ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ НИУ ВШЭ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ НИУ ВШЭ Кафедра информационных технологий и автоматизированных систем ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту На тему: Оценка эффективности выделенных полос наземного городского пассажирского транспорта Студент Семаго Илья Михайлович Руководитель проекта Тумковский Сергей Ростиславович Допущен к защите _________________________ 2013 г. КОНСУЛЬТАНТЫ ПРОЕКТА: Специальная часть Козлов А.В. Конструкторско-технологическая часть Козлов А.В. Экологическая часть Савин В.А. Охрана труда Савин В.А. Зав. кафедрой Тумковский С. Р. МОСКВА МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ НИУ ВШЭ Кафедра информационных технологий и автоматизированных систем “Утверждаю” Зав. кафедрой ЗАДАНИЕ на дипломное проектирование Тумковский С. Р. “_____” __________________ 2013 г. студенту АП-91 группы дневного отделения (дневного, вечернего) Семаго Илье Михайловичу (фамилия, имя, отчество полностью) I. Тема проекта: Оценка эффективности выделенных полос наземного городского пассажирского транспорта (Утверждена приказом по институту от “___” _______ 2013 г. № ________) II. Срок сдачи студентом законченного проекта 01.06.2013 г. III. Техническое задание. Разработать системный модуль для автоматизированного анализа и экспертной оценки эффективности отдельных характеристик транспортной системы, для решения задач создания инфраструктуры маршрутной сети; Оценки провозной способности маршрутов общественного транспорта в зависимости от различных характеристик маршрута, затрачиваемого на маршрут времени; комплексной оценки эффективности маршрута 2 IV. Содержание расчетно-пояснительной записки. А. Специальная часть проекта. 1. Введение 2. Проектирование наземной городской транспортной инфраструктуры 3. Проектирование улично-дорожной сети как научная проблема 4. Описание существующих программных продуктов, реализующих аналоги предлагаемой разработки 5. Описание целевого назначения и основных характеристик программного комплекса, включающего модуль оценки эффективности элементов транспортной сети 5.1 Пакет имитационного моделирования Aimsun 5.2 Геоинформационная система Mappl 5.3 Программный комплекс подготовки данных и визуализации результатов транспортного моделирования ANetEditor 6. Особенности разработки системного модуля экспертной оценки эффективности транспортной системы 7. Техническое задание на разработку системного модуля. Б. Конструктивно-технологическая часть проекта. 1. Математическое обеспечение программного комплекса 2. Проектирование и разработка модульной системы для автоматизированного анализа и комплексной оценки эффективности элементов транспортной системы 2.1. Расчет промежуточных результатов 2.2. Оценка параметров маршрутов общественного транспорта 2.3 Время в пути на маршруте 2.4 Средний пассажиропоток на маршруте 2.5 Средняя наполняемость транспортного средства наземного городского пассажирского транспорта на маршруте 3 2.6 Расчет эффективности выделенной полосы по времени в пути на исследуемом участке улично-дорожной сети 2.7 Расчет эффективности выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке улично-дорожной сети 3. Разработка интерфейса модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы В. Охрана труда 1. Безопасность труда при работе с персональным компьютером 2. Микроклимат в рабочей зоне 3 Расчет защитного зануления Г. Экологическая часть проекта 1. Разработка эргономических показателей интерфейса системного модуля V. Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей) 1. Контрольный пример оценки эффективности выделенной полосы на участке УДС Нахимовского проспекта от Варшавского шоссе до Профсоюзной улицы 4 VI. Консультанты по проекту Консультант по специальной части Козлов А.В. (подпись) Консультант по конструктивно-технологической части Козлов А.В. (подпись) Консультант по экологической части Савин В.А. Консультант по охране труда Савин В.А. (подпись) (подпись) VII. Дата выдачи задания: “_____” ____________________ 2013___ г. Руководитель дипломного проектирования Тумковский С. Р. (подпись) Задание принял к исполнению __________________________________________ (подпись) “_____” ____________________ 2013 г. Примечание 1. Задание оформляется в двух экземплярах и сдается студентом на кафедру. После утверждения один экземпляр задания выдается на руки студенту. Экземпляр задания вшивается в пояснительную записку. 2. Получив задание, студент должен составить и согласовать с руководителем от кафедры календарный график выполнения дипломного проекта. 5 Оглавление Введение ........................................................................................................................ 9 Глава 1. Проектирование наземной городской транспортной инфраструктуры. 12 1.1. Проектирование улично-дорожной сети как научная проблема ................ 12 1.2. Описание существующих программных продуктов, реализующих аналоги предлагаемой разработки ....................................................................................... 19 1.3. Описание целевого назначения и основных характеристик программного комплекса, включающего модуль оценки эффективности элементов транспортной сети (МОЭТС)................................................................................. 20 1.3.1 Пакет имитационного моделирования Aimsun ....................................... 20 1.3.2 Геоинформационная система Mappl ........................................................ 22 1.3.3 Программный комплекс подготовки данных и визуализации результатов транспортного моделирования ANetEditor .................................. 23 1.4. Особенности разработки системного модуля оценки эффективности транспортной системы ........................................................................................... 24 1.5. Техническое задание на разработку системного модуля............................. 26 Глава 2. Математическое обеспечение программного комплекса МОЭТС......... 27 2.1. Расчет промежуточных результатов .............................................................. 28 2.2. Оценка параметров маршрутов общественного транспорта ....................... 29 2.3 Время в пути на маршруте ............................................................................... 32 2.4 Средний пассажиропоток на маршруте .......................................................... 33 2.5 Средняя наполняемость транспортного средства наземного городского пассажирского транспорта на маршруте ............................................................. 34 2.6 Расчет эффективности выделенной полосы по времени в пути на исследуемом участке улично-дорожной сети ...................................................... 35 2.7 Расчет эффективности выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке улично-дорожной сети ................................................. 35 6 Глава 3. Проектирование и разработка модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы ................................................. 37 3.1. Положение системы МОЭТС в структуре взаимодействия с другими компонентами программного комплекса ............................................................. 37 3.2 Проектирование модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы ........................................................................................... 39 3.3 Разработка интерфейса модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы ......................................................................... 52 Глава 4. Охрана труда и экология ............................................................................ 63 4.1 Безопасность труда при работе с персональным компьютером .................. 64 4.2 Микроклимат в рабочей зоне........................................................................... 66 4.3 Расчет защитного зануления ............................................................................ 68 4.4 Экология ............................................................................................................ 72 Заключение ................................................................................................................. 75 Список литературы .................................................................................................... 77 7 Список сокращений НГПТ – Наземный городской пассажирский транспорт ТС – Транспортное средство МОЭТС – Модульная (система) оценки эффективности элементов транспортной системы ГИС – Геоинформационная система УДС – Улично-дорожная сеть СО – Светофорный объект СУБД – Система управления базами данных ПИМ – Пакет имитационного моделирования ПД – (Модуль) подготовки данных КОЭМ – (Модуль) комплексной оценки эффективности маршрута API - (англ. application programming interface) программирования приложений ПВЭМ – Персональные электронные вычислительные машины КЗ – Короткое замыкание. 8 Интерфейс Введение Уровень развития транспортной системы государства – один из главных признаков ее транспортная экономической система функционирование всех стабильности обеспечивает видов и процветания. согласованное транспорта с Единая развитие целью и максимального удовлетворения транспортных потребностей при минимальных затратах. Согласно Федеральному закону N 16-ФЗ от 9 февраля 2007 года «О транспортной безопасности» инфраструктура включает используемые транспортные сети или пути сообщения (дороги, железнодорожные пути, воздушные коридоры, каналы, трубопроводы, мосты, тоннели, водные пути и т. д.), а также транспортные узлы или терминалы, где производится перегрузка груза или пересадка пассажиров с одного вида транспорта на другой (например, аэропорты, железнодорожные станции, автобусные остановки и порты). Роль транспорта – не только перемещение грузов и пассажиров, он способствует экономическому, социальному и культурному развитию общества. В последнее десятилетие в несколько раз увеличился уровень автомобилизации населения и доля пассажирских перевозок на личном транспорте. Это повлекло за собой перегрузку транспортных магистралей и узлов, вследствие чего транспортная сеть перестала справляться с нагрузкой. В часы «пик» средняя скорость передвижения значительно упала, резко ухудшился уровень транспортного обслуживания. Таким образом, на повестке дня встал вопрос о разработке критериев эффективности и, соответственно, возникла проблема анализа транспортной системы с целью оценки эффективности планируемых и реализуемых мероприятий по ее развитию. Детализация анализа функционирования городских транспортных систем определяет позицию социального равенства в области транспортного движения в больших мегаполисах. 9 Транспортное перемещение – единственно, что объединяет всех людей в общее социальное взаимодействие. Это детерминируется, в первую очередь, особенностями настоящего времени, касающихся действующих технических систем обеспечивающих реализацию транспортных потребностей людей в городах. Функционирование подобных технических систем происходит на общих площадях общественных пространств. Таким образом, основным ресурсом подобных пространств является сама окружающая среда. Именно она, а также качество действующей транспортной системы, определяет качество жизни в городах. В то же время, людские сообщества, живущие в постиндустриальных городах, уже общественную не способны содержать инфраструктуру, ранее неэффективную созданную гигантскую для развития градообразующих производств. Для обеспечения наиболее эффективного транспортного обслуживания населения и организации дорожного движения, необходимо, чтобы транспортная система соответствовала потребностям города. Существует два пути увеличения такой эффективности: увеличение пропускной способности транспортной сети и рациональное использование существующей сети. Первое решение связано с большими материальными затратами на реконструкцию транспортных узлов и магистралей. Второе направление – рационализация использования существующих транспортных систем и оптимизация процессов перераспределения нагрузок на транспортную сеть. В связи с, постановлением правительства Москва от 10 августа 2010г. «О дальнейшей организации приоритетного движения маршрутных транспортных средств на объектах улично-дорожной сети города Москвы» были введены выделенные полосы наземного городского маршрутного транспорта (НГПТ). На данный момент насчитывается 17 выделенных полос на основных эффективности магистралях подобных города. Возникает инфраструктурных 10 проблема решений. Для оценки этого необходимо моделирование процессов транспортных потоков и создание соответствующих программных комплексов, способных автоматизировать процесс подобной оценки. Именно решением этих вопросов и определяется актуальность нашей работы. Целью работы автоматизированного является анализа разработка и системного экспертной оценки модуля, для эффективности отдельных характеристик транспортной инфраструктуры. Объектом исследования является макромодель транспортной системы города. Предметом исследования - автоматизация процесса анализа наземной транспортной инфраструктуры в пределах города. Задачи исследования. 1. Анализ литературных данных по проблеме автоматизации процесса анализа транспортной инфраструктуры города. 2. Разработка оценки аналитических показателей эффективности модели анализа. 3. Разработка подсистемы подготовки данных для импорта исходных данных, создания инфраструктуры маршрутной сети. 4. Разработка модуля оценки эффективности выделенных полос на основе разработанной системы аналитических показателей. 5. Разработка графических интерфейсов модулей системы. Назначение разработки Основным назначением предлагаемой разработки является экспертная оценка эффективности выделенных маршрутного транспорта. 