«Развитие железнодорожно-автомобильных пересечений в транспортной системе на основе комбинированного имитационно-аналитического моделирования»

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследова- ния, определены цель и основные задачи исследования, предмет и объект, теоре- тико-методологическая основа, научная новизна, практическая значимость ис- следования, сформулированы положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Теоретические основы организации работы железно- дорожно-автомобильных пересечений транспортной сети» проведен анализ организации работы транспортных систем в узлах транспортной сети (УТС), где возникают значительные затруднения в сбалансированности развития транспорной сети. В ЖАПТС пересекаются не только транспортно-
технологические платформы, но и нормативно-правовые, межкорпоративные (межведомственные), организационные, социально-экономические интересы.
Проведен анализ транспортных проблем организации работы, возникаю- щих в ЖАПТС, предложены методы и мероприятия по их устранению, перечис- лены виды ЖАПТС, которые позволяют адресно формировать технико-техноло- гические решения по их совершенствованию.
Рассмотрены подсистемы и структурные элементы городской транспорт- ной системы, формирующие УТС, их организация и взаимодействие в обеспече- нии перевозок грузов и пассажиров, формировании параметров мобильности населения, доступности городской среды. В городской транспортной системе особо чувствительными проблемами реализации транспортных потоков в УТС являются места пересечения автомобильных дорог с железнодорожными путями на одном уровне – железнодорожные переезды. Проанализировано современное состояние одноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечений, и вы- делены основные проблемы функционирования автомобильного и железнодо- рожного транспорта на ЖАПТС (таблица 1).
Таблица 1 – Факторы, влияющие на организацию движения на одноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечениях транспортной сети
Вид транспорта
Автомобильный транспорт
Железнодорож- ный транспорт
Проблемы
Ограничение пропускной способности участков дорожной сети в зоне железнодорожных переездов
Совпадение по времени пиков интенсивности автодорожного и железнодорожного движения
Рост угрозы безопасности дорожного движения
Ущерб в результате дорожно-транспортного происшествия на железнодорожном переезде
Препятствие развитию скоростного железнодорожного сооб- щения
Угроза безопасности железнодорожного движения
На железнодорожных переездах в зависимости от места расположения, ин- тенсивности движения и способа регулирования применяются различные специ- альные средства регулирования движения для безопасной организации дорож- ного движения, которые также влияют на организацию движения в зоне тяготе- ния переезда, формируют социально-экономические потери участников движе- ния. Классификация железнодорожных переездов в Российской Федерации при- ведена на рисунке 1.
В эксплуатации железнодорожных переездов главными задачами являются обеспечение безопасности и надежности системы перевозок, увеличение пропуск- ной способности транспортных средств и исключение простоев автомобильного транспорта. Для решения этих задач в работе были выделены основные факторы и структурные элементы железнодорожного переезда (рисунок 2).
Рисунок 1 – Классификация железнодорожных переездов
Рисунок 2 – Структурные элементы железнодорожного переезда
Проведен анализ зарубежного и отечественного опыта в исследовании ор- ганизации работы ЖАПТС. Выявлено, что отечественные методики определения задержек транспортных средств и потерь времени на одноуровневых пересече- ниях базируются в основном на аналитическом методе моделирования, что явля- ется существенным ограничивающим фактором, влияющим на достоверность оценок процесса движения транспорта на узле и сети в зоне его тяготения.
Показана необходимость использования транспортного моделирования при разработке мероприятий по решению транспортных проблем в ЖАПТС и принятии научно обоснованных решений их реализации. Наряду с ростом по- требности в более совершенных моделях транспортной системы наиболее совре- менным подходом является использование имитационно-аналитического (ком- бинированного) моделирования. Проведен качественный анализ современных программных средств имитационного транспортного моделирования и выяв- лены их достоинства и недостатки.
Сформулированы основные задачи диссертационного исследования, пред- ставленные на рисунке 3, определена методология и структура диссертацион- ного исследования.
Рисунок 3 – Общая схема диссертационного исследования
Во второй главе «Железнодорожно-автомобильные пересечения транс- портной сети в системе обеспечения безопасности движения» рассмотрена ха- рактеристика одноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечений как технологических барьеров развития пропускной способности транспортной сети.
