Възможности за намаляване на времето за придвижване на пътниците използващи градски транспорт

През последните години се наблюдава намаляване на търсенето на услугите, предлагани от градски транспорт като населението се пренасочва към използване на лични автомобили или велосипеди.  Проучванията показват, че гражданите предпочитат да използват личните си автомобили и смятат, че обществения транспорт се нуждае от съществени подобрения относно комфорта и времето за пътуване. През последните две години се направи много за подобряване на удобството и комфорта с осигуряване на нови превозни средства (ПС). Освен това с въвеждането на издаване на карта за една година на стойност 365 лева значително се намалиха разходите при използването на градски транспорт. Това доведе до привличане на пътници за сметка на използването на леките автомобили. За да се привлекат още пътници и намали трафика е необходимо да се намали времепътуването от началната до крайна точка на дадена дестинация.

Пътуване възниква, когато някой се придвижи от място, където е предприел конкретна дейност, на друго място, където ще предприеме нова дейност. Началната точка на пътуването се нарича изходна, а крайната точка дестинация/ местоназначение. Пътуване, при което се тръгва от О и има крайна цел D. Пътуване може да се извърши с помощта на един вид транспорт или поредица от видове транспорт. В този контекст ходенето пеша се приема също като начин на транспорт. Ако се разгледа времето за пътуване от O-D, то се състои от три елемента - ходене пеша до спирките и обратно, чакането по спирките и времепътуването с превозните средства.

Тези три елемента могат да се опишат по следния начин:

  • Времето за ходене пеша до спирките и обратно е индивидуален параметър и зависи от възрастта, здравословното и физическо състояние. За даден пътник то е относително постоянно и не може да се влияе върху него;
  • Чакането на превозните средства по спирките на градския транспорт – зависи от интервала между ПС. Интервалът е функция на големината на пътникопотока по дадената линия на градския транспорт на база на преоброяването му през няколко години и типа на използваните ПС.
  • Времепътуването по дадена линия зависи от периода в денонощието, в което се извършва и наличието на натоварени кръстовища по маршрута й. За пътуване по един и същ маршрут в един час от денонощието не може да се повлие върху продължителността му без извършването на реконструкции на инфраструктурата или реорганизация на движението по маршрутната мрежа.

Разглеждайки тези три елемента на времепътуването се спираме на възможността за  намаляване на времето за чакане и по този начин и общото време за пътуване, особено при ползване на няколко превозни средства. В труд [4] се посочва, че времето, което пътника изразходва за чакане на ПС на спирка на ГПТ, представлява 20% от общото време за придвижване и намаляването на тази съставляваща се явява резерв, не само за намаляване на „съпротивлението“ на придвижването, но също така за привличане на нови потенциални пътници.

В много от участъците на транспортната мрежа има припокриване от две или повече транспортни средства - например маршрутите на рейсовете 11 и  102 в кв.Овча купел, на тролеи 2 и 9 в кв.Борово, на трамваи 5,15, 19  в кв.Павлово и други. На фиг.1 са показани времената на пристигане на превозните средства на спирка ТЕЦ София, които имат припокриващ се маршрут от надлез Надежда до Сточна гара. Наблюдава се преминаването на автобуси 79 с интервал на движение 15 минути и 309 с интервал на движение 12 минути, при които имаме пристигане  на спирката в близките времена 8.02 и 8.07 и следващото преминаване е в 8.19, когато  преминават автобусите и по двете  линии. Това е потвърждение, че разписанието на автобусите по този участък в най- натоварения период от денонощието не е синхронизирано и пътниците за този участък ще чакат до 12 минути.

Ако припокриването е достатъчно голямо има пътникопоток, който пътува точно в този участък. За този пътникопоток няма значение на кой номер превозно средство ще се качи, а използва първия преминал. Необходимо е така да се съобразят разписания по различните линии в участъци с припокриващи се маршрути, така че  да преминават на равномерни интервали от време.

Методика  за оптимизиране на разписанието  на превозните средства по частично припокриващи се трасета.

При тази методика няма да се оптимизира разработеното разписание на различните линии – то се определя от проучването на пътникопотоците, определяне на  техните размери и от там разработения  график за движение на ПС. Тя се базира на търсенето на такъв вариант на разполагане във времето на разписанията, при който се минимизира големината на пътникочасовете за очакване на превозно средство. Реализира се в избор на базова линия с най-голям обслужван пътникопоток и се приема  нейния график за постоянен. На другата линия с припокриващ се маршрут се разработват варианти с промяна на часа на тръгване на ПС от началната спирка, като се използва зададения график. За различните варианти се определят среден интервал между превозните средства постъпващи на спирката, средно квадратичното им отклонение, коефициента на вариации на интервала на пристигане и от там и големината на времето за очакване на превозно средство. Използвайки определения пътникопоток за дадения часови диапазон се изчисляват и пътникочасовете за очакване на ПС. Вариантът с минимална стойност на този параметър ни дава оптималното разписание за дадените линии. Ако имаме и друга линия с по- малъм пътникопоток, то и тя се включва във вариантообразуването.

