Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса, цель и задачи исследования 8
1.1. Состояние и развитие автобусных перевозок в системе ГУЛ «Мосгортранс» 8
1.2. Общая характеристика филиала «11 автобусный парк» ГУЛ «Мосгортранс» 20
1.3. Влияние условий эксплуатации городских автобусов на основные показатели их работы на линии 34
1.4. Обзор методик по определению параметров сложности маршрута движения при работе автомобилей на линии 46
1.5. Выводы по первой главе 53
1.6. Цель, задачи и общая методика исследований 55
ГЛАВА 2. Теоретические предпосылки и методы исследования 58
2.1. Системный подход как инструмент повышения эффективности функционирования городских автобусов 58
2.2. Методический подход к оценке эффективности работы городских автобусов на уровне автобусного автотранспортного предприятия 67
2.2.1. Характеристика целевой функции 67
2.2.2. Критерии рационального управления эффективностью функционирования городских автобусов 70
2.2.3. Формирование основных технико-экономических параметров работы городских автобусов 81
2.2.4. Оценка эффективности функционирования городских автобусов..87
2.3. Методический подход к прогнозированию результатов при распределении автобусов между автобусными предприятиями (на примере ГУП «Мосгортранс») 89
2.4. Выбор математического аппарата исследований 93
2.5. Выводы по второй главе 98
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования 100
3.1. Общая методика эксперимента 100
3.2. Частные методики экспериментальных исследований 102
3.2.1. Выбор полигона проведения
экспериментальных исследований 102
3.2.2.Методика сбора и предварительной обработки статистического материала 108
3.3. Методика априорного ранжирования критериев оценки эффективности работы городских автобусов 114
3.4. Анализ методов вращения главных компонент 119
3.4.1. Общие положения при анализе методов вращения главных компонент 119
3.4.2. Краткая характеристика методов вращения главных компонент 119
3.5. Методика построения и анализа математических моделей обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах 127
3.6. Выводы по третьей главе 132
ГЛАВА 4. Обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований 133
4.1. Построение и анализ математической модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах 133
4.2. Методика определения сложности маршрутов движения городских автобусов 139
4.2.1. Общие положения 139
4.2.2. Основные факторы условий эксплуатации, определяющие сложность маршрута движения автобусов 141
4.2.3. Классификация городских автобусных маршрутов на основе обобщенного параметра сложности на главных компонентах 143
4.2.4. Рекомендации по практическому применению обобщенного параметра сложности маршрута движения 147
4.3. Методика оценки эффективности работы городских маршрутных автобусов 151
4.3.1. Общие положения 151
4.3.2. Механизм оценки эффективности использования автобусов 152
4.3.3. Пример расчета эффективности использования автобусов на маршруте..: 154
4.4. Методика распределения автобусов между филиалами ГУП «Мосгортранс» с учетом сложности маршрутов движения 156
4.4.1. Общие положения 156
4.4.2. Обобщенный параметр сложности маршрута движения городских автобусов 156
4.4.3. Классификация городских автобусных маршрутов на основе обобщенного параметра сложности на главных компонентах 161
4.4.4. Рекомендации по оперативному корректированию срока службы автобусов с учетом сложности маршрута движения на основе статистической информации 163
4.4.5. Расчет "условного" числа автобусов, подлежащих списанию... 166
4.4.6. Рекомендации по списанию автобусов 169
4.5. Выводы по четвертой главе 171
Основные результаты и выводы 173
Литература
- Состояние и развитие автобусных перевозок в системе ГУЛ «Мосгортранс»
- Системный подход как инструмент повышения эффективности функционирования городских автобусов
- Частные методики экспериментальных исследований
- Построение и анализ математической модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах
Введение к работе
Актуальность работы:
Автобусные перевозки в перспективе остаются основным видом пассажирских перевозок для большинства городов и поселков РФ и имеют большое социальное значение. В городе Москве около 47% от общих объемов пассажирских перевозок выполняются наземным транспортом - автобусами, троллейбусами, трамваями и такси. При этом на долю городских автобусных перевозок приходится порядка 60% перевозок пассажиров.
