Управління проектами та програмами побудови приміських автобусних систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний транспортний університет

656.025.2

УПРАВЛІННЯ ПРОЕКТАМИ ТА ПРОГРАМАМИ ПОБУДОВИ ПРИМІСЬКИХ АВТОБУСНИХ СИСТЕМ

Спеціальність 05.13.22 - Управління проектами та програмами

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Вакарчук Ігор Миколайович

Київ - 2006

АНОТАЦІЯ

Вакарчук І.М. Управління проектами та програмами побудови приміських автобусних систем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.22. - управління проектами та програмами - Національний транспортний університет, Київ, 2006.

Дисертація присвячена розробці моделей, методів та алгоритмів управління проектами побудови приміських автобусних систем на протязі життєвого циклу проекту. Запропонована інтегральна математична модель процесу прийняття управлінських рішень, що містить процедури інформаційно-логістичної послідовності задач проектного менеджменту; алгоритми аналізу параметрів цієї моделі, методи розрахунків і принципи визначення оптимального управлінського рішення. Розроблений ієрархічний підхід до процесу прийняття рішень з управління проектами приміських автобусних систем. Запропоновані методи розрахунку кращого рішення обчислення адитивних критеріїв якості альтернатив для модифікованих моделей однокритеріального вибору в умовах невизначеності. Розроблена та впроваджена комплексна інформаційна технологія управління масштабними проектами, що відповідає сучасним вимогам до комп'ютерних технологій управління проектами та програмами.

Ключові слова: управління проектами та програмами, приміська автобусна система, технологія управління, процес прийняття рішень, пасажиропотік, інформаційно-логістична послідовність, показники якості.

АННОТАЦИЯ

Вакарчук И.Н. Управление проектами и программами построения пригородных автобусных систем. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.22. - управление проектами и программами - Национальный транспортный университет, Киев, 2006.

Диссертация посвящается разработке моделей, методов и алгоритмов управления проектами и программами построения пригородных автобусных систем на протяжении жизненного цикла проекта. При разработке соответствующих моделей за основу взят один из эффективных методов решения задач - метод информационно-логистической последовательности проектного менеджмента. Отмечено, что данный метод является наиболее эффективным при принятии сложных решений реализации масштабных проектов.

Предложена интегрированная математическая модель процесса принятия решений управления проектами построения ПАС, которая содержит процедуры формирования перечня задач проектного менеджмента, алгоритма экспертизы параметров этой модели, методы расчета и принципы определения оптимального решения управления ПАС. Определены этапы формирования проекта рациональных пригородных автобусных систем путем применения на пригородных маршрутах экспрессных и маршрутно-таксомоторных режимов движения, новой технологии управления автобусами и водителями, которые с учетом несбалансированных пассажиропотоков, предусматривают организацию ежесуточного отдыха водителей и отстоя автобусов в пригородной зоне.

Разработан иерархический подход к процессу управлення проектами, который рассматривает в сложных проблемных ситуациях закономерности формирования пассажиропотоков на маршрутах, когда выбрать лучшее решение на основании анализа альтернатив применения экономико-математических моделей определения оптимального количества маршрутов, их длины и количества рейсов.

Предложены методы расчета наилучшего решения на основании вычисления аддитивных критериев качества альтернатив для модифицированных моделей в условиях неопределенности.

Предложена и внедрена комплексная информационная технология принятия решений при управлении масштабными проектами, которая соответствует современным требованиям к компьютерным технологиям управления. Одним из важных компонентов в данной технологии является программный комплекс АС ПМАП, который состоит из основных блоков: ввода данных, информационно-расчетного обеспечения, обработки данных, формирования проектов. На основании АС ПМАП произведен многократный анализ предложенных моделей и методов принятия управленческих решений. Исходя из материалов исследований, выделены три зоны целесообразности и эффективности использования разработанной информационной технологии в зависимости от сложности каждой конкретной проблемной ситуации усовершенствования управленческого решения.

Осуществлена апробация и проанализированы результаты внедрения информационной технологии в процессе управления проектом на примере ОАО “Запорожавтотранс”, а также в учебном процессе при подготовке проектных менеджеров.

Ключевые слова: управление проектами и программами, пригородные автобусные системы, технология управления, процесс принятия решения, пассажиропоток, информационно-логистическая последовательность, показатели качества.

SUMMARY

Vakarchuk I.N. Projects and programs management of construction for the suburban busses systems. It is Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of candidate of engineering sciences after speciality 05.13.22 is projects and programs management the National transporting university Kiev, 2006.

Dissertation is devoted to development of models, methods and algorithms of projects and programs of construction of the suburban busses systems management during the life cycle of project. Offered integral mathematical model of process of projects management, that contains procedures informatively - logistic sequence of tasks for project management; the algorithms of examinations for parameters of this model, methods of calculations and principles for determination of optimum decision of improvement for management of project for construction, are PASS. Developed hieratical multilevel approach to the process of decision-making on the projects management PASS. Offered methods of construction of project of suburban transportations on foundation to forming of optimum curricula of motion of busses taking into account the criteria of qualities of alternatives in relation to the process of arrival of passengers on the stops in accordance with the modified models of criterion choice by the passengers of the following way on condition of vagueness and multicriterion compromise of transporting maintenance of population. Developed and the inculcated complex information technology of decision-making at the scales projects management, that responds to request modern to computers technologies of management.

Keywords: projects and programs management, suburban bus system, management technology, passenger flow, informatively-logistic sequence, indexes of qualities.

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному транспортному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Марунич Валерій Степанович, Національний транспортний університет, кафедра транспортного права, системного аналізу і логістики.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Маяк Микола Михайлович, радник державного господарського об'єднання “Концерн “Авіавійськремонт”, Міністерства оборони України, м. Київ;

кандидат технічних наук Христюк Микола Михайлович, головний спеціаліст - експерт по транспорту, “Київдержекспертиза”, м. Київ.

