Г.3 Расчет межрайонных передвижений населения и пассажиропотоков

В расчетную часть программного обеспечения включается пять блоков.

Блок 1 Кратчайшие связи между районами

Кратчайшие связи по сети путей сообщения между районами находятся для каждого из возможных (заданных) способов передвижений (пешком, на массовом нескоростном, индивидуальном и на скоростных видах транспорта) по затратам времени. Другими словами, для каждого способа передвижений строится своя сеть путей сообщения по условию минимизации затрат времени между центрами районов. При этом кратчайший путь сообщения любым способом между парой районов начинается с пешеходного пути, который идет от центра района отправления до первого узла сети, а заканчивается центром района прибытия, лежащим, как правило, на транспортной сети (см. рисунок Г.1).

Результатом поиска кратчайших путей является система цепочек i¾j и затраты времени на передвижение по каждой из них t_ij, которые определяются как сумма затрат времени на передвижение по дугам t_y, входящим в ту или иную цепочку:

(пешком), (на массовом нескоростном транспорте), (на индивидуальном транспорте) и (на скоростном транспорте 1¾4 типов).

Значения , , , и записываются в матричном виде //t_ij// и // //.

Блок 2 Средневзвешенные затраты времени и коэффициенты пользования различными видами транспорта в сообщениях между районами

Расчет выполняется поэтапно в следующей последовательности.

а) Для каждой пары районов определяются накладные затраты времени ( , ) при поездках, соответственно, нескоростным, индивидуальным и скоростным транспортом по таблице Г.2

, , (Г.1)

где а_i ¾ затраты времени на ожидание и пересадки в районе отправления,

а_j¾ время отхода в районе прибытия.

Накладные затраты времени а_ij приплюсовываются (в соответствующих районах) по видам используемого транспорта в матрицы çç t_ij çç. В итоге получаются матрицы çç Т_ij çç полных затрат времени на передвижения между районами:

çç çç = êê çç ¾ пешком, çç çç = çç çç ¾ на массовом нескоростном транспорте, çç çç = çç çç ¾ на индивидуальном транспорте и çç çç = çç çç ¾ на скоростном транспорте 1¾4 типов.

б) По данным матрицы çç çç и таблице Г.4 определяются общие коэффициенты пользования транспортом К_пт для каждой пары районов i и j.

В зависимости от соотношения полных затрат времени на передвижения между районами с использованием индивидуального и нескоростного , а также скоростного транспорта, и по данным, соответственно, таблиц Г.5 и Г.6 находятся коэффициенты пользования индивидуальным и скоростным транспортом. Такие коэффициенты должны устанавливаться для каждого вида скоростного транспорта, который имеется в сообщениях между каждой парой районов.

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

При наличии нескольких видов скоростного транспорта между парой районов выбирается по одному максимальному значению , найденному из таблицы Г.6 при сравнении каждого из четырех видов транспорта ( , и ), и разделяются пропорционально по формуле

и т.д. (Г.2)

Все рассчитанные коэффициенты пользования различными видами транспорта на передвижения между каждой парой районов записываются в матричном виде: çç çç ¾ общие коэффициенты пользования транспортом (всеми видами в сумме), çç çç ¾ индивидуальным, çç çç ¾всеми видами скоростного и çç çç, çç çç, çç çç, çç çç ¾ соответственно, 1¾4-ым видами скоростного транспорта.

в) Определяются средневзвешенные затраты времени на передвижения между районами на массовом пассажирском транспорте çç çç, на всех видах транспорта çç çç и общие при всех способах передвижения çç Т_ij çç:

, (Г.3)

, (Г.4)

. (Г.5)

Результаты расчета оформляются в стандартной матричной форме.

Блок 3 Передвижения и поездки между районами

Общие размеры корреспонденций между районами q_ij определяются в следующей последовательности.

Рассматривается матрица времени çç Т_ij çç по порядку для каждого района отправления. По времени Т_ij на связях рассматриваемого района отправления со всеми районами прибытия и шкале h_i (таблица Г.3) находится доля передвижений d_t. Номер шкалы, которую необходимо использовать для данного района отправления, берется по таблице Г.2.

