Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса 8
1.1. Общая характеристика транспортного обслуживания пассажиров в городах 8
1.2. Существующие методы определения спроса на услуги городского пассажирского маршрутного транспорта 16
1.3. Характеристика современной системы управления городским пассажирским маршрутным транспортом 25
1.4. Выводы 32
2. Методологические основы формирования спроса на городские пассажирские перевозки 34
2.1. Основные принципы и положения формирования спроса на услуги городского пассажирского маршрутного транспорта 34
2.2. Моделирование выбора пассажиром средства передвижения 47
2.3. Методологические и методические основы распределения пассажиропотоков по маршрутам движения городского транспорта 63
2.4. Выводы 75
3. Теоретико-методологические основы повышения эффективности управления процессами пассажирских перевозок 78
3.1. Системный анализ рынка пассажирских услуг 78
3.2. Методология многокритериального отбора операторов пассажирских услуг 93
3.3. Оценка качества услуг на городском пассажирском маршрутном транспорте 105
3.4. Система критериев отбора операторов пассажирских услуг 115
3.5. Методика конкурсного отбора операторов пассажирских услуг 123
3.6. Выводы 131
4. Реализация научных результатов исследования 134
4.1. Определение спроса населения на услуги городского пассажирского маршрутного транспорта на примере г. Липецка 134
4.2. Прогнозирование поведения пассажира и определение наполняемости подвижного состава 136
4.3. Конкурсный отбор операторов пассажирских услуг на маршруты повышенного спроса 143
4.4. Социально-экономический эффект от проведения мероприятий по совершенствованию системы управления городским пассажирским маршрутным транспортом 148
4.5. Выводы 151
Основные результаты и выводы 153
Библиографический список 156
Приложения 170
- Существующие методы определения спроса на услуги городского пассажирского маршрутного транспорта
- Моделирование выбора пассажиром средства передвижения
- Методология многокритериального отбора операторов пассажирских услуг
- Прогнозирование поведения пассажира и определение наполняемости подвижного состава
Введение к работе
Актуальность исследования. Завтрашнее благосостояние населения определяется качеством управленческих решений, принимаемых сегодня. Хорошо известно, что эффективное управление -это основа для выбора рациональных процессов и устойчивого развития любой организации. Обеспечение стабильного функционирования системы транспортного обслуживания городского населения, необходимость обеспечения эффективности, экологической и дорожной безопасности работы городского пассажирского маршрутного транспорта (ГПМТ) обусловливают важность и экономическую значимость проблем, связанных с совершенствованием управления процессами перевозок на городских автобусных маршрутах.
Влияние социально-экономических, демографических и экологических факторов; отсутствие общепринятой научно обоснованной методики определения спроса на услуги ГПМТ; большое количество индивидуальных предпринимателей, участвующих в процессе перевозки пассажиров и часто не имеющих своей производственной базы; законодательно не закрепленный порядок допуска операторов различных форм собственности на рынок пассажирских услуг; отсутствие санкций со стороны органов местного самоуправления за нарушения в процессе перевозок привело к ухудшению технического состояния подвижного состава, уровня организации процесса перевозок и качества обслуживания населения, снижению профессиональной подготовки операторов всех форм собственности.
Недостаточная разработка методов эффективного управления процессами городских автобусных перевозок и регулирования согласованием интересов всех участников системы транспортного обслуживания населения, а также теоретическая и практическая значимость
5 выбранной темы диссертационной работы позволили сформулиро-
вать основные научные идеи и направления исследования.
Цель и задачи работы. Цель - повышение качества пассажирских услуг и эффективности функционирования системы транспортного обслуживания городского населения на основе разработанных новых теоретико-методологических и практических подходов организации ГПМТ. Для достижения цели сформулированы и решены следующие задачи:
- анализ существующих методов управления городскими
пассажирскими перевозками;
4 - разработка методологии и методики определения спроса на
услуги ГПМТ;
выявление предпочтений пассажиров при выборе средства передвижения, обеспечивающее минимальные стоимостные и временные затраты на передвижение;
определение объемов пассажиропотоков на маршрутах движения городского транспорта и выявление проблемных участков мар-
шрутной сети;
- выбор и обоснование эффективной системы критериев отбора
^Ч операторов пассажирских услуг;
- разработка методики многокритериального конкурсного отбора
операторов пассажирских услуг на маршруты повышенного спроса.
