CC BY
48
эффективности, качества и равенства/ Под ред. Э.Моссиалос, М.Мразек, Т.Уолли. ВОЗ от имени Европейской обсерватории по системам и политике здравоохранения, 2006 - 378 с.
6. Фармацевтический вестник 29.11.2012, [Электронный ресурс] http://www.pharmvestnik.ru/publs/lenta/v-mire/antikrizisnye-mery-v-evrope-privodjat-k-zaderzhke-pojavlenija-na-rynke-novyx-lekarstv.html#.VBWlQyIcRoI
7. Фармацевтический вестник 09.07.2014 [Электронный ресурс], http://www.pharmvestnik.ru/publs/lenta/v-mire/ec-oshtrafoval-servier-
teva-i-esche-rjad-kompanij-za-zaderzhku-vyvoda-na-rynok-analogov-coversyl.html#.VBWliSIcRoI
8. Шашина Н.С. Методологический подход к исследованию управленческих отношений в сфере ресурсного обеспечения пространственных социально-экономических образований/Экономика и управление - 2012.
9. Шашина Н.С. Специфика государственного управления в зарубежных странах/Учебно-методическое пособие. СПб.: Изд-во института управления и экономики - 2005.
УДК 004.94
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ИМИТАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ УНИВЕРСИАДЫ 2013 В КАЗАНИ
Девятков В.В., к.т.н., заместитель директора по научной работе Института информатики Академии наук Республики Татарстан, тел.: +7 (843) 292-38-67, м.т. +7 (903) 341-44-35, e-mail: [email protected]
Описывается имитационное приложение, созданное для исследования транспортной системы Универсиады 2013 в Казани. Формулируется цели и задачи создания приложения. Приводится структура приложения, примеры диалогов ввода данных и проведения экспериментов. Показаны основные результаты исследования.
Ключевые слова: транспортная система, универсиада, имитационная модель, диалоги ввода данных, эксперименты с моделью.
SYSTEMS ANALYSIS AND SIMULATION STUDIES OF THE TRANSPORT SYSTEM
OF THE UNIVERSIADE 2013 IN KAZAN
Devyatkov V., Ph.D., deputy director of the scientific work, Institute of Computer Science of the Academy of Sciences of the Republic of
Tatarstan
Describes the simulation application designed for the study of the transport system of the 2013 Universiade in Kazan. Formulated goals and objectives of the application. The structure of the application, examples of input dialogs and experimentation. Shows the main results of the study.
Keywords: transport system, Universiade, simulation model, input dialogs, experiments with the model.
Введение
Всемирная летняя Универсиада 2013 года в Казани была первым крупнейшим спортивным мероприятием в истории современной России. Она предваряла зимнюю олимпиаду в Сочи в 2014 г. Исключительно важно было провести ее на высшем уровне, обкатать все самые современные инновационные технологии организации и управления спортивными мероприятиями. Одним из важнейших составляющих успеха игр была правильно организованная работа транспортной системы по перевозке всех клиентских групп Универсиады (и т.д.). А это несколько тысяч транспортных средств (далее ТС), более сотни маршрутов между десятками объектов для обслуживания тысяч спортсменов, судей, организаторов и официальных лиц. Необходимо было обеспечить бесперебойную и своевременную их доставку на места проведения спортивных и официальных мероприятий. При этом требовалось выполнение всех требований международной федерации студенческого спорта (ФИСУ), расписание начала и завершения соревнований и тренировок.
Перед нами была поставлена задача - исследовать эту систему до проведения соревнований, выявить ее «узкие места», выработать рекомендации по их устранению для транспортной дирекции Универсиады.
Это сложнейшая по размерности и количеству варьируемых параметров система - сорока два спортивных объекта, сотни транспортных средств Универсиады (далее ТС), сотни маршрутов клиентских групп и общественного транспорта. При этом требовался учет множества внешних воздействий - движение общественного транспорта по городу, расположение светофоров, улиц и развязок. Исследовать аналитическими методами такую систему не представляется возможным. Поэтому в качестве основного средства исследования был выбран метод имитационного моделирования. При этом использовалась новая методология имитационных исследований [1] и расширенный редактор GPSS World [2].
Примеры исследований транспортных систем приводятся во многих публикациях, например, в [3]. В нашей стране модели такой размерности и сложности еще не строились.
Постановка задачи исследования
Основной целью работы являлась разработка программных инструментальных средств и моделей для проведения экспериментов с системой и прогнозного анализа поведения транспортной
системы Универсиады. К основным направлениям исследования можно отнести:
■ Анализ внутренней транспортной логистики отдельных спортивных объектов Универсиады - транспортных схем объектов, парковочных зон, остановочных площадок и т.д.;
■ Разработка транспортной схемы, оптимальных маршрутов и расписания движения ТС клиентских групп Универсиады между объектами по городу.
