных участков УДС: СТТ = !— + 0,14 (ВТТ - TST), о Ю V св.усл. ( } для более загруженных участков УДС: СТТ = 1— + 0,18 (ВТТ - TST), (2.9) св. усл. где / - протяженность участка, км; Vсв.усл. - скорость потока в свободных условиях, км/ч; TST - общее время остановок общественного транспорта на остановочных пунктах, ч. Bertini R.L. и Tantiyanugulchai S. [77] применили обратную регрессию и рассматриваемая зависимость получила следующий вид: CTS = 0,72 MIBS + є, (2.10) где MIBS - максимальная мгновенная скорость общественного транспорта между двумя соседними остановками, км/ч; е - случайная ошибка. В другой работе Hall R.W. и Vyas N. [104] аналитическая модель для оценки средней скорости потока представлена следующим уравнением: СУЛ = , г? m BTTST-N2 к } где Ni, N2 - эмпирические поправочные коэффициенты для учета разницы продолжительности движения между легковым автомобилем и общественным транспортом. Наличие достаточно большого количества исследований [4, 73, 74-77, 80, 81, 83, 85, 87, 93, 97, 98, 104, 106-108, 112, 117, 123, 126, 130, 133, 141, 145], в которых состояние транспортного потока оценивается на основании характеристик движения подвижного состава ГОПТ, позволяет предполагать возможность получения обратных зависимостей. Т.е. по характеристикам движения транспортных средств в потоке прогнозировать режим движения на маршруте подвижного состава ГОПТ.
Сбор данных, поступающих с бортового оборудования подвижного состава городского общественного пассажирского транпсорта (ГОПТ) относится к дистанционному накоплению информации о рейсе. Транспортные средства, оборудованные бортовым оборудованием, могут быть как личным, общественным транспортом или грузовым автомобилем. Основное отличие от метода сбора данных при помощи автомобиля-лаборатории (или «плавающего» автомобиля), заключается, в том, что поступающие данные не носят конкретного характера по исследуемому маршруту и времени сбора информации о рейсе. Данные с бортового оборудования накапливаются в архивном режиме по всем маршрутам и в любой период дня.
Бортовое оборудование подвижного состава ГОПТ является источником информации о данных мониторинга времени движения в режиме реального времени или в виде архивных форматов. В систему бортового оборудования входят три основных компонента: спутниковая система GPS, информационная система и система архивации данных. Спутниковая система GPS обеспечивает информацию о местоположении транспортного средства в режиме реального времени. Местоположение транспортного средства определяется бортовым компьютером и передается в диспетчерский центр.
Для каждого рейса бортовое оборудование автобуса записывает время прибытия, отправления с остановочного пункта, фиксирует количество остановочных пунктов, а также местоположение (в плоскости с координатами X-Y). Система сохраняет данные о максимальной мгновенной скорости, которая была достигнута между остановочными пунктами. Положение подвижного состава ГОПТ рассчитывается каждую секунду, с пространственной точностью позиционирования ±10 метров. Кроме того, на каждом остановочном пункте бортовое оборудование записывает количество входящих и выходящих пассажиров с использованием автоматических пассажирских счетчиков -инфракрасных лучей - расположенных вдоль передней и задней дверей автобуса. На рисунке 2.8 приведены примеры данных бортового оборудования для городского маршрута, которые включают в себя: - дата обслуживания, номер транспортного средства (уникальный идентификационный номер), номер маршрута, бортовой номер подвижного состава, направление (0 - для прямого сообщения, 1 - для обратного направления маршрута); - информация о времени движения (время прибытия/отправления от остановочного пункта, время остановки для посадки и высадки пассажиров), максимальная скорость между остановочными пунктами; - информация о прохождении пройденной дистанции (линейное расстояние, измеренное от начала маршрута X-Y координаты) и координаты остановочного пункта; - информация о пассажиропотоке: время ожидания на остановочном пункте, количество входящих/выходящих пассажиров [133].
Методика проведения эксперимента на базе подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
Эксперимент осуществлялся с применением системы мониторинга пассажироперевозок «ПОТОК» [49] (рисунок 3.4), которая апробирована в городе Ангарске на базе пассажирского автотранспортного предприятия «Автоколонна 1948». Система предназначена для сбора информации об интенсивности перевозок пассажиров на наземных транспортных средствах, посредством учёта количества пересечений пассажирами дверных проёмов на транспортных средствах, контролируемых датчиками системы. С помощью ГЛОНАСС-оборудования происходит фиксация времени прибытия на каждый остановочный пункт маршрута, также фиксация времени прибытия подвижного состава на остановочный пункт осуществляется и в самих детекторах входа-выхода.