Автобусные парки ГУП «Мосгортранс» работают в несколько различных условиях. В частности, средний инвентарь, характеризующий мощность автобусного парка, изменяется со 193 до 373 автобусов, т.е. на 93.3%. Причем проектная мощность филиалов остается ниже фактической. Коэффициент выпуска подвижного состава на линию, характеризующий эффективность работы технической службы и службы перевозок, варьируется от 0,579 до 0,730, т.е. на 26%. Автобусные филиалы имеют различную маршрутную сеть по числу маршрутов, их протяженности, обустройству остановками, светофорами, дорожными знаками и т.д.
Существенно изменяются по автобусным предприятиям условия и интенсивность эксплуатации подвижного состава. Так средняя эксплуатационная скорость варьируется от 15.59 км\ч до 20.59 км\ч, т.е. на 32%. Время в наряде изменяется от 11,87 часов до 13.47 часов, т.е. на 13.5%. Если взять вариацию этих показателей по конкретным автобусным маршрутам, то она составит еще большее значение. Общий пробег также существенно меняется на уровне автобусного парка. Так его минимальное значение составляет 13137 тыс. км (3 автобусный парк), а максимальное значение составляет 21355,7 тыс. км (14 автобусный парк), т.е. общий пробег автобусов на уровне автобусного парка меняется на 62,6%.
Существенно варьируются на уровне автобусного парка количественные, качественные и финансовые показатели работы филиалов. В частности, перевозки пассажиров изменяются от 2107,9 тыс. чел. до 12443, 4 тыс. чел., т.е. в 4,9 раза. Обьем транспортной работы филиалов варьируется от 1177012 тыс. место-км до 2087419 тыс. место-км, т.е. на 77,3%. Качественные показатели работы филиалов ГУП «Мосгортранс» меняются следующим образом: выполнение рейсов варьируется от 1013 тыс. шт. до 1931, 6 тыс. шт., т.е на 90,6%; регулярность движения автобусов изменяется от 96,5%) до 99,2%, т.е. на 2,8%). Выручка филиалов от перевозок пассажиров, характеризующая их
5 финансовую деятельность, изменяется от 23686,4 тыс. руб. до 113290,1 тыс. руб., т.е. в 3,78 раза.
Техническая эксплуатация как подсистема автомобильного транспорта, существенно влияющая на эффективность перевозочного процесса, требует постоянного совершенствования, в частности, за счет объективного нормирования (корректирования) показателей работы с учетом условий эксплуатации подвижного состава.
Существенное различие маршрутов движения городских автобусов требует дифференцированного подхода при планировании и организации работы подвижного состава на линии и расчете основных нормативов технической эксплуатации городских автобусов, в частности, удельных трудоёмкостей ТР, пробегов до капитального ремонта и списания и др.
Совокупность индивидуальных технико-эксплуатационных свойств подвижного состава, их продолжительная работа на конкретных маршрутах дает возможность в качестве объекта регламентирования основных параметров технической эксплуатации выбирать каждый отдельно взятый автобус.
При этом существует реальная возможность использовать программно-целевой и системный подходы, рассматривающие городской автобус во взаимодействии с условиями, интенсивностью и продолжительностью эксплуатации, как многофакторную систему. Анализ связей данной системы целесообразно выполнять современными математическими методами (корреляционно-регрессионный, компонентный и факторный анализ) с использованием вычислительной техники.
В связи с изложенным целью работы является повышение эффективности технической эксплуатации городских автобусов за счет более детального учета факторов сложности маршрута движения подвижного состава при оперативном корректировании основных нормативов технической эксплуатации, распределении новых автобусов между филиалами и оценке эффективности работы автобусов на линии.
Объектом исследования является производственная деятельность автобусного автотранспортного предприятия, направленная на повышение эффективности работы городских автобусов на линии.
