21
4. Оптимизация количества подвижного состава на маршруте с учетом экономической оценки временных затрат пассажиров на передвижение
Учет временных затрат пассажиров при определении необходимого количества ПС на маршруте может быть осуществлен в следующей постановке данной задачи. Определить оптимальное количество ПС на маршруте, которое бы минимизировало суммарные годовые приведенные строительноэксплуатационные затраты F на организацию перевозок на рассматриваемом маршруте, включая стоимостную оценку потерь времени пассажиров на передвижения за год, а также обеспечивало бы освоение заданного пассажиропотока на маршруте и интервал движения на маршруте не более заданного Jmax и не менее минимально допустимого Jmin. Математически эта постановка имеет следующий вид
Fj = c a j H Lм +ej Lм +bj Адвj +c f j H L2м / Адвj
Адвj ≥ Aнj ,
Адвj ≥ Amax j ,
Адвj ≥ Amin j ,
где с – стоимость одного пассажиро - часа, руб.;
|
|
365 |
lср |
|
lПj |
|
2 |
|
|
|
|||
aj |
= |
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
, |
l |
|
|
2V |
|
3σ V |
|
|||||||
|
|
ср |
V |
|
П |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
cj |
|
|
|
|
П |
|
|||
где Vcj – скорость сообщения j-го типа ПС, км/ч; lПj – средняя длина перегона на j-м типе ПС, км; σ – плотность транспортной сети, км/км2;
VП – средняя скорость пешехода, км/ч;
ej =αcj + Eн Кcj ,
→ min Адвj , (50) (51)
(52)
(53)
(54)
(55)
где αcj – удельные эксплуатационные расходы на 1 км транспортной сети для j- го типа ПС, руб./км;
Eн – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Кcj – удельная стоимость строительства 1км сети, руб.;
Адвj – количество ПС j-го типа в движении, ед.;
|
|
|
22 |
|
bj |
=365 αкмj VЭj Tмj |
+ |
αГj |
+αTj + EН КТj + EH (КПij + КГj ) / КИj , (56) |
|
||||
|
|
|
КИj |
|
где αкмj – удельная норма эксплуатационных расходов на 1 км пробега, руб./км; αГj – удельная норма эксплуатационных расходов на содержание единицы
ПС j-го типа в гараже, руб./авт.;
КИj – коэффициент использования парка для j-го типа ПС;
αТj – удельная норма эксплуатационных расходов на обслуживание АЗС и тяговых подстанций на 1 ПС в движении, руб./авт.;
КГ – удельная стоимость строительства гаража на 1 ПС, руб./авт.; КТ – удельная стоимость строительства АЗС или тяговой подстанции на 1
ПС, руб./авт.; КПС – стоимость единицы ПС, руб.;
f j |
= |
|
365 |
|
, |
(57) |
|||
2 |
l |
ср |
V |
||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Эj |
|
|
||
Ан – количество ПС, которое необходимо для освоения имеющегося на маршруте пассажиропотока, ед.
Ан = |
|
|
H Lм |
|
|
, |
(58) |
||
q |
j |
γ |
j |
V |
T |
|
|||
|
|
|
Эj |
|
мj |
|
|||
Аmax – максимальное количество ПС на маршруте, исходя из пропускной способности ОП, определяющей минимальный интервал движения ПС, Ymin, ед.
А |
= |
|
Lм |
; |
(59) |
|
|
||||
max |
Vэj |
Ymin |
|
||
|
|
|
|||
Аmin – минимальное количество ПС на маршруте, определяемое максимально допустимым интервалом движения, Ymax, исходя из необходимости обеспечения заданного уровня качества транспортного обслуживания, ед.
А = |
Lм |
. |
(60) |
min VэjYmax
Продифференцировав функцию F (Адв) и приравняв ее к нулю, мы можем определить количество ПС, которое соответствует минимальным затратам А :
А* = |
сfH |
Lм . |
(61) |
|
b |
||||
|
|
|
Зависимость А (Н) имеет вид параболы, однако при определении оптимального количества ПС Аопт необходимо учитывать ограничения (51-53). Гра-
23
фик Аопт (Н) в зависимости от величины с может иметь три характерных вида
(рис. 1,2,3).
А, ед. |
АН(Н) |
А*(Н) |
Аmax(Н)
АОПТ(Н)
А
Аmin(Н)
Н1 Н4 Н2 |
Н5 |
Н3 |
Н, пасс.км/км |
Рис. 1. Зависимость Аопт (Н) при Аmin > А > 0
Количество ПС, соответствующее равенству А = Ан, обозначим А. В первом случае Аmin > А > 0. Оптимальное количество ПС Аопт (Н) будет равно Аmin, если 0 < Н ≤ Н4 и Ан, если Н4 ≤ Н ≤ Н5. То есть ни приведенные затраты, на транспорт, ни стоимостная оценка времени пассажира не оказывают влияние на определение оптимального количества ПС.