11 полос наземного городского Глава 1. Проектирование инфраструктуры наземной городской транспортной 1.1. Проектирование улично-дорожной сети как научная проблема Вопросами транспортного планирования городов, проектирования улично-дорожной сети, определения технических параметров магистральных дорог, по которым движется пассажирский транспорт общего пользования занимались российские ученые, такие как: Е.М. Лобанова, А.Ю. Михайлова, И.М Головных. В работах В.Н. Луканина, В.Ф. Бабкова, В.В. Сильянова рассматривались вопросы экспериментального и теоретического исследования, математического моделирования транспортных потоков. Задачами управления транспортными системами занимались как российские, так и зарубежные исследователи. Так проектированием систем управления транспортными потоками занимались Н.О. Брайловский, Б.И. Грановский, М.Я. Блинкин, В.В. Семенова. Э. А. Сафронова [приводится по 20]. Этими исследователями рассматриваются проблемы отдельных видов транспорта в общей структуре, формирования парка автотранспортных средств, последствий воздействия транспорта на окружающую среду [13], обеспечения устойчивого развития транспортной системы [15; 17; 18; 23], проблемы транспортной планировки городов [12; 16]. В частности вопросы использования спутниковой навигации на автомобильном транспорте, в системах управления городским пассажирским транспортом общего пользования рассматриваются в монографиях П. Пржибыла, М. Свитека, В.М. Власова, А.В. Постолита, Д.Б Ефименко. Основы исследования внутренней динамики поведения транспортных потоков заложены в трудах Б. Гриншильдса, Х. Гринберга, которые одними из первых описали аналитически фундаментальную кривую «скоростьплотность» для транспортного потока на одной полосе и установили 12 современный вид зависимостей, «скорость-интенсивность» для транспортного потока. Исследователями Я.А.Калужский, А.К.Бируля, В.Ф.Бабков, Я.В.Хомяк, Н.Ф.Хорошилов, М.С.Фишельсон, А.А.Поляков, Г.И.Клинковштейн, В.В.Сильянов и другими были сделаны вклады в изучение вопросов влияния интенсивности движения, состава потока на скорость потока автомобилей. С точки зрения проектирования автомобильных дорог, в работе В.В.Сильяновой [21] отражены вопросы оценки пропускной способности автомобильных дорог, эффективности принятия проектных решений и эффективности применения отдельных средств организации движения. Моделирование широко используют для формализованного описания процесса функционирования потока транспорта в городских условиях. В различное время построением моделей городских транспортных потоков занимались: И.Р. Пригожин, В.В. Зырянов, В.В. Сильянов, В.И. Коноплянко, Е.М. Лобанов, А.П. Буслаев, Д. Дрю, Б.С. Кернер, Т. Нагатами, Ф.К.Мартинес и другие. В результате был накоплен большой объем научных, статистических и экспериментальных исследований, что позволило решать транспортные задачи в условиях жестких эффективности транспортных систем городов. Вопросы требований к оптимизации движения транспортных потоков хорошо рассмотрены в книге А.П. Буслаева, А.В.Новикова, В.М. Приходько, А.Г. Таташева, М.В. Яшиной «Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения» [1]. Так же следует отметить работу Швецова В.И. «Математическое моделирование загрузки транспортных сетей» [25] и также публикацию В.В. Семенова «Математическое моделирование динамики транспортных потоков» [20]. В них рассмотрены проблемы инструментария и алгоритмов построения моделей загрузки улично-дорожной сети городов и динамического моделирования движения транспорта. 13 В области построения моделей движения транспортного потока следует отнести фундаментальные работы коллектива кафедры волновой и газовой динамики механико-математического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (Н.Н. Смирнов, А.Б. Киселев, В.Ф. Никитин). В этих работах представлено развитие модели движения автотранспортных потоков, предложена модель двухполосного транспортного транспортных. Модель движения транспорта потока, описывает и хорошо учитывающая особенности согласуется перестроения однонаправленного с проводившимися экспериментальными измерениями. В то же время, построение масштабных транспортных моделей в большинстве российских городов еще не получило достаточного и необходимого уровня. Так, прежде чем проводить конкретные организационно-технические мероприятия, необходимо четко прогнозировать, как последствия их реализации, так и целесообразность проведения подобных мероприятий вообще. Решение подобных технических задач должно полностью опираться на математическое моделирование процессов, возникающих при взаимодействии существующих транспортных сетей городов и их потребителей. Таким образом, основная задача всех математических моделей – спрогнозировать и оценить эффективность возможных реализаций проектируемых мероприятий. Любая математическая модель, в том числе и функционирования транспортной сети, основывается на большом многокомпонентном объеме исходных данных, получение которых связано, и с большими затруднениями, и с быстро меняющейся ситуацией в мегаполисе, делающей подобные данные неактуальными и устаревшими. Именно это является основной трудностью для создания транспортных моделей крупных городов. К подобным необходимым для полноценного моделирования данным относятся: дифференцированная по районам численность населения, число 14 мест приложения труда, рекреационный потенциал, среднее время передвижения и др. Очевидно, что сбор исходных данных составляет наиболее трудоемкий и продолжительный по времени этап при построении транспортных моделей [8; 9; 10; 14; 24; 25]. При этом необходимая формализация параметров, используемых аналитических показателей, характеризующих существующее состояние дорожно-транспортного комплекса, является первым этапом в создании транспортной модели города, предложения. Следующим то есть (вторым) созданием транспортного этапом моделирования является расчет транспортного спроса, что представляет собой более сложную и трудоемкую в математическом моделировании задачу. Подобное моделирование, в первую очередь, должно быть связано с определением критериальной системы оценки эффективности функционирования транспортных систем. Следует отметить, что само понятие «транспортная система» редко и достаточно сложно формализуется в современной научной литературе. К тому же представление транспортной системы исключительно как природнотехнической системы сразу же переводит задачу постановки критериев эффективности её функционирования в плоскость взаимодействия участников дорожного движения и окружающей среды, что, в ситуации необходимого равноправия этих компонентов системы делает ее значительно более сложной. В научной литературе 70-х годов прошлого века исследованиям и оценкам качества функционирования транспортных систем городов было уделено значительное внимание [6; 7; 22; 23; 24]. В исследованиях понятия «качество транспорта», «эффективность транспорта» были отнесены исключительно к отдельным составляющим транспортных систем и их функционированию [4; 19]. Тогда же исследовались региональные особенности функционирования транспортных систем, [2; 3; 6; 11; 18]. Также оценивалась эффективность отдельных мероприятий, инноваций в 15 области систем транспорта, более редко работы были посвящены организации дорожного движения. В настоящее время цель функционирования городских транспортных систем, обеспеченная в свое время соответствующим математическим моделированием, все более скрывается за сложными экономическими взаимоотношениями современной рыночной экономики. Фактическое отсутствие формальных целевых установок делает достаточно сложным, а в некоторых ситуациях практически невозможным, саму постановку задачи определения эффективности функционирования транспортной системы во всем многообразии ее проявлений. Фактическое соответствующих отсутствие аналитических надежной системы показателей для координат, оценки качества эффективности функционирования современных транспортных систем городов в условиях современной экономики и инфраструктуры постиндустриального общества можно объяснить, в первую очередь, отсутствием современных инструментов оценки транспортного спроса на транспортные услуги. Получив определенным образом построенные модели транспортного спроса, в том числе, проведя адекватное современной ситуации математические моделирование, становится возможным и проведение исследований по сопоставлению (эффекту) затрат сообщества на эксплуатацию транспортной системы и потребностей общества и степени их удовлетворения. В отличие от задач организации дорожного движения, где используются, в основном, имитационные модели движения транспорта, в транспортном основывающиеся планировании на используются макроскопических прогнозные параметрах, модели, описывающих транспортный поток. В этих моделях параметрами являются: скорость транспортного потока, интенсивность транспортного потока, интенсивность пассажиропотоков. Таким образом, основой прогнозного моделирования 16 городских транспортных систем становится задача реализации пассажирских транспортных корреспонденций [26]. Транспортная прогнозная модель, как правило, представляет собой программный комплекс, состоящий из информационных и расчетных блоков. Информационные блоки реализуют базу данных хранения и обработки информации, необходимой для прогноза транспортных потоков. Расчетные блоки представляют алгоритмы решения задач математического программирования, ориентированных на прогноз потребности в перемещениях людских потоков и расчет реализующих ее потоков транспортных единиц. Очевидно, что сбор исходных данных представляет собой наиболее трудоемкий и продолжительный по времени этап при построении транспортных моделей [26]. В свою очередь, алгоритмизация построения транспортных моделей решает задачу определения степени соответствия существующего транспортного спроса имеющемуся транспортному предложению. Таким образом, базовую часть модели, включающую наполнение ее исходными данными можно разделить на два этапа: 1 этап. Создание транспортного предложения и расчет транспортного спроса. При этом необходима определенная формализация параметров, характеризующих имеющееся в настоящий момент состояние дорожнотранспортного комплекса, 2 этап. Совершенствование алгоритмов распределения транспортного спроса по имеющемуся транспортному предложению и калибровка модели по собранным данным, определяющим основные параметры транспортного движения на действующей сети. Последнее возможно лишь при наличии сформированных и формализованных параметров транспортного спроса и Можно оценить необходимый к формализации объем исходных данных, который будет определяться достаточно большим числом составляющих [27]. По мнению этого автора к этим составляющим относятся: 17  Транспортное предложение;  Транспортный спрос. Транспортное предложение, в свою очередь, имеет следующие составляющие:  Картографическая информация (цифровой план города);  Сеть путей движения для различных видов транспорта, ее свойства и условия движения, включая технические средства организации дорожного движения;  Типы улиц и дорог, среднегодовая суточная интенсивность, пропускная способность перегонов и перекрестков, и т.д. Транспортный спрос:  Данные статистики: сведения о населении, о трудоспособном населении, о рабочих местах, о рабочих местах в сфере услуг, о количестве студентов и учебных местах;  Данные статистики о распределении корреспонденций по целям поездок;  Модель Split: общее разделение транспортных потоков по видам транспорта на исследуемой территории. Тем же автором предлагается следующий расчет прогноза в подобной транспортной модели, который осуществляется по четырехшаговому алгоритму, вследствие чего такие прогнозные транспортные модели называют «четырехшаговыми» [27: 161]. В подобной модели выделяются четыре этапа (шага): 1. Генерация спроса (Trip Generation). 2. Распределение спроса (Trip Distribution). 3. Выбор режима (Mode Choise). 4. Перераспределение (Assignment). 18 1.2. Описание существующих программных продуктов, реализующих аналоги предлагаемой разработки В настоящий момент рынок программных продуктов в области транспортного планирования (макро-моделирования) и организации движения (микро-моделирования) только начинает формироваться. Одной из первых и программ, реализующих представленный выше четырехшаговый алгоритм загрузки транспортных сетей является программа EMME/2. (расшифровка «Equilibre Multimodal, Multimodal Equilibrium» означает "Мультимодальное Равновесие"). Первые подобные транспортные модели на основе данного программного продукта были созданы в Канаде и в Финляндии. Программное обеспечение EMME/2 разрабатывалось как интерактивно-графическая гибкая среда моделирования для городского и регионального транспортного планирования. На российском рынке можно отметить две системы моделирования движения Vissim+Visum (PTV Vision) и Aimsun NG (TSS). По своим возможностям и области решаемых задач системы практически идентичны и объединяют в себе полный пакет программного обеспечения для планирования, анализа и организации транспортного движения. В модуле VISUM PTV Vision® реализован первый уровень моделирования – макро-моделирование, в котором объектом моделирования является транспортный поток. На сегодняшний день в мире существует также и множество специальных систем для микро-моделирования транспортных потоков, например, VISSIM, TRANSIMS, PARAMICS, EMME/2, SATURN [27]. 