Предметом исследования являются производственные процессы, протекающие в автобусном автотранспортном предприятии и связанные с эффективной эксплуатацией подвижного состава.
Научная новизна работы характеризуется:
- построением многофакторной модели обобщенного параметра сложности
маршрута движения городского автобуса на главных компонентах,
отражающей влияние дорожных условий, транспортных условий и условий
движения;
- уточнением классификации городских автобусных маршрутов по
сложности, которая дополняет общепринятую классификацию условий
эксплуатации, предусмотренную Положением о ТО и ремонте подвижного
состава автомобильного транспорта;
- разработкой двухфакторной математической модели для рационального
списания подвижного состава на главных компонентах, отражающей влияние
возраста городских автобусов в годах и пробега их с начала эксплуатации в
километрах;
- разработкой и апробацией системы взаимосвязанных параметров,
позволяющих оценивать, в том числе и индивидуально, работу городских
автобусов на линии. В качестве параметров предложены - коэффициент
регулярности движения, объем транспортной работы, удельные
эксплуатационные затраты, потери линейного времени и т.д.
Практическая ценность диссертации заключается в разработке:
Методики определения сложности маршрутов движения городских автобусов;
Методики оценки эффективности работы городских маршрутных автобусов;
3. Методики распределения автобусов между филиалами ГУЛ
«Мосгортранс» с учетом сложности маршрутов движения.
Реализация результатов работы.
Разработанные методики и основные результаты исследований приняты к использованию в ГУП «Мосгортранс» и в учебном процессе на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис» МАДИ (ГТУ) для магистров специальности 552100 «Эксплуатация транспортных средств», обучающихся по направлению 552101 «Техническая эксплуатация автомобилей».
Апробация работы.
Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на 61-64 научно-методических и научно-исследовательских конференциях
7 МАДИ (ГТУ) (2003-2006 годы), 10-11 Международных научно-практических конференции Владимирского государственного университета «Актуальные проблемы управления качеством производства и эксплуатации автотранспортных средств» (2004 и 2006 годы), 10 Международной научно-практической конференции Владимирского государственного университета «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей» (2005 г.), заседании кафедры «Эксплуатации автомобильного транспорта и автосервиса МАДИ (ГТУ) (2006 г.).
Публикации.
По материалам диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ.
На защиту выносятся:
- многофакторная модель обобщенного параметра сложности маршрута
движения городского автобуса на главных компонентах, отражающая влияние
дорожных условий, транспортных условий и условий движения;
уточненная классификация городских автобусных маршрутов по сложности, которая дополняет общепринятую классификацию условий эксплуатации, предусмотренную Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта;
двухфакторная математическая модель для рационального списания подвижного состава на главных компонентах, отражающая влияние возраста городских автобусов в годах и пробега их с начала эксплуатации в километрах;
система взаимосвязанных параметров, позволяющая оценивать, в том числе и индивидуально, работу городских автобусов на линии;
методика определения сложности маршрутов движения городских автобусов;
методика оценки эффективности работы городских маршрутных автобусов;
методика распределения автобусов между филиалами ГУЛ «Мосгортранс» с учетом сложности маршрутов движения.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и содержит 221 страницу текста, 37 таблиц, 30 рисунков, список литературы из 130 наименований и 10 приложений.
Состояние и развитие автобусных перевозок в системе ГУЛ «Мосгортранс»
Итоги работы ГУП «Мосгортранс» в 2004 году характеризуются стабильной работой по выполнению городского заказа на перевозку пассажиров.
Объем транспортной работы в 2004 году вырос на 2,5% по отношению к уровню прошлого года и составил более 39,7 млрд. место-км. За год перевезено 4,2 миллиарда пассажиров.
За отчетный год по сравнению с 2003 годом собрано доходов от перевозки пассажиров больше на 1319,8 млн. рублей или на 33%. Рост доходов от перевозки пассажиров произошел за счет увеличения тарифа с 7 до 10 рублей и изменения структуры проездных билетов.