При реализирането на методиката се преминава през следните стъпки:

  • Стъпка 1: Определяне на пътникопотока, който се движи в определения участък

Съществуват няколко метода за проучване на пътникопотоците. Един от тях е преброителния метод. Той се основава на непосредственото преброяване, чрез лица - преброители, които записват броя на слезлите и качилите се пътници в ПС. Преброителите могат да се намират на спирките или в ПС. Проучването на пътникопотоците се извършва на вече съществуващи линии, с цел да се провери съответствието между потребностите от превози и предоставените им превозни възможности. Използвайки резултатите от преброяването се определят отпътуванията и пристиганията за различните спирки по маршрута. Все още обаче не са определени местоназначението на пътуванията, които заминават от определена спирка, нито пък знаем от къде идват пътуванията, привлечени от определена спирка.  За това се използват моделите за генериране и привличане в резултат на което се получава т.нар. матрица „изходна точка - дестинация" или О-D матрица [3,5,6,7]. За прогнозиране на пътникопотоците по О- D матриците на избраните линии ще се използва „Модел на среден фактор на растежа“.

  • Стъпка 2: Времето за очакване на превозното средство [4];

Времето за очакване на превозното средство започва от момента на пристигане на пътника на спирката до момента на качването му в превозното средство. Очевидно това време ще бъде функция на интервала на движението, като се изменя в границите от нула до интервала на пристигане на следващото превозно средство. Тъй като, пристигането на пътниците на спирките е, като правило при интервали на движение под 10 мин. е равномерно, то средното време за очакване на превозното средство ще бъде:

Така определената стойност на времето за очакване е точна, само при 100% -това регулярност на движението, каквато на практика, не може да бъде реализирана, тъй като интервалите на движение се явяват случайни величини изменящи се от 0 до 2 Iдв. Тогава при отчитане на случайния характер на движението се получава:

v(t) – коефициент на вариации на реалните интервали на движение.

С отчитане на обстоятелството, че не всички чакащи на спирката пътници успяват да се качат в първото ПС, средното време за очакване ще бъде по- голямо.

  • Стъпка 3: Пътникочасовете за очакване на превозно средство на обслужваните спирки в този участък.

За определянето на пътникочасове за очакване на ПС по разглеждания участък се използват определените пътникопоток за дадения интервал на движение и съответното средно време за очакване:

Където:

- пътникопоток за интервал от време m=1,M движещ се по маршрут между спирките ij;

- времето за очакване на превозното средство от пътника за интервал от време к, движещ се по маршрут между спирките ij;

Вариантът на разписание по различните линии за дадения участък при минимум на пътникочасовете за очакване на превозно средство е оптималния.

 

Прилагане на методиката

Описаната методика ще се приложи за автобусни линии №11 и №102, които преминават през квартал Овча купел и имат 11 последователни общи спирки, а именно от Овча купел-2 до Балканкар. Маршрута на Автобусна линия №11 (фиг. 3) е от ж.к.Овча купел 2 до автостанция Гео Милев и обратно. Маршрутната линия е от тип двойно радиален маршрут, като свързва прилежащите райони на от ж.к.Овча купел 2 с периферно разположена жилищна и икономическа зона ж.к. Гео Милев. Маршрута на Автобусна линия №102 (фиг.З) е от ж.к.Овча купел 2 до Студентски град. Маршрутната линия №102 също е от тип двойно радиален маршрут.

Фиг.2     Схема на маршрутите на автобусни линии 11 и 102

 

Стъпка 1: Определянето на пътникопотоците по избраните автобусни линии се извършва по преброителния метод.

Данните от преброяването са предоставени от Центъра за градска мобилност [1]. На фиг.3 е дадено целодневно натоварване на автобусна линия №11  по направление кв.Овча купел към автостанция Гео Милев и  целодневно натоварване на автобусна линия №102 по направление кв.Овча купел към Студентски град. Както се вижда двете автобусни линии са приблизително еднакво натоварени.

