Bulletin of scientific research results Bulletin of scientific research results Бюллетень результатов научных исследований 2223-9987 51386 10.20295/2223-9987-2022-2-179-194 Современные технологии - транспорту HIGH TECHNOLOGIES FOR TRANSPORT Современные технологии - транспорту The Research of Fare Impact on Transport Demand by Mathematical Modeling Исследование влияния стоимости проезда на транспортный спрос методом математического моделирования Лосин Леонид Андреевич Losin Leonid Andreevich nipigrad@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Булычева Нэля Васильевна Bulycheva Nelya Vasil'evna Институт проблем региональной экономики РАН Россия Institute for Regional Economic Studies Russian Federation Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Russian Federation Институт проблем региональной экономики РАН Россия Institute for Regional Economic Studies Russian Federation 23 06 2022 23 06 2022 2022 2 179 194 23 06 2022 https://itt-pgups.ru/en/nauka/article/51386/view

Цель: Проанализировать применяемые в российской практике методы математического моделирования в транспортном и градостроительном планировании. Предложить методики и алгоритмы учета стоимости проезда на общественном транспорте в рамках модели расчета транспортного спроса и интенсивности пассажиропотоков. Апробировать модель системы общественного транспорта с учетом стоимости проезда на примере Санкт-Петербургской городской агломерации. Методы: Математическое моделирование, методы обработки больших объемов данных, методы геоинформационного анализа. Результаты: Проведено исследование влияния стоимостей проезда на транспортный спрос и интенсивность пассажиропотоков в составе комплексной задачи, решаемой на основе транспортно-градостроительного моделирования на примере транспортной системы Санкт-Петербургской агломерации. Разработана методика расчета матриц межрайонных корреспонденций и формирования пассажиропотоков на транспортной сети с учетом стоимости проезда. Выявлено, что, помимо временных, существуют и стоимостные границы доступности систем обслуживания. Установлено, что учет стоимости проезда может производиться как при расчете матриц корреспонденций на основе влияния стоимости проезда на величину спроса, так и при расчете пассажиропотоков на основе влияния стоимости на выбор пути следования. Практическая значимость: Разработанный метод моделирования может являться основой для изучения зависимости влияния различных типов тарифов на параметры потокораспределения, временных и скоростных параметров. Предлагаемая модель может использоваться при разработке документации территориального и транспортного планирования, концепций совершенствования тарифной политики на общественном транспорте.

Purpose: To analyze the methods of mathematical modeling applied in Russian practice in transport and urban planning. To propose methods and algorithms for accounting for public transport fares in the frames of a transport demand and a passenger traffic density model. To test model of public transport system, accounting for a fare on the example of St. Petersburg agglomeration. Methods: Mathematical modeling, processing data large amounts processing, geoinformation analysis. Results: The study of the impact of a fare on a transport demand and a passenger traffic density as a part of complex task being solved on the basis of transport and urban planning modeling on the example of the transport system of St. Petersburg agglomeration has been pursued. Methodology for calculating the matrices of interdistrict correspondences and for passenger flow formation on a transport network given a fare has been developed. It has been revealed that in addition to time limitations, there are also cost ones in service system feasibility. It’s been established that accounting for a fare can be pursued when calculating as correspondence matrices on the basis of fare impact on demand amount as well as passenger flows on the basis of fare impact on a route choice. Practical importance: The developed modeling method can be the basis to study the dependence of influence of rate various types on passenger flow distribution, time and speed parameters. Being proposed model can be used at the development of documentation on territorial and transport planning, of concepts for improvement of rate policy on a public transport.