Важным обстоятельством было то, что имитационное исследование необходимо было провести заранее, до начала Универсиады, и выработать для транспортной дирекции, ГИБДД и мэрии практические рекомендации по совершенствованию транспортной системы Универсиады еще в период подготовки к соревнованиям.
В качестве основных задач, требующих исследования, были выбраны:
Для исследования объектов Универсиады
1. Обеспечение выполнения расписания прибытия ТС к объекту.
2. Минимизация времени въезда ТС на территорию объекта или стоянки перед объектом.
3. Оценка достаточности мест на стоянках перед объектами для прибывающих ТС.
4. Оценка достаточности мест на паковках внутри объекта для прибывающих ТС.
5. Анализ различных вариантов зонирования объекта на ворота, стоянки и парковки с точки зрения безопасности участников и организации транспортной схемы.
6. Обеспечение выполнения расписания убытия ТС с объекта.
Для исследования транспортной схемы Универсиады по городу
1. Проверка правильности и достаточности предлагаемых маршрутов для каждого потока клиентской группы Универсиады.
2. Расчет и обоснование необходимого количества ТС для полноценного функционирования каждого маршрута.
3. Проверка различных алгоритмов взаимодействия транспорта Универсиады с городским общественным транспортом и прохождение перекрестков (приоритеты, обгон, заездные карманы и т.д.).
4. Анализ динамики движения ТС по дням Универсиады на электронной карте города посредством анимации.
5. Анализ уровня загрузки участков дорог, выделение наиболее загруженных участков.
6. Разработка и анализ исполнимости расписаний маршрутов Универсиады.
При прибытии ТС на объект необходимо было исполнять технологию обслуживания на объектах, связанную с безопасностью проведения соревнований и опытом проведения и опытом проведения предыдущих Универсиад. Она базировалась на принципах, изложенных в [4].
На каждый спортивный объект прибывают потоки ТС различных типов:
• ТС со спортсменами (автобусы - шаттлы, автобусы - чарте-
ры);
• ТС СМИ (автобусы - шаттлы);
• ТС перевозящие судей, VIP персон и членов оргкомитета (легковые автомобили и микроавтобусы);
• аккредитованное оргкомитетом такси.
Для эффективного, быстрого, удобного и безопасного обслуживания ТС вся территория вокруг объекта разделена на зоны обслуживания транспортных средств по клиентским группам, на которые они и прибывают. Таких зон может быть несколько групп: остановки, заездные/выездные ворота, парковочные зоны.
Для прокладки маршрутов клиентских групп в модели «Город» был создан граф, разрешенных для проезда ТС Универсиады дорог, по которому можно было прокладывать маршруты. Движение этих ТС должно было осуществляться по специальным выделенным полосам для Универсиады т полосам общественного транспорта.
При этом был предусмотрен наивысший приоритет транспорта Универсиады перед городским общественным транспортом. Т.е. городские маршруты должны пропускать маршруты Универсиады по следующему алгоритму:
• при выезде с каждой остановки водитель городского транспорта должен подождать и пропустить ТС Универсиады, если этот транспорт находится в зоне видимости водителя (на текущем участке дороги);
• если ТС Универсиады следует в зоне видимости водителя (на текущем участке дороги) за общественным транспортом, то водитель общественного транспорта должен заехать в ближайший «заездной» карман и пропустить ТС Универсиады;
• если ТС Универсиады следует в зоне видимости (на текущем участке дороги) за общественным транспортом и нет «заездного» кармана, то обгон совершается при въезде общественного транс-
порта на следующую остановку.
Разработка имитационного приложения
В качестве средства для разработки моделей был выбран проверенный многолетней практикой успешного использования язык имитационного моделирования GPSS World [5]. Для создания дополнительных диалогов, работы с исходными данными и результатами моделирования использовался общецелевой язык программирования C#.Net и электронные карты открытого электронного формата Open Street Map. Все эти модели и программы были объединены в соответствии с принципами новой методологии проведения имитационных исследований [1] в комплексное имитационное приложение.
Вся работа по разработке приложения была разделена на два этапа.
На первом этапе было разработано имитационное приложение, содержащее 42 модели следующих объектов Универсиады: «Деревню Универсиады», «Речной порт» и модели спортивных объектов (рисунок 1). Всего в эти модели вошли 50 различных спортивных объектов Универсиады (в некоторых моделях присутствовало сразу по несколько близко расположенных объектов).
Все данные, которые вводятся для функционирования моделей объектов Универсиады, автоматически попадают в общую базу данных и влияют на исходные данные моделирования движения транспорта в городе в целом.