Все повторяющиеся значения d_t, лежащие в одном интервале по району отправления, расчленяются по районам прибытия пропорционально их емкостям (таблица Г.2)

. (Г.6)

Неповторяющиеся значения d_t (имеющиеся в единственном числе) по району отправления сохраняются без изменений (d_t₍_ij)= d_t).

Найденные таким образом величины d_t₍_ij) суммируются по каждому району отправления и приводятся к единице, а затем взвешиваются по каждой паре связи районов:

. (Г.7)

Коэффициенты d_ij каждого района отправления умножаются на емкость этого района N_i (см. таблицу Г.2), в результате чего получается несбалансированная матрица общего количества передвижений между районами çç çç. Для балансировки матрицы необходимо проведение итерации по строкам и столбцам (районам отправления и прибытия). При помощи коэффициентов d_ij расчетные и заданные емкости районов отправления совпадают, т.е. , по районам прибытия могут не совпадать, т.е. .

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

Поэтому первым шагом итерации является поиск коэффициентов приведения расчетных емкостей районов прибытия к заданным (таблица Г.2), которые находятся из выражения и умножаются на корреспонденции g_ij всех связей прибытия j. В результате расчетов , но и делается второй шаг итерации, аналогично первому, уже по районам отправления i. И так до тех пор, пока искомая величина или не будет соответствовать значениям N_i или F_j с заданным пределом точности ¾ абсолютной D_н и относительной x_н погрешности, указанных в таблице Г.1.

При достижении нормируемых величин абсолютной D_н и относительной x_н погрешности итерации прекращаются, а матрица корреспонденций çç çç принимается как окончательная.

Матрица общего количества передвижений между районами çç çç расщепляется на ряд матриц передвижений различными способами с помощью ранее найденных коэффициентов пользования транспортом К_пт:

пешком ¾ , (Г.8)

на всех видах транспорта ¾ , (Г.9)

на индивидуальном транспорте ¾ (Г.10)

на всех видах массового транспорта ¾ (Г.11)

на каждом из видов скоростного транспорта ¾ , (Г.12)

на всех видах скоростного транспорта ¾ , (Г.13)

на нескоростном транспорте ¾ . (Г.14)

Рассчитанные матрицы межрайонных передвижений различными способами (çç çç ¾ пешком, çç çç ¾на всех видах транспорта, çç çç ¾ на индивидуальном транспорте, çç çç ¾ на всех видах массового транспорта, çç çç ¾ на всех видах скоростного транспорта, çç çç ¾ на каждом из видов скоростного транспорта, çç çç ¾на нескоростном транспорте) преобразуются (по заказу) в матрицы межзонных передвижений, для чего используется информация таблицы Г.2 (отнесение номеров районов к номерам зон).

Для каждого способа передвижений определяются средние затраты времени: по районам отправления, по районам прибытия и в целом по городу. Для этого находятся произведения величин соответствующих матриц межрайонных передвижений и затрат времени по каждой паре районов, результаты суммируются по строкам, столбцам и в целом по городу и делятся на аналогичные суммы матриц передвижений:

пешком ¾ , , ; (Г.15)

на транспорте ¾ , , ; (Г.16)

и т. д. для передвижений на индивидуальном (), массовом (), нескоростном (), скоростном всех видов в сумме (), скоростном каждого вида () транспорта и в целом на передвижения по городу всеми способами ().

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

По матрицам çç çç и çç çç определяется распределение передвижений по интервалам затрат времени (аналогично таблице Г.3 исходной информации) по заданным в таблице Г.2 номерам районов и номерам шкал, а также в целом по городу. Из таблицы Г.2 берется 1-ый номер шкалы распределения передвижений, и устанавливаются относящиеся к нему номера районов отправления. По этим районам строится новая шкала распределения передвижений по корреспонденциям // // и затратам времени // // путем суммирования корреспонденций в заданных интервалах времени и расчета доли в каждом из них от суммы значений во всех интервалах (см. таблицу Г.3). Аналогичная работа проделывается по всем шкалам таблицы Г.3, а затем ¾ для общего количества передвижений по матрицам // //и // //, а также // // и // //.

