МЕТОДИКА РОЗРОБКИ РІВНОІНТЕРВАЛЬНОГО РОЗКЛАДУ РУХУ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ НА МАРШРУТІ ПЕРЕВЕЗЕННЯ ПАСАЖИРІВ

Визначення тривалості рейсу

Тривалість рейсу на маршруті встановлюють на підставі даних про час на проїзд окремих перегонів, пасажирообміну на зупинках і відстою транспортних засобів у кінцевих пунктах маршруту по закінченні рейсу [2].

Визначення часу рейсу безпосередньо пов'язане з нормуванням швидкості руху. Швидкість руху пасажирських транспортних засобів є одним з основних експлуатаційних показників [162].

Швидкість на міських маршрутах нормують при відкритті маршруту і далі не рідше двох разів на рік, на початку осінньо-зимового й весняно-літнього сезонів. Позачерговий перегляд норм здійснюють при зміні траси маршруту, типу працюючих на маршруті транспортних засобів, умов дорожнього руху на трасі маршруту, частих скаргах водіїв на неможливість дотримання встановлених норм [2].

Дослідники відзначають, що нормування часу рейсу можна проводити на основі тягових розрахунків, що визначають раціональний режим руху на кожному перегоні маршруту з урахуванням технічних характеристик транспортних засобів, ступеня використання місткості, поздовжнього профілю й довжини перегонів [18].

При встановленні норм часу на рейси необхідно враховувати види швидкостей руху транспортних засобів, що характеризуються таким чином [2]:

• - конструктивна (максимальна) - допустима конструкцією транспортного засобу і його двигуна;
• - гранично допустима - дозволена Правилами дорожнього руху виходячи з забезпечення безпеки експлуатації на дорожній мережі;
• - середньорічна - стала на ділянці маршруту, визначається без врахування витрат на затримки, розгін і гальмування;
• - технічна - визначається відношенням пробігу транспортного засобу до витрат часу на рух, включаючи затримки, що викликані умовами дорожнього руху;
• - сполучення - те ж, що й технічна, але додатково враховують затримки на зупинках для пасажирообміну й передачі водієм інформації диспетчерові;
• - експлуатаційна - те ж, що й сполучення, але додатково враховують затримки на простій транспортних засобів у кінцевих пунктах маршруту.

Визначення об'єктивних нормативів часу руху транспортних засобів за маршрутом з урахуванням специфічних особливостей траси маршруту є важливим завданням, від якого багато в чому залежать економічні показники роботи транспортного підприємства, регулярність руху транспортних засобів, безпека руху на маршруті [18].

На витрати часу на рейс впливають: частота розташування зупиночних пунктів на маршруті (середня довжина перегону); тягово-динамічні якості рухомого складу; конструктивні особливості посадкових пристроїв (двері, підніжки, поручні); інтенсивність пасажиропотоку на маршруті; число пасажирів, що приходяться на одні двері транспортного засобу; інтенсивність транспортного потоку на трасі маршруту; дорожні й кліматичні умови руху (стан дорожнього покриття, число смуг руху, профіль дороги, перетинання в одному рівні з іншими магістралями, наявність залізничних переїздів, освітленість дороги й ін.); обмеження швидкості руху, що пропонуються дорожніми знаками, сигналами світлофорів і регулювальників; досвід і психофізіологічний стан водіїв. Вплив тяглово-динамічних якостей транспортних засобів виявляється в умовах руху в місті при розгоні після зупинки до середньотехнічної швидкості. Можливе прискорення залежить від питомої потужності двигуна, що приходиться на одиницю повної маси транспортного засобу, і в середньому для експлуатованих типів транспортного засобу [2].

Важливим фактором є розташування зупиночних пунктів, що визначає умови від'їзду й під'їзду транспортного засобу [18, 8]. Також час рейсу повинен передбачати ймовірні затримки перед дорожніми знаками в середньому на 0,2-0,3 хв. на кожен такий знак, що встановлений на трасі маршруту. В такому випадку повинні виконуватися запропоновані Правилами дорожнього руху й дорожніх знаків обмеження швидкості руху транспортних засобів. Вплив інших знаків на швидкість руху й можливі затримки також враховують при нормуванні часу рейсу. В осінньо-зимовий період час рейсу збільшують приблизно на 5 % у південних районах і до 15 % у північних (у середній смузі діють проміжні значення нормативу збільшення). Через утому водіїв наприкінці робочої зміни фактична тривалість рейсів підвищується на 3-4 %, що варто враховувати в нормативах часу на рейс. Для підвищення надійності виконання розкладу руху норми часу на рейс варто відповідно збільшувати [2].