Объект исследования - процессы перевозок городского населения пассажирским маршрутным транспортом.
Теоретической и методологической основой исследования
Ф послужили научные труды по проблемам повышения социальной и
^ экономической эффективности процессов управления городскими
пассажирскими перевозками, снижения негативного воздействия
ГПМТ на окружающую среду, методы статистического анализа, эконо-
мико-математического и имитационного моделирования, теории графов, системного анализа, принципы принятия решений в условиях неопределенности, теория вероятности и нечетких множеств.
Научная новизна исследования заключается в разработке следующих теоретико-методологических и методических основ и положений повышения эффективности управления процессами автобусных перевозок, которые выносятся на защиту:
теоретико-методологический подход к определению спроса на услуги ГПМТ на основе принципов теории нечетких множеств;
экономико-математическая модель выбора пассажиром средства передвижения;
аналитические исследования и имитационная модель определения объемов межрайонных пассажирских потоков на маршрутах движения городского транспорта;
система критериев отбора операторов пассажирских услуг;
методика принятия решений в условиях неопределенности при конкурсном отборе операторов пассажирских услуг.
Практическая значимость. Разработанные в диссертации теоретико-методологические и практические положения, модели и методики могут быть использованы Департаментом городского транспорта, государственными, муниципальными и коммерческими организациями на всех этапах разработки и реализации мероприятий и научно-технических программ повышения эффективности управления процессами городских автобусных маршрутизированных перевозок; при доставке трудящихся к предприятиям особой экономической зоны, создаваемой в Липецком районе. Предложенные модели и алгоритмы позволяют органам местного самоуправления, операторам различных форм собственности осуществлять поиск и формирование эффективных управленческих решений повышения качества транспортного об-
7 служивания населения, улучшения экологической и дорожной безопасности автобусных перевозок и оценить экономическую эффективность мероприятий по совершенствованию процесса перевозок.
Реализация результатов работы. Теоретические, методологические и прикладные исследования использовались: при разработке и решении проблем по гранту фундаментальных исследований Минобразования РФ Т02-13.0-197 «Научные основы создания ноосфернологистических технологий перевозок», Департаментом городского транспорта администрации г. Липецка; в учебном процессе студентами и преподавателями кафедры «Управление автотранспортом» Липецкого ГТУ.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на: III Международной научно-технической конференции «Транспортные системы Сибири» (Красноярск, 2005 г.); ежегодных научно-технических конференциях в Л ГТУ (2003-2005 гг.) и заседаниях кафедры «Управление автотранспортом» ЛГТУ (2004-2005гг.).
Публикации. Основные теоретические положения и научно-практические результаты опубликованы в 9 печатных трудах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, приложений на 32 стр., содержит 155 стр. текста, 18 табл., 49 рис. Библиографический список включает 125 наименований.
Существующие методы определения спроса на услуги городского пассажирского маршрутного транспорта
Информация о величине спроса населения на услуги ГПМТ является основной, исходной информацией для определения необходимой провозной возможности транспортной системы. Правильность ее определения определяет точность всего транспортного расчета, включающего проектирование транспортной сети, обоснование мар шрутной системы, выбор видов транспорта и т. д. Знание величины спроса населения на услуги ГПМТ необходимо при проектировании транспортной сети, при организации перевозок пассажиров. Незнание потенциальных объемов перевозок приводит к их нерациональному распределению между видами транспорта, маршрутами движения, не верному определению потребного подвижного состава, ухудшению качества обслуживания, усилению дискомфортности поездок, к по вышению "транспортной усталости" и др.
В области разработки методов определения спроса на услуги ГПМТ значительный вклад принадлежит Вельможину А.В. [24,82,96, 105], Володченко СВ. [13], Гудкову В.А. [4,24,74,77,82,96,105], Ефремову И.С. [104], Лопатину А.П. [57], Макарову И.П. [58], Мальгину А.Н. [62], Миротину Л.Б. [56,82,105], Овечникову Е.В. [70], Фишельсону М.С. [20,70,109], Шелейховскому Г.В. [61,91,104], Шмульяну Б.Л. [12], Юди-ну В.А. [104], Ямпольскому В.З. [58] и др.; и ряду зарубежных ученых, таких как Вильсон А. [12], Мартин Б. [62], Мерлен П. [64], Томлин Дж. [62,123] (Wilson A.J., Martin B.V., Merlen P., Tomlin J.A) и др.
