 |
Глава 3 Моделирование пассажирского автобусного маршрута в Нижнем Новгороде
|
|
|
|
В 2011 году в Нижнем Новгороде в связи с открытием новой станции метро стал актуален вопрос оптимизации маршрутной сети городского пассажирского транспорта. Станция метро «Горьковская», 14-я станция Нижегородского метрополитена, объединяла верхнюю (Нагорную) и нижнюю (Заречную) часть города.
На тот момент огромный пассажиропоток между верхней и нижней частями города обслуживался автомобильным транспортом. Соответственно многие автобусные маршруты, идущие в верхнюю часть города, с пуском метро необходимо было упразднить. Следовательно, появлялся ряд вопросов по поводу организации движения ГПТ, в частности: какие маршруты закрыть, нужны ли новые автобусные маршруты с конечной остановкой возле новой станции метро, какая часть пассажиров будет пользоваться услугами метро, а какая продолжит пользоваться автобусными маршрутами и пр.
Огромный вклад в разработку изменений схемы движения транспорта общего пользования в связи с введением новой линии метрополитена внесли методы математического и имитационного моделирования.
Для построения имитационной модели был выбран отечественный профессиональный пакет имитационного моделирования AnyLogic 6, который позволяет создавать модели с очень низким уровнем абстракции и использовать любые парадигмы моделирования. Такая модель должна была наиболее точно отразить реалии Российских пассажирских маршрутов.
Разработанная имитационная модель пассажирского маршрута базируется на дискретно-событийной парадигме имитационного моделирования. При её построении была активно задействована стандартная библиотека AnyLogic Enterprise Library, предоставляющая для целей моделирования достаточно высокий функционал.
|
|
|
Структура модели в среде AnyLogic представлена на рис. 3.
Рис. 3 Логика работы имитационной модели пассажирского маршрута
На первом этапе были построены имитационные модели двух автобусных маршрутов города Нижнего Новгорода (социальный маршрут №52 и коммерческий №7).
Для проверки адекватности моделей при поддержке Департамента транспорта и связи города Нижнего Новгорода было проведено исследование пассажиропотоков на этих двух маршрутах.
Построенные модели двух автобусных маршрутов позволяли проводить эксперименты по поиску наилучшего варианта расписания, выбору типа и количества подвижного состава, рассмотрению актуальности ввода комбинированных режимов движения (скоростное, экспрессное и др.).
В то же время они не давали возможности оценивать в целом всю сеть, так как один маршрут никак не был связан с другим. Поэтому на втором этапе перед авторами встала задача моделирования всей сети, что потребовало внесения некоторых изменений в логику модели. Полученная модель маршрутной сети основана на дискретно-событийной парадигме имитационного моделирования. При ее разработке были активно задействованы элементы Основной библиотеки продукта. Рассмотрим подробнее структуру и основные составляющие полученной модели.
Верхним уровнем иерархии в модели является корневой активный объект Main. Он содержит в себе анимацию, в первую очередь всю маршрутную сеть Нижнего Новгорода, управляемую объектом. В Main содержатся все остановочные пункты (около 1500) и все 145 маршрутов городского пассажирского транспорта.
Запуск любого нового маршрута в модели начинается с добавления экземпляра объекта Route на презентацию корневого активного объекта (см. рис.4) и задание параметров маршрута (см. рис.5)
Рис. 4 «Маршруты» добавленные на презентацию корневого активного объекта
Рис. 5 Свойства объекта «Маршрут» (Route)
|
|
|
При инициализации маршрута пользователю предлагается указать: номер маршрута, тип транспортного средства работающего на нем (автобус, «маршрутка», трамвай или троллейбус), число транспортных средств и остановок, конечные пункты, стратегию работы (расписание – для муниципальных автобусов и интервальная стратегия для коммерческих), способ задания остановок (вручную или из Excel), скорости, цвет и т.д.
Фрагмент анимации модели представлен на рисунке 6.
Рис. 6 Анимация имитационной модели маршрутной сети
В ходе выполнения модели отображается статистика ее работы: наполняемость автобусов, количество пассажиров на всех остановках, гистограммы пассажиропотоков в прямом и обратном направлениях по каждому маршруту, а также диаграммы распределения пассажиров. По итогам прогона модели записывается файл с результатами.
