- Критерии оптимизации и основные характеристики маршрутных систем
Маршрутной системой называют увязанную территориально и во времени совокупность маршрутов всех и отдельных видов ГПТ, обслуживающих городские пассажироперевозки в пределах заданной транспортной сети. Под территориальной увязанностью маршрутной системы понимают согласованное с осваиваемыми пассажироперевозками размещение на плане города маршрутов какого-либо одного и разных видов ГПТ, их конечных станций, остановочных пунктов и других линейных сооружений; под увязанностью во времени — согласование режимов работы маршрутов во времени и расписаний движения поездов, обслуживающих разные маршруты.
Главная особенность маршрутных систем как объекта исследования в теории городских пассажирских перевозок — их комплексный характер, необходимость системного изучения маршрутных систем как единого целого. В комплексной маршрутной системе городского МПТ различают дочерние маршрутные системы отдельных видов ГПТ: трамвая, троллейбуса, автобуса, метрополитена и др., но изолированное проектирование и изолированный анализ этих маршрутных систем в принципе невозможны, так как не могут обеспечить оптимальное решение комплексной маршрутной системы.
Рис. 7.8
Планировка типовой отдельно стоящей конечной станции
Маршрутная система ГПТ должна проектироваться, анализироваться и оптимизироваться только комплексно или, как говорят, системно. При прочих равных условиях маршрутная система определяет и уровень (качество) транспортного обслуживания населения, и экономические показатели работы транспортных предприятий. Поэтому в транспортных хозяйствах организуют систематическое изучение маршрутной системы и постоянно корректируют ее для приведения в соответствие с осваиваемыми пассажироперевозками.
Вследствие большой сложности, единой теории проектирования маршрутных систем до сих пор не разработано. Проектируют и корректируют их в основном эвристическим методом сравнения вариантов по различным технико-экономическим критериям оптимизации. Маршрутная система должна отвечать следующим основным требованиям:
- соответствовать пассажиропотоку по направлениям и обеспечивать такое принудительное распределение его по сети, при котором наилучшим образом обеспечивалась бы прямолинейность пассажиропоездок, беспересадочность, минимальное транспортное время и полное соответствие интенсивности движения пропускной способности всех участков транспортной сети;
- быть оптимально координированной в пространстве и времени по внешним связям с системой пригородного и межгородского транспорта всех типов (железнодорожного, водного, воздушного и т. д.), внутренним связям отдельных видов ГПТ между собой (включая автотранспорт, в том числе индивидуального пользования), по связям транспортных районов отдельных видов МПТ, по связям маршрутов внутри отдельных видов ГПТ;
- быть гибкой, т. е. не требовать больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов, связанных с ее корректировкой и оптимизацией, необходимость в которых неизбежно возникает при территориальном развитии города, закрытии или открытии крупных предприятий и других действиях, вызывающих изменения пассажиропотоков. Необходимо также, чтобы маршрутная система допускала возможность корректировки в кратчайшие сроки и связанные с ней работы оказывали минимальное мешающее влияние на жизнедеятельность города;
- обеспечивать максимально равномерное распределение пассажиропотока по длине маршрутов и во времени (в разные периоды движения) и требуемое саморегулирование распределения пассажиропотоков по маршрутам, районам движения и видам транспорта;
- обеспечивать реализацию максимальной расчетной скорости сообщения и эксплуатационной скорости подвижного состава, возможность ее повышения за счет реорганизации движения (перевода маршрутов на режим экспрессного движения, гибкого регулирования его с использованием ЭВМ и проведения других мероприятий по совершенствованию системы организации движения). Главным условием обеспечения возможности реализации максимальных скоростей является такое проектирование маршрутной системы, которое обеспечивало бы максимальное исключение участков ограничения скорости движения и их влияния на скорость сообщения, минимальное мешающее влияние на работу маршрутного подвижного состава постороннего дорожного движения и возможность быстрого восстановления нарушенного движения;
- позволять оптимизацию по критерию минимума общих затрат транспортного времени населения в передвижениях (прежде всего трудовых), т. е. обеспечивать наименьшую пересадочность сообщений, наименьший коэффициент непрямолинейности поездок, минимальный интервал между поездами, максимальную скорость сообщения;
- допускать оптимизацию по критерию максимальной эксплуатационной экономичности, т. е. требовать максимально простой системы организации движения с применением по возможности средств АСУД, минимального штата линейных работников, обеспечивать минимальные нулевые пробеги и максимальное использование подвижного состава по вместимости в пределах, допускаемых требованиями комфортабельности транспортного обслуживания пассажиров;
- обеспечивать оптимизацию по критерию минимума удельных капитальных вложений в конечные станции, остановочные пункты и другие линейные сооружения;
- иметь по возможности полную увязку с городом по архитектурноградостроительным и санитарно-гигиеническим требованиям, которые определяют выбор разных видов транспорта для магистралей разных классов и назначения, ограничивают расположение конечных станций н депо в пределах зон городской застройки и т. д.
