2.6 Определение рационального (по вместимости) типа и необходимого количества подвижного состава на маршрутах

2.6.1 Рациональная вместимость ПС на маршруте определяется, прежде всего, величиной средних и пиковых пассажиропотоков на маршруте (- средняя пассажиронапряженностьm-го маршрута, - количество пассажиров, проезжающих в час пик на лимитирующем (самом загруженном) перегоне), интервалом, с которым предполагается обслуживать пассажиров, и задаваемым уровнем использовании вместимости ПС, который определяет уровень доходов на единицу ПС и обеспечивает степень покрытия затрат на перевозки, и который, в тоже время, задает уровень комфортности поездки, по заполненности ПС пассажирами, задает уровень возможности совершать поездки сидя.

Величина пассажиропотокана маршрутезависит, при прочих равных условиях, от количества маршрутов (), их протяженности, степени их взаимного дублирования (маршрутного коэффициента). Естественно, увеличение числа маршрутов приводит к дроблению потоков между маршрутами, что в конечном счете должно приводить к снижению рациональной вместимость ПС на маршруте, чтобы обеспечить приемлемыеи.

Декларируемый обычно в научной, учебной и справочно-производственной литературе интервал движенияна городском маршруте -должен находиться на уровне 2-7 мин. Реальная практика, как правило, далека от этих рекомендаций.

Например, как уже отмечалось, средневзвешенный по объемам перевозок интервал движения на существующих муниципальных маршрутах г. Омска, т.е. на маршрутах с ПС ОБ и Б вместимости, составляет 12,8 мин, а среднеарифметический интервал - 27,8 минут. А вот на маршрутах МТ этот интервал более соответствует рекомендациям и составляет 5,5 минуты, а среднеарифметический интервал на МТ равен 8,3 мин.

Говоря о рекомендуемых интервалах следует иметь ввиду, что значительная доля пассажиров при совершении поездок может воспользоваться не одним, а группой маршрутов. Поэтому, при увеличении числа маршрутов, увеличении маршрутного коэффициента, реальный средний интервал движения ПС на сети, которым реально может воспользоваться пассажир, будет меньше. И это также следует учитывать при определении рациональной вместимости ПС на маршрутах.

Рациональными значениями динамического коэффициента использования вместимостиПС для городских маршрутов в 80-е годы считались следующие значения [ ]:

- не более 0,28 в среднем за сутки;

- не более 0,73-0,78 – в часы пик на наиболее загруженном, лимитирующем перегоне.

При этом данный коэффициент рассчитывается по предельной вместимости, установленной техническими условиями завода-изготовителя.

Предельная вместимость ПС соответствует наполнению автобусов порядка 8 человек на 1 м²свободной площади пола салона (для разных марок по разному). Номинальная вместимость соответствует наполнению порядка 6,5-7 человек на м²свободной площади пола салона (также по разному для разных марок ПС).

Подобный уровень загрузки допускается в часы пик, а для других периодов суток загрузка не должна превышать 5 человек на м². Хотя следует заметить, что в условиях бурного роста автомобилизации населения в России, для того чтобы сдержать пересадку пассажиров с ОПТ на личный автомобиль, нормативный уровень загрузки ПС ОПТ должен быть не более 3-4 человек на м²свободной площади пола салона (сидящие пассажиры при этом занимают площадь пола салона ПС из расчета 3 человека/ м2).

Для задания рациональной вместимости на маршруте из заданного ряда вместимостей, необходимо, для каждойj-й вместимости из указанного ряда вместимостей, определить диапазоны( или) -, в рамках которых при использовании ПС соответствующей вместимости интервал движениябудет находиться в рекомендуемых границахабудет находиться на заданном уровне.

Классический подход к решению вопросов определения рациональной структуры парка ПС по вместимости в городах разработан в докторской диссертации профессора Самойлова Д.С. еще в 60-е годы 20 века и с тех пор вошел во все учебники по проектированию транспортных систем городов и организации пассажирских перевозок в городах. В этой работе на основе анализа фактически складывающихся маршрутных пассажиропотоков в городах различных категорий с различной численностью населения (для этого использованы обширные данные многих обследований, проведенных в то время) рассчитаны рациональные ряды вместимостей для этих групп городов, определены доли объемов перевозок, которые должны осваиваться ПС каждой вместимости. При определении рациональных радов вместимостей полагалось, что интервалы на маршрутах должны находиться в пределах 2-7 минут, а динамический коэффициент использования вместимости - находиться на уровне 0,3-0,35.