Информация о величине спроса населения на услуги ГПМТ и по- токах в транспортной сети главным образом получается из наблюде ний [9,11,14,20,23,70,78,109]. Однако, все более и более значимыми в практике планирования и управления ГПМТ становятся расчетные методы [13,29,39,45,63,72,75,90,95,98,113], в основе которых лежат гипотезы о закономерностях формирования и реализации пассажирских корреспонденции.
Все существующие методики определения величины спроса населения на услуги ГПМТ можно разделить на два типа: натурные и расчетные методики, которые, в свою очередь, классифицируются по ряду признаков (рис. 1.11). Натурные методики основываются на обследованиях пассажиропотоков и классифицируются по ряду признаков: по длительности охватываемого периода, по ширине охвата транспортной сети, по виду обследований, по способу фиксирования перемещений пассажиров. В последнее время разрабатываются и внедряются автомати зированные методы, обеспечивающие получение информации в об работанном виде без участия людей [1,28,33,49,54,67]. Существующие методы автоматизированного обследования пассажиропотоков можно \разделить на четыре группы: контактные, неконтактные, косвенные и комбинированные. Автоматизированные методы обследований явля ются перспективными. Например, постоянно действующая авто матизированная система мониторинга фактически выполненных услуг по перевозке пассажиров (АСМ-ПП) [50], которая по заявлению разра ботчиков должна стать информационной основой совершенствования всей системы управления ГПМТ.
Анализ проведенных исследований позволяет сделать вывод, что большинство существующих натурных методик определения величины спроса на услуги ГПМТ не отвечают современным требованиям, как к объемам, так и к точности и оперативности получения информации. А автоматизированные методы обследований пассажиропотоков хотя и перспективны, но требуют установки весьма дорогого оборудования и больших эксплуатационных затрат, что часто неприемлемо для региональных органов местного самоуправления.
Основными недостатками натурных методик определения величины спроса на услуги ГПМТ являются: - обследования проводятся фрагментарно (в течение выбранного момента времени и зачастую не по всей территории города), а полученные результаты обобщаются для города в целом и используются в течение всего периода работы транспорта; - результаты обследования отражают ситуацию, имевшую место в прошлом, тогда как любые управленческие решения, даже оперативного характера, принимаются на перспективу; - высокая трудоемкость обследования: для его проведения требуются сотни чел.-часов работы обследователей и обработчиков информации. В связи с этим все большее распространение получают математические модели [39], позволяющие определить величину спроса на услуги ГПМТ. Математические модели условно поделены на три типа. Каждый тип представлен своими видами моделей: 1. Детерминированные, рассматривающие передвижения в виде однозначной функции определяющих факторов (гравитационная модель [12,61,87,91,113], электростатической аналогии [104]). 2. Вероятностные, рассматривающие передвижения в виде стохастических (случайных) величин, подчиняющихся статистическим закономерностям (модели множественной корреляции [95], имитационные модели [62], энтропийные модели [12,57,62,123], модель конкурирующих возможностей [12]). 3. Эвристические, определяющие динамику роста объемов передвижений на основе эвристического прогнозирования (методы динамических рядов [104], коэффициентов роста [64]).
Моделирование выбора пассажиром средства передвижения
Для определения спроса на услуги ГПМТ необходимо установить мотивы, которыми руководствуются пассажиры при выборе того или иного маршрута движения и вида транспорта. Исследования пассажирских передвижений в городе показали, что в первую очередь пассажиры стремятся избрать беспересадочный маршрут движения независимо от вида транспорта. Если между заданными районами отправления и прибытия существуют беспересадочные маршруты коммерческого и муниципального транспорта, то у пассажира возникает возможность выбора из двух альтернатив: воспользоваться маршрутом коммерческого транспорта или предпочесть муниципальный транспорт. Выбор средства передвижения производится на основе ряда факторов, с помощью которых пассажир принимает решение: стоимость поездки, время ожидания транспорта, время нахождения в транспорте, частота движения, вместимость подвижного состава, комфортабельность поездки, возраст пассажира и состояние здоровья, время суток и климатические условия, плотность маршрутной сети (МС) и т.д.
