Введение

Сегодня организация перевозок пассажиров городским транспортом имеет огромное значение в развитии и функционировании любого крупного города. Основными задачами организации перевозок является: минимальные затраты времени на проезд, высокий уровень комфорта, а также максимальный уровень безопасности пассажиров.

Одним из методов организации перевозок является моделирование транспортной сети города, что является сложной оптимизационной задачей со встречными критериями.

Организация и планирование пассажирских перевозок выступает как система мер воздействия на перевозочный процесс, содействующих его упорядочению и повышению качества.

В курсовой работе предлагается рассмотреть проблемную ситуацию по определению, с помощью моделирования транспортной сети города и использования теоретических способов расчета параметров транспортных систем, перспективного плана работы пассажирской транспортной сети города. Результаты работы можно будет использовать на практике для обеспечения четкого и бесперебойного транспортного обслуживания населения.

1. Составление топологической схемы города

Топологическая схема является моделью транспортной сети города и должна как можно более точно соответствовать моделируемому объекту. Топологическая схема должна описывать все участки УДС и все транспортные районы (ТР) города. На исходной карте города отображена та улично-дорожная сеть (УДС), по которой возможна организация движения городских маршрутов наземных видов транспорта.

1.1 Формирование транспортных районов

ТР должны быть сформированы таким образом, чтобы все передвижения между ними сводились бы к передвижениям между их центрами, а все внутрирайонные передвижения осуществлялись бы пешком [2]. При формировании ТР следует считать, что на всех участках УДС функционируют городские маршруты и выполнять микрорайонирование по правилам, описанным в теоретической части курса.

Первым этапом при микрорайонировании города является определение его площади . Для этого необходимо на исходной карте нанести карандашом сетку с размерами клетки (5Ч5) мм и определить количество клеток, полностью (П) и частично (Ч) покрытых территорий города. Затем определяется площадь карты .Схема топологической карты города приведено на рисунке 1.1

(1.1)

Рассчитано:

мм2.

Площадь города определяется исходя из масштаба 1:50000, причем следует учитывать, что этот масштаб линейный и для пересчета площадей необходимо возводить его в квадрат.

,(1.2)

км2.

В соответствующем разделе курсового проекта, в котором должны быть описаны методика составления технологической схемы, общие результаты и таблица с характеристикой транспортных районов, содержащая общую площадь ТР, площади жилой застройки каждого вида и промышленных зон, находящиеся на территории ТР, а также коэффициента приведения ТР, определяемого по зависимости:

,(1.3)

где – коэффициент приведения для i-го района;

6 – количество видов застройки, существующих в городе;

– коэффициент приведения для j-го вида застройки;

– площадь, j-го вида застройки в i-м районе города, км2;

– площадь i-го района города, км2.

Определим коэффициент приведения для первого района:

Аналогичные расчеты произведем для других районов.