Стремительный рост уровня автомобилизации по сравнению с протяжен- ностью улично-дорожной сети формирует проблему организации и управления дорожным движением, приводит к появлению «узких» мест и увеличению нагрузки в узлах транспортной сети. В городской транспортной системе узлами транспортной сети являются пересечения автомобильных и железных дорог на
одном уровне (ЖАПТС). Ввиду отсутствия разноуровневых пересечений растут задержки транспортных средств, ухудшаются условия движения транспортных потоков, увеличивается аварийность, формируются относительно изолирован- ные зоны – районы в городской среде (рисунок 4).
Рисунок 4 – Железнодорожная инфраструктура, формирующая барьеры развития территории и обеспечения мобильности населения (г. Ростов-на-Дону)
Дополнительным негативным фактором наличия одноуровневых железно- дорожно-автомобильных пересечений транспортной сети в городской зоне с ин- тенсивным дорожным движением является рост аварийности. Выявлены основ- ные причины возникновения ДТП на железнодорожном переезде и виды соци- ально-экономических потерь общества и государства, зависящие от них.
Анализ динамики основных показателей аварийности в зоне переездов по- казал, что тенденции снижения дорожно-транспортных происшествий на желез- нодорожных переездах не наблюдается, что связано с опережающим увеличе- нием интенсивности движения по сравнению с эффектами, достигаемыми за счет организационно-технических и технологических решений.
Проведен регрессионный анализ статистики ДТП на переездах. Показатели безопасности движения на железнодорожных переездах Российской Федерации свидетельствуют о том, что среднегодовое число ДТП тесно зависит от количе- ства железнодорожных переездов, числа автотранспортных средств и интенсив- ности движения транспортных средств по переездам.
Исследованы методы контроля управления движением на одноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечениях. Основными мероприятиями для повышения безопасности движения на железнодорожных переездах России яв-
ляются конструирование заградительного устройства железнодорожного пере- езда, установка двойных автоматических шлагбаумов, использование современ- ных информационных технологий и Глобальной навигационной спутниковой си- стемы (ГЛОНАСС) (рисунок 5).
Рисунок 5 – Устройства и оборудование для регулирования переездов
В третьей главе «Технология определения потерь на железнодорожно- автомобильных пересечений транспортной сети с использованием транс- портного моделирования» предлагается решение транспортных проблем на од- ноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечениях транспортной сети с использованием комбинации имитационного и аналитического моделирования транспортных систем. Разработка адекватных математических моделей процес- сов взаимодействия участников дорожного движения предусматривает адекват- ную формализацию элементов транспортной инфраструктуры, системы органи- зации дорожного движения, системы управления движением и других элемен- тов. Использование объектной декомпозиции предметной области (рисунок 6) позволяет сократить время моделирования и получения результатов, отвечаю- щих поставленным целям для решения транспортных проблем.
Рисунок 6 – Декомпозиция предметной области на классы объектов 12

Аналитическим методом моделирования получены зависимости для опре- деления потерь времени автотранспортных на одноуровневых ЖАПТС, завися- щие от интенсивности движения автомобильного транспорта (NАТ) и время за- крытия железнодорожного переезда (tзакр ):

одноуровневых ЖАПТС методом аналитического моделирования (рисунок 7).
 60tSSnSLiSLit2Nt1
T NАТ  закр  
   закр АТ  закр  ,ч. 60 VV V V 120 260
0 1i1 0 1 
Построен график изменения потерь времени автотранспортных средств на

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
ИНТЕНСИВНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ЧЕРЕЗ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПЕРЕЕЗД, АВТ/Ч
При закрытии переезда на 3 мин. в час При закрытии переезда на 6 мин. в час При закрытии переезда на 9 мин. в час При закрытии переезда на 12 мин. в час
Рисунок 7 – График изменения потерь времени автотранспортных средств на одноуровневых ЖАПТС
Как видно, график изменения потерь времени автотранспортных средств на одноуровневых ЖАПТС имеет экспоненциальный вид. Превышение интен- сивности движения более 1000 авт/ч, влечет за собой достаточной резкий рост задержек автотранспортных средств.
Полученные аналитические решения носят усредненный характер за опре- деленный период времени и не учитывают все особенности ЖАПТС. Представ- ляет определенную сложность и проверка адекватности модели, которая требует проведения экспериментов с указанными в модели параметрами. При этом сле- дует отметить и достоинства аналитического моделирования, к которым отно- сятся универсальность, т. е. возможность применения модели и на других ЖАПТС, простота и оперативность проведения расчетов.
