Тема 8. Выбор рациональных транспортных систем для городов различных категорий

В основе проектирования транспортных систем лежит методика, разработанная профессором Самойловым в конце ХХ века. Согласно данной методике для обеспечения необходимого уровня качества транспортного обслуживания в условиях значительной неравномерности распределения пассажиропотоков по маршрутам большое значение имеет правильный выбор вместимости подвижного состава:

, (29)

, (30)

где А – потребность в подвижном составе на маршруте;

П^чп_лп – величина пассажиропотока в час пик на лимитирующем перегоне;

q_н – вместимость подвижного состава.

Имея необходимый интервал движения на маршруте и зная загрузку лимитирующего перегона, можно определить рациональную вместимость для любого маршрута. Рекомендуемый интервал движения в час пик, согласно методике Самойлова, в среднем составляет от 3 до 8 минут.

Для получения наилучших показателей использования подвижного состава и уменьшения временных затрат пассажиров необходимо на предприятии иметь подвижной состав различной вместимости и распределять его по маршрутам в соответствии с величиной пассажиропотока. После того, как осуществлена оптимизация по вместимости, задача выбора конкретного типа подвижного состава сводится к минимизации транспортных затрат при заданных интервалах движения и коэффициенте использования вместимости подвижного состава.

По методике Самойлова искомая вместимость подвижного состава на маршруте определяется в соответствии с величиной пассажиронапряженности:

, (31)

где Н – удельная транспортная работа (пассажиронапряженность);

Q – объем перевозок.

Многочисленные исследования показали, что для создания на всех маршрутах примерно одинаковых условий (т.е. степени загрузки подвижного состава, времени ожидания) при перевозке пассажиров рекомендуется определять вместимость в соответствии с величиной пассажиронапряженности за день на маршруте:

. (32)

Рекомендуемое значение динамического коэффициента использования вместимости γ для городских перевозок за день составляет 0,25-0,3.

Однако при увеличении количества подвижного состава различной вместимости в парке усложняется организация работы движения на линии, возрастают затраты на техническое обслуживание, ремонт, подготовку квалифицированного персонала, производственную базу. В связи с чем на практике работники пассажирского предприятия стремятся минимизировать разнотипность подвижного состава. В настоящее время используются следующие ряды вместимости:

- Особо малая – от 12 до 20 пассажиров (ГАЗ-32213);

- Малая – от 30 до 50 пассажиров (ПАЗ, Fiat, Iveco);

- Средняя – от 60 до 75 пассажиров (ПАЗ-4230);

- Большая – от 80 до 95 пассажиров (ЛиАЗ и троллейбусы);

от 110 до 120 пассажиров (Mercedes Benz О345);

- Особо большая – от 150 до 180 пассажиров (сочлененные автобусы);

от 230 до 260 (трамваи).

Для конкретных городов ряды вместимости определяют по методике профессора Самойлова следующим образом:

1.Прежде всего, проводят обследование пассажиропотока. Для обследования может быть использован любой метод, который позволяет определить достаточно точно объем перевозок и пассажиронапряженность на маршрутах. Чаще всего используются табличные методы:

- счетно-табличный с размещением учетчика в подвижном составе;

- расчетно-табличный с размещением учетчика на остановках;

- таблично-спросный.

Для получения данных показателей могут быть также использованы талонные методы, которые являются более сложными и трудоемкими в применении, но дополнительно позволяют получить матрицу корреспонденций. Кроме того для определения данных показателей может быть использован автоматизированный метод, который с достаточно большой точностью позволяет рассчитать транспортную работу, объем перевозок и сменяемость пассажиров (в городе Омске датчикоми оборудованы по 3 автобуса, троллейбуса и трамвая в каждом парке подвижного состава).

2.Далее строится диаграмма распределения объемов перевозок по величине пассажиронапряженности.

3.Определяется диапазон пассажиронапряженности, который может быть освоен подвижным составом различной вместимости (максимальная осваиваемая пассажиронапряженность определяется минимальным интервалом).

4.Определяется, какой процент объема перевозок должен быть освоен в данном городе подвижным составом определенной вместимости.

Рис. 17 – Диаграмма распределения объема перевозок от пассажиронапряженности, освоенной подвижным составом различной вместимости

Профессором Самойловым была составлена классификация распределения городов различных категорий по применяемому подвижному составу различной вместимости.

Таблица 1

После выбора рядов вместимости осуществляется выбор рационального варианта системы городского пассажирского транспорта по критерию максимизации экономической эффективности системы. Учитывая, что каждому ряду вместимости соответствуют конкретные типы подвижного состава, выбор рационального варианта транспортной системы может включать следующие этапы:

1.составление возможных вариантов транспортных систем по имеющимся рядам вместимости;

2.проверка выбранных вариантов на их соответствие заданным интервалам движения;

3.технико-экономический выбор наиболее эффективной транспортной системы.

Профессором Самойловым были разработаны возможные варианты транспортных систем для различных категорий городов. Для решения задачи выбора рационального варианта транспортной системы существует два подхода, различающихся по методу получения исходных данных.