Блок 4 Пешеходные и пассажирские потоки

В данном блоке расчета строятся пешеходные потоки, пассажиропотоки на каждом из видов городского транспорта и интенсивность движения легковых автомобилей. Все нагрузки путей сообщения рассчитываются за сутки и час «пик».

Пешеходные потоки за сутки строятся следующим образом. Матрица корреспонденций // // умножается на коэффициент возвратности К_в (таблица Г.1). Рассматриваются по порядку корреспонденция каждой пары районов найденной матрицы и соответствующие кратчайшие цепи пешеходных путей сообщения. Корреспонденцию пары районов относят ко всем элементам цепи (участкам сети) и заносят в граф сети (см. таблицу Г.7 исходных данных). Накопленный таким образом в графе сети суточный поток () после просмотра всей матрицы çç çç суммируется по одноименным элементам цепи (таблица Г.7 исходных данных) в обоих направлениях связи узлов.

Пешеходные потоки за час «пик» находятся из матрицы çç çç, умноженной на коэффициенты часа «пик» Р_j по районам прибытия (таблица Г.8) и сезонной неравномерности по данному способу сообщений (таблица Г.1), кратчайшим путям между районами и графу сети (таблица Г.7).

Идентичный процесс расчета проводится для индивидуального, нескоростного и скоростных видов массового транспорта с получением потоков за сутки и час «пик» ( и , и , и ) со следующими добавлениями. При рассмотрении кратчайших путей и суммировании потоков каждого вида транспорта по элементам цепи устанавливается одновременно развязка движения по направлениям в заданных узлах (таблица Г.10).

Потоки нескоростного и скоростных видов транспорта суммируются по одинаковым элементам сети для определения общей нагрузки на массовый пассажирский транспорт ( и ) = + , = + .

Найденные пассажиропотоки в час «пик» на индивидуальном транспорте приводятся к потокам легковых автомобилей , которые находятся отношением /В, где В ¾ вместимость индивидуального транспорта (таблица Г.9).

Расчет пассажиропотоков на наземном транспорте может быть произведен и другим методом. По матрице çç çç и кратчайшим путям строится принципиальная схема маршрутов по комплексу программ «Маршрут» (приложение Ж). В графе сети наземного транспорта (таблица Г.7) выбрасываются все ребра (дуги), которые не вошли в маршруты, и строятся новые кратчайшие пути. Используя их и матрицу çç ç ç, рассчитываются пассажиропотоки по сети наземного транспорта описанным выше способом.

Блок 5 Результаты расчетов

Результаты расчетов представляются в виде таблиц и картограмм (графически), отражающих все необходимые показатели заданного варианта развития транспортной системы. Прежде всего рассматриваются показатели, которые являются предметом предварительного анализа транспортной системы (таблицы Г.13 и Г.14), после чего решается необходимость просмотра остальной части комплекса полученных результатов.

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

Таблица Г.13 ¾ Объемы передвижений и поездок

Наименование показателей	Передвижения и поездки за сутки в обе стороны
Наименование показателей	количество, тыс.	доля, %
1 Все виды передвижений, в том числе пешком		100,0
2 Передвижения с использованием всех видов транспорта, в том числе: массового индивидуального		100,0
3 Передвижения с использованием массового транспорта, в том числе: нескоростного без подвозящего подвозящего к скоростному скоростного		100,0
4 Передвижения с использованием скоростного транспорта, в том числе: 1-го вида 2-го вида 3-го вида 4-го вида		100,0
5 Объем перевозок массовым транспортом, в том числе: нескоростным без подвозящего скоростным		100,0
6 Подвижность (маршрутная)

Таблица Г.14 ¾ Основные показатели

Наименование показателей	Единица измерения	Величина показателей
1 Коэффициент возвратности передвижений
2 Коэффициент пользования транспортом
3 Коэффициент пересадочности
4 Объем перевозок массовым транспортом за час «пик»	тыс. пасс.
5 Средняя дальность пешеходного передвижения	км
6 Средняя дальность передвижения по сети: массового транспорта нескоростного нескоростного без подвозящего подвозящего к скоростному всех видов скоростного, в том числе: 1-го вида 2-го вида 3-го вида 4-го вида	км
7 Средняя дальность маршрутной поездки пассажира: на нескоростном без подвозящего на нескоростном транспорте (общая)	км

