Конструирование рациональной системы
внутригородских маршрутов пассажирского транспорта,
которые отвечают требо-ваниям перспективного развития
городов и принятым критериям оптимизации, базируются
на расчете пассажирских корреспонденций на период 5-7
лет, когда исходные данные прогнозируются с достаточно
высокой степенью достоверности и сопоставимы с существующим
положением. При конструировании маршрутной системы
города в целом более корректно пользоваться единой
суммарной матрицей межрайонных поездок городского и
приезжего населения.
Построение маршрутной системы городского пассажирского
транспорта проводится поэтапно с использованием электронно-вычислительной
техники и последовательным приближением к рациональному
решению методом обращения по схеме «человек - ЭВМ»,
что обеспечивает их оптимизацию по соответствующим параметрам
и учет неформальных критериев и факторов.
Предлагаемая разработка маршрутной системы сводится
к достижению следующих условий и параметров оптимизации:
- трассы маршрутов определены ЭВМ с учетом конкретных
планов реализации строительства элементов магистрально-уличной
сети на расчетный период;
- каждый маршрут в отдельности связывает пассажирообразующие
и пассажиропоглощающие пункты города по транспортной
сети, как правило, кратчайшими путями;
- пересадочность сообщений по маршрутной сети города
в целом находится в пределах значения, задаваемого
в качестве критерия на основе анализа современного
состояния;
- каждый маршрут имеет относительно равномерную загрузку
по всей его длине, а минимальная величина пассажиропотока
на любом участке маршрута выше величины, заданной в
качестве критерия, что обеспечивает экономическую эффективность
функционирования маршрута;
- количество маршрутов в городе оптимизируется по критериям
их загрузки и беспересадочности сообщений с учетом минимальной
ломки сложившейся маршрутной системы;
- протяженность маршрута оптимизируется как по ранее
указанным критериям, так и по условиям работы водителей
и эксплуатации подвижного состава;
- конечные пункты маршрутов привязываются к действующим
и перспективным оборотным кольцам и диспетчерским пунктам,
а также к площадкам на свободных территориях в местах
формирования новой застройки, за пределами общегородского
центра;
- маршрутная система обеспечивает координацию работы
всех видов городского массового пассажирского транспорта
в части создания удобных пересадочных узлов с одного
вида транспорта на другой преимущественно вне центрального
ядра города;
- маршрутная система обеспечивает снижение пассажиропотоков
на основных, в настоящее время перегруженных, участках
магистральной сети и пересадочных узлах в центре города.
Следует указать, что приведенные целевые параметры оптимизации
маршрутной системы направлены на улучшение сложившегося
уровня транспортного обслуживания населения, которое
включает предельно допустимый интервал движения подвижного
состава на маршруте, отражающий заданный пассажиропоток,
возможно меньшие величины пересадочности и затраты времени
при прокладке маршрутов по кратчайшим путям. Наряду
с этим учитываются пассажирообразующие узлы взаимодействия
внешнего и пригородного транспорта. Построение системы
маршрутов осуществляется в три этапа.
Первый этап заключается в построении принципиальной
системы маршрутов между РТР транспортными районами города
(их центрами тяжести), т.е. теоретически возможной системы,
не учитывающей, однако, на данном этапе в полной мере
эксплуатационных условий (загрузки отдельных участков
магистралей, возможностей размещения диспетчерских пунктов
в тех или иных районах и др.).
Исходными данными при этом являются:
1) матрица корреспонденций пассажиров массового транспорта
между расчетно-транспортными районами в час «пик» //gij//;
2) кратчайшие пути следования между центрами тяжести
расчетно-транспортных районов по магистральной сети
(цепи i...j);
3) минимальная величина пассажиропотока на выходе из
рай-она, ограничивающая назначение маршрута (Рб);
4) минимальная величина пассажиропотока на участках
маршрута, ограничивающая его протяженность (Ро);
5) минимальная величина пересадочности в целом по городу
(Кб).
Матрица //gij// может быть задана
по материалам обследования или получена расчетным путем
(так же, как цепи i….j) по любому из программных комплексов
для ЭВМ, широко используемых в проектной практике при
определении нагрузки на сеть пассажирского транспорта
в городах.