Норми часу на рейс коригують у залежності від умов руху (в тому числі дорожніх і погодних). Для цього використовують коефіцієнти зниження швидкості. Практичне застосування одержали диференційовані норми, що враховують наступні умови експлуатації: "сухий шлях", "мокрий шлях", "зимова дорога", "снігопад". При значних змінах кліматичних умов, що роблять неможливим безпечний рух за існуючими нормами часу на рейс, вказівкою лінійної диспетчерської служби або перевізника вводять режим "бездоріжжя". При такому режимі водій повинен виконувати рейс за маршрутом зі швидкістю, що обирають самостійно (норми часу на рейс скасовують, облік регулярності руху в рейсі не ведуть). При неможливості забезпечити належну безпеку, рух на маршруті негайно припиняють. Якщо по одній ділянці маршрутної мережі проходить кілька маршрутів одного виду міського пасажирського транспорту, то норми часу на проїзд даної ділянки встановлюють рівними за умови експлуатації однотипного транспортного засобу. Якщо на маршруті експлуатуються транспортні засоби різних типів, то норми часу на рейс визначають виходячи з характеристик одиниці транспортного засобу, що вимагає на один рейс максимального часу [2, 32].

Для визначення конкретних значень часу рейсу й періодів їхньої дії можливе застосування методів нормування [18]:

• - хронометраж часу руху суспільного пасажирського транспорту на автомобілі, що рухається в транспортному потоці й дотримується відповідної рядності;
• - хронометраж часу руху транспортних засобів між перехрестями на трасі маршруту;
• - визначення миттєвих значень швидкості руху транспортних засобів у транспортному потоці в декількох контрольних перетинах перегону за допомогою спеціальних приладів для вимірювання швидкостей, з наступним розрахунком середнього часу руху на перегоні;
• - хронометраж усіх складових тривалості рейсу транспортного засобу;
• - визначення норм часу на рух на перегоні маршруту або ділянці транспортної мережі розрахунковим способом.

Хронометражний метод заснований на вимірах фактичних витрат часу на рейс і окремі його елементи (рух на перегонах, зупинки й затримки за різними причинами). Нормування проводять з дотриманням визначених вимог і умов [2]:

• - випуск на маршрут рухомого складу повинен бути повним;
• - норми визначають при сухій проїзній частині;
• - обсяг вибірки повинен складати 4-6 вимірів;
• - норми визначають окремо для кожного напрямку руху;
• - при використанні на маршруті різнотипних транспортних засобів норми визначають для найменш динамічних моделей;
• - норми визначають протягом усього робочого дня з наступним виділенням характерних періодів доби й відповідною диференціацією часу рейсу для цих періодів;
• - рух транспортного засобу на маршруті в період нормування організують не за розкладом, а за інтервалом;
• - водії обирають швидкість руху на перегонах самостійно виходячи з забезпечення безпеки перевезень і дорожніх умов.

Вихідними даними для нормування служать паспорт маршруту й результати обстеження з використанням відповідно мінімального і максимального фактичного часу на рейс. Час на рейс суттєво відрізняється в прямому і зворотному напрямках, у зв'язку з чим вводять різні норми для кожного з напрямків руху. В процесі нормування встановлюють різні норми за періодами доби, визначають виправлення до норм для врахування різних умов руху і роботи в осінньо-зимовий період. Конкретні межі періодів часу встановлюють зіставленням результатів хронометражу рейсів. При різниці фактичного часу рейсу більше ніж на 1 хв. визначають ділянку маршруту, де виникла дана розбіжність, визначають її причини. Критерієм введення до розгляду нового періоду є постійність дії причин розбіжності. Суміжні періоди часу, для яких норми на рейс однакові, поєднують у один період [2].

