§ 15.2. Состав и задачи организации движения городского транспорта
Существующие методы прогнозирования и расчета пассажироперевозок, используемые при проектировании транспорта на стадиях генерального плана и комплексной транспортной схемы, благодаря неполноте н недостаточной точности исходных данных обеспечивают сравнительно низкую точность расчета. Погрешность обычного транспортного расчета пассажироперевозок методом взаимных корреспонденций транспортных районов составляет, 15—20%, причем она растет по мере ограничения и конкретизации расчетной области так, что для отдельных транспортных линий и маршрутов может превысить 100%. Поэтому эта методика расчета не может использоваться для практической организации пассажироперевозок в действующих транспортных сетях, которая требует, таким образом, других, более точных методов расчета.
Комплекс расчетов и организационно-технических мероприятий, обеспечивающих выполнение пассажироперевозок (управление пассажироперевозками) в действующих транспортных сетях (хозяйствах) с максимальным качеством и экономической эффективностью транспортной работы, называют организацией движения (ОД) ГПТ.
Освоение пассажироперевозок является конечной целью и назначением ГПТ. Основная задача ОД ГПТ — это освоение пассажироперевозок с максимально высоким качеством при минимальных затратах. Для этого создается и соответственно оборудуется транспортная сеть и маршрутная система МПТ, приобретается необходимый подвижной состав, сооружаются устройства системы энергоснабжения, депо, ремонтные мастерские и заводы для хранения, технического обслуживания и ремонта подвижного состава, создаются при городских исполкомах управления пассажирского транспорта (УПТ), трамвайно-троллейбусные управления (ТТУ), автобусные управления, троллейбусные управления и т. д. Все службы транспортного хозяйства работают в конечном счете на обеспечение пассажироперевозок.
В задачи ОД ГМПТ входит изучение запросов на пассажироперевозки, планирование движения (обеспечение пассажироперевозок подвижным составом), организации выпуска и линейной работы подвижного состава в соответствии с намеченным планом, контроль соответствия фактических пассажироперевозок и условий движения принятым в планах и корректирование планов движения при отклонениях запросов на пассажироперевозки или условий движения от заложенных в плане. Комплекс задач ОД образует динамическую многофакторную систему со сложными связями, проявляющимися в большинстве случаев в виде статистических закономерностей. Поэтому изучение движения и ОД требуют системного подхода, так как изолированное решение ее отдельных проблем неизбежно дает ограниченный эффект.
Как и всякая задача управления, ОД ГПТ предполагает наличие объекта управления (им является подвижной состав), управляющей системы (ее образует служба движения УПТ, ТТУ, автобусного, трамвайного или троллейбусного управления, управления метрополитена и линейные работники движения) и потоков необходимой информации между ними.
Управляющая система передает на объект управления управляющие команды, например поездные и маршрутные расписания движения, а в виде обратной связи получает сообщения с объекта управления о выполнении плана движения, отклонениях исполненного движения от заданного, причинах этих отклонений; изменениях запросов на пасса- жироперевозки относительно заложенных в план движения, перерабатывает все эти материалы и выдает на объект управления указания по восстановлению нарушенного движения или его регулированию. Основной особенностью ОД МПТ являются технические трудности передачи информации между управляющей системой (центральным диспетчерским пунктом службы движения — ЦДП) и перемещающимися объектами управления — подвижным составом. Система передачи информации должна быть надежной, сравнительно дешевой, не создавать помех радиовещанию и телевидению. В настоящее время системы ГМПТ часто работают в режиме недостатка информации и недостаточной оперативности связи между ЦДП и поездами, что значительно осложняет оперативное решение задач ОД и снижает эксплуатационные показатели их работы..
Комплекс задач ОД не одинаков для ГПТ разного назначения и разных систем ОД ГПТ. Прежде всего существенно отличаются друг от друга принципы построения ОД ИПТ и МПТ (рис. 15.1).
ОД ИПТ построена по принципу регулирования транспортного потока, который в ряде случаев разделяют для повышения однородности по классам транспортных средств и магистралям (легковое и грузовое движение), направлениям движения (прямое и обратное, прямое, правоповоротное, левоповоротное), но при этом не различают и не прослеживают движение отдельных составляющих его транспортных единиц (поездов). Уровни ОД ИПТ определяются в основном объемами и напряженностью движения.