ПОТЕРИ ВРЕМЕНИ ДЛЯ АВТОТРАСНПОРТНЫХ СРЕДСТВ, ЧАС

Достоверность оценки состояния – определение скорости движения авто- транспортных средств в зоне железнодорожного переезда, достигается примене- нием имитационных моделей. Для апробации транспортной модели был выбран один из железнодорожных переездов в г. Ростове-на-Дону. С помощью про- граммного обеспечения PTV Vissim была создана имитационная модель данного участка транспортной сети (рисунок 8).
До реализации проекта После реализации проекта (одноуровневое пересечение) (разноуровневое пересечение)
Рисунок 8 – Имитационная модель железнодорожно-автомобильного пересечения в программе PTV Vissim
Для повышения безопасности дорожного движения и уменьшения задер- жек транспортных средств на данном участке дороги предложено создание раз- ноуровневого железнодорожно-автомобильного пересечения, эффективность которого подтверждена численными расчетами (экспериментом) на базе имита- ционно-аналитического моделирования (рисунок 9).
45 30
15 0
Средняя скорость
40,21
После реализации проекта
в 3,4 раз
11,92
До реализации проекта
Потери времени
243736
250 000 200 000 150 000 100 000
50 000 0
на 193 %
83033
После реализации проекта
До реализации проекта
Рисунок 9 – Результаты моделирования на железнодорожно-автомобильном пересечении на одном и разных уровнях
км/ч
Авт· ч / год

Преимуществом данного подхода считается способность адекватно описы- вать поведение участников транспортного потока и выдавать точные параметры движения: скорость движения, задержки транспортных средств, длину и дина- мику образования заторов и т. д. Недостатком данного подхода является невоз- можность применения построенной модели в других ЖАПТС.
По результатам проведенного анализа железнодорожных переездов Се- веро-Кавказской железной дороги, подлежащих замене на автодорожный путе- провод, были выявлены основные параметры железнодорожного переезда, вли- яющие на технические показатели дорожного движения:
Nавт – интенсивность движения транспортных средств через железнодо- рожный переезд в обоих направлениях дороги, авт/ч;
Тзакр – время закрытия железнодорожного переезда в течение 1 часа в ожи- дании пропуска железнодорожного состава, мин.;
Nпол – число полос в обоих направлениях автомобильной дороги, пересе- кающей железнодорожный путь;
Nпут – число железнодорожный путей, пересекающих автомобильную до- рогу.
Эти параметры легли в основу построенных имитационных моделей же- лезнодорожных переездов.
По результатам имитационного моделирования построены графики (рису- нок 10) и функции (таблица 2) изменения максимальной пропускной способно- сти железнодорожного переезда в зависимости от характеристики переезда.
Автомобильная дорога – 2 полосы Автомобильная дорога – 4 полосы
1700
1650
1600
1550
1500
1450
1400
1350
1300
6 мин.
9 мин.
12 мин.
15 мин.
123 Число железнодорожных путей, пересекающих
автомобильную дорогу
3400
3300
3200
3100
3000
2900
2800
2700
1 путь
2 пути
3 пути
6 9 12 15 Время закрытия ж.-д. переезда в течение
1 часа, мин.
Рисунок 10 – График изменения пропускной способности железнодорожного переезда в зависимости от параметров переезда
Аналогично построены графики зависимостей суммарных задержек транс- портных средств от параметров переезда. При построении эмпирических зависи- мостей выявлено, что суммарные задержки транспортных средств начинают резко возрастать при достижении интенсивностью движения транспортных средств максимальной пропускной способности.