Найбільш перспективним видом нормування є розрахунковий [18]. Він заснований на розбивці маршруту на окремі ділянки, в межах яких забезпечується рівність умов руху з наступним розрахунком часу, необхідного на пробіг на кожній з цих ділянок. Межами ділянок служать зупиночні пункти або світлофори й перехрестя, залізничні переїзди, місця зміни типу покриття, ширини й подовжнього ухилу проїзної частини, інтенсивності транспортного потоку, установки дорожніх знаків, що регламентують швидкість руху. Вихідні дані при нормуванні розрахунковим методом беруть з паспорта маршруту ( зупиночні пункти, довжини перегонів, розміщення світлофорів, переїздів, покриття й ухили проїзної частини, її ширина, пасажиропотоки), технічної документації транспортного засобу ( конструктивна швидкість, прискорення розгону й уповільнення при повній масі). Використовують також дані про інтенсивність транспортних потоків. Розрахунки проводять на комп'ютері. Програма при її реалізації послідовно "переглядає" різні ділянки маршруту, і визначається розрахунковий час для їхнього проїзду. Потім визначають час рейсу, як суму часу на проїзд усіх ділянок маршруту. При розгляді конкретної ділянки визначають швидкості руху на цій ділянці, що є допустимими в зв'язку з різними діючими обмеженнями (перешкодами з боку транспортного потоку, затримками за умовами регулювання руху та ін.). За нормативами швидкості руху на ділянці приймають мінімальну. Враховують утрати часу на прискорення й гальмування, затримки на зупинках [2].

Розрахунковий метод може бути реалізованим з використанням імітаційної моделі функціонування міського автобусного маршруту [69]. Алгоритм імітаційної моделі передбачає розгляд міського автобусного маршруту у вигляді послідовності N зупиночних пунктів. Кожен перегін маршруту між 7-им та ]+1 зупиночним пунктом має свою трасу, параметри якої відомі. Крім цього, як вихідні, використовують дані про зміну інтенсивності підходу й висадки пасажирів на кожному зупиночному пункті протягом періоду, що досліджують. На маршруті працює а транспортних засобів, місткістю і=1, а. Рух транспортних засобів організований відповідно до розкладу. Внаслідок цього є інформація про час прибуття транспортних засобів на перший зупиночний пункт тприб ь Допускаємо, що на перший зупиночний пункт транспортні засоби прибувають згідно з розкладом. Таким чином, на момент часу Тприб 1Д на зупинку прибуває перший транспортний засіб. У зв'язку з тим, що на першу зупинку транспортні засоби прибувають без пасажирів, тобто кількість пасажирів у салоні і-го транспортного засобу на першій зупинці Осалі.х = 0, процес висадки відсутній. На подальших зупинках, після прибуття транспортного засобу, відбувається процес виходу пасажирів і визначають кількість пасажирів, які залишилися в салоні транспортного засобу в г-й момент часу 0салщ наступним чином:

де Овшшу - кількість пасажирів, які вийшли з і-ого транспортного засобу на 7'-ой зупинці, пас.

Протягом інтервалу на зупиночний пункт будуть прибувати пасажири. Передбачаємо, що підхід пасажирів можливо описати законом Пуассона [162]. Маючи інформацію про інтервал руху й інтенсивність підходу пасажирів, можливо визначити кількість пасажирів, які підійшли на зупиночний пункт. На першому етапі визначають інтервал часу між двома пасажирами, які підійшли ік за наступною залежністю:

де Лі - інтенсивність підходу пасажирів на зупиночний пункт, пас./хв.; Хк - псевдовипадкове число, рівномірно розподілене в інтервалі (0,1). Після цього визначають час підходу на]-ой зупинці в z-й момент часу Тпід ]2 за наступною залежністю:

Одночасно з цим обчислюють кількість пасажирів, які підійшли на зупинку 0під ]г наступним чином:

і фіксують час прибуття к-то пасажира Тпк

де Твідпрі-, ц - час відправлення і-то транспортного засобу з 7-ої зупинки, хв.

У випадку, якщо час підходу пасажирів перевищує інтервал руху, тобто Тпідц > Іц , то підхід пасажирів припиняється й починається посадка в транспортний засіб пасажирів, які підійшли. Можна передбачити, що перед початком руху на зупиночних пунктах не було пасажирів. Унаслідок цього, кількість пасажирів, які знаходяться на 7-ом зупиночному пункті, буде відповідати кількості пасажирів, які підійшли до даної зупинки за інтервал руху, тобто 0^ ц = ((під 7.

