CC BY
83
УДК 656(1-21):338.47;656(1-21):658
ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОНИТОРИНГА МАРШРУТОВ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА
О.П. Алексеев, профессор, д.т.н., С.В. Пронин, аспирант, ХНАДУ
Аннотация. Рассмотрена и предложена информационно-логическая модель управления пассажирским автотранспортом города.
Ключевые слова: транспортная система, оперативное управление транспортом, маршрут, мониторинг.
Введение
Управление городским пассажирским автомобильным транспортом усложняется по мере значительного совершенствования качественноколичественных характеристик подвижных единиц и автотранспортной системы в целом. Она требует дальнейшего развития всех составляющих этой системы. Актуальным является развитие системы мониторинга маршрутов движения как основной технической и логической части перевозочного процесса соответствующей транспортной технологии. Для этого является удобным выполнить анализ совокупности показателей системы. Средством такого анализа исполнения может служить информационно-логическая модель (ИЛМ), а техническим обеспечением мониторинг транспортной системы города.
Анализ публикаций
Функционирование городских транспортных систем имеет огромное значение для жизнедеятельности таких сложных социально-экономических объединений какими являются города и регионы [1]. На это оказывают влияние многие факторы -экономические, технические, организационные [2, 3].
Трудность решения данных проблем в целом состоит в недостаточном, на наш взгляд, уровне оперативности и своевременности управления транспортом, что сказывается на принятии решений. Данную проблему можно решить созданием систем мониторинга и управления состоянием как системы в целом, так и отдельных её элементов, а также применением интеллектуальных технологии [5, 6]. В [4-6] приведены основные положения по концептуальному изучению таких интеллектуальных технологий. В их основе лежит мониторинг соответствующих автотранспортных
городских маршрутов. Это своеобразное слежение, оценка состояния, анализ их транспортноэксплуатационных показателей.
Цель и постановка задачи
В настоящее время в ХНАДУ проводятся исследования, направленные на внедрение новых технологий интеллектуализации управления на автомобильном транспорте. Именно эти исследования позволяют определить цель настоящей работы - повышение эффективности транспортного обслуживания городов за счет использования интеллектуальных механизмов мониторинга и управления автотранспортной системой. Достижение этой цели связано с получением точной информации о протекании транспортного процесса, то есть с мониторингом маршрутов городского пассажирского транспорта (ГПТ).
Формулирование проблемы
В основе совершенствования принятия решений в концептуальной схеме ГПТ лежит моделирование процесса мониторинга маршрутов пассажирского автотранспорта. Наиболее удобным для этого является аппарат ИЛМ соответствующих маршрутов.
Рассмотрим структуру маршрутной транспортной системы и совокупность факторов, влияющих на ее функционирование. Основой в функционировании системы является технологический процесс работы отдельного транспортного средства. Он состоит из выхода транспортного средства на линию, работы на маршруте и заезда в парк. Работа на маршруте разбивается на выполнение оборотов и отстой. В дальнейшем анализ соответствующей технологии будем проводить на примере работы автобусного маршрута ГПТ.
При движении автобуса по маршруту главным параметром является скорость. Нарушение скорости движения приводит к отклонению от расписания. На скорость движения оказывают влияние такие характеристики дороги, как рельеф, качество покрытия, количество и расположение перекрестков. При оценке движения транспортных потоков основными являются: плотность, скорость, интервалы между автомобилями; погодные условия; диспетчерские указания, даваемые водителю и др.
Следующим уровнем оценки является характеристика маршрута. Функционирование маршрута предполагает одновременную работу нескольких автобусов и управление ими. Работа каждого автобуса относительно независима, поэтому факторы, нарушающие движение автобуса, сохраняются и на уровне маршрута, хотя действие их уже рассматривается суммарно. Кроме этого, возможны такие нарушения, как сходы автобусов с линии и их переполнение. Маршрут является основной единицей взаимодействия транспортных средств с пассажиропотоком.
ции о текущем состоянии транспортных средств и наличие пассажиров; невозможность быстрого реагирования на изменяющуюся ситуацию. Поэтому целесообразна организация гибкой компьютерной системы управления перевозками, которая решала бы поставленные задачи. Основой такой организации управления должна быть система мониторинга работы автобусных маршрутов. Под системой мониторинга в данном случае нужно понимать прежде всего программноаппаратные средства оценки состояния системы во времени и пространстве. Критерием оценки работы такой системы может быть минимизация общего времени передвижения пассажиров [3].