Максимальная пропускная способность ж.-д. переезда, авт./час
Максимальная пропускная способность ж.-д. переезда, авт/ч

Таблица 2 – Функции зависимости максимальной пропускной способности железнодорожного переезда от времени закрытия переезда и числа железнодорожных путей
Время закрытия ж.-д. переезда в течение 1 часа
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
Число ж.-д. путей
1 путь 2 пути 3 пути
Формулы расчета максимальной пропускной способности
Автомобильная дорога – 2 полосы
N 5N 2 45N 1740 макс пут пут
N 1012 2N 2 30N 1630 макс пут пут
N 5N 2 55N 1560 макс пут пут
N 5N 2 15N 1420 макс пут пут
Автомобильная дорога – 4 полосы
N 10N 2 90N 3480 макс пут пут
N 10N 2 90N 3290 макс пут пут
N 7,5N 2 77,5N 3085 макс пут пут
N 15N 2 105N 2940 макс пут пут
N 0,714T 2 49,19T 1984 N 1,31T 2 89,74T 3903 макс закр закр макс закр закр
N 0,794T 2 50,95T 1960 N 1,746T 2 99,43T 3894 макс закр закр макс закр закр
N 0,714T 2 51,19T 1942 N 1,429T 2 91,05T 3806 макс закр закр макс закр закр
Для повышения коэффициента сходимости имитационных и теоретиче- ских результатов графики и функции эмпирических зависимостей разделены на две категории:
Nавт  Nмакс – интенсивность движения транспортных средств через пере- езд меньше пропускной способности переезда;
Nавт  Nмакс – интенсивность движения транспортных средств через пере-
езд больше пропускной способности переезда
Построены графики (рисунок 11) и определены функции (таблица 3) эмпи-
рических зависимостей суммарных задержек транспортных средств от интенсив- ности движения в зависимости от параметров переезда для использования в ана- литических методах оценки задержек.
Таблица 3 – Функции зависимости суммарной задержки транспортных средств от интенсивности движения транспортных средств
Время Формулы расчета суммарной задержки закрытия
ж.-д. переезда При Nавт  Nмакс При Nавт  Nмакс в течение 1 ч
123
Для 2-полосной автомобильной дороги
1 железнодорожный путь, пересекающий автомобильную дорогу
6 м и н
9 м и н
12 мин 15 мин
Т з а д  0 , 0 0 0 0 4   N а в т  2  0 , 0 4 6  N а в т  1 6 , 9 Т з а д  0 , 0 0 0 0 5   N а в т  2  0 , 0 5  N а в т  1 7 , 2 2 Тзад 0,0001Nавт 2 0,136Nавт 46,14 Тзад 0,0002Nавт2 0,237Nавт 79,8
Т з а д   0 , 0 0 0 2   N а в т  2  1, 0 1  N а в т  1 1 2 5 , 9 Т з а д   0 , 0 0 0 2   N а в т  2  1, 1 7  N а в т  1 2 8 6 , 2 Тзад  0,0002Nавт 2 1,15Nавт 1227,3 Тзад 0,0001Nавт2 Nавт 1031,6
16

Продолжение таблицы 3 123
2 железнодорожных пути, пересекающих автомобильную дорогу
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
6 мин 9 мин 12 мин 15 мин
Тзад 0,00004Nавт 2 0,053Nавт 18,99 Тзад 0,00006Nавт 2 0,065Nавт 22,5 Тзад 0,0001Nавт 2 0,18Nавт 62,29 Тзад 0,0002Nавт 2 0,3Nавт 102,83
Тзад 0,0002Nавт 2 1,05Nавт 1158 Тзад 0,0002Nавт 2 1,19Nавт 1291 Тзад 0,0002Nавт 2 1,12Nавт 1176 Тзад 0,0001Nавт 2 0,95Nавт 955
3 железнодорожных пути, пересекающих автомобильную дорогу
Тзад 0,00005Nавт 2 0,062Nавт 21,9 Тзад 0,0002Nавт 2 1,056Nавт 1165 Тзад 0,00007Nавт 2 0,079Nавт 27,3 Тзад 0,0002Nавт 2 1,145Nавт 1249 Тзад 0,0002Nавт 2 0,217Nавт 74,09 Тзад 0,0002Nавт 2 1,064Nавт 1111 Тзад 0,0002Nавт 2 0,32Nавт 108,68 Тзад 0,0001Nавт 2 0,92Nавт 918,6
Для 4-полосной автомобильной дороги
1 железнодорожный путь, пересекающих автомобильную дорогу
Т 106 7N 2 0,0076N 4,5 Т 0,0003N 2 1,43N 1884,6
зад авт авт зад авт авт
Т 106 9N 2 0,0066N 3,89 Т 0,0002N 2 0,66N 608 зад авт авт зад авт авт
Т 105 N 2 0,0152N 9,72 Т 0,00007N 2 0,027N 501 зад авт авт зад авт авт
Т 105 N 2 0,0067N 5,44 Т 0,00001N 2 0,6N 1385 зад авт авт зад авт авт
2 железнодорожных пути, пересекающих автомобильную дорогу
Т 106 9N 2 0,012N 7,29 Т 0,0003N 2 1,3N 1658,5
зад авт авт зад авт авт
Т 105 N 2 0,0093N 5,17 Т 0,0001N 2 0,453N 269,5
зад
авт
авт зад
авт авт
авт
105 N
2 0,0183N
11,31 Т
105 5N
2 0,184N 754,8 авт
Т
Т 105 2N 2 0,0158N 10,13 Т 105 8N 2 1,055N 2091
зад
авт
авт
зад
зад авт авт зад авт авт
3 железнодорожных пути, пересекающих автомобильную дорогу
Т 106 8N 2 0,0104N 6,02 Т 0,0002N 2 1,052N 1256
зад авт авт зад авт авт
Т 105 N 2 0,0091N 5,69 Т 0,0001N 2 0,347N 111,5
зад авт авт
зад
авт авт
2 0,0259N
Т 105 2N 2 0,0249N 15,02 Т 105 9N 2 1,097N 2138
Т 105 2N зад
105 4N
2 0,267N 862 авт авт
14,43 Т
зад авт авт зад авт авт
авт
авт
зад
Полученные функциональные зависимости, построенные между парамет- рами функционирования железнодорожного переезда, дают возможность прово- дить оценку потерь без привлечения аппарата имитационного моделирования, что значительно сокращает время для расчета потерь.