Кроме выполнения транспортной работы по перевозке пассажиров на маршрутной сети города, в 2004 году ГУП «Мосгортранс» по заданиям Правительства Москвы решало целый ряд общегородских задач, в том числе организацию специальных маршрутов для транспортного обслуживания: 2-го городского фестиваля цветников в Кузьминках; ярмарки меда в Коломенском; проведения богослужения на месте массового захоронения жертв политических репрессий; компенсационных перевозок пассажиров при остановках движения на линиях метрополитена из-за плановых работ на участке "Текстильщики - Выхино".
В связи с проведением Новогодних представлений был организован специальный маршрут автобуса для подвоза детей к Дворцу спорта «Лужники», а также увеличено движение в направлении других общегородских представлений.
Более 1990 единиц автобусов было выделено для обеспечения перевозок посетителей кладбищ в дни Пасхи, Вербного Воскресения и Красной горки.
В порядке эксперимента, в целях внедрения новых форм обслуживания пассажиров открыто 5 новых маршрутов автобуса с работой в ночные часы.
В 2004 году продолжалась работа по совершенствованию маршрутной сети городского пассажирского транспорта в районах массового жилищного строительства, а также в сложившейся части города. Для обслуживания населения было открыто 7 новых маршрутов автобуса.
Продолжалась работа по оснащению подвижного состава оборудованием Автоматизированной системы контроля проезда (АСКП). ! В 2004 году началась практическая реализация проекта по внедрению Единой Автоматизированной системы Управления финансово-хозяйственной деятельности ГУП «Мосгортранс» (ЕАСУ ФХД) двух эталонных 3-ми 9-м автобусных парках, в рамках реализации данного проекта проводится создание единой корпоративной сети ГУП «Мосгортранс»: осуществляется модернизация локальных вычислительных сетей филиалов, происходит переоснащение технологической инфраструктуры предприятия.
В 2004 году перевозка пассажиров автобусами увеличилась на 3,3% (табл. 1.1.1) и составила 2542,4 млн. поездок (60,2% перевозок пассажиров по наземному пассажирскому транспорту общего пользования).
Доходы от перевозки платных пассажиров автобусами в 2004 году увеличились на 25,5% (табл. 1.1.2) и составили 3258408,5 тыс. руб. (61,2% доходов от перевозок пассажиров по наземному пассажирскому транспорту общего пользования).
В рамках реализации Адресной инвестиционной программы ГУП «Мосгортранс» и привлечения кредитных ресурсов на закупку подвижного состава, оснащенного оборудованием АСКП, в 2004 году приобретен 641 автобус.
По состоянию на 01.01.2005 г. достигли срока амортизации и подлежат списанию 360 автобусов, или 6,9% от общего инвентаря (табл. 1.1.6).
Поставки новых автобусов крайне нестабильны (табл. 1.1.7), а парк автобусов до 2002 года неуклонно снижался (в 2001 г. почти на 30% ниже, чем в 1992 г.).
Кроме того, в ТУП «Мосгортранс» отсутствует механизм объективного распределения поступивших автобусов по эксплуатационным филиалам.
Непроизводительные потери линейного времени по автобусным предприятиям в 2004 году (в % к машино-часам) приведены в табл. 1.1.8.
В среднем непроизводительные потери линейного времени по автобусным предприятиям в 2004 году составили 1,8%, в том числе 79,4% по техническим причинам.
Среднемесячная заработная плата по эксплуатационной деятельности в 2004 году составила 12364 рубля и увеличилась по сравнению с 2003 годом на 21,4%), в т.ч. у линейных водителей автобусов достигла 19329 руб. (рис. 1.1.1).
Коэффициент выпуска подвижного состава на линию, характеризующий эффективность работы технической службы и службы перевозок, варьируется от 0,579 до 0,730, т.е. на 26%.