Провідна установа: Харківська національна академія міського господарства Міністерства освіти і науки України, кафедра транспортних систем і логістики, м. Харків.

Захист відбудеться 27.06.2006 року о 13-30 год., на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.01. при Національному транспортному університеті за адресою: 252010, м. Київ - 10,вул. Суворова, 1.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

Автореферат розісланий 25.05.2006 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, доцент О.І. Мельниченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Згідно законів України “Про транспорт”, “Про автомобільний транспорт” мета державного управління в галузі транспорту - своєчасне, повне та якісне задоволення потреб населення і суспільного виробництва в перевезеннях.

Важливе місце в цьому належить приміському автобусному транспорту, який забезпечує зв'язок села з містом, безпосередньо впливає на розвиток аграрного комплексу, а також на організований відпочинок трудящих, і нарешті, у разі порушення ритмічності роботи транспортного комплексу, відбивається на соціальній напрузі в суспільстві та суттєво позначається на продуктивності праці.

Відомо, що потреба в приміських перевезеннях виникає у 95% населення України, а річний обсяг перевезень їх складає 35% від загального. Тому, удосконалення управління проектами та програмами побудови приміських автобусних систем набуває вирішального значення для тих сільських населених пунктів, в яких автобусний транспорт єдиний вид пересування, і частка яких становить понад 45% від кількості населених пунктів України.

Згідно Програми розвитку автобусного обслуговування населення у сільській місцевості на 2003-2007рр., яка затверджена розпорядженням Кабінету міністрів України № 754-р від 10.11.2003р. “Про забезпечення сільських населених пунктів регулярними автобусними сполученнями” (далі - програма “Сільський автобус”) покращення транспортного обслуговування населення це не лише вимога конституційних прав людини на пересування, важливий аспект розвитку внутрішнього ринку товарів і послуг, а і підняття транспортного обслуговування пасажирів до рівня чинних соціальних нормативів.

Сучасний розвиток приміських перевезень стримується недостатньою увагою, яка приділяється вивченню технологіям управління маршрутними системами (МС). Методи, моделі та алгоритми побудови приміських МС, як правило, спираються на розробки, які виконані в 70-80-і роки ХХ століття для міського і міжміського автотранспорту, а тому не повністю враховують особливості його експлуатації. Принципово суттєві відмінності в управлінні приміськими перевезеннями, в порівнянні з іншими видами автобусного сполучення, характеризуються закономірностями формування та управління пасажиропотоками, специфічністю техніко-експлуатаційних показників та вимог оперативного управління режимами роботи автобусів і їх водіїв. Врахування цих факторів особливо важливе за умов розробки ефективної системи прийняття управлінських рішень, орієнтованої на методологію проектного менеджменту. Адже, на пасажирському транспорті теорія як індивідуальних, так і колективних рішень мало досліджена, і до цього часу не запропоновано цілісної (структурно- і функціонально-повної) системи розробки ефективних рішень.

Таким чином, наявність невирішених задач і нагальних потреб в їх розв'язанні обумовлюють актуальність наукових досліджень і розробок, яким присвячена дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові результати роботи отримані у відповідності до завдань “Цільової комплексної програми розвитку транспортного комплексу України “Транспорт” (1992-2010рр.), програми “Сільський автобус”.

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є дослідження і розробка моделей, методів і алгоритмів побудови ефективної системи приміських автобусних перевезень, що відповідає сучасним вимогам до комп'ютерних технологій управління і орієнтованої на методологію проектного менеджменту. Для досягнення поставленої мети вирішені наступні задачі:

- аналіз стану перевезень приміського населення та існуючих науково-теоретичних і практичних знань із проблеми, що досліджується;

- дослідження закономірностей формування та управління попитом на перевезення в приміському сполучені;

- обґрунтування раціональної кількості маршрутів, їх довжини та оптимальної кількості рейсів на МС;

- формування математичної моделі процесу розробки прийняття рішень побудови приміських автобусних систем (далі - ПАС);

- розробка методів і алгоритмів генерації і експертизи елементів (параметрів) моделі проблемної ситуації;

- дослідження запропонованих моделей і методів управління проектами за допомогою розроблених програмних засобів;

- впровадження і апробація результатів досліджень при вирішені практичних задач. автобусний перевезення комп'ютерний менеджмент

Об'єкт дослідження - процес розробки рішень по управлінню проектами побудови ПАС.

Предметом дослідження є етапи формування проекту побудови ПАС, генерації і експертизи конкретної проблемної ситуації, розрахунку та вибору оптимального рішення при управлінні масштабними проектами.

Методи досліджень. Опис процесу розробки ефективних рішень побудови МС провадиться на основі методу "Інтелектуальний штурм", адаптованого під методологію проектного менеджменту. Модифіковані критерії Лапласа, Вальда, Севіджа, Байєса, Гурвіца, Ходжа-Лемана, крайнього оптимізму та песимізму використовувались для розрахунку коефіцієнтів визначеності альтернатив; методи мінімакса, мінімальної відстані від ідеальної точки застосувались для обчислення адитивних критеріїв якості рішень; принцип Парето при виборі оптимального рішення. Дослідження моделей пасажирських перевезень базується на використані системного підходу, методів імітаційного моделювання, теорії ймовірностей, теорії граф і розкладів, економіко-математичних методів та динамічного програмування.

