Geum.ru
Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Экономико-математические модели совершенствования функционирования городского пассажирского транспорта (на примере пассажирского транспорта г. Баку) тема диссертации по экономике, полный текст автореферата



Автореферат



Ученая степень кандидат экономических наук
Автор Аббасова, Шаргия Аббас кызы
Место защиты Баку
Год 1991
Шифр ВАК РФ 08.00.13

Автореферат диссертации по теме "Экономико-математические модели совершенствования функционирования городского пассажирского транспорта (на примере пассажирского транспорта г. Баку)"

НАУЧНО - ЙССКДОВТЕЛЬСЖИИ И"СШХУТ ЭКОНОМИКИ 1РИ 1'0С1аШЭ1С0110Ш1ЛМК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РКСПУШШШ

На правак рукописи

хтсот пш-'гпя ввс кшы

ЭКОНОМИМ) - МЯИШ ПОДЕЛИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЩШШГОВАЩ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА

( на примере пассажирского транспорта п.БАКУ )

Специальность: 08.00.13 -" Экономика - математические метода "

./-V13 М' О ^ШФШ^ У^'Х1

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономике а-сих наук

И А К У - 1УП

РаЬота выпонена в Азербайджанском .Государственном экономическом Институте

Научные руководители:

- Доктор технических наук, профессор ВВАКВ Дхс.А.

- Кандидат экономических наук, доцент МУСАКЬ А.ф.

Официальные опппоненты:

- Доктор экономических н.-ук АЬ'ДУЛАКВ л. И. ,

- Кандидат экономических наук, доцент КА^УН/Ш (р.А.

Ведущая организация: ИШМ ЭКОС АСУ " ПАКУ "

Защита состоится л07л 19'дгг.в ^ часо

на заседании Специализированного совета (К.043.12.01 КШ Экономики при ГОСКОМЭКОНОШШАНй' Азероайджанск Республики по адресу:

370012, г.ь'аку~1<:, пр.XI Кызыл орду, а

ХС диссертацией можно ознакомиться в биодиоте НИИ Экономики при ГОСКОИЭКОН0М11ЛАНК Азербайджане! Республики.

Ученый секретарь Специализированного Совета, ' кандидат экономических наук, }У1 /

ст.н.с. Я-'ЕСКГ- Г- 1'АСАНОВ

1'сна

Актуальность теми. Система .ассажирского транспорта является основой нормального функционирования городов, и развитие ео является сложным процессом, зависящим от решения градсотроительных,- экологических, социальных и экономических проблем. В условиях перехода с новым хозяйственным отношениям и>эраат&ет роль транспорг-а| как важнейшего звена народного хозяйства. Связывая все отрасли экономики кезду собой, а также сферу производства со сферой потребления, транспорт имеет вс'еобъеимдий характер, что создает тесней-кую взаимозависимость иохду развитием транспорта и другими отраслями народного хозяйства. Производительность труда, продожительность и условия отдыха, величина и структура свободного времени, расширение территориальных связей - эти и многае другие явления социальной жизни общества так' или иначе связаны с пассаяярскини сообщениями.

Рациональная организация городских транспортных систем приобретает особенно вааное значение в связи с переходом к рыночной экономике, когда резко активизируется деятельность людей, возрастает количество "трудовых" поездок, увеличивается транспортная подвижность нсселе.чия-количество поездок, приходящееся на одного яителя в год. Все это более остро ставит проблему совершенствован- i транспортного обслуживания населения и хоз.- Чсгвенного механизма транспортной системы. Проблему повышения эффективности перевозок можно представить как сокращение вреыени пребывания в цути, снижение транспортных затрат при поном удовлетворении потребностей населения в передвижении с помощью транспортних средств. Однако, ism

выш уровень насыщения города транспортной техникой," тем хуже становится её использование, т.е. резко сшюаетсл скорость, нарушается регул рность движения, .повышается аварийность, вагрязнение и загазованность окрухшдей среды. Это основное противоречие развивающегося города с его транспортом. Совершенно очевидно, что транспортная проблема крупного города может быть решена только в результате комплексно1* развития всех видов транспорта, образующих совокупную систему транспортного обслуживания.