19 1.3. Описание целевого назначения и основных характеристик программного комплекса, включающего модуль оценки эффективности элементов транспортной сети (МОЭТС) Программный комплекс представляет собой сетевую систему, состоящую из пакета имитационного моделирования Aimsun, программного комплекса подготовки данных и визуализации результатов транспортного моделирования AnetEditor и геоинформационной системы Mappl (Рисунок 1.1). В свою очередь, комплекс подготовки данных и визуализации результатов включает модули подготовки данных (ПК) и комплексной оценки эффективности маршрута (КОЭМ). Пакет имитационного моделирования Aimsun Программный комплекс ANetEditor Модуль оценки эффективности элементов транспортной системы Геоинформационная система Mappl Система управления базами данных MySQL Рисунок 1.1 Программный комплекс проектирования параметров УДС 1.3.1 Пакет имитационного моделирования Aimsun ПИМ Aimsun представляет собой полнофункциональный комплекс инструментов анализа транспортных потоков и перевозок, который может 20 использоваться для планирования, детального моделирования и исследования требований и условий деятельности в сфере транспорта. Продукт реализует интегрированную платформу, пригодную для выполнения как статического, так и динамического моделирования. ПИМ Aimsun спроектирован и реализован в помощь аналитику, применяющему на практике четырехступенчатую Основные функции модель приложения транспортного таковы: статическое планирования. распределение (назначение) трафика (одно- и многопользовательское), анализ запросов (включая импорт/экспорт матриц, манипуляции с матрицами, анализ местоположения детекторов и корректировку матриц) и генерация обходов. Моделирования дорожного движения необходимо как для выявления эффективных стратегий управления транспортными потоками, так и для поиска оптимальных решений по развитию улично-дорожной сети (УДС) в периоды реконструкции, ремонтов коммуникаций и пр. Целью моделирования является определение оптимальной топологии УДС, адекватный выбор расположения технических средств организации дорожного движения, определение возможных этапов будущего развития. На модели можно опробовать влияние всплесков интенсивности, влияние перекрытия полос движения, связанное с предстоящей реконструкцией, на общую транспортную ситуацию, что невозможно сделать в реальной сети. Исходными данными для моделирования являются результаты транспортного обследования, в ходе которого выявляются: Топологические характеристики УДС включают, в том числе:  количество полос дорожного полотна;  ширина полос дорожного полотна;  ширина обочины;  геометрические данные пересечений;  количество и расположение транспорта; 21 остановок городского  расположение знаков регулирования дорожного движения. Характеристики транспортных средств включают, в том числе:  длину;  ширину;  максимальную допустимую скорость;  максимальное ускорение;  максимальное и нормальное торможение;  время реакции водителя;  минимальную дистанцию между ТС;  уровень потребления топлива;  уровень выброса загрязняющих веществ. Характеристики светофорных объектов (СО) включают, в том числе:  организацию дорожного движения на перекрестках;  фактические временные параметры работы СО;  наличие регистрирующих камер и управляющих детекторов на перекрестке. Характеристики транспортных потоков включают, в том числе:  входную интенсивность движения;  интенсивность движения на поворотных направлениях. Особенности движения и парковки транспортных средств на рассматриваемой УДС включают, в том числе:  наличие парковок в пределах исследуемой сети;  количество автомобилей выезжающих с парковок, расположенных вдоль дорог, в час. 1.3.2 Геоинформационная система Mappl Географическая информационная система Mappl (ГИС Mappl) – это система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а также получение на их основе новой информации о пространственно-ориентированных 22 явлениях. В ГИС информация организована в виде слоев. Каждый слой представляет собой совокупность объектов, объединенных каким-либо общим признаком (например, тематические слои зданий, гидрографических объектов и др.). В свою очередь, каждый объект в ГИС характеризуется координатной парой (или набором координат) и некоторыми атрибутивными характеристиками. ГИС предоставляет возможности накопления и анализа пространственной информации, оперативного поиска объектов, их отображения в удобном для использования виде, осуществления различного рода поисково-справочных процедур. Данные со слоёв хранятся в реляционной СУБД. ГИС хранит данные в MySQL. 1.3.3 Программный комплекс подготовки данных и визуализации результатов транспортного моделирования ANetEditor Программный распределенной комплекс подготовки ANetEditor данных и (рисунок 1.1) создан визуализации для результатов транспортного моделирования пакета Aimsun. Он использует ГИС Mappl для редактирования и отображения объектов. В отличии от пакета Aimsun, комплекс ANetEditor позволяет анализировать результаты моделирования Основным недостатком программного комплекса Аimsun следует считать то, что при моделировании необходимых параметров он отражает загруженность каждой секции в отдельности, при этом не учитывая влияние одной секции на другую. Последнее может быть определено как достаточно большая погрешность в значительной степени снижающей эффективность прогнозирования «пробкообразования». В свою очередь комплекс ANetEditor позволяет оценивать как результаты моделирования по каждой секции в отдельности, так и рассматривать «пробку» как единое целое, т.е. в данном случае присутствует влияние одной секции на другую, что позволяет комплексно анализировать 23 систему «пробкообразования» как единое целое, тем самым в значительной степени повышая эффективность прогнозирования. Следует отметить также, что, в отличии от Aimsun, ANetEditor экономически более целесообразен в плане дешевизны, а также к его достоинству можно отнести возможность изменения функции визуализации. 1.4. Особенности разработки системного модуля оценки эффективности транспортной системы Разрабатываемый системный модуль МОЭТС является компонентом программного комплекса ANetEditor. Его основной задачей является экспертная оценка эффективности выделенных полос наземного городского маршрутного транспорта. Системный модуль состоит из двух подсистем:  подсистемы подготовки данных.  подсистемы комплексной оценки эффективности маршрута. Подсистема подготовки данных осуществляет импорт существующей маршрутной сети из городских информационных баз, а также полуавтоматический ввод данных по инфраструктуре маршрутной сети. Она позволяет подготовить данные для последующей загрузки в ПИМ Aimsun. Основной модуль МОЭТС (подсистема комплексной оценки эффективности маршрута) непосредственно осуществляет комплексную оценку эффективности маршрута. Он позволяет оценить провозную способность маршрутов общественного транспорта в зависимости от различных характеристик маршрута, а так же затраченное время на маршрут. Программное обеспечение основного модуля обеспечивает оценку следующих показателей:  Максимальная провозная способность маршрута.  Провозная способность в соответствии с модельным спросом на пассажироперевозку по данному маршруту. 24  Необходимые интервалы движения маршрутно- транспортных средств, в соответствии со спросом.  Время маршрута в общем транспортном потоке.  Время маршрута с учетом выделенной полосы по всему маршруту или на отдельных участках.  Оптимальные характеристики маршрута с учетом ввода выделенных полос движения, времени движения по маршруту, загрузки транспортных средств и провозной способности маршрута. Входными данными для основного модуля являются:  Длина секции.  Число полос.  Полная пропускная способность секции.  Пропускная способность на полосу.  Спрос автомобильного движения на секцию.  Скорость участка свободного движения.  Характеристики маршрутов НГПТ.  Характеристики остановочных пунктов НГПТ.  Интервалы движения маршрутных транспортных средств.  Вместимость маршрутных транспортных средств.  Транспортные задержки на характерных участках маршрутов (пересечения со светофорным регулированием, сложные транспортные развязки и т.д.). Выходными параметрами модуля являются:  Длина участка, с прогнозируемыми монотонными значениями параметров дорожного движения (средней скорости, плотности и интенсивности движения).  Тип затрудненного участка.  Средняя скорость транспортного потока на участке. 25  Средняя плотность транспортного потока на участке.  Время в пути на участке.  Интенсивность движения транспортного потока на участке.  Значения провозной способности маршрутных транспортных средств, в зависимости от характеристик маршрутов.  Значения провозной способности полосы движения для личного транспорта.  Значения времени, необходимого для совершения маршрута для маршрутных средств и личного транспорта при различной инфраструктуре (без ввода выделенной полосы, выделенная полоса по всему маршруту, выделенная полоса на отдельных участках маршрута).  Значения комплексных показателей оценки эффективности маршрута. Основным результатом работы системного модуля является отображение на ГИС Mappl картограмм и цифровых характеристик маршрутов как по монотонным участкам, так и по маршруту в целом, сформированный отчет в виде табличных форм, графиков и диаграмм по агрегированным значениям параметров участков маршрута и значениям комплексных показателей оценки эффективности маршрута привлекательности для пассажиров. 1.5. Техническое задание на разработку системного модуля Техническое задание на разработку системного модуля приведено в Приложении I. 26 и его Глава 2. Математическое обеспечение программного комплекса МОЭТС Для разработки программного обеспечения модульной системы экспертной оценки эффективности транспортной системы необходимо определить математический аппарат и разработать соответствующую алгоритмизацию, составляющую вычислительную часть программного комплекса МОЭТС. Для этого, в первую очередь, необходимо определить основные исходные данные, детерминирующие содержательное наполнение программного продукта. К последним следует отнести основные показатели, определяющие эффективность данного сектора наземной транспортной системы. В данной работе, исходя из особенностей анализа транспортной системы, предложенной во Введении, определены следующие базовые (исходные) показатели:  Ji – Интервал движения маршрутного ТС для одного маршрута;  PiR – Расчетный пассажиропоток для секции;  Ki – Вместимость маршрутного транспортного средства;  Vsp – Средняя скорость транспортного потока для секции;  Qs – Средняя плотность транспортного потока для секции;  Ls - Длина секции;  Vмf – Скорость свободного движения маршрутного транспортного средства;  Npass – Количество пассажиров на остановке. Интервал движения маршрутного ТС первоначально определяется, исходя из имеющихся предположений о характере и особенностях маршрута движения соответствующего ТС в данном микрорайоне. Этот показатель рассматривается нами как наиболее варьируемый в зависимости от получаемых результатов на выходе модуля КОЭМ. 27 Показатель расчетного пассажиропотока определяется на основании данных, получаемых с помощью программного комплекса Aimsun. Аналогично такие показатели как вместимость маршрутного транспортного средства, средняя скорость транспортного потока¸ средняя плотность транспортного потока, а также скорость свободного движения маршрутного транспортного средства являются варьируемыми показателями, определяемыми как особенностями данного урбанистического ландшафта, так и результатами промежуточного анализа, получаемого с помощью разрабатываемого модуля. 2.1. Расчет промежуточных результатов Исходя из зафиксированных на момент промежуточного анализа исходных данных на первом этапе разработки математического аппарата проводится разработка алгоритма расчета промежуточных результатов. При этом должно быть, в первую очередь, учтено количество проходящих маршрутов по секции (Cм). Данный показатель рассчитывается посредством ГИС Mappl и является фиксированным. Таким образом, пассажиропоток общественного транспорта (Pspt) на секции определяется как 𝐶 𝑃𝑠𝑝𝑡 = ∑1𝑚 𝑝𝑖𝑅 (2.1.1) где, Cм – Количество проходящих маршрутов по секции; PiR – Расчетный пассажиропоток. При этом суммация происходит по всем маршрутам данной секции. Важным показателем промежуточных расчетов является средняя интенсивность транспортного потока (Is), рассчитываемого для каждой секции. Этот показатель ставиться является функцией произведения таких показателей, как средняя скорость транспортного потока (Vsp) и средняя плотность транспортного потока (Qs) и рассчитывается по формуле: 𝐼𝑠 = 𝑉𝑠𝑝 ∙ 𝑄𝑠 28 (2.1.2) Аналогично рассчитываются такие промежуточные показатели как среднее время движения транспортного потока по секции (Ts) и пассажиропоток личного транспорта на секции (Pscar) (соответственно формулы 2.1.3, 2.1.4) 𝑇𝑠 = 𝐿𝑠 ⁄𝑉𝑠𝑝 (2.1.3) где Ls длина секции, Vsp – средняя скорость транспортного потока и 𝑃𝑠𝑐𝑎𝑟 = 𝐼𝑠 ∙  (2.1.4) Где Is (средняя интенсивность транспортного потока). Последняя берется из расчета по формуле 2.1.2, а  - средняя наполняемость личного автомобиля. Параметр (Pscar) следует рассматривать как наиболее вариабельный и зависящий от сезонности¸ дня недели и времени дня. В связи с этой особенностью должен быть определен приблизительный диапазон возможной вариабельности показателя Pscar , что при дальнейшей разработке должно быть учтено в оценке эффективности данного сектора наземной транспортной системы. 2.2. Оценка параметров маршрутов общественного транспорта К параметрам анализа совокупности маршрутов общественного транспорта в пределах рассматриваемой секции относятся такие показатели как:  Средняя скорость (Vkr);  Время в пути (Tspt, Tsvp, Tst);  Пассажиропоток на секции (Pkr);  Наполняемость транспортного средства (Nkr);  Оптимальная частота транспортного средства (Fопт). 