Этот подход был востребован, прежде всего, при планировании развития транспортных систем городов.

В эксплуатационной практике имея не типовые, а реальные параметры города, его транспортной системы, реальное распределение пассажиропотоков по маршрутам, нет необходимости ориентироваться на типовые решения. В этих случаях следует выполнить необходимые расчеты для конкретного города. Именно такая задача ставится и для г. Омска.

Следует сказать, что с появлением в 90-е годы и развитием рынка пассажирских перевозок в городах ситуация с выбором типа ПС ( по вместимости) резко изменились. Если в рамках советской командной экономики этим процессом можно было жестко управлять, то в рыночных условиях возможности этого управления резко ослабли.

Нельзя сказать, что в дорыночный период структура парка ПС по вместимости была оптимальна и соответствовала структуре маршрутных пассажиропотоков. В городах преобладал ПС большой вместимости. Доля ПС малой и средней вместимости была весьма невелика, а ПС особо малой вместимости ( на регулярных маршрутах) практически отсутствовал. Следствием этого были значительно более высокие интервалы движения на маршрутах, нежели те 2-7 минут, которые закладывались Д.С. Самойловым в расчеты рациональной структура парка ПС. При этом заполнение ПС в часы пик в крупных городах доходило до 8-11 человек на 1 м²площади салона. Но это, в свою очередь, позволяло государству экономить как бюджетные расходы на перевозки, так и сохранять весьма не высокий уровень тарифов на перевозки, а также создавать меньше проблем отечественному автопрому.

Открывшаяся в 90-е годы любому предпринимателю, получившему лицензию, возможно осуществлять перевозки на собственном ПС, дала определенные позитивные результаты.

Если ограничиться только последствиями влияния рынка на изменение структуры парка ПС, то можно констатировать, что возросла доля ПС особо малой, малой и средней вместимостей, что улучшило в целом интервалы движения ПС на маршрутах, снизило время ожидания.

Если характеризовать в этом плане изменения в г. Омске, то к сожалению, резко возросла только доля ПС особо малой вместимости. В настоящее время на маршруты г. Омска ежедневно выпускаются около 1000 единиц ПС ОБ и Б вместимостей и порядка 2,5-3,0 тыс. единиц ПС ОМ вместимости. Если не ограничить (не регулировать) рост ПС ОМ вместимости, не влиять на формирование структуры парка ПС, то ситуация будет и дальше развивать в том же направлении. Будет возрастать число маршрутов с ПС ОМ вместимости. Дублирование маршрутов будет продолжать увеличиваться, хотя уже в настоящее время маршрутный коэффициент (коэффициент наложения маршрутов) превышает 8,3 километров маршрутов на километр транспортной сети ( заметим, что по оценкам профессора Самойлова Д.С. этот коэффициент для крупнейших городов, к которым относится г. Омск, должен находиться на уровне 2,5). Пассажиропотоки будут перераспределяться с маршрутов, на которых работает ПС Б и ОБ вместимости, на маршруты МТ. Загрузка ПС на маршрутах с ПС большой вместимости будет сокращаться, интервалы вынужденно должны будут увеличиваться и т.д. И это будет происходить из-за того, что, как уже отмечалось, МТ предлагают лучшие интервалы (время ожидания) и скорость сообщения.

Для задания пороговых значений пассажиропотока на лимитирующем перегоне в час пик дляj-го типа ПС по вместимости (гдеj=1 – это ПС ОМ вместимости;j=2 - ПС М вместимости и т.д.) воспользуемся выражением (2.67)

(2.67)

где - соответственно количество ПС, вместимость ПС, время оборота ПС на маршруте.

Отсюда

(2.68)

где - интервал движения ПС на маршруте.

Или

(2.69)

Для задания пороговых значений среднесуточной пассажиронапряженности маршрутов (в одном направлении) - используем выражение (2.70)

(2.70)

где – среднесуточный (для будних дней) объем перевозок на маршруте (для наиболее напряженного месяца года);

- средняя маршрутная дальность поездки;

- соответственно пассажиронапряженность в одном направлении и оборотная длина маршрута;

- соответственно динамический коэффициент использования вместимости и среднее время работы ПС на маршруте.

Из выражения (2.70) следует

(2.71)

Или

(2.72)

Если отобразить сферы рациональной пассажиронапряженности для различных по вместимости типов ПС на оси , то это может быть представлено следующим образом (рисунок 2.3).