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

Окончание таблицы Г.14

Наименование показателей	Единица измерения	Величина показателей
8 Средневзвешенные затраты времени при передвижениях: пешком всеми видами транспорта индивидуальным всеми видами скоростного, в том числе: 1-го вида 2-го вида 3-го вида 4-го вида нескоростным	мин
9 Количество подвижного состава на линии: нескоростного транспорта без подвозящего нескоростного транспорта всех видов скоростного транспорта, в том числе: 1-го вида 2-го вида 3-го вида 4-го вида	ед.

Объемы передвижений по транспортной сети за сутки различными способами с использованием тех или иных видов транспорта выбираются из сумм матриц, рассчитанных в блоке 3, которые умножаются на коэффициент К_в возвратности (таблица Г.1).

Полный объем перевозок на нескоростном транспорте должен включать подвоз к скоростному транспорту. Объемы перевозок нескоростным массовым транспортом исчисляются с учетом коэффициента пересадочности К_п, заданным в таблице Г.1.

Средняя дальность маршрутной поездки определяется из рассчитанной средней дальности поездки по транспортной сети делением на коэффициент пересадочности К_п.

Расчет потребного количества подвижного состава W на линии (единиц в движении) производится по формуле

, (Г.17)

где А ¾ транспортная работа за сутки, пасс.-км;

К_с ¾ коэффициент сезонной неравномерности перевозок (таблица Г.1);

Т_н ¾ время работы подвижного состава на линии (время в наряде), ч (таблица Г.9);

В ¾ вместимость единицы подвижного состава, пасс. (таблица Г.9);

V_э ¾ эксплуатационная скорость, км/ч (таблица Г.9);

К_ив ¾ среднесуточный коэффициент использования вместимости подвижного состава (таблица Г.9).

Основные результаты расчетов, кроме приведенных выше показателей, включают в себя:

¾ матрицы межрайонных затрат времени (мин) на передвижения, межрайонных передвижений и поездок в одном направлении за сутки и час «пик»;

¾ распределение всех видов передвижений в сумме и передвижений с использованием массового транспорта по затратам времени;

¾ пешеходные потоки в одном направлении за сутки и час «пик» (по участкам сети ¾ только пешком, подходы к индивидуальному, нескоростному и каждому виду скоростного транспорта);

¾ пассажирские потоки в одном направлении за сутки и час «пик» (по участкам сети нескоростного транспорта без подвозящего и подвозящего к скоростному транспорту каждого вида, скоростного и индивидуального транспорта);

¾ потоки индивидуального транспорта за сутки в одном направлении и за час «пик»;

¾ развязка пассажиропотоков по направлениям в узлах сети нескоростного транспорта (с учетом и без

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

учета подвозящего к скоростному транспорту), каждого вида скоростного транспорта и потоков индивидуального транспорта в час «пик»;

¾ межзонные передвижения за час «пик» с использованием всех видов транспорта, массового, всех видов скоростного, нескоростного и индивидуального транспорта.

Во всех матрицах затрат времени должны быть приведены средневзвешенные величины по строкам и столбцам (с учетом передвижений соответствующего вида), в остальных матрицах ¾ итоги по строкам, столбцам и их суммы.

Для выбранного варианта развития транспортной системы города рекомендуется приводить в проектах следующие матрицы межрайонных передвижений и поездок (а также затрат времени):

¾ всеми способами;

¾ с использованием всех видов транспорта;

¾ с использованием массового транспорта;

¾ с использованием массового нескоростного транспорта;

¾ с использованием всех видов скоростного транспорта, а также каждого вида в отдельности;

¾ с использованием индивидуального транспорта;

¾ пешком.

Приведенная методика расчетов нагрузки сетей городского пассажирского транспорта реализована в комплексе программы для ПЭВМ «АРПАС-2000» в отделе транспортных систем УП «БелНИИПградостроительства» (методические положения и постановка задач для ЭВМ выполнены Ф.Г. Гликом.)

П3-01 к СНБ 3.03.02-97

Приложение Д

(рекомендуемое)