Математическое моделирование в оптимизации движения пассажиропотоков Московского метрополитена | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (400) февраль 2022 г.

Дата публикации: 03.02.2022

Статья просмотрена: 231 раз

Библиографическое описание:

Васильева, В. А. Математическое моделирование в оптимизации движения пассажиропотоков Московского метрополитена / В. А. Васильева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 5 (400). — С. 29-43. — URL: https://moluch.ru/archive/400/88509/ (дата обращения: 16.12.2024).



В статье автор поднимает проблему передвижений пассажиропотоков в московском метрополитене и рассматривает применение метода В. В. Доенина в оптимизации пассажиропотоков.

Ключевые слова: транспорт, метрополитен, пассажиропотоки, математическое моделирование, движение.

Метрополитен — распространенный вид общественного транспорта, который необходим в городах с высоким трафиком движения. Уже в семи городах России, а именно в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Казани, Самаре, Екатеринбурге есть подземный вид передвижений по городу. Следует отметить, что в пяти из этих семи городов число станций равно 15 и менее. Таким образом, можно выделить два самых крупных метрополитена в России — Московский и Петербургский.

В день в метро Москвы спускается в среднем 7 миллионов человек. Следовательно, проблема обеспечения движения пассажиропотоков является одной из ведущих. На крупных станциях, где происходит пересадка на другие станции, пассажиры сталкиваются с хаотичным движением людей по разным маршрутам. Я хочу обратить внимание на то, что это явление не только создаёт дискомфорт в пользовании метро, но и увеличивает время на переходах между станциями. Получается, для уменьшения беспорядочного движения требуется разработать маршруты с меньшим числом перечений пассажиропотоков, что приведет более упорядоченному движению. Возникает вопрос, как пассажиры будут придерживаться оптимальных маршрутов? Для этого можно предложить несколько вариантов. Первый состоит в усовершенствовании существующих средств в метро — это указатели. По моему мнению, при размещении на поверхности пола цветных указателей с инструкцией по оптимальному движению пассажиры будут следовать этим указаниям, что упростит их передвижение по станциям. Также о новых введениях следует освещать по громкой связи с целью донесения информации, что следование по цветным указаниям позволит сократить время в движении, обеспечит меньшее количество пересечений с другими пассажирами, а следовательно, обеспечит комфорт каждому участнику метро.

Однако, более сложный вопрос, как определить и просчитать эти оптимальные маршруты? Доктор технических наук, профессор Виктор Васильевич Доенин разработал транспортную модель, построенную на логико-разностных подходах. Для понимания данной модели следует обратиться к некоторым расчетам на основе одной из станций Московского Метрополитена.

Станция Красногвардейская — станция Замоскворецкой линии Московского метрополитена. Расположена между станциями «Алма-Атинская» и «Домодедовская». Находится на территории района Зябликово Южного административного округа Москвы. У станции два подземных вестибюля и четыре выхода на поверхность по разным сторонам перекрёстка Орехового бульвара и улиц Мусы Джалиля и Ясеневой. В конце 2011 года в центре зала станции построен переходной мостик, ведущий на станцию «Зябликово» Люблинско-Дмитровской линии метро, открывшуюся 2 декабря 2011 года. Со стороны «Красногвардейской» переход оборудован лифтом, со стороны «Зябликово» непосредственно на переходе лифта нет, он есть только на выходе через северный вестибюль, через который проходит пересадка. Из-за особенностей конфигурации вестибюля для прохода к этому лифту необходимо выйти за пределы оплаченной зоны и снова пройти через турникет. Конструкция станции — односводчатая мелкого заложения (глубина заложения — 9 метров). Сооружена из монолитного железобетона. Свод выполнен в форме выразительных кессонов, составляющих 11 рядов вдоль оси станции.

