Логистическая модель совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Ученая степень
кандидата экономических наук
Автор
Караева, Марина Руслановна
Место защиты
Ростов-на-Дону
Год
2014
Шифр ВАК РФ
08.00.05

Автореферат диссертации по теме "Логистическая модель совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками"

На правах рукописи

Караева Марина Руслановна

ЛОГИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ ПАССАЖИРСКИМИ ПЕРЕВОЗКАМИ

08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством: логистика;

экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами (транспорт)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

2 У НДР 2014

Ростов-на-Дону 2014

005546250

005546250

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова»

Научный руководитель: Напхоненко Наталья Васильевна

кандидат экономических наук, профессор

Официальные оппоненты: Украинцев Вадим Борисович - заведующий

кафедрой «Государственное, муниципальное управление и экономическая безопасность» доктор экономических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный экономический университет (РИНХ)»

Колоскова Людмила Ивановна - кандидат экономических наук, доцент кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство» ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет (Политехнический институт)»

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Донской государственный

технический университет»

Защита состоится «9» апреля 2014 г. в 10— часов

на заседании диссертационного совета Д 212.207.01, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет», 344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162, ауд. 4301.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

н

Страхова Н. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Транспортная система на современном этапе развития нуждается в разработке эффективного комплекса мероприятий по совершенствованию процесса управления пассажирскими перевозками с позиции логистического подхода. Результаты выполненного анализа доступных источников показывают, что в последнее время прослеживается тенденция применения логистических принципов на транспорте, с учетом совокупности проектных решений, технических средств и методов организации работы транспорта, которые реализуют заданный уровень обслуживания пассажиров, их безопасную, надежную и непрерывную доставку в назначенное время при определенных затратах.

В настоящее время пассажирский транспорт является необходимым условием функционирования народного хозяйства и жизни населения. Наибольший удельный вес в пассажирообороте занимают внутригородские автобусные перевозки, которые в свою очередь являются сложной социально-экономической системой, так как включают большое количество взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов, имеющих сложную структуру и функционирующих как единое целое.

Анализ решений по совершенствованию городского пассажирского транспорта выявил, что сегодня особенно актуально совершенствование логистической системы городских пассажирских перевозок с применением современных технологий.

Степень разработанности проблемы. Вопросы функционирования транспортных систем и обеспечения бесперебойного и безопасного движения транспортных потоков по дорожным сетям городов исследуют многие отечественные и зарубежные учёные. Теоретические аспекты организационно-экономической деятельности автотранспортных предприятий, в том числе касающихся пассажирских перевозок, нашли свое отражение в работах Е.П. Володина, В.А. Гудкова, М.Д. Блатнова, Е.В. Будриной, В.П. Бычкова, Н.В. Напхоненко, И.С. Туревского и других. В ходе проведения диссертационного исследования были проанализированы работы отечественных и зарубежных специалистов, решающих задачи логистики. Отдельные вопросы логистического управления на пассажирском транспорте и совершенствования управления общественным пассажирским транспортом с применением логистических технологий рассматривались в работах А.У. Альбекова, A.M. Гаджинско-го, В.И. Гиссина, М.П. Гордона, В.А. Гудкова, Вл. Вас. Зырянова, Вас. Вл. Зырянова, A.M. Крицкого, А.Г. Мальчиковой, Э.А Мамаева, Л.Б. Миротина, Ю.М. Неруша, А.Н. Родниковой, А.И. Семененко, В.И. Сергеева, A.B. Шабанова, A.A. Тимонина, Х.Ю. Эльдарханова и др.

Однако остаются недостаточно изученными проблемы совершенствования логистического обслуживания общественного пассажирского транспорта. По этой причине большое значение при решении задач управления городскими перевозками имеют вопросы снижения затрат времени пассажиров на транспортное обслуживание, а также точности выполнения заранее составленных

расписаний. Несмотря на возрастающий объем исследований, проблемы контроля и управления пассажирским транспортом в крупных городах недостаточно освещены в научной литературе. Практически не рассматриваются вопросы формирования потоков пассажиров на остановочных пунктах и действия пассажирских предприятий, направленные на уменьшение потерь от не предоставленных вовремя услуг.

Цель и задачи. Цель работы состоит в повышении эффективности системы управления городскими пассажирскими перевозками в условиях крупных городов с применением логистического подхода, обеспечивающего возможность корректировки работы подвижного состава на линии, выпуска на маршрут необходимого количества автобусов за счет повышения эффективности управления информационными потоками, что позволит предоставить необходимое количество услуги определенного уровня качества с минимальными затратами автотранспортного предприятия (АТП).

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ современного этапа развития логистической системы городских пассажирских перевозок, особенностей и подходов к решению этих проблем в опубликованных работах;

- структурировать логистические и организационно-экономические задачи по управлению городской транспортной системой и агрегировать их в определенные блоки для создания классификации методов их решения;

- разработать модифицированные модели совершенствования процесса управления городскими пассажирскими перевозками и алгоритмы их решения с применением логистического подхода и с учетом ограничений, существующих при работе подвижного состава на маршруте;

- провести экспериментальные исследования с целью оценки адекватности и практической применимости разработанных моделей и алгоритмов;

- предложить инструментарий для оперативного управления и контроля за работой подвижного состава на маршруте с целью повышения эффективности использования подвижного состава.

Объект исследования. В качестве объекта исследования рассматривалась логистическая система процесса городских пассажирских перевозок АТП в условиях крупного города.

Предмет исследования. Предметом исследования является совокупность методов и путей решения логистической задачи совершенствования управления процессом пассажирских перевозок, с учетом динамически изменяющихся пассажиропотоков и развития логистических систем общественного пассажирского транспорта.

Соответствие темы диссертации требованиям паспорта специальностей ВАК. Диссертационная работа выполнена в рамках п. 4.2 «Принципы проектирования и функционирования логистических систем на микро-, мезо- и макроуровнях; определение цели и критериев оценки системы» и п.4.14. «Логистический сервис, его виды, уровень, эффективность; влияние логистического обслуживания товарных потоков на конечные результаты бизнеса» паспорта специальности ВАК министерства образования и науки РФ 08.00.05 - Эконо-

мика и управление народным хозяйством: логистика, а также п. 1.4.92. «Организация управления на транспорте» паспорта специальности ВАК министерства образования и науки РФ 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством: транспорт.

Теоретико-методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам организации управления работы общественного пассажирского транспорта, внедрения информационных технологий на пассажирском транспорте, а также работы по транспортной логистике и математическому моделированию, оптимизации и статистике.

Инструментально-методический аппарат исследования. Решение поставленных задач в диссертационной работе основывается на использовании методов системного анализа, графической интерпретации результатов, расчетно-ана-литические, экономико-статистические и другие научные методы исследования.

Информационно-эмпирическую и нормативную базу работы составили нормативные и методические документы по вопросам управления пассажирским автотранспортом. Использовались базовые учебные и научные издания: публикации по исследуемому вопросу; аналитические, отчетные и статистические материалы, приведенные на официальном сайте «Федеральной службы государственной статистики», и результаты, полученные автором во время исследования.

Рабочая гипотеза исследования состоит в теоретическом обосновании и практическом подтверждении преимущества использования логистического подхода к контролю и управлению системой городских пассажирских автоперевозок, благодаря значительному расширению функциональных возможностей пассажирских предприятий и информационного сопровождения их деятельности, что позволит снизить суммарные затраты на перевозки при условии предоставления услуги определенного качества с учетом социальных факторов: доходов и платежеспособности населения, доступности транспортных услуг.

Научная новизна результатов, полученных автором диссертации, состоит в следующем: по специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством: логистика»

1. Разработана классификация существующих задач по функционированию логистической системы пассажирских перевозок и методов их решения при контроле и управлении городским пассажирским транспортом.

