Учебная работа. Экономические и геоинформационные методы оптимизации транспортной инфраструктуры
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 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 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.