Наукова новизна результатів досліджень полягає в розробці комплексної інформаційної технології управління проектами побудови МС на підставі комп'ютерного уявлення та обробки знань про процеси управління проектами. В тому числі:

- сформульовані принципи побудови і запропонована інтегрована математична модель процесу розробки прийняття рішень побудови ПАС на підставі "Інтелектуального штурму", а також наведений структурно-функціональний механізм її реалізації;

- розроблені формальні методи розрахунку основних закономірностей формування і управління попитом населення на перевезення та розподілом незбалансованих пасажиропотоків у приміському сполученні, що дозволило визначити: одна й та ж сукупність транспортних зв'язків маршрутної системи може обслуговуватись як одним, так і кількома маршрутами, а рейсів - різною кількістю автобусів;

- в рамках автоматизованої системи розроблена об'єктивно-інформаційна модель введення обробки та зберігання даних щодо соціологічно-транспортних опитувань приміського населення із програмним контролем їх цілісності та адекватності;

- обґрунтована та застосована інформаційно-логістична послідовність (далі - ІЛП) вирішення задач технології управління перевезень у приміському сполученні, що забезпечує комплексну автоматизацію управління проектами і програмами;

- розроблені методики проектування розкладів руху автобусів, експресного та маршрутно-таксомоторного сполучення;

- запропоновані й реалізовані алгоритми управління проектами побудови ПАС, що становлять єдину структурно та завершену комп'ютерну систему, яка відповідає сучасним вимогам до розробки інформаційних технологій прийняття рішень при управлінні проектами.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці та впровадженні програмного комплексу автоматизованої системи проектного менеджера автобусних перевезень (далі - АС ПМАП), реалізованого на базі запропонованої інтегрованої моделі, яка орієнтована на методологію проектного менеджменту. Даний комплекс пропонується використовувати в транспортних організаціях для розробки та прийняття управлінських рішень, що впливають на реалізацію проекту побудови оптимальних ПАС.

Комп'ютерна АС ПМАП досліджена і впроваджена в наступних організаціях:

- в ВАТ "Запоріжавтотранс" (акт впровадження № 3 від 21.03.06р.) для прийняття управлінських рішень щодо задоволення попиту населення приміським автобусним сполученням;

- в НТУ, на кафедрі “Транспортного права, системного аналізу і логістики” (акт впровадження № 1 від 3.03.06р.) в учбовому процесі проектного менеджменту при проведені практичних робіт з дисципліни “Організація і управління транспортними системами пасажирських перевезень”.

Запропоновані методики використані при управлінні проектами побудови приміських маршрутів 14-ти районів Запорізькій області, а результати дослідження рекомендовані для впровадження в рамках регіональних програм “Сільський автобус”.

Особистий внесок здобувача. У дисертації використані ідеї щодо розробки та впровадження АС ПМАП та регіональних програм “Сільський автобус”, у формуванні положень яких приймав участь пошукувач, коли обіймав посади наукового співробітника відділу пасажирських перевезень “Державтотрансндіпроекту” та головного спеціаліста відділу координації перевезень “Укравтотрансу”. Особистий внесок пошукувача полягає в:

- отримані закономірностей та розробці методів, моделей і алгоритмів управління попиту на перевезення в умовах незбалансованих пасажиропотоків;

- здійснені методичного підходу до управління проектами побудови розкладів руху, алгоритмів проектування експресних та маршрутно-таксомоторних сполучень;

- запропонуванні ІЛП для технології управління проектами;

- розробці інформаційних технологій прийняття рішень при управлінні проектами побудови ПАС.

За матеріалами дисертації опубліковано 16 праць, з яких 3 одноосібні [4,9,11], і 4 тези доповідей на наукових конференціях. У публікаціях із співавторами особистий внесок полягає: у визначені теоретичних та практичних аспектів щодо удосконалення управління проектами та програмами приміських автобусних перевезень [1,2,7]; в роботі [3] - представлені особливості програмного забезпечення вивчення попиту населення в приміському сполученні; в роботі [6] пошукувачем особисто запропоновано застосування маршрутних таксомоторних технологій управління перевезеннями в приміському сполученні; в [9] розглядається транспортна дискримінація за умов управління проектами; в [12] пропонується комплексне управління проектами побудови приміських маршрутів Київської області; в [16] термін "автостанція" пропонується розглядати комплексно з урахуванням управління проектами побудови МС.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, що включені до дисертаційної роботи доповідались й обговорювались на: міжнародній науковій конференції "Metody obliczeniowe i badawcze w rozwoju systemow pojazdow samochodowych i maszyn roboczych samojezdnych" “SAKON'01”, 60-62 наукових конференціях професорсько-викладацького складу і студентів НТУ (м. Київ 2004-2006 рр.).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 16 наукових праць (в тому числі 11 статей та 1 депонований звіт про науково-дослідну роботу) у фахових виданнях, що входять до переліку затверджених ВАК України, з них 4 тези доповідей на наукових конференціях.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку літератури зі 126 найменувань, разом з якими її обсяг складає 176 сторінки машинописного тексту, містить 31 рисунок, 22 таблиці, 3 додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМIСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми, розкривається стан вирішення наукової проблеми, її значимість для науки і практики, формулюється мета і задачі дослідження, визначаються його об'єкт, предмет та методи, наводиться наукова новизна та практична цінність отриманих результатів.

Перший розділ присвячений аналізу стану приміських перевезень та методів, моделей і алгоритмів організації і управління проектами побудови МС.

Приміські автобусні перевезення розглядаються в системі пасажирських перевезень у взаємозв'язку з системою управління проектами та програмами виробництва і споживання в суспільстві від яких залежить кон'юнктура ринку транспортних послуг. Визначена структура управління приміськими перевезеннями, взаємозв'язок задач управління проектами побудови МС, що складають основу застосування стандартизації, сертифікації, ліцензування та конкурсних відносин на автомобільному транспорті і знаходить відображення в формуванні сучасної законодавчої та нормативно-правової бази управління перевезеннями. Вивчені закономірності формування та управління пасажиропотоками дозволили обґрунтувати вимоги до побудови МС з урахуванням якості транспортного обслуговування, попиту населення на приміські перевезення, який формується під впливом економічних, соціальних, технічних і організаційних факторів.

