Главная              Рефераты - Логистика

Повышение эффективности использования автобусов при выполнении городских пассажирских перевозок в городе Гомель - дипломная работа

Введение

Автомобильный пассажирский транспорт является основным видом транспорта для поездок на короткие и средние расстояния. Автомобильный транспорт представляет собой одну из крупнейших отраслей народного хозяйства со сложной и многообразной техникой и технологией, а также специфической организацией и системой управления.

В условиях резкого спада производства и снижения жизненного уровня населения показывает, что уровень пассажирских перевозок, как правило, не соответствует современным требованиям, предъявляемым к качеству перевозок пассажиров.

Зачастую не обеспечивается установленное нормами время поездок, что объясняется низкими скоростями движения автобусов, необходимостью совершать пересадки из-за несовершенства маршрутной сети и потерями времени на подходы к остановкам. В часы пик поездки совершаются с нарушением установленных норм наполнения подвижного состава.

перед предприятиями осуществляющими городские пассажирские перевозки, всегда встаёт задача оптимизации перевозочной деятельности, достижения ситуации, когда спрос на перевозки совпадал бы с предложением, при минимальных транспортных издержках.

Достичь такого равновесия практически невозможно. На сегодняшний день реально при помощи комплексного решения задач по оптимизации процессов перевозки.

Большое влияние на организацию перевозок пассажиров и повышение эффективности использования пассажирского транспорта оказывает неравномерность распределения пассажиропотоков во времени.

Исходной базой для разработки мероприятий по совершенствованию процесса транспортного обслуживания населения является информация об особенностях формирования общей и транспортной подвижности населения, о размере и направлениях пассажиропотоков, их изменении в пространстве и во времени.

Данные о величине пассажиропотоков позволяют представить реальное состояние существующего положения и на этом основании делать выводы о направлении совершенствования организации перевозок. Колебания пассажиропотоков отличаются определенной закономерностью. Наибольший интерес представляют колебания по часам суток, так как данные о размерах и характере часовых потоков служат основанием для выбора эффективного типа подвижного состава и его количества; расчета показателей, характеризующих движение автобусов; составление расписания движения; организации эффективных графиков работы автобусных бригад.

В связи с этим важное значение имеет точность и скорость определения объема перевозок пассажиров в конкретный момент времени. Традиционными методами обследования и построения картограмм изменения суточных пассажиропотоков сделать это можно лишь по истечении некоторого временного отрезка. Вместе с тем совокупное поведение всех пассажиров подчиняется определенной закономерности, которая может быть описана одним из вероятностных законов распределения случайных величин. Задача состоит в определении количества транспортных средств (интервала движения), необходимых для освоения сложившегося пассажиропотока, а также выборе оптимальной формы работы (по расписанию или интервалу). Такая задача решается при переходе от внепиковых периодов к пиковым и обратно.

Также необходимо уделить внимание организации работы водителей и кондукторов, то есть соблюдение требований Положения о рабочем времени и времени отдыха водителей автомобильного транспорта.

Нельзя оставить без внимания и объемы транспортных выбросов вредных веществ в атмосферу на дорогах общего пользования. Так как экологический вопрос, особенно в крупных городах, поставлен очень жестко, то необходимо определить воздействия транспортных средств на окружающую среду.


1 Анализ системы городских автобусных перевозок пассажиров

1.1 Анализ методов повышения эффективности использования автобусов

Основной задачей организации движения городского транспорта является обеспечение наиболее высокого качества пассажироперевозок при минимальной себестоимости. Качество пассажироперевозок оценивают регулярностью движения автобусов, величиной маршрутного интервала, наполнением автобусов, затратами времени населения в поездках, скоростью сообщения и комфортабельностью транспортного обслуживания. Повышение качественных показателей транспортного обслуживания приводит к росту себестоимости пассажироперевозок. Поэтому требование максимизации качественных показателей пассажироперевозок и минимизации их себестоимости противоречат друг другу. Если к тому же учесть нерегулируемые случайные колебания пассажиропотоков во времени и по длине транспортной сети, неизбежные задержки движения маршрутного пассажирского транспорта при работе в общем потоке уличного движения и т. д., то станет очевидным, что составление оптимального плана движения представляет собой весьма сложную задачу. План движения с одной стороны, должен быть достаточно напряженным, т.е. должен быть рассчитан на максимальный выпуск подвижного состава на линию, максимальное полезное использование продолжительности рабочей смены автобусных бригад, реализацию максимальной скорости движения и т. д. Все это будет способствовать снижению себестоимости и повышению качества пассажироперевозок. Но, с другой стороны, в плане движения должны быть заложены достаточные резервы и по выпуску подвижного состава с учетом возможных замен автобусов на линии, и по скорости движения с учетом необходимости запасов времени на нагон при различных сбоях движения и т. д.

Исходной базой для разработки мероприятий по совершенствованию использования автобусов является информация об особенностях формирования общей и транспортной подвижности населения, о размере и направлениях пассажиропотоков, их изменении в пространстве и во времени.

Наиболее распространёнными способами определения пассажиропотоков в настоящее время в практике транспортных организаций являются натурные обследования. По способу проведения обследования подразделяются на сплошные и выборочные. Каждое из этих обследований может производиться несколькими методами: табличным, силуэтным, анкетным [20].

Натурные методы обследования весьма точны (погрешность около 5 % [10]), но обладают серьёзными недостатками. Во-первых, они требуют больших затрат денежных и людских ресурсов для их проведения. Во-вторых, как правило, требуют довольно много времени на обработку результатов, вследствие чего результаты обследования появляются с опозданием и часто уже не несут достоверной информации о реальных пассажиропотоках. Кроме того, в результате обследования можно получить пассажиропотоки только в существующей маршрутной сети.Энтропийный подход для решения транспортных проблем был применён Вильсоном в 1967 году и позднее часто использовался при моделировании выбора при решении транспортных задач (выбор места назначения, вида транспорта, маршрута следования) [28].Заболоцкий Г. А. особое внимание уделяет методам прогнозирования пассажиропотоков при помощи экстраполляционных методов[19].

По мнению Аррака А.О. существует проблема оценки работы пассажирского транспорта в экономическом и социальном аспектах и их согласования. поскольку факторы экономической и социальной эффективности изменяются различными темпами и зачастую в различном направлении. Иначе говоря, решения эффективные в экономическом смысле могут отрицательно сказаться на социальных аспектах, а именно повышении транспортной усталости, снижение качества перевозок.

Экономический аспект эффективности пассажирских перевозок означает удовлетворение потребностей населения в перевозках с возможно меньшими затратами труда и выражается в:

целесообразности использования ресурсов (трудоемкости, фондоемкости, материалоемкости);

эффективности материального производства и результативности работы непроизводственной сферы. Слаженная работа транспорта имеет значение в повышении результативности работы в других областях.

Автор разделяет производственные фонды на две группы. К первой он относит не влияющие непосредственно на качество перевозок (ремонтная база, здания и сооружения). Ко второй группе – влияющие на качество перевозок (транспортные средства, вокзалы, станционные сооружения и др.).

Рассматривая вопросы экономической эффективности работы пассажирского городского транспорта Аррак А.О предложил в качестве критериев оценки эффективности применять производительность транспортных средств, затраты, качество транспортного обслуживания населения, энергоемкость и материалоемкость, безопасность движения и охрана окружающей среды. Совершенно справедливо отмечает противоречивость, возникающую при выборе единиц измерения объемов выполненной работы пассажирского транспорта (в пассажирах или пассажирокилометрах). Если перевозка совершена по кратчайшему пути, то в таком случае величина транспортной работы отраженная в пассажирокилометрах будет минимальна, что эффективно с точки зрения пассажира и не эффективно с точки зрения перевозчика. Если же производить измерения в количестве перевезенных пассажиров то снизится качество транспортного обслуживания ввиду увеличения коэффициента пересадочности. Повысить экономическую эффективность перевозок он предлагает за счет увеличения регулярности и культуры обслуживания, достижения оптимального уровня сменности, изучения пассажиропотоков и увеличения прямолинейности маршрутов.

В работе развитие и эффективность пассажирских перевозок Аррак формулирует основную цель перевозочного процесса как экономию затрат времени. В каждом конкретном случае определить затраты времени невозможно и поэтому приходится пользоваться средними значениями показателей. Их можно установить при помощи обследований, но это трудоемко и дорого. Автор работы предлагает определять элементы затрат времени на совершение поездки, пользуясь параметрами транспортной сети и эксплуатационными показателями.