2. Разработана модифицированная логистическая модель совершенствования системы городских перевозок в условиях крупного города, отличающаяся количеством учитываемых связей между объектами системы и выделением показателей, влияющих на процесс протекания потоков между звеньями системы. Выявлены особенности характера заказа услуги на перевозку пассажиров автотранспортом и введен новый показатель — «время существования потребности па услугу».

3. Сформирована схема распределения потоков пассажиров на остановочных пунктах, позволяющая определить закономерности передвижения населения и на их основе строить логистические модели оптимального функционирования системы городского общественного автотранспорта.

По специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством: транспорт»:

4. Обосновано применение генетического алгоритма, адаптированного к условиям поставленной задачи с целью совершенствования системы пассажирских перевозок по критерию максимизации прибыли.

5. Предложен комплекс средств, включающий алгоритм оптимизации работы подвижного состава на линии и систему оперативного управления, которая обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическую корректировку процесса движения автобусов на маршруте.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в том, что на базе теоретических положений, экономических расчетов, анализа логистических методов предложены пути совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками, которые могут обеспечить АТП конкурентные преимущества на рынке транспортных услуг.

Практическая значимость исследования состоит в применении положений, выводов и рекомендаций в процессе управления логистической системой городского пассажирского транспорта. Предложенные модели и алгоритмы оптимизации процесса управления пассажирскими перевозками с учетом необходимого количества значимых параметров использованы при совершенствовании работы подвижного состава ОАО АТП-3 «Транссервис». Разработанный комплекс средств, включающий алгоритм оптимизации работы подвижного состава на маршруте и систему оперативного управления, которая обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическое управление процессом движения, позволит: корректировать количество подвижного состава на линии; определять количество рейсов каждого автобуса за время в наряде; корректировать расписание каждого автобуса в зависимости от дорожной ситуации; соблюдать график движения каждого автобуса на линии; увеличить скорость протекания информационных потоков; повысить качество и количество предоставляемой услуги.

Методические положения, аналитические выводы и практические рекомендации, полученные в исследовании, могут быть использованы:

- в деятельности автотранспортных предприятий, оказывающих услуги по перевозке пассажиров;

- в научно-исследовательских работах по проблемам совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками;

- в учебном процессе высших учебных заведений для углубления знаний студентов в области транспортной логистики и организации перевозок.

Апробация работы. «Транспортно-логистические центры в условиях экономического кризиса»: IX Российско-Германском симпозиуме по транспортной политике и экономике, Казань, 28-29 мая 2009 г, «Актуальные проблемы жизнедеятельности общества» Всеукраинская науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов, 21-22 апреля 2010 г. Кременчугский национальный университет - Кременчуг, 2010 г., «Модернизация экономики и эффективность управления социально-экономическим развитием»: II Междунар. конф., 14—15 мая 2010 г., ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск; «Мировой кризис и перспективы российской экономики в условиях глобализации» : 1-я Междунар. конф., г. Новочеркасск, 18 мая 2011 г. / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск, 2011;

«Актуальные проблемы жизнедеятельности общества»: XIX Междунар. науч.-техн. конф. студ., аспирантов и молод, ученых, 26-27 апреля 2012 г., Кременчугский национальный университет - Кременчуг; «Экономические проблемы организации производственных систем и бизнес-процессов»: - X Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 15 мая 2012г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ).

Публикации по теме диссертации. По результатам выполненных в диссертации исследований опубликована 21 печатная работа общим объемом 14,95 п.л., в том числе объем авторского текста 8,56 п.л. Из них в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовано три работы, общим объемом 1,65 п.л., в том числе объем авторского текста 0,99 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников и приложений. Работа содержит 161 страницу, 16 рисунков, 1 таблицу, список использованных источников, включающий 160 наименований, 11 приложений.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены цель и задачи, выделены объект и предмет исследования, методы исследования, указаны степень научной новизны, теоретическая и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе диссертации «Обоснование необходимости применения новых методов при совершенствовании работы городского пассажирского транспорта» обоснована необходимость логистического подхода к процессу совершенствования управления пассажирскими перевозками, исследованы особенности использования логистического подхода применительно к перевозке пассажиров, разработана классификация существующих задач оптимизации транспортного процесса и методов их решения.

Во второй главе «Разработка модифицированной логистической модели совершенствования городских пассажирских перевозок» рассмотрены различные взгляды на роль общественного транспорта, выявлены проблемы пассажирских перевозок, предложена модифицированная логистическая модель совершенствования перевозки пассажиров; приведены основные определения материального, финансового, информационного потоков, а также потока заказов услуг, которые функционируют в представленной модели. Предложена формализованная постановка задачи совершенствования процесса контроля и управления пассажирскими перевозками в условиях крупных городов. Выделены вербальные и варьируемые показатели, влияющие на значение целевой функции, проведено определение потоков пассажиров как на остановочных пунктах, так и пассажиропотоков в салонах автобусов, что позволило определить долю перевезенных АТП пассажиров от возможного объема перевозок.

Третья глава «Применение генетических алгоритмов для решения задачи оптимизации логистической системы управления пассажирскими перевозками» посвящена разработке алгоритма совершенствования логистической системы управления пассажирскими перевозками, а также разработке и апробации методики выбора оптимального варианта движения автобуса по маршруту. Проведен анализ результатов расчета целевой функции. Предложен комплекс средств,

включающий алгоритм оптимизации работы подвижного состава на линии и систему оперативного управления, которая обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическую корректировку процесса движения.

В заключении приведены выводы и обобщены научно-практические рекомендации, полученные в результате исследования, выполнение которых будет способствовать повышению уровня качества предоставленной логистической услуги по перевозке пассажиров автобусами и эффективности работы автотранспортного предприятия.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Разработана классификация существующих логистических задач работы транспорта и методов их решения. На основе анализа транспортной стратегии Российской Федерации, научных направлений и публикаций современных исследователей были определены наиболее важные и актуальные на сегодняшний день проблемы, решаемые на автотранспорте.

Анализ рассмотренных работ позволил структурировать логистические и организационно-экономические задачи применительно к городским пассажирским перевозкам и агрегировать их в определенные укрупненные блоки для создания классификации методов решения существующих транспортных проблем (рис. 1).

2. Разработана модифицированная логистическая модель совершенствования системы городских пассажирских перевозок, отличающаяся количеством учитываемых связей между объектами системы и выделением показателей, влияющих на процесс протекания потоков между звеньями системы. Выявлены особенности характера заказа услуги на перевозку пассажиров автотранспортом и выделен новый показатель - «время существования потребности на услугу». Анализ приведенной постановки обобщенной задачи оптимизации системы пассажирских перевозок в рамках логистической модели показал, что в современных условиях целесообразно учитывать такие показатели, как динамический характер заказа услуги, изменение которого связано не только с временем суток, а также с часами «пик», выходными и праздничными днями. Кроме этого, отмечается, что в современных условиях изменение пассажиропотоков на более длительном интервале времени обусловлено развитием города и перераспределением пассажирообразующих районов, так как строятся новые жилые массивы, предприятия, торговые центры. Другой важной выделенной нами характеристикой заказа услуги является ее временной характер, причем «время существования потребности на услугу» является достаточно малой величиной, по истечении которой пассажир отказывается от своего «заказа» и добирается до пункта назначения другим по отношению к рассматриваемому АТП способом. Поэтому в качестве одной из выделенных целей деятельности АТП становится сокращение времени ожидания пассажиром автобуса. Для достижения этой цели необходимо оптимизировать следующие два показателя - затраты во всей логистической системе и прибыль АТП, выполняющего перевозки.

Организационно-экономические задачи в секторе совершенствования пассажирских перевозок

Задачи повышения эффективности и системной безопасности работы автомобильного транспорта на основе инновационных научно-технических разработок

Задачи логистического моделирования товарного рынка

повышение экономической эффективности работы автомобильного транспорта и снижение его вредного воздействия на окружающую среду; ^ задачи увеличения пропускной способности автомагистрали, за счет улучшения характеристик движения транспортных средств и учета природных факторов

методы математического моделирования; 1 методы системного анализа; 1 теория вероятностей и нечетких множеств.