 транспортное моделирование общественный транспорт транспортная сеть матрица корреспонденций пассажиропоток transport modeling public transport transport network correspondence matrix passenger traffic passenger flows

50 лет лаборатории математических моделей массового обслуживания ЛО ЦЭМИ - лаборатории математического моделирования функционально-пространственного развития городов СПб ЭМИ РАН. Материалы к биобиблиографии ученых и специалистов транспортных систем городов и организации городского движения. Выпуск 27. - СПб: Нестор-История, 2018. - 100 с. 50 let laboratorii matematicheskih modeley massovogo obsluzhivaniya LO CEMI - laboratorii matematicheskogo modelirovaniya funkcional'no-prostranstvennogo razvitiya gorodov SPb EMI RAN. Materialy k biobibliografii uchenyh i specialistov transportnyh sistem gorodov i organizacii gorodskogo dvizheniya. Vypusk 27. - SPb: Nestor-Istoriya, 2018. - 100 s. Брэгман Л.М. Релаксационный метод нахождения общей точки выпуклых множеств и его применение для задач оптимизации - Докл. АН СССР, 1966, т.171, №5. - с.1019-1022. Bregman L.M. Relaksacionnyy metod nahozhdeniya obschey tochki vypuklyh mnozhestv i ego primenenie dlya zadach optimizacii - Dokl. AN SSSR, 1966, t.171, №5. - s.1019-1022. Брэгман Л.М. Доказательство сходимости метода Г.В.Шелейховского для задачи с транспортными ограничениями // Журнал вычислит. мат. и мат. физики, 1967, т. 7, № 1. - с.147-156. Bregman L.M. Dokazatel'stvo shodimosti metoda G.V.Sheleyhovskogo dlya zadachi s transportnymi ogranicheniyami // Zhurnal vychislit. mat. i mat. fiziki, 1967, t. 7, № 1. - s.147-156. Питтель Б.Г. Одна простейшая вероятностная модель коллективного поведения // Проблемы передачи информации, 1967, 3, 3. - с.37-52. Pittel' B.G. Odna prosteyshaya veroyatnostnaya model' kollektivnogo povedeniya // Problemy peredachi informacii, 1967, 3, 3. - s.37-52. Питтель Б.Г. Случайное размещение с ограничениями и принцип максимума взвешенной энтропии - Докл. АН СССР, 1972, т.207, №6. - с.1281-1283. Pittel' B.G. Sluchaynoe razmeschenie s ogranicheniyami i princip maksimuma vzveshennoy entropii - Dokl. AN SSSR, 1972, t.207, №6. - s.1281-1283. Erlander, Sven; Stewart Neil F. (1990) The gravity model in transportation analysis: theory and extensions. Topics in transportation, 99-0624974-9. Utrecht: VSP. Erlander, Sven; Stewart Neil F. (1990) The gravity model in transportation analysis: theory and extensions. Topics in transportation, 99-0624974-9. Utrecht: VSP. Математические методы в управлении городскими транспортными системами (отв. ред. О.Г.Фаянс). - Л.: Наука, 1979. - 152 с. Matematicheskie metody v upravlenii gorodskimi transportnymi sistemami (otv. red. O.G.Fayans). - L.: Nauka, 1979. - 152 s. Мягков В.Н., Пальчиков Н.С., Федоров В.П. Математическое обеспечение градостроительного проектирования (Отв.ред. Б.Л.Овсиевич). - Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1989. - 144 с. Myagkov V.N., Pal'chikov N.S., Fedorov V.P. Matematicheskoe obespechenie gradostroitel'nogo proektirovaniya (Otv.red. B.L.Ovsievich). - L.: Nauka, Leningradskoe otdelenie, 1989. - 144 s. Экономико-математические исследования: математические модели и информационные технологии. Сборник трудов Санкт-Петербургского экономико-математического института РАН. №9. Математические модели в исследовании процессов развития городской среды. - СПб: Нестор-История, 2015. - 84 с. Ekonomiko-matematicheskie issledovaniya: matematicheskie modeli i informacionnye tehnologii. Sbornik trudov Sankt-Peterburgskogo ekonomiko-matematicheskogo instituta RAN. №9. Matematicheskie modeli v issledovanii processov razvitiya gorodskoy sredy. - SPb: Nestor-Istoriya, 2015. - 84 s. Wardrop equilibria JOS´E R. CORREA (Industrial Engineering Department, universidad de Chile, Santiago, Chile) NICOLA´ S E. STIER-MOSES (Graduate School of Business, Columbia university, New York, New York) In book: Wiley Encyclopedia of Operations Research and Management Science, edited by James J. Cochran Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc. Wardrop equilibria JOS´E R. CORREA (Industrial Engineering Department, universidad de Chile, Santiago, Chile) NICOLA´ S E. STIER-MOSES (Graduate School of Business, Columbia university, New York, New York) In book: Wiley Encyclopedia of Operations Research and Management Science, edited by James J. Cochran Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc. Knight, F.H. (1924). Some Fallacies in the Interpretation of Social Costs. Quarterly Journal of Economics 38, pp. 582-606. Knight, F.H. (1924). Some Fallacies in the Interpretation of Social Costs. Quarterly Journal of Economics 38, pp. 582-606. Wardrop, J (1952). Some theoretical aspects of road traffic research, Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, Part II, Vol.1, pp. 325-378. Wardrop, J (1952). Some theoretical aspects of road traffic research, Proceedings of the Institute of Civil Engineers, London, Part II, Vol.1, pp. 325-378. Beckmann, M.J., C.B. McGuire, C.B. Winsten (1956). Studies in the Economics of Transportation. Yale University Press, New Haven, Conn. Beckmann, M.J., C.B. McGuire, C.B. Winsten (1956). Studies in the Economics of Transportation. Yale University Press, New Haven, Conn. Питтель Б.