Качество пассажирских перевозок он предлагает оценивать по отношению накладных расходов времени (сумма времени подхода пассажира к остановочному пункту, времени ожидания посадки и времени следования от остановочного пункта к цели поездки) к времени поездки, а также сумме времен ожидания посадки и времени поездки. Возможность экономии времени заложено в сокращении данных элементов, в особенности времени ожидания посадки. Сумма времен подхода к остановочному пункту и ожидания дает оценку рациональности и точности движения транспорта. Для повышения качества им предлагается два пути: первый – уменьшение времени подхода путем развития сети и второй – снизить время ожидания за счет увеличения интенсивности [3].

Система управления пассажирскими объединениями автомобильного транспорта обеспечивает подготовку обоснованных планов перевозок и их качественное выполнение, то есть по двум направлениям.

Первое направление деятельности системы управления связано с разработкой, обоснованием и утверждением рационального плана организации движения автобусов. Система предусматривает решение следующих задач: обоснование объемов пассажирских перевозок; установление средней дальности поездок; расчет основных технико-эксплуатационных показателей; распределение пассажиропотоков по маршрутам; разработка маршрутной системы и ее оптимизация; распределение подвижного состава по маршрутам и автотранспортным предприятиям; нормирование скоростей; выбор рациональной системы организации труда водителей; разработка расписаний движения автобусов по маршрутам; выбор схем размещения остановок, стоянок и оборудования для них; определение потребного числа автобусов и автомобилей-такси; составление графиков выпуска подвижного состава на линию и др.

Показателями эффективности использования автобусов являются: энергоемкость перевозок, их материалоемкость, трудоемкость использования, производительность, себестоимость перевозок, приведенные затраты и объем перевезенных пассажиров [13].

Энергоемкость перевозок Э - это количество энергии, расходуемой на их выполнение конкретным автомобилем, ккал/100 пасс.-км:

, (1.1)

где -количество автомобильного топлива, расходуемого на перевозки, л;

-плотность топлива;

-теплотворная способность топлива, ккал;

-производительность, пасс.-км.

Материалоемкость перевозок М показывает количество материалов, расходуемое на выполнение определенной транспортной работы, кг/1000 пасс.-км:

, (1.2)

где -масса материала в конструкции автомобиля, кг;

-масса материала, расходуемая в процессе эксплуатации за амортизационный срок службы, кг;

-амортизационный срок службы автомобиля, лет;

-коэффициент использования материала в производстве.

Трудоемкость использования Тр есть количество труда всех категорий трудящихся, приходящееся на единицу транспортной продукции, чел.-ч/100 пасс.-км:

, (1.3)

где Трвк, Трор, Трау-трудовые затраты соответственно водителей и кондукторов, на техническое обслуживание и ремонт автомобилей, административно-управленческих работников, чел.-ч.

Производительность автомобиля Wq определяется числом перевезенных пассажиров, а Wp-числом выполненных пасс.-км, за единицу времени:

, (1.4)

, (1.5)

где -номинальная вместимость автобуса, пасс;

, -соответственно статический и динамический коэффициенты использования вместимости;

-коэффициент сменности пассажиров;

-среднее расстояние перевозки, км;

-время рейса, ч.

Себестоимость перевозок S определяется отношением суммы расходов, связанных с выполнением перевозок за определенный период времени, к выполненной за это же время транспортной работе, р./пасс.-км:

, (1.6)

где -сумма переменных расходов на 1 км пробега, руб;

-эксплуатационная скорость, км/ч;

-сумма постоянных расходов на 1 ч работы, руб.

Приведенные затраты Зп представляют собой сумму эксплуатационной себестоимости и годового эффекта использования капитальных вложений, отнесенных к единице транспортной продукции, р./100 пасс.-км:

, (1.7)

где -нормативный коэффициент эффективности;

-капитальные вложения;

-ликвидационная стоимость транспортных средств.

Объем перевозок пассажиров Qав представляет собой фактическое количество перевозимых пассажиров за определенный период времени:

, (1.8)

где -объем перевозок пассажиров, пасс;

-среднее время нахождения автомобиля в наряде, ч;

-эксплуатационная скорость, км/ч;

-коэффициент использования пробега,

-вместимость автобуса, пасс;

-коэффициент использования вместимости,

-автомобиле-дни работы;

-средняя дальность поездки пассажира, км.

Среднее время в наряде для автобусных парков зависит от размера объема перевозок на обслуживаемых маршрутах, его колебаний в течении суток, протяженности маршрута и т.д.

Эксплуатационная скорость зависит от планировки города, длины перегона, модели автобуса, а также от простоев на конечных остановках, остановочных пунктах, между остановками, вызванными условиями движения.

Коэффициент использования пробега в автобусных парках всегда бывает высоким. Уменьшение коэффициента использования пробега может быть вызвано увеличением нулевых пробегов за счет заездов в парк из-за технических неисправностей.

Вместимость автобуса определяется его конструкцией и является величиной постоянной. Коэффициент использования вместимости в значительной степени зависит от стабильности пассажиропотоков, от их колебаний по временам года и часам суток.

Реализация функций управления по второму направлению обеспечивает контролирование, регулирование и координацию работы подвижного состава при выполнении планов перевозок пассажиров в условиях многочисленных внешних и внутренних факторов неустойчивости.

Внешними факторами неустойчивости перевозочного процесса являются неравномерность интенсивности транспортного потока во времени и пространстве, рассогласованность работы технических средств регулирования дорожного движения, изменчивость дорожно-климатических условий и др. Основным внутренним фактором неустойчивости транспортного процесса является техническое состояние подвижного состава, которое может явиться причиной отказов его узлов и агрегатов, потерь рабочего времени.

Совместное действие факторов неустойчивости, невозможность определить все причины того или иного результата деятельности пассажирского транспорта требуют рассматривать его как сложную хозяйственную систему. Это, в свою очередь, вызывает необходимость разработки и использования специальных вероятностных методов и человеко-машинных процедур принятия решений при управлении перевозками пассажиров.

Производственные объединения пассажирского автомобильного транспорта в первую очередь нуждаются в объективной оценке текущего состояния системы управления и результатов производственной деятельности. Такая оценка затруднена по ряду причин, в том числе из-за:

отсутствия обоснованного критерия оптимальности, обеспечивающего правильную оценку состояния хозяйственной системы отрасли и качества управления ею;

отсутствия совершенной методики прогнозирования объемов перевозок пассажиров, обеспечивающей разработку прогнозов как в целом по региону, так и по административным районам и городам;

сложности обоснования требуемого горизонта прогноза и определения достигнутой степени точности прогностических оценок;

сложности учета циклических составляющих перевозок при построении прогностических функций;

отсутствия научно обоснованной методики формирования сбалансированных технико-экономических планов отрасли и алгоритмов управления, обеспечивающих высокую эффективность и необходимую скорость выполнения плановых заданий, перевода за минимальный промежуток времени хозяйственной системы в наивыгоднейшее для данных условий состояние.

1.2 Анализ технологии перевозок пассажиров автобусами в городе Гомеле

Организация движения автобусов в городе Гомеле осуществляться по маршрутному принципу.

Сущность маршрутного принципа пассажироперевозок состоит в организации движения транспортных средств по определенным, заранее установленным направлениям – маршрутам, разделенным остановочными пунктами на отдельные участки – перегоны. Режим движения на маршруте представляет собой чередование пусков, выбега, торможения и стояния на остановочных пунктах для осуществления пассажирообмена. Характеристики организации движения этого типа определяют длина перегона, наибольшая скорость, достигаемая автобусом на перегоне, ходовые время и скорость на перегоне, скорости сообщения и эксплуатационная.

Маршрутный принцип пассажироперевозок позволяет:

принудительно организовать и оптимально распределить пассажиропотоки на транспортной сети;

освоить огромные пассажиропотоки при минимальном использовании площади городских проездов по сравнению с внемаршрутной организацией движения по принципу свободного выбора пассажирами направлений движения в пределах заданной транспортной сети;

оборудовать маршруты различными устройствами, повышающими комфорт транспортного обслуживания (павильонами для ожидания транспорта, посадочными площадками и т. д.).

Для выполнения перевозок пассажиров организованы маятниковые маршруты, которые, в свою очередь, в зависимости от их расположения на территории обслуживаемого района разделяются на: диаметральные, соединяющие периферийные районы города и проходящие через центр; радиальные, соединяющие периферийные районы города с центральной его частью; полудиаметральные, проходящие через центр города и городские районы, но не диаметрально расположенные; тангенциальные, соединяющие отдельные периферийные районы и не проходящие через центр; вылетные, выходящие за пределы обслуживаемого района.