Рис.2. Зависимость Аопт (Н) при Аmax ≥ А ≥ Аmin
Во втором случае Аmax ≥ А > Аmin. Оптимальное количество ПС будет равно Аmin при 0< Н ≤ Н1; А при Н2 ≤ Н ≤ Н1; Ан при Н1 ≤ Н ≤ Н5. Стоимостная
24
оценка времени пассажира будет влиять на определение оптимального количества ПС при Н2 ≤ Н ≤ Н1.
А, ед. АН
А*
Аmax(Н)
Аmin (Н)
Н1 |
Н5 |
Н, пасс.км/км |
Рис.3. Зависимость Аопт (Н) при А ≥ Аmax
В третьем случае А ≥ Аmax. Оптимальное количество ПС будет равно Аmin
при 0< Н ≤ Н2; А при Н2 ≤ Н ≤ Н3; Аmax при Н3 ≤ Н ≤ Н5. Приведенные строи- тельно-эксплуатационные затраты с учетом стоимостной оценки времени пас-
сажиров будут учитываться при определении оптимального количества ПС в диапазоне Н2 ≤ Н ≤ Н3.
Задача 4.1
Задан маршрут протяженностью Lм, на котором работает ПС j-го типа. Технико-экономические характеристики ПС:
qн , Lкмj , αГj , КПСj , VЭ , Тм , γ Д , Н, Lм , lср , Ymax , Ymin взять согласно варианту (табл. 6). Значение показателей КГ = КТ = КПС =0 , Ен =0,15.
Определить, при каком минимальном значении экономической оценки времени населения Сmin j и при каком значении Н учет времени пассажиров в критерии задачи (формула 13) начнет влиять на оптимальное решение.
|
|
Для заданного в табл. 6 значения Н на маршруте и стоимости пассажиро- |
||||||||
часа |
С =Сminj |
+ |
C |
(где |
C берется |
по варианту по табл. 6) |
определить |
|||
A |
, |
A |
, А |
|
, |
А* , А |
. Построить |
график зависимости Аопт |
(Н) при |
|
нj |
|
min |
max |
|
j |
оптj |
|
|
|
|
С =Сminj + C . Дать графическую иллюстрацию выбора оптимального количе-
ства ПС на графике зависимости F (А) при пассажиронапряженности Н (см. табл. 6). Технико-экономические характеристики ПС: тип ПС; qн, пасс.; αкмj,
руб.; αГj, руб.; αТj, руб.; КПС, тыс.руб.; Vэ, км/ч; Lм, км; lср, км; КИj; γд; Тм, ч; Ymax,
мин; Ymin , мин; Н, тыс.пасс.км/км ; C, руб. – рекомендуется представить в виде таблицы.
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
-ри ант |
Ва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Технико |
|
510 |
71 |
212 |
132 |
119 |
84 |
115 |
72 |
80 |
62 |
37 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
40 |
19 |
30 |
25 |
20 |
22 |
31 |
28 |
24 |
20 |
14,5 |
П |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lj |
экономические |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТР j |
|
|
30 |
48 |
50 |
50 |
50 |
48 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j Г |
|
|
0 |
3,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2000 |
34 |
25 |
105 |
105 |
48 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
характеристики |
25 |
1260 |
166 |
796 |
371 |
260 |
175 |
146 |
128 |
123 |
73 |
50 |
М |
||
К |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ai |
|
|
40 |
17 |
17 |
17 |
17 |
17 |
18 |
18 |
18 |
19 |
19 |
V |
|
|
Э |
|
|
|||||||||||
25 |
24 |
23 |
22 |
21 |
20 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подвижного |
|
5 |
4 |
3 |
6 |
5 |
4 |
3 |
6 |
5 |
4 |
3 |
d |
|
|
ср |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
0,8 |
0,75 |
0,85 |
0,8 |
0,75 |
0,85 |
0,8 |
0,75 |
0,85 |
0,8 |
0,75 |
α |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
0,34 |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
0,30 |
0,29 |
0,28 |
0,27 |
0,26 |
0,25 |
γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
12 |
11 |
Т |
состава |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
15 |
20 |
15 |
20 |
15 |
20 |
15 |
20 |
15 |
20 |
15 |
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по |
|
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
J |
|
|
min |
вариантам |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
Н H |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
20 |
4,0 |
10 |
7,5 |
7,0 |
5,0 |
6,0 |
4,5 |
5,0 |
3,5 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
6,0 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
С |
|
6 |
|
|
|