Данные, полученные в ходе эксперимента, представлены экспортным документом в формате Excel (рисунок 3.5) из системы спутникового мониторинга и контроля транспорта «ПОТОК» за период с 25.04.2016 г. по 04.05.2016 г., и содержат в себе информацию о продолжительности рейса по маршруту, время прибытия и убытия на остановочные пункты.
В ходе обработки исходных данных (см. рисунок 3.5) были созданы базы данных о продолжительностях движения, которые содержат в себе информацию о продолжительностях движения по маршруту, времени начала движения, дате движения (рисунок 3.6); характеристиках треков движения подвижного состава ГОПТ по основным остановочным пунктам маршрута, определяемых ГЛОНАСС оборудованием (рисунок 3.7). Общее количество значений продолжительности движения и треков подвижного состава ГОПТ составляет 352 значения.
Для дальнейшего удобства выполнения расчетов был произведен перерасчет времени продолжительности движения из временного формата ЧЧ:ММ:СС в числовой формат.
Эксперимент был выполнен с применением легкового автомобиля TOYOTA Vitz, оборудованного GPS навигатором Texet 505 (рисунок 3.8), в период с 26.02.2016 г. по 07.03.2016 г. Запись треков производилась в формате gpx (текстовый формат хранения и обмена данными GPS, основанный на формате XML), позволяющем хранить информацию в произвольной форме, при которой обязательными являются только долгота и широта точек трека. Для первичной обработки треков и перевода полученных характеристик в формат Excel использовалась программа GPS Track Editor (рисунок 3.9), обладающая простым пользовательским интерфейсом.
Целью обработки каждого трека было получение параметров: протяженности сегмента/секции (км) и продолжительность движения (мин); кроме того, GPS-оборудование позволяет получать такие характеристики, как: время в движении; время простоя (когда скорость движения меньше 5 км/ч); максимальная и средние скорости движения (таблица 3.5). С целью охвата исследованием максимально широкого диапазона условий движения запись треков проводилась в течение суток: в утренние часы 7.00–11.00; в дневное время 13.00–15.00; в вечернее время 17.00–21.00, запись треков в свободных условиях в период 22.00-24.00.
Как и в случае с данными, полученными с бортового ГЛОНАСС оборудования подвижного состава ГОПТ, был произведен перерасчет времени в числовой формат для удобства последующей обработки данных.
Для обработки данных, поступающих с GPS оборудования, а именно выгрузки исходной информации о характеристиках треков в формат Excel, была использована методика, описанная в диссертационной работе Румянцева Е.А. [53].
Для статистической обработки данных использовался программный пакет STATISTICA.v10. Было получено и обработано 80 треков, записанных GPS навигатором автомобиля-лаборатории. В целом запись треков, их экспорт и обработка выполняются по приведенной методике: 1. Запись ГЛОНАСС/GPS треков на обследуемых участках / маршрутах. 2. Выявление начала и окончания анализируемой части трека, например, соответствующей началу и окончанию рейса движения автобуса по маршруту. 3. Экспорт характеристик треков в базу данных. 4. Построение графиков: зависимость «расстояние – время», на основе созданной базы данных. 5. Статистическая обработка данных (с применением пакетов статистических программ) для оценки продолжительности движения и изменений скорости движения. Помимо записи треков при помощи оборудования автомобиля-лаборатории данные о продолжительности движения по участкам маршрута можно получать от водителей-волонтеров, чьи транспортные средства оборудованы GPS-навигаторами. Таким образом, приведенная выше методика осуществляется уже непосредственно со стадии обработки данных.
Сопоставительный анализ характеристик треков автомобиля лаборатории и подвижного состава городского общественного пассажирского транспорта
Также установлено наличие зависимости между значениями коэффициента вариации продолжительности движения на маршруте подвижного состава ГОПТ и значениями коэффициента вариации продолжительности движения автомобиля-лаборатории (рисунок 4.18, формулы (4.6, 4.7)): при продолжительности движения по маршруту до 5 км: CVГОПТ = 2,6578 CVА 3 – 119,5 CVА 2 +1741,4 CVА – 8120,4, R2 = 0,99, (4.8) при продолжительности движения по маршруту более 5 км: CVГОПТ = 2,3673 CVА – 3,8173; R2 = 0,9871, (4.9) где CVГОПТ – значение коэффициента вариации продолжительности движения подвижного состава ГОПТ на маршруте, %; CVА – значение коэффициента вариации продолжительности движения автомобиля-лаборатории на маршруте, %.