Существенно изменяются по автобусным паркам условия и интенсивность эксплуатации автобусов. Так средняя эксплуатационная скорость варьируется от 15.59 км\ч до 20.59 км\ч, т.е. на 32%. Время в наряде изменяется от 11,87 часов до 13.47 часов, т.е. на 13.5%. Если взять вариацию этих показателей по конкретным автобусным маршрутам, то она составит еще большее значение.
Общий пробег также существенно меняется на уровне автобусного парка. Так его минимальное значение составляет 13137 тыс. км (3 автобусный парк), а максимальное значение составляет 21355,7 тыс. км (14 автобусный парк), т.е. общий пробег автобусов на уровне автобусного парка меняется на 62,6%.
Изменяются на уровне автобусного парка количественные, качественные и финансовые показатели работы филиалов. В частности, перевозки пассажиров изменяются от 2107,9 тыс. чел. до 12443,4 тыс. чел., т.е. в 4,9 раза.
Обьем транспортной работы филиалов варьируется от 1177012 тыс. место-км до 2087419 тыс. место-км, т.е. на 77,3%.
Качественные показатели работы филиалов ГУП «Мосгортранс» меняются следующим образом: - выполнение рейсов варьируется от 1013 тыс. шт. до 1931, 6 тыс. шт., т.е на 90,6%; - регулярность движения автобусов изменяется от 96,5% до 99,2%, т.е. на 2,8%.
Выручка филиалов от перевозок пассажиров, характеризующая их финансовую деятельность, изменяется от 23686,4 тыс. руб. до 113290,1 тыс. руб., т.е. в 3,78 раза.
Обобщая, следует отметить:
1. Указанные тенденции развития автобусных филиалов ГУП «Мосгортранс» в 2004 году сохраняются и в 2005-2006 годах;
2. Автобусные филиалы ГУП «Мосгортранс» имеют различную мощность, несколько разные условия и интенсивность эксплуатации подвижного состава, различный возраст автобусов и как следствие этого различную надежность автобусов и другие количественные, качественные и финансовые показатели работы на линии;
3. Данное обстоятельство необходимо учитывать при подведении итогов работы филиалов и распределении материальных и финансовых ресурсов между ними, в частности, при распределении нового подвижного состава.
Системный подход как инструмент повышения эффективности функционирования городских автобусов
Повышение эффективности функционирования городских автобусов на основе технических и технологических новаций связано с проведением специальных, в том числе и научных исследований.
Общеметодологические принципы проведения любого научного исследования заложены в диалектическом и историческом материализме.
Материалистическая диалектика вырабатывает общие принципы проведения научных исследований, дает наукам общий метод исследования, на котором базируются применяемые ими частные методы. Это позволяет им ориентироваться в сложных явлениях действительности, найти верный подход к этим явлениям.
Руководствуясь диалектическим методом, исследователь (руководитель) применяет в своей деятельности большое количество специальных методов. По широте применяемости специальные методы классифицируются на конкретно-научные методы и общенаучные методы соответственно.
В соответствии с данной классификацией системный подход как метод исследования объектов с помощью представления последних в качестве систем и изучения свойств этих систем относится к группе общенаучных методов.
Системный подход представляет собой комплекс методологических принципов и правил системных исследований, образует частнометодологический базис, на котором строятся системный анализ и общая теория систем. Это своего рода генеральная стратегия исследования, его ориентация в подходе к изучению самых разнообразных явлений и процессов.
Системный анализ - наиболее молодое направление в рамках системных исследований. Характерная особенность состоит в его практической направленности. Системный анализ - совокупность специфических методов и средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам, возникающим в практической и теоретической деятельности [13,14]. В основном - это формальный аппарат, имеющий своими корнями такие теории, как теория исследования операций, общая теория информации, общая теория управления и др.
Системный подход, системный анализ и общая теория систем представляют собой определенные стороны системных исследований, их объединяют следующие свойства: [13,14,73,95]. 1. Теоретико-методологическая функция - каждый из разделов исследований выступает как определенная форма теоретического истолкования системных исследований и служит в качестве методологического инструмента для проведения конкретных исследований; 2. Общенаучная, междисциплинарная природа разделов системных исследований; 3. Специфический предмет исследований - системы; 4. Единство общих методологических принципов, разрабатываемых в рамках системного подхода.