/ Вопросы жизненного цикла услуги перевозки пассажиров автомобильным транспортом от проектирования маршрута, до анализа деятельности предприятия, позволяющий определить наиболее значимые факторы, влияющие на уровень сервисного обслуживания пассажиров на протяжении всего цикла; / Совершенствование органи-зационно-управленческого механизма координация схем взаимодействия звеньев городского пассажирского транспорта по критерию повышения эффективности их деятельности

1 квалиметрии;

математическая статистика, ■ теория размерных цепей.

Задачи оптимизации сложных экологических и транспортных систем

Задачи Задачи экономической

гранслортно- деятельности

технологических систем пассажирских

и безопасность движения предприятии

^ Разработка принципов обеспечения бесперебойного и безопасного движения транспортных потоков по дорожным сетям городов и снижения транспортных издержек при всех видах перевозок городским транспортом;

^ регулирования движения в транспортных узлах с учетом левоповоротного движения с целью увеличения пропускной способности.

■ статистическим анализ,

■ математическое моделирование,

теория принятия реше-

^ Своевременное и качественное удовлетворение потребностей населения в городских пассажирских перевозках путем совершенствования системы общественного пассажирского транспорта городов;

Повышение эффективности использования подвижного состава и качества обслуживания пассажиров в условиях развития рынка транспортных услуг на осноне комплексного критерия качества; ^ повышение эффективности пассажирских перевозок за счет совершенствования процессов оперативного управления маршрутными автобусами(возможности прогнозирования финансовых потерь транспортного предприятия на основе уже имеющихся статистических данных).; ^ оценки эффективности организации движения автотранспортных средств на нерегулируемых перекрестках многополосных дорог.

методы теории массового обслуживания; теории вероятностей; математическая статистика; аппарат теории игр.

V Решение проблем грузовых, пассажирских перевозок в условиях больших городов, разработаны методические указания по определению эффективности работы транспортных пред-щнитт.

системный анализ; экономико-математическое моделирование

Задачи управления транспортными системами

I

^ повышение эффективности функционирования общественного транспорта на основе логистизации, гарантия беспересадочной поездки.

• транспортная логистика; • теория вероятностей.

Рис. 1. Классификация существующих задач оптимизации работы транспорта и методов их решений

ЧО

Анализ теоретических исследований и практический опыт позволили предложить модифицированную логистическую модель оптимизации пассажирских перевозок, которая имеет вид, представленный на рис. 2.

Рис. 2. Модифицированная логистическая модель системы пассажирских перевозок: ФП1 - финансовый поток, который выражается в виде предоставления льгот и проездных билетов населению (потребителю); ФП2 - финансовый поток, который существует в виде предоставления выплат за оказание услуги льготным категориям граждан; ФПЗ - финансовый поток, в виде наличной и безналичной оплаты за проезд; ФП4 - финансовый поток сопровождается в виде налоговых выплат и отчислений в социальные фонды;ФП5 - поступление денежных средств от населения; ИП1 - информационный поток о пассажирах, пассажиропотоках, о численности населения, дорожных условиях, предоставлении лицензии, схеме маршрута, количестве автомобилей и интервале движения; ИП2 - информационный поток, который несет в себе информацию об изменениях работы подвижного состава; ИГО - несет в себе информацию о качестве, количестве, своевременности предоставления услуги, а так же о потребности населения в ней, которая ложится в основу открытия и совершенствования маршрута; ЗУ1 - с этим потоком формируется заказ на предоставление услуги, в зависимости от численности населения города и от величины пассажиропотоков на различных участках маршрутной сети; ЗУ2 - заказ на предоставление подвижного состава в необходимом количестве и в соответствии с входящим от государства информационным потоком о численности населения; ЗУЗ - с этим потоком формируется заказ о необходимости предоставления услуги в определенном месте и в определенное время

Звенья данной системы предлагается рассматривать как отдельные объекты функционирования, объединенные потоками связей. С целью установления важности объектов нами рассматриваются характеристики каждого из них. Вследствие этого, вместо обобщенного понятия «пассажир» нами вводится понятие «Персона». Под категорией «Персона» предлагается понимать потребителя (пассажира) транспортной услуги, который отличается от «Потребителя» в классической трактовке логистической схемы потоками входящих и выходящих связей к данному объекту. Главными отличительными особенностями данной модели яв-

ляется то, что, во-первых, «Персону» предлагается рассматривать не только как «груз», который необходимо перевести, но как заказчика и потребителя одновременно, во-вторых, для нее характерным является количество учитываемых связей между объектами системы и выделение групп показателей, влияющих на процесс протекания (объём, скорость) потоков между звеньями системы.

Исходя из выявленной роли «Персоны» в модифицированной логистической модели, где «Персона» была признана как заказчиком, так и потребителем услуги, мы пришли к выводу, что именно требования, которые «Персона» предъявляет к услуге, должны быть положены в основу процесса оптимизации целевой функции модели.

В классической постановке логистической задачи в качестве критерия оптимальности выступает минимум затрат на перевозку груза. При этом объем груза, который необходимо перевезти, учитывается в качестве ограничения задачи, в то время как в условиях пассажирских перевозок предлагается пассажира рассматривать не просто как «груз», а как «Персону», которая формирует заказ услуги и представляет собой динамически изменяющийся источник «спроса».

Вследствие этого, в отличие от классической логистической задачи, при перевозке пассажиров, во-первых, невозможно записать ограничение, связанное с объемом перевозки, из-за динамически изменяющегося пассажиропотока, во-вторых, при условии решения задачи на минимум затрат оптимальным является тот вариант, для которого перевозки вообще не осуществляются, а это не позволит предприятию получить увеличение прибыли (как основной цели его деятельности). При этом нельзя утверждать, что нами вовсе не учитываются требования минимизации затрат на перевозку пассажиров, но чтобы определить этот критерий, необходимо рассчитать прибыль АТП, которая определяется как разница между доходами и затратами. При условии неизменности тарифной ставки, рост прибыли АТП может обеспечиваться двумя факторами: снижением затрат и увеличением объема перевозок:

Post = шах \_Ppass +Pm+Pch+ Pnl +pro+par\ где pPass — прибыль от перевозки пассажиров; Рт — прибыль от работы участка уборочно-моечных работ; — прибыль от работы шиномонтажного участка; —прибыль от внереализационной деятельности; Рго — прибыль от реализации

не используемого оборудования; Раг — прибыль от аренды подвижного состава.

3. Сформирована схема распределения потоков пассажиров на остановочных пунктах, позволяющая определить закономерности передвижения населения и на их основе строить модели оптимального функционирования системы городского общественного автотранспорта. Точность и правильность всего расчета совершенствования пассажирской транспортной системы в городе должны соответствовать реально сложившимся пассажиропотокам как по размерам, так и по направлениям. На этой основе предлагается организовать работу АТП таким образом, чтобы максимально удовлетворить потребности населения в перевозках, с учетом комплекса показателей качества предоставления услуги и увеличения прибыли предприятия.

На основе расчета целевой функции и анализа вербальных показателей были сформулированы следующие ограничения:

1. Количество предоставляемых мест N™:

N™<Nvzm,

где Nz - номинальная вместимость z-ro автобуса.

2. Продолжительность работы маршрута Мг (ч):

Т^т<Мг<Т^ах-7^п<6ч, 7^ах< 16ч.

3. Время в наряде ^"(ч):

ТП >• rpYl > rpYl ,

min — — -"max'

^min — ^ ч< 7£ах<12ч.

4. Прохождение автобуса a, через все последующие остановки маршрута, начиная с начальной остановки х,-, i — j,k, где j— номер остановки начала движения.