В условиях кореедоГ перестройки экономики и использования различных форл хозрасчета на транспортных' предприятиях, возникает проблема межотраслевой и внутриотраслевой коорди- : нации работы всех видов городского пассажирского транспорта. . Решение данной задачи требует разработки теоретических основ комплексной эксплуатации всех видов городского пассажирского транспорта к координации их работы на базе применения эконо-мико-штдагических методоа и средств вычислительной техники. Несмотря на наличке широкого спектра исследований, проводимых с целью совораенствовьшя функционирования городского пассажирского транспорта, отсутствует методический подход к моделировании перевозочного процесса всеми видами транспорта. Актуальность проблемы к недостаточность разработок в области моделирования взаимодействия различные видов городского пассажирского транспорта определили выбор теш диссертации.

Цель исследования заключается в разработке теоретических основ оптимального взаимодействий всех видов городского пассажирского транспорта в условиях перехода к новым хозяйствен-

ным отношениям, дефицита 1,ошшвно-э*,ерг*-тических ресурсов, ухудшения з кологичесвдй обстаногии в городе к учета других ограничений на основе' оптимального распределения объема работы по видам городского пассажирского транспорта, что поз- Х болит определить технико-экономические показатели развития всех видов транспорта, способствующие более лошму удовлетворению потребностей пассажиров пр>. минимальных затратах и наилучшей качестве обслуживания.

Исходя из поставленной цели, основные задачи исследования сгодятся к следующему:

- анализ современного состояния и основных тенденций развития пассажирского транспорта города Баку;

- исследование роли.объема работы транспорта кок основного показателя, позволяющего сопоставлять различные варианты транспортных систем и выбрать наилучший с учетом оптр-мизации по многим параметрам;

- разработка методического подхода к функционированию городского пассажирского транспорта в условиях перехода к новым хозяйственным отношениям;

- построение.экономико-математических моделей распределения объема работы по видам городского пассажирского трал- спорта в рамках двухуровневой и двукритериальной оптимизации;

- практическая реализагчя предло??.енных моделей, позволяю-' щая определить на перспективу реальные уровни развития ^сех' . видов транспорта с учетом оптимизации по основным показателя!/!: количеству транспортных единиц (ТЕ), приходящихся'на каждый вид транспорта, количеству'ТЕ, приходящихся на кгшдаП

тип и маршрут, обьецу капиталовложений, расходу энергии и топлива и др.

Объектом исследования яе'яется пассажирский транспорт г.Баку. Теоретической и методологической осноьой исследования послу-лли груды советских и зарубеяшых ученых в области экономики пассажирского транспорта, моделирования транспортных систем и применения экономико-математических методов.

В ходе исследования поменялись методы решения многокритериальных. задач, методы линейного и нелинейного программирования.

Научная новизна исследований состоит в следующем:

- изучении и критической оценке сложившейся структуры хо- . зяйственной деятельности транспортной системы города Баку;

. * - определении"количественной.и качественной оценки объема Х работы транспорта и ее роли а системе совершенствования функционирования городского пассажирского транспорта;

- разработке и экономическом обоснраании методики выбора критериев оптимизации распределения объема работы по видам городского пассажирского транспорта;

- экономической обосновании методологии двукритериальной и двухуровневой ситииизации распределения объема работы по видам городского пассажирского транспорта;

- разработке двукритериальной и двухуровневой моделей распределении объема работы по видам городского пассажирского транспорта; '

- разработке агоритмов решений поставленных задач и ' практической реализации их на ЭШ.

Практическая и мегодическяч ценность состоит в том, что разработанные в диссертации экономико-математические модели позволяют определить реальные уровни развития каждого вида транспор: I с оптимизацией по основным параметрам: оптимизацией структуры парка ТЕ, рациональному использования энергьгических ресурсов, капиталовл згёиий, оптимальному распределению ТЁ по маршрутам.

В результате практической апробации разработанных моделей предложен оптимальней режич координации функционирования основных видов пассажирского транспорта г.Баку на 2000г.

Материалы диссертации были частично включены в хоздоговорную работу по теме: Разработка и внедрение автоматизированной системы диспетчерского управления автобусами (АСДУ-А) города Баку № гос.регистрации 0.1.84.0083921). Методика, предлокенная автором была принята для нспользова-ния при разработке концепции развития городского пассажирского транспорта на персяекгиву-НИШКОС АСУ" Баку", а также отделом городского пассажирского транспорта при Испонительном' комитете Баясовога.

