МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Кафедра транспортних систем і логістики

Затверджено на засіданні кафедри ТСЛ від “_05_” _січня_ 2007, протокол № _9_

Зав.кафедрою, проф. Доля В.К.

(підпис)

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до курсового проекту з дисципліни: «Пасажирські перевезення» для студентів напрямку підготовки 6.1004 «Транспортні технології»

заочної форми навчання

Розробник: ас. Бурко Д.Л.

(підпис)

ХАРКІВ – ХНАМГ - 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Графоаналитический расчет маршрута 4

2. Составление расписания движения автобусов на маршруте 11

ВЫВОДЫ 17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 18

ПРИЛОЖЕНИЕ А 19

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 20

ВВЕДЕНИЕ

Цель проекта – закрепление знаний полученных студентами при изучении курса «Пассажирские перевозки» на основе самостоятельных планировочных расчетов городских пассажирских автобусных перевозок, а также развитие творческих способностей и инициативы при решении указанных задач за счет возможности просмотра значительного количества вариантов и необходимости принятия самостоятельных решений в процессе проектирования.

Исходными данными являются параметры работы одного из маршрутов, пример которого приведен в приложении А.

В ходе курсового проектирования студент должен решить следующие задачи:

• выполнить для заданного маршрута графоаналитический расчет режимов работы водителей и автобусов;

• определить порядок выхода автобусов на линию и составить равноинтервальное расписание движения автобусов на маршруте.

• графическую часть курсового проекта оформить в виде альбома графического материала (приложение Б).

Работа выполняется на листах формата А4.

Работа состоит из введения, двух разделов, заключения, а также альбома графического материала.

В первом разделе приводятся результаты расчетов колебаний величины пассажиропотока и потребного количества автобусов на маршруте, а также графоаналитического расчёта маршрута.

Во втором приводится процесс разработки расписания движения автобусов на маршруте.

Альбом графического материала состоит из диаграмм, графиков и таблиц, построенных в ходе выполнения курсового проекта. Форма представления может быть следующей:

– в виде отдельной пояснительной записки с титульным листом, содержанием (при выполнении проекта на компьютере (приложение Б)).

– один лист формата А1 при выполнении проекта вручную.

1. Методика формирования рациональной схемы маршрутов автобусов

1.1.Модель формирования рациональной схемы маршрутов

Целью выполнения первого раздела курсового проекта является построение рациональной маршрутной сети автобусов по исходным данным, представляющим граф транспортной сети города и емкости транспортных районов по отправлению и прибытию. Исходные данные определяют потребность в трудовых перевозках в утренний период "пик", продолжительность которого составляет 1 час.

Модель транспортной сети города включает множество улиц, по которым возможна и необходима организация автобусных маршрутов. В этом случае нет необходимости учета капитальных вложений в обустройство транспортной сети города при выборе рационального варианта маршрутной сети, так как они будут равны.

При решении задачи маршрутизации полагается постоянной эксплуатационная скорость движения автобусов на маршрутах ( км/ч).

Рациональная маршрутная сеть должна обеспечивать пассажирам возможность выбора пути следования, из нескольких вариантов, минимально отличающихся от кратчайшего по времени пути между пунктами отправления и назначения. Выполнение этого требования позволяет снизить значение коэффициента заполнения салонов транспортных средств на маршрутах ГПТ (городского пассажирского транспорта) и сократить затраты времени на следование в транспорте, что в свою очередь положительно повлияет на величину общего времени передвижения.

При решении задачи маршрутизации должно выполняться следующее требование, вытекающее из необходимости обеспечения достаточного уровня транспортного обслуживания города: все транспортные районы и участки улично-дорожной сети, по которым осуществляется движение ГПТ, должны быть охвачены маршрутами вновь формируемой МС.