Характеристика городских автобусных маршрутов по видам представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1-Характеристика городских автобусных маршрутов

Номер маршрута Наименование маршрута Вид маршрута Протяженность маршрута, км
1 Вокзал-Любенский радиальный 7,3
2 Радиозавод-Радиологический центр тангенциальный 20,4
3 Вокзал-Нефтебаза радиальный 12,9
4 Вокзал-Берёзки радиальный 10,6
5 Клёнковский-ЗЛиН тангенциальный 11,8
6 Вокзал-ЗСУ-ПТУ радиальный 6,4
7 Вокзал- Клёнковский радиальный 9,9
Вокзал- Клёнковский радиальный 10,0
8 Вокзал-Мильча радиальный 10,9
Вокзал-ЗЛиН радиальный 8,7
9 Вокзал -Универсам ОТС радиальный 7,6
10 Вокзал -Универсам ОТС радиальный 9,5
11 Вокзал-ул.Чернышевского радиальный 8,9
12 Зайцева-Н.Ополчения полудиаметральный 16,1
13 Любенский-Химзавод тангенциальный 10,8
13а Любенский-Урицкое вылетный 18,0
15 Вокзал-Запад.р-он радиальный 8,2
16 Вокзал- Медгородок радиальный 12,1
19 Вокзал-Агрофирма радиальный 10,0
20 Вокзал- Медгородок радиальный 12,5
21 Вокзал-Урицкое вылетный 20,4
21а Вокзал-Урицкое вылетный 22,5
22 Любенский-ЗЛиН тангенциальный 11,3
23 Торг.обор-Осовцы тангенциальный 7,2
24 Медгородок-Залинейный тангенциальный 9,3
25 Кормаш-- Медгородок тангенциальный 12,5
27 Вокзал-Ст.Волотова радиальный 8,5
28 Вокзал-Мельников Луг радиальный 6,9
29 Универмаг-Мельников Луг радиальный 3,0
31 З-д Кристалл-Березки полудиаметральный 15,3
46 Торг.обор-Рандовка тангенциальный 8,5

Автобусы работают по расписанию, которое опирается на установленные нормы скоростей движения и времени простоев на остановках. Особенностью работы по расписанию является отсутствие у водителей возможности самостоятельно изменять время рейса и оборота. Недостаток времени на движение автобуса по маршруту вызывает нерегулярность работы и снижение безопасности, а излишек времени уменьшает производительность работы автобусов и увеличивает время поездки пассажиров. Нормирование скорости производится по рейсам. Пробег автобуса по маршруту в обоих направлениях считается оборотным рейсом. При установлении времени оборота выявляют его составные элементы: время непосредственного движения; время простоя на промежуточных остановочных пунктах; время задержек по причинам интенсивного движения и особых условий маршрута; время замедленного движения, вызванного неблагоприятными дорожными условиями; время отстоя на конечных пунктах. Действительные скорости обычно значительно отличаются от тех, которые можно получить из динамических характеристик. Скорости движения автобусов не остаются постоянными в течении дня, они изменяются также по часам периода движения, неодинаковы на различных маршрутах и различаются по перегонам. Продолжительность отстоя автобусов на конечных пунктах устанавливается дифференцированно по часам периода движения и определяется в зависимости от протяженности маршрута, времени рейса и условий движения. Простои на промежуточных остановках зависят в основном от типа подвижного состава и пассажирообмена остановочного пункта.

Режим работы автобусов на маршрутах в будние и выходные дни представлен в таблицах 1.2 и 1.3, соответственно.

Таблица 1.2- Режим работы автобусов на маршрутах в будние дни

Номер маршрута Количество автобусов на маршрутах по часам суток

Время

оборота,

мин

6-7 7-11 11-15 15-20 20-24
1 5 9 5 8 4 58
2 - 7 - 4 - 114
3 3 3 3 3 2 90
4 5 8 5 6 3 70
5 2 8 2 7 2 78
6 2 2 2 2 2 52
7 - 3 - 3 - 74
4 4 4 4 4 74
8 3 4 3 4 2 71
3 4 3 4 3 71
10 2 3 2 3 2 76
11 5 9 5 8 1 72
12 5 8 5 8 5 115
13 - 1 - - - 64
13А - 1 - - - 98
15 2 3 2 3 2 66
16 6 10 6 9 4 88
19 2 2 2 2 1 70
20 3 6 3 6 2 94
21 3 5 3 4 2 126
22 2 3 2 3 2 78
24 - 1 - 1 - 68
25 3 6 3 6 2 88
27 2 4 2 4 2 64
28 2 4 2 5 2 58
29 - 2 - - - 24
31 - 1 - 1 - 94

Таблица 1.3- Режим работы автобусов на маршрутах в выходные дни

Номер маршрута Количество автобусов на маршрутах по часам суток

Время

оборота,

мин

6-7 7-11 11-15 15-20 20-24
1 7 7 7 7 5 58
3 2 2 2 2 1 84
4 5 5 5 5 3 70
5 1 1 1 1 - 78
6 2 2 2 2 2 52
7 2 2 2 2 2 71
2 2 2 2 2 71
8 2 2 2 2 2 76
9 6 6 6 6 4 58
10 3 3 3 3 2 76
11 5 5 5 5 4 72
12 5 5 5 5 5 115
15 2 2 2 2 2 66
16 8 8 8 8 5 88
19 2 2 2 2 1 70
20 3 3 3 3 2 94
21А 3 3 3 3 2 126
22 2 2 2 2 - 80
23 1 1 1 - - 48
25 2 2 2 2 - 88
46 1 1 1 - - 56
27 2 2 2 2 2 64
28 4 4 4 4 2 58

В каждый конкретный момент времени в автобусе находится определенное число пассажиров, которое может быть меньше или больше номинальной вместимости. Степень использования вместимости оценивается коэффициентом наполнения.

Статический коэффициент наполнения:

, (1.9)

где -фактическое количество перевозимых пассажиров, пасс;

-возможное количество перевозимых пассажиров, пасс.

Возможное количество перевозимых пассажиров определяется производительностью автобуса при условии полного использования номинальной вместимости и фактическом коэффициенте сменности, в соответствии с формулой (1.4). Фактическое количество перевозимых пассажиров определяется часовым пассажиропотоком на маршруте.

Произведем расчет суммарной часовой производительности автобусов и статического коэффициента наполнения на примере маршрута №1 «Вокзал-Любенский» в период времени с 6-00 до 7-00:

Результаты расчетов суммарной часовой производительности автобусов и статического коэффициента наполнения по периодам суток для всех маршрутов производятся аналогично и сведены в таблицы 1.4 и 1.5.


Таблица 1.4-Суммарная часовая производительность автобусов по периодам суток

Номер маршрута Производительность автобусов на маршрутах по часам суток, пасс/ч
6-7 7-11 11-15 15-20 20-24
1 2813 5063 2813 4500 2250
2 - 1988 - 1136 -
3 1157 1157 1157 1157 771
4 2315 3704 2315 2778 1389
5 831 3324 831 2909 831
6 1246 1246 1246 1246 1246
7 - 1370 - 1370 -
1826 1826 1826 1826 1826
8 1280 1706 1280 1706 853
1368 1824 1368 1824 1368
10 852 1278 852 1278 852
11 810 1458 810 1296 162
12 1408 2252 1408 2252 1408
13 - 507 - - -
15 981 1472 981 1472 981
16 2944 2944 2944 2944 1840
19 926 926 926 926 463
20 1034 2067 1034 2067 689
21 771 1285 771 1028 514
22 831 1247 831 1247 831
23 675 675 675 -! -
24 - 477 - 477 -
25 1104 2208 1104 2208 736
27 1013 2026 1013 2026 1013
28 1117 2234 1117 2793 1117
29 - 2700 - - -
31 - 345 - 345 -
46 579 579 579 - -