Многие факторы, влияющие на выбор, трудно поддаются учету, так как не имеют количественного выражения. Для других факторов требуется проводить сложные и трудоемкие статистические исследования, ценность результатов которых часто не соизмерима с затратами на проведение исследований. Поэтому целесообразно учесть только те факторы, которые в наибольшей степени влияют на выбор пассажира. Таковыми факторами являются: стоимость поездки, время ожидания транспорта, время нахождения в транспорте и частота движения подвижного состава на маршруте [7]. Эти факторы формируют величину спроса на услуги городского транспорта на каждом отдельном маршруте.
Если спрос на отдельном маршруте не удовлетворяется, то пассажир вынужден воспользоваться альтернативным видом транспорта, маршрут которого пролегает между заданными транспортными районами. В случае, когда спрос на передвижение между заданными транспортными районами превышает все существующие предложения на отдельном участке МС, у пассажира возникает неудовлетворенность работой ГПМТ. Особенно остро неудовлетворенность работой ГПМТ проявляется в часы пик, когда ценность поездки наиболее высока. Трудящийся житель города может не попасть к месту работы, а учащийся - к месту учебы в назначенное время.
Для учета потерь времени на передвижение целесообразно ввести фактор, учитывающий срочность поездки пассажира. Таковым фактором является стоимость минуты времени. Естественно, каждый пассажир по-своему оценивает стоимость единицы времени. Исходя из этого, можно считать, что оценка стоимости минуты времени Смин -случайная величина. Поэтому для ее определения целесообразно использование статистико-вероятностных методов [3,16,86,89].
В результате опроса жителей г. Липецка были получены две выборки. Выборка, полученная из опроса трудящегося населения объемом птр = 144 ед. и выборка, полученная из опроса учащегося населения объемом пуч =136 ед. Обработка результатов опроса произведена в системе STATISTICA [10]. Результаты отражены в табл. 2.2 и на рис. 2.6-2.7.
Методология многокритериального отбора операторов пассажирских услуг
Цель введения системы многокритериального отбора операторов пассажирских услуг состоит в том, чтобы обеспечить решение социальных задач, связанных с организацией качественного транспортного обслуживания населения на основе отбора наилучших предложений со стороны операторов. Лучшее предложение отличается от других надлежащей квалификацией руководителя, специалистов и водительского состава оператора; высоким качеством обслуживания, выражающемся в обеспечении регулярности, дорожной и экологиче-ской безопасности, комфортабельности перевозок; экономической эффективности использования подвижного состава.
Конкурсный отбор среди альтернативных производителей пас сажирских услуг является основным механизмом отбора лучших предложений. При организации конкурса требуется, чтобы критерии отбора отражали общественный интерес, а конкурсные процедуры были справедливыми и прозрачными для стимулирования притока на рынок как можно большего числа операторов. В целом, процесс орга низации и проведения конкурса занимает значительный период вре мени. Рекомендуется конкурсы проводить в соответствии со следую щим календарным планом: - период от спецификации маршрута до рассылки приглашений для участия в тендере - около 1 месяца (это время необходимо для обеспечения детального исследования маршрутов); - период от рассылки приглашений для участия в конкурсе до сдачи предложений - около 1 месяца (это время необходимо соиска телям для того, чтобы самим изучить маршрут и подготовить соответ ствующие предложения); - период от проведения конкурса до заключения контракта - около 1 месяца (это время необходимо для обеспечения взвешенной оценки предложений соискателей); - период времени от заключения контракта до начала работы по контракту - около 2 месяцев (это время необходимо для того, чтобы новый оператор надлежащим образом подготовился к работе на маршруте).