'Апробация работы. Основные теоретические, положения и результаты были .положены, обсувдеяи н одобрена на семинарах Института математики и мехгчики Щ Азерб.Республики, Института кибернетики АН Аэерб.Республики, кафедры прикладной математики зйНЕФТЕША им.М.Азизбекова, кафедры экономической кибернетики и эконзмико-математичесяих методов Азербайджанского Государственного экономического института, а также на К Респулитгской научной конференции аспирантов

вузов Азербайджана (Баку, 1936 г.), на Всесоюзной научной Х конференции "Проблемы использования вычислительной техники ' в автоматизированных системах управления отраслями народного хозяйства (Баку, 1986 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы четыре работы, общин объемом в 1,4 печатные листа,.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, сш-.ска литературы, приложения и имеет общий объем 119 страниц 1 гашнописного текста. Она содержит 9 таблиц, 2 приложения. Список литературы включает 71 наименование.

С0ДЕРШ1к РАБОТА.

Во введен л обосновывается актуальность выбранной темы, сфоркудиров&ны задачи и изложены методологические основы исследования, дается краткая характеристика структуры диссертации.

В первой главе диссертации - "Методологические вопросы совершенствования функционирования системы городского пассакирвиого транспорта" рассматриваются теоретические и методологические вопросы совершенствования функционирования пассажирской транспортной система.

Дается подробная.характеристика пассажирского транспорта г.Баку как объекта моделирования, проводится анализ функционирования основных его видов, исследуется роль транспорта в системе социальной-и производственной инфраструктуры.

Анализ современного состояния пассажирских перевозок в

г.Баку вскрыл недостатки в удовлетворении тосгояшо растущих потребностей населения в передвижении.. В последние годы пассажирский транспорт работает со все нарастающим напряжением, не может обеспечить своевременную перевозку всех пассажиров. '

Действующая транспортная система не обеспечивает повышенных требований к комфортабельности и скорости поездок, сокращению затрат времени на передвижение. Вследствии разобщенности перевозочного процесса по отдельным видам транспорта, нэ ' на дожном уровне происходит формирование транспортной сети города, достижение рациональных пропорций в развитии отдельных видов транспорта. Распределение пассажиропотоков по видам транспорта не может быть признано оптимальным из-за отставания отдельных видов.

Применение математических методов моделирования в планировании развития и функционирования систем пассажирского транспорта позволяет осуществить выбор из многих возможных наиболее оптимального варианта системы пассажирского транс- . порта с учетом взаимосвязи планировочной структуры города и рациональной организации работы различных видов пассажирского транспорта. В главе проведен анализ"существующих разработок в этой области в отечественной я зарубежной литературе. Особое внимание уделено исследованию'проблемы выбора вида транспорта с учетом местных, климатических, социальных факторов, моделированию распределения пассажиропотоков по маршрутной сети.

Одним из основных показателей, позволяющих сопоставить

различные варианты транспортных систем является объем работы транспорта, или пассажирооборот, равный произведения объема перевозок на среднюю дальность поездки и измеряемый в пасса-жирокилометрах:

Л - 9 XI , где

9 - объем пассазирсних перевозок 1пасс)^ I - средняя дальность поездки {км); Л - объем работы (пасс-км) или пассажирооборот.

Поскольку сргдняя дальность поездки, зависящая от таких факторов как размер территории города, взаимного размещения пунктов жилья, отдыха и труда, плотности транспортной сети, неодин^кош для всех видов транспорта, пассажирооборот является своеобразной валовой продукцией транспорта. Поэтому,, наряду с распределением перевозок, которому уделено в литературе достаточное внимание, в целях совершенствования функционирования городского пассажирского транспорта, следует оптимизировать распределение объема работа по ввдам транспорта, поскольку это, в своя очередь, способствует оптимизации структура парка транспортных ресурсов, экономии топливно-энергетических ресурсов, капиталовложений, что особенно важно в трудных условиях перехода к ршкзчшм отношениям. Все эти факторы учтены в различиях модификациях модели распреде яения объема работы меяду видами городского пассажирского транспорта. Б этой же главе дана количественная и качественная оценка этого показателя и определена его роль при совершенствовании функционирования транспорта.