В рамках реализации методики разработана программа расчета потерь на железнодорожном переезде, которая рассчитывает технические и социально- экономические потери, возникающие на железнодорожном переезде. Программа предназначена для автоматизированного расчета социально-экономических по- терь на ЖАПТС с помощью комбинированного (имитационно-аналитического) моделирования. На рисунке 12 представлен интерфейс программы оценки соци- ально-экономических потерь на железнодорожном переезде.
Для 2-полосной автомобильной дороги и 1 железнодорожного пути
При Nавт  Nмакс
При Nавт  Nмакс
140 120 100
80 60 40 20
0 500
80 70 60 50 40 30 20 10
0 500
Рисунок 11 – График зависимости суммарной задержки транспортных средств от интенсивности движения транспортных средств
Рисунок 12 – Интерфейс программы 18
15 мин 700 600
15 мин
12 мин
9 мин
6 мин
700
Интенсивность движения автотранспорта, авт/ч
6 мин 200 Т 100 закр 0
Т закр 2400 2700 3000
1100
1300
1500 1500
Интенсивность движения автотранспорта, авт/ч
12 мин
9 мин
500 400 300
Для 4-полосной автомобильной дороги и 3 железнодорожных путей
При Nавт  Nмакс
При Nавт  Nмакс
1800 2100
Суммарная задержка транспортных средств, ч
Суммарная задержка транспортных средств, ч
Суммарная задержка транспортных средств, ч
Суммарная задержка транспортных средств, ч
1000
Интенсивность движения автотранспорта, авт/ч
1500
2000
2500 3000
Интенсивность движения автотранспорта, авт/ч
15 мин
1000
15 мин
12 мин
9 мин
6 мин
12 мин 800
600 9 мин 500
6 мин 400 300 200
Т закр 100 2500 0
Т закр 3500 4000

В четвертой главе «Экономические механизмы и методы развития же- лезнодорожно-автомобильных пересечений транспортной сети» предло- жены методы оценки совокупных социально-экономических потерь, возникаю- щих на ЖАПТС по субъектам рынка, населению общества в целом, позволяю- щие распределить ответственность за развитие и эффективное функционирова- ние.
Экономические потери на одноуровневых железнодорожно-автомобиль- ных пересечениях распределяются на многих субъектов общества. Определены виды социально-экономических потерь, возникающих на одноуровневых пере- сечениях автомобильного и железнодорожного транспорта (таблица 4):
P(PPPPPPPP PP),руб/ч. сод ЖТ АТ ПС ГБ пас топ амор гр эк
Таблица 4 – Классификация социально-экономических потерь на одноуровневых ЖАПТС
Категории потерь
Социальные потери
Технологические потери
Экономические потери
Экологические потери
Разработана математическая модель оценки социально-экономических по- терь (P), возникающих на одноуровневых ЖАПТС, позволяющая произвести экспресс-расчет влияния задержки автотранспортных средств на переезде в за- висимости от выбранных доминантных факторов.
Представлена методика расчета потерь с указанием эмпирической базы для расчетов, включающей федеральные и региональные данные статистики, данные предприятий, и организаций по регулированию дорожного движения на УДС и перевозочного процесса на железнодорожном транспорте.