На втором этапе была разработана модель движения клиентских групп Универсиады по специальным маршрутам, которые может прокладывать непосредственно сам пользователь по улицам города, используя электронную карту. При этом в модели имеется возможность учета маршрутов общественного городского транспорта (автобусы, троллейбусы и трамваи).
После анализа отдельных спортивных объектов, для представления более полной картины транспортной организации и логистики во время Универсиады необходимо было абстрагироваться от рассмотрения конкретных объектов и рассмотреть функционирование системы на транспортной схеме города. Тем не менее, исполнение модели город и моделей объектов синхронизировалось на уровне данных, как показано на рисунке 2.
В итоге, исследователю дается полное управление всеми потоками ТС (рисунок 3):
• добавление/удаление/редактирование потоков ТС клиентских групп Универсиады;
• редактирование маршрута движения ТС с возможностью задания альтернативных маршрутов, на случай необходимости изменения маршрута;
Рисунок 1 - Взаимодействие пользователя, имитационного приложения и разработчика при работе с моделями объектов.
Рисунок 2 - Порядок работы с приложением.
^ Редактирование варианта маршрута ТА 001 на карте - G Гй 1 1Ц1; Г ~: . - I--- 1» 1 V Название ырмнта маршрута:1 1 1-—i V 1 — ДеревняУниверсиады ■ Центр I ^ I ш »8 V j j Деревня I'niwpmuM ^ Я / X /у ^ Имитационное приложение по моделированию объектов Универсиады —
Л, Сценарий Исходи** данные дли окончв • ^ 1 1 KAZAN открытые корты> RUSSIA ПЙмшты Япо млЛапиргЛгши Деревня Универсиады Академия теиниса (врытые корты, открыты« koptwJ L|ljgj |гв Басжетбсльное ашрпшае сооружение -Баскет-Xaiu ^^^Mgggb ^ -^имКЯ^^Н Люсги водгы» ОШРР «гор'ч Дндец Единоборств "An барс* А**с Оре*6ур*«ий тракт, д 101 На течение Соревновательный объект тренировочные объекты „ ПлаштелышЛ бассейн 'Акчарлак' Пчмгглмй бассейн' OprwHicj-Спортивный ксшплж Оорвард-Спортивный КШ№№ 'Батыр' Спорпчный ютплек "Ватам"
^ Имитационное приложение по моделированию объектов Универсиады - Деревня Универсиады — П КаЯ Имитационное приложение по моделированию объектов Универсиады - Академия тенниса {крытые корты, огкрьп — О Щ
Общи инфйрылщи Иодонв данные Лита тонны» рам Дьтмм паюымлея Инйрдарутура | нок 1 IT юг j Tf £03 I TF т |v»p | Орлсомитет I Гаахм | IMOW ( . . к
г дт 4J Инфрмруиура: О Н«»«яис ОЪмтм Допустимый Об««и
I 1 Парков« VIP 18 18 парковка bow объекта л 4 Паршйш йрОДМиЧТа В 6 Пмкомсуде« 18 18
Статус Гото« v
Рис. 3. Примеры интерфейса пользователя приложения при вводе данных.
■ указание расписания движения ТС по дням проведения Универсиады;
■ отключение/включение потока в определенные дни без изменения расписания для более гибкого планирования экспериментов.
После ввода и проверки всех данных для эксперимента необходимо провести моделирование и проанализировать полученные результаты. Для этого в приложении имеется специальная подсистема для анализа результатов, содержащая огромный массив итоговых данных эксперимента и динамики изменения основных
показателей системы. В качестве результатов пользователь получает: общую информацию о модели, зафиксированный вариант исходных данных эксперимента, динамику изменения основных количественных показателей, таблицу сравнения показателей исполнения маршрута (время и отклонение от плана) с плановыми значениями и анимационный ролик движения ТС.
В самом общем виде методика проведения исследования, с использованием разработанного приложения приведена на рисунке 4.
Рис. 4. Методика проведения имитационного исследования.
Верификация моделей
Данная работа была необходима для реального применения. Поэтому перед проведением исследования необходимо было убедиться в адекватности модели. Технология подготовки транспортной системы к Универсиаде предполагала проведение физических (натурных) испытаний в городских условиях. Т.е. были несколько специальных дней, в которые полностью разыгрывалась ситуация и расписание самых напряженных дней Универсиады. Команду волонтеров загружали в ТС Универсиады, которые передвигались по городу и по объектам в соответствии с разработанным для этого дня Игр расписанием. Натурные испытания позволили количественно сравнить их результаты с результатами имитационных экспериментов. В результате отклонение имитационных расчетов от физических экспериментов составило не более 10%, а в большинстве случаев, особенно на объектах Универсиады, существенно меньше. Это говорило о высокой степени адекватности результатов моделирования и показало Заказчику, что результатам имитационных экспериментов с моделями можно доверять.