Согласно первому подходу, с помощью исследований определяют величину корреспонденций между микрорайонами города и строят картограмму пассажиропотока по предварительно запроектированной транспортной сети. Затем по полученной картограмме формируют маршрутную сеть и распределяют ее между различными видами транспорта, между маршрутами.

Данный подход является более точным, но требует значительных затрат на этапе проведения исследований по определению величины корреспонденций.

По второму подходу определяют объем необходимой транспортной работы в целом по городу через показатель транспортной подвижности населения и определяют необходимую транспортную систему. Этот подход использовался для проектирования транспортных систем на более отдаленную перспективу и при разработке обоснования генерального плана развития города (транспортной его части).

В обоих случаях работу начинают с составления возможных вариантов транспортных систем по определенному ряду вместимости и распределений перевозок между отдельными видами транспорта. Выбор рационального варианта транспортной системы должен предусматривать равные условия обслуживания пассажиров по затратам времени на передвижение. При этом рассматривают все возможные варианты для данного города, за исключением тех, которые не могут быть использованы из-за местных ограничений (архитектурно-планировочные, санитарно-гигиениеские и т.д.).

Оставшиеся варианты подвергаются технико-экономическому сравнению следующим образом:

1.Определяется необходимый объем транспортной работы за расчетный период (чаще всего за 1 год). Полученную транспортную работу распределяют в сравниваемых системах по видам транспорта и типам подвижного состава;

2.Для каждой транспортной системы определяют необходимое инвентарное и эксплуатационное количество подвижного состава для каждой марки каждого вида транспорта:

А_KV = , (33)

где А_КV – необходимое количество подвижного состава К-марки V-вида транспорта;

Q – общее необходимое количество поездок по городу за год;

Δ_KV – доля от транспортной работы, приходящаяся на К-ю марку подвижного состава V-го вида транспорта;

η_с – коэффициент сезонной неравномерности распределения пассажиропотока (примерно равен 1,2);

q_KV – вместимость К-й марки V-го вида транспорта;

γ_∂ - динамический коэффициент использования пассажировместимости;

Т_м – режим работы (время на маршруте);

Д_к – дни календарные (365 дней).

При этом в расчетах вместимость К-й марки берут для перспективных типов подвижного состава.

3.Затем в сравниваемых вариантах выделяют типы подвижного состава по вместимости, относящиеся только к одному виду транспорта. Эти виды транспорта включаются в проектируемую транспортную систему без дальнейшего сравнения в том случае, если необходимое инвентарное количество позволяет сформировать отдельное транспортное хозяйство (примерно 50-100 единиц подвижного состава). В том случае, если количества подвижного состава недостаточно для формирования отдельного хозяйства, рассматривается возможность замены его другим видом транспорта, близким по вместимости. Например, трамвай может быть заменен на автобус особо большой вместимости. При этом необходимо обращать внимание на соответствие заменяющего вида транспорта необходимым провозным возможностям и заданным интервалам движения.

После проведенной проверки в каждом возможном варианте транспортной системы остается один (реже два) ряда вместимости, который может быть освоен двумя-тремя видами транспорта. Как правило, такая ситуация возникает для городов I-II категории. Для городов III категории выбор различных видов транспорта большой вместимости в принципе возможен, однако т.к. необходимое количество большого подвижного состава невелико, включать в проектируемую систему электротранспорт, как правило, нецелесообразно.

Для крупных городов выбор транспортной системы на втором этапе производится путем технико-экономического сравнения необходимых приведенных строительно-эксплуатационных затрат различных видов транспорта. Также необходимо учитывать, что если сравнивать приведенные затраты (капитальные вложения) для уже эксплуатирующихся в городе видов транспорта, то необходимо исключить уже ранее произведенные затраты.

При проектировании протяженности транспортных линий различных видов транспорта необходимо учитывать величину транспортной работы, маршрутный коэффициент, полученные значения необходимого количества подвижного состава, площадь города, плотность имеющейся транспортной сети, транспортно-планировочную конфигурацию сети и т.д.

Приведенные затраты за расчетный период включают необходимые эксплуатационные затраты и капитальные вложения с учетом коэффициента дисконтирования, позволяющего оценить окупаемость капитальных вложений:

(34)

где Э – эксплуатационные расходы зависящие от вида и типа

подвижного состава;

К – капитальные вложения в строительство и подвижной состав;

А_t – коэффициент приведения, ; Е – ставка

дисконтирования (0,1); Т – срок жизни инвестиций, зависящий

от срока службы системы ГПТ.

В капитальные вложения включаются: затраты на приобретение подвижного состава, строительство депо, гаражей, тяговых подстанций, станций технического обслуживания, прокладка рельсовых путей, кабельных линий, контактных сетей.

К эксплуатационным затратам относятся: затраты на эксплуатацию и содержание подвижного состава и различных необходимых сооружений.

При расчете затрат они должны быть дифференцированы по видам транспорта и типам подвижного состава.

Из сравниваемых видов выбирается тот вид транспорта, который обеспечивает минимальные необходимые строительно-эксплуатационные затраты. При перспективном планировании следует учитывать влияние сравниваемых видов транспорта на экологическую ситуацию, на внешний вид улиц, на загрузку транспортных магистралей, наличие энергоресурсов.