Величины Рб и Ро
могут задаваться вариантно в зависимости от вида транспорта
и его прогнозной способности. Вместе с тем, их минимальные
значения должны оправдывать введение беспересадочного
маршрута и отражать, в конечном счете, экономическую
эффективность его работы, а пересадочность пассажиров
по городу в целом не должна превышать существующую.
Конструирование маршрутной системы ведется по двум блокам:
1-й – построение принципиальной схемы маршрутов по заданным
критериям с использованием всей матрицы корреспонденций
или ее части; 2-й – расчет комплекса показателей по
каждому маршруту и маршрутной системе города в целом,
которые получены в блоке или заданы специально в виде
цепей i….j.
При этом в 1-м блоке предусматривается возможность отказа
от отдельных маршрутов, корректировки или замены одних
маршрутов другими.
Порядок формирования маршрутов, реализованный программе
сводится к следующему. Вначале строится накопительная
матрица корреспонденций беспересадочных пассажиров между
районами в час «пик» //bij//,
отправляющихся из i-го района во все остальные по всем
имеющимся цепям (кратчайшим путям), т. е. строятся возможные
маршруты между всеми парами районов с одновременным
накоплением корреспонденций на выходе маршрута из района.
По накопительной матрице //bij//
рассматривается по порядку каждый район отправления
и отыскивается величина корреспонденций со значением
>=Рб. На связи пары районов,
где величины корреспонденций >=Рб,
назначается предварительный маршрут по ранее установленному
кратчайшему пути i....j. На этом маршруте строится поток
беспересадочных пассажиров по элементам цепи i....j
(кратчайшему пути) и матрице //gij//
путем суммирования корреспонденций между районами, которые
вошли в маршрут. Далее анализируется по порядку суммарный
поток пассажиров каждого элемента цепи и определяется
тот из них, где величина потока < Ро.
На этом участке маршрут обрывается.
В случае, если в каком-либо столбце матрицы //bij//
нет корреспонденции >=Рб,
то из него выбирается одна максимальная величина корреспонденции
(без учета внутрирайонных связей) и относящаяся к ней
пара районов соединяется маршрутом.
Полученные в результате указанной работы маршруты объединяются
при наличии одноименных признаков начала и конца. По
объединенным маршрутам рассчитывается количество беспересадочных
пассажиров в целом по городу из матрицы //gij//:
из каждого столбца (района отправления) выбираются корреспонденции
тех пар районов, которые вошли в маршруты, и суммируются
с нарастающим итогом. По итогу находится доля поездок
пассажиров без пересадок. Если величина беспересадочных
пассажиров не удовлетворяет заданным условиям, то из
матрицы //bij// выбирается одна
пара связей с максимальной корреспонденцией из числа
не вошедших в маршруты. Строится новый дополнительный
маршрут, пересчитывается доля беспересадочных пассажиров
и так до тех пор, пока заданные условия не будут удовлетворены.
Для каждого маршрута рассчитываются объемы перевозок
и пассажиропотоки. Исходными данными для этого служат
сформированная схема маршрутов, матрицы межрайонных
беспересадочных поездок //
//, поездок с пересадками //
// и //bij//, исходные цепи i...j.
Вначале рассматривается матрица //
// без учета внутрирайонных связей, затем – внутрирайонные
связи и, наконец, матрица //
//.
В матрице //
// берутся по порядку пары разноименных районов и отыскиваются
в маршрутах участки, соединяющие их, на которых накладывается
корреспонденция: если рассматриваемая пара присутствует
только в одном маршруте, то величина корреспонденции
целиком заносится в участки этого маршрута; если эта
пара присутствует в нескольких маршрутах одновременно,
то корреспонденция разделяется между ними пропорционально
величинам, стоящим в клетках матрицы //bij//
по соответствующим конечным узлам (номерам районов)
указанных маршрутов, т. е. пропорционально количеству
накопленных беспересадочных пассажиров на выходе из
района. Параллельно с этим корреспонденция (целиком
или разделенная) заносится в объемы перевозок на маршрутах.
Из накопленных величин беспересадочных пассажиров на
участках для каждого маршрута выбирается одна максимальная
величина (
).
Внутрирайонные корреспонденции матрицы //
// разносят-ся по участкам маршрутов пропорционально
.
Аналогично определяется объем внутрирайонных перевозок
по маршрутам.