Г., Федоров В.П. Математическая модель прогноза пассажиропотоков в городской транспортной сети // Экономика и матем. методы, 1969, 5, вып. 5. - с.744-757. Pittel' B.G., Fedorov V.P. Matematicheskaya model' prognoza passazhiropotokov v gorodskoy transportnoy seti // Ekonomika i matem. metody, 1969, 5, vyp. 5. - s.744-757. Федоров В.П. Об одной задаче выпуклого программирования, связанной с расчетом перспективных потоков грузовых машин в городской транспортной сети - Математический аппарат плановых расчетов. Изд. ЦЭМИ АН СССР. - с.42-46. Fedorov V.P. Ob odnoy zadache vypuklogo programmirovaniya, svyazannoy s raschetom perspektivnyh potokov gruzovyh mashin v gorodskoy transportnoy seti - Matematicheskiy apparat planovyh raschetov. Izd. CEMI AN SSSR. - s.42-46. Федоров В.П. Математическая модель формирования пассажиропотоков // Изв. АН СССР, Техническая кибернетика, 1974, №4. - с.17-26. Fedorov V.P. Matematicheskaya model' formirovaniya passazhiropotokov // Izv. AN SSSR, Tehnicheskaya kibernetika, 1974, №4. - s.17-26. Питтель Б.Г. Статистический подход к задаче математического моделирования массового поведения в системах обслуживания // Тез. докл. Симпозиум по моделированию народного хозяйства, Секция экономико-математических моделей зарубежных стран, Новосибирск, 22-27 июня 1970 г. - с.78-87. Pittel' B.G. Statisticheskiy podhod k zadache matematicheskogo modelirovaniya massovogo povedeniya v sistemah obsluzhivaniya // Tez. dokl. Simpozium po modelirovaniyu narodnogo hozyaystva, Sekciya ekonomiko-matematicheskih modeley zarubezhnyh stran, Novosibirsk, 22-27 iyunya 1970 g. - s.78-87. Лосин Л.А. Петербургский опыт построения информационно-программного комплекса для решения транспортно-градостроительных задач // Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния. - Минск: БНТУ, 2017. - с.88-95. Losin L.A. Peterburgskiy opyt postroeniya informacionno-programmnogo kompleksa dlya resheniya transportno-gradostroitel'nyh zadach // Social'no-ekonomicheskie problemy razvitiya i funkcionirovaniya transportnyh sistem gorodov i zon ih vliyaniya. - Minsk: BNTU, 2017. - s.88-95. Федоров В.П. Формирование вариантов развития городских транспортных сетей: разработка метода // Транспорт Российской Федерации. − 2012. − №3-4 (40-41). − с.17−21. Fedorov V.P. Formirovanie variantov razvitiya gorodskih transportnyh setey: razrabotka metoda // Transport Rossiyskoy Federacii. − 2012. − №3-4 (40-41). − s.17−21. Булычева Н.В., Лосин Л.А. Моделирование системы общественного транспорта на основе пассажиропотоков, сформированных на условной сети // Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития. - №2 (65), 2021. - с.86-92. Bulycheva N.V., Losin L.A. Modelirovanie sistemy obschestvennogo transporta na osnove passazhiropotokov, sformirovannyh na uslovnoy seti // Ekonomika Severo-Zapada: problemy i perspektivy razvitiya. - №2 (65), 2021. - s.86-92. Булычева Н.В., Ваксман С.А., Истомина Л.Ю., Лосин Л.А. Опыт разработки досетевых моделей для построения сетей общественного транспорта (на примере Екатеринбурга) // Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния. - Екатеринбург: 2021. - с.180-190. Bulycheva N.V., Vaksman S.A., Istomina L.Yu., Losin L.A. Opyt razrabotki dosetevyh modeley dlya postroeniya setey obschestvennogo transporta (na primere Ekaterinburga) // Social'no-ekonomicheskie problemy razvitiya i funkcionirovaniya transportnyh sistem gorodov i zon ih vliyaniya. - Ekaterinburg: 2021. - s.180-190. Булычева Н.В. Лосин Л.А. Возможности досетевого подхода в транспортном планировании (на примере г.Перми) / Проблемы преобразования и регулирования региональных социально-экономических систем: сборник научных трудов. Выпуск 49 / под научной ред. д.э.н., проф. С.В.Кузнецова. ИПРЭ РАН. - СПб.: ГУАП, 2021. - с.4-11. Bulycheva N.V. Losin L.A. Vozmozhnosti dosetevogo podhoda v transportnom planirovanii (na primere g.Permi) / Problemy preobrazovaniya i regulirovaniya regional'nyh social'no-ekonomicheskih sistem: sbornik nauchnyh trudov. Vypusk 49 / pod nauchnoy red. d.e.n., prof. S.V.Kuznecova. IPRE RAN. - SPb.: GUAP, 2021. - s.4-11.