Основным требованием к маршрутной системе является полная согласованность с характеристиками пассажироперевозок городского населения, которые требуют поэтому тщательного изучения и на стадии проектирования, и в процессе эксплуатации маршрутной системы. На стадии проектирования их определяют футуристическими расчетами на основе теоретических положений прогностики. В процессе эксплуатации маршрутных систем пассажироперевозки изучают методами натурного обследования, анкетными и опросными методами. Для решения задач развития маршрутных систем важное значение имеет анализ предложений пассажиров и линейных работников.
Основные характеристики маршрутных систем следующие.
Средняя длина маршрута lм. Ее подсчитывают по маршрутным сетям разных видов транспорта, отличающихся эксплуатационной скоростью:
(7.4)
где
— сумма длин всех маршрутов рассматриваемого вида транспорта; s — общее количество маршрутов маршрутной системы.
Выше показано, что длина маршрута влияет на величину эксплуатационной скорости, коэффициент заполнения картограммы пассажиропотоков, использование подвижного состава по вместимости, режим работы поездных бригад по сменности, эксплуатационные расходы на организацию движения и другие важнейшие показатели работы транспортных предприятий.
Минимальная длина маршрута не должна быть меньше средней длины пассажиропоездки Lср, а максимальная длина (км) должна быть равна примерно эксплуатационной скорости (км/ч):
(7.5)
Необходимо, чтобы средняя длина маршрута lм приближалась к максимальной lм макс.
Маршрутный коэффициент км (км/км). Этот коэффициент определяют как отношение суммы длин маршрутов к длине транспортной сети Lc (длине транспортных проездов, обслуженных линиями МПТ):
(7.6)
Маршрутный коэффициент показывает развитие маршрутной системы — число километров маршрутов, приходящихся в среднем на один километр длины транспортной сети. Маршрутный коэффициент — один из главных характеристик маршрутных систем, так как связан с такими основными характеристиками пассажироперевозок, как объем транспортной работы Q, эксплуатационная скорость vэ, маршрутный интервал t, плотность движения пдв (поездов на километр длины сети). Интервалы между поездами на маршрутах: средний километрический
Уравнение (7.7) показывает, что выбор величины маршрутного коэффициента ки связан с плотностью движения 
(поездов на один километр длины транспортной сети в однопутном исчислении), объемом транспортной работы, приходящимся на один километр транспортной сети в однопутном исчислении,
[пасс-км /(ч -км)], характеристиками использования подвижного состава по вместимости, зависящими от построения маршрутной системы и организации движения (среднесетевой коэффициент наполнения подвижного состава ки), принятым средним маршрутным интервалом t и эксплуатационной скоростью vэ.
Развитие маршрутной системы должно соответствовать всем этим характеристикам. Связь между величиной маршрутного коэффициента и средним маршрутным интервалом показывает, что выбор величины маршрутного коэффициента kм определяет среднее время ожидания пассажиров
где У — общее количество стрелок схождения и расхождения на эксплуатируемой транспортной сети (без учета стрелок на маневровых, парковых, подъездных и путях конечных станций маршрутов).
Стрелкой схождения называют стрелку, на которой движение поездов разных направлений переводится на одно общее (рис. 7.10. а), стрелкой расхождения — стрелка, на которой движение поездов одного направления переводится на два (рис. 7.10, б). На простейшем трамвайном ответвлении с двусторонним движением (рис. 7.10, в) располагают две стрелки: стрелку схождения 1 и стрелку расхождения 2. На трамвайном тройнике с двусторонним движением (рис. 7.10, г) имеются три стрелки схождения У и три стрелки расхождения 2.
Стрелочный коэффициент у характеризует маневренность (гибкость) маршрутной системы и одновременно ее конфликтность. Чем больше стрелочный коэффициент, тем маневреннее маршрутная система (больше возможности изменения направлений маршрутов) и выше ее конфликтность (уровень взаимных помех движению поездов разных маршрутов и потенциальная опасность дорожно-транспортных происшествий). Современная тенденция состоит в снижении стрелочного коэффициента ГТС. Уменьшение стрелочного коэффициента приводит к сокращению возможностей маневрирования маршрутной системой и повышению пересадочности, но зато позволяет снизить конфликтность ГТС и повысить скорость сообщения транспортных средств.
Коэффициенты совмещения конечных станций и остановочных пунктов. Коэффициент совмещения конечных станций определяют как отношение количества конечных станций транспортной сети к количеству конечных станций маршрутов. а коэффициент совмещения остановочных пунктов — как отношение количества остановочных пунктов ТС к количеству остановочных пунктов маршрутов:
I
Рис. 7.10
Стрелки схождения и расхождения
Экономически выгодно максимальное совмещение конечных станций и остановочных пунктов на ТС, т. е. низкие величины коэффициентов kк.с и ko.п. Их минимальные значения ограничиваются транспортной загрузкой сети.
Отметим, что строгой научно обоснованной системы показателей сравнения и оценки маршрутных систем ГПТ в настоящее время еще не разработано. Здесь рассмотрены только основные из этих показателей. В практике проектирования и оптимизации маршрутных систем применяют и другие показатели в зависимости от характера решаемых задач.