Практическое использование данного комплекса проводилось специалистами транспортной Дирекции Универсиады. Оно позволило им провести оперативное прогнозирование движения транспорта Универсиады на каждом спортивном объекте и всех клиентских маршрутов по городу. По результатам прогнозирования было откорректировано большинство расписаний движения клиентских групп и маршрутов общественного транспорта и были обеспечены все требования FISU, учтено движение городского транспорта, изменение расписаний тренировок, соревнований и официальных мероприятий. По результатам анализа ранее предложенных маршрутов Универсиады была внесена корректировка в ряд из них. Например, было предложено сделать одну из улиц на время Универсиады с односторонним движением и это позволило резко уменьшить очереди при въезде/выезде в деревню Универсиады. Также была проведена детальная оценка эффективности логистической структуры спортивных объектов. По результатам было изменено зонирование ряда объектов. Например, было изменено количество и месторасположение въездных/выездных ворот
в деревню Универсиады, обосновано увеличение парковочных зон нескольких объектов.
Выводы и результаты
В итоге по результатам имитационного исследования были предоставлены количественно рассчитанные и обоснованные рекомендации по транспортным схемам и управлению движением для ГИБДД и список особо загруженных участков дорог, въездов на объекты, парковки, на которых необходимо было особо тщательно вести постоянный мониторинг и контроль над потоками транспорта Универсиады. Все рекомендации были учтены при проведении самой Универсиады. Транспортная система во время Универсиады работала без сбоев, очередей и задержек. Основой таких результатов явилась использование результатов нашего исследования.
Литература:
1. Девятков В.В. Методология и технология имитационных исследований сложных систем: современное состояние и перспективы развития: монография / В.В. Девятков. - М.: Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2013. - 448 с.
2. Власов С.А. Имитационные исследования с использованием GPSS WORLD - новые возможности / С.А. Власов, В.В. Девятков, Ф.В. Исаев, М.В. Федотов // Автоматизация в промышленности. - №7. - 2012. - С. 3-8.
3. Толуев Ю.И. Применение имитационного моделирования для исследования логистических процессов // Имитационное моделирование. Теория и практика: Сб. Второй всероссийской научно-практической конференции - СПб.: ФГУП ЦНИИ ТС. -2005. - с. 71-76.
4. «Принципы предоставления транспортных услуг на объектах XXVII Всемирной летней Универсиады 2013 года в Казани» Общие требования. - Казань: Исполнительная дирекция универсиады. - 2012 г. - 150 с.
5. Руководство пользователя по GPSS World. /Перевод с английского. - Казань: Изд. «Мастер Лайн», 2002. - 384 с.
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ
Бабан С.М., к.э.н.
Гусева А.И., старший преподаватель Романова А.Т., д.э.н., Московский государственный университет путей сообщения
В статье предложен методический подход к оценке эффективности технологий ресурсосбережения, представлены разработанные авторами интегральные универсальные характеристики эффективности и условий эксплуатации: коэффициенты эффективности технологии, которые являются многофакторными индикаторамиресурсоемкости среды и условий эксплуатации, а также индикаторами эффективности ресурсоемкости производственно-экономических систем.
Предложенный подход апробирован при оценке эффективности системы лубрикации на железнодорожном транспорте.
Ключевые слова: методический подход, ресурсосбережение, производственно-экономическая система, коэффициенты эффективности, интегральная оценка, условия эксплуатации, трудность пути.
APPROACHES TO THE ASSESSMENT OF ECONOMIC EFFICIENCY RESOURCE IN
TRANSPORT
Baban S., Ph.D., Guseva A., head lecturer, Romanova A., Doctor of Economics, Moscow State University of Railway Transport
This paper proposes a methodical approach to evaluating the effectiveness of technology resource, developed by the authors are presented with integrated universal performance characteristics and operating conditions: the coefficients of efficiency technologies that are multifactorial indicators of resource-environment and operating conditions, as well as indicators of the effectiveness of the resource intensity of production and economic systems. The proposed approach was tested in the evaluation of the effectiveness of the lubrication of railway transport.
Keywords: methodical approach, resource, industrial and economic system, the coefficients of efficiency, integrated assessment, operating conditions, the difficulty of the path.
Увеличение осевых нагрузок и скорости движения поездов в последние годы привело к тому, что существенно изменились потери в системе «колесо-рельс». Начиная с 1985 г., на железных дорогах России произошел значительный рост интенсивности износа и повреждаемости колес и рельсов, что заставило искать пути улучшения работы системы «колесо-рельс» и снижения ее ресурсоемкости.
Протекающие в системе физико-химические процессы влияют на эффективность использования ресурсов железнодорожного транспорта,