Информационно-логическая модель оценки состояния маршрута
Рассмотрим простейшую формализацию приведенных выше концептуальных утверждений. Для этого больше всего подходит графическая интерпретация взаимосвязи отдельных показателей, параметров соответствующей системы мониторинга в виде информационно-логической модели.
Следующим уровнем организации ГПТ является маршрутная система, т. е. группа маршрутов. Кроме задач, решаемых на каждом маршруте в отдельности, рассматриваются задачи совокупного выпуска транспортных средств между маршрутами, ввода резерва и перераспределения транспортных средств.
Данная система организации имеет ряд недостатков, таких как отсутствие оперативной информа-
ИЛМ - графическая схема, узлам которой отвечают ключевые параметры функционирования маршрута, а дуги - прямые взаимосвязи между ними. Такая модель даёт возможность выявления ключевых параметров управления, которые будут оказывать влияние на общее функционирование маршрута. Взаимосвязи параметров городского маршрута в ИЛМ отображаются в графическом и в табличном видах (рис. 1, табл.1).
Рис. 1. Информационно-логическая модель оценки взаимосвязей автобусного маршрута
Таблица 1 Информационно-логическая модель - матрица связей
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 £
1 1 1 1 1 1 1 1 1 8
2 1 1 2
3 1 1
4 1 1
5 1 1 1
6 1 1
7 1 1
8 1 1 2
9 1 1 2
10 1 1 1 3
11 1 1
12 1 1 2
13 1 1 2
Е 1 1 1 1 2 1 1 9 1 3
Приведенной на рисунке схеме однозначно соответствует табл. 1, в которой используются такие условные обозначения:
1 - пассажиропоток; 2 - трасса маршрута; 3 -состояние транспортных коммуникаций; 4 -мощность транспортных потоков в трассе маршрута; 5 - длина и количество перегонов; 6 - количество остановочных пунктов; 7 - простой на остановочных пунктах; 8 - тип транспортного средства; 9 - расписание движения; 10 - количество транспортных средств на маршруте; 11 -скорость на перегонах; 12 - скорость на маршруте; 13 - загрузка транспортного средства; 14 -общее время поездки пассажиров.
В последней графе Е табличного представления ИЛМ оценивается структурная сложность системы показателей, которая вычисляется простым суммированием их связей.
Вывод
Анализ данной модели показывает, что одним из основных параметров, оказывающим влияние на общее функционирование маршрута, является скорость движения. При аналитическом исследовании пассажиропоток является основным входным параметром, а общее время движения пассажира является основной оценочной величиной эффективности функционирования маршрута. Для эффективного оперативного управления перевозками необходим прогноз динамики образования и распределения пассажиропотоков и информация о транспортной ситуации в городе для создания эффективной схемы движения транспортных средств с возможной коррекцией маршрутов. В качестве управляющего воздействия в этой системе является выбор скоростей движения автобусов.
Формализация в виде ИЛМ полезна для решения задач автоматизации и интеллектуализации
транспортных процессов и систем. Можно утверждать, что ИЛМ является своеобразной основой для построения интеллектуальной модели транспортной системы. Становится возможным применение для практической реализации методологии искусственных нейронных сетей. Автоматизация и интеллектуализация как средство развития транспортных систем, применение ней-росетевого подхода являются следующим шагом совершенствования методов управления ГПТ[5].
Литература
1. Спирин И.В. Перевозки пассажиров городским
транспортом. - М.: ИКЦ Академкнига, 2004. - С. 310 с.
2. Брайловский Н.О., Грановский Н.И. Модели-
рование транспортних систем. - М.: Транспорт, 1990. - 123 с.
3. Рева В.М. Лигум Ю.С. и др. Оперативное
управление городским пассажирским транспортом. - К.: Техника, 1982. - 175 с.
4. Алексієв О.П., Алексієв В.О., Серіков С.А.
Підвищення ефективності управління громадським пасажирським автотранспортом / Вестник ХНАДУ. - Харків: ХНАДУ. -Вип. 22. - 2003. - С. 56-61.
5. Туренко А.М., Богомолов В.О., Алексієв О.П.,
Алексієв В.О. Інтелектуальні технології організації руху пасажирського транспорту міста // Автомобільні дороги та дорожнє будівництво. - К.: УТУ. - Вип. 4. - 2004. -С.305-311
6. Алексеев В.О. Интеллектуальная технология
организации движения транспортных средств // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - Вып. 10. - 2002. - С. 305-311.
Рецензент: А.В. Бажинов, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 10 сентября 2006 г.