5. Минимальное время пассажирообмена на остановочных пунктах t™ (мин): < , где t£s - время, отведенное для остановки по графику на к-й остановке.

6. Время перемещения автобуса между остановками должно быть больше минимально допустимого ПДД и безопасного движения и меньше максимально разрешенного времени, обеспечивающего качество обслуживания:

С' >*U > 1Ь' ' = l'k~lJ = 2Д"

7. Количество подвижного состава на линии Ат не должно превышать общего количества автобусов в парке:

Ат<А.

8. Максимальное время ожидания на остановке ^^ < .

По мнению автора, совершенствование процесса управления пассажирскими перевозками АТП должно исходить из реально сложившихся пассажиропотоков, как по их величине, так и по направлениям.

В целях выявления спроса на перевозки пассажиров автобусами большой вместимости был произведен анализ пассажиропотоков как на остановочных пунктах, так и в салонах автобусов рассматриваемого маршрута. В качестве объекта исследования был выбран маршрут № 94 г. Ростова-на-Дону.

На первом этапе необходимо было определить объём и характер изменения пассажиропотоков на маршруте (Р - пассажирооборот на рассматриваемом маршруте), что в дальнейшем позволило определить долю перевезенных пассажиров рассматриваемым предприятием в общем числе перевезенных пассажиров.

Второй этап обследования позволил определить пассажиропотоки на всех остановочных пунктах маршрута, а так же выявить загруженность сети в «часы пик».

Анализ результатов обследования и данных, полученных в ходе обследования, позволил определить общий пассажиропоток на всех остановках - Л, который состоит из следующих элементов (рис. 3):

Л' -поток пассажиров, обслуживаемый автобусами АТП-3;

Л" - поток пассажиров, обслуживаемый автобусами конкурирующих предприятий;

ц1? - поток пассажиров, теряемый на маршруте. Частично данный поток осваивается другими видами транспорта и конкурирующими АТП.

А1 - автобусы АТП-3; А2 - автобусы конкурирующих предприятий; т - троллейбус; М- маршрутное такси; Taxi

Рис. 3. Графическое изображение процесса формирования потоков пассажиров на остановочных пунктах

На основе изучения динамики распределения пассажиропотоков на остановочных пунктах с учетом пересечения транспортных средств конкурирующих предприятий была построена схема определения пассажиропотоков на остановочных пунктах и выявлено потенциальное количество пассажиров, нуждающихся в перевозке (рис. 3). Здесь появляется возможность говорить о времени существования потребности на услугу — от момента ее возникновения (появления персоны на остановочном пункте) до предоставления услуги автобусами конкурирующих предприятий.

Необходимо подчеркнуть, что для увеличения количества перевозимых пассажиров целесообразно оптимизировать каждый показатель, характеризующий перевозочный процесс на предприятии, таким образом, чтобы экономический эффект от этого был приближен к максимальному значению. На наш взгляд, необходимо оптимизировать такие показатели, как:

- количество автобусов, выпускаемых на маршрут за сутки;

- количество рейсов каждого автобуса, вышедшего на линию;

- время начала движения первого и последующих рейсов каждого автобуса;

- место (номер остановки) начала движения автобуса в каждый рейс;

- минимальные временные интервалы прохождения участков маршрута за каждый оборотный рейс;

- максимальные временные интервалы прохождения участков маршрута за каждый оборотный рейс.

4. Использование генетического алгоритма, адаптированного к условиям поставленной задачи с целью совершенствования системы городских пассажирских перевозок. Модели оптимизации подобных систем, как правило, относятся к классу комбинаторных, где решение может быть выбрано из конечного множества возможных вариантов. Однако в нашем случае большое количество ограничений и сложный вид целевой функции затрудняют решение задачи в комбинаторной постановке по причине «проклятия размерности».

Для решения поставленной задачи совершенствования процесса управления пассажирскими перевозками в рамках логистической системы предлагается использовать генетический алгоритм (ГА). При этом необходимо сконструировать структуру хромосомы, которая будет представлять собой закодированное решение задачи, и определить операторы случайных изменений. В качестве хромосомы следует использовать совокупность генов, представляющих элементы решений. Структура хромосомы приведена на рис. 4. Элемент решения, характеризующий

количество рейсов, представлен в виде гена а?. Он представляет собой закодированное в двоичном виде количество рейсов у-го автобуса V =1,2, где г - количество автобусов на маршруте за время в наряде.

Ген - временные интервалы движения 1 -го автобуса между к-1-й и £-й остановочными пунктами в 1-й рейс

б1 :»фсмя начала движения в минутах 1-го автобуса в _1-й рейс_

/¿крС' —время начала движения в часах 1-го автобуса в 1-й _ рейс_

оР

а?1"

Генй'ь количество рейсов 1-го автобуса за время в наряде

- номер остановки начала движения 1-го автобуса 1-го рейса

Гены у-го автобуса

жжж

а?"»1

г

71?

оР

Л/-й рейс 2-то Гены г-го

автобуса автобуса

/<" Й

Я' ..Л'

КЬ

т.

/*-и,| Ук'-м,г7к-\л,

Рис. 4. Структура хромосомы для ГА оптимизации пассажирских перевозок

Ген (}у в двоичном виде несет информацию о начале времени движения в часах у-го автобуса у = 1, г, где 2- количество автобусов на маршруте за время в

наряде. Информация о начале движения в минутах у-го автобуса V = 1,2, в двоичном представлении несет в себе ген йУ. Гены

_ / / V,N / у.ЛГ / у.ЛГ \

/1,2 "I /1,2,1' /1,2,2' /1,2,3 I'-"'

„у,ЛГ (I у,ЛГ / У,ЛГ / у,ЛГ \ I У,1 + 1 /у,/+1,1' /7,1 + 1,2' /у,1+1,3 >— >

у.ЛГ / у.ЛГ /у,Ж \

представляют собой варианты временных интервалов прохождения участков маршрута, которые представляются в двоичном виде между 1-ми 2-м остановочными пунктами в ЛЧ'г рейс, между у'-й и у'+/-й остановочными пунктами в У-й рейс и к-1-й и /г-й остановочными пунктами в /У-й рейс соответственно.

Ген Цу - элемент варианта решения, представленный в двоичном виде и

характеризующий условный номер начала движения у-го автобуса V = 1,2, где г — количество автобусов на маршруте за время в наряде.

Для каждого решения, представленного описанной хромосомой, необходимо вычислить значение целевой функции, являющейся характеристикой данного варианта решения, по значению которой будет происходить сравнение различных вариантов решения внутри различных хромосом. Сравнение хромосом осуществляется следующим образом: из анализируемой популяции

Р = {.., УА,..., ~а) лучшей считается хромосома с наименьшей величиной нарушения ограничений а среди хромосом с равными нарушениями ограничений выбирается хромосома с меньшим значением целевой функции

17(/а). При реализации ГА применительно к поставленной задаче предлагается использовать операторы случайных изменений: кроссинговер, мутация и генный кроссинговер, генная мутация. Используемые операторы случайных изменений выглядят следующим образом (примеры приведены для участка автобусного маршрута, состоящего из 4-х остановок и одного автобуса на линии):

1. Двухродительский кроссинговер

КроссР, с1Р). Конструируются две

1 2

новые хромосомы-потомки С и С путём обмена символами генов. Первому потомку переходят символы генов первого родителя до точки разрыва включительно и символы генов второго родителя после точки разрыва. Второй потомок конструируется путем наследования символов генов первого родителя после точки разрыва и второго родителя до точки разрыва. В качестве точки разрыва выступают символы геновау,ру,5У.у,","",у**, .у^,,|-1у. Символы в генах потомков помещаются на места, соответствующие их расположению в хромосомах-родителях. Индексы этих символов также генерируются случайным образом.