Основополагающие при применение системных принципов в исследовании является понятие "система" и связанные с ним системные понятия (структура, иерархия, сложность, целенаправленность и др.) В современной литературе можно найти множество определений системы, каждое из которых отражает основные черты любой системы, или определенного класса систем. Система трактуется при этом, как совокупность элементов, определенным образом связанных между собой, и образующих некоторую целостность [13,14,60].
Системные исследования всегда предполагают - наличие объекта, рассматриваемого в качестве единого комплекса, подобъектов, наличие субъекта исследований или наблюдателя, наличие задачи, которую ставит наблюдатель и в соответствии с ней производит отбор объектов и их свойств или отношений между ними, наличие языка, с помощью которого наблюдатель может отразить все свойства объекта, которые необходимо принимать во внимание при решении поставленной задачи. В соответствии с задачей исследования наблюдатель задает критерии (системообразующее отношение или системообразующее свойство), на основе которых осуществляется отнесение тех или иных объектов к системе, то есть определяются элементы данной системы. После того, как система выделена, наблюдатель решает стоящую перед ним задачу с использованием эмерджентных свойств, т.е. свойств системы как целостности, которыми может быть не обладает ни один из отдельно взятых элементов (хотя, в конечном счете, эмерджентные свойства определяются свойствами составных частей системы).
Нетрудно заметить, что построенная по данному принципу система представляет собой объективное единство определенным образом взаимосвязанных элементов, и исследование системы как раз и заключается в выявлении и анализе элементов, свойствами отношений, присущих данной системе.
Таким образом, системный подход как метод исследования систем, базируется на известном диалектическом принципе всесторонности рассмотрения изучаемого объекта. Объективность и всесторонность рассмотрения являются исходными принципами системного исследования. Наряду с указанными исходными принципами в системном исследовании находят свое отражение и другие принципы диалектики. Например, эмерджентность, т.е. наличие у системы таких свойств, которые не присуще отдельным ее частям, является одной из форм проявления важнейшего диалектического принципа перехода количественных изменений в качественные.
Частные методики экспериментальных исследований
Для проведения экспериментальных исследований в качестве объекта наблюдения были выбрани городские автобусы.
При выборе полигона проведения эксперимента были также проанализированы и учтены особенности проведения компонентного анализа по методам R, Q, Р и О -техники [1,13,23,104].
При помощи R-техники [1,23] выполнено 95% работ, посвященных компонентному и факторному анализу. При R-технике объектом исследования должны являться несколько автобусных автотранспортных предприятий, которые сравниваются по ряду параметров, образующих систему показателей, влияющих на нормативную базу городских втобусов. При этом изучается взаимосвязь между параметрами и факторами. Для интерпретации используется, как правило, т (т п) наиболее весомых главных (общих) факторов. R-техника позволяет анализировать различные комбинации общих свойств объектов и обобщить характерные признаки объектов исследования. Q-техника менее распространена. При помощи Q-техники определяется степень взаимной близости N объектов на основе корреляций признаков. При этом выделяется группа объектов, наиболее близких друг другу по рассматриваемым признакам. Эти объекты объединяются в группу, характеризующуюся близкими величинами нагрузки той или иной главной компоненты для данных объектов. Если рассматривать матрицу первичных оценок признаков - X (рис. 3.2.1), то при R-технике изучаются корреляции между признаками (строками) матрицы, а при Q - технике исследуются корреляции между объектами (столбцами) матрицы:
Р - техника применяется не к N объектам исследования, а к одному объекту. В этом случае одно автобусное автотранспортное предприятие оценивается по небольшому числу признаков в разные интервалы времени. Можно производить оценку через сутки, неделю, месяц, год и т.д. Обычно изучается корреляция между каждой парой признаков и определяется, в какой степени периодически замеряемые два признака подвержены одинаковым изменениям своих показаний. Исследования могут проводиться через разные интервалы времени. При этом, сталкиваясь с колебаниями условий процесса, имеется возможность получать контролируемые измерения признаков при меняющихся условиях. Таким образом, при данном подходе представляется возможным отслеживать не только изменения факторов первой группы, но и учитывать колебания внешней среды при создании нормативной базы эффективной эксплуатации городских автобусов в условиях ГУЛ «Мосгортранс».
