Дослідження функціонування зупинки міського пасажирського транспорту

Аналіз існуючої ситуації з міськими пасажирськими перевезеннями. Удосконалення методики розрахунку пропускної здатності зупинки міського транспорту шляхом урахування стохастичної природи процесу перевезень, потоку транспортних засобів, інтенсивності руху.

Рубрика Транспорт
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 29.09.2018
Размер файла 57,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження функціонування зупинки міського пасажирського транспорту

Ламбуцький М.М.

Національний транспортний університет, м. Київ

Вступ

Особливістю сучасного етапу розвитку міської маршрутної мережі пасажирського транспорту є слабоконтрольоване її насичення таксомоторними маршрутами автобусами малої місткості. Як правило, ці маршрути відкриваються паралельно діючим маршрутам міського транспорту та використовують вже облаштовані зупинки. В результаті завантаження зупинок значно зростає. В окремих випадках спостерігається періодичне утворення черг транспортних засобів, тобто, виникають ситуації, коли пропускна здатність зупинок, розрахованих на обслуговування тільки одного транспортного засобу, недостатня. В цьому випадку вирішують задачі розосередження зупинки або переобладнання її для одночасного обслуговування двох і більше транспортних засобів. У результаті пропускна здатність початкової зупинки зростає, але недосконалість методик розрахунку пропускної здатності для одночасного обслуговування двох транспортних засобів не дозволяє чисельно оцінити результати такого заходу. У зв'язку з цим невирішеною залишається дилема: розосереджувати на маршруті зупинки чи пристосовувати їх для одночасного прийняття двох і більше транспортних засобів. У зв'язку з цим розробка моделей функціонування зупинки на міських пасажирських маршрутах є актуальною задачею та потребує розробки науково обґрунтованих методів її вирішення.

Аналіз літературних джерел. Є встановленим, що [1, 2] методика розрахунку пропускної здатності зупинки для одного транспортного засобу не враховує стохастичність транспортного процесу і не може бути застосована для аналізу функціонування зупинки із-за відсутності врахування інтенсивності руху на тривалість операції зупинки. Методика розрахунку міських зупинок для одночасного прийняття двох та більше транспортних засобів також виходить з припущення про регулярність руху і не враховує його інтенсивності. Крім цього, обидві методики припускають рух транспортних засобів одного типу і моделі. Автори [2] вказують на значний вплив недостатньої пропускної здатності зупинки на перевізні спроможності маршрутів, до яких вона включена, та рекомендують заходи щодо підвищення пропускної здатності зупинки, такі як: збільшення кількості дверей у пасажирському салоні, влаштування підвищень на зупинках, використання рухомого складу з низьким рівнем підлоги, розосередження зупинок. Крім цього, в літературі відмічається, що в результаті організації зупинки з можливістю одночасного обслуговування двох транспортних засобів пропускна здатність зупинки зростає менше ніж у два рази.

Мета роботи. На основі аналізу ситуації міських пасажирських перевезень та літературних джерел установити практичну важливість удосконалення методики розрахунку пропускної здатності зупинки міського транспорту шляхом урахування стохастичної природи процесу перевезень, структури потоку транспортних засобів та інтенсивності руху. Для вирішення цієї задачі необхідно дослідити закономірності функціонування зупинки міського транспорту.

Матеріал і результати дослідження

Функціонування зупинки міського пасажирського транспорту передбачає виконання операцій прибуття на неї транспортного засобу, пасажирообмін та її звільнення. Для вирішення задач визначення можливих черг, планування перевезень, організації зупинок одночасного обслуговування двох транспортних засобів тощо, необхідне вивчення функціонування зупинки, яке можна виконати за допомогою математичної моделі. З урахуванням того, що процеси роботи транспорту в більшості випадків описуються простими потоками, можливо застосування аналітичних методів теорії масового обслуговування.