Дослідження стану управління проектами побудови МС з урахуванням вітчизняного та зарубіжного досвіду країн з розвинутими ринковими відносинами показав, що попит у населення на перевезення в приміському сполученні має пріоритетне значення і в розвинутих країнах задовольняється на рівні міського. А тому, для адекватності модельних розрахунків фактичним обсягам перевезень, моделювання попиту повинно базуватись на вивченні закономірностей прийняття рішень щодо формування та управління пасажиропотоками в часі і на транспортній мережі.

Узагальнення досвіду удосконалення управління проектами побудови МС наголосило на тому, що існуючі методи, моделі і алгоритми обстеження пасажиропотоків, які характеризуються значною трудомісткістю і суб'єктивністю вхідної інформації, не відповідають технологічним вимогам щодо управління проектами. На практиці удосконаленню підлягало тільки транспортна мережа, а не маршрутна система, яка визначається як пов'язана територіально і в часі визначена сукупність маршрутів пасажирських перевезень на транспортній мережі, що не дозволяло розробляти універсальні моделі управління нею.

Окремі питання управління проектами побудови МС найшли відображення в роботах Белмана Р. Бушуєва С.Д., Воркут Т.А., Долі В.К., Ігнатенка О.С., Глушкова В.М., Ємельянова С.В., Ларичева О.І. Левковця П.Р, Лігума Ю.С., Марунича В.С., Маяка М. М., Міркина Б.Г., Пономаренка Л.А., Райфа Г., Рача В.А., Христюка М.М. та інших авторів. Разом з тим недостатньо вивченими залишаються побудова раціональних ПАС, формування закономірностей управління пасажиропотоками, методичне забезпечення прийняття управлінських рішень побудови ПАС.

На практиці технологія управління приміськими перевезеннями подібна системі прийняття управлінських рішень в міському та міжміському сполученні. Але вищенаведені розбіжності щодо експлуатаційних і економічних особливостей функціонування та управління ПАС викликають розробку та впровадження специфічних технологій управління проектами. На це вказує, перш за все, величина середньої дальності поїздки пасажира, яка вдвічі більша, ніж на міських маршрутах. Також, суттєві інтервали руху автобусів на даних маршрутах спонукають пасажирів віддавати перевагу підходу до зупинки безпосередньо перед прибуттям автобуса. Крім того, спостерігається нерівномірність управління пасажиропотоками за годинами доби, у робочі, вихідні, святкові дні та за місяцями року. Топологічний різновид транспортної мережі у вигляді “крислатого” графу, призводить до збільшення експлуатаційної швидкості руху на маршрутах. Таким чином, наведений перелік особливостей упра- вління ПАС засвідчив, що воно, як об'єкт дослідження, є недостатньо вивченим.

Виконаний огляд сучасних математичних моделей і алгоритмів управління проектами побудови МС. Основну увагу зосереджено на нормативних моделях, в межах яких розглянуто три групи методів: нормативні (методи вирішення цих задач тривіальні або жорстко регламентовані); оптимізаційні, за існуючими алгоритмами (розробки щодо приміського та міського сполучення, які відповідають пред'явленим вимогам); оптимізаційні, що потребують подальшої розробки. У наступних розділах дисертації автором проведено відповідні дослідження і розроблено методичне забезпечення вирішення задач технології управління проектами, що відносяться до третьої групи.

Розглянуті комп'ютерні системи щодо інформаційної сумісності, модульності, адресності виконання. В дисертації запропоновано ІЛП вирішення задач управління проектами побудови ПАС та розроблені схеми її блоків, а саме: організація перевезень і маршрутів; управління технологією перевезень; диспетчерське управління.

Підкреслено, що з точки зору прийняття рішень по управлінню проектами особливу увагу серед них заслуговують людино-комп'ютерні методи. Використання цих методів надає можливість проектному менеджеру сформувати адекватну модель проблемної ситуації і визначити взаємозв'язок її елементів і параметрів, а також успішно застосувати для аналізу цієї моделі. Зазначено також, що людино-комп'ютерні методи найбільш формалізовані, мають достатню кількість початкової інформації, дають прийнятні результати і можуть бути адаптовані для використання сучасними комп'ютерними системами.

За результатами досліджень виконана постановка задачі, де відображена мета, проблема роботи, результати розв'язання якої дозволять створити математичну модель процесу прийняття управлінських рішень побудови ПАС і програмно її реалізувати в межах сучасної комп'ютерної системи.

Другий розділ дисертації присвячений теоретичним та практичним аспектам формування математичної моделі процесу розробки прийняття рішень побудови ПАС в рамках методології проектного менеджменту. Запропонована інтегрована математична модель процесу розробки рішень побудови ПАС, що включає розрахунок оптимального рішення на підставі трьох моделей: однокритеріального вибору в умовах невизначеності, багатокритеріального компромісу як в умовах невизначеності, так і без них (рис.1.). Задана цільова функція витрат на реалізацію проекту побудови ПАС за допомогою синтезованої моделі прийняття рішень мінімізується:

Оскільки, головним завданням управління проектами побудови ПАС є задоволення потреб пасажирів в поїздках, то опис процесу розробки прийняття рішень розпочинається етапом вивчення попиту населення на перевезення.

Об'єктивно транспортні потреби населення в перевезеннях визначаються проектуванням пасажирських кореспонденцій. Малопотужні пасажиропотоки на транспортній мережі з великою похибкою проектуються на пасажирську кореспонденцію, а тому, управління ними в приміському сполученні не дає повної уяви щодо потреб населення в перевезеннях. Було доведено, що серед існуючих методів управління попитом населення на перевезення в приміському сполученні найбільш прийнятним є соціологічно-транспортне обстеження. Порівняльний аналіз методів анкетування дозволив встановити, що переважним є опитування пасажирів безпосередньо в автобусах під час здійснення поїздки. Всього на 78 маршрутах Запорізької області проведено опитування 6400 пасажирів. Кількість оброблених анкет становить 94% від загальної кількості. Обробка результатів анкетування дозволила запроектувати реальні пасажирські кореспонденції і виявити ряд закономірностей управління пасажиропотоками в приміському сполученні, а саме: пасажиропотоки на приміських маршрутах мають характер односторонній та незбалансований, тобто вранці спостерігається Р_п >> Р_м, ввечері Р_п << Р_м, де Р_п і Р_м - відповідно пасажиропотік з передмістя до міста та з міста до передмістя (рис. 2). Незбалансованість пасажиропотоків є результатом неспівпадання їх інтенсивності у прямому і зворотньому напрямках, що не забезпечує рентабельність перевезень за традиційною технологією управління. При цьому, в одному з напрямків пасажиропотік є достатнім (у протилежному напрямку - недостатнім) для забезпечення рентабельності перевезень. В умовах, коли пасажиропотоки в обох напрямках одночасно є достатніми (або недостатніми) не є типовим явищем для приміських маршрутів, тому розробка технології управління проектами повинна враховувати наведені особливості формування пасажиропотоків.