Таблица 1.5-Наполнение автобусов на маршрутах по часам суток

Номер маршрута Наполнение автобусов на маршрутах по часам суток
6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
1 0,12 0,5 0,39 0,22 0,21 0,27 0,24 0,22 0,2 0,16 0,19 0,55 0,41 0,2 0,32 0,27 0,1 0,02
2 0,33 0,85 0,29 0,3 0,22 0,18 0,6 0,28 1,04 0,79 0,34 0,28
3 0,36 0,71 0,62 0,75 0,79 0,85 0,73 0,35 0,44 0,61 0,6 0,97 0,82 0,31 0,37 0,3 0,17 0,09
4 0,38 0,86 0,42 0,22 0,33 0,67 0,62 0,65 0,65 0,56 0,25 1 0,7 0,43 0,59 0,56 0,33 0,07
5 0,34 0,48 0,09 0,07 0,09 0,4 0,38 0,44 0,37 0,13 0,25 0,65 0,35 0,09 0,23 0,12
6 0,04 0,9 0,11 0,11 0,09 0,22 0,18 0,15 0,16 0,17 0,22 0,84 0,77 0,09 0,08 0,06
7 0,12 1,1 0,35 0,29 0,33 0,24 0,22 0,16 0,14 0,28 0,3 0,82 0,73 0,24 0,14 0,11 0,07
0,12 0,78 0,22 0,24 0,32 0,19 0,11 0,09 0,14 0,36 0,3 0,87 0,66 0,16 0,14 0,1 0,07 0,02
8 0,24 0,94 0,43 0,48 0,42 0,42 0,34 0,25 0,18 0,16 0,36 0,81 0,68 0,21 0,28 0,13 0,09 0,04
0,11 0,67 0,13 0,1 0,23 0,38 0,3 0,23 0,16 0,09 0,13 0,71 0,66 0,13 0,24 0,24 0,15
9 0,05 0,4 0,08 0,05 0,11 0,05 0,07 0,05 0,05 0,04 0,07 0,4 0,38 0,09 0,1 0,06 0,04 0,03
10 0,34 0,76 0,44 0,47 0,48 0,58 0,72 0,82 0,42 0,29 0,35 1,25 1,12 0,24 0,24 0,21 0,12
11 0,44 0,85 0,53 0,48 0,36 0,33 0,33 0,55 0,77 0,45 0,6 0,94 0,72 0,29 0,12 0,1 0,18 0,5
12 0,44 0,77 0,34 0,38 0,29 0,42 0,33 0,3 0,26 0,19 0,28 0,69 0,53 0,27 0,34 0,25 0,16 0,11
13 0,36 0,94 0,45
15 0,08 0,82 0,1 0,08 0,09 0,16 0,15 0,14 0,07 0,05 0,05 0,46 0,3 0,08 0,08 0,07
16 0,12 0,85 0,46 0,35 0,32 0,38 0,26 0,26 0,26 0,27 0,36 0,91 0,77 0,38 0,42 0,32 0,17 0,1
19 0,17 0,87 0,34 0,31 0,25 0,32 0,36 0,28 0,19 0,27 0,36 0,97 0,77 0,22 0,35 0,3 0,17
20 0,31 0,8 0,18 0,2 0,33 0,48 0,53 0,67 0,54 0,23 0,26 0,76 0,71 0,21 0,63 0,45 0,27
21 0,37 0,93 0,16 0,15 0,11 0,15 0,13 0,11 0,23 0,22 0,12 1,14 0,88 0,15 0,24 0,24 0,11
22 0,48 0,79 0,26 0,22 0,21 0,48 0,44 0,41 0,41 0,3 0,28 0,8 0,69 0,27 0,25 0,21 0,17
23 0,07 0,18 0,15 0,15 0,06 0,1
24 0,06 0,36 0,17 0,09 0,13 0,19 0,12 1,18 0,92
25 0,39 0,87 0,24 0,24 0,24 0,33 0,25 0,33 0,35 0,27 0,3 0,81 0,74 0,24 0,19 0,44 0,2 0,13
27 0,17 0,75 0,29 0,18 0,13 0,5 0,52 0,55 0,48 0,17 0,08 0,59 0,62 0,13 0,21 0,23 0,15 0,08
28 0,19 0,58 0,1 0,11 0,08 0,16 0,24 0,14 0,21 0,06 0,06 0,42 0,41
31 1,11 0,3 0,2 0,35 0,51 0,66 0,51
46 0,21 0,23 0,32 0,31 0,16 0,35

1.3 Вывод

Производительность автобуса является основным обобщающим показателем эффективности использования подвижного состава.

Проанализировав формулы производительности (1.4) и (1.5) можно сделать вывод, что на производительность прямо пропорционально влияют вместимость подвижного состава, коэффициент ее использования, коэффициент сменности пассажиров, а обратно пропорционально - время рейса.

Варьировать вместимостью подвижного состава в широком диапазоне не представляется возможным из-за ограниченности модельного ряда автобусов используемых для городских пассажирских перевозок, коэффициент сменности пассажиров – нерегулируемая величина, имеющая случайный характер, следовательно, оперирование данными показателями для повышения эффективности использования не принесет значительного результата.

Для повышения производительности необходимо уменьшать время рейса и повышать наполняемость подвижного состава.

Чтобы уменьшить время рейса необходимо увеличивать скорость сообщения, то есть, увеличивать техническую скорость и уменьшать время простоя на промежуточных остановочных пунктах. Увеличение технической скорости невозможно из условий безопасности дорожного движения, а уменьшение времени простоя на промежуточных остановочных пунктах вызовет ухудшение качества обслуживания пассажиров.

Как показал анализ технологии перевозок пассажиров автобусами в городе Гомеле среднечасовая наполняемость автобусов очень низкая (таблица 1.5), следовательно, для повышения производительности необходимо увеличивать коэффициент использования вместимости путем рациональной организации движения автобусов на маршрутах, то есть, в зависимости от пассажиропотока определять необходимое количество единиц подвижного состава по часам суток, а также его оптимальную вместимость.


2 Статистическое исследование изменения пассажиропотоков во времени

городской автобус пассажиропоток перевозка

2.1 Теоретические основы статистического исследования пассажиропотоков

Большое влияние на организацию перевозок пассажиров и повышение эффективности использования пассажирского транспорта оказывает неравномерность распределения пассажиропотоков во времени. Наибольший интерес представляют колебания по часам суток, так как данные о размерах и характере часовых потоков служат основанием для выбора эффективного типа подвижного состава и его количества; расчета показателей, характеризующих движение автобусов; составление расписания движения; организации эффективных графиков работы автобусных бригад. Колебания пассажиропотоков по часам суток связаны с режимом работы предприятий и организаций, учебных заведений, организаций культурно-бытового назначения. Значительную утреннюю и вечернюю пассажиронапряженность создают трудовые поездки населения между промышленными районами и жилыми массивами в данный отрезок времени. В будние дни имеет место два пиковых периода. Первый (утренний) характеризуется небольшой продолжительностью (1,5-2 ч) и высокой напряженностью. Второй (вечерний) несколько менее напряженный и более продолжительный по времени. В пиковые периоды при недостаточной провозной способности на маршруте происходит переполнение пассажирских транспортных средств. В этом случае коэффициент наполняемости достигает 1.2, что снижает качество перевозок пассажиров.

Во внепиковый период наблюдается значительный спад пассажиропотоков. В это время преобладают деловые и культурно-бытовые поездки населения. Межпиковое время без принятия должных мер вызывает снижение эффективности использования транспортных средств, значительное увеличение интервалов их движения и, как следствие, увеличение времени ожидания пассажиром посадки и, соответственно, длительности поездки.

Другая ситуация наблюдается в выходные и праздничные дни, когда происходит постепенный рост пассажиропотоков до 11-12 часов дня и затем постепенное уменьшение.

Формирование пассажиропотоков происходит под комплексным влиянием множества разнообразных факторов, степень воздействия которых неодинакова. Для выявления степени влияния, как отдельных факторов, так и их совокупности на пассажирские перевозки, используются различные экономико-математические методы. Основным методом изучения тенденций развития пассажирского автотранспорта является прогнозирование. Оно является по существу главным средством обоснования перспективных планов, а точность прогнозов определяет реальность принимаемых плановых решений. Для создания многофакторных моделей формирования пассажиропотоков лучше всего подходит корреляционное моделирование.

Колебания пассажиропотоков носят случайный, но закономерный характер. Изменение величины пассажиропотока по часам суток, дням недели и месяцам (сезонам) года является типичным примером динамического временного ряда.

Изменение значений пассажиропотока с учетом нестационарности по часам суток и месяцам (сезонам) года, в общем случае может быть описано тригонометрическим рядом Фурье, коэффициенты которого для каждого конкретного города имеют свои значения. Изменение значений спроса на перевозки по дням недели лучше аппроксимируется по сравнению с многочленом Фурье полиномом функции соответствующей степени.