Для реализации поставленных задач применяется эвристический алгоритм формирования маршрутной сети, программнореализованный на IBM – совместимых персональных компьютерах. Структурная схема алгоритма расчета приведена на рис.1.

min

Рис. 1. Структурная схема алгоритма формирования рациональной

МС ГПТ

Целевая функция маршрутизации, в соответствии с исходными данными, определяет сумму затрат на эксплуатацию транспорта за рассматриваемый период и стоимостной оценки последствий транспортного процесса (снижением производительности труда пассажиров на основном производстве вследствие транспортной утомляемости), и в общем виде выглядит следующим образом:

где N – количество транспортных районов в городе; n – количество возможных вариантов пути следования из i в j; h_iji – количество пассажиров, едущих по пути 1 из района i в район j; М – количество посадок (маршрутных поездок) на пути 1; А, В – постоянные коэффициенты; t_ожк – время ожидания k-й посадки; t_двк – продолжительность k-й маршрутной поездки; γ_дк – динамический коэффициент использования вместимости; G – количество марок автобусов, работающих на маршрутах; С_перi, С_постi – соответственно переменные и постоянные расходы на эксплуатацию i-й марки автобуса; N_а – потребное количество автобусов i-й марки; Т_п - продолжительность расчетного периода.

Марка и потребное количество автобусов на маршрутах определяется из пассажиропотока на максимально загруженном участке [4].

1.2.Формирование множества конкурентоспособных маршрутов

Наилучшие результаты функционирования МС достигаются при формировании маршрутов по кратчайшему пути между конечными остановочными пунктами, при условии, конечно, рационального распределения подвижного состава по маршрутам. Однако такая однозначность приводит к неоправданному сужению множества конкурентоспособных маршрутов. Существует определенная погрешность при формировании топологической схемы города, возникающая из-за ошибок при измерении протяженности участков УДС, а также заложенная в самой природе топологической схемы, как модели, т.е. некоторого упрощения транспортной системы города. В связи с этим предусмотрена возможность расширения множества конкурентоспособных маршрутов за счет включения в их число маршрутов, длина которых превышает кратчайший путь между конечными остановочными пунктами (КОП или "круги") не более чем в ∆ раз (∆=1.05+1.20) от кратчайшего пути.

В формируемое множество конкурентоспособных маршрутов включаются все маршруты, отвечающие следующим ограничениям:

1. Длина маршрута должна лежать в технологически допустимых пределах.

2. Конечные остановочные пункты маршрутов должны принадлежать множеству транспортных районов, в которых разрешена организация КОП соответствующего вида ГПТ.

3.Длина маршрута не должна превышать кратчайший путь между КОП более чем на заранее определенную величину.

Первое ограничение диктуется технологическими соображениями, трудностью организации работы на слишком коротких и длинных маршрутах, однако не является строгим. Величины L_min и L_max можно изменять в достаточно широких пределах от 0 до 25.5 км.

Второе ограничение и объясняется тем, что в реальных условиях города практически невозможна организация кругов автобусных маршрутов во всех транспортных районах или узлах из-за недостатка площадей. Поэтому на количество КОП наложено ограничение - не более 10-ти при 17-ти транспортных районах. Выбор рационального сочетания кругов является одним из средств формирования рациональной МС.

Целесообразность третьего ограничения вытекает из материалов обследования и обосновывается в начале этого раздела.

Структурная схема алгоритма формирования множества конкурентоспособных маршрутов (МКМ) приведена на рис.2.

нет

да

Рис.2. Структурная схема алгоритма Формирования множества конкурентоспособных маршрутов

После Формирования первоначального МКМ может оказаться, что не все транспортные районы и участки улично-дорожной сети (УДС), по которым осуществляется движение маршрутов существующей МС, будут охвачены маршрутами. Такое положение определяется конфигурацией транспортной сети и расположением КОП. В этом случае выполнение расчетов приостанавливается, с выдачей соответствующего сокращения, и проектировщик должен внести необходимых коррективы в исходные данные.

Существует несколько способов устранения указанного недостатка. Наиболее перспективным, в рамках курсового проекта, является целенаправленный перебор сочетаний конечных остановочных пунктов маршрутов с целью изменения множества конкурентоспособных маршрутов. При назначении КОП существует ограничение лишь на их количество, организация КОП возможна в любом транспортном районе или узле топологической схемы.