Рациональная сфера ПС ОМ вместимости

Рациональная сфера ПС М вместимости

Рациональная сфера ПС С вместимости

Рациональная сфера ПС Б вместимости

Рациональная сфера МС ОБ вместимости

,

пасс.км/км

в одном направлении

Рисунок – 2.3 Рациональные сферы использования ПС различной вместимости.

Учитывается, что верхние границы пассажиронапряженности j-го типа ПС совпадают с нижними границами(j+1)-го типа ПС, а также, используя выражение (2.72), получим следующее соотношение

(2.73)

откуда

(2.74)

Далее, определив возможный рад вместимостей для конкретного города и задав показатели (или) с учетом соображений, изложенных выше в настоящем подразделе, рассчитывается

Принятые в расчетах показатели для г. Омска и результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

2.6.2 Решение задачи определения рационального типа (по вместимости) и необходимого количества ПС на маршрутахв процессе анализа варианта МС, как уже отмечалось в подразделе 2.1, рисунок 2.1 , носит итеративный характер.

Это связано с итеративной процедурой перераспределения пассажиропотоков между маршрутами.

На 1-й итерации, когда пассажиропотоки неизвестны, а значит, неизвестны тип и количество ПС, то последние назначают экспертно. В рамках АРМ МАРС принято для всех маршрутов назначать одинаковый интервал (обычно 9 мин.) и скорость сообщения (обычно равную средней скорости сообщения на всех автобусных маршрутов). Тем самым на начальном этапе обеспечивается как бы «не деформированное» временными показателя маршрутов, «свободное» распределение пассажиропотоков между маршрутами.

На 2-й итерации, получив пассажиропотоки на маршрутах на 1-й итерации, по полученным значениям пассажиронапряженности маршрутов определяется рациональный тип (смотри выше) и необходимое количество ПС. После этого задаются эксплуатационные скорости на маршрутах уже с учетом конкретного типа ПС на маршруте и траектории маршрута.

Так продолжается до тех пор, пока не находится равновесное состояние, т.е. состояние, при котором пассажиропоток не каждом из маршрутов на двух последних итерациях отличается не существенно (количество ПС на маршруте изменяется не более, чем на единицу).

На каждой итерации количество ПС рассчитывается по формуле (2.75):

(2.75)

где - задается в соответствии со значениями, принятыми в таблице 1.

После определения количества ПС проверяется его загрузка на лимитирующем перегоне в час пик.

Если , то количество ПС корректируется и принимается равным в соответствии с формулой (2.76), если нет, то сохраняется прежним.

(2.76)

где определяется по формуле (2.77)

(2.77)

где - это результат моделирования распределения пассажиропотоков (смотри подраздел 2.3), а- определяется экспертно для каждого маршрута по результатам обследования существующих маршрутных пассажиропотоков (в расчетах по г. Омскупринимается обычно либо равным среднему значению этого показателя для г. Омска, т.е. 0,15, либо задается экспертно по значениям показателей существующих маршрутов, имеющих близкие к проектируемому маршруту траектории).

Таблица 2.1 – Исходные данные и результаты расчетов рациональных сфер использования ПС различных типов для предлагаемой МС г. Омска

Но­мер типа ПС по вме­сти­мости, j	Тип вмести- мости	Принятые в расчетах значения показателей при определении рациональных границ пассажи­ропотока для различных типов ПС, а также при определе­нии рациональных типов и необходимого количества ПС на МС ОПТ г.Омска						Расчетные рациональные границы пасса­жиропотока, в рамках которых целесооб­разно использовать ПС различных типов
		Вместимость ПС, , мест	Коэффициент использования вместимости		Время работы ПС на маршруте, ,час	Интервал движения ПС на маршруте, мин.		Среднесуточный пассажиропоток (пассажиронапря- женность маршрута), пасс.км/км		Пассажиропоток на лимитирующем перегоне в час пик, пасс.
			сред­ний за су­тки,	на ли­мити­рую­щем пере­гоне в час пик,		минимальный,	максимальный,
1	ОМ	13	0,50	1,00	12	-	6	-	780
2	М	22	0,40	0,90	12	9,2	7	781	1029
3	С	50	0,30	0,85	11	9,9	7	1030	1453
4	Б	100	0,25	0,80	11	11,7	6	1454	2825
5	ОБ	140	0,25	0,80	11	0,4	-	2826	-

( 2.78)

где - количество пассажиров, проезжающих через лимитирующий перегон соответственно в час пик, в среднем за час и вt-й час суток.

Перераспределение заданного количества ПС (по типам ПС) - между заданными маршрутами осуществляется по формуле (2.79):

(2.79)