При моделюванні прибуття на зупиночний пункт транспортних засобів другого й подальших випусків, кількість пасажирів на зупинці визначають з урахуванням пасажирів, яким було відмовлено в посадці в попередній транспортний засіб, 0^п 7, за наступною залежністю:

де 0відмов ц - кількість пасажирів, яким було відмовлено в посадці на 7-ому зупиночному пункті, пас.;

0під ц - кількості пасажирів, які підійшли до 7-ї зупинки за інтервал руху, пас.

Визначення кількості пасажирів, які ввійшли, проводять з урахуванням наявності вільних місць у і-ому транспортному засобі Овільн що визначається за наступною залежністю:

Кількість пасажирів, які увійшли, може приймати такі значення:

У випадку, якщо не всі пасажири з зупиночного пункту зробили посадку в транспортний засіб, визначають кількість пасажирів, яким було відмовлено в посадці, Овідмов:

Ця частина пасажирів залишається на зупинці до прибуття наступного транспортного засобу.

Час, який затрачується на висадку і посадку пасажирів Тпр у можна визначити з використанням даних, наведених у роботі [69]. У випадку, якщо після посадки місткість транспортного засобу повністю використана, тобто Осал у = g¡, то транспортний засіб відправляється з зупиночного пункту і для нього визначають час відправлення Твідпр у:

де Тпру - час простою і-го транспортного засобу на 7-ому зупиночному пункті, хв.

Після відправлення транспортного засобу визначають час очікування Точ к кожного пасажира:

де Тпк - час прибуття к-го пасажира, хв.

Для пасажирів, які увійшли в транспортний засіб, визначають зупинки виходу. Для цього їх кількість перерозподіляють між подальшими зупинками пропорційно інтенсивності виходу пасажирів або величині кореспонденції між зупиночними пунктами за залежністю:

де 07] - величина кореспонденції, пас.;

N - кількість зупинок на маршруті,од.

Унаслідок того, що за час висадки і посадки на зупиночний пункт також можливий підхід пасажирів, визначають кількість пасажирів, які підійшли на зупинку за час Тпр ц . Аналогічно фіксують кількість пасажирів, які підійшли, й час підходу кожного.

Для новоприбулих пасажирів визначають час посадки. Даний процес повторюють доти, поки місткість транспортного засобу не буде використана повністю, або поки за час посадки попередньої групи пасажирів до зупиночного пункту не підійде жоден пасажир.

Наступний транспортний засіб прибуває на зупиночний пункт на момент часу Тприб і+1>і. На першій зупинці висадка відсутня. На подальших зупинках для пасажирів, які виходять на і-ій зупинці, організовують висадку. Інтервал, протягом якого до транспортного засобу підходять пасажири ц , можна визначити таким чином:

Наступним кроком моделюють кількість пасажирів, які підійшли на зупиночний пункт, і визначають кількість пасажирів, які увійшли в транспортний засіб. Після цього визначають час відправлення транспортного засобу з і-ої зупинки. Таким же чином на першому зупиночному пункті моделюють прибуття, висадку і посадку пасажирів, і відправлення для всіх транспортних засобів, працюючих на маршруті.

У випадку, якщо під час простою і-го транспортного засобу на у-ої зупинці, на неї прибуває і+1-ий транспортний засіб, то після організації виходу пасажирів з нього здійснюється перерозподіл пасажирів, які знаходяться на зупиночному пункті між цими двома транспортними засобами. Цей перерозподіл проводять зворотно пропорційно значенню їх коефіцієнтів використання місткості.

Посадку пасажирів моделюють для кожного транспортного засобу, що знаходиться на зупиночному пункті. У випадку, якщо внаслідок нерівності коефіцієнтів використання місткості транспортних засобів, станеться заповнення якого-небудь транспортного засобу до номінальної місткості, то даний транспортний засіб відправляється з зупинки. Всі пасажири, які залишилися на зупинці продовжують посадку в інші транспортні засоби, що знаходяться на зупинці. Посадка продовжується до заповнення транспортних засобів або доти, поки всі можливі пасажири не увійдуть у транспортні засоби.