В таблице 5 приведены расчетные формулы социально-экономических по- терь на одноуровневых железнодорожно-автомобильных пересечениях транс- портной сети.
Виды потерь
Обо- значе- ния
Потери пассажиров от увеличения времени поездки Рпас Ущерб, наносимый жизни и здоровью людей, а также мате- РПС
риальные потери от ДТП
Ущерб от гибели людей в результате ДТП РГБ
Рост амортизации и износа транспортных средств Рамор
РЖТ Потери автотранспортных средств вследствие ДТП РАТ Рост расхода топлива и энергоресурсов Ртоп
Потери за счет снижения скорости доставки груза Ргр
Потери железнодорожного транспорта, обусловленные ДТП
Затраты на техническое обустройство и содержание желез- нодорожного переезда
Рсод Потери от ухудшения экологической среды Рэк
19

Таблица 5 – Формула расчета социально-экономических потерь
эк
Расчетная формула
Принятые значения
P T qv T 
qv0ωгрGгр cгр  с 100
T N 60tзакрSS скорАТ 60VV 01
n SLi SLi  V  V  i10 1
t2 N t  T N закр АТзакр
зад ЖД241202 
гр
скор
ср
закр
ωгр – доля грузовых автомобилей;
Gгр – средний объем груза, перевозимый 1-м грузовым авт., т; cгр – удельная стоимость груза, руб/т;
с – норма рентабельности единицы продукции, %;
Tскор – потери времени авт. из-за снижения скоростей движения в зонах ж.-д. переезда, ч;
Tзакр –потеривремениавт.из-зазадержекпризакрытииж.-д.пе- реезда, ч;
tзакр – среднее время одного закрытия железнодорожного пере- езда, мин;
P qv с (T T ) топ ср топ скор закр
q vср  – удельный вес изменения расхода топлива, зависящая
от скорости движения авт. ((15 км/ч  60 км/ч)), у.е. топл/ ч; стоп – средняя цена 1-го литра топлива, руб/ л топл.
P  (T  T )  сАТ амор скор закр Tаморт
сАТ – средняя стоимость авт., руб.;
Tаморт – среднее время амортизации авт., ч
P nобщ.ДТП N NАТ CАТ АТ nАТ АТ ДТП ДТП
общ
P nобщ.ДТПN CЖТ ЖТ nЖД ЖТ ДТП
общ
P nобщ.ДТП N NПС CПС ПС nАТ АТ ДТП ДТП
общ
P nобщ.ДТП N NГБ CГБ ГБ nАТ АТ ДТП ДТП
общ
nобщ.ДТП – кол-во ДТП на всех ж.-д. переездах, ДТП/сут; nЖД – кол-во ж.-д. переездов в РФ;
общ
CЖТ ДТП
– потери ж.-д. транспорта от одного ДТП, руб.;
nАТ – интенсивность движения авт. на переездах по РФ, авт/сут; общ
N АТ ДТП
CАТ ДТП
N ПС ДТП
CПС ДТП
руб.;
N ГБ ДТП
CГБ ДТП
– кол-во поврежденных авт. от одного ДТП, авт/ДТП; – потери авт. от одного ДТП на переезде, руб.;
– кол-во раненых от одного ДТП на переездах, чел/ДТП; – потери общества на одного раненого человека при ДТП,
– кол-во погибших людей от одного ДТП на переездах, чел.; – потери общества на 1-го погибшего чел. при ДТП, руб.
k
P  (T T )Ni
 i1
пас
Спас 265
скор закр пас
Спас  ВВП 36524N
N i – среднее кол-во пассажиров в одном авт., пас.; пас
Спас – стоимостная оценка времени, руб/пас-ч; 265 – кол-во рабочих дней в году;
NАТ – размеры движения авт., авт/сут;
S – средняя длина участка зоны ж.-д. переезда, км;
V0 – скорость движения авт. в зоне ж.-д. переезда, км/ч;
V1 – скорость движения авт. средств по путепроводу, км/ч;
NЖТ – размеры движения ж.-д. транспорта, поезд/сут;
tзакр – среднее время одного закрытия ж.-д. переезда, ч;
ВВП – показатель годового валового регионального продукта на период расчетов;
N – численность экономически активного населения рассматри- ваемого региона, чел.