Етап генерації закономірностей формування пасажиропотоків свідчить, що проектний пасажиропотік можна представити як суму двох складових: основного та додаткового потоків. Основний пасажиропотік формується з порівняно постійних поїздок, що носять регулярний характер. Додатковий - з випадкових, стохастичних поїздок. Для оцінки впливу основного і додаткового пасажиропотоків на сумарний необхідно визначити співвідношення між цими складовими. Дослідження показали, що у години пік перевагу має основний пасажиропотік (понад 90% поїздок). Ось чому, в зв'язку з однонаправленністю пасажиропотоків на приміських маршрутах не доцільно застосовувати метод балансування пасажиропотоків, шляхом зміни часу початку роботи підприємств та установ.

Для формування проекту розкладу руху приміських автобусів, а також надання якісних транспортних послуг пасажирам необхідні знання щодо управління закономірностями прибуття пасажирів на зупинки, що і розглядається на відповідному етапі. Це питання було вивчено недостатньо. Прогнозувалось, що процес прибуття пасажирів на зупинки приміських маршрутів аналогічний міським, тобто підпорядкований закону Пуасона. Однак, враховуючи, що на приміських маршрутах запроектовані інтервали руху автобусів суттєві (від 20 хв. до 300 хв.), гіпотеза про пуасонівський розподіл підходу пасажирів на зупинки є спірною.

Як показали результати проведених спостережень, біля 90% пасажирів підходять на зупинки приміських автобусних маршрутів протягом 5-ти хв.-го інтервалу до прибуття автобуса за розкладом. Інакше кажучи, спостерігається звикання пасажирів до розкладу і традиційні моделі формування пасажиропотоків для міського сполучення не можуть бути використанні.

Тому для опису процесу підходу пасажирів була використана математична модель та алгоритм узагальнюючих функцій. В результаті отримано:

за умов r = 1, 2, … , R, (2)

де m_r (t) - кількість пасажирів, які прийшли на зупинку до рейсу r, тобто до часу Т_r пас.; л_r - середня інтенсивність прибуття пасажирів на зупинку між рейсами r - 1 та r, пас./хв.; T_r - час прибуття r-го рейсу автобуса за розкладом; Дt_r - інтервал між рейсами r - 1 та r, хв.; R - загальна кількість рейсів за добу, од.; - дельта-функція Дірака:

За умов регулярного руху автобусів на маршруті з інтервалом І: Дt_r = І;T_r = rI, тоді, формула (2) отримає вигляд:

Перевірка адекватності запропонованої моделі реальному процесу підходу пасажирів на зупинки проводилась за критерієм Пірсона ч². При цьому, забезпечувався репрезентативний обсяг вибірки (вибірка становить 100 од. за умови необхідної кількості спостережень мінімум 97 од., яка знайдена за умов: показник кратності похибки вибірки - 1,96; коефіцієнт варіації випадкової величини - 0,25; похибка вибірки - 0,05). В експериментах на різних зупинках за різні періоди часу отримана розрахункова величина ч² , яка є меншою за табличне значення при відповідному числі ступеня свободи. Ось чому, гіпотеза щодо можливості моделювання процесу управління підходу пасажирів, яка є похідною від “імпульсивної” функції, не є суперечливою. Звідси випливає важливий практичний висновок, що збільшення інтервалу руху автобусів не призводить до адекватного пропорційного зростання проектних витрат часу пасажирів на очікування. На базі застосування теорій граф та розкладів руху проведені дослідження закономірностей управління пасажиропотоками на транспортній мережі і в часі (табл.1).

Переконливо доведено, що одна і та ж сукупність зв'язків запроектованої транспортної мережі може обслуговуватись як одним так і декількома маршрутами, що наголошує на відповідність принципів побудови проектів МС, як в міському так і в приміському сполученні. В той же час доведено, що одна і та ж сукупність зв'язків проекту транспортної мережі може обслуговуватись різною кількістю автобусів, що надає перевагу управлінню пасажиропотоками в часі, тобто формуванню розкладів руху.

В третьому розділі виконується розробка алгоритмів та інформаційної технології управління проектами побудови ПАС на базі розроблених математичних моделей, що спирається на методології проектного менеджменту. В зв'язку з цим запропонована структурна схема програмного комплексу АС ПМАП, який складається з наступних блоків:

1. Блок введення даних - реалізує програмну підтримку процесу введення даних відносно наступних компонентів: граф транспортної мережі ПАС; маршрутні пасажирські кореспонденції по напівгодинним періодам часу; час початку або закінчення рейсу, яким надають перевагу пасажири; перелік зупинок, які прогнозується запроектувати кінцевими пунктами маршрутів; перелік маршрутів на яких апріорі не можуть бути організовані перевезення; обмеження на умову мінімального допуску пасажирів до транспортного обслуговування.

2. Блок обробки вхідних даних проекту оптимальних маршрутів, що враховують стаціонарні обмеження - забезпечує програмну реалізацію моделей та методів управління проектами менеджером в ітеративному режимі, а саме: передбачає розрахунок адитивних критеріїв якості рішення щодо маршрутних систем.