Доказано наличие статистической связи между временным индексом и коэффициентом вариации (рисунок 4.19, 4.20), т.е. степень вариации (надежность) в суточном цикле тесно коррелирует с временным индексом (R2 0,7).
На основании выполненных экспериментов предложена методика обследований для планирования нового или изменяемого маршрута ГОПТ: 1. С использованием автомобиля-лаборатории, оснащенного ГЛОНАСС/GPS-оборудованием, в течение суток (пиковый, межпиковый периоды; свободные условия движения) записываются треки нового планируемого или изменяемого маршрута. Кроме того, можно получать треки от ГЛОНАСС-оборудования автомобилей водителей-волонтеров. Объем необходимой выборки составляет на сегментах маршрута - 20-25 треков. 2. Последующая обработка треков производится с помощью программы GPS Track Editor (см. рисунок 3.9). Характеристики треков обрабатываются в формате Excel, извлекается информация о времени прохождения маршрута через каждый километр. 3. Аналогично обрабатываются характеристики треков подвижного состава ГОПТ. 4. Для рассматриваемого участка УД С строятся регрессионные модели Ттт = а0+ ауТ для каждого часового интервала. 5. На основе полученных регрессионных зависимостей прогнозируются графики движения подвижного состава ГОПТ в течение суток (рисунок 4.21) для новых или изменяемых маршрутов.
Полученные зависимости между характеристиками треков автомобиля-лаборатории и подвижного состава ГОПТ (формулы (4.3 - 4.5), рисунки 4.9, 4.10, 4.18 - 4.20) доказывают возможность практического использования предлагаемой методики обследований при планировании нового или изменяемого маршрута ГОПТ, оценке надежности функционирования ГОПТ. Продолжительность движения, мин 40 Рисунок 4.21 – Прогнозируемый график движения на маршруте подвижного состава ГОПТ в пиковый период буднего дня
Выполнена оценка экономической эффективности применения автомобиля-лаборатории для проведения натурного и транспортного обследования.
Согласно методическому документу «Сборник 9.7. Математическое моделирование транспортных потоков с применением специализированных программных продуктов. МРР-9.7-16» [55] стоимость затрат на проведение обследований городского маршрута протяженностью 16,36 км составит 26448 руб (таблица 4.10). Так как проведенные экспериментальные исследования включали в себя и иные наименования работ, не учтенные в данном перечне, предлагается принять стоимость замеров фактического времени продолжительности движения по маршруту в пиковые и межпиковые периоды равную стоимости замеров фактического времени светофорного цикла и фаз (п. 3.4). Таблица 4.10 – Базовые цены на работы по проведению натурных и транспортных обследований с целью получения исходных данных для динамического моделирования транспортных потоков [55] № п/п1. 2.3.4. 5. 6. Наименование работ (операций) Натурный показатель Базовая цена наединицу натуральногопоказателя, руб. Изучение и анализ исходной информации и документации объект 2525
Проведение натурных обследований улично-дорожной сети (определение количества остановок общественного транспорта, регулируемых дорожных пересечений, нерегулируемых пешеходных переходов, примыканий улиц и местных проездов, определение знаков регулирования дорожного движения и пр.) площадь улично-дорожной сети, га 1351
Замер фактического времени продолжительности движения по маршруту в пиковые и межпиковые периоды количество поездок 210 Составление отчета по транспортному обследованию 1 отчет 2209 Статистическая обработка данных обследования 1 маршрут 1243 Запись данных транспортного обследования в базу данных % от стоимости работ 8% С применением автомобиля-лаборатории затраты на проведение обследования УДС исследуемого маршрута составят 9863 руб., включая затраты на топливо, амортизационные отчисления, заработную плату водителя и инженера. Соответственно, экономический эффект составит 16585 руб. с расчетом на один маршрут. Сбор данных об условиях движения на улично-дорожных сетях города с применением автомобиля-лаборатории значительно уменьшает трудоемкость оценки по сравнению с предложенными в Сборнике 9.7 натурного и транспортного обследований.