Таблица 1.1 – Характеристика транспортных районов

№района	Площадь застройки i - го вида						Площадь района, Sобщ, км2	Коэффициент приведения для i - го района, Ki
	S1 1-2	S2 3-5	S3 5-9	S4 9-12	S5 12-16	S6 промзона
1			0,94				0,94	7
2	0,06		1,06	0,56			1,68	7,95
3	1,09		0,09	0,22			1,4	2,88
4			0,03	1,06			1,09	10,4
5				1,13	0,16		1,29	10,75
6	0,22		0,72	0,38			1,32	7,01
7			0,97	0,68			1,65	8,44
8	0,22	0,22	0,75	0,47			1,66	6,8
9		0,13		0,22	0,72		1,07	11,06
10		0,38		0,94			1,32	8,63
11				1,19	0,34		1,53	10,94
12			0,22	0,72			0,94	9,68
13			1,16	0,22			1,38	7,56
14		0,34		1,06			1,4	8,92
15		0,45		0,25		0,28	0,98	4,52
16		0,38		0,47	0,56		1,41	9,54
17				0,44	0,75		1,19	11,76
18		0,84				0,44	1,28	2,63
19	0,56	0,13			0,16		0,85	3,62
20	1,34				0,44		1,78	3,84
21	0,66	0,19			0,9		1,75	7,24
22		1,41					1,41	4
23	0,63	0,41				0,38	1,42	1,6
24	0,72	0,06				0,09	0,87	2,4
25	1,03	0,03					1,06	1,08
26	0,72	0,56					1,28	2,31
27	0,69	0,47			0,53		1,69	5,44
28					1,38		1,38	12,5
29	0,13	0,38			0,69		1,2	8,56
30	0,31	0,89				0,9	2,1	1,84
31	0,81					1,06	1,87	0,43
32	0,88				0,63	0,19	1,7	5,15
33	0,16	0,13			0,56		0,85	9,03
34		0,41			0,41		0,82	8,25
35	0,59	0,63					1,22	2,55
36	1,19	0,09					1,28	1,21
37	1,44						1,44	1
38	1,5						1,5	1
39	0,13	1,25					1,38	3,72
40	1,03				0,25		1,28	3,25
41	0,13	0,22			0,88		1,23	9,76
42	0,66	0,41					1,07	2,15
43	0,28					1,69	1,97	0,14
44	1,13					0,25	1,38	0,82
45	0,97				0,13		1,1	2,36
Всего	19,28	10,41	5,94	10,01	9,49	5,28	60,41	251,72

1.2 Описание улично-дорожной сети

УДС описывается длиной участка, соединяющего смежные транспортные районы. Длина участков определяется по карте города с помощью линейки или курвиметра. Полученное значение преобразуется в реальную длину участков с помощью масштаба.

Для каждого участка определяется время проезда по нему, исходя из того, что скорость сообщения принимается равной = 20 км/ч:

,(1.4)

где – время следования по участку i-j, мин;

– длина участка между i-м и j-м районами, км.

Рассчитаем время следования по участку 1 – 2:

мин.

Рассчитаем время следования для других участков аналогично, данные сводим в таблицу 1.2

Таблица 1.2 – Характеристика звеньев транспортной сети

№ участка	Длина, L, км	Время, t, мин	№ Участка	Длина, L, км	Время, t, мин
1-2	1,3	3,9	20-21	2,05	6,15
1-13	1,4	4,2	21-22	1,65	4,95
2-4	0,85	2,55	21-27	1,6	4,8
2-12	1,15	3,45	21-29	2,1	6,3
3-4	0,3	0,9	22-23	0,8	2,4
3-6	2,05	6,15	23-30	1,35	4,05
4-5	1,05	3,15	24-25	1,5	4,5
5-7	1,4	4,2	25-26	0,8	2,4
5-9	1,85	5,55	26-27	1,6	4,8
5-11	1,8	5,4	26-36	1,35	4,05
6-7	0,9	2,7	27-28	1,5	4,5
5-10	0,75	2,25	27-34	1,45	4,35
6-7	1,3	3,9	28-29	1,15	3,45
7-8	1,25	3,75	28-33	1,25	3,75
8-10	0,95	2,85	29-30	1,15	3,45
8-23	1,05	3,15	29-32	1,45	4,35
9-10	1,1	3,3	30-31	1,4	4,2
9-17	1,7	5,1	31-32	1,35	4,05
9-21	1	3	32-33	1,75	5,25
11-12	1,3	3,9	32-43	1,4	4,2
11-17	0,75	2,25	33-34	1,4	4,2
12-13	0,85	2,55	33-42	0,5	1,5
12-16	1,55	4,65	34-35	0,35	1,05
13-14	0,85	2,55	35-36	0,75	2,25
14-15	1	3	35-38	1	3
14-16	0,75	2,25	36-37	0,95	2,85
15-18	1,3	3,9	38-39	1,15	3,45
16-17	1,1	3,3	39-40	0,5	1,5
16-19	0,75	2,25	39-41	1,15	3,45
17-20	0,9	2,7	41-42	0,4	1,2
18-19	0,8	2,4	41-45	0,45	1,35
18-24	1,3	3,9	42-43	2,6	7,8
19-20	0,85	2,55	43-44	0,3	0,9
19-25	1,2	3,6
			Всего	78,55	235,65

Для каждого участка определяется вид соответствующей ему городской улицы, характеристика которых приведена в табл. 1.3 [4]. Суммарная длина участков каждого типа должна соответствовать распределению, приведенному в табл. 1.3.