2. Многородительский кроссинговер

(рис. 5). В операции принимают участие к родителей и аналогично двухродительскому крос-

синговеру производится обмен символами генов

где к = Япс/( 1,^"). В результате операции КроссМ^ Р,..., ^р) конструируются § потомков 'С,2С,...,гС аналогично двухродительскому кроссинговеру.

Кроссм{' р/ Р)

8:00 „А*"" ¿¿Г ^

4 1 0

\

\

10 12 3 40123456

6:00

8:00

30 |

¥ ' 2 201 --

Рис. 5. Реализация оператора «Многородительский кроссинговер» для ГА оптимизации процесса перевозки пассажиров

3. Генный кроссинговер

/0 а

ГКросс{ 'Р, аР,1) (рис. 6). В операции

участвуют

два родителя Р, Р. В отличие от операции Кросс2 обмен символами произво-

1 2

дится только в рамках /-го гена. В результате получается два потомка: Си С

.ч^л»** А*** 7:00._"_£:_

у.»*'

Рис. 6. Реализация оператора «Генный кроссинговер» для ГА оптимизации процесса перевозки пассажиров

4. Многоточечная Мутация^} Р] (рис. 7). Хромосома ^Р, выбранная случайным образом из популяции, подвергается случайным изменениям. Для этого

определяется количество вносимых изменении ,м>), где

IV = (((Л-1) +14 + -а)-г - размер хромосомы в символах. Хромосома рас-

сматривается как вектор

!

1

Хг,■■■,'Хц,), элементами которого

являются символы генов. Затем выполняется инвертирование: %Г; = 1x71 ~~ '

где Т^ = Япс](1, ж), Ь = 1Дмуг . В этом случае потомок С имеет вид:

С -

. /

1ТЬ-1.

xi щ-\

I

ХГ.-1

хгь+1>-"> хг^-ь

'хг,-1

Мутация^)

1 17: ?:00 ,

50 40 30 20 10 30

Рис. 7. Реализация оператора «Мутация» для ГА оптимизации процесса перевозки пассажиров

Генная мутация ГМутация ('/*,/) (рис. 8). Хромосома (!Р), выбранная случайным образом из популяции, подвергается случайным изменениям, которые производятся в /-м гене. Номера генов соответствуют их расположению в хромосоме. Количество вносимых изменений определяется как грмуг _ а ^^ где w _ размер /_го гена в символах. В этом случае

Х1> %2'---> У»г>—'

В результате применения данного оператора получаем потомок

Конструирование модифицированного генетического алгоритма (МГА) включает два этапа. В обобщенном виде структурная схема ГА оптимизации процесса управления пассажирскими перевозками приведена на рис. 9. Одной из присущих особенностей ГА является то, что результат поиска не зависит от начальных значений исходных данных, однако в том случае, если поиск начинается с популяции, в которой присутствуют перспективные хромосомы, соответствующие локальным минимумам, или близкие к ним, то время поиска может быть сокращено.

{'(мн)

I

20 21 22 23 24

Рис. 8. Реализация оператора «Генная мутация» для ГА оптимизации процесса перевозки пассажиров

Этап 1. На первом этапе алгоритма происходит подготовка начальной популяции В качестве начальной популяции были выбраны пять групп хромосом с определенным набором генов:

£Р = (?1Р ,««/>, «5Р>

где чХР - группа хромосом, в которых интер-

^ЭТАП 1 ^

Генерация начальной популяции О р = р ч2р ч*р ч4р

вал движения I между остановочными пунктами не должен быть меньше

^ ЭТАП 2 ^

? • <? ' + 1Ш1П — ' — 1Ш1П

л

Ч2р _

интервал

2.1 Селекция -выбор родителей для оператора

движения / между остановочными пунктами, который не должен превышать

2.2 Оператор итерации

'тах 'тт

< га < и

■ ч3р _

5

интер-

2.3 Вычисление з ачений

целевой функции "•(Ч'М

вал движения ? между остановочными пунктами, который не должен превышать

ч4р _

(тт — ^ -'шах> * ^ ~ количество подвижного

2.4 Изменение популяции -выбор лучших на включение в популяцию

состава должно быть равно Атах; д5Р - группа хромосом, в которых начало движения автобуса

осуществляется с различных остановок, начиная с

* *

первой и заканчивая к —к , где к - это количество последних остановок, откуда старт запрещен. Таким образом, сконструирована началь-Рис. 9. ГА оптимизации процесса ная популяция, которая характеризуется доста-

Выход >Г"Р итерации

управления городскими пассажирскими перевозками

точным многообразием решений, в рамках которых можно выполнять итерации генетического алгоритма.

Этап 2. На втором этапе производится итеративное изменение популяции. Для этого выбираются хромосомы - родители, затем выполняется операция случайных изменений, и в состав популяции включаются перспективные потомки на основе расчета целевой функции.

Шаг 2.1. Селекция - выбор родителей для операторов.

Для выбора родительской хромосомы предлагается использовать один из вариантов стратегии формирования выбора родительских пар (аутбридинг, инбридинг, панмиксия). Для реализации этих стратегий под "родством" хромосом будем рассматривать меру близости хромосом, определяемую оператором Select.

Шаг 2.3. Вычисляется значение целевой функции fOc), f(2c) , характеризующее эффективность сконструированного на данном шаге решения с применением методики расчета целевой функции.

Шаг 2.4. Изменение популяции. Если полученный потомок превосходит худшую из хромосом родителей, то он занимает её место в популяции и осуществляется переход к следующему шагу. Далее производятся процессы итерации, где повторяются шаги 2.1-2.4.

Условием останова процесса вычисления функции является достижение максимального количества итераций ЛТ При этом производится выбор из популяции наилучшего решения. Это решение представлено в виде хромосомы Р , у которой значение целевой функции является наилучшим среди всех хромосом текущей популяции. Таким образом, получено рациональное решение, содержащее такое расписание движения автобусов, которое приводит к максимуму целевой функции. Последовательность рассмотренных этапов работы алгоритма повторяется заданное количество раз.

Таким образом, нами получен алгоритм, позволяющий определить количество автобусов, которое необходимо выпускать на линию, расписание движения каждого автобуса, вышедшего на линию, время начала движения или выхода в рейс каждого автобуса в каждый рейс, а также номер остановки, с которой необходимо начинать движение автобуса.

5. Предложен комплекс средств, включающий алгоритм оптимизации работы подвижного состава на линии и систему оперативного управления автобусами на маршруте. Комплекс средств, который обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическую корректировку процесса движения, включает в себя элементы, представленные на рис. 10. Данный комплекс позволит оперативно рассчитывать расписание каждого автобуса, контролировать процесс движения; водители автобусов имеют возможность получать информацию об обстановке на маршруте в рамках выполнения смежных рейсов и при возникновении нештатных ситуаций определять их причину и оперативно реагировать.

Экран навигатора автобуса

Рис. 10. Система оперативного управления автобусами на маршруте

Данные звенья соединяются потоками информации о движении автобуса, которая сохраняется и выводится на монитор компьютера диспетчера в виде координат местонахождения автобуса на маршруте и различных графиков состояния движения (рис. 11).

1 2 3 4 6 / О 9 11 13 16 1В 20 22 2Ь 2/ 30 32 34 36 3/ 39 41 44 46

0

®г

О—

( ЬО Ь2 Ь4 ¡Л М 60 ( 62 64

«м -о! «

Расстояние между остановками

Астрономическое время

График движения автобуса по графику

Время отклонения

Гаражный номер автобуса

Отклонение от графика движения

Движение автобуса с опережением графика Движение автобуса по графику

" Время отклонения от графика движения

б)

___ч Движение автобуса с отставанием от графика

Рис. 11. Схема движения автобуса: а — графическая линейная схема движения автобусов по маршруту, б - график выполненного движения автобуса по маршруту

Предложенные модели и алгоритмы оптимизации процесса управления городскими пассажирскими перевозками с учетом необходимого количества значимых параметров использованы при совершенствовании работы подвижного ОАО АТП-3 «Транссервис», экономическая эффективность за время внедрения системы составила 4,83 %. Результаты экспериментальных исследований позволяют сделать вывод об эффективности предложенных методов (рис. ] 2).