Вторым способом, дающим незначительные результаты, является изменение ограничения на оптимальную длину маршрута, что позволяет организовать более короткие маршруты, существование которых, несмотря на технологические трудности, оправдано выполнением ограничений на транспортное обслуживание населения. Этот способ не ухудшает значения целевой функции.

Третьим способом является увеличение значения величины А. что позволяет существенно расширить МКМ за счет назначения более длинных маршрутов между КОП. Этот способ достаточно прост, однако он означает некоторое отклонение от поставленной цели и вызывает ухудшение значения целевой функции.

После формирования множества конкурентоспособных маршрутов, удовлетворяющего всем описанным выше ограничениям, выполняется расчет пассажиропотоков по маршрутной сети города.

1.3.Распределение пассажиропотоков по маршрутной сети города

Определение пассажиропотоков на МС ГПТ является необходимым и во многом определяющим точность получаемых результатов элементом транспортного планирования. В то же время эта задача является наиболее трудоемкой с точки зрения количества вычислений, так как вероятность выбора пассажиром пути следования зависит от множества Факторов. При формировании новой МС используется поэтапная процедура определения пассажиропотоков, первым этапом которой и является распределение пассажиропотоков по маршрутной сети города в матричной Форме.

Результатом выполнения описанной процедуры является матрица маршрутных корреспонденций, в которой загруженные клетки представляют собой количество пассажиров, совершающих маршрутную поездку между соответствующими районами в рассматриваемый период.

При расчете времени сообщения определяются ε-кратчайшие пути следования между районами. Величина ε принимается равной 1,25, т.е. рассматриваются только те пути из i в j, время следования по которым отличается от минимально возможного не более чем на 25%. Вероятность выбора пассажиром того или иного пути определяется из зависимости:

,

где m – количество альтернативных вариантов пути следования; t_i – время передвижения по i-му пути; t_min – минимальное время поездки из i в j.

В результате формируется матрица маршрутных поездок, в которой фигурируют лишь беспересадочные сообщения. Эта матрица служит исходной информацией для формирования рациональной МС.

1.4.Распределение корреспонденций и подвижного состава между маршрутами

Задача формирования рациональной МС заключается в выборе такого сочетания трасс и мощностей городских маршрутов, при которых обеспечивается достижение наилучшего значения критерия оптимизации.

Для определения значения критерия, соответствующего текущему варианту маршрутной сети вначале требуется рассчитать параметры каждого маршрута, т.е. марку и потребное количество подвижного состава, которые зависят от максимального пассажиропотока на маршруте. В свою очередь вероятность выбора пассажиром того или иного маршрута, а, следовательно, и пассажиропотоки на нем, является функцией от частоты движения автобусов. Для разрешения этой неопределенности на этом этапе применяется итеративная процедура, на первом шаге которой полагается равной на всех маршрутах интенсивность движения транспорта, и определяются соответствующие пассажиропотоки на маршрутах. На этом основании рассчитываются новые значения марки и количества автобусов на маршрутах, служащие основой для выполнения следующего шага расчетов. Максимально за три шага достигается желаемая точность расчетов, при которой очередной шаг не дает изменений в провозных возможностях маршрутов.

При расчете пассажиропотоков на маршрутах используется вероятностный подход к определению количества пассажиров, пользующихся 1-м маршрутом h_iji, при поездке из i в j.

^,

где Р_iji – вероятность использования 1-го маршрута при поездке из i в j.

Для пояснения механизма определения P_iji рассмотрим фрагмент маршрутной сети (рис. 4).

Рис. 4. Фрагмент маршрутной сети

——— - маршрут № 1;

-------- - маршрут № 2;

- - - - - - маршрут № 3.

В этом случае вероятность выбора соответственно 1, 2 и 3-го маршрута для пары транспортных районов i и j будет определяться по следующим зависимостям

, , ,

где I₁ , I₂, I₃ – соответственно интенсивность движения на маршрутах № 1, 2, 3 ед./час.

Результатом выполнения описанной процедуры является рациональное распределение подвижного состава по маршрутам, которое дает достаточно полную информацию для выполнения следующего этапа расчетов.