Кроме того, Р-техника позволяет изучить индивидуальные особенности объекта (автобуса, автобусного маршрута или автобусного автотранспортного предприятия), что является весьма важным при разработке индивидуальных и групповых нормативов.
О-техника используется при изучении одного объекта, но по большому числу признаков. Оценка проводится в некоторые моменты времени по всем признакам. Корреляция рассматривается не между парами тестов, а между парами дней (недель, месяцев и т.д.). Условиями для О и Р-техники являются: N- число замеров в N промежутков времени ti, t2,..., tN у одного объекта по п признакам. Примером применения О-техники на практике является реализация п видов изделий в течение N дней одним магазином [23].
В методах снижения размерности, а именно это преследуется в первую очередь при создании нормативной базы эффективной эксплуатации городских автобусов в условиях ГУЛ «Мосгортранс», многомерная классификация может быть проведена по наиболее существенной информации, заключенной в первых, наиболее весомых главных компонентах. Исследователю представляется также возможность выбора главных компонент в зависимости от того, какие внутренние, непосредственно не измеряемые, но объективно существующие закономерности они вскрывают. Это, в частности, относится к отображению при нормировании конструктивных особенностей городских автобусов, отдельных параметров эксплуатационных свойств (коэффициент сопротивления качению, коэффициент сопротивления воздуха, коэффициент сопротивления движению, характеристик дорожного покрытия (ровность дорожного покрытия на отдельных маршрутах, углы продольного и поперечного уклона профиля трассы маршрута) и т.д.
При нормировании индивидуальных особенностей городских автобусов и городских автобусных маршрутов в условиях ГУП «Мосгортранс» (см. главу 1) целесообразно на первом этапе применять принципы Р-техники, поскольку нормирование для конкретной марки автобуса начинается в каждом конкретном автобусном парке, а на втором этапе для проверки полученных нормативов и их уточнения для всей совокупности маршрутов (520 ед.) можно использовать и R-технику.
С учетом изложенного в качестве полигона эксперимента были выбраны производственные условия и маршрутная сеть филиалов «11 автобусный парк» и «14 автобусный парк» ГУП «Мосгортранс».
Выбор указанных предприятий обусловлен следующими причинами: - филиалы является типовыми автобусными предприятиями; - предприятия стабильно работают на протяжении последних лет; - на филиалах налажена автоматизированная система учета индивидуальной работы подвижного состава; - на филиалах успешно функционирует автоматизированная система контроля проезда (АСКП), влияющая на режимы движения автобусов на маршруте (рис. 1.2.6) и позволяющая более точно определять объем перевозок пассажиров на маршруте; - филиал «14 автобусный парк» ГУЛ «Мосгортранс» также является научно-производственным центром кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта и автосервис» МАДИ (ГТУ), ведется подготовка студентов, бакалавров, магистров и аспирантов - специалистов в области эксплуатации автомобильного транспорта. АСКП предназначена для: - увеличения сбора проездной платы за счет сокращения числа пассажиров, уклоняющихся от оплаты проезда и упорядочивания использования льгот оплаты проезда; - точного учета объемов перевозки пассажиров, включая льготников.
Построение и анализ математической модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах
Построение и анализ математической модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах проводилось в несколько этапов.
На первом этапе были собраны статистические данные по значимым факторам сложности маршрута движения городских автобусов.