Крім цього, в роботі [3] доведено, що при наявності значної кількості випадкових величин, кожна з яких розподілена рівномірно і надходить з незалежних та неузгоджених джерел, що відповідає відправленню транспортних засобів з кінцевих пунктів різних маршрутів, очікуваним загальним розподілом буде біномінальний, який при постійній інтенсивності появи незалежних величин та значній їх кількості граничним має пуасонівський розподіл. Цей висновок теоретично обґрунтовує появу простого потоку при накладанні ряду регулярних потоків у пункті їх перетину і дозволяє застосування методів теорії масового обслуговування.

Тип моделі масового обслуговування визначається утворенням потоку замовлень. У даному випадку інтенсивність потоку не залежить від стану системи масового обслуговування (СМО), що вказує на доцільність використання відкритої СМО.

Вхідні потоки транспортних засобів є стаціонарними у часі і за величиною, що визначається графіком руху транспортних засобів. Вхідний потік є ординарним, оскільки ймовірність прибуття двох транспортних одиниць у малому інтервалі часу є малою величиною порівняно з інтервалом руху.

Оскільки система розімкнута і на величину інтервалів не впливає робота попередньої фази обслуговування, післядія в часі і по величині відсутня.

Зупинка для одиночного транспортного засобу може бути описана моделлю одноканальної СМО з необмеженою чергою при довільному потоку заявок та довільній тривалості обслуговування [3].

Якщо передбачено два місця для обслуговування транспортних засобів, то перший, що надійшов, займає місце обслуговування першого вагону, наступний - другого вагону, третій і кожний наступний стає в чергу. При вивільненні площі першого вагону, черга не зменшується, і місце залишається вільним за умови незакінченої операції пасажирообміну другого вагону. Після її закінчення зупинка звільняється повністю і може знову прийняти для обслуговування до двох транспортних засобів.

З відомих моделей найближчими за змістом до описаного процесу є одноканальна та багатоканальна СМО з необмеженою чергою без відмов. При цьому одноканальній СМО приписується подвійна пропускна здатність. Відповідно до фізичного процесу, що описує одноканальна СМО, очікувані результати розрахунків стосовно тривалості заняття зупинки транспортним засобом будуть завищені відносно реального процесу. Протилежний результат - меншу за фактичне значення тривалість заняття зупинки слід очікувати при використанні багатоканальної СМО тому, що канал не завжди приступає до обслуговування наступної заявки після закінчення обслуговування попередньої, що визначається ще й розташуванням самого каналу. Таким чином, застосування відомих моделей [3] дозволяє визначити область можливих значень. Розрахунки свідчать, що при однакових значеннях ухідних параметрів значення вихідних параметрів, розрахованих за цими моделями, відрізняються на 30-50%. Прицьому розходження значень результатів зростає з ростом інтенсивності надходження заявок.

Тому була розроблена спеціальна СМО з двома каналами обслуговування та нескінченою чергою без відмов, граф станів якої зображено на рис. 1.

Стан системи визначається кількістю транспортних засобів, що знаходяться на зупинці, інтенсивностями потоків транспортних засобів () і обслуговування ().

Математичний зміст станів наступний:

S00 - зупинка вільна;

S10 - обслуговується один транспортний засіб на місці стоянки першого вагону;

S01 - обслуговується один транспортний засіб на місці стоянки другого вагону;

S11 - обслуговується два транспортних засоби;

S12 - обслуговується два транспортних засоби, один в черзі;

S02 - обслуговується один транспортний засіб на місці стоянки другого вагону, один в черзі;

S13 - обслуговується два транспортних засоби, два в черзі;

S03 - обслуговується один транспортний засіб на місці стоянки другого вагону, два в черзі;

...

S1n - обслуговується два транспортних засоби, (n-1) в черзі.

Так як система масового обслуговування, що розглядається, має визначену кількість станів, і з кожного суттєвого стану можливо перейти в кожний інший суттєвий стан, то існують фінальні ймовірності станів. Тоді для кожного стану сумарний вхідний потік ймовірностей дорівнює сумарному вихідному потоку, що відповідно до рис.1 представлено системою рівнянь:

зупинка міський пасажирський транспортний

(1)

Аналітичне рішення системи рівнянь (1) можливе для кінцевої кількості місць у черзі. Пошук аналітичного рішення в загальному вигляді не виконувався зважаючи на складність запису очікуваних залежностей та незручності його застосування в інженерних розрахунках. Розрахунки з рішення систем лінійних рівнянь (1) виконувались за допомогою програми Microsott Excel при обмеженні довжини черги транспортних засобів величиною з ймовірністю, наближеною до 0.