Для существующей маршрутной сети значения спроса на перевозку в единицу времени 1 час описывается следующим выражением, связывающим фактор (время) и зависимую переменную:


Z(t) = Zo+ Zc(t)+ Zн(t)+ Zм(t), (2.1)

где Zo – среднегодовое значение спроса на перевозку в единицу времени;

Zc(t), Zн(t), Zм(t) – соответственно суточные, недельные и сезонные составляющие колебания значений спроса.

Zc(t) = , (2.2)

Zн(t) = , (2.3)

Zм(t) = , (2.4)

Подставив уравнения (2.2) – (2.4) в (2.1) получаем выражение:

Z(t)=Zo+ +

+ , (2.5)

где – коэффициенты многочлена Фурье;

– коэффициент степенного многочлена i-й степени;

– порядок многочлена Фурье;

– порядок степенного многочлена;

t – текущее значение календарного времени с отчетом от начала года в часах;

24, 168, 2184 – периоды колебаний спроса на перевозки соответственно суточный, недельный и сезонный.

– дробная часть, полученная в результате деления.

Постоянные коэффициенты ряда, определенные при статистическом анализе, отражают совокупность факторов и степень их влияния на величину и характер изменения объемов пассажиропотоков в конкретный момент времени. Проверка адекватности уравнения экспериментальным данным производится по критерию Фишера. Пользуясь предложенной зависимостью, можно спрогнозировать величину пассажиропотока в конкретный момент времени, что позволит принять адекватное решение.

Параметры (коэффициенты) уравнений определяются по следующим зависимостям:

(2.6)

; (2.7)

, (2.8)

где yэi -экспериментальные значения зависимой переменной в i-х расчетных точках.

Проверка адекватности уравнения многочлена ряда Фурье экспериментальным данным производится по критерию Фишера. При этом при расчете числа степеней свободы под числом факторов понимается число использованных гармоник ряда Фурье.

Мерой согласованности может служить также коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E:


. (2.9)

При проведении расчетов номера гармоник, включаемые в уравнение, рекомендуется принимать адаптивно по максимуму значения статистики критерия Фишера F или минимуму коэффициента средней линейной ошибки аппроксимации E. Гармоники, которые вызывают уменьшение значения F или увеличение значения E, не включаются в модель связи. При этом верхнее значение номера гармоник не должно быть больше чем n/2.

Изучение статистических зависимостей основывается на корреляционно-регрессионном анализе. Корреляционный анализ позволяет ответить на вопрос о существовании зависимости между случайными величинами, а также оценить степень тесноты статистической зависимости. Инструментом регрессионного анализа является уравнение регрессии. Исходными данными для проведения корреляционно-регрессионного анализа является статистическая информация, содержащая значения факторов и зависимого от них параметра.

Одной из возможных схем проведения корреляционно-регрессионного анализа является следующая:

1) проводится взаимный парный корреляционный анализ между всеми возможными сочетаниями факторов и дублирующие факторы исключаются (из дублирующих друг друга факторов для дальнейших расчетов один из них исключают - обычно зависимый);

2) принимается вид уравнения регрессии (модели связи);

3) рассчитываются параметры уравнения регрессии;

4) проверяется значимость отдельных факторов в модели и адекватность уравнения регрессии экспериментальным данным в целом. Если нет малозначимых факторов и уравнение регрессии согласуется с экспериментальными данными - решение получено, а иначе на п.5;

5) отбрасываются малозначимые факторы и проводятся новые расчеты (п. 2-4 или 3,4).

Полученное уравнение регрессии является моделью связи между факторным пространством и зависимым параметром.

Если связь оказалась несущественной, то расчеты или повторяют с другим видом уравнения регрессии или прекращают.

Статистикой, характеризующей тесноту связи между факторами и зависимой переменной, является коэффициент множественной корреляции.

Коэффициент множественной корреляции показывает какая часть дисперсии зависимой переменной объясняется принятой регрессионной моделью:

, (2.10)

где - объясненная сумма квадратов отклонений от оценки математического ожидания (m – число опытов);

- полная сумма квадратов отклонений от оценки математического ожидания;

а0 - оценка математического ожидания случайной величины.

Разность между полной и объясненной суммой квадратов является остаточной (необъясненной) суммой отклонений от оценки математического ожидания

. (2.11)

Тогда через значение коэффициента множественной корреляции рассчитывается по формуле:

(2.12)

Значения R может быть в пределах от 0 до 1.0. При R = 0 связь между факторами и зависимой переменной отсутствует, а R = 1.0 указывает на функциональную зависимость.

Для проверки гипотезы существенности коэффициента множественной корреляции и согласованности уравнения регрессии с экспериментами данными используется статистика критерия Фишера:

(2.13)

или

, (2.14)

где и - соответственно объясненная и остаточная дисперсия для зависимого параметра.

Чтобы не было оснований отвергнуть гипотезу, что экспериментальные данные согласуются с полученным уравнением регрессии, рассчитанная статистика критерия Фишера должна быть больше табличного значения (F > Fт). Табличное значение Fт определяется в зависимости от уровня значимости и числа степеней свободы k1 = n и k2= m - n- 1 (n – число факторов).

Уровень значимости (вероятность) рекомендуется принимать 0.01 - 0.05 (чем меньше, тем жестче требования к адекватности модели).

Если F < Fт , то считается, что уравнение регрессии не согласуется с экспериментальными данными.

Табличные значения критерия Фишера приведены ниже в таблице 2.1.[12].

Таблица 2.1 - Табличные значения критерия Фишера

Уровень значимости 0,05
k2 k1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 161 200 216 225 230 234 237 239 241 242 243 244
2 18,51 19,00 19,16 19,25 19,30 19,33 19,36 19,37 19,38 19,39 19,40 19,41
3 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,88 8,84 8,81 8,78 8,76 8,74
4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96 5,93 5,91
5 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,78 4,74 4,70 4,68
6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06 4,03 4,00
7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,63 3,60 3,57
8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,39 3,34 3,31 3,28
9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,18 3,13 3,10 3,07
10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 3,02 2,97 2,94 2,91
11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,86 2,82 2,79
12 4,75 3,88 3,49 3,26 3,11 3,00 2,92 2,85 2,80 2,76 2,72 2,69
13 4,67 3,80 3,41 3,18 3,02 2,92 2,84 2,77 2,72 2,67 2,63 2,60
14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,77 2,70 2,65 2,60 2,56 2,53
15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,70 2,64 2,59 2,55 2,51 2,48
16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,49 2,45 2,42
17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,62 2,55 2,50 2,45 2,41 2,38

Статистику критерия Фишера можно использовать для оценки значимости отдельных факторов. Фактор является малозначимым в том случае, если его исключение из модели не вызывает существенного снижения статистики критерия Фишера. При этом исключение малозначимого фактора может обеспечить увеличение статистики F .


2.2 Определение закономерностей изменения пассажиропотоков во времени

Для существующей маршрутной сети определим значения спроса на перевозку используя многочлен Фурье. Для расчета выберем маршруты №1, 4, 5, 12, 16, и 25, так как на них наиболее значимые пассажиропотоки, что позволит получить более точные характеристики.

Доли пассажиропотоков приходящиеся на каждый месяц года, по сравнению с июнем месяцем, представлены графически на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Доли пассажиропотока по месяцам года

Соответственно доли пассажиропотоков по дням недели, по сравнению со средой, представлены графически на рисунке 2.2.


Рисунок 2.2 - Доли пассажиропотоков по дням недели

Приведем пример расчета многочлена Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №1 «Вокзал – Любенский» в июнь месяц, день недели – среда.

Параметры (коэффициенты) многочлена Фурье рассчитаем по формулам (2.6) – (2.8):

при m=18, k=9:

Параметры многочлена Фурье сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Параметры многочлена Фурье

k а0 ak bk
1 1003,78 -43,735 18,418
2 1003,78 -531,002 565,124
3 1003,78 -78,111 230,363
4 1003,78 -291,954 -250,814
5 1003,78 -319,498 -60,697
6 1003,78 87,222 -87,565
7 1003,78 109,066 -211,617
8 1003,78 37,457 38,252
9 1003,78 163,556 6,8*10-14

Теоретические значения часовых пассажиропотоков рассчитаем по формуле (2.2):

при k=1:

yт1=1003,78+(43,735*cos(2*3,14*1*1/18)+18,418*sin(2*3,14*1*1/18)+

+(-43,735*cos(2*3,14*1*2/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*2/18)+

+(-43,735*cos(2*3,14*1*3/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*3/18)+

+(-43,735*cos(2*3,14*1*4/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*4/18) +

+(-43,735*cos(2*3,14*1*5/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*5/18) +

+(-43,735*cos(2*3,14*1*6/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*6/18) +

+(-43,735*cos(2*3,14*1*7/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*7/18) +

+(-43,735*cos(2*3,14*1*8/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*8/18) +

+(-43,735*cos(2*3,14*1*9/18)+ 18,418*sin(2*3,14*1*9/18);

yт1=969.