Предлагается в дальнейшем оснастить автобусные остановки техническими средствами определения количества пассажиров и передачи информации в диспетчерские центры для оперативной обработки, накопления статистики, уменьшения трудоемкости процесса сбора данных и удовлетворения потребностей населения в перевозках.

ВЫВОДЫ

1. Использование логистического подхода применительно к городскому пассажирскому транспорту, при котором перевозочный процесс рассматривается как логистическая цепь, позволяет совершенствовать процесс производства транспортных услуг, обеспечить эффективное использование подвижного состава с целью своевременного удовлетворения спроса на пассажирские перевозки и доставку пассажиров в пункты назначения с надлежащим качеством.

2. Разработана обобщенная логистическая модель системы пассажирских перевозок, а на ее основе - модифицированная модель, позволяющая в каждом состоянии системы определить набор организационно-экономических показателей ее функционирования и, исходя из значений выделенных параметров, рассчитать величину целевой функции.

3. Обследования пассажиропотоков на маршруте позволили собрать полную и достоверную информацию для совершенствования системы городских пассажирских перевозок и работы АТП, выполняющих эти перевозки, а также рациональной организации перевозочного процесса, что обусловило необходимость оптимизировать такие показатели, как: количество автобусов, выпускаемых на маршрут за сутки; количество рейсов каждого вышедшего на линию автобуса; время начала движения первого и последующих рейсов каждого автобуса; место (номер остановки) начала движения автобуса в каждый рейс; минимальные временные интервалы прохождения участков маршрута за каждый оборотный рейс; максимальные временные интервалы прохождения участков маршрута за каждый оборотный рейс.

4. Для решения задачи совершенствования системы перевозочного процесса в условиях динамически изменяющихся пассажиропотоков обоснован выбор генетического алгоритма, осуществляющего поиск баланса между эффективностью и качеством решений за счет «выживания сильнейших альтернативных решений».

40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

Рис. 12. Диаграмма соотношений пассажиропотоков (за сутки): 1 - общий пассажиропоток; 2 - количество перевозимых пассажиров до внедрения системы контроля; 3 - после внедрения системы

5. Предложен модифицированный генетический алгоритм, определены принципы конструирования хромосом и операторы случайных изменений применительно к рассматриваемой задаче; разработаны генные операторы случайных изменений и обоснована целесообразность включения их в ГА.

6. Разработана схема оперативного контроля за движением автобусов, позволяющая повысить степень управляемости транспортными средствами на маршруте, а так же корректировать скорость движения; расписание движения; количество подвижного состава на линии; прохождение отдельных участков маршрута в «часы пик»; время каждого оборотного рейса.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Научные статьи, опубликованные в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Генетический алгоритм - многофакторный метод оптимизации системы городских пассажирских перевозок / Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки - 2011- № 6. - 0,6 п.л./0,37 п.л.

2. Многофакторная оптимизация системы городских пассажирских перевозок с использованием генетического алгоритма / Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Вестн. Юж.-Рос. гос. техн. ун-та (Новочерк. политехи, ин-та). Сер. Соц.-эконом. науки - 2011.- № 4. - 0,7 п.л./0,42 п.л.

3. Оптимизация системы пассажирских перевозок с учетом динамично меняющихся пассажиропотоков / М.Р. Караева, Н.В. Напхоненко // Вестн. Юж.-Рос. гос. техн. ун-та (Новочерк. политехи, ин-та). Сер. Соц.-эконом. науки,- 2013,-№ 4 - 0,35 п.л./0,2 п.л.

Публикации в других научных изданиях

4. Экономика предприятия : учеб. пособие [для студ. напр. 190600 "Эксплуатация трансп.-технол. машин и косплексов" и напр. 190700 "Технология трансп. процессов"] / Н.В. Напхоненко, М.В. Передерий, М.Р. Караева ; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ, 2011.- 98 е.- ISBN 978-5-9997-0099-5.- 5,81 п.л./3,1 п.л.

5. Бизнес-планирование на автомобильном транспорте : учеб. пособие (бакалавриат по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство" направление подготовки "Эксплуатация автомобильного транспорта") / Н.В. Напхоненко, М.В. Передерий, М.Р. Караева ; Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2013,- 6,04 п.л./2,35 п.л.

6. Оптимизационные технологии перевозок сельскохозяйственной продукции : логистический подход / Н.В. Напхоненко, Б.Г. Гасанов, М.Р. Караева // Транспортно-логистические центры в условиях экономического кризиса : материалы IX Российско-германского симпозиума по транспортной политике и экономике, Казань, 28-29 мая 2009 г. / Казанск. гос. архит.-строит. ун-т.- Казань : КГАСУ, 2009.- 0,06 п.л.

7. Совершенствование методов анализа пассажиропотоков в крупных городах / Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Эффективность управления социально-экономическим развитием в условиях глобализации экономики : сб. науч. ст. по материалам I Междунар. конф., г. Новочеркасск, 13-14 марта 2009 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ, 2009. - 0,19 п.л./0,09 п.л..

8. Эффективность использования основных средств организации на примере ОАО АТП-3 "Транссервис" / М.Р. Караева, Н.В. Напхоненко // Студенческая научная весна - 2009 : материалы Межрегион, науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых Южного федерального округа / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. -0,06 п.л./0,03 п.л.

9. Анализ системы управления пассажирским транспортом / Н.В. Напхоненко, М.Р.Караева // Студенческая научная весна - 2010 : материалы регион, науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых вузов Ростовской области / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).-Новочеркасск: ЮРГТУ, 2010.-0,10 п.л./0,06 п.л.

10. Анализ финансово-экономического состояния автотранспортного предприятия (на примере ОАО АТП-3 "Транссервис") / М.Р. Караева // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений "Эврика-2009", г. Новочеркасск, дек. 2009 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск: Лик, 2010. -0,23 п.л.

11. Совершенствование системы управления городским пассажирским транспортом / Н. В. Напхоненко, М. Р. Караева // Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств : материалы VI Междунар. науч.-техн. конф., г. Пенза, 18-20 мая 2010 г. / Пензенский гос. ун-т архитектуры и стр-ва ; под. общ. ред. канд. техн. наук, проф. Э.Р. Домке-Пенза: ПГУАС, 2010. - 0,26 п.л./0,14 п.л.

12. Современные подходы к управлению городскими пассажирскими перевозками / Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Актуальные вопросы технических, естественных, социально-экономических и гуманитарных наук : материалы третьей межвуз. науч.-практ. конф. проф.-препод. состава, асп. и студ. / Кавминводский ин-т (фил.) , г. Георгиевск, Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ, 2010. - 0,09 п.л.

13. Управление городскими пассажирскими перевозками: логистический подход / М.Р. Караева // Актуальш проблеми життед!яльност1 суспшьства : тези наук. доп. Всеукраш. наук.-техн. конф. молодих учених i спешал1ст]в, 21-22 квпня 2010 року / Кременчуцький держ. ун-т,- Кременчук : КДУ, 2010. -0,15 п.л./0,09 п.л.

14. Применение логистического подхода при решении задач оптимизации пассажирских перевозок в больших городах / М.Р. Караева // Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону : сб. науч. ст. по материалам науч.-практ. конф., г. Георгиевск, 22-23 дек. 2011 г. / Кавминводский ин-т (фил.) Юж.-Рос. гос. техн. ун-та (НПИ).-Новочеркасск: Лик, 2011. - 0,15 п.л.

15. Оптимизация системы городских пассажирских перевозок в мегаполисах с использованием транспортной логистики / М.Р. Караева // Проблемы автомобильно-дорожного комплекса России: организация автомобильных перевозок и безопасность дорожного движения: Материалы VI Междунар. заочн. науч.-техн. конф., г. Пенза, 24 окт. 2012 г. / Пензен. гос. ун-т архитектуры и стр-ва —Пенза : ПГУАС, 2012. - 0,33 п.л.