3. Блок розрахунків встановлення вірогідних періодів відправлення автобусів в рейси - виконує програмну аргументацію рішень щодо процедури виключення із запропонованих періодів часу таких, яким не надає перевагу більшість пасажирів.

4. Блок розрахунку кращого альтернативного рішення, яке враховує коефіцієнт змінності пасажирів на шляху слідування автобуса на запроектованому маршруті. В результаті вдається інтегрувати пасажирські кореспонденції на суміжних ділянках маршрутів в єдину. Дана умова також виконується у вигляді людино-машинної ітеративної процедури, яка програмно реалізується.

5. Блок формування матриці пасажирських кореспонденцій - забезпечує програмну реалізацію математичних моделей, які виключають із матриці кореспондентські зв'язки, що не попали в перелік запропонованих маршрутів.

6. Блок формування проекту раціональних маршрутів - здійснює заключну інформаційну підтримку визначення часу початку кожного рейсу на маршруті шляхом програмного обґрунтування рішень, що приймаються за допомогою 4 форм проектів: короткий проект; стандартний проект; повний проект; вибірковий проект.

За критерій раціонального часу відправлення автобуса в рейс прийнято мінімум витрат на очікування пасажирами початку рейсу. Для вирішення цієї задачі в дисертації запропонований алгоритм моделювання ПАС, який є основою функціональної схеми програмного комплексу АС ПМАП (рис.3.).Управління проектами і програмами побудови ПАС було апробовано в ВАТ "Запоріжавтотранс". За результатами розрахунків експлуатація автобусів на трьох маршрутах була визначена недоцільною. В замін був запропонований проект чотирьох нових маршрутів. На шести діючих маршрутах були внесені часткові зміни щодо траси слідування. Нова оптимальна маршрутна система знайшла схвалення населення та місцевої адміністрації.

Пояснення до рис. 3 : 1-початок; 2-опис таблиці пасажирських кореспонденцій на МС; 3-опис МС: характеристика транспортної мережі (ТМ); відстань і час проходження ТЗ між зупинками; мінімальна тривалість стоянки ТЗ на кінцевих пунктах; середня місткість ТЗ; мінімальний коефіцієнт використання місткості ТЗ; перелік зупинок на кінцевих пунктах маршрутів на яких не рекомендовано організація перевезень; перелік маршрутів діючих та не рекомендованих для організації перевезень; перелік періодів часу, які незручні для пасажирів за відправленням та прибуттям ТЗ на кожній зупинці; 4-опис корегувальної таблиці пасажирських кореспонденцій щодо зміни рейсів, які незручні для пасажирів за часом відправлення і прибуття ТЗ на зупинки; 5-розрахунок оптимальних маршрутів з урахуванням пасажирських кореспонденцій між кінцевими пунктами маршруту; 6-розрахунок оптимальних маршрутів з урахуванням коефіцієнта змінності пасажирів; 7-ітеративний опис оптимальних маршрутів з урахуванням діючих маршрутів на яких не рекомендується організація перевезень; 8-ітеративний пошук переліку оптимальних маршрутів та за необхідності внесення змін до нього; 9-13-формування розрахункової таблиці пасажирських кореспонденцій за умов: ц : = 0; П'_ij : = 0, де ц- період доби (стовпець кореспонденцій), П_ij - сумарна кореспонденція між пунктами i і j з початку розрахункового періоду; вибір з таблиці пасажирських кореспонденцій величини П^ц_ij; П_ij':П'_ij+П^ц_ij; П'_ij > qг; 14-розрахунок часу очікування ТЗ за умови його нормативного виконання та часу підходу до зупинки пасажирів; 15-визначення часу очікування пасажирами початку рейсу; 16-визначення порядку щодо можливого періоду початку та закінчення виконання рейсу; 17-визначення часу початку рейсу; 18-визначення часу закінчення рейсу (часу прибуття на кінцевий пункт); 19-розрахунок оптимального періоду часу рейсу ТЗ в зворотньому напрямку; 20-21-перевірка умови чи є нерозглянуті кореспонденції за ц-й період часу за умов ц: =ц + 1; 22-23-чи всі періоди часу розглянуто за умов К: = 0, де Ко - номер маршруту; 24-25-формування рейсів в прямому і зворотньому напрямі за умов Ко:= =К₀ + 1; 26-27-чи відповідає загальна кількість рейсів в прямому і зворотньому напрямі за умов Ко:=0; 28-29-чи врахований в прямому і зворотному напрямах рейси К-го маршруту за умов Ко : = Ко + 1; 30-чи всі маршрути розглянуто; 31-оптимізація рейсів К-го маршруту з урахуванням рейсів (Ко + 1)-го маршруту, шляхом подовження рейсу К-го маршруту до кінцевої зупинки (Ко + 1)-го маршруту; 32-чи всі маршрути розглянуто; 33-чи є необхідність додатково корегувати рейси в прямому і зворотньому напрямі; 34-формування зворотних рейсів шляхом додаткового їх призначення; 35-чи всі маршрути розглянуто; 36- корегування часу початку рейсів щодо скорочення тривалості стоянки на кінцевих пунктах маршруту; 37- кінець.