Теоретические значения часовых пассажиропотоков рассчитанные и далее для различных гармоник сведем в таблицу 2.2.

Коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E рассчитывается по формуле (2.9):

Е=1/18*(abs((341-339)/339)+ abs((337-1960)/1960)+ abs((801-2006)/2006)+ abs((1101-1362)/1362)+ abs((1087-1200)/1200)+ abs((760-825)/825)+ abs((683-534)/534)+ abs((614-314)/314)+ abs((556-582)/582)+ abs((701-701)/701)+ abs((846-1361)/1361)+ abs((846-2249)/2249)+ abs((1010-1876)/1876)+ abs((915-860)/860)+ abs((728-407)/407)+ abs((615-1003)/1003)+ abs((214-450)/450)+ abs((55-145)/145));

Е=0,559;

Коэффициент множественной корреляции R рассчитывается по формуле (2.10):

Sоб=(339-1003,78)2+(1960-1003,78)2+(2006-1003,78)2+(1362-1003,78)2+(1200-1003,78)2+(825-1003,78)2+(534-1003,78)2+(314-1003,78)2+(582-1003,78)2+(701-1003,78)2+(1361-1003,78)2+(2249-1003,78)2+(1876-1003,78)2+(860-1003,78)2+(407-1003,78)2+(1003-1003,78)2+(450-1003,78)2+(145-1003,78)2;

Sоб=23180,5;

Sп=(341-1003,78)2+(337-1003,78)2+(801-1003,78)2+(1101-1003,78)2+(1087-1003,78)2+(760-1003,78)2+(683-1003,78)2+(614-1003,78)2+(556-1003,78)2+(701-1003,78)2+(846-1003,78)2+(846-1003,78)2+(1010-1003,78)2+(915-1003,78)2+(728-1003,78)2+(615-1003,78)2+(214-1003,78)2+(55-1003,78)2;

Sп=9043657;

R=0,0506;

Статистика критерия Фишера рассчитывается по формуле (2.14):

F=0,00228.

Для остальных гармоник расчеты производятся аналогично.

при k=2:

Е=0,416;

Sоб=5553657;

Sп=9043657;

R=0,784;

F=1,415.

Так как на втором шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E уменьшился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то вторая гармоника включается в многочлен Фурье.

при k=3:

Е=0,703;

Sоб=6005277;

Sп=9042657;

R=0,815;

F=1,757.

Так как на третьем шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E увеличился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то третья гармоника не включается в многочлен Фурье.

при k=4:

Е=0,295;

Sоб=7061269;

Sп=9043657;

R=0,884;

F=3,167.

Так как на четвертом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E уменьшился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то четвертая гармоника включается в многочлен Фурье.

при k=5:

Е=0,298;

Sоб=7916001;

Sп=9043657;

R=0,936;

F=6,240.

Так как на пятом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E уменьшился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то пятая гармоника включается в многочлен Фурье.

при k=6:

Е=0,347;

Sоб=8093962;

Sп=9043657;

R=0,946;

F=7,576.

Так как на шестом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E увеличился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то шестая гармоника не включается в многочлен Фурье.

при k=7:

Е=0,394;

Sоб=8549092;

Sп=9043657;

R=0,972;

F=15,365.

Так как на седьмом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E увеличился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то седьмая гармоника не включается в многочлен Фурье.

при k=8:

Е=0,310;

Sоб=7969199;

Sп=9043657;

R=0,939;

F=6,593.

Так как на восьмом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E уменьшился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера уменьшились, то восьмая гармоника включается в многочлен Фурье.

при k=9:

Е=0,478;

Sоб=8572916;

Sп=9043657;

R=0,974;

F=16,188.

Так как на девятом шаге коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации E увеличился, коэффициент множественной корреляции R и критерий Фишера увеличились, то девятая гармоника не включается в многочлен Фурье.

Теоретические значения часовых пассажиропотоков рассчитанные для всех гармоник сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Теоретические значения часовых пассажиропотоков

yтi k
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 969 663 824 366 361 242 142 339 176
2 982 1446 1685 1635 1956 1988 2183 1960 2124
3 981 1735 1814 2099 1992 2078 1863 2006 1842
4 1014 1706 1546 1676 1393 1273 1363 1362 1525
5 1030 1335 1097 950 1156 1188 1331 1200 1037
6 960 736 658 665 877 964 639 825 989
7 1049 400 561 761 481 361 670 534 371
8 1051 281 520 477 362 394 310 314 477
9 1048 517 585 225 544 631 435 582 418
10 1060 1016 856 719 723 603 942 701 864
11 1025 1490 1251 1678 1357 1390 1130 1361 1198
12 1010 1765 1686 2128 2235 2322 2364 2249 2413
13 993 1685 1846 1623 1907 1787 1937 1876 1712
14 978 1284 1523 1021 815 848 640 860 1023
15 966 742 820 671 459 546 696 407 243
16 958 310 149 670 949 810 760 1003 1166
17 956 186 -52 383 498 530 550 450 286
18 960 429 351 137 -182 -95 -73 145 19

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №1:

(2.15)

где i – порядковый час суток.

Расчет параметров и критериев многочлена Фурье для остальных маршрутов производится аналогичным образом.

Расчетные значения сведем в таблицы 2.3 – 2.7, соответственно по маршрутам №4, №5, №12, №16 и №25.


Таблица 2.3 - Параметры многочлена Фурье для маршрута №4

k a0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 667 -153,951 35,332 0,418 256055 2481692 0,321 0,102 +
2 667 -121,157 209,573 0,363 903330 2481692 0,603 0,508 +
3 667 -34,611 224,301 0,348 1336481 2481692 0,733 1,037 +
4 667 -154,707 -49,494 0,323 1570682 2481692 0,795 1,532 +
5 667 -261,835 -55,089 0,279 2057815 2481692 0,910 4,315 +
6 667 25,167 -42,628 0,373 2059359 2481692 0,607 0,521 -
7 667 20,953 -161,146 0,509 2403345 2481692 0,706 0,887 -
8 667 -17,303 24,701 0,377 2068466 2481692 0,609 0,524 -
9 667 160,889 2,6*10-14 0,413 2506420 2481692 0,727 0,999 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №4:

(2.16)

где i – порядковый час суток.


Таблица 2.4 - Параметры многочлена Фурье для маршрута №5

k а0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 520 -141,6 -137,825 0,747 335627 4597840 0,270 0,07 +
2 520 -161,547 418,125 0,732 2357949 4597840 0,716 0,935 +
3 520 144,667 203,035 0,553 2771999 4597840 0,776 1,349 +
4 520 -231,447 -104,999 6,496 3412356 4597840 0,861 2,558 -
5 520 -261,678 72,998 0,326 3331705 4597840 0,851 2,339 +
6 520 26,556 -86,987 3,067 3435843 4597840 0,864 2,628 -
7 520 8,111 -210,931 0,207 3760325 4597840 0,904 3,990 +
8 520 43,161 -42,48 0,851 3790596 4597840 0,907 4,173 -
9 520 194 -8,4*10-14 0,794 4406317 4597840 0,978 20,45 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №5:

(2.17)

где i – порядковый час суток.

Таблица 2.5 - Параметры многочлена Фурье для маршрута №12

k а0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 672 3,791 2,066 0,450 685,716 3081871 0,014 0,001 +
2 672 -269,376 349,288 0,319 1783245 3081871 0,760 1,220 +
3 672 41,667 179,941 0,360 2035588 3081871 0,812 1,729 -
4 672 -146,842 -73,033 0,270 2164038 3081871 0,837 2,095 +
5 672 -206,267 39,415 0,350 2471188 3081871 0,895 3,596 -
6 672 -22,778 -32,524 0,278 2183467 3081871 0,841 2,160 +
7 672 -16,691 -159,239 0,376 2448163 3081871 0,891 3,433 -
8 672 26,052 -61,188 0,374 2244449 3081871 0,902 3,894 -
9 672 149 -1,5*10-14 0,500 2685648 3081871 0,988 37,94 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №12:

(2.18)

где i – порядковый час суток.