29 Показатель средняя скорость на секции определяется разностью исходно задаваемых показателей Vsp и Vмf 𝑉𝑘𝑟 = 𝑉𝑠𝑝 − 𝑉𝑚𝑓 (2.2.1) Где значение Vмf задается в настройках программы. Показатель времени в пути на секции вычисляется, если показатель Vkr, рассчитанный по формуле (2.2.1) меньше нуля. При этом он определяется как совокупностью показателей (Tspt , Tsvp Tst), где, соответственно, Tspt – время в пути в потоке; Tsvp – время в пути по выделенной полосе; Tst – задержка на остановке. Последний показатель задается в настройках либо функцией от количества входящих пассажиров. При этом показатели Tspt , Tsvp рассчитываются по формулам: 𝑇𝑠𝑝𝑡 = (𝐿𝑠 ⁄𝑉𝑠𝑝 ) ∙ 3.6 + 𝑇𝑠𝑡 (2.2.2) 𝑇𝑠𝑣𝑝 = (𝐿𝑠 ⁄𝑉𝑚𝑓 ) ∙ 3.6 + 𝑇𝑠𝑡 (2.2.3) где, как уже отмечалось, Vsp – средняя скорость транспортного потока; Ls - длина секции; Vмf – скорость свободного движения маршрутного транспортного средства; Tst – задержка на остановке. Оценка пассажиропотока на секции вычисляется, если показатель Vkr, рассчитанный по формуле (2.2.1) также меньше нуля. При этом он определяется как разность между пассажиропотоком общественного транспорта (Pspt) и пассажиропотоком личного транспорта на секции (Pscar). 𝑃𝑘𝑟 = 𝑃𝑠𝑝𝑡 − 𝑃𝑠𝑐𝑎𝑟 (2.2.4) Как уже отмечалось, оценка пассажиропотока личного транспорта будет зависеть от сезонности, дня недели и даже времени суток, поэтому такой же вариабельностью будет обладать и показатель общего пассажиропотока на 30 данной секции, что также должно быть учтено при дальнейшей разработке модуля оценки эффективности. Важным показателем, имеющим достаточный «вес» в оценке эффективности выделенных полос городского пассажирского транспорта, является наполняемость транспортного средства. Отметим, что подобный показатель в значительной степени будет зависеть от вида данного транспортного средства (вид пассажирского автобуса, маршрутное такси и т.п.). Этот показатель определяется как разность между среднеоптимальной наполняемостью ТС (Nо-ср) и расчетной наполняемостью (Nрасч). 𝑁𝑘𝑟 = 𝑁𝑜−𝑐𝑝 − 𝑁расч (2.2.5) При этом каждый из слагаемых рассчитывается по соответствующим формулам. 𝐶 𝐶 𝑁𝑜−𝑐𝑝 = ∑1𝑚 (𝑁𝑜𝑖 ⁄𝐽𝑖 ) ∙ ∑1𝑚 1 𝐽𝑖 (2.2.6) где Noi - наполняемость транспортного средства НГПТ. Этот показатель является функцией, рассчитываемой по формуле: 𝑁𝑜𝑖 = 𝐾𝑖 ∙ 𝜇 Где Ki (2.2.7) - вместимость маршрутного транспортного средства, µ - коэффициент оптимальной вместимости ТС НГПТ, который задается в настройках модуля и должен быть представлен в настройках интерфейса. Расчетная наполняемость ТС определяется по формуле: 𝑁расч = 𝑃𝑠𝑝𝑡 ⁄(𝐹ср−м ∙ 𝐶𝑚 ) (2.2.8) где Pspt - пассажиропоток общественного транспорта, а Fср-м – средняя частота маршрута, соответственно рассчитывается как 𝐶 𝐶 𝐹ср−м = (∑1𝑚 60⁄𝐽𝑖 ∙ 𝐾𝑖 )⁄∑1𝑚 𝐾𝑖 (2.2.9) где Ji – интервал движения маршрутного ТС для одного маршрута, Ki вместимость маршрутного транспортного средства, 31 Показатель оптимальной частоты движения ТС НГПТ определяется как отношение пассажиропотока общественного транспорта (Pspt) и оптимальной средней наполняемости ТС НГПТ. 𝐹опт = 𝑃𝑠𝑝𝑡 ⁄𝑁о−ср (2.2.10) 2.3 Время в пути на маршруте Усредненное время прохождения данного маршрута транспортным средством (Тм-ср) складывается из совокупности усредненных времен прохождения каждой секции (Тмi-ср). То есть 𝑇м−ср = ∑𝑀 1 𝑇м𝑖−ср (2.3.1) где Тмi-ср – усредненное время прохождения секции ТС НГПТ. В свою очередь, усредненное время прохождения секции ТС НГПТ будет зависеть как от времени непосредственного движения по данной секции, так и времени, отводимого на процедуру остановки и связанной с ней посадкой и высадкой пассажиров и процедур подъезда и отъезда от остановки. Таким образом, мы получаем ряд формул для расчета этих временных показателей. 𝑇м𝑖−ср = 𝑇𝑑𝑣 + 𝑇𝑠𝑡𝑜𝑝 (2.3.2) где Tdv – время движения на секции. В свою очередь, Tdv = Tspt в случае наличия выделенной полосы для ТС НГПТ или Tdv = Tsvp в случае ее отсутствия; Tstop – время, затрачиваемое ТС на процедуру, связанную с торможением, разгоном и высадкой-посадкой пассажиров. Этот показатель определяется по формуле: 𝑇𝑠𝑡𝑜𝑝 = 𝑇𝑡𝑜𝑟 + 𝑇𝑝𝑣𝑝 + 𝑇𝑟𝑎𝑧 32 (2.3.3) где Ttor – время торможения перед остановкой; Tpvp – время посадки – высадки пассажиров; Traz – время разгона после остановки. В свою очередь, время торможения перед остановкой является функцией как скорости свободного движения маршрутного транспортного средства (Vmf), так и Ω1 – ускорение торможения (задается в настройках в диапазоне 1,5 – 2,5, по умолчанию значение Ω1 принимается равной 2) и определяется как следующее отношение. 𝑇𝑡𝑜𝑟 = 𝑉𝑚𝑓 ⁄(3.6 ∙ Ω1) ∙ 2[сек] (2.3.4) Аналогично, время разгона (Traz) – функцией скорости свободного движения маршрутного транспортного средства (Vmf) и Ω2 – ускорение разгона (задается в настройках в диапазоне 1,2 – 1,8, по умолчанию значение Ω2 принимается равной 1,4). Traz точно также определяется как отношение: 𝑇𝑟𝑎𝑧 = 𝑉𝑚𝑓 ⁄(3.6 ∙ Ω2) ∙ 2 [сек] (2.3.5) Время посадки-высадки пассажиров (Tpvp), либо определяется как Cpvp – константа (задается в настройках), либо определяется по формуле 𝑇𝑝𝑣𝑝 = 𝛽 ∙ 𝑁𝑝𝑎𝑠𝑠 (2.3.6) Где параметр β определяется из следующих граничных условий: 𝛽 = 2, если Nрасч < 0,8* Nо-ср 𝛽 = 3,2, если 0,8* Nо-ср ≤Nрасч ≤ 1,05* Nо-ср; 𝛽 = 4,1, если Nрасч > 1,05* Nо-ср где Npass –количество пассажиров, входящих на остановке, Nо-ср – соответственно, средняя наполняемость пассажирами транспортного средства. 2.4 Средний пассажиропоток на маршруте Средний пассажиропоток на маршруте (Pspt-ср) является одним из основных показателей, определяющих эффективность выделенных полос. Он складывается из совокупности среднего пассажиропотока городского наземного пассажирского транспорта и усредненного пассажиропотока 33 личного автотранспорта. В свою очередь, эти показатели рассчитываются по следующим формулам: 𝑃𝑠𝑝𝑡−ср = ∑𝑀 1 (𝑃𝑠𝑝𝑡 ∙ 𝑇м𝑖−ср )⁄Тм−ср (2.4.1) 𝑃𝑠𝑐𝑎𝑟−ср = 𝐼п−ср ∙  (2.4.2) где, Pspt –пассажиропоток общественного транспорта; Pscar-ср – средний пассажиропоток личного транспорта на секции; Iп-ср – средняя интенсивность полосы движения транспортного потока на маршруте, берется из расчета параметров транспортных потоков на магистралях в aNetEditor;  - средняя наполняемость личного автомобиля. 2.5 Средняя наполняемость транспортного средства наземного городского пассажирского транспорта на маршруте Для определения большинства из вышеприведенных показателей, влияющих на оценку эффективности выделенных полос для НГПТ, необходимо оценить среднюю наполняемость транспортного средства наземного городского пассажирского транспорта на маршруте. Она является функцией как расчетных показателей наполняемости транспортного средства наземного городского пассажирского транспорта, так и временных параметров движения транспортных средств и определяется как отношение суммы произведений расчетного показателя наполняемости транспортных средств данного маршрута на усредненное время прохождения секции всеми ТС НГПТ к усредненному времени прохождения данного маршрута транспортным средством и рассчитывается по формуле: 𝑁расч−ср = ∑𝑀 1 (𝑁расч ∙ 𝑇м𝑖−ср )⁄𝑇м−ср 34 (2.4.3) 2.6 Расчет эффективности выделенной полосы по времени в пути на исследуемом участке улично-дорожной сети Эффективность ввода выделенной полосы по времени в пути на НГПТ рассчитывается по следующей формуле: 𝑊𝑡 = (𝑇𝑚𝑝−ср − 𝑇𝑚𝑣−ср )⁄𝑇𝑚𝑝−ср ∙ 100 (2.6.1) где, Tmp-ср – время в пути на маршруте в общем потоке; Tmv-ср – время в пути на маршруте по выделенной полосе. В свою очередь эти показатели (Tmp-ср , Tmv-ср) рассчитываются по формуле 2.3.1, соответственно, с выделенными полосами НГПТ и при ее отсутствии. Данный показатель выражается в процентном соотношении. 2.7 Расчет эффективности выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке улично-дорожной сети Расчет эффективности выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке улично-дорожной сети проводится как ряд последовательных шагов, реализуемых соответствующими программными комплексами. Шаг 1 – Расчет значения пассажиропотока (PiR ) на дугах графа (секциях) по текущей транспортной модели. Расчет пассажиропотока на исследуемом участке УДС производится в программном комплексе транспортного моделирования Aimsun 8 Expert без ввода выделенной полосы. Данный показатель, рассчитываемый для каждой секции, является исходным для модуля КОЭМ. Шаг 2 – Расчет значений усредненного времени прохождения секций ТС НГПТ (Тмi-ср) проводится модулем КОЭМ по формуле 2.3.2. Шаг 3 – На этом шаге необходимо провести корректировку ценовых функций (PT Delay) дуг графа (секций) на исследуемом участке УДС для алгоритма равномерного распределения 35 пассажиропотока для общественного транспорта. Корректировка ценовых функций производится оператором ПЭВМ вручную на основании нормативных показателей элементов транспортной системы, актуализируемых на данный момент времени. Шаг 4 – Данная операция полностью аналогична по своей структуре шагу 1 за исключением того, что на этом шаге расчет новых значений пассажиропотока на дугах графа (секции) по текущей транспортной модели в ПИМ Aimsun проводится уже с учетом ввода выделенной полосы на исследуемом участке УДС. Шаг 5 – Расчет эффективности выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке улично-дорожной сети (Wp) проводится модулем КОЭМ по следующей формуле: 𝑊𝑝 = (𝑃𝑠𝑝𝑡−ср−𝑣 − 𝑃𝑠𝑝𝑡−ср−𝑝 − 𝑃𝑠𝑐𝑎𝑟−ср )⁄𝑃𝑠𝑝𝑡−ср−𝑝 ∙ 100 (2.7.1) где, Pspt-ср-p - средний пассажиропоток исследуемого участка без учета выделенной полосы (показатель результата вычислений на шаге 1); Pspt-ср-v – средний пассажиропоток исследуемого участка с учетом выделенной полосы (показатель результата вычислений на шаге 4); Pscar-ср – средний пассажиропоток перевозимый на личном транспорте по 1-й полосе движения (рассчитывается по формуле 2.4.2). При этом значение Iп-ср (средняя интенсивность полосы движения транспортного потока на маршруте) берется из расчета параметров транспортных потоков на магистралях в aNetEditor, а показатель средней наполняемости личного автомобиля () является одним из исходных параметров. 36 Глава 3. Проектирование и разработка модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы В процессе проектирования и разработки программного обеспечения модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы была выбрана гибкая методология разработки программного продукта. Данный выбор был обоснован динамичностью формирований требований к функциональной нагрузке и интерфейсу системы модулей. Данная методология подразумевает поставку рабочего кода продукта через каждые итерационные периоды и тесное (практически ежедневное) общение с заказчиком. Для решения поставленной задачи было использовано следующее программное обеспечение:  Среда разработки программного обеспечения Borland Delphi 7;  Система автоматического контроля версий исходного кода CVS-NT;  Система управления базами данных MySQL  Графический интерфейс пользователя реляционных баз данных SQLyog. 3.1. Положение системы МОЭТС в структуре взаимодействия с другими компонентами программного комплекса Модульная система оценки эффективности элементов транспортной системы (МОЭТС) входит в программный комплекс ANetEditor внутри которого он взаимодействует с ГИС Mappl и СУБД MySQL (Рис. 3.1). Система МОЭТС состоит из модуля подготовки данных (модуль ПД), который проводит предварительную подготовку данных о точечных объектах маршрутной инфраструктуры для последующей их обработки и хранения и модуля комплексной оценки эффективности маршрута (КОЭМ). 37 Подготовленные модулем ПД данные по анализируемым объектам передаются (импортируются) в СУБД, которые в дальнейшем поступают непосредственно в пакет имитационного моделирования (ПИМ) Aimsun для дальнейших вычислений и расчета пассажиропотока инфраструктуры маршрутной сети. Данный и создания модуль позволяет в автоматическом или полуавтоматическом режиме создавать точечные объекты инфраструктуры маршрутной сети для последующего экспорта в (ПИМ) Aimsun. Создаваемые модулем ПД объекты накапливаются в СУБД для последующей обработки в (ПИМ) Aimsun и отображении получаемых результатов в ГИС Mappl. Модуль КОЭМ предназначен для создания виртуальных выделенных линий НГПТ и дальнейшего их анализа по соответствующим параметрам, представленным в Главе 2. Результаты обработки данных в модуле КОЭМ будут представлены как в количественном виде (накапливаемые в СУБД) для построения соответствующих гистограмм и графиков, так и в графическом виде, отображаемом в ГИС Mappl. ПИМ Aimsun ANetEditor МОЭТС Модуль ПД ГИС Mappl Модуль КОЭМ СУБД MySQL Рисунок 3.1 Положение МОЭТС в структуре программного комплекса 38 3.2 Проектирование модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы Модуль ПД (подготовки данных) подготавливает исходные данные (получаемые из ПИМ Aimsun и вводимые оператором из соответствующих баз данных) для последующего сохранения в базе данных MySQL, из которой они в дальнейшем поступают для обработки и анализа в ПИМ Aimsun. Для подготовки данных в модуле используются следующие таблицы:  Stop_stations – таблица созданных остановок.  Stop_link_table – таблица связей остановок с остановочными станциями.  Sections – таблица объектов типа «секция».  Roads – таблица объектов типа «дороги».  Omk_streets – таблица справочника улиц.  Stoppass – таблица остановок.  