Фиг.3 Натоварване по автобусни линии 11 и 102

 

Използвайки моделите за генериране и привличане и по точно „Среден фактор на растежа“ се определят отпътуванията и пристиганията за различните спирки по продължение на автобусните линии, тоест прогнозират се пътникопотоците по O-D матриците на маршрутите на автобусни линии 11 и 102. Използвайки резултатите от прогнозирането се получава, че сумарното целодневно натоварване в участъка от 11 спирки е 2693 пътника за денонощието и разпределението му по часове е дадено на фиг. 4

Фиг.4 Пътници за участък сп.Овча купел-сп.6-ти Септември

 

За оптимизация на маршрутите ще се използват два часови диапазона, час пик от 7.00-9.00 часа и следващия часови диапазон 9.00-13.00 часа. Определени са обслужваните пътници за интервала от 7.00–9.00 часа и те са 459, а за следващия изследван часови интервал от 9.00–13.00 часа броят им е 714 пътника.

Стъпка 2: Разписанието на автобусна линия № 11 е дадено на сайта на Градска мобилност. 

Приема се, че то ще бъде базово и няма да го променяме [2]  . Според оригиналното разписание на линия №102 , автобусите тръгват от началната спирка в 7.02, следващия в 7.11 часа. Търсим такъв вариант на разположение на разписанията за двете автобусни линии, при който ще имаме минимум пътникочасове престои. За тази цел разглеждаме периода от минус пет минути до плюс пет минути спрямо 7.05 часа, когато тръгва автобус №11.  Тоест разглеждаме 10 варианта с тръгване на автобусите по линия №102 през една минута започващо от 7.00 до 7.10. За всеки един от тези варианти (Фиг.5) се определят среден интервал между превозните средства постъпващи на спирката, средно квадратичното им отклонение, коефициента на вариации на интервала на пристигане и от там и големината на времето за очакване на превозно средство (табл. 1). За това е разработена изчислителна процедура на Ecxel.

 

Фиг.5 Варианти на разписанията на автобусни линии 11 и 102


Стъпка 3. За изследваните два часови диапазона са определени пътникочасовете очакване на превозното средство, както и сумарно за дадения вариант на тръгване на автобус №102 спрямо тръгването на автобус №11 (табл. 1)

Табл.1 Определяне на параметрите за вариантите на разписанията

От направените разчети става ясно, че варианта с най- малко пътникочасове чакане на превозното средство е варианта за потегляне на ПС по линия №102 в 7.01 и следващия в 7.10 часа, като при това положение е необходимо да се премести само с една минута разписанието на автобусната линия  за целия график при запазване на всички интервали на движение. 

 

Заключение

За да се намали времепътуването на пътниците от началната до крайната точка на дестинацията се разработва методика включваща прогнозиране на пътникопотоците, чрез избран метод за О-D матриците на отделните линии на маршрутна мрежа и оптимизиране на разписанието на превозните средства по частично припокриващи се трасета при критерий минимум на пътникочасовете в очакване на превозното средство.

От направените разчети за оптимално обслужване на пътниците използващи автобусни линии 11 и 102 в квартал «Овча купел» става ясно, че варианта с най- малко пътникочасове чакане на превозното средство е варианта за потегляне на линия №102 в 7.01 часа, като при това положение е необходимо да се премести разписанието на автобусната линия  напред само с една минута отнасящо се за целия график при запазване на всички интервали на движение. Спестеното време за чакане на превозно средство за разглеждания интервал е 203 човекоминути, а за един месец е 101,5 човекочасове.

От полученият резултат може да се направи извод, че използваната методика ще намали общото времепътуване, ще подобри обслужването на пътниците, използващи градски транспорт за придвижване в столицата и може да се използва за всички случаи на припокриване на маршрутите на различни линии за даден участък.

 

  

Литература

1. Данни от преброяването на пътниците по автобуси, получени от “Център за градска мобилност” ЕАД

2. Интернет страница на  “Център за градска мобилност” ЕАД -www.sofiatraffic.bg

3. Карагьозов К., Тодорова М., Лекции и упражнения по дисциплината “Прогнозиране на трафика“

4. Качаунов Т.Т, Стаменов В.Н. – “Градски пътнически транспорт” – ВТУ ”Т. Каблешков”, София 1994г.

5. Размов, Т., Модел за разпределение и прогнозиране на градския трафик при промени в транспортната мрежа., XII Международна научна конференция „Транспорт” 2015, Боровец, 2015 год., 2015г.

6. Kevin B. Modi, L. B. Zala, F. S. Umrigar, T. A. Desai, ,“Transportation Planning Models: A Review“, National Conference on Recent Trends in Engineering & Technology, B.V.M. Engineering College, V.V.Nagar,Gujarat,India, 13-14 May 2011

7. L.H. Immers  J.E. Stada    Heverlee, “TRAFFIC DEMAND MODELLING

”,         Faculty of engineering  department of civil engineering  traffic engineering and infrastructure planning section,  Kasteelpark Arenberg 40, B-3001 Heverlee, Belgium, May 1998

 

 

 

 

  • Етикети: Логистика