После описания рассчитывается плотность УДС и полосная плотность , по формулам:

,(1.5)

,(1.6)

где m – количество участков УДС;

– количество полос в одном направлении на i-м участке.

Рассчитано:

.

.

.

.

.

Таблица 1.3 Характеристика городских улиц

Тип улиц	Количество полос в одном направлении улицы с разделительной полосой	Пропускная способность улицы в одном направлении		Удельное содержание улиц в общей длине УДС, %
		привед. ед/ч	пасс/ч
Городские магистральные улицы с разделительной полосой	4	2900	24000	10
Городские магистральные улицы без разделительной полосы	3	2400	19000	20
Основные городские улицы	2	1800	12000	60
Городские улицы в районах с малоэтажной застройкой	1	1000	5000	10

2. Определение емкостей транспортных районов

2.1 Определение численности населения ТР

Численность населения ТР определяется исходя из его площади и значения средневзвешенного коэффициента приведения по городу k:

,(2.1)

где n – количество транспортных районов города.

Рассчитано

Затем определяется величина относительной плотности населения р:

.(2.2)

Рассчитано

.

Значение численности населения ТР определяется из зависимости:

,(2.3)

где – численность населения i-го района, чел.

Рассчитаем численность населения ТР для первого района:

чел.

Для каждого района рассчитывается плотность населения :

.(2.4)

Рассчитаем плотность населения для первого района:

.

Аналогично проводятся расчеты плотности населения для остальных районов. Результаты вычислений приведены в таблице 2.1.

Расчеты количества жителей или работающих здесь и далее могут проводиться в любом масштабе (тыс. и др.) единственное условие – соблюдение точности расчетов до одного человека.

2.2 Определение количества приезжающих в ТР и выезжающих из них

В данной постановке задачи емкостью ТР по прибытию является количество приезжающих в район на работу в первую смену. Распределение рабочих мест по территории города определяется наличием промышленных зон, в которых работают в первую смену 30% населения города и рабочими местами на остальной территории города, на которых занято 10% населения. Таким образом, общее количество работающих в рассматриваемый период жителей города составляет 40% населения. Количество работающих в промзонах пропорционально площади этих зон и плотности населения в них.

Исходя из этого, для решения поставленных перед разделом задач вначале необходимо рассчитать общее количество работающих в первую смену , количество работающих в промышленных и селитебных зонах.

,(2.5)

,(2.6)

,(2.7)

Рассчитано:

чел.,

чел.,

чел.

Затем определяется плотность работников в промышленных зонах :

,(2.8)

.

где – площадь 6-го вида застройки (промзоны) в i-м районе города, км2.

Для каждого района определяется количество работающих в промзонах по зависимости:

,(2.9)

Рассчитаем количество работающих в промышленных зонах для 15-го района:

чел.

Определяется плотность работников в селитебных зонах :

,(2.10)

.

Для каждого района определяется количество работающих в селитебных зонах по зависимости:

, (2.11)

Определим количество работающих в первом районе:

чел.

Общее количество работающих в ТР:

, (2.12)

, чел.

После этого определяется корректировочный для расчета количества выезжающих из каждого района:

, (2.13)

Количество выезжающих из каждого транспортного района рассчитываются по зависимости:

, (2.14)

чел.