Paspparam – таблица маршрутов. В рамках подготовки и обработки исходных данных модулем проводится создание новых объектов, обладающих координатными и семантическими параметрами. Данные остановки как точечного объекта создаются в специальном слое ГИС Mappl. В модуле ПД представлен исходный код алгоритма автоматического создания точечных объектов и их группировки на основе данных об остановках НГПТ и исходных данных получаемых из ПИМ Aimsun (Приложение II). В режиме автоматического создания подобных точечных объектов и их группировок модуль ПД использует компонент ГИС Mappl для поиска объектов слоя. Этот компонент последовательно перебирает все объекты слоя «остановки» и передает по одному объекту слоя в специализированную функцию TMOAutohitchCheckObject. После этого в ней функция TestStop 39 производит анализ параметров данного точечного объекта (остановки) по следующим показателям:  Найдены ли ближайшие секции;  Была ли остановка уже добавлена;  Положение остановки относительно секции;  Совпадение/несовпадение поля «код улицы» у секции и остановки. Таким образом, определяется положение остановки как элемента маршрутной инфраструктуры в его координатной и семантической целостности. Поиском ближайшей секции занимается функция GetNearestSection. Эта функция используя API ГИС Mappl находит все объекты слоя «секции» в радиусе SECTION_MAX_DELTA от позиции остановки. В зависимости от выбранного типа создаваемых остановок и их группировок (автобусные, троллейбусные или трамвайные), функция отбирает соответствующие секции слоя, руководствуясь полем RD_TYPE в таблице Sections общей базы данных. После этого в цикле для каждой секции вычисляется расстояние от нее до позиции остановки, и путем сравнения выбирается ближайшая секция. Формат базы данных объектов типа «секция» (Sections) представлен в таблице 3.1. Таблица 3.1 Формат базы данных объектов типа «секция» (Sections) Поле Тип Комментарий OKEY int(10) Уникальный номер внутри таблицы (ключевое поле) MUID bigint(20) Уникальный идентификатор объединяющей остановки MINX int(10) Левая граница объекта по оси Ox MAXX int(10) Правая граница объекта по оси Ox MINY int(10) Левая граница объекта по оси Oy MAXY int(10) Правая граница объекта по оси Oy ObjectStyle bigint(20) Идентификатор стиля объекта ObjectType tinyint(3) Код типа объекта 40 LINE longblob Графическое представление объекта ID int(11) Внешний идентификатор секции Aimsun RD_TYPE int(10) Тип секции PassFlow Double(10, 5) Расчетный пассажиропоток (из Aimsun) Функция CheckIfStopdAdded проверяет, была ли остановка уже создана в таблице stop_stations. Таким образом достигается отсутствие избыточности и дублирования данных в базе данных. Для проверки положения остановки относительно секции используется функция CheckIfStopBetweenSections. Данная функция производит поиск ближайшей секции, идущей параллельно анализируемой. Для этого функция CheckPolylineSParallel принимает на вход две полилинии и проверяет расстояние между каждыми узловыми точками. Это расстояние не должно превышать точность хранения координат слоя. После этого проверяется, местоположение (координаты) остановки относительно этих двух параллельных секций, либо отсутствие ее слева от нее, в случае, дороги с односторонним движением. Для этого так же используется API ГИС Mappl. Важным этапом работы функции TestStop в рамках деятельности модуля ПД является сравнение полей «код улицы» у объекта «секция» и объекта «остановка». Это необходимо для того, чтобы синхронизировать место остановки с соответствующим кодом с секцией, имеющей аналогичную кодировку. Для этого из таблицы объектов типа «дороги» (Roads) находятся все объекты, пересекающиеся с секцией, и для каждой из них в таблице справочника улиц (Streets) по ключу «omk_street_code» находится название улицы (name). Следующий SQL-запрос производит выборку: 'SELECT a.name FROM ' + RoadsLayerDB + '.omk_streets a INNER JOIN '+ RoadsLayerDataSource + ' b ON b.òmk_street_code` = ' + 'a.òmk_code` WHERE b.òmk_street_code` = ' + IntToStr(Scode)' 41 где RoadsLayerDB – название базы данных, в которой лежит таблица объектов типа «дороги», RoadsLayerDataSource – название таблицы объектов типа «дороги», IntToStr (Scode) – переведенный в строку код улицы по общемосковскому классификатору. Формат таблиц Roads и Streets представлен, соответственно, в таблицах 3.2 и 3.3 Таблица 3.2 Формат Roads Поле Тип Комментарий OKEY int(10) Уникальный номер внутри таблицы (ключевое поле) MUID bigint(20) Уникальный идентификатор объединяющей остановки MINX int(10) Левая граница объекта по оси Ox MAXX int(10) Правая граница объекта по оси Ox MINY int(10) Левая граница объекта по оси Oy MAXY int(10) Правая граница объекта по оси Oy ObjectStyle bigint(20) Идентификатор стиля объекта ObjectType tinyint(3) Код типа объекта LINE longblob Графическое представление объекта omk_street_code bigint(38) Код улицы по общемосковскому классификатору Таблица 3.3 Формат Streets Поле Тип Комментарий ID int(10) Уникальный номер внутри таблицы (ключевое поле) MUID bigint(20) Уникальный идентификатор объединяющей остановки omk_code int(11) Код улицы по общемосковскому классификатору Тем же способом находится название улицы для остановки. После этого следует проверка: найдется ли в списке улиц, которые пересекает секция – название улицы на которой стоит остановка. Следующий этап – группирование остановок с одинаковым названием в группу остановок. Данные о текущей остановке передаются в функцию 42 FindNearestStopStation. В ней производиться поиск всех остановок в радиусе STOP_STATION_SEARCH_DELTA от положения текущей остановки методами API ГИС Mappl. Все найденные остановки записываются в динамический список. Далее производится отбор по алгоритму. Остановка удаляется из списка если:  Линия между текущей остановкой и найденной пересекает любой объект типа «дорога»;  Названия остановок не совпадают;  Тип найденной остановки не совпадает с типом текущей остановки;  Поле «Имя улицы» не совпадает между остановками;  Остановки не лежат с одной стороны по отношению к секции. После данной проверки список с оставшимися в нем остановками сохраняется для последующей обработки. В случае, если хотя бы одна из всех приведенных выше процедур не прошла с удовлетворительным результатом, определяемым заданными алгоритмами анализа, модуль автоматически генерирует строку сообщений и, в зависимости от выбранного способа перебора объектов, либо выходит из цикла, либо продолжает перебор. В последнем случае уникальный номер объекта в слое сохраняется в специальной структуре, которая в дальнейшем может быть экспортирована для повторного анализа в этом же модуле ПД. Если анализируемый точечный объект (остановка) прошел все проверки – управление берет на себя функция CreateAimsunStop или CreateAimsunStopStation. Последнее происходит в случае, если рядом была найдена группа остановок, удовлетворяющих условиям, описанным выше. Управляющая функция создает новый точечный объект с соответствующими координатными и семантическими параметрами. Для этого вызывается функция FillStopStation. Она присваивает вновь созданному точечному объекту следующие параметры:  Идентификатор секции, на которой будет создана остановка; 43  Название остановки;  Код остановки по общемосковскому классификатору;  Тип остановки;  Длина остановки;  Количество проходящих маршрутов через остановку;  Расстояние от начала секции до созданной остановки. Количество проходящих маршрутов для каждого создаваемого точечного объекта вычисляется с помощью функции GetRoutsCount. В нее передается список кодов остановок по общемосковскому классификатору, который участвует в следующем запросе: 'SELECT COUNT(t.q) FROM (SELECT a.KODM AS q FROM ngpt.stoppass a INNER JOIN ngpt.pasparam b ON a.KODM = b.KODM WHERE a.KSTOP IN ('+ KList +') GROUP BY a.kodm) t' где, a.kodm и b.kodm – код маршрута в таблицах Stoppas и Paspparam (соответственно, таблицы 3.4, 3.5); a.KSTOP – код остановки по общемосковскому классификатору; KList - список кодов остановок, для которых выполняется запрос. Таблица 3.4 Формат Stoppas Поле Тип Комментарий KSTOP int(11) Код остановки по внутреннему справочнику KODM bigint(20) Код маршрута в таблице paspparam ID int(11) Идентификатор в таблице (ключевое поле) Таблица 3.5 Формат Paspparam Поле Тип Комментарий KODM Int(10) Код маршрута (ключевое поле) KIND Int(11) Тип маршрута 44 Поле «тип остановки» заполняется соответственно типу остановки (B – Автобус, L - Троллейбус, M – Трамвай). Однако, в случае создания группы остановок, полю присваивается значение P. Также для одиночной остановки поле «длина остановки» устанавливается как значение 3, а для группы остановок вычисляется расстояние между начальной и конечной остановкой. После того, как объект будет заполнен (определены все координатные и семантические параметры), он сохраняется в таблице Stop_stations. Таблица созданных единичных остановок (Stop_stations) хранит в себе созданные модулем подготовки данных остановки в следующем формате (Таблица 3.6) Таблица 3.6 Формат Stop_stations Поле Тип Комментарий OKEY Int (10) Уникальный индекс объекта в слое (ключевое поле) MUID bigint(20) Уникальный идентификатор объекта X int(10) Координата объекта по оси Х Y int(10) Координата объекта по оси Y ObjectStyle bigint(20) Идентификатор стиля объекта ObjectType tinyint(3) Код типа объекта LINE longblob Графическое представление объекта Section_id int(11) Идентификатор секции Stop_name varchar(250) Название остановки Stop_position int(20) Расположение остановки на секции (от начала) stop_code int(11) Код остановки по Мосгортранс Stop_capacity int(11) Stop_type char(1) Stop_length int(20) Количество маршрутов останавливающихся на остановке Тип остановки (B – Автобус, L - Троллейбус, M – Трамвай, P – остановочная станция) Длина остановки Для параметризации точечных объектов, определяющих две и более остановок (группа остановок), удовлетворяющих параметрам, описанным выше. Предлагается следующий алгоритм цикла подготовки исходных данных для их размещения в соответствующей базе данных. 45 Все остановки группы добавляются в таблицу Stop_link_table, методом SQL-запроса, приведенного ниже: INSERT INTO adp.stop_link_table (parent_muid, stop_code, stop_capacity, stop_type, stop_name, stop_position) VALUES (' + PMUID + ', ' + NearestNGPTStopsList[i].stop_code + ', ' + IntToStr(NgptStopCapacity) + ', ' + '"' + NearestNGPTStopsList[i].type+ '", ' + NearestNGPTStopsList[i].Stop_name+ ', '+ StopPosition[i] + ')' где PMUID – Уникальный идентификатор объединяющей остановки; NearestNGPTStopsList[i].stop _code – код остановки по внутреннему справочнику; IntToStr(NgptStopCapacity) – переведенное в строку количество маршрутов, останавливающихся на каждой – NearestNGPTStopsList[i].type из тип остановок; остановки; NearestNGPTStopsList[i].Stop_name – название остановки; StopPosition[i] расположение остановки от начала секции. Формат связей остановок с остановочными станциями (Stop_link_table) приведен в таблице 3.7. Таблица 3.7 Формат Stop_link_table Поле Тип Комментарий ID int(10) Уникальный номер внутри таблицы (ключевое поле) Parent_muid bigint(20) Уникальный идентификатор объединяющей остановки Stop_code int(11) Код остановки по внутреннему справочнику Stop_capacity int(11) Количество маршрутов останавливающихся на остановке Тип остановки (B – Автобус, L - Троллейбус, M – Stop_type char(1) Stop_name varchar(250) Название остановки Stop_position int(20) Расположение остановки на секции (от начала) Трамвай, P – остановочная станция) 46 Разработанный в разделе 3.2 алгоритм подготовки данных по анализируемым точечным объектам (отдельная остановка и группа остановок) предполагает цикличность работы модуля ПД по отдельным слоям ГИС Mappl. Модуль КОЭМ разработан для оценки параметров выделенной полосы. Он позволяет комплексно анализировать следующие показатели:  Время пути на секции.  Среднюю наполняемость ТС НГПТ.  Время в пути на маршруте.  Средний пассажиропоток на маршруте. Одним из результатов работы модуля КОЭМ можно считать оценку эффективности выделенной полосы на исследуемом участке уличнодорожной сети (УДС), как по времени в пути маршрута, так и по значению пассажиропотока. Модуль КОЭМ использует следующие таблицы базы данных:  Reserved_lines – Таблица созданных исследуемых участков.  Rlines_section_link – Таблица связей исследуемых участков и объектов типа «секция».  Section_route_link – Таблица связей объектов типа «секция» и кодов маршрутов. Для корректной работы модуля, в первую очередь, необходимо задать исследуемый участок УДС. Для этого при проектировании модуля в ГИС Mappl был зарегистрирован специальный режим работы с картой FAddReservedLineMapMode. Он позволяет производить поиск объектов на карте ГИС Mappl с определенными параметрами, на заданном слое. В данном случае нас интересует слой «секции» на карте – из них будет создаваться исследуемый участок (выделенная линии маршрутов НГПТ). 47 Все найденные объекты записываются в список VTReservedLines, у которым в последствие и ведется работа. Формат структуры элемента списка представлен в таблице 3.8. Таблица 3.8 Формат VTReservedLines Поле Тип Комментарий MOS TMapObjectStructure Объект ГИС Mappl Name string Имя исследуемого участка NSections Integer Количество секция в исследуемом участке NRoutes Integer Length Integer Длина исследуемого участка RLMUID Int64 Уникальный номер исследуемого участка CalcRes SectionCalcRes Расчеты по исследуемому участку Количество маршрутов проходящих через исследуемый участок Имя исследуемого участка задается при его создании в интерфейсе модуля. После этого пользователь добавляет объекты типа «секция» к исследуемому участку. При этом автоматически вычисляется длина объекта (она берется из объекта ГИС Mappl), количество маршрутов вычисляется SQL запросом (подобен описанному выше) из таблицы Section_route_link. Формат связей объектов типа «секция» и кодов маршрутов приведен в таблице 3.9 Таблица 3.9 Формат Section_route_link Поле Тип Комментарий id Int(10) Автоинкрементное поле (ключевое поле) SctionID Int(10) Идентификатор секции kodm Int(10) Код маршрута 48 Созданные исследуемые участки сохраняются в таблицы Reserved_lines и Rlines_section_link соответственно. Их формат приведен в таблицах 3.10 и 3.11. Таблица 3.10 Формат Reserved_lines Поле Тип Комментарий RLineMIUD Bigint(20) Уникальный номер исследуемого участка RLineName Varchar(20) Имя исследуемого участка NSections Int(3) Количество секция в исследуемом участке Length Int(7) Длина исследуемого участка Tm_sr Double(10,1) время прохождения маршрута ТС НГПТ Pspt_sr Double(10,1) Средний пассажиропоток на маршруте по ТС НГПТ Pscar_sr Double(10,1) Nrasch_sr Double(10,1) Wt Double(10,1) Wp Double(10,1) Средний пассажиропоток на маршруте по личному автотранспорту Средняя наполняемость ТС НГПТ Эффективность ввода выделенной полосы по времени на исследуемом участке УДС Эффективность ввода выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке УДС Таблица 3.11 Формат Rlines_section_link Поле Тип Комментарий id Int(10) Автоинкрементное поле (ключевое поле) Vp bool Флаг наличие выделенной полосы на участке УДС Pir Float(5,2) Пассажиропоток на секции (из Aimsun) NRoutes Int(3) Length Int(7) Длина исследуемого участка SctionID Int(10) Идентификатор секции `Fopt` Double(10,1) Оптимальная частота движения ТС НГПТ на секции `Nrasch` Double(10,1) Наполняемость маршрутного транспортного средства `Tspt` Double(10,1) Время пути в потоке `Tspv` Double(10,1) Время пути по выделенной полосе Количество маршрутов проходящих через исследуемый участок 49 `Tm_sr_i` Double(10,1) Время прохождения секции ТС НГПТ Расчетом параметров эффективности исследуемого УДС участка занимается класс RLCalc. Все расчеты производятся по формулам, приведенным в Главе 2. Перед всеми расчетами, пользователь обязан ввести исходные данные в форму интерфейса. Для правильной работы модуля необходимо указать следующие параметры:  Оптимальная частота движения ТС НГПТ на секции.  