По матрице //
// устанавливаются пассажиропотоки и объемы перевозок
на маршрутах пассажиров, едущих с пересадками. Между
каждой парой корреспондирующих районов этой матрицы
рассматривается кратчайший путь (цепь) и маршруты, проходящие
через узлы этой цепи. При отсутствии в каком-либо узле
цепи маршрута строится новый (подкратчайший) путь, исклю-чающий
указанный узел, и так далее до тех пор, пока через все
участки цепи не будет проходить хотя бы один из сформированных
ранее маршрутов. После этого для каждого узла построенной
цепи отыскиваются все проходящие маршруты.
Номера маршрутов, проследовавших через первый узел цепи,
сравниваются с номерами маршрутов второго узла. Одноименные
номера запоминаются и сопоставляются с маршрутами третьего
узла и т. д. до тех пор, пока хотя бы один из предыдущих
номеров маршрутов присутствует в последующем узле. При
отсутствии в каком-либо последующем узле номеров первоначально
сопоставляемых маршрутов, сравниваются все маршруты
предыдущего узла (он является узлом пересадки) и последующего.
Одноименные номера маршрутов запоминаются и проводится
работа, аналогичная первому шагу. Найденные таким образом
маршруты устанавливают путь следования пассажиров, едущих
с пересадками.
Корреспонденцию пары рассматриваемых районов матрицы
//
// относят ко всем этим маршрутам, разделяя ее при необходимости
пропорционально .
Одновременно выявляются узлы пересадок и их загрузки.
Накопленные на каждом маршруте суммы обработанных, как
было указано выше, корреспонденций матриц //
// и //
// дают искомые величины пасспотоков и объемов перевозок.
По объемам беспересадочных и пересадочных пассажиров
определяется коэффициент пересадочности.
По каждому маршруту рассчитывается ряд показателей:
протяженность, транспортная работа, средняя дальность
маршрутной поездки, коэффициент сменяемости пассажиров
на маршруте, коэффициенты неравномерности перевозок
по длине и направле-ниям маршрутов, потребное количество
подвижного состава; да-ются также показатели, характеризующие
маршрутную систему города в целом.
Второй этап работы включает в себя логический анализ
полученной принципиальной схемы маршрутов по следующим
признакам:
- сходимость ее с существующей маршрутной системой города,
особенно на связях, обслуживающих крупнейшие пассажирообразующие
пункты;
- проверка полученной беспересадочности сообщений (сравнение
с существующим положением) как по отдельным мощным связям
(в том числе с узлами внешнего и пригородного транспорта),
так и в целом для города;
- проверка пересадочных узлов, их загрузки и пропускной
способности;
- проверка загрузки основных транспортных магистралей
города как существующих, так и намечаемых к строительству
на расчетный период;
- анализ целесообразности сохранения или отказа от полученных
укороченных маршрутов, входящих в состав более длинных,
по рассчитанным показателям;
- удлинение (продление) отдельных маршрутов для обеспечения
доступности к линиям массового транспорта населения
отдельных жилых кварталов, привязка к проходным промпредприятий
и т. п.;
- проверка взаимосвязи маршрутов ГМПТ с узлами внешнего
и пригородного транспорта;
- объединение коротких маршрутов с близкими по величине
пассажиропотоками или разрыв очень длинного маршрута,
не обеспечивающего нормальных условий и режима работы
водителей и подвижного состава.
Такой логический анализ проводится широким кругом специалистов
на базе расчетных характеристик каждого маршрута в отдельности
и маршрутной системы в целом, а также материалов анализа
натурных обследований современного состояния функционирования
пассажирского транспорта и передвижений населения в
плане города.
Подвергнутая логическому анализу принципиальная схема
маршрутов при внесении каких-либо изменений подвергается
перерасчету с получением новых показателей по количеству
маршрутов, беспересадочности сообщений и характеристике
ка-ждого маршрута. Этот процесс носит итеративный характер
и осуществляется по достижении решения, при котором
основные целевые параметры будут иметь незначительные
отклонения от заданных и логический анализ маршрутной
системы не будет требовать ее изменений.
Третий этап предусматривает закрепление маршрутов за
диспетчерскими пунктами и оборотными кольцами, размещение
которых конкретизируется планом застройки территории
города на рассматриваемый период; окончательный расчет
показателей, характеризующих каждый маршрут в отдельности
и маршрутную систему города в целом; расчет потребности
в подвижном составе ГМПТ по видам и вместимости и распределение
его по маршрутам.