Наведено найбільш типові проблеми щодо прийняття рішень по управлінню проектами побудови ПАС:

- І проблема - реалізація програми перевезення пасажирів в приміському сполученні. Для надійного якісного обслуговування пасажирів на приміських маршрутах важливим є раціоналізація формування розкладів руху автобусів та управління ними. Адже, за умови існування суттєвих інтервалів руху автобусів на маршруті, пріоритет пасажирами надається часу відправлення автобуса з зупинки за розкладом. Розклад руху на приміських маршрутах повинен координуватися з режимами роботи підприємств та організацій, особливостями працевлаштування населення передмістя та з розкладами руху міжміського і міського транспорту;

- ІІ проблема - в дисертації запропоновані моделі, що визначають необхідну кількість автобусів на маршрутах за умови обслуговування існуючих пасажиропотоків. Для обслуговування населення рекомендовано використання проекту “групового” режиму руху автобусів, які цілеспрямовано слідують на ринок; запропоновано організацію маршрутів з використанням вантажопасажирських автобусів, що дозволить перевізникам збільшити виручку від перевезень та розширити асортимент транспортних послуг. В зв'язку з незбалансованістю приміських пасажиропотоків при формуванні розкладів руху автобусів, пріоритет надається найбільш пасажиронапруженому напрямку маршруту;

- ІІІ проблема - існуюча технологія управління перевезеннями передбачала виконання першого ранкового рейсу з міста в приміську зону. За цих умов, наповнення автобусів не перевищує 5% від нормативної. Аналогічні завантаження автобусів спостерігаються за умов здійснення вечірніх рейсів, коли автобус повертався до міста практично порожнім. Така організація перевезень призводила до низької рентабельності перевезень.

В дисертації розроблена нова технологія прийняття управлінських рішень, яка передбачає приорітетність залучення до перевезень перевізників різних форм власності та водіїв, які проживають безпосередньо у передмісті і сільській місцевості. Такий підхід дозволив вранці здійснювати рейс в напрямі міста, ввечері - з міста до передмістя, тобто експлуатувати автобуси у відповідності з пасажиропотоками. Дана процедура управління проектами дозволяє адаптувати до специфічних однонаправлених, незбалансованих пасажиропотоків на приміських маршрутах. Як результат: кількість продуктивних рейсів зростає на 20-25%, а обсяг перевезень пасажирів у розрахунку на один автобус збільшується на 25-30%, спонукуючи до адекватності збору виручки від перевезень.

В четвертому розділі виконується дослідження та аналіз запропонованих моделей, методів і алгоритмів прийняття управлінських рішень побудови ПАС що реалізовані в комп'ютерній АС ПМАП. У результаті впровадження запропонованої інформаційної технології на ВАТ "Запоріжавтотранс" було вирішено понад 90 різних за обсягом та складністю проблем прийняття управлінських рішень. Проведені дослідження дозволили виділити 3 зони, що характеризують доцільність застосування автоматизованої системи, в залежності від складності рішень щодо:

І зона - дослідження залежності народногосподарських витрат від оптимальної кількості маршрутів в приміському сполученні здійснено з використанням економіко-математичної моделі, яка враховує експлуатаційні витрати на транспортне обслуговування населення. Економіко-математична модель має такий вигляд:

, (5)

де С₁ -- витрати на паливно-мастильні та інші експлуатаційні матеріали, знос і ремонт шин, грн.; С₂ -- витрати на експлуатацію, ремонт і технічне обслуговування автобусів, грн.; С₃ -- витрати на основну і додаткову заробітні плати водіїв і кондукторів, грн.; С₄ -- витрати часу на зупинки автобусів в тому чи іншому напрямку, грн.; С₅--витрати часу на очікування автобусів і слідуванні в них, грн.; С₆ -- витрати на реконструкцію та облаштування доріг і автостанцій, грн.; С₇ -- витрати на оплату проїзду за тарифом, грн.; N -- кількість маршрутів, од.

Розв'язання екстремальної задачі на пошук мінімуму функції витрат від кількості маршрутів зводиться до диференціювання вищезазначеного рівняння по N. Проведено дослідження залежності проекту кількості маршрутів приміського сполучення від параметрів процесу перевезень (рис. 4). Встановлено, що з ростом потужності пасажиропотоку та довжини маршрутів збільшується їх кількість. А при збільшенні вартості однієї пасажирогодини необхідна кількість маршрутів скорочується;

ІІ зона - розробка проекту побудови системи маршрутно-таксомоторного сполучення, що є ефективним засобом підвищення швидкостей руху автобусів та рівня надання транспортних послуг. При цьому, слід використовувати оптимізуючу змінну - частку рейсів на яких автобуси будуть зупинятися на даній зупинці:

(6)

де - кількість пасажирів, які користуються j-ю зупинкою, пас.; - пасажири, які не користуються j-ю зупинкою, пас.; - час оборотного рейсу в звичайному режимі, хв.; - час затримки автобуса на зупинці, хв.; - кількість автобусів на маршрутах, од.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Графік залежності кількості маршрутів від:

1 - потужності пасажиропотоку; 2 - довжини маршрутів; 3 -- пасажирогодин

Дослідження даної залежності за умов руху автобусів на приміському маршруті показало, що резерви підвищення швидкості руху на маршруті за рахунок скорочення кількості зупинок обмежені у порівнянні з маршрутами міського сполучення.

Для приміських перевезень маршрутно-таксомоторний рух організовується за рахунок анулювання “петлі” на схемі маршруту, що характерно при заїзді в віддалені від траси слідування населені пункти. Запропонована методика дозволила об'єктивно обґрунтувати доцільність таких заїздів при виконанні перевезень. В результаті досягнуто зниження часу оборотного рейсу на 11,6%, що позначилось на економії палива та пробігу автобусів, за умови не зниження якості обслуговування пасажирів. Крім того, за наявності “петлі” на схемі маршруту було рекомендовано підвозити пасажирів до траси слідування організованими приватними перевізниками;

ІІІ зона - розробка проекту побудови системи експресних автобусних маршрутів, рейсів в приміському сполученні ефективна за умов:

, (7)

де - інтенсивність прибуття пасажирів на зупинку, пас./хв.; І_* - максимально-допустимий інтервал руху автобусів, хв.; - місткість автобусу, пас.; - мінімально-допустимий коефіцієнт використання місткості автобуса. На практиці експресний маршрут організовується при інтенсивності пасажиропотоку понад 0,5 пас./хв., що для приміських маршрутів є рідкістю, тому більш раціональним була запропонована організація окремих експресних рейсів на маршруті. В дисертації розроблена методика формування таких оптимальних рейсів з урахуванням вимог економічної ефективності перевезень. З метою доцільності використана АС ПМАП і побудована табл. 2. Дана таблиця визначає ефективність впровадження запропонованої технології прийняття рішень в конкретній проблемній ситуації удосконалення управління проектами побудови ПАС.