16. Применение логистического подхода к управлению пассажирскими перевозками в мегаполисах / М.Р. Караева // Актуальные проблемы жизнедеятельности общества : материалы XIX Междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молод, ученых, 26-27 kbitiw

2012 р. / Кременчуц. национ. ун-т.— Кременчук, 2012. — 0,23 п.л.

17. Применение логистического подхода при решении проблем оптимизации системы городского пассажирского транспорта / М.Р. Караева // Экономические проблемы организации производственных систем и бизнес-процессов : материалы X Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 15 мая 2012 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2012. - 0,29 п.л.

18. Применение современных методов логистики в процессе совершенствования транспортного обслуживания населения / Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Проблемы экономики, организации и управления в России и мире : материалы И Междунар. науч.-практ. конф., 17 мая

2013 г., Прага, Чешская республика,- Прага : Изд-во World Press, 2013. - 0,41 п.л./0,24 п.л.

19. Результаты применения логистического подхода к пассажирскому транспорту / М.Р. Караева // Глобализация экономики и российские производственные предприятия : материалы XI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 16 мая 2013 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).- Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2013. - 0,26 п.л.

20. Совершенствование оперативного управления автобусами с применением навигационных систем / М.Р. Караева // Актуальш проблеми житадаяльноеп суспшьства : матер1али наук.-практ. конф. студен-пв, асшран-пв та молодих учених, г. Кременук, 25-26 кштия 2013 р. / Кременчуц. нац. ун-т ¡м. М. Остроградьского - Кременчук : КрНУ, 2013. - 0,24 п.л.

21. Совершенствование управления городскими пассажирскими перевозками с применением навигационных систем / А.И. Алиев, Н.В. Напхоненко, М.Р. Караева // Актуальш проблеми житгед1ялыюст1 суспшьства : матер1али наук.-практ. конф. студента, acnipaiiTie та молодих учених, г. Кременчук, 25-26 квтгя 2013 р. / Кременчуц. нац. ун-т ¡м. М. Остро-градського - Кременчук: КрНУ, 2013. - 0,18 п.л./0,1 п.л.

Караева Марина Руслановна

ЛОГИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ ПАССАЖИРСКИМИ ПЕРЕВОЗКАМИ

Автореферат

Подписано в печать 03.03.2014 Формат 60x84 Vie- Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 46-

Отпечатать в ИД «Политехник» 346428. г. Новочеркасск, ул. Первомайская, 166 idp-nni@mail.ru

Диссертация: текстпо экономике, кандидата экономических наук, Караева, Марина Руслановна, Ростов-на-Дону

04201457154

На правах

Караева Марина Руслановна

ЛОГИСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ ПАССАЖИРСКИМИ ПЕРЕВОЗКАМИ

08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством:

логистика;

экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами (транспорт)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Научный руководитель: кандидат экономических наук, профессор Н.В Напхоненко

Ростов-на-Дону 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................4

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ.....................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ РАБОТЫ ПАССАЖИРСКОГО АВТОТРАНСПОРТА..............................................11

1.1. Анализ современного этапа развития системы пассажирских автомобильных перевозок............................................................................11

1.2 Существующие разработки и методы решения задачи совершенствования функционирования городского пассажирского

транспорта......................................................................................................18

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВ030К34 2.1.Обобщенная постановка логистической задачи совершенствования системы управления пассажирскими перевозками...................................34

2.2. Модифицированная логистическая модель совершенствования системы пассажирских перевозок с учетом динамично меняющихся потоков пассажиров......................................................................................41

ГЛАВА 3 ПРИМЕНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И УПРАВЛЕНИЯ ПАССАЖИРСКИМИ ПЕРЕВОЗКАМИ АВТОТРАНСПОРТНЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ...........................................73

3.1 Анализ подходов к решению задач большой размерности в условиях сложной целевой функции...........................................................................73

3.2 Конструирование системы генетического алгоритма оптимизации процесса управления городскими пассажирскими перевозками...........102

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................................................................114

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...........................................................116

ПРИЛОЖЕНИЯ...............................................................................................132

Приложение 1

133

Приложение 2..................................................................................................134

Приложение 3..................................................................................................135

Приложение 4..................................................................................................136

Приложение 5..................................................................................................137

Приложение 6..................................................................................................138

Приложение 7..................................................................................................145

Приложение 8..................................................................................................154

Приложение 9..................................................................................................156

Приложение 10................................................................................................159

Приложение 11................................................................................................161

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Транспортная система на современном этапе развития нуждается в разработке эффективного комплекса мероприятий по совершенствованию процесса управления пассажирскими перевозками с позиции логистического подхода. Результаты выполненного анализа доступных источников показывают, что в последнее время прослеживается тенденция применения логистических принципов на транспорте, с учетом совокупности проектных решений, технических средств и методов организации работы транспорта, которые реализуют заданный уровень обслуживания пассажиров, их безопасную, надежную и непрерывную доставку в назначенное время при определенных затратах.

В настоящее время пассажирский транспорт является необходимым условием функционирования народного хозяйства и жизни населения. Наибольший удельный вес в пассажирообороте занимают внутригородские автобусные перевозки, которые в свою очередь являются сложной социально-экономической системой, так как включают большое количество взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов, имеющих сложную структуру и функционирующих как единое целое.

Анализ проблем совершенствования городского пассажирского транспорта выявил, что сегодня особенно актуально совершенствование логистической системы городских пассажирских перевозок с применением современных технологий.

Степень разработанности проблемы. Вопросы функционирования транспортных систем и обеспечения бесперебойного и безопасного движения транспортных потоков по дорожным сетям городов исследуют многие отечественные и зарубежные учёные. Теоретические аспекты организационно-экономической деятельности автотранспортных предприятий, в том числе касающихся пассажирских перевозок, нашли свое отражение в работах Е.П. Володина, В.А. Гудкова, М.Д. Блатнова, Е.В. Будриной, В.П. Бычкова,

H.B. Напхоненко, И.С. Туревского и других. В ходе проведениядиссертаци-оиного исследования были проанализированы работы отечественных и зарубежных специалистов, решающих задачи логистики. Отдельные вопросы логистического управления на пассажирском транспорте и совершенствования управления общественным пассажирским транспортом с применением логистических технологий рассматривались в работах А.У. Альбекова, A.M. Гад-жинского, В.И. Гиссина, М.П. Гордона, В.А. Гудкова, Вл. Вас. Зырянова, Вас. Вл. Зырянова, A.M. Крицкого, А.Г. Мальчиковой, Э А Мамаева, Л.Б. Миротина, Ю.М. Неруша, А.Н. Родниковой, А.И. Семененко, В.И. Сергеева, A.B. Шабанова, A.A. Тимонина, Х.Ю. Эльдарханова и др.

Однако остаются недостаточно изученными проблемы совершенствования логистического обслуживания общественного пассажирского транспорта. По этой причине большое значение при решении задач управления городскими перевозками имеют вопросы снижения затрат времени пассажиров на транспортное обслуживание, а также точности выполнения заранее составленных расписаний. Несмотря на возрастающий объем исследований, проблемы контроля и управления пассажирским транспортом в крупных городах недостаточно освещены в научной литературе. Практически не рассматриваются вопросы формирования потоков пассажиров на остановочных пунктах и действия пассажирских предприятий, направленные на уменьшение потерь от не предоставленных вовремя услуг.

Цель и задачи.Цель работы состоит в повышении эффективности системы управления городскими пассажирскими перевозками в условиях крупных городов с применением логистического подхода, обеспечивающего возможность корректировки работы подвижного состава на линии, выпуска на маршрут необходимого количества автобусов за счет повышения эффективности управления информационными потоками, что позволит предоставить необходимое количество услуги определенного уровня качества с минимальными затратами автотранспортного предприятия (АТП).