У результаті розрахунків виявлено, що одержані значення належать діапазону, визначеному використанням одно- та двоканальної СМО, що підтверджує вихідні посилання та свідчить про правильність опису моделі. Крім цього, встановлено характер зміни тривалості перебування зупинки вільною від транспортних засобів, який добре апроксимується залежністю для Р00 одноканальної СМО. Тоді, як значення ймовірності, настання наступних станів системи добре узгоджуються з результатами, що визначаються описом двоканальної СМО. Крім цього, така зміна значень ймовірності настання різних станів системи підтверджується результатами спостережень за функціонуванням зупинок міського транспорту. Тому, з урахуванням одержаних результатів та умови нормування, запропоновано визначати ймовірності станів системи з виразу:

(2)

де і - ймовірність того, що зупинка вільна за визначенням, відповідно, одноканальної та двоканальної СМО;

- корегуюча функція.

Рішенням виразу (2) стосовно коефіцієнту а одержана залежність ймовірності настання станів системи:

(3)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Залежність середнього часу перебування заявки в СМО від ступеню завантаження системи

Таблиця 1

Результати перевірки адекватності моделей

Ймовірності станів СМО

Результати

спостереження

Одноканальна СМО

Двоканальна СМО

Запропонована СМО

Р0

0,385

0,383

0,528

0,392

Р1

0,352

0,236

0,326

0,420

Р2

0,203

0,146

0,101

0,130

Р3

0,033

0,090

0,031

0,040

Р4

0,022

0,056

0,010

0,012

Р5

0,005

0,034

0,003

0,004

Коефіцієнт

кореляції

-

0,941

0,938

0,975

При цьому Р1 - ймовірність перебування на зупинці одного транспортного засобу, Р2 - двох, Р3 - трьох, і так далі.

Середня кількість транспортних засобів у системі:

(4)

Середня кількість транспортних засобів у черзі

(5)

Визначення інших операційних характеристик тривіальне. Для прикладу на рис. 2 наведено порівняння зміни середнього часу перебування заявки в СМО від її ступеня завантаження.

З метою перевірки адекватності розробленої моделі виконувались спостереження на зупинках міського транспорту м. Києва. Зокрема в таблиці 1 наведено порівняння ймовірності станів системи розрахованих на основі різних моделей для зупинки "Лук'янівський ринок".

При проведені натурних обстежень помічено, що на відміну від викладеної теоретичної моделі, ще присутній процес саморегулювання. На це вказує незначна тривалість одночасного перебування на зупинці більше трьох транспортних засобів, тому що зупинка знаходиться у полі зору водіїв. При надлишковому заповненні зупинки водії зменшують швидкість руху на перегоні, тим самим дозволяючи транспортним засобам, що знаходяться на зупинці, її залишити. При знаходженні одного транспортного засобу на зупинці та відсутності надходження у найближчий час іншого водій без поспіху її залишає на відміну від інших ситуацій.

Помічений процес саморегулювання є однією з причин, яка пояснює наближені результати, одержані на теоретичних моделях реальному процесу. Зважаючи на встановлені особливості роботи водіїв на зупинці міського пасажирського транспорту та ураховані виявлені закономірності її функціонування, при математичному описі моделі було одержано високий коефіцієнт кореляції, який відображає адекватність моделі реальному процесу.

Одержаний математичний опис моделі дозволяє дослідити основні її характеристики. Розрахунки, виконані на розробленій моделі, свідчать про різницю результатів у порівнянні з багатоканальною СМО з необмеженою чергою без відмов на рівні 15-20%.