P
 q v  с  (T  T
ср экол скор закр
)
с – выплаты за загрязнение окружающей природной среды экол
от сжигания топлива, руб/у.е. топл. 20

Результаты имитационного моделирования позволили произвести расчет социально-экономических потерь в зависимости от интенсивности движения транспортных средств на одноуровневых ЖАПТС и технологических парамет- ров переезда (рисунок 13).
1 000 000 900 000 800 000 700 000 600 000 500 000 400 000 300 000 200 000 100 000
При закрытии переезда на 3 мин. в час
При закрытии переезда на 6 мин. в час
При закрытии переезда на 9 мин. в час
При закрытии переезда на 12 мин. в час
При закрытии переезда на 15 мин. в час
0 500
Интенсивность движения на переезде авт./час
1 000
1 500
2 000
2 500
3 000
Рисунок 13 – Зависимость социально-экономических потерь на железнодорож- ных переездах при 2-х полосах автомобильной дороги
и 3-х железнодорожных путях
Представленный экспресс-метод оценки социально-экономических потерь на переезде может быть использован в различных ЖАПТС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследований работы позволяют сделать ряд выводов.
1 Рассмотрены подсистемы и структурные элементы городской транс- портной системы, формирующие УТС, их организация и взаимодействие в обес- печении перевозок грузов и пассажиров, формировании параметров мобильно- сти населения, доступности городской среды. Проанализировано современное состояние одноуровневых ЖАПТС, выделены основные проблемы функциони- рования автомобильного и железнодорожного транспорта на одноуровневых пе- ресечениях. Показана необходимость использования транспортного моделирова- ния при разработке мероприятий по решению транспортных проблем в ЖАПТС и принятии научно обоснованных решений по их реализации.
2 Выявлены основные причины возникновения дорожно-транспортных происшествий на ЖАПТС и виды социально-экономических потерь общества и государства. Проведен регрессионный анализ статистики ДТП на одноуровне- вых ЖАПТС. Исследованы методы контроля управления движением на желез- нодорожных переездах. Описаны современные цифровые технологии, использу- емые для обеспечения безопасности движения в ЖАПТС.
3 Проведен вариантный анализ представления объектных моделей с раз- ной целевой установкой в задачах оптимального управления городской транс- портной системой. Построена декомпозиция предметной области, которая поз- воляет сократить сроки создания новых имитационных моделей для решения транспортных проблем.
Потери, руб./час

4 Проведен анализ железнодорожных переездов Северо-Кавказской же- лезной дороги, подлежащих замене на автодорожный путепровод. По результа- там анализа выявлены основные параметры железнодорожного переезда, влияю- щие на технические показатели дорожного движения. С помощью имитацион- ного моделирования в программе PTV Vissim построены модели железнодорож- ных переездов c различными параметрами. По результатам имитационного мо- делирования построены эмпирические зависимости потерь времени автомобиль- ного транспорта, приведены графики и функции изменения пропускной способ- ности железнодорожного переезда в зависимости от параметров переезда. Про- веден анализ по комбинированной имитационно-аналитической методике расче- тов характеристик движения на ЖАПТС.
5 Предложены методы оценки основных социально-экономических по- терь в зависимости от интенсивности движения транспортных средств на желез- нодорожных переездах. Определены виды социально-экономических потерь, возникающих на одноуровневых пересечениях автомобильного и железнодо- рожного транспорта. Разработана математическая модель оценки социально-эко- номических потерь, возникающих на железнодорожном переезде, позволяющая произвести экспресс-расчет влияния задержки автотранспортных средств на пе- реезде в зависимости от выбранных доминантных факторов. Представлена мето- дика расчета потерь с указанием эмпирической базы для расчетов, включающей федеральные и региональные данные статистики, данные предприятий и органи- заций по регулированию дорожного движения на УДС и перевозочного процесса на железнодорожном транспорте. Результаты имитационного моделирования позволили произвести расчет социально-экономических потерь в зависимости от интенсивности движения на переезде и технологических параметров переезда. Предложенный метод оценки социально-экономических потерь на переезде мо- жет быть использован на различных ЖАПТС.
Рекомендации и перспективы дальнейших исследований по теме
Выполненные в диссертационной работе теоретические и методические исследования могут послужить научной основой для разработки вопросов орга- низации и развития узлов транспортной сети с разными видами транспорта, с локализацией проблем по типизированным видам узлов транспортной сети в транспортной системе Российской Федерации. Практическое применение полу- ченных эмпирических зависимостей может послужить методической базой в расчетах комплексных систем организации дорожного движения населенных пунктов с ЖАПТС.