Рис. 15.1
Классификация и уровни систем ОД ГПТ
В большинстве случаев ограничиваются ОД на перекрестках и магистралях, но при напряженном движении обеспечиваемая при этом пропускная способность, а также уровни надежности и безопасности движения оказываются недостаточными. Тогда вводятся дополнительные, более высокие, уровни ОД: координированное управление движением в транспортных районах, по улично-дорожной сети города в целом, на связях города с пригородами и районной дорожной сетью (мероприятия по передаче транзитных транспортных потоков на направления в обход городских центров), на связях города с Единой транспортной системой СССР — аэропортами, железнодорожными вокзалами, морскими и речными портами.
ОД ГМПТ строят по иерархическому принципу (по уровням управления), на каждом из которых решают свои задачи, но в этом случае объектом управления является не безликий транспортный поток, а каждый из составляющих его поездов, движение которых организуется по расписанию, т. е. строго регламентировано во времени. Нижний уровень ОД ГМПТ — организация движения поездов на маршрутах. Более высокие уровни ОД ГМПТ — ОД в районах движения (по группам маршрутов одного вида МПТ), на уровне вида ГМПТ (трамвай, троллейбус, метрополитен), на уровне класса ГМПТ (наземный ГЭТ — трамвай, троллейбус; подземный ГЭТ — метрополитен), на уровне системы ГМПТ в целом, на уровне транспортной системы город — пригород и, наконец, на связях транспортной системы город — пригород с Единой транспортной системой страны. Каждому из этих уровней ОД присущи свои задачи и принципы их решения.
Комплекс задач ОД делится на две группы (рис. 15.2): планирования движения (ПД) и оперативного контроля и регулирования движения (КРД). Их состав и соотношение зависят от системы ОД, определяющей разрыв между ПД и КРД во времени.
Рис. 15.2
Состав и технологическая схема ОД ГМПТ
По этому признаку различают системы ОД обычного маршрутного МПТ, для которых характерен большой разрыв Δt во времени между планированием и исполнением плана движения (обычно планирование движения осуществляется с опережением примерно на месяц), ОД по системе заказа поездки с разрывом планирования и исполнения движения примерно на 1 ч и ОД по запросам на пассажироперевозки (по вызовам), при которой поезда подаются в места затребования непосредственно по запросам — вызовам (системы PRT и им аналогичные). Естественно, что состав и задачи ПД и КРД в этих системах ОД существенно различны. Система ОД обычного маршрутного МПТ основана на ПД, базирующимся на прогнозируемые пассажироперевозки, которые всегда и неизбежно отличаются от соответствующих фактических. Для нее характерна плановая подача (выпуск) подвижного состава на линию независимо от фактических запросов на пассажироперевозки, отсутствие обратных связей с фактическими запросами на пассажироперевозки, которые предназначена восполнить система КРД. Однако любая система КРД работает с определенной инерцией и неспособна обеспечить полное соответствие между фактическими запросами на пассажироперевозки их обеспечением пассажирскими местами в подвижном составе. Следствием является неполное использование подвижного состава по вместимости или ухудшение качественных характеристик транспортного обслуживания городского населения: переполнение подвижного состава, снижение комфортабельности проезда, рост транспортной утомляемости и народнохозяйственных потерь, связанных со снижением производительности труда трудящихся.
Система заказа поездки, в отличие от обычного маршрутного МПТ, ориентирована на освоение не прогнозируемых пассажироперевозок, а фактических, сформированных заказами. Иначе говоря, для нее характерны тесные обратные связи с пассажироперевозками: подвижной состав подается в этом случае на маршруты в полном соответствии с поступившими заказами, причем последние определяют выбор времени и маршрута движения. Уровень использования подвижного состава по наполнению при ОД по системе заказа поездки неизбежно выше при более высоком уровне предоставляемого пассажирам комфорта. Однако крупным недостатком системы заказа поездки является сравнительно большой разрыв между заказом поездки н ее обеспечением, находящийся на уровне до 1 ч. По этому признаку она аналогична заказу такси на дом.
Наконец, система ОД по вызовам, как и система заказа поездки, ориентирована на обеспечение фактических запросов на пассажироперевозки, но в отличие от нее обеспечивает их с разрывом во Времени, исчисляемом только минутами и равном затратам времени на передвижение поезда, назначенного для удовлетворения запроса, от места нахождения в момент вызова до станции вызова. Планирования движения как такового в этой системе нет. Его заменяет прогнозирование ожидаемых пассажироперевозок на стадии проектирования системы и оперативное принятие решении о выдаче поездов к пунктам вызова, которое возлагается на диспетчерский аппарат или ЭВМ. При использовании ЭВМ она производит одновременно выбор маршрута следования и ведение поезда на нем по программе, заложенной в памяти, или результатам логической оценки фактической транспортной ситуации на путях следования между станциями отправления и назначения. Для системы ОД по вызовам характерна максимально тесная связь запросов на пассажироперевозки с их фактическим обеспечением и максимально высокое качество пассажироперевозок.
