XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

В качестве пилотного полигона рассмотрены региональные пассажирские перевозки в сообщении Екатеринбург – Нижний Тагил.

Для выбора оптимальной транспортной системы выбраны и включены в алгоритм сравнения следующие виды транспорта:

электропоезда 6000-й нумерации

электропоезда «Ласточка» 7000-й нумерации

автобусы

поезда формирования АО «Федеральная Пассажирская Компания»

личные автомобили

такси.

Первоначально осуществляется проверка соответствия рассматриваемых видов транспорта заданной маршрутной сети Нижний Тагил – Екатеринбург. Для этих целей используем методологические подходы теории графов.

Зададим граф на маршруте Нижний Тагил – Екатеринбург:

RN = G ({S_{Нижний Тагил}, S_{Екатеринбург}}, SS_{Расстояние маршрута следования между данными городами}),

Где S_n ∈ остановки (вершины), SS ∈ расстояние между населенными пунктами по прямой (ребра).

В таблице 1 представлены вершины и ребра оцениваемых транспортных систем.

Таблица 1 - Вершины и ребра оцениваемых транспортных систем

Вид транспорта	S (Вершины графов)	SS (Ребра графов)
Электропоезд 6000-ой нумерации	Нижний Тагил; Ост. Пункт 365 Км; Старатель; Шайтанка; Совхоз Леневский; Анатольская; Быньговский; Невьянск; Ост. Пункт 419 Км; Шурала; Нейва; Нейво-Рудянская; Верх-Нейвинск; Мурзинка; Калиново; Таватуй; Ост. Пункт 466 Км; Аять; Ост. Пункт 472 Км; Сагра; Ост. Пункт 479 Км; Исеть; Гать; Шувакиш; Огородная; Екатеринбург-Сортировочный; Электродепо; ВИЗ; Екатеринбург-Пассажирский;	Транспортный участок протяженностью – 137 км
Электропоезд 7000-ой нумерации (Ласточка)	Серов; Лобва; Верхотурье; Выя; Верхняя; Кушва; Гороблагодатская; Баранчинская; Смычка; Нижний Тагил; Невьянск; Верх-Нейвинск; ВИЗ; Екатеринбург-Пассажирский;	Транспортный участок протяженностью – 137 км
Автобус	Нижний Тагил, автовокзал; Екатеринбург, Северный автовокзал	Транспортный участок протяженностью - 140,3 км
Поезд формирования АО"ФПК"	Приобье; Нягань; Вонъеган; Коммунистическая; Конда; Верхнекондинская; Геологическая; Алябьево; Таежный; Атымья; Пелым; Оус; Першино; Ивдель 1; Серов; Лобва; Ляля; Верхотурье; Выя; Верхняя; Гороблагодатская; Нижний Тагил; Невьянск; Верх-Нейвинск; Екатеринбург-Пассажирский;	Транспортный участок протяженностью – 137 км
Личный автомобиль	Нижний Тагил; Екатеринбург	Транспортный участок протяженностью - 140,3 км
Такси	Нижний Тагил; Екатеринбург	Транспортный участок протяженностью - 140,3 км

Результатом первого пункта первого этапа является вывод, что все представленные виды транспорта являются подграфами целевого графа RN (Нижний Тагил – Екатеринбург), т. к. остановочные пункты (вершины), участки маршрута (ребра) полностью совпадают.

Второй пункт первого этапа алгоритма, подразумевает оценку разных видов транспорта по возможности функционирования в зависимости от времени года.

В таблице 2 представлены данные по температуре в городах Нижний Тагил и Екатеринбург, а в таблице 3 представлены среднемесячные годовые осадки

Таблица 2 - Средние температурные значения

Период наблюдения	Нижний Тагил			Екатеринбург
	Среднее значение
	Максимальная	Темп.	Минимальная	Максимальная	Темп.	Минимальная
янв.	-10 °C	-14 °C	-19 °C	-10 °C	-14 °C	-18 °C
февр.	-7 °C	-12 °C	-17 °C	-8 °C	-12 °C	-17 °C
март	-0 °C	-5 °C	-11 °C	-0 °C	-5 °C	-10 °C
апр.	8 °C	3 °C	-3 °C	9 °C	4 °C	-2 °C
май	16 °C	10 °C	4 °C	16 °C	11 °C	4 °C
июнь	21 °C	16 °C	10 °C	21 °C	17 °C	10 °C
июль	22 °C	18 °C	12 °C	23 °C	18 °C	12 °C
авг.	19 °C	15 °C	9 °C	20 °C	15 °C	10 °C
сент.	13 °C	9 °C	4 °C	13 °C	9 °C	4 °C
окт.	5 °C	2 °C	-2 °C	5 °C	3 °C	-1 °C
нояб.	-3 °C	-7 °C	-10 °C	-3 °C	-6 °C	-10 °C
дек.	-8 °C	-12 °C	-16 °C	-8 °C	-12 °C	-16 °C