Таблица 2.6 - Параметры многочлена Фурье для маршрута №16

k a0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 1079 -160,569 -132,122 0,502 386915 8740464 0,210 0,041 +
2 1079 -496,496 503,038 0,360 5256472 8740464 0,775 1,341 +
3 1079 59,722 292,235 0,704 5889014 8740464 0,820 1,835 -
4 1079 -241,2 -202,957 0,260 6427738 8740464 0,857 2,470 +
5 1079 -364,161 -71,555 0,251 7496530 8740464 0,926 5,356 +
6 1079 65,389 -88,046 0,407 7643930 8740464 0,935 6,196 -
7 1079 57,896 -211,076 0,444 8017527 8740464 0,957 9,857 -
8 1079 62,196 -89,096 0,397 7609013 8740464 0,933 5,977 -
9 1079 247,222 1,5*10-13 0,557 8679352 8740464 0,996 126,2 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №16:

(2.19)

где i – порядковый час суток.

Таблица 2.7 - Параметры многочлена Фурье для маршрута №25

k а0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 640 -49,929 -158,935 0,587 217074 5122719 0,205 0,039 +
2 640 -262,843 443,925 0,503 2676823 5122719 0,722 0,972 +
3 640 74,278 228,534 34,02 3129926 5122719 0,781 1,396 -
4 640 -145,832 -97,591 0,360 3060953 5122719 0,773 1,319 +
5 640 -326,314 8,229 0,268 3939270 5122719 0,876 2,958 +
6 640 -43,611 -33,967 0,699 3965337 5122719 0,879 3,045 -
7 640 74,076 -215,331 0,646 4395666 5122719 0,926 5,374 -
8 640 55,508 -93,73 0,736 4075264 5122719 0,891 3,458 -
9 640 163,778 2,2*10-13 0,699 4508421 5122719 0,938 6,523 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршруте №25:

(2.20)

где i – порядковый час суток.

Если подвергнуть той же процедуре суммарные часовые пассажиропотоки на рассмотренных маршрутах, то можно увидеть, что они так же подчиняются тому же закону распределения.

Таблица 2.8-Параметры многочлена Фурье для суммарных пассажиропотоков

k а0 ak bk E sоб sп R F

“+,

-“

1 4581 -494,37 -318,75 0,502 3195818 1,74*108 0,135 0,016 +
2 4581 -1859 2540 0,376 97576619 1,74*108 0,748 1,134 +
3 4581 154,833 1350 1,400 1,11*108 1,74*108 0,798 1,568 -
4 4581 -1235 -846,47 0,293 1,23*108 1,74*108 0,840 2,134 +
5 4581 -1699 -134,28 0,369 1,45*108 1,74*108 0,911 4,387 +
6 4581 208,5 -380,37 0,409 1,47*108 1,74*108 0,919 4,833 -
7 4581 287,973 -1118 0,452 1,59*108 1,74*108 0,955 9,320 -
8 4581 173,229 -169,27 0,391 1,46*108 1,74*108 0,914 4,545 -
9 4581 1011 4,5*10-13 0,497 1,66*108 1,74*108 0,976 17,89 -

Таким образом, получаем многочлен Фурье для расчета часовых суммарных пассажиропотоков на маршрутах:

(2.21)

где i – порядковый час суток.

Если в полученные формулы (2.15 – 2.20) подставить поправочный коэффициент необходимого дня недели и месяца (рисунок 2.1-2.2), то получим формулы для расчета значений часовых пассажиропотоков в любой период времени с такой же точностью на каждом маршруте.

2.3 Расчет распределения пассажиропотока по часам суток

Расчет теоретических значений часовых пассажиропотоков производится для рассмотренных маршрутов в соответствии с определенными закономерностями по формулам (2.15) - (2.20).

Приведем пример расчета для маршрута №1 «Вокзал – Любенский» в июнь месяц, день недели – среда, в соответствии с формулой (2.15):

В период времени с 6-00 до 7-00:

yт1=339 пасс;

В период времени с 7-00 до 8-00:

yт2=1960 пасс;

В период времени с 8-00 до 9-00:

yт3=2006 пасс;

В период времени с 9-00 до 10-00:

yт4=1361 пасс;

В период времени с 10-00 до 11-00:

yт5=1200 пасс;

В период времени с 11-00 до 12-00:


yт6=825 пасс;

В период времени с 12-00 до 13-00:

yт7=534 пасс;

В период времени с 13-00 до 14-00:

yт8=314 пасс;

В период времени с 14-00 до 15-00:

yт9=582 пасс;

В период времени с 15-00 до 16-00:

yт10=701 пасс;

В период времени с 16-00 до 17-00:

yт11=1361 пасс;

В период времени с 17-00 до 18-00:

yт12=2249 пасс;

В период времени с 18-00 до 19-00:

yт13=1876пасс;

В период времени с 19-00 до 20-00:

yт14=860 пасс;

В период времени с 20-00 до 21-00:

yт15=407 пасс;

В период времени с 21-00 до 22-00:

yт16=1003 пасс;

В период времени с 22-00 до 23-00:

yт17=450 пасс;

В период времени с 23-00 до 24-00:

yт18=145 пасс.

Результаты расчетов теоретических значений часовых пассажиропотоков по всем рассмотренным маршрутам приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9 - Теоретические значения часовых пассажиропотоков на маршрутах

Время

суток

Номер маршрута
1 4 5 12 16 25
6-7 340 585 554 428 339 387
7-8 1960 1362 1240 1126 1804 1298
8-9 2006 994 398 1246 1854 1042
9-10 1362 483 317 1101 1252 633
10-11 1200 574 641 687 1189 668
11-12 825 571 122 495 920 481
12-13 534 692 283 426 513 46
13-14 314 730 214 324 505 168
14-15 582 842 609 229 866 607
15-16 701 662 622 571 993 602
16-17 1361 600 567 1117 1486 972
17-18 2249 1124 1670 1219 2374 1646
18-19 1876 1171 1312 960 2146 1399
19-20 860 540 416 757 1012 521
20-21 407 329 261 492 626 332
21-22 1003 511 124 429 1073 701
22-23 450 193 41 330 561 280
23-24 145 59 108 237 184 145

Путем проведения несложных преобразований можно так же рассчитать теоретические значения часовых пассажиропотоков по всем маршрутам, так как колебания пассажиропотоков носят случайный, но закономерный характер. Изменение величины пассажиропотока по часам суток, дням недели и месяцам (сезонам) года является типичным примером динамического временного ряда Фурье.


2.4 Вывод

В результате статистического исследования изменений пассажиропотоков во времени получены закономерности их изменения на маршрутах. Закономерности представлены в виде уравнений (многочленов) Фурье для расчета часовых пассажиропотоков на маршрутах №1, 4, 5, 12, 16, 25 (формулы 2.15 –2.20, соответственно).

Полученные формулы имеют высокий коэффициент множественной корреляции, что указывает на тесную функциональную зависимость между теоретическими и экспериментальными значениями пассажиропотоков.

Расчетная статистика критерия Фишера имеет значение больше табличного, что позволяет судить о согласованности уравнения регрессии с экспериментами данными.

Коэффициент средней линейной ошибки аппроксимации находится в пределах нормы, это также указывает на высокую точность вычислений.


3 Разработка мероприятий по повышению эффективности использования автобусов при выполнении городских пассажирских перевозок в городе Гомеле

3.1 Расчет рациональной вместимости автобусов

Выручка от городских перевозок пассажиров не покрывает затрат, возникающих при их выполнении. Одной из причин такого состояния является низкий средний коэффициент использования пассажировместимости транспортных средств.

Одной из причин низкого наполнения автобусов является их неоптимальная вместимость. Завышенная вместимость снижает средний коэффициент использования пассажировместимости или вызывает необходимость применения движения транспортных средств с большими интервалами, заниженная – повышает затраты за счет применения мене эффективных пассажирских транспортных средств. Движение транспортных средств с большими интервалами или слишком высокий коэффициент использования пассажировместимости снижают качество обслуживания пассажиров. Поэтому пассажировместимость единицы транспортного средства, применяемого на маршрутах перевозок в регулярном сообщении, подлежит оптимизации.

В качестве критерия оптимальности предлагается принять минимум целевой функции Zч в виде суммы затрат Sп, возникающих при выполнении перевозок, и потерь пассажиров от ожидания транспортных средств на остановочных пунктах за определенный период времени Пп, например за 1 час:

Zч=Sп+Пп=minq, (3.1)

где q – значение вместимости транспортного средства, пасс.

