Ефективність пасажирської маршрутної мережі міст

<p>РОЗДІЛ 2<br />Розробка принципів моделювання міської маршрутної мережі<br />При вирішенні задачі маршрутизації моделювання маршрутної мережі є не<br />самостійною задачею, а проміжним етапом у рішенні всій задачі маршрутизації. <br />Якщо моделювання ММ є кінцевим етапом рішення деякої задачі, то відповідь на<br />питання про максимальний ступінь відповідності моделі ММ й об’єкта є простою -<br />чим більше вершин у графі маршрутної мережі, тим краще. Межа розмірності графа<br />– здібності програмного забезпечення. <br />Але кінцевою метою моделювання ММ при вирішенні задачі маршрутизації є<br />одержання максимально точних результатів розрахунків оптимального стану<br />маршрутної системи. З урахуванням цього, вибір раціональної розмірності графа<br />маршрутної мережі повинний здійснюватися на підставі трьох основних вимог: <br />1. Коректність представлення реальних об’єктів вершиною графа маршрутної<br />мережі. <br />2. Можливість одержання об’єктивної інформації про транспортні райони.<br />3. Стабільність характеристик транспортних районів при зміні структури<br />маршрутної мережі. <br />Для виконання першої вимоги кількість транспортних районів повинна прагнути до<br />максимуму, так як це призводить до зменшення площ транспортних районів. <br />Друга вимога пов’язана з необхідністю проведення досліджень для визначення<br />характеристик вершин графа, та потребує зменшення кількості транспортних<br />районів. <br />Третя вимога визначає необхідність використання такої моделі, вихідні дані якої<br />не змінюються внаслідок рішення задачі. У системних термінах це звучить як<br />забезпечення достатньо чіткої границі системи, при якій характеристики<br />зовнішнього середовища не залежать від стану системи. Таким чином, третя вимога<br />також визначає зворотній зв’язок між кількістю районів і стабільністю їхніх<br />характеристик. <br />Виконання цих протилежних вимог, в умовах відсутності одержання формалізованого<br />опису кожної з них, можливо за рахунок вдосконалення порядку формування<br />топологічної схеми та уточнення правил мікрорайонування. Для цього необхідне<br />виявлення слабких місць в існуючому порядку формування моделі ММ з допомогою<br />експериментальних досліджень. <br />2.1. Експериментальні дослідження топологічного методу моделювання міської<br />маршрутної мережі <br />Метою проведення експериментальних досліджень топологічного методу моделювання<br />міської маршрутної мережі є визначення місць та наслідків прийняття<br />суб’єктивних рішень дослідником в процесі створення топологічної схеми міста. <br />Експериментальні дослідження проводилися в 2001 році з робітниками, які свого<br />часу закінчили ХНАДУ за спеціальністю 7.100402 - “Транспортні системи”, де в<br />рамках навчання прослухали курс з моделювання транспортних мереж при вивченні<br />дисципліни “Основи теорії транспортних процесів та систем”, та мали достатній<br />досвід в моделюванні транспортних мереж. Кожному учаснику експерименту були<br />видані індивідуальні завдання, в вигляді карти міста, для котрого необхідно<br />було створити топологічну схему та отримати її характеристики. <br />Мета експерименту вимагала, щоб його учасники не здогадувались про участь в<br />ньому, в протилежному випадку могли бути отримані одинакові топологічні схеми<br />для однакових карт. Всі учасники експерименту були розбиті на 4 групи, по сім<br />учасників в кожної. В якості індивідуальних завдань для проведення експерименту<br />були обрані 4 карти різної складності (Додаток А), які видавались в кожної з<br />обраних груп (табл. 2.1). <br />Таблиця 2.1<br />План експериментального дослідження топологічного методу<br />№ схеми<br />№ карти<br />№ учасника<br />№ схеми<br />№ карти<br />№ учасника<br />15<br />15<br />16<br />16<br />17<br />17<br />18<br />18<br />19<br />19<br />20<br />20<br />21<br />21<br />22<br />22<br />23<br />23<br />10<br />10<br />24<br />24<br />11<br />11<br />25<br />25<br />12<br />12<br />26<br />26<br />13<br />13<br />27<br />27<br />14<br />14<br />28<br />28<br />Кожен з учасників був повинен незалежно від інших змоделювати маршрутну мережу,<br />тобто створити топологічну схему та отримати її характеристики. Таким чином<br />кожну з чотирьох обраних карт розглядали сім учасників експерименту, що дає<br />змогу як оцінити загальні результати моделювання так і порівняти отримані для<br />кожної з карт моделі маршрутної мережі. <br />Перед учасниками була поставлена задача провести мікрорайонування міста і<br />розрахувати площі транспортних районів з метою вирішення задачі маршрутизації з<br />врахуванням наступних обмежень: <br />- мікрорайонування потрібно проводити з використанням топологічного методу за<br />правилами мікрорайонування, які наведені у першому розділі; <br />- максимальна кількість транспортних районів обмежується наступною величиною:<br />, (2.1)<br />де - максимально можлива кількість транспортних районів для даного варіанту<br />карти; <br />Sc – середня площа транспортного району, км2.<br />При проведенні експерименту було прийняте Sc = 1,5 км2.<br />Це обмеження призване імітувати ресурсні обмеження програмного забезпечення,<br />яке використовується для вирішення задачі маршрутизації. Учасники експерименту<br />могли вільно визначати кількість транспортних районів в межах Nmax, керуючись<br />лише вказівками, які забезпечують правила мікрорайонування, власним досвідом та<br />метою отримання максимально точної моделі маршрутної мережі. <br />Площа міста визначалась через площу карти та її масштаб. Для визначення площі<br />карти була рекомендована наступна методика: <br />1. На карту міста накладається напівпрозорий лист паперу, на якому нанесена<br />сітка, що складається з квадратних комірок зі стороною 5 мм. <br />2. Підраховується кількість комірок які повністю або частково охоплені<br />територією міста. <br />3. Площа карти Sk визначається за наступною залежністю:<br />, (2.2)<br />де П, Ч – відповідно кількість комірок які повністю або частково охоплені<br />територією міста, од.; <br />Skom – площа одної комірки, Skom = 25 мм2.<br />Учасникам експеримен</p>