Экономические и геоинформационные методы оптимизации транспортной инфраструктуры
г.
Уфа, РФ
Экономические
и геоинформационные методы оптимизации транспортной инфраструктуры
Карпов В.Г.
доктор
экономических наук, профессор, гнс ИСЭИ УНЦ РАН
Котов Д.В.
доктор экономических наук, профессор кафедры
Экономика и управление на предприятии нефтяной и газовой промышленности» ФГБОУ
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
г.
Уфа, РФ
Основой транспортной инфраструктуры любых
развивающихся территорий являются сети дорог со всеми сооружениями и объектами
транспортного сервиса. Можно заметить, что инструментарий оптимизации
транспортных маршрутов в настоящее время достаточно глубоко разработан, чего
нельзя сказать об инструментах определения рациональной дорожной сети.
Можно перечислить примеры известных в настоящее
время математических методов оптимизации дорожных сетей:
а) методы, базирующиеся на определении
центральной точки в треугольнике транспортных связей, соответствующей месту
нахождения узла дорог (Ламе, Лаунгард, М.С. Замахаев, Д.А. Вулис, И.А.
Романенко, С.А. Шимельфениг, М.А. Бим-Бад, Т.П. Воскресенская и др.);
б) методы определения рационального угла
подъездного пути к магистрали (В.Н. Образцов, М.С. Замахаев, С.А. Шимельфениг,
Я.В. Хомяк и др.);
в) методы нахождения равнодействующей,
используемые для определения направления магистралей (А.Ф. Корнеенко, Е.П.
Попов, П.М. Гладилин, К.И.Андроникашвили, С.М. Грибников, Р. Малькор и др.);
г) методы оптимизации сети дорог по всем
многоугольникам транспортных связей (С.А. Цаплин, В.Г. Незабудкин, И.А.
Романенко, С.М. Грибников, В.А. Паршиков, Г.А. Полякова, Я.В. Хомяк, Л.Ф.
Шеремет, Д. Макдональд, Б.А. Волков и др.).
Необходимо отметить, что данными, взятыми с
картографического или интернета, очень трудно, а иногда и невозможно в
математической форме дать полную информацию об условиях эксплуатации
транспортных средств. При оценке величины эксплуатационных затрат по доставке
грузов или пассажиров необходимо учитывать не только топографию, рельеф,
инженерную геологию, гидрологию, но и другие особенности работы транспорта по
существующей и проектируемой дорожной сети, как например, периодичность
действия временных дорог и переправ, простои на пересечениях с железнодорожными
магистралями в одном уровне и т.д. Введение дополнительной исходной информации
о фактических местных особенностях прохождения трасс и эксплуатации
транспортных средств значительно осложняет расчеты даже при простейших
математических расчетах. Кроме того, величины ограничений, вводимых по
материалам рекогносцировочных или подробных технических изысканий, должны
основываться лишь на инженерной интуиции.
В отдельных случаях планирование и строительство
сетей проходит по принципу гравитации, при котором степень развития
транспортных связей прямо пропорциональна объему перевозок в различных пунктах
(массы) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (сопротивление
пространства). Это приводит к тому, что сначала дорогами связываются соседние
центры без должного экономического обоснования.
С другой стороны, территориальная
распределенность транспортных систем делает их идеальным объектом автоматизации
проектирования посредством геоинформационных систем (ГИС). Именно ГИС являются
оптимальной платформой для комплексных решений в области транспорта, так как
пространственная составляющая является естественной основой интеграции
различных задач управления транспортной инфраструктурой[1,59].
Поэтому авторами предлагаются геоинформационные
методы выбора оптимальной транспортной инфраструктуры развивающихся территорий,
сущность которых сводится к построению на этих территориях линий равного
времени (изохрон) и равной себестоимости доставки грузов (изотэн) в масштабе
общего (генерального) плана развития. Построение изохрон анализируемого
варианта транспортной инфраструктуры позволяет оценивать время доставки
пассажиров (вахт) и грузов к обслуживаемым объектам, соответственно построение
изотэн - затраты при перевозках. Совокупность обоих приемов позволяет давать
комплексную оценку данного варианта транспортной инфраструктуры.
