Цинь С. -. Розробка методу моделювання пасажирських кореспонденцій

Дисертаційна робота присвячена розв’язанню науково-прикладної задачі удосконалення методів моделювання випадкових станів транспортного попиту на пересування пасажирів у містах шляхом розроблення методу поетапної гарантованої генерації матриць пасажирських кореспонденцій (МПК), використання якого дозволить підвищити точність прогнозів у межах інтервальної концепції (ІК) моделювання транспортних потреб у пересуванні громадським транспортом (ГТ). Актуальність теми дослідження зумовлена зростанням складності міських транспортних систем (ТС), підвищенням вимог до точності прогнозування попиту на перевезення та необхідністю врахування стохастичної природи пересувань. Сучасні умови функціонування ТС характеризуються варіативністю поведінки користувачів, впливом соціально-економічних, просторових і часових факторів, а також високим рівнем невизначеності вхідних даних. У таких умовах застосування традиційних методів формування матриць кореспонденцій (МК), які передбачають отримання одного розрахункового варіанта матриці, не забезпечує належного рівня адекватності моделей транспортного попиту. У роботі виконано системний аналіз існуючих методів формування МК, визначено їх переваги, недоліки та межі практичного застосування. Доведено, що традиційні методи не забезпечують належного рівня відтворення випадкової природи попиту на пересування пасажирів, що знижує гнучкість транспортних моделей і обмежує можливості прийняття обґрунтованих управлінських рішень на основі інформації, отриманої з використанням зазначених методів. Синтетичні (гравітаційні та ентропійні) моделі дозволяють формалізувати процес розподілу попиту, проте не забезпечують формування множини альтернативних станів транспортного попиту. Методи формування вантажних МК у значній мірі є адаптацією пасажирських підходів і не мають самостійної методологічної бази. Також у дисертації обґрунтовано доцільність формування множини допустимих випадкових МК замість одиничного її варіанта. Такий підхід дозволяє враховувати невизначеність і варіативність попиту, підвищує стійкість результатів транспортного моделювання та створює передумови для застосування інтервальної концепції (ІК) моделювання попиту на пересування пасажирів ГТ. Одним із основних недоліків ІК є відсутність формалізованого інструментарію щодо заповнення діапазону можливих станів транспортного попиту випадковими варіантами МК, на які накладалися б групові обмеження, що характеризують результати транспортного процесу. Базовий метод генерації випадкових МК у цьому випадку є обмеженим і не гарантує успішного результату моделювання матриць за умов накладання додаткових обмежень на їх генерацію матриць. З метою усунення виявлених недоліків і обмежень розроблено метод гарантованої генерації випадкових МПК, який ґрунтується на принципах інтервального моделювання транспортного попиту, урахуванні одиничних і групових обмежень транспортного процесу, статистичному відтворенні закономірностей розподілу кореспонденцій та забезпеченні максимально можливого рівня випадковості у сформованих матрицях. Метод реалізує поетапний розподіл попиту між транспортними районами (ТР) з урахуванням максимально можливого на сьогоднішній день переліку обмежень на генерацію МПК. Гарантований характер розробленого методу полягає у забезпеченні виконання заданої системи обмежень із контрольованою величиною допустимих відхилень. У роботі сформульовано критерії прийнятності згенерованих матриць. Ідеальним вважається варіант, за якого всі обмеження виконуються повністю. Водночас з урахуванням ітераційної природи процесу генерації обґрунтовано допустиму величину нерозподілених кореспонденцій – не більше (0,25–1) % від загального обсягу попиту та не більше 1 % у межах окремих групових обмежень. У роботі доведено, що такі відхилення не призводять до суттєвого викривлення характеристик ТС та можуть розглядатися як статистично несуттєві.