Величина часовых потерь может быть описана формулой:

Sп=Sono, (3.2)

где So – величина затрат за один оборот транспортного средства на маршруте перевозок пассажиров;

no – число оборотов, совершаемых пассажирскими транспортными средствами на маршруте перевозок за 1 час.

Величина S может быть выражена формулой:

S=losкм+tosч, (3.3)

где lo – длина оборота на маршруте, км;

sкм – затраты на 1 км пробега транспортного средства на маршруте;

to – длительность периода оборота на маршруте, ч;

sч - затраты на 1 час работы транспортного средства на маршруте.

Длина оборота определяется из характеристики маршрута.

Длительность периода оборота определяется на основе характеристик маршрута и работающих на нем транспортных средств по формуле:

to=lо/vто+tок, (3.4)

где vo – средняя техническая скорость транспортного средства за оборот на маршруте, км;

tок, - суммарное время простоя на промежуточных и конечных остановочных пунктах на маршруте за оборот.

Величины sкм и sч могут быть выражены формулами:

sкм=aкм1+aкм2q, (3.5)

sч=aч1+aч2q, (3.6)

где aкм1, aкм2, aч1, aч2 – параметры зависимостей.

Значение nо определяется формулой:

nо=nч=Aм/to, (3.7)

где nч - частота движения транспортных средств на маршруте;

Ам – число пассажирских транспортных средств, работающих на маршруте.

С другой стороны требуемая частота движения пассажирских транспортных средств определяется по наиболее напряженному участку маршрута по формуле:

nч=Qпч/q, (3.8)

где Qпч – максимальный часовой пассажиропоток по участкам маршрута в наиболее напряженном направлении, пасс/ч.

Потери пассажиров от ожидания пассажирских транспортных средств при работе их по интервалу движения определяется формулой:

п= Qобщ.чCпч J/2=Qобщ.чCпч/(2nч), (3.9)

где Qобщ.ч – общий часовой объем перевозок пассажиров на маршруте, пасс;

Cпч – стоимость потерь пассажира за 1 час ожидания транспорта;

J – интервал движения пассажирских транспортных средств на маршруте (J=1/nч).

В свою очередь значение Qобщ.ч может быть выражено формулой:

Qобщ.ч=2 Qср.чnсм=2Qпч/kнерnсм, (3.10)


где Qср.ч – среднечасовая общая загрузка пассажирских транспортных средств при движении на маршруте ;

nсм – средний коэффициент сменности пассажиров за один рейс пассажирского транспортного средства на маршруте;

kнер=Qпч/Qср.ч–коэффициент неравномерности пассажиропотока по участкам маршрута за оборот пассажирского транспортного средства.

После подстановок получаем, что Zч определяется выражением:

Zч=Qпч/q(lо(aкм1+aкм2q)+(lо/vто+t)( aч1+aч2q))+qCпч/kнерnсм=minq, (3.11)

Производная от Zч по q, приравненная к нулю, определяет оптимальное значение qопт.

В результате преобразований имеем:

, (3.12)

Однако значение Qпч изменяется в течение суток, а вместимость единицы пассажирского транспортного средства, работающей на маршруте, остается постоянной. Поэтому принятие решения должно приниматься по минимуму значения целевой функции:

, (3.13)

где Zчi – значение целевой функции для i-го часа суток;

n – число часов за суточный период, в течение которых выполняются перевозки пассажиров на маршруте.

С учетом суточной изменчивости Qпч оптимальное значение пассажировместимости единицы пассажирского транспортного средства определяется формулой:

, (3.14)

где Qпч.ср – среднечасовой пассажиропоток на наиболее загруженном участке маршрута по периодам, когда работа транспортных средств на маршруте организована без информирования пассажиров о расписании движения.

Таким образом, на основе проведенных исследований получена зависимость, позволяющая оптимизировать пассажировместимость транспортных средств для работы на маршрутах в регулярном сообщении.

Приведем расчет рациональной вместимости автобуса на примере маршрута №1 «Вокзал – Любенский» в период времени суток с 6-00 до 7-00:

;

138 пасс.

Рациональная вместимость автобусов для работы на маршрутах по периодам суток приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Рациональная вместимость автобусов для работы на маршрутах по периодам суток

номер марш-рута рациональная вместимость по периодам суток, пасс
6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
1 138 331 335 276 259 215 173 133 181 198 276 355 324 220 151 237 159 90
4 206 314 268 187 204 203 224 230 247 219 208 285 291 198 154 192 118 65
5 191 286 162 144 205 90 136 119 200 202 193 332 294 165 131 90 0 0
12 140 227 239 225 177 151 140 122 102 162 226 236 210 186 150 140 123 104
16 140 323 328 269 263 231 172 171 224 240 294 371 353 242 191 249 180 103
25 149 274 245 191 196 167 52 98 187 186 237 308 284 173 138 201 127 91

Имея значения рациональной расчетной вместимости подвижного состава, подбирается стандартная вместимость имеющегося парка автобусов.

Значения стандартной вместимости подвижного состава, определенные исходя из рациональной, приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Стандартная вместимость автобусов для работы на маршрутах по периодам суток

номер марш-рута стандартная вместимость по периодам суток, пасс
6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
1 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 75
4 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 75
5 180 180 180 180 180 75 180 180 180 180 180 180 180 180 75 75 0 0
12 180 180 180 180 180 180 180 75 75 180 180 180 180 180 180 180 75 75
16 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 75
25 180 180 180 180 180 180 75 75 180 180 180 180 180 180 180 180 75 75

3.2 Расчет рационального количества автобусов для работы на маршрутах

Для обеспечения оптимального наполнения подвижного состава, соответствующего колебаниям пассажиропотоков, должно меняться количество, вместимость и распределение подвижного состава по транспортной сети. Идеальным было бы непрерывное корректирование распределения подвижного состава по маршрутам во времени в соответствии с непрерывно меняющимся спросом на пассажирские перевозки, чтобы на любом перегоне любого маршрута постоянно выдерживать равенство между запросами на перевозки и их обеспечением.

В качестве исходной величины при определении числа автобусов на конкретном маршруте принимается количество перевезенных пассажиров.

Потребность в автобусах устанавливается по всем часам периода движения. Количество транспортных средств, необходимых для перевозки пассажиров, рассчитывается по формуле:

, (3.15)

где Qрас – значение пассажиропотока по рассчитываемому часу периода движения;

to– время оборота автобуса на маршруте;

k– коэффициент внутричасовой неравномерности;

q – вместимость транспортного средства;

– коэффициент использования вместимости;

– коэффициент сменности пассажиров;

I– интервал движения транспортных средств на маршруте.

В процессе работы под воздействием различных факторов интервал движения может отклоняться от расчетного и тогда фактический интервал рассчитывается по формуле :

, (3.14)

где – среднеквадратическое отклонение от планового интервала движения.

Приведем пример расчета количества автобусов и интервала движения на примере маршрута №1 «Вокзал – Любенский» в период времени суток с 6-00 до 7-00:

;

Ам=3 авт;

;

I=22 мин.

Количество автобусов и интервал движения по периодам суток для всех маршрутов сведены в таблицы 3.2 и 3.3, соответственно.

Таблица 3.2 – Рациональное количество автобусов для работы на маршрутах по периодам суток

номер марш-рута Рациональное количество автобусов по периодам суток
6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
1 3 11 12 8 7 6 4 2 4 4 8 13 11 5 3 8 3 3
4 5 10 7 3 4 5 6 7 8 5 4 8 8 4 3 5 2 1
5 5 8 3 2 4 2 2 2 5 4 4 11 8 3 5 3
12 3 5 6 5 3 3 3 5 3 3 5 6 4 3 3 3 5 3
16 3 10 11 7 7 7 4 4 7 6 9 14 12 6 5 8 4 3
25 3 7 5 3 3 3 1 3 4 3 5 8 7 3 2 5 5 2

Таблица 3.3 – Рациональный интервал движения автобусов на маршрутах по периодам суток

номер марш-рута Рациональный интервал движения автобусов по периодам суток, мин
6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
1 22 5 5 7 8 9 14 24 13 14 7 4 5 12 19 8 17 22
4 13 7 10 21 17 13 11 10 9 15 17 9 9 19 23 15 39 53
5 17 10 31 39 19 31 33 43 15 20 22 7 9 30 15 31
12 44 22