Практическим решением задач ОД обычного маршрутного ГМПТ занимаются службы движения УПТ, ТТУ, трамвайных, троллейбусных и автобусных управлений. Они организуют постояннодействующую систему обследований пассажироперевозок и условии движения на маршрутах, расчеты расписаний движения и нарядов поездов, контроль фактического движения на маршрутах и его оперативное регулирование при отклонениях от расписания и изменениях транспортной ситуации или запросов на пассажироперевозки, составление отчетных данных о выполненном движении. Обычные системы ОД маршрутного ГМПТ характеризуются сравнительно высокой трудоемкостью и небольшими возможностями оперативного регулирования движения. Поэтому современным направлением их развития является создание автоматизированных систем управления движением (АСУД). Внедрение для решения задач ОД автоматики и вычислительной техники позволяет резко снизить уровень инерционности системы ОД, повысить ее быстродействие и на этой основе обеспечить рост качества при снижении себестоимости транспортной работы.
В соответствии с технологической схемой (рис. 15.2) планирование движения ПД начинается с натурных обследований и теоретических расчетов пассажироперевозок, которые дополняют и уточняют друг друга. По результатам этих обследований и расчетов составляют таблицы поездок и строят картограммы пассажиропотоков, изучают колебания пассажиропотоков по периодам движения с выделением часов пик, по участкам и направлениям с оценками их коэффициентами неравномерности, определяют среднюю длину поездки. Все эти данные являются исходным материалом для ПД. С их помощью уточняют маршрутную систему, распределяют ресурс подвижного состава по маршрутам, проверяют пассажирооборот остановочных пунктов. На основании тяговых расчетов и натурных обследований (хронометража) рейсового времени нормируют скорости движения на маршрутах и отдельных участках маршрутов, корректируют маршруты и размещение остановочных пунктов, распределяют подвижной состав маршрутов между депо (прикрепляют маршруты к депо). На этапе документирования плана движения по результатам его расчетов составляют наряд поездов и расписания движения, которые являются итогом ПД. Наряд поездов документирует прикрепление маршрутов к депо и выпуск подвижного состава на линию, а расписание движения — работу поездов, расписанную по минутам от момента выпуска из депо до момента возвращения в депо по окончании работы на линии.
Задачи и методы планирования движения определяются системами ОД, видами ГПТ, уровнем требований к ОД и экономической целесообразностью использования быстродействующих машинных методов расчета.
Основной задачей ПД, как и ОД в целом, является обеспечение максимально высокого качества пассажироперевозок при минимальной себестоимости. Качество пассажироперевозок оценивают регулярностью движения поездов, величиной маршрутного интервала, наполнением поездов, затратами времени населения в поездках, скоростью сообщения и комфортабельностью транспортного обслуживания. Повышение качественных показателей транспортного обслуживания приводит к росту себестоимости пассажироперевозок. Поэтому требование максимизации качественных показателей пассажироперевозок и минимизации их себестоимости противоречат друг другу. Если к тому же учесть нерегулируемые случайные колебания пассажиропотоков во времени и по длине транспортной сети, неизбежные задержки движения МПТ при работе в общем потоке уличного движения и т. д., то станет очевидным, что составление оптимального плана движения представляет собой весьма сложную задачу. План движения с одной стороны, должен быть достаточно напряженным, т. е. должен быть рассчитан на максимальный выпуск подвижного состава на линию, максимальное полезное использование продолжительности рабочей смены поездных бригад, реализацию максимальной скорости движения и т. д. Все это будет способствовать снижению себестоимости и повышению качества пассажироперевозок. Но, с другой стороны, в плане движения должны быть заложены достаточные резервы и по выпуску подвижного состава с учетом возможных замен поездов на линии, и по скорости движения с .учетом необходимости запасов времени на нагон при различных сбоях движения и т. д.
Уровень требований к ПД существенно зависит от объема выполняемой транспортной работы, характера пассажироперевозок, интенсивности движения, видов МПТ и других факторов. Чем больше выполняемый объем транспортной работы, тем выше требования к плану движения, так как тем существеннее потери транспортного времени населения. Требования к плану трудовых пассажироперевозок по регулярности выше, чем для культурно-бытовых; выше требования к плану движения скоростных видов МПТ по сравнению с вспомогательными и т. д.
Соответственно уровню требований к дому или другому виду МПТ меняются требования к методике ПД, которая должна быть согласована с требованиями к плану по показателям надежности, регулярности и т. д.