В статье автор предлагает алгоритм разработки имитационной модели для оптимизации работы автотранспортного предприятия.
Ключевые слова: городской автотранспорт, городское автотранспортное предприятие, пассажирские перевозки, имитация, моделирование, системы массового обслуживания.
Совершенствование транспортной системы городов России сегодня стало одной из самых острых социально-экономических проблем развития инфраструктуры, обеспечивающей жизнеспособность городов в целом. Автотранспорт остается самым мобильным и востребованным способом пассажирских и грузовых перевозок. В этой ситуации использование современной вычислительной техники и методов имитационного моделирования для планирования и управления усовершенствованием работы городского автотранспорта представляются наиболее перспективными.
В городе Томск программа «Развитие городского пассажирского транспорта муниципального образования «Город Томск» на 2014–2020 годы», инициированная муниципальной властью, реализуется в целях развития устойчиво функционирующей, экономически эффективной, привлекательной и доступной для всех слоев населения системы городского пассажирского транспорта [1].
Маршрутный транспорт, на сегодняшний день являющийся основным способом перевозки пассажиров [2], в основном принадлежит частным предприятиям. Система модернизации работы городского автотранспорта, учитывая интересы частного перевозчика, исходит из того, что главным элементом и потребителем системы является пассажир. Активность пассажира в системе выражается в возможности выбора маршрута передвижения с одной стороны, и стремлением свести к минимуму затраты на передвижение с другой.
Согласно анализу, проведенному местной муниципальной властью, маршрутная сеть города Томска достаточно развита и позволяет жителям перемещаться по городу с минимумом пересадок. Вместе с тем, существующие в городе и пригороде маршруты пассажирского транспорта представляют из себя довольно беспорядочную совокупность «старых» традиционных маршрутов и «новых» — коммерческих, что приводит к дублированию, нездоровой конкуренции, потерям перевозчика.
Подобная ситуация приводит к снижению уровня безопасности и культуры пассажирских перевозок
Задача в сфере модернизации работы автотранспорта базируется на поиске равновесия между интересами пассажиров, транспортных предприятий и муниципалитета. На примере разработки модели оптимизации покажем путь к повышению эффективности небольшого автотранспортного предприятия, найдем расчет оптимальной вместимости маршрутного микроавтобуса, чтобы добиться эффективности работы маршрута, повышения качества обслуживания пассажиров.
Содержательная постановка задачи проектирования оптимизационных мероприятий на автотранспортном предприятии должна быть основана на учете внешних факторов, прежде всего на достоверной информации о пассажиропотоках. Разработка методики получения такой информации является одной из важнейших задач для создания эффективной модели, так как позволит смоделировать наиболее рациональный режим работы на маршруте перевозок пассажиров.
Для решения данной задачи применительно к деятельности условного автотранспортного предприятия, существенны следующие условия:
- В г. Томске, по числу населения являющимся городом среднего уровня (до 500 тыс.чел.), достаточно большое количество маршрутов, перевозящих один и тот же пассажиропоток, привело к тому, что потенциальный пассажир может выбрать для перемещения один маршрут из нескольких, причем в соответствии с экономической оценкой своего времени.
- Пассажиропотоки меняются по времени суток, по дням недели, по сезонам года и даже в зависимости от погоды. Иначе говоря, информация, которая может быть добыта с большим трудом, имеет лишь частичную достоверность.
- Основными показателями качества перевозок автотранспортного предприятия будут выступать время передвижения, наполнение салона, регулярность.
Традиционно на маршруте автопредприятия работают два микроавтобуса (А и Б), каждый из которых имеет n мест. Первым на линию выходит Микроавтобус А. Исходя из опыта предыдущих лет, водитель микроавтобуса А ездит аккуратнее и быстрее.
Микроавтобус отправляется на маршрут только после того, когда все места в нем будут заняты. Пассажиры приходят к остановке через t1- t2 минут и, если нет микроавтобусов, становятся в очередь. Если очередь больше L человек, потенциальный пассажир уходит из очереди, уезжает на межмуниципальном рейсовом автобусе, несмотря на то, что в этом случае ему придется пройти 300 метров.
Предполагается, что все пассажиры едут до конца маршрута. На прохождение маршрута микроавтобус А тратит t3 + t4 минут, микроавтобус Б — t5 + t6. После того, как все пассажиры освободят микроавтобус (время освобождения t7 + t8 минут), он едет в обратном направлении. Плата за проезд составляет S единиц стоимости.
Автопредприятие столько же теряет (недополучает), если пассажир, придя на остановку, не ждет, а уходит (учесть это при определении затрат).
Необходимо найти оценку времени ожидания в очереди и времени, которое тратит пассажир на поездку. Определить, при каком n (n не более 25, т. к. предприятие на данном маршруте располагает автопарком, состоящим из двух микроавтобусов «Мерседес») время ожидания в очереди будет минимальным. Для этого значения n определить выручку автотранспортного предприятия за день, если микроавтобусы работают 10 часов в сутки (с 6 часов до 11 часов в направлении Томск — п. Строитель, с 16–00 до 21–00 часов — в обратном направлении).
Чтобы решить поставленную задачу, обратимся к возможностям имитационного моделирования. Теория моделирования систем позволяет создавать различные модели систем и процессов в зависимости от целей исследования. Для решения цели и задач настоящего исследования применимым является имитационное моделирование, в основе которого заложена система массового обслуживания. Программным средством, отвечающим задачам моделирования, определен программный пакет Arena 7.0.
Arena — программный продукт (США), предназначенный для имитационного моделирования подвижных компьютерных моделей, с помощью которых можно представить многие реальные системы. Первая версия появилась в 1993 году. Arena имеет удобный интерфейс и удивительные возможности по адаптации к любым предметным областям. Результаты моделирования отражаются в анимационной системе Cinema animation.
В результате моделирования 10 часов работы двух микроавтобусов на пригородном маршруте, было выполнено 100 репликация. Переменная n (количество мест в микроавтобусе) имела диапазон от 10 до 25. При этом количество мест напрямую отражалось на всех остальных параметрах:
– время ожидания в очереди
– время в пути
– заработанные деньги
– деньги потерянные
Проанализированные данные позволяют сделать вывод, что наибольшую эффективность по соотношению рентабельности перевозок и качества оказываемых услуг (время на поездку и ожидание) на исследуемом маршруте покажут автобусы с числом мест 16.
Рис. 1. Общая схема модели
Результат работы: при помощи разработанной имитационной модели был проведен ряд экспериментов, цель которых — выявление параметров модели, наиболее удачно отражающих автотранспортного предприятия — перевозка пассажиров на пригородном маршруте г. Томска с учетом вместимости микроавтобуса (рис.1). Результаты исследования способствуют повышению эффективности деятельности предприятия в целом.
Область применения: данная модель может быть использована на предприятиях, оказывающих идентичные автотранспортные услуги.
Литература:
- Целевая программ «Развитие общественного пассажирского транспорта муниципального образования «город Томск» на период с 2007 г. до 2020 г. [электронный ресурс]: http://docs.cntd.ru/document/951818782
- Корягин М. Е. Оптимизация управления городскими пассажирскими перевозками на основе конфликтно-устойчивых решений.- Новокузнецк: ГОУВПО «Сибирский государственный индустриальный университет, — 2011.- 303 с.
- Замятина О. М. Моделирование систем: Учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета: 2009. — 204 с.
- Ульяновский И. А. Разработка методов организации маршрутных сетей городского пассажирского транспорта [электронный ресурс]: http://tekhnosfera.com/razrabotka-metodov-organizatsii-marshrutnyh-setey