Таблица 2.1– Определение емкости транспортных районов по отправлению и прибытию

N	Численность населения, Ni, чел.	Плотность населения, Рi, жит/км2	Численность работающих в промзонах, Npni, чел.	Численность работников в селитебной зоне, Npci, чел.	Общее количество работников в транспортном районе, Npi, чел.	Кол-во выезжающих из каждого транспортного района, Nbi, чел.
1	12463	13259		1246	1246	4985
2	25298	15058		2530	2530	10119
3	7637	5455		764	764	3055
4	21472	19699		2147	2147	8589
5	26266	20362		2627	2627	10507
6	17526	13278		1753	1753	7011
7	26377	15986		2638	2638	10550
8	21381	12880		2138	2138	8552
9	22415	20949		2242	2242	8966
10	21577	16346		2158	2158	8631
11	31704	20721		3170	3170	12682
12	17235	18335		1723	1723	6894
13	19761	14319		1976	1976	7904
14	23654	16895		2365	2365	9461
15	8390	8561	9864	839	10703	3356
16	25478	18070		2548	2548	10191
17	26507	22275		2651	2651	10603
18	6376	4981	15500	638	16138	2551
19	5828	6857		583	583	2331
20	12947	7273		1295	1295	5179
21	23998	13713		2400	2400	9599
22	10683	7576		1068	1068	4273
23	4303	3031	13386	430	13816	1721
24	3955	4546	3170	395	3565	1582
25	2168	2046		217	217	867
26	5600	4375		560	560	2240
27	17414	10304		1741	1741	6965
28	32673	23676		3267	3267	13069
29	19456	16214		1946	1946	7782
30	7319	3485	31704	732	32436	2928
31	1523	814	37341	152	37493	609
32	16583	9755	6693	1658	8351	6633
33	14538	17104		1454	1454	5815
34	12814	15626		1281	1281	5125
35	5893	4830		589	589	2357
36	2934	2292		293	293	1173
37	2728	1894		273	273	1091
38	2841	1894		284	284	1136
39	9724	7046		972	972	3889
40	7879	6156		788	788	3152
41	22738	18486		2274	2274	9095
42	4357	4072		436	436	1743
43	522	265	59534	52	59586	209
44	2143	1553	8807	214	9021	857
45	4917	4470		492	492	1967
Всего	620000	476783	185999	62000	247999	247998

3. Расчет пассажиропотоков на сети

В данном курсовом проекте пассажиропотоки рассчитываются исходя из кратчайшего по времени путей следования.

Расчет матрицы корреспонденции и соответствующих пассажиропотоков выполняется на персональной ЭВМ с помощью программы MATR_KOR.EXE. В качестве длины звена при расчетах выступает время проезда по участку в минутах. Емкости районов вводятся в ЭВМ в пассажирах. Результаты расчетов представляют собой матрицы корреспонденции, кратчайших расстояний, предпоследних пунктов и пассажиропотоков на участках УДС за рассматриваемый период.

На основании результатов расчета определяется потребное количество автобусов для организации перевозок.

, (3.1)

где Р – суммарный пассажирооборот за рассматриваемый период, пасс*км;

q – средняя вместимость автобусов, q – 80 пасс.;

– средний динамический коэффициент заполнения салонов автобусов, =0,5;

– средняя эксплуатационная скорость городских автобусов, , км/ч;

– коэффициент использования парка, = 0,7.

Рассчитано:

ед.

4. Корректировка пассажиропотоков с учетом пропускной способности участков УДС

Полученные значения пассажиропотоков корректируются для сравнения с пропускной способностью дороги по зависимости:

, (4.1)

где – пассажиропоток на участке из района i в j полученный в результате расчета на ЭВМ, пасс/период;

– максимальный часовой пассажиропоток на участке i-j, пасс/ч.

Скорректируем пассажиропоток из района 8 в 23:

чел.

Полученные значения часового пассажиропотока сравниваются с табличными значениями пропускной способности участков, приведенной в табл. 2. В том случае, если пропускная способность ниже пассажиропотока, время следования по участку корректируется следующим образом [3]:

,(4.2)

где – скорректированное время движения по участку, мин.;

Ехр – функция, обратная логарифму;

р – пропускная способность участка, пасс/ч.