Після визначення часу відправлення транспортних засобів з у-го зупиночного пункту визначають їх прибуття на наступну у+1 зупинку. Для кожного транспортного засобу визначають середню технічну швидкість і середньоквадратичне відхилення від середньої швидкості на перегоні між у і у+1 зупинками. Визначення даних величин здійснюють у залежності від параметрів траси перегону з урахуванням коефіцієнта використання місткості кожного транспортного засобу за залежностями, що наведені в роботі [69].

На наступному кроці моделюють дійсну швидкість кожного транспортного засобу. В зв'язку з тим, що відхилення від середньої швидкості руху має нормальний закон розподілу, методом Неймана [163] визначають значення поточної швидкості сполучення кожного транспортного засобу. Маючи значення швидкостей, представляється можливим визначити час руху транспортних засобів ґрух у між у і у+1 зупинками за наступною залежністю:

де у - довжина перегону після у-ой зупинки, км;

Уту - технічна швидкість і-го транспортного засобу на перегоні маршруту після у-ої зупинки, км/год.

Маючи час руху на перегоні, визначають час прибуття транспортних засобів на у+1-у зупинку Тприві, у+і:

У зв'язку з нерівномірністю посадки пасажирів на попередній зупинці й різними швидкостями руху транспортних засобів на другій і подальших зупинках розклад прибуття транспортних засобів може бути порушений. Для того, щоб визначити послідовність їх прибуття, значення часу прибуття розподіляються в порядку зростання і в такій послідовності здійснюють моделювання висадки і посадки для всіх транспортних засобів. Таким чином, повторюється весь цикл на кожному зупиночному пункті. Схему алгоритму імітаційної моделі наведено на рис. 2.1.

Рис. 2.1. - Схема алгоритму імітаційної моделі

Унаслідок такого моделювання руху транспортних засобів на маршруті, з'являється можливість отримання всіх необхідних даних щодо показників роботи маршруту з урахуванням випадкових процесів, що відбуваються при перевезенні пасажирів.

Крім розрахунку норм часу на пробіг на ділянках транспортної мережі, окремо за періодами дня, на ЕОМ розраховують допустимі відхилення від нормативу пробігу за умови виконання в заданих межах показника регулярності руху [18].

Однак, виробничий досвід використання хронометражного й розрахункового методів нормування швидкостей руху й часу рейсу показав, що найкращі результати досягаються при комплексному використанні обох методів. До недоліків хронометражного методу дослідження відносять високу трудомісткість збору вихідних даних (кількість затрачуваних на обстеження нормо-годин у 4-6 разів і більше перевищує число годин у роботі рухомого складу на даному маршруті за день), труднощі об'єктивного аналізу можливостей скорочення часу рейсу. Точність результату, одержаного розрахунковим методом, обмежена можливостями застосовуваної математичної моделі процесу руху транспортного засобу. У малих містах і для маршрутів, що пролягають по вулицях з незначним транспортним потоком, розрахунковий метод звичайно дає завищені швидкості руху транспортних засобів. Однак розрахунковий метод дозволяє нормувати швидкості руху для варіантів швидкісного сполучення на маршруті й аналізувати напруженість роботи водіїв на маршруті. Внаслідок цього рекомендують для діючих маршрутів робити періодичне нормування розрахунковим методом і визначення коефіцієнта напруженості, що чисельно дорівнює відношенню діючої (фактичної) норми часу на рейс до розрахункового.

Якщо цей коефіцієнт перевищує 1.1, додатково проводять хронометраж руху транспортних засобів. Для маршрутів, що знову відкриваються, спочатку вводять норми на рейс, отримані розрахунковим методом, а потім ці норми уточнюють у процесі експлуатації маршруту [2].

Таким чином, нормування часу рейсу на ділянках транспортної мережі з наступною вказівкою таких величин у маршрутному розкладі дозволяє правильно орієнтувати водія в часі при виконанні рейсу, а також контролювати виконання розкладу на проміжних зупиночних пунктах. Нормування часу рейсу проводять для характерних днів (робочі, суботні, недільні) і на періоди року. Результати проведеної роботи з напрямків і ділянок маршруту зводять у таблицю й використовують для наступної розробки маршрутного розкладу водіїв [18].