&> второй глаье диссертации - "Совершенствование сис.е-

мы распределения объема работа транспорта на основе экономико-математического моделирования" рассматривается задача оптимизации распределения объема работы транспорта,которая в зависимости от цели оптимизации приводит к следующим постановкам: минимизации удельных' зетрат энергии и топлива, мпшмизации приведенных затрат, максимизации доходрв транспортных предприятий, минимизации затрат, связанных с проездом и ожиданием. Выбор критерия зависит от постановки задачи и ожидаемых результатов, что позволяет при соответствующих системах ограничений анализировать принципы совершенствования функционирования системы городского пассажирского транспорта. Правыми частями ограничений могут служить лимиты на ресурсы, которые в условиях перехода к новым хозяйственным отношениям, не дожны быть жесткими.

Эффективность функционирования городски о пассажирского транспорта целесообразно оценивать одновременно с учетом нескольких критериев оптимизации. С зтой целью в работе была построена двукритериальна^ модель распределения, в которой целевая функция является векторной функцией, состоящей из двух критериев: максимума доходов и минимума удельного расхода энергии и топлива.

Обозначим через Ху - объем работы приходящийся на дола^'-го вида транспорта. Требуется определить оптимальное распределение роботы объемом Л по // видам транспорта, так чтобы: д/

минимизировать /V ~ X 51 0/-&! ^ И

м М Л

максимизировать ^ = ^ Х X ' ^

4 </ </

следующих ограничениях:

Г X; Г Л /

} & . п

(6), где

для j ~ го ввда транспорта:

у,-- удельный расход энергии и топлива; (^ - удельный показатель дохода на I паес-км; - лимит на ТЕ;

р: - количество пасс-км, которое мояет быть освоено л

одной ТЕ за год; У - доля транспорта в загрязнении воздушного бассейна

^ - выброс I -ой примеси а единицу времени одной ТЕ; - коэффициент, учитывавший рассеяние -ой примеси в единицу времени. Ограничение (3) на общий объем работы способствует поному удоелетварении потребности пассажиров в поездках. Соотношения (4) и 16) выражают ограничения на топливно.-знер-гетические и транспортные ресурса.

Выражение (6) обозначает экономическое ограничение, учитывавшее роль транспорта в загрязнении воздушной среды различными примесями, Х

города;

- критический уровень загрязнения I -ой примесью;

Учитывая, что различные примеси иыевт неодинаковое экологическое воздействие, в ограничении используются частные показатели загрязнения, характеризующие относительную степень загрязнения атмосферы по данному ингредиенту примесей. Экономико-математическая модель Ш-(6) является частным случаем линейной двукритериальной задачи:

(СиХ)Ч(Сг, X)-*-ямих.

{$>)()* и

где .С,,СД,(? В,, Х - заданные векторы, -

- заданное число и )(& - план задачи. Под решением этой задачи будем понимать множество всех её Парето-о'птималь-ных оценок. Точки этого множества .для двукритериальных задач представляют собой некоторую гладкую кривую. При решении конкретных задач эта кривая может быть апроксимирована кусочно-линейной функцией. Описан агоритм, позволяющий определить множество эффективных оценок, являющихся точками излома Парето-грвницы. Соединяя точки излома отрезками прямой;нахо-дии искомое множество.

! В этой же глава задача распределения объема работы рассматривается а раыках двухуровневой оптимизации: на верхнем уровне построена модель распределения объема работы по видам транспорта с критерием оптимизации - максимум доходов (3). В модели верхнего уровня используются ограничения на ресурси . (б), на суммарный объем работа (3). При решении задачи при-

меняется принцип композиционного планирования: решение, получаемое на верхнем уровне, становится ограничением в задачах нижнего уровня: распределение для каждого вида транспорта объема работы Хл) пс типам подвижных единиц в виде величин Х

Целевая функция в моделях нижнего уровня имеет вид:

Ъ^Мг*"*

где для -го вида транспорта;

(/Х Ь суммарный годовой доход, приходящийся <-(,) д'ф Х л на доп I -го типа ТЕ;

- обгем работы, приходящийся аа С -ый тиа ТЕ;

количество типов ЁЕ.