Так как пассажиропотоки на некоторых участках превышают пропускную способность участков, то время следования корректировать нужно.

В таблице 4.1 приведено откорректированное время.

Таблица 4.1– Приведение величины пассажиропотока к пропускной способности городских магистралей

Прямо		Количество полос	Fij	F'ij	Обратно		Fij	F'ij	Длина ,км	Время ,мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
8	23	4	37906	30326	23	8	982		1,05	4,1
9	21		36339	29071	21	9	3202		1	3,71
21	29		55500	44400	29	21	1148		2,1	14,74
23	30		33158	26526	30	23	3029		1,35	4,5
29	30		38781	31025	30	29	10544		1,15	4,62
29	32		54177	43342	32	29	1432		1,45	9,74
30	31		29229	23383	31	30	282		1,4	4,09
32	43		51761	41403	43	32	192		1,4	8,66
Длина									10,9
4	5	3	18448		5	4	2427		1,05
7	8		26274	21019	8	7	1339		1,25	4,17
9	17		3949		17	9	18677		1,7
11	17		16543		17	11	3138		0,75
16	19		21101		19	16	1952		0,75
18	19		3972		19	18	19591		0,8
19	20		16570		20	19	9025		0,85
20	21		18710		21	20	2311		2,05
28	29		22034		29	28	1472		1,15
41	42		16997		42	41	2485		0,4
42	43		15880		43	42	7		2,6
Длина									13,9
1	2	2	3313		2	1	578		1,3
2	12		5330		12	2	2417		1,15
3	4		3888		4	3	1293		0,3
5	11		3299		11	5	2322		1,8
6	7		5984		7	6	1089		1,3
9	10		4243		10	9	5235		1,1
11	12		1041		12	11	4228		1,3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11
12	13	2	3064		13	12	1419		0,85
12	16		3797		16	12	759		1,55
15	18		2684		18	15	2705		1,3
16	17		2906		17	16	4230		1,1
18	24		2692		24	18	716		1,3
19	25		2582		25	19	4922		1,2
21	22		2700		22	21	707		1,65
21	27		3795		27	21	3323		1,6
22	23		5860		23	22	604		0,8
25	26		3817		26	25	5515		0,8
26	27		2247		27	26	2038		1,6
26	36		2975		36	26	3179		1,35
35	36		3081		36	35	4661		0,75
35	38		1041		38	35	1655		1
39	40		761		40	39	3233		0,5
41	45		468		45	41	2027		0,45
Длина									44,5
1	13	1	1547		13	1	643		1,4
3	6		635		6	3	1009		2,05
24	25		825		25	24	846		1,5
27	34		1149		34	27	1305		1,45
36	37		251		37	36	1110		0,95
38	39		1317		39	38	1032		1,15
Длина									8,6

Вывод

В курсовой работе была рассмотрена проблемная ситуация по определению, перспективного плана работы пассажирской транспортной системы города: смоделирована транспортная система города населением 620 тыс. чел. и площадью 99,375 км2 , рассчитана матрица пассажирских корреспонденций гравитационным методом на ЭВМ и определено потребное количество транспортных средств равное – 5512 единиц.

Что касается результативности выполненной работы, то следует отметить, что транспортная сеть построена удачно:

- площади районов меньше 2,5км2;

- время следования по дугам получилось оптимальным;

- пассажиропотоки не превышают пропускную способность участков.

Список литературы

Афанасьев Л.Л., Островский Н.Б., Цукербер С. М. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. - М.:Транспорт,1984.-333с.

Брайловский Н.О., Грановский В.П. Моделирование транспортных систем.-М.: Транспорт,1978.-125с.

Заблоцкий Г.А. Транспорт в городе. Киев:Будивельник,1986-96с.

Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов. - М.:Транспорт,1990.- 240с.

Правдин Н.В., Негрей В.Я., Подкопаев В.А. Взаимодействие видов транспорта. - М.:Транспорт,1989.- 208с.