Висновки. запропонована математична модель дозволяє вивчати основні закономірності функціонування зупинки, яка передбачає одночасне обслуговування двох транспортних засобів. Аналізом функціонування міського пасажирського транспорту встановлено, що більшість зупинок може розглядатись як зупинка, що передбачає одночасне обслуговування двох транспортних засобів, навіть при тій умові, що влаштована вона для одного транспортного засобу.

Подальший напрямок дослідження - на основі розробленої моделі із застосуванням методів численного диференціювання встановити відхилення від одержаних результатів за умови, що потік вимог і обслуговування не є найпростіші. Оцінити можливість застосування аналітичних залежностей з можливим їх корегуванням для інженерних розрахунків. Розробити методику розрахунку пропускної здатності зупинки з двома місцями для обслуговування транспортних засобів та на цій основі розробити методику обґрунтування структури парку транспортних засобів.

Література

Спирин И.В. Организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками. Ї М.: Академия, 2003. Ї 400 c.

Ефремов И.С., Кобозев В.М., Юдин В.А. Теория городских пассажирских перевозок Ї М.: Высшая школа, 1980. Ї 535 с.

Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории вероятностей. - М.: Радио и связь, 1983. - 416 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Розрахунок інтенсивності, рівня завантаження та щільності транспортного потоку, визначення пропускної спроможності доріг, інтервалу руху, часу та швидкості сполучення на маршрутах з метою покращення організації руху міського пасажирського транспорту.

    реферат [70,7 K], добавлен 10.12.2010

  • Основні вимоги та розробка заходів з підвищення ефективності й безпеки на маршрутах міського пасажирського транспорту. Розрахунок пропускної можливості дороги, вплив розміщення зупиночних пунктів на безпеку дорожнього руху та організація його пріоритету.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 14.06.2009

  • Функціонування пасажирського транспорту як невід’ємна частина економічної й соціальної політики на загальнодержавному й локальних рівнях. Міський транспорт України та його матеріально-технічна база. Історія розвитку міського транспорту України.

    реферат [30,7 K], добавлен 12.10.2014

  • Класифікація сучасного міського транспорту залежно від свого призначення. Характеристика основних видів масового пасажирського транспорту. Провізна спроможність і швидкість сполучення різних видів транспорту. Мережа ліній громадського транспорту.

    реферат [1,8 M], добавлен 25.12.2010

  • Визначення альтернативних транспортних засобів транспорту для виконання обсягу перевезень за маршрутом руху, витрат часу на рух по елементах траси для кожного з альтернативних транспортних засобів. Вибір підходящого засобу з групи альтернативних.

    курсовая работа [189,1 K], добавлен 18.06.2009

  • Дорожній рух як сукупність суспільних відносин, що виникають у процесі переміщення людей і вантажів за допомогою транспортних засобів або без таких у межах доріг, визначення його характеристик. Удосконалення методів руху різних видів транспорту в містах.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.03.2014

  • Загальна характеристика та напрямки діяльності, аналіз виробничої діяльності автотранспортного підприємства. Дослідження привабливості маршрутів міського пасажирського транспорту в місті Харкові, техніко-експлуатаційні показники маршрутів й пасажиропотік.

    отчет по практике [319,1 K], добавлен 22.06.2011

  • Аналіз існуючої організації перевезень вантажу та виконання техніко-експлуатаційних показників. Дослідження продуктивності автомобіля, вибір маршрутів його руху. Механізація навантажувально–розвантажувальних робіт. Систематизація транспортних зв’язків.

    курсовая работа [913,5 K], добавлен 30.11.2014

  • Характеристика району перехрестя. Прогнозований ріст інтенсивності на 10 років і визначення необхідної кількості смуг руху. Аналіз дорожньо-транспортних пригод. Розрахунок циклу світлофорної сигналізації. Огляд існуючої схеми організації дорожнього руху.

    курсовая работа [304,9 K], добавлен 19.10.2013

  • Оцінка існуючих показників ремонтопридатності засобів транспорту. Аналіз конструкцій коробок передач. Розробка математичної моделі зносу деталей коробки передач при експлуатації. Дослідження процесу зношування деталей коробок передач тракторів.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 14.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.