Зависимость С и , согласно статическил данным,

может быть внражена в виде:

, где. Си / -положительные константы, определяемые ь-з?одом наименьших квадрато! Определив и для всех ^ , подучаем еле

дующий вид целевой функции

rn.fi _ $. .

17ои, (/-е. и V

при ограничениях

Поскольку целевая функция,имеет нелинейный вид, а ограничения - линейный, то для решения задачи нижнего уровня применяется метод аппроксимирующего программирования. Согласование решений координирующей задачи верхнего уровня и локальных подзадач .нижнего уровня осуществляется итеративным способом. Подробно описан агоритм решения двухуровневой задачи распределения.

В этой же главе предложена модель распределения подвижных единиц цо маршрутам для случая, когда уже известно первоначальное распределение }/о подвижных единиц по Ш маршрутам и требуется оптимально распределить допонительный парк ТЕ. В качестве критерия оптимизации предлагается использовать

- функцию затрат,-связанную с перевозкой пассажиров и ожиданием транспорта ^ () Х

10г количество ТЕ, работающих на ом маршруте.*,

- количество допонительно распределенных ТЕ на

- ий маршрут;

- коэффициент затрат;

$ - протяженность -го маршрута; Ц1 - пассажиропоток на и ом маршруте в час "пик"; С. -Х стоимость пассвжиро-часа;. ^ - скорость проезда. Модель включает следующие ограничения: т-

Г д/ * баланс распределения;

ЧЧ . 0/ Д -г учет интервала движения; 1Н 11 ~ Х

* ограниченае?учитывающее

напоняемость ТЕ Ч СО;

где ^ - коэффициент напоняемости;

. - погребная суммируемая вместимость ТЕ, работающих на I ом маршруте, I = 4} Уг\. . Данную задачу можно реаить, как методом аппроксимирующего линейного программирования, так и с помощью агоритма, описанного в работе.

В третьей главе диссертации - "Экономико-математическое обоснование методики распределения объема работы по видам городского пассажирского транспорта" рассматриваются вопросы практической реализации разработанных методик, агоритмов и моделей, приводится анализ полученных результатов. Для настроения численных' моделей распределения в работе оп-ре,члена методика выбора исходной информации; объема работы, грсаией дальности поездки, удельних показателей расхода энергии, величина затрат времени на транспортные передвижени? >голилестио перевозок и т.д. Использование этих показателей в

уа)1(г0+Ы

в качестве исходной информации при практической реализации предложенных йоде лей позволяет определить реальные' уровни функционирования каждого вида транспорта и перспективы их развития.

| Для построения численных моделей использована информация из отчетных документов транспортных учреждении и ста-тичиеких сборников 1990 г.

Были построены численные модели распределения с критериями 'оптимизации - приведенные затраты и оценка качества обслуживания пассажиров для 4-х видов транспорта: трамвай, тролейбус, автобус, метро. Расчеты по моделям проведены с Х помощью стандартной программы модифицированного симплекс-иетодй на ВЭСЫ на агоритмическом языке "АГОЛ" и показали, что с точки зрения качества обслуживания пассажиров и приведенных затрат наиболее удобными и рентабельными видами транспорта являются автобус и метро.

Двукритериальная задача распределения была решена для шести ендов транспорта: трамвай, тролейбус, автобус, метро, маршру.ное такси, такси. В результате численной реализации данной задачи на "Фортране" получены векторные оценки

( вX сI) , 8 М1)91 Ъ) и соответствую-

щие им эффективные решения Х(1) 3.

Коыаромиенов решение следует искать во множестве:

| х-/х*х(1) * а-я)х(г\оФ1] и

Рас'-е^ы по этой модели позсоляэт определить показатели удел кого потребления оиергик различными видами транспорта,что д ласт возможным использовать данную модель для оценки знерго потребления существующими транспортными предприятиями. Одно временно с этим, испольговапие в качестве целевой функции' максимума дохода учитывает интересы транспортных систем, чт( игразт немаловажную роль для народного хозяйства.