Наполняемость маршрутного транспортного средства.  Время пути в потоке.  Время пути по выделенной полосе.  Средняя скорость на секции.  Время прохождения секции ТС НГПТ. Расчет происходит в два этапа. На первом этапе, в первую очередь, рассчитываются промежуточные параметры, такие как: пассажиропоток общественного транспорта на секции, средняя интенсивность транспортного потока на секции, среднее время движения транспортного потока по секции, пассажиропоток личного транспорта на секции. Для каждого объекта типа «секция» на исследуемом участке УДС рассчитываются следующие параметры маршрутов:  Средняя скорость на секции.  Время пути в потоке.  Время в пути по выделенной полосе.  Задержка на остановке.  Пассажиропоток на секции.  Наполняемость ТС НГПТ.  Оптимальную частоту движения ТС НГПТ. 50 После этого модуль отображает на карте ГИС Mappl выбранный для расчета исследуемый участок УДС. Для каждого объекта типа «секция» создается комбинированная подпись, на которой отображаются следующие семантические параметры:  средняя скорость;  пассажиропоток на секции;  наполняемость ТС НГПТ. Благодаря этому оператор может производить экспертную оценку участка и определяет необходимость введения выделенной полосы на данной секции. Для этого он выставляет или убирает флаг наличия выделенной полосы для выбранного объекта типа секция исследуемого участка УДС. Это позволяет скорректировать параметры для дальнейшего анализа. На втором этапе для исследуемого участка УДС в целом рассчитываются следующие параметры:  Усредненное время прохождения данного маршрута транспортным средством.  Средний пассажиропоток ТС НГПТ на маршруте.  Средний пассажиропоток личного автотранспорта на маршруте.  Средняя наполняемость ТС НГПТ на маршруте.  Комплексная эффективность выделенной полосы по времени на исследуемом участке УДС.  Комплексная эффективность выделенной полосы по значению пассажиропотока на исследуемом участке УДС. После всех расчетов показатели эффективности выделенной полосы выбранного исследуемого участка УДС, записываются в базу данных, для дальнейшего анализа. 51 3.3 Разработка интерфейса модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы В процессе разработки графических интерфейсов модульной системы оценки эффективности элементов транспортной системы был использован пакет Delphi FormDesign, входящая в пакет среды разработки Delphi 7. Он позволяет создавать графические интерфейсы в удобном для программиста виде, отлаживать параметры элементов интерфейса и тестировать их. Интерфейс модуля ПД включает в себя две вкладки. На вкладке «Автоматическая привязка» расположены элементы для автоматического создания точечных объектов (алгоритм представлен в разделе 3.2). Интерфейс вкладки представлен на рисунке 3.2. 52 Панель выбора типов объектов Флаг остановки Панель поиска объектов Панель управление м поиском объектов Панель управление м подсветки найденных объектов Панель состояния поиска Рисунок 3.2 Интерфейс вкладки «Автоматическая привязка» модуля ПД В порядке сверху вниз, располагаются элементы управления компонента ГИС Mappl. Панель выбора типов объектов для автоматического создания представляет собой раскрывающийся список и позволяет выбрать тип остановки, которые будут созданы по алгоритму, приведенному в разделе 3.2. Пользователю предоставляется выбор между созданием автобусных, троллейбусных или трамвайных остановок. Флаг остановки может быть установлен в один из режимов: включено/выключено. Если он включен, то цикл алгоритма для автоматического создания точечных 53 объектов (раздел 3.2) прервется, в ситуации, когда объект уже добавлен. В противном случае алгоритм не выдаст ошибку. Панель поиска объектов включает в себя: панель управления поиском объектов, которая, в свою очередь, имеет элемент выбора позиции поиска и две кнопки управления: запустить и приостановить поиск; раскрывающийся список выбора режима поиска. Последний имеет три состояния:  С учетом списка исключений;  По всем объектам;  По списку исключений. В режиме «С учетом списка исключений» - поиск ведется с учетом списка исключений, который может быть загружен из файла. В режиме «По всем объектам» поиск будет производиться по всем объектам слоя. В режиме «По списку исключения» поиск будет производиться только по списку исключения, загруженного ранее. Панель управлением подсветки найденных объектов позволяет управлять цветом и толщиной контура подсветки найденного объекта. Здесь же присутствует возможность выбора объекта подсвечивания. Панель состояния поиска отображает текущее состояние поиска. На вкладке редактирования «Редактор» созданных расположены точечных представлен на рисунке 3.3. 54 элементы объектов. просмотра Интерфейс и вкладки Панель кнопок Табличное дерево объектов Панель сортировки и поиска объектов Панель состояни я Рис 3.3 Интерфейс вкладки «Редактор» модуля ПД Основным элементом интерфейса вкладки «Редактор» модуля ПД является Табличное дерево созданных объектов (остановок и остановочных групп – далее остановок). Оно представляет собой с одной стороны таблицу, т.к. в ней присутствуют строки и столбцы, а с другой стороны – дерево, т.к. отображает структуру дерева. В данном табличном дереве отображаются созданные по алгоритму, описанному в разделе 3.2, точечные объекты (остановки). В нем отображаются семантические данные остановок: название остановки, код остановки по общемосковскому классификатору, 55 количество маршрутов, проходящих через остановку и расстояние от начала секции, на которой был создана остановка. Данный элемент поддерживает автоматическую сортировку остановок, по столбцам. При выделении остановки в табличном дереве, компонент ГИС Mappl автоматически позиционирует карту на выбранном объекте и подсвечивает выбранный объект. Панель сортировки и поиска остановок позволяет найти объект в табличном дереве по его имени, для этого используется элемент ввода текста и кнопка поиска с пиктограммой «лупа». Так же, на панели, присутствует возможность фильтрации остановок по типу: А/Т – отображает только автобусные и троллейбусные остановки, Тм – только трамвайные. Панель состояние отображает подсказки и предупреждения при создании и редактировании остановок. Важным элементом интерфейса является панель кнопок. На нем расположены кнопки управления редактированием и созданием остановок и остановочных групп, а так же кнопки выгрузки и загрузки списка исключенных объектов, описанном выше. На панели слева направо представлены кнопки с следующими пиктограммами: «плюс»; «плюс с точкой»; «крест»; «цепь»; «круг из стрелок»; «листок и стрелка»; «дискета». Нажатие кнопки с пиктограммой «плюс» позволяет создать остановку. После ее нажатия ГИС Mappl войдет в режим поиска объектов в слое «секции». На панели состояние будет отображена подсказка «Выберите секцию». После выбора точки на секции, на которой будет создана остановка необходимо нажать кнопку с пиктограммой «цепь», которая в свою очередь переведет ГИС Mappl в режим поиска в слое «остановки НГПТ», это необходимо, чтобы загрузить в созданную остановку семантику выбранной остановки НГПТ. На панели состояние будет отображена подсказка «Выберите остановку». После выбора остановки НГПТ созданная остановка пройдет алгоритм проверки, описанный в разделе 3.2. Если ошибок не найдено, на панели состояние будет отображена подсказка «Сохраните 56 остановку», для этого необходимо нажать кнопку с пиктограммой «дискета». После сохранения остановка появится в табличном дереве остановок. Кнопка с пиктограммой «плюс с точкой» позволяет создать группу остановок. Все действия по созданию группы остановок аналогичны описанным выше, однако, после выбора остановки для загрузки семантики, что бы добавить еще одну остановку в группу необходимо снова нажать кнопку с пиктограммой «цепь», и выбрать еще одну остановку НГПТ. Количество добавляемых остановок в группу неограниченно. После добавления всех остановок в группу так же необходимо сохранить ее, нажав на кнопку с пиктограммой «дискета». Кнопка с пиктограммой «крест» позволяет удалить остановку, остановочную группу или остановку в остановочной группе. Кнопка с пиктограммой «круг из стрелок» позволяет перерисовать табличное дерево. Это сделано для того, чтобы не тратить лишнее время на перерисовку при переключениях между вкладками интерфейса модуля ПД. Кнопки с пиктограммами «листок и стрелка» позволяют загрузить и выгрузить список исключения в\из файл(а). Все кнопки вкладки «Редактор» модуля ПД снабжены всплывающими подсказками, при наведении на них курсора мыши. Это сделано для упрощения работы пользователя с интерфейсом. Интерфейс модуля КОЭМ также включает в себя две вкладки. На вкладке «Редактор выделенных полос» расположены элементы для создания и редактирования участков УДС для исследования и экспорта расчетов. Интерфейс вкладки показан на рисунке 3.4. Основным элементом интерфейса вкладки «Редактор выделенных полос» модуля КОЭМ является табличное дерево исследуемых участков УДС. В ней хранятся созданные участки УДС, для исследования. Данный элемент поддерживает автоматическую сортировку элементов, по столбцам. При 57 выделении участка в табличном дереве, компонент ГИС Mappl автоматически позиционирует карту на выбранном объекте и подсвечивает Панель кнопок Табличное дерево исследуемых участков УДС Флаг наличия выделенной полосы Панель поиска Панель управлением раскраской Панель управлением расчетами Рис 3.4 Интерфейс вкладки «Редактор выделенных полос» модуля КОЭМ его. Панель поиска участков позволяет найти объект в табличном дереве по его имени, для этого используется элемент ввода текста и кнопка поиска с пиктограммой «лупа». 58 Важным элементом данного интерфейса также является панель кнопок. На ней располагаются кнопки управления редактированием и созданием исследуемых участков, а так же кнопки выгрузки расчетов, проводимых по алгоритмам, приведенным в главе 2. Слева направо располагаются кнопки: кнопка с пиктограммой «плюс»; «крест»; «листок и стрелка»; «круг из стрелок»; «дискета». Нажатие кнопки «плюс» позволяет создать исследуемый участок. После ее нажатия, появится модальное окно выбора названия исследуемого участка. При вводе непустого названия и выбора кнопки «ОК», ГИС Mappl войдет в режим поиска объектов в слое «секции». Далее необходимо выделить все секции, которое войдут в исследуемый участок. По мере выделения, секции будут подсвечиваться, тем самым обозначая исследуемый участок, одновременно они будут появляться в табличном дереве, как «сыновья» элемента, с названием участка. После добавления всех секций в исследуемый участок необходимо сохранить его в БД, нажав на кнопку с пиктограммой «дискета». Кнопка с пиктограммой «круг из стрелок» позволяет загрузить все ранее сохраненные участки из БД в табличное дерево. Кнопка с пиктограммами «листок и стрелка» позволяет выгрузить расчетные параметры для секций и исследуемого участка в целом в файл. Это может быть актуализировано только после проведения всех необходимых расчетов. Панель управлением расчетов расположена в нижней части интерфейса. Кнопка «Предрассчет» позволяет выполнить первый этап расчетов модуля КОЭМ, алгоритм которого описан в разделе 3.2. После этого на карте ГИС Mappl к каждой секции, входящей в исследуемый участок, появится комбинированная подпись, включающая в себя следующие семантические параметры:  средняя скорость;  пассажиропоток на секции;  наполняемость ТС НГПТ. 59 Также как и в предыдущем интерфейсе при выборе секции исследуемого участка, есть возможность поставить или убрать флаг наличия выделенной полосы у секции. Рядом с флагом расположен раскрывающийся список управлением раскраской. Он позволяет раскрасить выбранный элемент в табличном дереве (секцию или исследуемый участок в целом), в зависимости от выбранного параметра. Кнопка «Расчет» позволяет включить выполнение второго этапа расчетов модуля КОЭМ, алгоритм которого описан в разделе 3.2 данной главы. Только после этого произойдет активизация кнопки экспорта расчетов для секций и исследуемого участка в целом в файл. Прежде чем сохранить расчеты, появится диалоговое окно выбора файла для сохранения. Расчеты сохраняются в текстовый файл, но формат выгрузки позволяет с легкостью переносить расчеты в таблицу. На вкладке «Исходные данные» расположены элементы просмотра и редактирования исходных данных для расчета параметров исследуемого участка УДС. Интерфейс вкладки показан на рисунке 3.5. Основным элементом интерфейса вкладки «Исходные данные» модуля КОЭМ является панель характеристик маршрута. Она включает в себя пять панелей управления отдельными характеристиками маршрута, каждое из которых содержит следующие элементы: раскрывающийся список выбора маршрута, числовое поле ввода значения характеристики, флаг объединения всех значений и кнопку сохранения значения. Данный элемент позволяет задать соответствующую характеристику, как для каждого выбранного маршрута по отдельности, так и для всех маршрутов