На втором этапе была проведена их обработка с использованием математического аппарата корреляционного и компонентного анализа. Обработка проводилась с использованием современным программных комплексов STATISTICA 6.0 и SPSS 11.0 for Windows. Особенность обработки заключалась в том, что были построены математические модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах без вращения и с вращением компонент. При вращении использовались наиболее распространенные методы [1,23,39,104]: варимакс, эквимакс, квартимакс, облимин и промакс. Основные статистические характеристики каждого из методов представлены в приложении 4.
Корреляционный анализ (табл. 4.1.1) подтвердил взаимосвязь выбранных факторов сложности маршрута движения городского автобуса.
На третьем этапе были проанализированы полученные математические модели обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах без вращения и с вращением компонент следующего вида: - без вращения главных компонент: V = -0,285 ZVm - 0,207 Ztn + 0,241 Z„n + 0,23 Zy + 0,236 Zp, (4.1.1) где Zi - стандартизованные значения факторов сложности маршрута движения городских автобусов, а именно средней эксплуатационной скорости автобуса на маршруте, средней длины перегона, удельного числа поворотов на маршруте, коэффициента использования пассажировместимости, и средней плотности транспортного потока на маршруте соответственно; - при вращении главных компонент по методу варимакс: V = -0,031 ZK + 0,211 Zln + 1,241 ZHn - 0,29 Zy - 0,167 Zp, (4.1.2) - при вращении главных компонент по методу эквимакс: V = -0,57 ZY, + 1,307 Zln - 0,035 Z„a - 0,041 Zy + 0,016 Zp , (4.1.3) - при вращении главных компонент по методу квартимакс: V = -0,505 Zv, + 0,158 Ztn + 0,688 Z„n - 0,036 Zy - 0,055 Zp ,(4.1.4) - при вращении главных компонент по методу облимин: V = -0,964 ZVm - 0,011 Zln + 0,13 Znn + 0,llZy + 0,12 Zp ,(4.1.5) - при вращении главных компонент по методу промакс: У = 1,0 х Znn , (4.1.6)
При вращении главных компонент по методу промакс была получена простейшая структура для любого влияющего фактора при достаточной значимости главных компонент (А, =3,43, а\ =68,687), но это сводит формирование обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов к воздействию одного какого-то фактора. Что, в свою очередь, огрубляет исследуемый процесс и искажает его эмержентные свойства.
При вращении главных компонент по методу эквимакс также была получена простейшая структура (формула 4.1.3), отражающая фактически значимое влияние двух факторов (средней эксплуатационной скорости и средней длины перегона) при приемлемых характеристиках компонент {\ =3,43,сг,2 =68,687), но искажающая влияние фактора средней длины перегона. При увеличении средней длины перегона значения обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах будут увеличиваться, т.е. чем больше перегон, тем сложнее маршрут. Это противоречит общепринятым критериям [13,26,39,45,47,73,99,104].
Аналогичным образом была выведена из рассмотрения фактически трехфакторная модель (формула 4.1.4), полученная по методу квартимакс.
Пятифакторная модель (формула 4.1.2), полученная по методу варимакс, была выведена из рассмотрения, поскольку искажает влияние на сложность маршрута движения таких факторов, как средняя длина перегона. Коэффициент использования пассажировместимости и плотность транспортного потока.
В ходе анализа математических моделей (формулы 4.1.1 и 4.1.5) было установлено, что наиболее представительной является математическая модель обобщенного параметра сложности маршрута движения городских автобусов на главных компонентах без вращения (формула 4.1.1). Она в меньшей степени искажает эмержентные свойства, исследуемого процесса, поскольку отражает влияние пяти факторов (как и в реальной действительности), на двух главных компонентах она отображает 82% общей дисперсии (69% общей дисперсии описывает первая главная компонента и 13% общей дисперсии описывает вторая главная компонента).
На четвертом этапе был осуществлен переход от стандартизованных значений факторов сложности маршрута движения городских автобусов к их исходным значениям. При этом использовалась следующая формула стандартизованных значений факторов сложности маршрута движения городских автобусов:
