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)

где — себестоимость доставки 1 т груза от грузообразующей базы (транспортного узла) до какого-либо пункта рассматриваемой территории, в ;

Р — расчетная величина затрат, зависящих от времени работы транспортного средства, включая заработную плату водителей и дорожную составляющую, в ;

g — грузоподъемность расчетного транспортного средства, в ;

в — расчетный коэффициент использования пробега;

г — расчетный коэффициент использования грузоподъемности транспортного средства;

— протяженность i-го участка пути проезда к j-му пункту от грузообразующей базы (транспортного узла), в км;

Vi — расчетная скорость перемещения транспортного средства на i-м участке, в км/час;

Ri — 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;

nk — 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.

3. Котов Д. В. Организация производства на буровых и нефтедобывающих предприятиях. Учеб. пособие. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. — 167 с. — С. 140−142.

4. 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.