Построенная модель позволила решить задачу оптимизации маршрутной сети г. Нижнего Новгорода. Модель позволила рассмотреть вариант организации «магистральных» и «подвозящих» маршрутов, которые позволили бы уйти от неэффективной действующей схемы с высокой степенью дублирования.
По результатам работы в конце 2012 была введена новая схема движения городского общественного транспорта (рис. 7).
Рис. 7 Новая схема движения общественного транспорта в Нижнем Новгороде
В частности, было изменено движение по автобусному маршруту №1А и троллейбусный маршрут №6.
Также обсуждается пуск скоростного трамвая. Естественно, что подобные кардинальные решения необходимо предварительно проверять на имитационной модели и только потом внедрять на практике. Одной из основных сложностей на пути решения задачи оптимизации сети является трудоемкость и дороговизна сбора данных о пассажиропотоках и скоростях движения на каждом перегоне маршрута.
Заключение
Применительно к пассажирским перевозкам логистика рассматривается как совокупность проектных решений, технических средств и методов организации и управления, которые обеспечивают заданный уровень обслуживания с доставкой пассажиров от “двери до двери” в определенное время при минимальных затратах. Функционирование логистической системы позволяет получать представление о состоянии рынка пассажиров и своевременно корректировать работу городских пассажирских перевозок для обеспечения наиболее точного соответствия потребностям пассажиров.
|
|
|
В первой части реферата был рассмотрен именно логистический подход к решению проблем сети городского общественного транспорта и рассмотрены методы их решения (метод таблиц сетевых корреспонденции и моделирование на базе специализированного программного обеспечения).
Во второй части рассмотрены основы имитационного моделирования на базе решений программы AnyLogic и использование библиотеки ее элементов.
В третьей части приведен практический пример применения имитационного моделирования при изменении маршрутов движения городского общественного транспорта Нижнего Новгорода в связи с пуском новой станции метро.
Таким образом, для исследования сети городского общественного транспорта и оптимизации движения существует большое количество инструментов моделирования.
Результатом таких исследований станет созданная модель транспортной сети города, реализующая задачу ее качественного и количественного развития, обеспечивающую эффективную работу городского хозяйства и безопасность участников дорожного движения, и экологическую безопасность жителей.
Библиографический список
1. Елисеев, М.Е. О проведении обследований городских автобусных маршрутов с целью их последующего моделирования [Текст] /М.Е. Елисеев, А.В. Липенков, О. А. Маслова// «Автотранспортное предприятие». -2012. -№1. -с. 42-44.
2. Липенков А. В., Кузьмин Н. А., Маслова О. А., О разработке имитационной модели городских пассажирских перевозок в Нижнем Новгороде, Орел, 2011. Т. 2. С. 50-54.
3. Миротин Л., Игнатенко А., Марунич В. Логистический взгляд на пассажирские перевозки // Логистика. 2011. - №4. - С.31-33.
4. Михайлов А. Ю., Зедгенизов А. В., Шаров М. И., Куприянова А. Б., Адаптация методов расчета остановочных пунктов маршрутного пассажирского транспорта к российским условиям, СПб, 2006. C. 302-307.Б.
5. Нургалиев Е. Р. Имитационное моделирование пассажиропотоков при помощи программного продукта ANYLOGIC с целью повышения качества пассажироперевозок // Наука: поиск-2009: сб. науч.ст. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. – С. 223–227.
|
|
|
6. Регирер С. А., Шаповалов Д. С. Заполнение пассажирами пространства в общественном транспорте //Автоматика и телемеханика. – 2003. – № 8. – С. 111–121.
7. Парахина В.Н. Методологические основы и методы муниципального управления развитием пассажирского транспорта города / Автореферат дисс. доктора экономических наук. СПб., 2005. - 38 с.
8. Турпищева М. С., Нургалиев Е. Р. Моделирование системы организации пассажироперевозок с целью повышения ее надежности // Материалы VI Всерос. науч.-техн. конф. «Политранспортные системы», Новосибирск, 22 апреля 2009 года. – Новосибирск, 2009. – С. 295–298.
9. Официальный сайт Правительства Нижегородской области, режим доступа: http://www.government-nnov.ru/?id=114687
|
|
|