В целом, для проведения конкурсной процедуры требуется около 4 месяцев. Процедура многокритериального отбора операторов пассажирских услуг (рис. 3.4) состоит из следующих этапов: 1. Разработка требований к претендентам (включая преква-лификацию). Предварительная квалификация (преквалификация) необходима для того, чтобы получить гарантию того, что контракты будут успешно выполнены. Она охватывает следующие параметры: Технические возможности. Это требование выражается в необходимости соответствия общему стандарту качества, подтверждаемого лицензией. Это может значительно сократить затраты времени и денег, связанные с анализом большого количества предложений.
Профессиональная компетентность. Оценивается опытом работы и квалификацией персонала. В этой связи претендентов обязывают представить характеристики сотрудников, занятых на ключевых должностях. В ряде случаев для оценки профессиональной компетентности используются дополнительные требования: способность застраховать перевозочную деятельность и обеспечить требуемое количество автобусов.
Финансовая состоятельность. Для оценки финансовой состоя тельности при проведении конкурса требуются данные о при надлежащих оператору ценных бумагах и вексельных обязательствах. 2. Рекламное оповещение о конкурсе и приглашение участвовать в нем. Информация о проведении конкурса публикуется в местных газетах. Освещается характер выставляемых на конкурс услуг, крайний срок подачи заявки на участие в конкурсе и возможность получения подробной информации (конкурсной документации). 3. Выдача претендентам (соискателям) конкурсной документации. Конкурсная документация - самый важный документ для успешной организации конкурса. Конкурсная документация должна предоставить потенциальным претендентам всю необходимую информацию, в том числе: административные процедуры, включая порядок рассмотрения предложений по стоимости и качеству транспортных услуг; характеристика транспортных услуг; требования к типам используемых транспортных средств; критерии отбора и оценки предложений; условия контракта; штрафы за несоблюдение условий контрактов; процедуры корректировки условий контрактов; процедуры устранения разногласий; обязательства по выполнению предлагаемого объема работ (если требуется).
Конкурсная документация должна включать следующую информацию (административные процедуры): Юридические аспекты. Должен быть указан перечень нормативных правовых актов (инструкций), которые обязаны соблюдать все претенденты. Должно содержаться указание на то, что отказ от исполнения данных инструкций будет рассматриваться как нарушение контракта, заключенного по результатам конкурсного отбора. Сопроводительная информация. Она может включать данные об объеме и структуре пассажиропотока на маршруте за несколько последних лет. В таких случаях в конкурсной документации должно быть указано, как можно получить доступ к этой информации. Используемые формы. Прилагаются к конкурсной документации и требующие заполнения. Предоставляются в запечатанном конверте. Место подачи заявки с датой и часом закрытия. Во избежание недоразумений эти сведения должны быть указаны очень точно. Описание процесса отбора (см. п. 3.5). Дата и место рассмотрения предложений участников конкурса. Эти сведения должны быть подробно изложены и опубликованы, с целью обеспечения прозрачности конкурсных процедур. Период действия предложений. В заявке претендента должен быть указан срок, в течение которого содержащиеся в ней предложения являются действительными. Это необходимо на тот случай, если процесс принятия решения будет прерван или отсрочен ввиду любой серьезной причины. Право отмены конкурса. В конкурсной документации должно быть оговорено право исполнительной власти по отмене и повторному проведению конкурса в случае, если не были получены приемлемые предложения.
Прогнозирование поведения пассажира и определение наполняемости подвижного состава
При возникновении потребности в перемещении житель города может воспользоваться пятью способами передвижения: поездка на коммерческом транспорте, поездка на муниципальном транспорте, поездка на легковом автомобиле, поездка на такси или пеший переход. Два последних способа передвижения в дальнейшем рассматриваться не будут, так их доля в общем объеме передвижений к местам работы или учебы относительно мала. В разработанной методике учитываются поездки на коммерческом транспорте, на муниципальном транспорте и на легковом автомобиле.
Для распределения жителей г. Липецка на классификационные группы (рис. 2.8) собраны статистические данные о наличии представителей каждой группы в транспортных районах города (табл. 1, прил. 2). Для каждой группы населения применяется разработанная экономико-математическая модель выбора средства передвижения: коммерческий транспорт, муниципальный транспорт или легковой автомобиль (см. п. 2.2).