Таблица 3 - Среднее количество дней с осадками в месяце

Период наблюдения	Нижний Тагил				Екатеринбург
	Среднее количество дней с осадками в месяце
	Дождь	Cнег с дождем	Cнег	Всего	Дождь	Cнег с дождем	Cнег	Всего
янв.	0,0 д.	3,3 д.	0,1 д.	3,3 д.	0,0 д.	3,2 д.	0,1 д.	3,3 д.
февр.	0,1 д.	2,2 д.	0,1 д.	2,4 д.	0,0 д.	2,1 д.	0,1 д.	2,2 д.
март	0,7 д.	2,1 д.	0,6 д.	3,4 д.	0,6 д.	2,2 д.	0,4 д.	3,2 д.
апр.	4,0 д.	0,9 д.	1,2 д.	6,1 д.	3,6 д.	0,7 д.	1,0 д.	5,3 д.
май	8,4 д.	0,2 д.	0,6 д.	9,1 д.	7,9 д.	0,1 д.	0,4 д.	8,4 д.
июнь	10,2 д.	0,0 д.	0,1 д.	10,3 д.	9,5 д.	0,0 д.	0,0 д.	9,6 д.
июль	10,0 д.	0,0 д.	0,0 д.	10,0 д.	9,6 д.	0,0 д.	0,0 д.	9,6 д.
авг.	10,2 д.	0,0 д.	0,1 д.	10,2 д.	8,8 д.	0,0 д.	0,0 д.	8,8 д.
сент.	8,2 д.	0,1 д.	0,4 д.	8,7 д.	7,5 д.	0,1 д.	0,2 д.	7,8 д.
окт.	4,3 д.	1,4 д.	0,7 д.	6,4 д.	3,9 д.	1,1 д.	0,8 д.	5,7 д.
нояб.	1,1 д.	3,1 д.	0,7 д.	4,9 д.	0,8 д.	3,0 д.	0,6 д.	4,4 д.
дек.	0,1 д.	3,5 д.	0,2 д.	3,8 д.	0,0 д.	3,4 д.	0,2 д.	3,6 д.

Отбор транспортных систем по требованиям производственной мощности проведен на основе данных о прогнозе объемов перевозок пассажиров между Нижним Тагилом и Екатеринбургом железнодорожным транспортом и автобусами в пригородном сообщении согласно КПТО до 2030 года и авторской оценки перевозок личными автомобилями, такси и поездами дальнего следования [1].

Суммарная годовая производственная мощность оценена в 4 805 тыс. пассажиров.

Проделанная работа по первому этапу отбора, позволяет сделать вывод, что из первоначальных 6 видов транспорта осталось только 3, которые удовлетворили всем ограничивающим условиям алгоритма, а именно:

Электропоезд 6000-ой нумерации

Электропоезд 7000-ой нумерации (Ласточка)

Автобус.

На втором этапе алгоритма осуществлен выбор наиболее эффективного вида транспортной системы.

Для этого рассчитаем «объемные и качественные параметры», «экономические и регуляторные параметры» для отобранных видов транспорта:

X_a – общий объем (вместимость):

Электропоезд 6000-й нумерации – 5 748 750

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 5 110 000

Автобус – 5 314 400.

Определим максимальное значение показателя из числа рассматриваемых и обозначим его за 1, остальные показатели рассчитываются как доли от максимального значения путем деления максимального значения на оцениваемое

 

Max{X_a¹,X_a² … ,X_aⁿ} = max

X_a¹/max

X_a² /max

…

X_aⁿ/max

Получим следующие результаты:

Электропоезд 6000-ой нумерации – 1

Ласточка (Электропоезд 7000-ой нумерации) – 0,89

Автобус – 0,92.

X_b– Пиковый объем (вместимость, мест):

Электропоезд 6000-й нумерации – 2 400

Ласточка (Электропоезд 7000-й нумерации) – 2 250

Автобус – 2 000.

Данный показатель рассчитывается путем выделения максимального и показателя и нахождение доли от него.

Получим следующие результаты:

Электропоезд 6000-ой нумерации – 1

Ласточка (Электропоезд 7000-ой нумерации) – 0,94

Автобус – 0,83.

X_c – Пунктуальность:

Данный показатель имеет следующие диапазон значений:

Количество баллов = n, n ∈ [0, 1]

Определим значения для данного показателя:

Электропоезд 6000-й нумерации – 0,95

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 0,99

Автобус – 0,93

X_d – Периодичность:

Периодичность определяется как временной интервал ожидания в «час пик»:

Электропоезд 6000-й нумерации – 10 минут

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 10 минут

Автобус – 5 минут.

В зависимости от интервала принимается следующее значение показателя:

- до 5 минут – 1,0

- более 5 минут и до 10 минут – 0,9

- более 5 минут и до 10 минут – 0,9

- более 10 минут и до 15 минут – 0,8

- более 15 минут и до 20 минут – 0,7

- более 20 минут и до 30 минут – 0,5

- более 30 минут и до 45 минут – 0,4

- более 45 минут и до 60 минут – 0,3

- более 1 часа и до 2 часов – 0,2

- более 2 часов – 0,1.