В конц-э главы приводятся экспериментальные расчеты для двухуровневой модели распределения объема работы по 4 видам транспорта на верхнем уровне, и на тешем уровне решаются задачи распределения дг тролейбуса по 2 типам и для автобуса по 10 типам ГЕ.

Опткмалоное решение, полученное на Ш итерации в результате прогонхч задачи на ЭВМ, позволяет установить количество пассашро-кияометров, приходящееся на доля каедого.вида транспорта и каждый тип подвижного состава, фдноирекенно с этим, мокно определить потребное количество подвижных единиц всех видов городского пассажирского транспорта на плановый ' период до 2000 г.

В заключении диссертации сформулированы следующие ос-но&^е результаты исследований:

X. В результате вналила деятельности пассажирской транспорт ной системы города Баку за 1970-1990 г.,выявлены основные недостатки её функционирования и противоречия раэаивающег< города с его транспортом. Совершенствование функционирования городского пассажирского транспорта требует разработки теоретических основ комплексной эксплуатации всех видов городского ппссеадрскогэ транспорта и координации их рабо1

Основным показателем позволяю^,..; сопоставить различные варианты транспортныхсистем и определить их размеры, является объем работы транспорта. В диссертации дана количественная и качественная оценка этого показателя и построена система моделей распределения объема работы по видал городского пассажирского транспорта с разлитыми целевыми функциями: приведенные строительно-эксплуатационные затраты, оценка качества обслуживания пассажиров, дохода.транспортных предприятий, расход энергии и топлива. Эффективность функционирования городского пассажирского транспорта целесообразно оценивать одновременно с помощью нескольких критериев оптимальности, т.е. рассматривать модели многоцелевой оптимизации.

Предложена двукритериальная модель распределении, ь которой в качестве целевых функций выступает величина удельных затрат энергии и топлива, приходящаяся на I паес-км, и максимум доходов транспортных предприятий. Зто учитывает интересы транспортных систем и. одновременно минимизирует потребление энергии и топлива. Ври этом используется ряд ограничений: экологическое, ограничение на количество транспортных средств, общий расход энергии и топлива. Разработан агоритм решения поставленной задачи, который находит оптимальное решение, как множество Парето-опти-малышх оценок. В работе описан агоритм,для рэшения линейной задач максимизации, который прост в использовании , и, за меньшее чисто итераций, чем симплекс ~ ыетод, находит' оптимальное решение.

4. Пс строена модель распределения объема работы по видам транспорта в ра .гах двухуровневой оптимизации: на верхнем уровне оптимизируется распределение.работы по видам

Х транспорт, а на нижнем уровне - объем работы, определенный верхним уровнем, распределяется по типам подвижных един;;ц. Задача рзшена методом аппроксимирующего линейного программирования. Согласование решений на каждом уровне с целью эффективного, использования всех видов транспорта позволяет также определить на перспективу потребное количество подвижных единиц каждого типа для всех видов транспорта.'

5. На ниунем уровне решена задача распределения подвижных' единиц по маршрутам при условии, что уже имеется некоторое первоначальное распределение /К?", подвижных единиц по М- маршрутам.

5. По разработанным моделям составлены программы и проведены расчеты на БЭСМ.

?. Анализ подученных результатов позволяет определить реальные уровни функционирования каждого вида транспорта и перспективы их развития.

В. Экспериментально.показано, построенная система распределения объема работы является достаточно удобным инстру: ?нтом при разработке комплексной схемы развития всех видов пассажирского транспорта г.Баку, lio теме диссертации опубликованы следующие работы:

I. Модель прогноза -распределения объема работы по вицгм го-

родского пассажирского транспорта. - Изв.АН Аз.ССР. Сер. экон., 1984, 2.

2. Оценка качества обслуживания пассажиров в задаче распределения обгема работы по видам городского пассажирского транспорта. - Изв.АН Аз.ССР, Сер.экон.,1987, № 2 (в соавторстве).

3. Двукритериальная задача распределения объема работа по .. видам городского пассажирского транспорта. М.: ВИНИТИ,

1988; № 3381-В88 (в соавторства).

4. Двухуровневая задача распределения для- системы управления транспортом, 11.: ВИНИТИ, 1990 г., № 286-В90.

Похожие диссертации