вместе, при выборе флага объединения значений «Задать всем». Данное интерфейсное решение позволяет компактно расположить элементы для множественного выбора характеристики. Необходимо выбрать маршрут из раскрывающегося списка и ввести значение характеристики в числовое поле, после чего, нажать кнопку «сохранить» и продолжить то же самое для следующего маршрута, либо выбрать флаг «Задать всем» и перейти к следующей характеристике. В этом случае заданное значение будет выбрано 60 для всех маршрутов из списка, после нажатия самой нижней кнопки вкладки «Сохранить». Ниже расположена панель коэффициентов исходных характеристик и кнопка «Сохранить», которая в свою очередь записывает все исходные параметры в БД. Панель характеристик маршрута Панель управления характеристикой маршрута Панель коэффициент ов Кнопка сохранения Рисунок 3.5 Интерфейс вкладки «Исходные данные» модуля КОЭМ Таким образом можно говорить о создании программного продукта, позволяющего подготовить, рассчитать и графически отобразить различные 61 элементы транспортной инфраструктуры. С помощью разработанного программного обеспечения становиться возможным оценить комплексную эффективность введении выделенных полос на исследуемых участках УДС. Пример расчета и графического отображения результатов анализа параметров элемента транспортной структуры участка УДС представлен в Приложении III. 62 Глава 4. Охрана труда и экология Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социальноэкономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия1. Данное понятие включает в себя:  Правовые;  Социально-экономические;  Организационно-технические;  Санитарно-гигиенические;  Лечебно-профилактические;  Реабилитационные  Иные мероприятия. Кроме того охрана труда рассматривается в юридической литературе ещё с нескольких позиций2: 1. Как основной принцип трудового права и трудовых правоотношений 2. Как система законодательных актов, а также предупредительных и регламентирующих технических, социально-экономических, организационных, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, технических средств и методов, направленных на обеспечение безопасных условий труда (ГОСТ 12.0.002-80*). Система управления охраной труда — часть общей системы управления(менеджмента) управление рисками в связанными с области организации, охраны здоровья деятельностью организации. обеспечивающая и безопасности Система труда, включает: организационную структуру; деятельность по планированию; распределение 1 2 Трудовой Кодекс Российской Федерации (Раздел X гл. 33 ст. 209) Википедия [Электронный ресурс]: http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%F5%F0%E0%ED%E0_%F2%F0%F3%E4%E0 63 ответственности; внедрения, процедуры, достижения процессы целей, и анализа ресурсы для разработки, результативности политики и мероприятий по охране труда в организации (ГОСТ Р 12.0.006—2002 "Общие требования к управлению охраной труда в организации")3. 4.1 Безопасность труда при работе с персональным компьютером В соответствии с Санитарными правилами «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам (ПЭВМ) и организации работы» мероприятия по осуществлению безопасности труда при эксплуатации ПЭВМ должны соответствовать требованиям СанПиН (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03). Используемое персональный на предприятии компьютер, оборудование, стабилизатор напряжения, в частности: периферийные устройства (факс, принтер, сканер, клавиатура и т.п.) должны в целом удовлетворять определенным эргономическим требованиям. Так дисплей монитора должен обеспечивать поворот корпуса в горизонтальной и вертикальной плоскости с фиксацией в заданном положении, также предусматриваемом определенными эргономическими требованиями, в частности, высотой стола и его соотношением с креслом оператора и, одновременно, соответствовать высоте роста оператора, определяемого в сиджячем положении. Помимо этого дисплей монитора должен обеспечивать диапазон регулировки яркости и контрастности. Общий дизайн устройств предусматривает монотонную окраску корпуса в спокойные и мягкие тона. Корпус системного блока, задняя поверхность монитора, клавиатура и другие необходимые для функционирования ПЭВМ блоки должны обладать матовой поверхностью. Само помещения для эксплуатации электронно-вычислительной 3 техники должно иметь Яндекс словари. Охрана труда [Электронный ресурс]: http://slovari.yandex.ru/ 64 естественное и искусственное освещение, соответствующее требованиям нормативной документации СанПиН (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03). Оконные проемы должны быть обеспечены устройствами регулировки освещенности типа жалюзи для обеспечения необходимой степени освещенности в различных климатических условиях в каждом времени года. Используемые помещения должны быть оборудованы защитным заземлением (занулением) по контуру с подводкой к каждому рабочему месту в соответствии с техническими требованиями по эксплуатации. Оборудование с движущимися частями, издающими дополнительный шумовой фон (печатающие устройства, серверы и т.п.), уровни шума которого превышают нормативные показатели, определяемые в соответствии с нормативными документами ГОСТ 12.1.036-81 (2001), должны быть размещены вне помещений, в которых находятся операторы и другой обслуживающий персонал. Расстояния между рабочими столами операторов с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора), должно составлять не менее 2,5 метров для исключения действия задних лепестков электромагнитного излучения на соседнего оператора ПЭВМ. Особенно жестко подобные требования должны соблюдаться в ситуации, когда оператором ПЭВМ является беременная женщина. Используемые рабочие столы с размещенными на них видеомониторами и другим необходимым оборудованием должны отвечать современным эргономическим требованиям. Рабочий стул (кресло) должно быть оборудовано подъемноповоротным устройством, регулируемым по высоте и углам наклона сидения и спинке. Последнее должно соответствовать анатомо-физиологическим показателям оператора ПЭВМ и обладать достаточным диапазоном регулировки. Экран видеомонитора должен находиться приблизительно на горизонтальном уровне глаз пользователя (оператора) и соответствовать расстоянию приблизительно 670 (+ 75) мм. В свою очередь, клавиатура, 65 расположенная на поверхности стола оператора, должна находиться на расстоянии 200 (+ 25) мм от края, обращенного к пользователю. В помещениях, оборудованных стационарным ПЭВМ, должны проводиться в соответствии с заданными регламентами СаНПиН временными нормативами:  Ежедневная влажная уборка;  Систематическое проветривание после каждого часа работы на ПЭВМ;  Чистка стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год. 4.2 Микроклимат в рабочей зоне На рабочих местах в помещениях, в которых размещено оборудование ПЭВМ и проводятся работы по ее эксплуатации независимо от метеорологических должны быть созданы микроклиматические условия (по соответствующим нормативам) – см. далее, не только безопасные для работника, но и наиболее благоприятные для выполнения им соответствующей операторской деятельности при работе с ПЭВМ. Под микроклиматом производственных метеорологические условия определяются внутренней действующими на помещений среды организм понимаются помещений, человека которые сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения (ГОСТ 12.1.005-88 (2001) ССБТ). Данные тепловой микроклиматические баланс человека, показатели должны занятого операторской обеспечивать деятельностью с окружающей средой и поддержание оптимального (допустимого) теплового состояния организма. При этом расчет микроклиматических условий производится при учете средней работоспособности и оптимального эмоционального напряжения оператора на протяжении беспрерывной деятельности, определяемой Трудовым Кодексом. Также при этом должен быть учтен комплекс и других эргономических показателей и трудозатрат, 66 определяемых перерывов средней и т.п. продолжительностью показателей, рабочего определяющих, в дня, длиной том числе, работоспособность и тепловые затраты оператора. Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:  температура воздуха;  температура поверхностей (при этом учитывается температура поверхностей ограждающих конструкций, устройств, технологического оборудования);  влажность воздуха;  скорость циркуляции воздушных масс в помещении;  тепловое облучение (при наличии источников лучистого тепла и их параметров, включая характеристики используемых ламп (накаливания, энергосберегающие, и т.п.). Оценка микроклиматических условий в помещении, в которых размещены ПЭВМ, проводится на основе измерений его параметров на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами (СанПиН 2.2.4.548-96) по соответствующих параметрам. Оптимальные микроклиматические условия должны обеспечивать общее ощущение комфорта в течение 8-часовой рабочей смены, не вызывать значимых отклонений в текущем состоянии здоровья, создать предпосылки для высокого уровня работоспособности (в пределах требуемых его диапазона). Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений для заданных категорий работ по уровню энергозатрат (более 290 Вт/час) (операторская деятельность специалиста ПЭВМ), определяются как для холодного, так и для теплого времени года. Соответствующие показатели отражены в таблице 4.1. 67 Таблица 4.1 Показателей микроклимата на рабочих местах Период года Холодный Теплый Категория работ по уровню энергозатрат, Вт более 290 Температура воздуха, Температура поверхностей, Скорость движения воздуха, °С 15-19 Относительная влажность воздуха, % 60-40 °С 16-18 более 290 18-20 17-21 60-40 0,3 м/с 0,3 Приведенные в таблице показатели микроклимата поддерживаются, благодаря системе кондиционирования состоящей из 2-х настенных сплитсистем, общей мощностью 5.2 КВт. Каждая из них имеет дезодорирующий фильтр и обладает возможностью регулировки направления воздушного потока. Уровень шума внутреннего блока – 38Дб, что соответствует негромкому разговору и не противоречит ГОСТ 12.1.036-81 (2001). «Шум. Допустимые уровни в жилых и общественных зданиях» Таким образом можно резюмировать, что приведенные выше показатели, характеризующие необходимые условия работы оператора, касающиеся безопасности работы с ПЭВМ, характер освещенности, эргономические показатели рабочего места оператора, характер микроклиматических условий его деятельности при работе с модулем оценки эффективности элементов транспортной системы – и более обще с Пакет имитационного моделирования и комплексом визуализации полностью соответствуют нормативным требованиям. 4.3 Расчет защитного зануления Термин зануление определяется как преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Нулевой защитный проводник – проводник, соединяющий зануляемые части с 68 нейтральной точкой обмотки источника тока или ее эквивалентом. Зануление применяется в сетях напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью. В случае пробоя фазы на металлический корпус электрооборудования возникает однофазное короткое замыкание, что приводит к быстрому срабатыванию защиты и тем самым автоматическому отключению поврежденной установки от питающей сети. К средствам подобной защиты относятся:  плавкие предохранители;  автоматы, установленные для защиты от токов коротких замыканий;  автоматы с комбинированными расцепителями. Данная дипломная работа производилась на персональном компьютере с предустановленном блоком питания, мощность которого составляет 650Вт. Для защиты от короткого замыкания в блоке установлен тугоплавкий предохранитель номиналом 40А. Для обеспечения безопасности помещении, где проводились данные работы, связанные с операторской деятельностью установлен распределительный щит, с защитным занулением. Используется электрическая сеть с рабочим напряжением 230В с глухозаземленной нейтралью. В данном разделе необходимо рассчитать отключающую способность зануления в сети, при нулевом защитном проводнике, состоящем из стальной полосы сечением 30x4 мм. От трансформатора мощностью 100 кВт до рабочего места проложена электролиния с медными проводами сечением 3х6 мм2. Решение данной проблемы сводится к проверке следующего условия: I К  K  I ном (4.2.1) где Ik – ток однофазного короткого замыкания, проходящий по петле фазануль; 69 I Д  K  I ном – наименьший допустимый ток по условию срабатывания защиты (предохранителя); Iном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя. K - коэффициент кратности номинального тока Iном. Так как установка защищается тугоплавким предохранителем, время срабатывания (расплавления) которого зависит от силы тока, то в целях ускорения отключения коэффициент кратности тока принимают большим или равным 3. Выполнение этого условия должно обеспечить надежное срабатывание защиты при коротком замыкании (КЗ) фазы на зануленный корпус системного блока. Определим ток короткого замыкания для блока питания в структуре системного блока: I КЗ  K  I ном  3  40  120 Где, I КЗ  K  I ном [А] (4.2.2) – допустимый ток по условию срабатывания защиты (предохранителя); I ном - номинальный ток плавкой вставки предохранителя. Согласно таблице 6.1 [5] определим полное сопротивление трансформатора Z Т  0.226 [Ом], Определяем активное ( RФ ) и индуктивное ( X Ф ) сопротивления фазного провода на участке l1  150 м и активное ( RНЗ ) и индуктивное ( X НЗ ) сопротивления нулевого защитного провода и внешнее индуктивное сопротивление X П петли фаза-нуль: Согласно паспортным данным кабеля (АПВ 3х6): R уд  5.26 [Ом]/[км] X уд  0.24 [Ом]/[км] RФ  R уд l 1  5.26  0.15  0.789 [Ом] (4.2.3) X Ф  X уд  l 2  0.24  0.15  0.036 [Ом] (4.2.4) 70 Найдем ожидаемую плотность тока (J) в нулевом защитном проводе – стальной полосе сечением S  30  4  120 [мм2] J  I П 120  1 S 120 (4.2.5) [А]/[мм2] (4.2.6) В соответствии с табл. 6.2 [5] для J  1 А/мм2 и S  120 мм2 находим: r  2.91 [Ом]/[км] – активное сопротивление 1 км стального провода, X   1.75 [Ом]/[км] – внутреннее индуктивное сопротивление 1 км стального провода. Далее определяем R НЗ и X НЗ для l1  150 м: RНЗ  r  l1  2.91  0,15  0,436 [Ом] (4.2.7) X НЗ  X   l1  1.75  0,15  0,262 [Ом] (4.2.8) Определяем X П для l1  150 м:  X П  x П  l1  0,6  0,15  0,09 [Ом] (4.2.9)  x П  0,6 [Ом]/[км] – внешнее индуктивное сопротивление 1 км петли фаза- нуль, величина которого принята по рекомендации вышеуказанного автора (Долин, 1984). Находим действительные значения токов однофазного короткого замыкания, проходящих по петле фаза-нуль по формуле 6.8 [5]: IК  IК  Исходя из UФ ZТ  ( RФ  RНЗ ) 2  ( X Ф  X НЗ  X П ) 2 3 [А] (4.2.10) 230  171.6 [А] 0,226 2 2  (0.789  0,436)  (0  0,262  0,09) 3 полученных данных можно сделать вывод, действительные значения токов однофазного короткого замыкания 71 (4.2.11) что I К  171.6 А превышают соответствующий (по условиям срабатывания защиты) ток короткого замыкания соответствующий значению I КЗ  120 A. А следовательно, нулевой защитный провод, его марка и параметры выбраны в соответствии с проделанными расчетами. В целом отключающая способность системы зануления полностью обеспечена. 