Выбор схемы автобусных маршрутов в городах (стр. 1 из 5)

Министерство образования РФ

Архангельский государственный технический университет

Кафедра эксплуатации автомобилей и машин лесного комплекса

Реферат

Выполнил: студент МФ-4-2

Перепёлкин Д.Ю. Проверил: Витязев М.В.

Архангельск

2004

Оглавление

ЗАДАЧА ВЫБОРА СХЕМЫАВТОБУСНЫХ МАРШРУТОВ В ГОРОДАХ. СУЩНОСТЬ ЗАДАЧИ

МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ СТЕПЕНИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВМЕСТИМОСТИ АВТОБУСОВ НА ЗАДАННОЙ СХЕМЕ МАРШРУТОВ

Литература

ЗАДАЧА ВЫБОРА СХЕМЫАВТОБУСНЫХ МАРШРУТОВ В ГОРОДАХ

СУЩНОСТЬ ЗАДАЧИ

Экономико-математические методы применяются и в планировании автобусных перевозок.

В 1963 г. в НИИАTе впервые задача выбора схемы городских автобусных маршрутов была решена как экономико-математическая. В дальнейшем постановка и методы решения этой задачи были в деталях усовершенствованы и создана соответствующая программа ее решения на ЭВМ. В 1984 г. Министерство автомобильного транспорта РСФСР утвердило разработанное НИИАТом. Руководство по составлению рациональных схем автобусных маршрутов в городах. В нем рекомендуется составлять с использованием ЭВМ рациональные схемы автобусных маршрутов для городов с населением 80—750 тыс. жителей и количеством маршрутов от 10 до 105, описан порядок организации работ по составлению таких схем, уточнению, сбору, и подготовке исходной информации, ее корректировке, анализу получаемых результатов и выбору окончательного варианта решения.

В основе решения задачи по выбору схемы автобусных маршрутов в городах лежат математические методы комбинаторного анализа. В данном случае используется предложенный В. А. Паршиковым метод с направленным отбором вариантов, который позволяет находить оптимальное решение в 95-98 случаях из 100. В остальных случаях, когда оптимального решения получить не удается, оно отклоняется от оптимального не более чем на 3%. Таким образом, это гарантирует получение приближенно оптимального решения.

В общем виде задача выбора схемы автобусных маршрутов в городах формулируется следующим образом.

Имеется транспортная сеть - улицы города, по которым возможно движение автобусов. Заданы крупные пункты зарождения и погашения пассажиропотоков — вершины и соединяющие их участки улиц — дуги транспортной сети. Установлены размеры пассажиропотоков между вершинами заданной транспортной сети, типы автобусов, обслуживающих намечаемые линии, и их характеристики.

Требуется определить такую схему автобусных маршрутов, чтобы суммарные затраты времени пассажирами на ожидание, проезд и пересадки были минимальными. При этом на решение могут быть наложены следующие ограничения: использование вместимости автобусов должно быть не ниже заданного коэффициента; интервал между отправлениями автобусов не может превышать заданной величины, различной для разных линий; протяженность маршрута должна быть не меньше минимальной и не больше максимальной длины, которая заранее задается; маршруты не должны начинаться и заканчиваться в тех вершинах, которые не могут быть использованы для организации конечных пунктов маршрутов; другие ограничения, вытекающие из местных условий каждого конкретного города.

Исходя из указанной формулировки задачи выбора схемы автобусных маршрутов в городах, для ее решения необходимы следующие основные исходные данные.

1. Карта города с транспортной сетью, состоящей из пунктов зарождения и погашения пассажиропотоков и улиц, соединяющих эти пункты, по которым возможно движение автобусов.

Под пунктами зарождения и погашения пассажиропотоков обычно понимаются транспортные микрорайоны города. При разбивке города на микрорайоны в первую очередь используются естественные и искусственные рубежи (реки, железнодорожные линии и т. п.). Транспортные магистрали при этом по возможности должны быть осями симметрии микрорайона, площадь которого составляет 250—350 га, что обеспечивает подход пассажиров к остановочным пунктам не более чем 700 м. Поэтому при решении данной задачи принимается, что пешие переходы до и от остановки зависят не от схемы маршрутов, а от разветвленности транспортной сети. В связи с этим общие затраты времени пассажирами на пешие передвижения принимаются постоянными, не зависимыми от схемы маршрутов, и поэтому в расчетах не учитываются. На транспортной сети указываются длина каждого ее участка и время следования автобуса по этим участкам.

