Russian Federation
The use of different types of models in transport planning is an important step in the process of forecasting various scenarios of the urban transport system, such as the construction of new roads or changes in public transport schemes. The correct application of these models contributes to the efficient and sustainable development of transport infrastructure
transport, model, four-stage model, functionality level analysis
Существует широкий перечень объектов, которые требуют оценки, начиная от реконструкции существующей инфраструктуры до новых схем автомобильных или железных дорог и заканчивая комплексной работой по подготовке генерального плана. Географическое положение и размер также влияют на выбор типа модели. По сути, транспортное моделирование может варьироваться от разработки относительно простых моделей, которые заказываются для конкретного расчета, и моделей транспортных сетей, которые описывают определенную область исследования и рассматривают спрос на транспорт как функцию состояния транспортной сети [1-4]. Например, количество поездок, генерируемых населенным пунктом, может быть функцией качества транспортного предложения (время в пути до ближайшего пункта назначения). Аналогично, выбранный маршрут будет являться функцией уровня загруженности сети. Сетевые модели, как правило, более сложны, поскольку они могут включать «обратную связь», где результирующее состояние сети может влиять на решения пользователей относительно выбора маршрута следования. В целом, для планирования и оценки транспортных проектов обычно необходимо использование сетевых моделей (дополненных простыми моделями, где это возможно).
Рассмотрим структуру транспортных моделей. Они включают ряд отдельных модулей (этапов), которые работают в определенной последовательности. «Четырехэтапная модель» описывает стандартный подход к транспортному моделированию. Процесс представлен на рисунке 1.
|
Спрос на транспорт определяется, как количество сгенерированых поездок в течение определенного периода выбранного в модели. Это могут быть агрегированные значения для транспортной системы (сетевых моделей), где спрос на транспорт рассчитывается по зонам. |
|
Генерация поездок |
|
Какой спрос на транспорт |
|
Распределение поездок |
|
Какой пункт назначения |
|
Общее количество поездок, сгенерированных зоной, распределяется по другим зонам. Результатом является матрица спроса, которая описывает количество поездок, совершаемых между каждой зоной отправления и назначения. |
|
Распределение по зонам |
|
Какой вид транспорта используется |
|
Cпрос на поездки между пунктами отправления и назначения связан с выбором варианта передвижения. Выбранный вариант должен содержать описание состояния сети, что предполагается как требование для моделирования. |
|
Назначение маршрутов |
|
Какой маршрут используется |
|
Маршрут выбирается на основе сети и услуг для работы общественного транспорта. Поэтому для назначения требуется описание состояния сети, которое предполагает процесс моделирования. |
Рисунок 1 – Структура четырехэтапной модели
В моделях общественного транспорта и грузоперевозок также может быть заключительный этап, на котором объемы перевозок (тонны или пассажиры) преобразуются в количество транспортных средств после этапа назначения. Это позволяет понять требования к транспортным средствам/услугам. Более сложные модели грузоперевозок также могут иметь дополнительные этапы, связанные с логистической цепочкой [5-7].
Функциональность модели определяется наличием обратных связей, которые повышают способность модели прогнозировать реальные результаты. Различные уровни функциональности можно охарактеризовать следующим образом (таблица 1).
Таблица 1
Сравнительный анализ уровней функциональности на различных моделях
|
Тип модели |
Особенности |
Функции |
|
Простые модели |
|
|
|
Модели назначения |
|
|
|
Модели выбора варианта следования |
|
|
|
Модели переменного спроса |
|
|
Для каждого из четырех этапов моделирования требуется включить контуры обратной связи в процесс моделирования. Контуры обратной связи распознают взаимозависимость различных этапов процесса моделирования и, следовательно, необходимость применения итеративных методов расчета. Вот несколько примеров:
- назначение спроса на транспортную сеть кардинально меняет состояние сети (через возникновение заторов), что, в свою очередь, влияет на выбор варианта поездки. Поэтому для этого требуется контур обратной связи на этапе распределения;
- назначение спроса на транспортную сеть приводит к заторам в точках сети, что влияет на выбор маршрута. Для этого требуются контуры обратной связи на этапе назначения;
- затор влияет на выбор пункта назначения. Для этого требуется, чтобы сетевая информация из назначения была возвращена на этап распределения поездок.
Временные рамки, необходимые для моделирования, зависят от функциональности, которая требуется от модели, а также от географического масштаба и сложности транспортной модели. Модели переменного спроса, разработанные на региональном или национальном уровне, работают с большими объемами данных и могут потребовать до 12 месяцев или более для разработки. Модели назначения, как правило, менее сложны, требуя от 1 до 6 месяцев для разработки в зависимости от размера модели и уровня требуемой зональной и сетевой детализации. Простые модели могут быть разработаны в течение нескольких недель, хотя это является отражением ограниченного масштаба результатов, которые они генерируют.
1. Lebedeva, O.A. Optimizaciya transportnoy seti s uchetom ocenki kachestva uslug obschestvennogo transporta / O.A. Lebedeva, V.E. Gozbenko, S.K. Kargapol'cev. Sovremennye tehnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie. 2019. № 1 (61). S. 112-118.
2. Poltavskaya, Yu.O. Segment gorodskoy ulicy pri ocenke kachestva funkcionirovaniya gorodskogo obschestvennogo passazhirskogo transporta / Yu.O. Poltavskaya, A.Yu. Mihaylov V sbornike: Shag v buduschee: teoreticheskie i prikladnye issledovaniya sovremennoy nauki. Materialy 8 molodezhnoy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh. Nauchno-izdatel'skiy centr «Otkrytie». 2015. S. 40-44.
3. Lebedeva, O.A. Optimizaciya marshrutnoy seti gorodskogo obschestvennogo transporta / O.A. Lebedeva. Vestnik Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2018. № 12. S. 185-188.
4. Lebedeva, O.A. Transportnaya infrastruktura kak osnovopolagayuschiy faktor effektivnogo funkcionirovaniya ekonomiki strany / O.A. Lebedeva, Yu.O. Poltavskaya, Z.N. Gammaeva, T.V. Kondratenko. Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2018. T. 1. № 15. S. 125-130.
5. Lebedeva, O.A. Klassifikaciya modeley, primenyaemaya k gruzovym sistemam/ O.A. Lebedeva, A.Yu. Mihaylov. Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2016. T. 1. № 1. S. 248-251.
6. Lebedeva, O.A. Sravnitel'nyy analiz modeley prognozirovaniya sprosa na gruzovye perevozki / O.A. Lebedeva. Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2022. № 19. S. 108-114.
7. Lebedeva, O.A. Transportnoe planirovanie v ramkah integracii modeley zemlepol'zovaniya i ocenki sprosa / O.A. Lebedeva. Sbornik nauchnyh trudov Angarskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2022. № 19. S. 103-107.