Схема станции Красногвардейская

Рис. 1. Схема станции Красногвардейская

Модель станции Красногвардейская

Рис. 2. Модель станции Красногвардейская

Условные обозначения команд:

команда на перемещение на один шаг по ходу движения;

команда ожидания/остановки;

— команда на изменение направления движения направо/налево;

— транспортные потоки;

свободная зона;

— свободные зоны с указателями дальнейшего движения;

– адреса пунктов;

— турникет открыт/закрыт;

Э — эскалатор;

Условные обозначения состояний:

начальное состояние;

перемещение объекта вперед;

состояние перед поворотом направо;

перемещение объекта направо;

состояние перед поворотом налево;

перемещение объекта налево;

перемещение объекта направо с готовностью повернуть налево;

перемещение объекта налево с готовностью повернуть направо;

ожидание объектом открытия турникета с готовностью пройти вперед;

ожидание объектом открытия турникета с готовностью повернуть направо;

ожидание объектом открытия турникета с готовностью повернуть налево;

ожидание объектом освобождения зоны с готовностью пройти вперед;

ожидание объектом освобождения зоны с готовностью повернуть направо;

ожидание объектом освобождения зоны с готовностью повернуть налево;

конечное состояние.

Модель станции с обозначениями маршрутов пассажиропотоков

Рис. 3. Модель станции с обозначениями маршрутов пассажиропотоков

Порядок, в котором осуществляется передвижение объектов:

1) Объект V

2) Объект W

3) Объект X

4) Объект Y

5) Объект Z

Места, в которых пересекаются объекты:

A) Объект X и объект W —

B) Объект W и объект V — .

Далее на ряде рисунков 4–13 представлены этапы передвижения объектов с их оптимальным пересечение. Передвижение каждого объекта обусловлено формулой, представленной под каждым этапом.

Подробный метод представлен в источнике [1].

Этап 1, 2, 3 передвижения объектов

Рис. 4. Этап 1, 2, 3 передвижения объектов

Этап 4, 5, 6 передвижения объектов

Рис. 5. Этап 4, 5, 6 передвижения объектов

Этап 7, 8, 9 передвижения объектов

Рис. 6. Этап 7, 8, 9 передвижения объектов

Этап 10, 11, 12 передвижения объектов

Рис. 7. Этап 10, 11, 12 передвижения объектов

Этап 13, 14, 15 передвижения объектов

Рис. 8. Этап 13, 14, 15 передвижения объектов

Этап 16, 17, 18 передвижения объектов

Рис. 9. Этап 16, 17, 18 передвижения объектов

Этап 19, 20, 21 передвижения объектов

Рис. 10. Этап 19, 20, 21 передвижения объектов

Этап 22, 23, 24 передвижения объектов

Рис. 11. Этап 22, 23, 24 передвижения объектов

Этап 25, 26, 27 передвижения объектов

Рис. 12. Этап 25, 26, 27 передвижения объектов

Этап 28, 29,30 передвижения объектов

Рис. 13. Этап 28, 29,30 передвижения объектов

На основе данной модели рассмотрен фундаментальный принцип построения математической модели динамических систем, организации их моделирования применительно к транспортным системам. На примере станции «Красногвардейская» видно, что метод эффективен для организации движения пассажиров.

В результате данной работы можно заключить, что применение метода В. В. Доенина на более крупных узлах в метрополитене даст эффект. Вследствие уменьшения пересечений время передвижения пассажиров по переходам между станциями сократится, а следовательно, приведет к ускорению движения пассажиров, а также позволит разгрузить станции.

Литература:

  1. Доенин, В. В. Моделирование транспортных процессов и систем / В. В. Доенин. — М.: Компания Спутник +, 2012–288 с.
  2. Доенин, В. В. Логико-разностные модели транспортных процессов / В. В. Доенин. — М.: Компания Спутник +, 2008–276 с.
  3. Холщевников, В. В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов: дис. … д-ра техн. наук: 05.23.10 / В. В. Холщевников. — М.: Московский инженерно-строительный институт, 1983–486 с.
  4. Моделирование пешеходных потоков [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.simulation.su. — Дата доступа: 25.01.2022.
  5. Вакуленко, С. П. Моделирование пассажиропотоков в ТПУ / С. П. Вакуленко, В. В. Доенин, Н. Ю. Евреенова // Мир транспорта. — 2014 — № 4 — С. 124–131.
Основные термины (генерируются автоматически): передвижение, станция, этап, готовность, Московский метрополитен, освобождение зоны, открытие турникета, модель станции, Москва, ожидание.


Похожие статьи

Разработка системы имитационного моделирования предприятия городского автотранспорта

В статье автор предлагает алгоритм разработки имитационной модели для оптимизации работы автотранспортного предприятия.

Экономические аспекты развития транспортной отрасли в России

В статье автор исследует основные направления транспортной системы, а также аспекты ее развития и особенности данной отрасли на транспорте.