Картины изохрон и изотэн строятся по каждому
исходному варианту транспортной схемы, согласованному со всеми
заинтересованными организациями (в городских территориях могут быть рассмотрены
подварианты транспортных схем с использованием личных и общественных
транспортных средств). При построении картин изолиний учитываются расчетные
задержки транспортных средств на пересечениях с железными дорогами в одном
уровне, на периодически действующих переправах и т.п. Наиболее просто строятся
картины изохрон [2,204]. При построении изотэн расчет себестоимости перевозок
может производиться с использованием формулы
оптимизация дорожный
сеть территориальный
, (1)
Р - расчетная величина затрат,
зависящих от времени работы транспортного средства, включая заработную плату
водителей и дорожную составляющую, в ;- грузоподъемность расчетного
транспортного средства, в ;
β - расчетный коэффициент
использования пробега;
γ - расчетный коэффициент
использования грузоподъемности транспортного средства;
- протяженность i-го участка пути
проезда к j-му пункту от грузообразующей базы (транспортного узла), в км;-
расчетная скорость перемещения транспортного средства на i-м участке, в
км/час;- переменная составляющей себестоимости перевозок расчетного
транспортного средства, в .
Здесь под авт. понимается название
расчетного транспортного средства (вагона, судна, кабины канатной дороги или
др.).
Затраты на погрузку и разгрузку
могут быть учтены отдельно по каждому пункту погрузки.
Время построения картин изохрон и
изотэн зависит от площади развиваемой территории, масштаба генерального плана
развития, рельефа местности, гидрографической сети, состояния дорожной сети и
др. особенностей территории.
Суммарные потери времени при
перемещении пассажиров (вахт) по какому-либо варианту транспортной
инфраструктуры могут быть определены по формуле
, (2)
где tk - среднее значение между
двумя соседними изохронами;- среднегодовое число возможных пассажиров между
этими изохронами согласно генплану развиваемой территории.
Аналогично можно определить
суммарные затраты по доставке грузов по рассматриваемому варианту транспортной
инфраструктуры:
, (3)
где zk - среднее значение между
двумя соседними изотэнами.
Экономическая оценка вариантов
дорожной сети может проводиться известными методами оценки инвестиций с
использованием показателей, рассчитанных путем приведения ожидаемых притоков и
оттоков средств (полезности и затрат) в различные периоды времени к одному
расчетному моменту времени с помощью сложных процентов. Можно по примеру
Германии [4,15] использовать для выбора наиболее эффективного варианта
транспортной инфраструктуры величину соотношения полезности и затрат (benefit
cost ratio - BCR), которая демонстрирует, насколько достигаемая проектом
экономия превышает инвестиционные затраты (BCR>1).
Предлагаемый метод позволяет
проводить не только анализ транспортной сети, но и решить задачу рационального
размещения парковочных мест, пассажирообразующих (пересадочных) и логистических
узлов развиваемой территории. Отметим, что актуальность решения данной задачи
повышается в связи с обострением проблем финансирования инфраструктурных
проектов.
Литература
Карпов
В.Г. Инструменты выбора рационального варианта транспортной инфраструктуры
развивающихся территорий.// Экономика и управление: научно-практический журнал,
2014, № 4. - С. 56-59
Карпов
В.Г. К вопросу эффективности дорожного обустройства нефтяных районов
Башкирии//Респ. науч. конф.: «Проблемы развития производительных сил Башкирии».
- Уфа, 1969. - С. 202 - 205.
.
Котов Д.В. Организация производства на буровых и нефтедобывающих предприятиях.
Учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. - 167 с. - С. 140-142.
.
Стратегическое планирование транспортной инфраструктуры. Методики проектной
оценки в Германии./У. Браннольте, К. Бёттгер, В.Л. Швецов, Ф.Аппельт
//Управление развитием территории, 2008, №1. -с.12-16.