4.4 Экология Одним из важных элементом экологического подхода является понятие эргономики. Помимо основного содержания она включает в себя понятие эргономики интерфейса или юзабилити (англ. usability — «возможность использования», Содержание «способность быть использованным», эргономики интерфейса является «полезность»). важным разработки взаимодействия в системе человек-машина, что элементом и позволяет проектировать эргономичные графические интерфейсы, которые смогут обеспечить достаточную работоспособность пользователя, скорость и качество его деятельности. К основным принципам проектирования эргономичных интерфейсов можно отнести:  Естественность – взаимодействие с интерфейсом не должно вызывать у пользователя осложнения восприятия;  Непротиворечивость – взаимодействие в системе человек-машина должно соответствовать привычным нормам человеческой деятельности;  Отсутствие избыточности – пользователь должен вводить минимальную необходимую информацию, достаточную для данной деятельности;  Легкий доступ к системе помощи – справки и документация должны быть в легком доступе и быть понятно интегрированы в интерфейс; 72  Гибкость – интерфейс должен быть рассчитан на пользователей с различными уровнями подготовки (но не меньше определенного минимума). Важным этапом в проектировании является выбор используемой цветовой гаммы интерфейса. Она не должны вызывать неприятные эмоциональные реакции и ассоциации и находится в «спокойной» части спектра. Так, например, красный и оранжевый цвета обладают возбуждающим и тонизирующим эффектом, а зеленый и голубой (светлосиний) – успокаивающим. Таким образом, для большинства элементов интерфейса, необходимо использовать спокойные оттенки, и в тоже время, для выделения важных элементов или критических сообщений – яркие и контрастные («тревожные») цвета. Точно также цветовые решения можно использовать для группировки элементов и при разделении информации. В связи с этим необходимо помнить, что использование в группе элементов с более чем 3-5 цветов способно затруднить восприятие информации, создать повышенную нагрузку на глаза – а в целом ухудшить работоспособность пользователя. Следует отдельно уделить внимание проектированию сообщений и диалогов – они должны быть понятны и не должны запутывать пользователя при выборе или ответе на вопрос. Это не только позволит уменьшить количество диалоговых окон, но и снизит эмоциональную нагрузку. При проектировании сообщений их необходимо разделить на следующие группы:  Информационные сообщения;  Сообщения подсказки;  Сообщения ошибки;  Критические ошибки. Для каждой группы сообщений необходимо определить соответствующую группе цветовую гамму, пиктограмму сообщения, звуковое сопровождение и стиль вывода на экран. Это необходимо и для 73 облегчения восприятия, и для повышения скорости восприятия предоставляемой информации, что позволит повысить скорость реакции. Определяющим фактором в проектировании интерфейсов является выбор элементов управления. В большинстве случаев используется стандартный набор элементов управления: кнопка, радиокнопка, флажок, значок, список, панель, вкладка, полоса прокрутки, ползунок, строка состояния, всплывающая подсказка, дерево, раскрывающийся список и т.д. Использование данных элементов позволяет унифицировать внешний вид интерфейса для облегчения восприятия и быстрого определения нужных элементов. Сюда нельзя не отнести такой важный этап проектирование как пиктографический дизайн кнопок. Это имеет определяющее значение при работе с интерфейсом. Пиктограммы должны предельно точно отвечать тем функциям кнопок, на которых они расположены. Это позволит уменьшить справочную информацию, необходимую для прочтения пользователем и ускорит его работу с программой. В этом же контексте необходимо правильно выбрать набор клавиатурных сокращений, что позволит сократить время между возникновением потребности выполнить действие и самим действием, а это, в свое очередь, ускорит взаимодействие пользователя с интерфейсом. Таким образом графические интерфейсы разработанные с учетом требований юзабилити – эргономичны. Они позволяют пользователям непосредственно сфокусироваться на задаче, не отвлекаясь на особенностях самого взаимодействия с интерфейсом. Эргономичные интерфейсы проще освоить, а, следовательно, они более эффективны и позволяют уменьшить количество ошибок при взаимодействии, увеличить скорость и качество работы, уменьшить нагрузку на пользователя. Благодаря этому не только повышается качество программного продукта, но и конкурентоспособность программы, что непосредственно сказывается на количествах продаж и ценности программного продукта. 74 Заключение Рассматривая анализ функционирования городских транспортных систем как один из механизмов, определяющих общее социальное взаимодействие, необходимо определить наиболее важные показатели транспортной инфраструктуры и, соответственно, иметь возможность динамической коррекции этих параметров, одновременно проводя оценку эффективности подобного моделирования в целом. Для проведения подобной оценки оказалось необходимым создание дополнительных блоков пакета имитационного моделирования, используемого для построения наземной системы улично-дорожной сети, что и дает возможность автоматизировать сам процесс анализа наземной транспортной инфраструктуры в пределах города. Последнее и явилось предметом данной работы. Следует отметить, что задача экспертной оценки эффективности модели системы УДС потребовала, в свою очередь, определения наиболее важных показателей, напрямую влияющих на характер построения транспортной системы. Одним из таких показателей оказалось наличие или отсутствие выделенных полос наземного городского пассажирского транспорта. Таким образом, оценка эффективности модели системы УДС повлекла за собой необходимость разработки математического аппарата и включение в него ряда дополнительных показателей, тесно связанных с этим показателем (наличие/отсутствие выделенных полос). В процессе разработки математического аппарата были проведены оценки основных аналитических показателей, относимых к системообразующим параметрам транспортной системы. К ним были отнесены: средняя скорость транспортных средств на секции; время в пути на маршруте; пассажиропоток на секции, складывающийся из пассажиропотоков общественного и личного транспорта; наполняемость тех и других транспортных средств; 75 показатели оптимальной частоты городского транспорта. Все эти показатели были включены в комплексную оценку эффективности модели системы, которая была реализована в системе программных модулей подготовки данных и эффективности маршрута. программных модулей результатов Включение комплексной оценки данных дополнительных в общую систему визуализации и анализа транспортного моделирования позволило не только автоматизировать операторскую деятельность по проведению подобного анализа, но и значительно повысить качество получаемых оценок и характеристик наземной транспортной системы города. Этому также способствовала и разработка эргономичных графических интерфейсов системного модуля. Проведенная апробация полученного в результате данной разработки программного комплекса показала адекватность выбора исследуемых параметров (в частности, наличия/отсутствия выделенных полос для наземного городского транспорта) в качестве одних из важнейших элементов при планировании загруженности наземной транспортной системы города. 76 Список литературы 1. Буслаев А.П., Новиков А.В., Приходько В.М., Таташев А.Г., Яшина М.В. Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения. – М.: Мир, 2003. – 254с. 2. Владимирова Т.А., Никитин Н.Н., Попов A.M., Соколов В.Г. Экономическая эффективность новых технологий в развитии надземного транспорта. Препринт. Новосибирск: Изд. СГУПСа, 2004. - 72 с. 3. Гасанова М.А. Транспорт в региональном народнохозяйственном комплексе. М.,: Наука, 1989. - 96с. 4. Гончарук О.В. Экономическая эффективность транспортно- технических систем. М.: Наука, 1991. - 128с. 5. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учеб. пособие для вузов 2-ое изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 448 с. 6. Кирзнер Ю.С. Измерение эффективности системы пассажирского транспорта города. //Городской транспорт и организация движения. – Свердловск, 1973. С. 123-130. 7. Кирзнер Ю.С. Оценка качества транспортного обслуживания населения города и его районов. М.: ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР, 1976.- 44 с. 8. Киселев А.Б., Математическое Кокорева А.В., моделирование Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. автотранспортных потоков на регулируемых дорогах // Прикл. матем. и механ. (ПММ). – 2004. – Т. 68. – Вып. 6. – С. 1047- 1054. 9. Киселев А.Б., Математическое Кокорева А.В., Никитин моделирование В.Ф., движения Смирнов Н.Н. двухполосного автотранспортного потока, регулируемого светофором // Вестник МГУ. Сер. 1. Матем. Механ. – 2006. – No 4. – С. 35-40. 10. Киселев А.Б., Математическое Кокорева моделирование А.В., Никитин движения 77 В.Ф., Смирнов автотранспортных Н.Н. потоков методами механики сплошной среды. Исследование влияния искусственных дорожных неровностей на пропускную способность участка дороги // Современные проблемы математики и механики. Том I. Прикладные исследования /под редакцией В.В. Александрова и В.Б. Кудрявцева. – М.: Изд- во МГУ, 2009. – С. 311-322. 11. Левашев А Г., Михайлов А.Ю. К вопросу об организации движения на регулируемых пересечениях //Роль предприятий и отраслей транспортной системы и связи в социально-экономическом развитии региона - Сб. научн. тр - Иркутск. БГУЭП, 2003. - С. 89 - 96. 12. Михайлов А.Ю. Стратегия развития планировочной структуры, транспортной системы и охраны окружающей среды центра Иркутска //Интеркарто 2. ГИС для изучения и картографирования окружающей среды: Мат. межд. конф. – Иркутск, 1996. - С. 142-147. 13. Михайлов А.Ю. Оценка пропускной способности при условии эластичного спроса //Сб. обзорной информации: Транспорт. Наука, техника, управление. М.:ВИНИТИ, 2004. - N 3. - С. 8 - 11. 14. Михайлов А.Ю., Головных И.М. Модель оценки пропускной способности УДС //Вест. стипендиатов DAAD. - Иркутск: ИрГТУ, 2002. - С. 5 - 8. 15. Новиков Д. А. Институциональное управлениеорганизационными системами. – М.: ИПУ РАН, 2003. – 68 с. 16. Положение Госавтоинспекции о безопасности дорожного движения Министерства внутренних дел Российской Федерации / Указ Президента РФ от 15 июня 1998 г. N 711 "О дополнительных мерах по обеспечению безопасности дорожного движения" (с изменениями от 2 июля 2002 г., 3 мая 2005 г., 23 апреля 2007 г., 3 июля 2008 г., 23 декабря 2010 г.) 17. Поляков А. А. Городское движение и планировка улиц. – М.-Л.: Госстройиздат, 1953. – 251 с. 18. Пугачёв И. Н. Основные направления решения транспортных проблем городов Хабаровского края / Дальневосточные дороги и транспортные 78 коридоры / научно-технический и производственный журнал дорожнотранспортной отрасли Дальнего Востока. - No 3/2008. - С. 10-15. 19. Сафронов Э. А. Транспортные системы городов и регионов./ учеб. пособие для вузов. – М.: Изд- во Ассоциации строительных вузов (АСВ), 2005. – 272 с. 20. Семенов В.В. Математическое моделирование динамики транспортных потоков.- М., 2004. 21. Смирнов Н.Н., Киселев А.Б., Никитин В.Ф., Асташова Е.Г., Асташов Н.А. Математическое моделирование динамики автотранспортных потоков и вызываемого ими загрязнения атмосферного воздуха в автомобильных тоннелях // Наукоемкие технологии. – 2003. – Т.4. – No 9. – С. 29-43. 22. Ставничий Ю. А. Цели и задачи разработки транспортных систем на различных стадиях градостроительного проектирования /сб.: Повышение качества транспортно-планировочных решений в градостроительном планировании. М., 1977. 23. Ставничий Ю. А. Транспортные системы крупных городов США : Обзор / ЦНТИ – М., 1979 г. 24. Стрельников А. И. Моделирование транспортных систем на начальных стадиях градостроительного проектирования. Автореф. дис. на соиск. учен. ст. канд. техн. наук. М., 1978. 25. Швецов В.И. Математическое моделирование загрузки транспортных сетей / В. И. Швецов, А.С. Алиев. –М.: URSS, 2003. - 64 с. 26. Якимов М.Р. Транспортные системы крупных городов. – Пермь: Издательство ПГТУ, 2008. – 184 с. 27. Якимов М.Р. Научная методология формирования эффективной транспортной системы крупного города – Диссертация, Московского автомобильно-дорожного государственного (МАДИ) – 2011. 79 технического университета

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ НИУ ВШЭ

Products

Support

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ НИУ ВШЭ

Add this document to collection(s)

Add this document to saved

Suggest us how to improve StudyLib