Таблиця 2 Таблиця характеристики зон, що визначають доцільність використання АС ПМАП

№ п/п	Найменування показників	Одиниця виміру	І зона	ІІ зона	ІІІ зона
1	Кількість елементів моделі	од.	до 25	до 12	до 8
2	Витрати часу	дні	до 12	до 8	до 5
3	Фінансові витрати	грн.	2200	1000	до 500
4	Трудові витрати	люд/год.	до 1500	до 500	до 300

Внаслідок структурно-функціонального синтезу характеристик запропонованих програмних засобів розкриті основні переваги та недоліки АС ПМАП :

- до переваг АС ПМАП відносять наступні властивості - універсальність, динамічність, багатозадачність, програмний контроль цілісності й адекватності інформаційної моделі, захист інформації, інтуїтивно зрозумілий інтерфейс підсистеми збору та обробки вхідної інформації соціально-транспортного обстеження населення; підкреслюється, що ці властивості забезпечують ефективність системи та гарантують стабільно високу якість управлінських рішень щодо удосконалення ПАС;

- до недоліків АС ПМАП відносять такі властивості - трудомісткість обробки, аналізу бази даних комплексних транспортних обстежень населення; відсутність функцій для паралельної роботи з кількома моделями проблем, відсутність вивчення можливості надання пасажирам супутніх послуг, не повне врахування результатів диспетчеризації на маршрутах; зазначається, що ці недоліки визначають напрями для подальших досліджень відповідності перспектив розвитку розробленої АС ПМАП.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача розробки моделей, алгоритмів та інформаційної технології управління проектами побудови ПАС. Основні наукові та практичні результати проведених досліджень полягають у наступному:

1. Розроблена інтегрована математична модель управління проектами побудови ПАС на підставі аналізу параметрів цієї моделі: методу інформаційно-логістичної послідовності (ІЛП); задач проектного менеджменту, алгоритмів розробки прийняття оптимальних рішень побудови ПАС. Визначені етапи формування проекту раціональних МС шляхом застосування на приміських маршрутах експресних і маршрутно-таксомоторних режимів руху, нової технології управління автобусами і водіями, яка за умови незбалансованості пасажиропотоків передбачає управління відпочинком водіїв та відстоєм автобусів у приміській зоні.

2. Запропонований новий ієрархічний багаторівневий підхід до процесу розробки прийняття рішень по управлінню проектами побудови ПАС, який передбачає в складних проблемних ситуаціях, коли обрати краще рішення на підставі альтернатив не можливо, формувати множину методів їх реалізації з подальшою переоцінкою за допомогою методики визначення оптимальної кількості маршрутів, їх довжини та рейсів.

3. Застосовані методи розрахунку оптимального рішення побудови проекту ПАС на підставі обчислення адитивних критеріїв якості альтернатив відповідно до модифікованих моделей однокритеріального вибору в умовах невизначеності та багатокритеріального компромісу.

4. Розроблена комплексна інформаційна технологія прийняття рішень при управлінні масштабними проектами, що відповідає сучасним вимогам до комп'ютерних технологій управління, а також запропонований структурно-функціональний механізм її реалізації в рамках програмного комплексу АС ПМАП. З метою розширення функціональних характеристик даної інформаційної моделі в неї вбудовані наступні підсистеми: підсистеми введення бази даних щодо характеристики МС та формування пасажиропотоків; підсистеми роздільного доступу до відповідних елементів і параметрів моделей розрахунку встановлення вірогідних періодів відправлення автобусів в рейси та пошуку кращого альтернативного рішення, яке враховує коефіцієнт змінності пасажирів на шляху слідування; підсистеми формування проектів МС та аргументації прийнятих рішень.

5. На підставі розробленого програмного комплексу проведено дослідження запропонованих моделей, методів і алгоритмів управління проектами побудови ПАС. На базі матеріалів досліджень, сформовані три зони, що визначають ефективність використання АС ПМАП при вирішенні різноманітних задач управління проектами за наведених кількісних і якісних характеристик цих зон. У процесі тестування та критичного аналізу розробленої інформаційної технології, виділені її основні переваги та недоліки, що визначають перспективні напрями для наступних досліджень.

6. Висвітлені результати впровадження розробленої інформаційної технології управління проектами на прикладі ВАТ “Запоріжавтотранс”. Розглянуті проекти та вирішені проблемні ситуації, а також розрахований економічний ефект від впровадження АС ПМАП. Зазначено також, що система впроваджена в учбовий процес за спеціальністю проектного менеджменту на кафедрі "Транспортне право, системний аналіз і логістика" НТУ.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ

Статті в наукових фахових виданнях :

1. Iгнатенко О.С., Марунич В.С., Вакарчук I.М., Дума I.М. Концепція i реалії удосконалення проектами пасажирських систем. Rzeszow: "Metody obliczeniowe i badawcze w rozwoju systemow pojazdow samochodowych i maszyn roboczych samojezdnych", 1995, с. 43-48.

2. Ігнатенко О.С., Марунич В.С., Дума І.М., Ткаченко А.М. Вакарчук I.М. До обґрунтування методів, моделей, алгоритмів і критерія маршрутизації пасажирських перевезень. “Проектування, виробництво експлуатація автотранспортних засобів і поїздів. Західний науковий центр ТАУ, Львів 1995 р., том 2, с. 42-44.

3. Вакарчук І.М. Дослідно впровадити комплекс технологій проекту по управлінню автобусними перевезеннями в приміському сполученні в одній області. - К. 1996 - с. 64 - Деп. В ДНТБ України 14.10.96. № 0195 V 008316.