Таким образом, для трудящихся, владеющих легковым автомобилем и имеющих льготы на проезд, вначале производится выбор между коммерческим и муниципальным ГПМТ. Льготы в коммерческом транспорте не предусмотрены, поэтому стоимость проезда в нем составляет 6 руб. для всех групп населения. При стоимости льготного проездного билета, равной 100 руб. по формуле (2.29) определена средняя стоимость разовой поездки в муниципальном транспорте, равная 1,11 руб. Затем определяются предпочтения в выборе из двух альтернатив: коммерческий ГПМТ или легковой автомобиль. А далее выбор между муниципальным ГПМТ и легковым автомобилем.
С учетом вероятностей выбора средства передвижения для осуществления межрайонных поездок жителями города, рассчитанными по формулам (2.17) - (2.34), получены результаты, представленные в табл. 3, 4 прил. 2. Для расчета наполняемости подвижного состава на каждом автобусном маршруте движения необходимо определить, каким образом распределяются пассажиропотоки, представленные в табл. 3, 4 прил. 2, по маршрутам движения с учетом предпочтений потребителей пассажирских услуг, вместимости автобусов и интервалов движения.
Расчет наполняемости подвижного состава произведен для 17 основных маршрутов, включая прямые и обратные направления. Ис ходные данные по автобусным маршрутам отражены в табл. 4.3. Для расчета наполняемости подвижного состава на маршрутах разработа на программа в среде MS Excel, реализующая алгоритм, представленный в виде блок-схемы на рис. 2.19. Разработанная программа позволяет рассчитать пассажиропотоки на автобусных маршрутах; коли чество отказов в поездке, возникающих на отдельных участках маршрутной сети; количество невостребованных свободных мест в авто бусе; затраты времени пассажиров на ожидание; затраты времени пассажиров в денежном выражении.
На рис. 1-33 прил. 3 представлены результаты расчета напол няемости подвижного состава на маршрутах движения, величины не удовлетворенного спроса и невостребованного предложения в утренние «часы пик», полученные с использованием разработанного алгоритма и программы. Анализ полученных результатов позволяет сде лать следующие выводы. На маршруте № 300 (рис. 1-2, прил. 3) бо лее чем в 1,5 раза величина спроса в прямом направлении между районами 25-22 превышает предложение, а между районами 25-4 более чем в 3 раза. В обратном направлении между районами 7-25 спрос превышает предложение в среднем в 1,3 раза. В целом на маршруте № 300 почти на всей протяженности спрос превышает предложение.
На маршруте № 308 (рис. 3-4, прил. 3) практически по всей протяженности в прямом и обратном направлении спрос намного превосходит предложение: в прямом - более чем в 6 раз между районами 28-10 и 10-32, в обратном - в 1,7 раз между районами 27-4. Невостребованных свободных мест на этом маршруте почти нет.
На маршруте № 309 (рис. 5-6, прил. 3) потребности пассажиров в перевозках полностью не удовлетворяются как в прямом, так и в об ратном направлении. Между районами 9-18 максимальное превышение спроса над предложением более чем в 4,5 раза.
Маршрут № 311 (рис. 7-8, прил. 3) характеризуется тоже превышением спроса над предложением. В прямом направлении спрос больше предложения между районами 8-3 в среднем более чем в 2 раза, а между районами 7-26 - более чем в 4 раза. В обратном направлении превышение спроса над предложением между районами 17-23 почти в 5 раз. Очевидно, что оператор, обслуживающий этот маршрут, не может обеспечить полное удовлетворение потребностей населения в перевозках.
На маршруте № 317 (рис. 9-10, прил. 3) спрос в прямом направлении превышает предложение в среднем в 2 раза, в обратном -в 1,2 раза.
Маршрут № 321 (рис. 11 - 12, прил. 3) также отмечен превышением спроса над предложением. Особенно в прямом направлении между районами 25-4 и 11-9 отказ в поездке получили более 600 человек.
На маршруте № 324 (рис. 13 - 14, прил. 3) в прямом направлении спрос больше предложения только между районами 28-1. Между остальными районами провозные возможности полностью не используются, а между районами 2-13 больше половины мест свободно. В обратном направлении спрос не намного превышает предложение, а между отдельными районами почти 2/3 провозных возможностей не востребовано.