Особенности моделирования пассажиропотока объектов транспортной инфраструктуры

Рассмотрены научно-теоретические основы и ключевые методики моделирования пассажиропотоков на транспортно-пересадочных узлах, проанализировано существующее на рынке программное обеспечение для моделирования пассажиропотоков.

Современное состояние и проблематика организации движения поездов на малодеятельных железнодорожных линиях

Статья посвящена изучению состояния малодеятельных линий и проблематики их использования.

Обоснование обновления парка грузовых локомотивов методами теории тяги поездов

В статье рассматриваются аспекты применения методов математического моделирования процесса движения поездов с применением тяговых расчетов.

Анализ эффекта операции бросания на российских железных дорогах

Статья посвящена изучению операции бросания поездов на сети железных дорог Российской Федерации за последние годы. Проанализированы причины временного отставления поездов от движения. Изучены положительный и негативный эффекты бросания как для перево...

Исследование показателей оценки функционирования и развития маршрутной сети общественного пассажирского транспорта в Волгограде

В статье рассмотрено развитие пассажирского транспорта в городе Волгограде. Описано исследование маршрутной сети общественного пассажирского транспорта. Сделаны выводы по организации функционирования системы общественного транспорта в городе Волгогра...

Современное состояние транспортных сетей общественного пассажирского транспорта малых городов

В статье рассмотрена характеристика малых городов, развитие транспортной сети с указанием последних вариантов маршрутов двух городов. Предложена новая схема организации регулярных пассажирских перевозок.

Нечеткая логика как инструмент управления безопасностью дорожного движения

В статье рассматривается проблема повышения безопасности дорожного движения на примере нечеткого управления транспортными потоками. Производится анализ существующих разработок и обозначаются перспективы развития нечеткого моделирования в задачах авто...

Развитие железнодорожной инфраструктуры Центрального транспортного узла в России

В статье авторы рассматривают основные проекты и этапы развития центрального транспортного узла.

Похожие статьи

Разработка системы имитационного моделирования предприятия городского автотранспорта

В статье автор предлагает алгоритм разработки имитационной модели для оптимизации работы автотранспортного предприятия.

Экономические аспекты развития транспортной отрасли в России

В статье автор исследует основные направления транспортной системы, а также аспекты ее развития и особенности данной отрасли на транспорте.

Особенности моделирования пассажиропотока объектов транспортной инфраструктуры

Рассмотрены научно-теоретические основы и ключевые методики моделирования пассажиропотоков на транспортно-пересадочных узлах, проанализировано существующее на рынке программное обеспечение для моделирования пассажиропотоков.

Современное состояние и проблематика организации движения поездов на малодеятельных железнодорожных линиях

Статья посвящена изучению состояния малодеятельных линий и проблематики их использования.

Обоснование обновления парка грузовых локомотивов методами теории тяги поездов

В статье рассматриваются аспекты применения методов математического моделирования процесса движения поездов с применением тяговых расчетов.

Анализ эффекта операции бросания на российских железных дорогах

Статья посвящена изучению операции бросания поездов на сети железных дорог Российской Федерации за последние годы. Проанализированы причины временного отставления поездов от движения. Изучены положительный и негативный эффекты бросания как для перево...

Исследование показателей оценки функционирования и развития маршрутной сети общественного пассажирского транспорта в Волгограде

В статье рассмотрено развитие пассажирского транспорта в городе Волгограде. Описано исследование маршрутной сети общественного пассажирского транспорта. Сделаны выводы по организации функционирования системы общественного транспорта в городе Волгогра...

Современное состояние транспортных сетей общественного пассажирского транспорта малых городов

В статье рассмотрена характеристика малых городов, развитие транспортной сети с указанием последних вариантов маршрутов двух городов. Предложена новая схема организации регулярных пассажирских перевозок.

Нечеткая логика как инструмент управления безопасностью дорожного движения

В статье рассматривается проблема повышения безопасности дорожного движения на примере нечеткого управления транспортными потоками. Производится анализ существующих разработок и обозначаются перспективы развития нечеткого моделирования в задачах авто...

Развитие железнодорожной инфраструктуры Центрального транспортного узла в России

В статье авторы рассматривают основные проекты и этапы развития центрального транспортного узла.

Задать вопрос