РОЗДІЛ 2
ДОСЛІДЖЕННЯ СТОХАСТИЧНИХ ЧИННИКІВ АСУ ПАСАЖИРСЬКИМИ ПЕРЕВЕЗЕННЯМИ
2.1. Аналіз математичних моделей, що використовуються в АСУ пасажирським транспортом
З погляду інформаційного й математичного забезпечення АСУ питання використання ЕОМ зводяться до питань використання математичних методів стосовно завдань управління в транспортній системі [62; 99 - 101]. Важливою самостійною проблемою є опис транспортного процесу як об'єкта управління. Хоча сам об'єкт управління, безумовно, не може бути відокремлений від відповідних керівних дій, з методичної точки зору має сенс говорити окремо про моделі об'єкта й суб'єкта управління.
Комплексність завдань, вимоги адекватності, багатоваріантність розрахунків привели до необхідності використання різноманітного математичного апарату та ЕОМ для опису транспортних процесів.
Залежно від поставленого завдання управління в описі транспортних процесів може бути зроблено акцент на тій або іншій стороні об'єкта, що формалізується, і використано різні математичні методи. Разом з тим при всій різноманітності завдань, що виникають, існують загальні положення математичного моделювання [102 - 105]. Завдання моделювання можна розділити на три етапи: 1) змістовне, якісне вивчення завдання з виділенням істотних вхідних і основних вихідних параметрів, що забезпечують достатньо адекватний опис процесу; 2) вибір математичної мови, опис формальної схеми і складання співвідношень стану для процесу; 3) розв'язання співвідношень за допомогою математичних методів та ЕОМ.
Сьогодні для опису транспортних процесів застосовується апарат теорії імовірності, математичного аналізу, теорії ігор, імітаційного моделювання, математичної статистики. У моделюванні взаємодії обмеженої кількості числа транспортних засобів використовуються детерміновані засоби опису траєкторії кожного з них. Опис масових процесів взаємодії транспортних засобів у потоці на елементах мережі (моделювання перехрестя, магістралі, з'їзду, в'їзду й т. ін.) здійснюється з використанням підходів теорії ймовірності. Якщо необхідно змоделювати поведінку великої маси індивідуумів, у транспортній системі використовуються методи теорії ігор та імітаційного моделювання. Усі аспекти моделювання в автотранспортній системі відображаються в побудові теорії транспортних систем, розробку якої на сьогодні ще не завершено.
Для оцінки доцільності розвитку транспортної системи вирішального значення набуває обґрунтування очікуваної чисельності населення й використання площі міста або міста разом з передмістями, тобто сучасного промислового мегаполісу [28; 106]. На рис. 2.1 наведено блок-схему моделі розвитку транспортної системи міста, яка дозволяє встановити взаємозв'язок між використанням території міста та структурою транспортної системи.
Однією з можливостей розв'язання транспортної проблеми міста є оптимальний, направлений перерозподіл внутрішньоміських поїздок пасажирів [107 - 109]. При цьому доводиться враховувати значну кількість чинників: зростання населення, розширення меж міста, перерозподіл жителів між мікрорайонами міста, зростання життєвого рівня, зростання парку індивідуальних транспортних засобів, рухливості міського населення. Якщо перераховані чинники мають вирішальний вплив на транспортну проблему в цілому, то періоди початку й закінчення роботи утворюють транспортну проблему міста в години ранкового й вечірнього пікових періодів. Щоб управляти внутрішньоміськими поїздками, необхідно вміти прогнозувати їх обсяг, розподіл поїздок між видами громадського транспорту, між окремими мікрорайонами або районами міста. Установлено, що на обсяг поїздок впливають головним чином соціально-економічні й демографічні чинники, а також характер і ефективність використання території міста. При цьому точність прогнозу сумарного обсягу поїздок завжди вища, ніж точність розрахунків за розподілом цього обсягу між окремими видами, засобами транспортних пересувань і між окремими кореспондуючими пунктами міста [7; 109].
Рис. 2.1. Схема розвитку транспортної системи міста
В основу прогнозу очікуваного обсягу поїздок може бути покладено гіпотезу про наявність кореляції між характеристиками жителів міста, використанням території й поведінкою жителів під час вибору виду транспорту [110]. Відповідно до цієї гіпотези очікуваний обсяг поїздок і його міжрайонний розподіл є функцією вказаних вище параметрів і не залежать від структури й особливостей транспортної системи, що здійснює реалізацію заданого обсягу поїздок. Блок-схему процесу прогнозування обсягу пасажирських перевезень наведено на рис. 2.2.
Початковою інформацією для побудови моделі процесу формування пасажиропотоків і розподілу поїздок між мікрорайонами слугують матеріали обстеження пасажиропотоків у місті. Поїздки представляються функцією двох груп змінних: одна група змінних впливає на потенційне зростання, а інша - на обмеження зростання обсягу поїздок. До першої групи змінних належать: наявність засобів громадського транспорту й ступінь їх доступності до початкових і кінцевих пунктів пересування, частка працюючих, які проживають у певному районі, й ефективність використання території міста. До другої групи змінних належать час або дальність поїздок, кількість пересадок з одного виду транспорту на інший.
Рис. 2.2. Схема процесу прогнозування обсягу пасажирських перевезень
Математичні закономірності, що лежать в основі процесу формування пасажиропотоків, достатньо прості й описуються в термінах регресійного аналізу. Разом з тим зв'язки між чинниками є складними, тому побудова більш менш реалістичної моделі можлива лише з використанням ЕОМ. У регресійну модель включено низку змінних, що оцінюють вплив транспортного чинника на величину сумарного обсягу поїздок і його розподіл між кореспондуючими пунктами міста.
Ранжирування чинників здійснюється відповідно до гіпотези про те, що обсяг поїздок залежить від демографічних та економічних чинників, а також від характеру і ефективності в