2. Размеры пассажиропотоков между всеми пунктами (микрорайонами) города, которые определяются на основе анкетного обследования пассажиропотоков. При этом в каждой анкете указывается, откуда и куда (адрес или место начала и окончания передвижения) следует пассажир, что позволяет при обработке анкет определить соответствующие микрорайоны начала и окончания поездок пассажиров. Наиболее целесообразно маршрутную схему разрабатывать на основе трудовых и других поездок в утренние часы пик в зимнее время. Можно проводить выборочное анкетное обследование пассажиропотоков, что может значительно сократить его трудоемкость. Для обработки материалов анкетного обследования можно использовать электронно-вычислительную технику.

3. Используемая вместимость единицы подвижного состава с учетом заданного коэффициента наполнения, обеспечивающего предоставление пассажирам необходимых удобств поездки.

4. Время, затрачиваемое одним пассажиром на пересадки в каждом пункте.

5. Максимальные (и в некоторых случаях минимальные) интервалы движения автобусов.

6. Минимальный коэффициент использования вместимости автобусов по всей сети маршрутов в целом, обеспечивающий определенное эффективное использование имеющегося или планируемого парка автобусов.

Если необходимо учитывать дополнительные ограничения при расчете схемы автобусных маршрутов, о которых говорилось ранее, то необходимы исходные данные о возможной минимальной и максимальной протяженности маршрута и др.

Число возможных вариантов построения схемы маршрутов выражается очень большой величиной. Наилучшее решение находится где-то между двумя крайними вариантами.

Если микрорайоны связать непосредственно между собой прямыми маршрутами, тогда при поездках все пересадки будут полностью исключены. При этом количество маршрутов будет наибольшее: т = [(n-1)n]/2, где n - число микрорайонов.

Так, если имеется 30 районов, то максимальное количество маршрутов может составить 435. Однако при большом числе автобусных маршрутов пассажиропотоки, приходящиеся на каждый из них, будут мелкими и при условии заданного использования вместимости автобусов, последние будут двигаться на линии с большими интервалами, что вызовет потери времени пассажиров на ожидание автобусов на остановках.

Другим крайним вариантом при простейшем линейном расположении микрорайонов является вариант, когда маршруты назначаются только между соседними микрорайонами и их число будет m= n-1, т. е. при 30 микрорайонах таких маршрутов будет 29. Однако при этом будут иметь место максимально возможное число пересадок пассажиров и соответствующие этому затраты времени на пересадки.

Таким образом, необходимо выбрать определенную комбинацию прямых и участковых маршрутов, которая обеспечивала бы минимальные суммарные затраты времени пассажиров на поездки. Общее количество таких комбинаций в этой задаче равно 2(n-1)n-1, т. е. является очень большим. При больших значениях nрасчет всех вариантов невозможен. Метод комбинаторного анализа с направленным отбором вариантов позволяет путем расчета части вариантов найти наилучший из них.

МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

Методику расчета схемы автобусных маршрутов в городах рассмотрим на условном, несколько упрощенном примере. Упрощение состоит в том, что в примере не учитываются все возможные ограничения, которые могут быть в реальных условиях того или иного города, однако основные из них в данном примере заданы.

Транспортная сеть рассматриваемого примера представлена на рис.1. Цифры в кружках обозначают номера пунктов (центров микрорайонов). Цифры в середине участков сети указывают время движения автобусов по данному участку а минутах, а цифры в скобках- длину участка в километрах.

Корреспонденция пассажиропотоков в расчетный период пик, принятый в данном примере равным 1 ч, представлена в табл.1. Эта таблица составляется на основе обработки результатов обследования пассажиропотоков.

Таблица 1

Пункты отправ-ления	Пассажиропоток, чел.
	Пункты прибытия
	1	2	3	4	5	6	7	8
1	-	200	60	70	56	120	70	210
2	220	-	300	350	20	130	250	190
3	60	56	-	240	540	105	30	110
4	20	350	80	-	60	10	360	30
5	70	40	600	46	-	150	80	20
6	45	85	90	50	60	-	100	40
7	180	235	100	520	90	250	-	85
8	335	185	25	64	40	100	70	-

Все маршруты обслуживаются одним типом автобусов, вместимость каждого из которых с учетом коэффициента наполнения составляет 40 чел. Максимальный интервал между отправлениями автобусов задан равным Imax=12 мин. Время движения между пунктами в обе стороны принято равным, хотя в общем случае оно может быть различным. Время, затрачиваемое одним пассажиром на пересадку в каждом пункте, следующее:

Номер пункта……………………………….1 2 3 4 5 6 7 8

t,пер,мин…………………………………… 2 3 3 5 4 4 5 3