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

- провести анализ современного этапа развития логистической системы городских пассажирских перевозок, особенностей и подходов к решению этих проблем в опубликованных работах;

- структурировать логистические и организационно-экономические задачи по управлению городской транспортной системой и агрегировать их в определенные блоки для создания классификации методов их решения;

- разработать модифицированные модели совершенствования процесса управления городскими пассажирскими перевозками и алгоритмы их решения с применением логистического подхода и с учетом ограничений, существующих при работе подвижного состава на маршруте;

- провести экспериментальные исследования с целью оценки адекватности и практической применимости разработанных моделей и алгоритмов;

- предложить инструментарий для оперативного управления и контроля за работой подвижного состава на маршруте с целью повышения эффективности использования подвижного состава.

Объект исследования. В качестве объектаисследования рассматривалась логистическая система процесса городских пассажирских перевозок АТП в условиях крупного города.

Предмет исследования. Предметом исследования является совокупность методов и путей решения логистической задачи совершенствования управления процессом пассажирских перевозок, с учетом динамически изменяющихся пассажиропотоков и развития логистических систем общественного пассажирского транспорта.

Соответствие темы диссертации требованиям паспорта специальностей ВАК. Диссертационная работа выполнена в рамках п. 4.2 «Принципы проектирования и функционирования логистических систем на микро-, мезо-и макроуровнях; определение цели и критериев оценки системы» и п.4.14. «Логистический сервис, его виды, уровень, эффективность; влияние логистического обслуживания товарных потоков на конечные результаты бизнеса»

паспорта специальности ВАК министерства образования и науки РФ 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством: логистика, а также п. 1.4.92. «Организация управления на транспорте» паспорта специальности ВАК министерства образования и науки РФ 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством: транспорт.

Теоретико-методологической основой исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых по проблемам организации управления работы общественного пассажирского транспорта, внедрения информационных технологий на пассажирском транспорте, а также работы по транспортной логистике и математическому моделированию, оптимизации и статистике.

Инструментально-методический аппарат исследования. Решение поставленных задач в диссертационной работе основывается на использовании методов системного анализа, графической интерпретации результатов, расчет-но-аналитические, экономико-статистические и другие научные методы исследования.

Информационно-эмпирическую и нормативную базу работы составили нормативные и методические документы по вопросам управления пассажирским автотранспортом. Использовались базовые учебные и научные издания: публикации по исследуемому вопросу; аналитические, отчетные и статистические материалы, приведенные на официальном сайте «Федеральной службы государственной статистики», и результаты, полученные автором во время исследования.

Рабочая гипотеза исследования состоит в теоретическом обосновании и практическом подтверждении преимущества использования логистического подхода к контролю и управлению системой городских пассажирских автоперевозок, благодаря значительному расширению функциональных возможностей пассажирских предприятий и информационного сопровождения их деятельности, что позволит снизить суммарные затраты на перевозки при условии предоставления услуги определенного качества с учетом соци-

альных факторов: доходов и платежеспособности населения, доступности транспортных услуг.

Научная новизна результатов, полученных автором диссертации, состоит в следующем- по специальности 08.00 05 «Экономика и управление народным хозяйством, логистика»

¡.Разработана классификация существующих задач по функционированию логистической системы пассажирских перевозок и методов их решения при контроле и управлении городским пассажирским транспортом.

2. Разработана модифицированная логистическая модель совершенствования системы городских перевозок в условиях крупного города, отличающаяся количеством учитываемых связей между объектами системы и выделением показателей, влияющих на процесс протекания потоков между звеньями системы.Выявлены особенности характера заказа услуги на перевозку пассажиров автотранспортом и введен новый показатель — «время существования потребности на услугу».

3. Сформирована схема распределения потоков пассажиров на остановочных пунктах, позволяющая определить закономерности передвижения населения и на их основе строить логистические модели оптимального функционирования системы городского общественного автотранспорта.

По специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством: транспорт»:

4. Обосновано применение генетического алгоритма, адаптированного к условиям поставленной задачи с целью совершенствования системы пассажирских перевозок по критерию максимизации прибыли.

5. Предложен комплекс средств, включающий алгоритм совершенствования работы подвижного состава на линии и систему оперативного управления, которая обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическую корректировку процесса движения автобусов на маршруте.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в том, что на базе теоретических положений, экономических расчетов, анализа

логистических методов предложены пути совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками, которые могут обеспечить АТП конкурентные преимущества на рынке транспортных услуг.

Практическая значимость исследования состоит в применении положений, выводов и рекомендаций в процессе управления логистической системой городского пассажирского транспорта. Предложенные модели и алгоритмы оптимизации процесса управления пассажирскими перевозками с учетом необходимого количества значимых параметров использованы при совершенствовании работы подвижного состава ОАО АТП-3 «Транссервис». Разработанный комплекс средств, включающий алгоритм оптимизации работы подвижного состава на маршруте и систему оперативного управления, которая обеспечит автоматизированный сбор информации и динамическое управление процессом движения, позволит: корректировать количество подвижного состава на линии; определять количество рейсов каждого автобуса за время в наряде; корректировать расписание каждого автобуса в зависимости от дорожной ситуации; соблюдать график движения каждого автобуса на линии; увеличить скорость протекания информационных потоков; повысить качество и количество предоставляемой услуги.

Методические положения, аналитические выводы и практические рекомендации, полученные в исследовании, могут быть использованы:

- в деятельности автотранспортных предприятий, оказывающих услуги по перевозке пассажиров;

- в научно-исследовательских работах по проблемам совершенствования управления городскими пассажирскими перевозками;

- в учебном процессе высших учебных заведений для углубления знаний студентов в области транспортной логистики и организации перевозок.

Апробация работы. «Транспортно-логистические центры в условиях экономического кризиса»: IX Российско-Германском симпозиуме по транспортной политике и экономике, Казань, 28-29 мая 2009 г, «Актуальные проблемы жизнедеятельности общества» Всеукраинская науч.-техн. конф. моло-

дых ученых и специалистов, 21-22 апреля 2010 г. Кременчугский национальный университет - Кременчуг, 2010 г., «Модернизация экономики и эффективность управления социально-экономическим развитием»: II Междунар. конф., 14-15 мая 2010 г., ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск; «Мировой кризис и перспективы российской экономики в условиях глобализации» : 1-я Междунар. конф., г. Новочеркасск, 18 мая 2011 г. / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск, 2011; «Актуальные проблемы жизнедеятельности общества»: XIX Междунар. науч.-техн. конф. студ., аспирантов и молод.ученых, 26—27 апреля 2012 г., Кременчугский национальный университет - Кременчуг; «Экономические проблемы организации производственных систем и бизнес-процессов»: - X Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 15 мая 2012г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ).

Публикации по теме диссертации. По результатам выполненных в диссертации исследований опубликована 21 печатная работа общим объемом 14,95 п.л., в том числе объем авторского текста 8,56 п.л. Из них в изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовано три работы, общим объемом 1,65 п.л., в том числе объем авторского текста 0,99 п.л.

Структура и объем диссертации.Диссертация состоитиз введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников и приложений. Работа содержит 161 страницу, 16 рисунков, 1 таблицу, список использованных источников, включающий160 наименований, 11 приложений.

Глава 1 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ РАБОТЫ ПАССАЖИРСКОГО АВТОТРАНСПОРТА

1.1. Анализ современного этапа развития системы пассажирских автомобильных перевозок

В Российской Федерации, транспорт является одной из крупнейших базовых отраслей народного хозяйства, коммуникации которого соединяют все районы страны, что является необходимым условием ее территориальной целостности, единства ее экономического пространства. Транспорт связывает страну с мировым сообществом, являясь материальной основой обеспечения внешнеэкономических связей России и ее интеграции. Транспортная система определяет условия экономического роста, повышения конкурентоспособности национальной экономики и качес