Для рассматриваемых транспортных систем:

Электропоезд 6000-й нумерации – 0,9

Ласточка (Электропоезд 7000-й нумерации) – 0,9

Автобус – 1,0.

X_e– Комплексное качество услуги

По следующей формуле определим минимальное значение показателя и обозначим его за 1, остальные показатели рассчитываются как доли от минимального значения.

 

Min{Y_a¹, Y_a²… ,Y_aⁿ} = min

min/Y_a¹

min/Y_a²

…

min/Y_aⁿ

Электропоезд 6000-й нумерации – 1

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 0,6

Автобус – 0,97.

Y_b – Степень участия государства:

В соответствии с таблицей 2.5.2, присвоим следующие баллы:

Электропоезд 6000-й нумерации – 0,2

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 0,4

Автобус – 0,6.

Y_c – бюджетная нагрузка:

- при самофинансировании – 1,0

- при субсидировании – доля тарифной части в покрытии себестоимости (то есть обратная величина от субсидируемой части).

Присвоим следующие баллы:

Электропоезд 6000-й нумерации – 0,6

Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка) – 0,72

Автобус – 0,6.

Перевозка пассажиров на маршруте Нижний Тагил – Екатеринбург носит статус региональных перевозок, поэтому для итогового расчета используем экспертные оценки по региональным перевозкам (таблица 2.6.5).

Сумма баллов для разных транспортных систем:

Электропоезд 6000-й нумерации – 13,2

Ласточка (Электропоезд 7000-й нумерации) – 14,1

Автобус – 13,2.

Расчетные показатели представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Итоговый расчет суммы баллов транспортных систем

Оцениваемые показатели	Электропоезд 6000-ой нумерации	Электропоезд 7000-ой нумерации (Ласточка)	Автобус	Экспертные оценки значимости (региональные перевозки)
Входящие показатели
Общий объем, пас в год	1,0	0,9	0,9	1
Пиковый объем, пас в час пик	1,0	0,9	0,8	3
Пунктуальность	1,0	1,0	0,9	1
периодичность	0,9	0,9	1,0	2
качество услуги	0,6	1,0	0,7	2
стоимость проезда	1,0	0,6	1,0	3
степень участия государства	0,2	0,4	0,2	2
бюджетная нагрузка	0,6	1,0	0,7	3
Итоговые показатели после умножения на экспертные оценки
Общий объем, пас в год	1,0	0,9	0,9
Пиковый объем, пас в час пик	3,0	2,8	2,5
Пунктуальность	1,0	1,0	0,9
Периодичность	1,8	1,8	2,0
Качество услуги	1,2	2,0	1,4
Стоимость проезда	3,0	1,8	2,9
Степень участия государства	0,4	0,8	0,4
Бюджетная нагрузка	1,8	3,0	2,2
Итого	13,2	14,1	13,2

Приведем лепестковую диаграмму для визуализации полученных данных на рисунке 1.

Рисунок 1 - Сравнение разных транспортных систем

Результатом проделанной работы является вывод, что к 2030 году на маршруте следования Нижний Тагил – Екатеринбург оптимальным видом транспорта является - Электропоезд 7000-й нумерации (Ласточка).

Данный расчет является универсальным и может быть расширен другими показателями в группе объемных и качественных параметров [2].

Разработанные методические подходы и алгоритм выбора наиболее эффективной модели организации транспортного обслуживания, протестированный для региональных перевозок, применимы и ко всем другим видам пассажирских перевозок. Для межрегиональных перевозок возрастает значимость общей продолжительности поездки, которая становится серьезным ограничивающим фактором [3]. Также для данного вида сообщения значимым становится количество пересадок на маршруте и согласованность расписаний движения разных транспортных систем. Необходимо оптимизировать транспортную логистику как с точки зрения транспортной доступности территорий, так и с позиции оптимизации затрат на транспорт.

Список литературы и источников:

Балаш О.С. Эконометрическое моделирование пространственных взаимодействий // Изв. Сарат. ун-та Нов. сер. Сер. Экономика. Управление. Право. 2012. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekonometricheskoe-modelirovanie-prostranstvennyh-vzaimodeystviy (дата обращения: 21.01.2022).

Кузина Е. Л. Управление экономической устойчивостью хозяйствующего субъекта на примере системы железнодорожного транспорта / Е. Л. Кузина // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. – 2010. – № 2(34). – С. 75-81.

Терешина Н.П., Епишкин И.А., Ефимов С.М. Экономическое обоснование перспективной модели долгосрочного государственного регулирования тарифов на пассажирские перевозки в дальнем железнодорожном сообщении // Транспортное дело России, №1, 2015. С. 7-11

Код для цитирования: Скопировать