Моделирование конкуренции операторов городского пассажирского транспорта
А.
Г. БаламирзоевБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Баламирзоев
А.
Г.,
Баламирзоева
Э.
Р. Моделирование конкуренции операторов городского пассажирского транспорта // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
4891–4895. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/55243.htm.
Аннотация. В статье рассматриваются вопросы регулирования системы городского пассажирского транспорта в условиях конфликта интересов пассажиров, транспортных операторов и муниципальных органов власти.
Ключевые слова:
модель, городской пассажирский транспорт, маршрут, пассажиропоток, интенсивность движения.
Текст статьи
Баламирзоев Абдул Гаджибалаевич,доктор технических наук, профессор, Махачкалинский филиал ФГБОУ ВПО Московский автомобильнодорожный государственный технический университет МАДИ»,г.Махачкалаabdul2000@yandex.ru
Баламирзоева Эсмира Рамизовна,аспирант,Махачкалинский филиал ФГБОУ ВПО Московский автомобильнодорожный государственный технический университет МАДИ», г. Махачкала
Моделирование конкуренции операторов городскогопассажирского транспорта
Аннотация.В статьерассматриваются вопросы регулирования системы городскогопассажирского транспорта в условиях конфликта интересовпассажиров, транспортных операторов и муниципальных органоввласти. Ключевые слова:городской пассажирский транспорт, маршрут, пассажиропоток, модель, интенсивность движения.
При планировании работы городского пассажирского транспорта в первую очередь учитываются затраты перевозчика, которые возрастают при увеличении количества рейсов общественного транспорта. Однако интересы пассажиров состоят в увеличении интенсивности перевозок, поэтому обычно рассматривают социальноэкономические последствия сокращения времени простоев пассажиров на остановочных пунктах [1,37].Но не менее важным стимулом для эффективной работы транспорта является конкуренция между операторами.Исследование воздействия конкуренции на работу пассажирского транспорта обусловлено рядом процессов, происходящих в российской экономике [2, 3]. В последние десятилетия в России произошли коренные изменения: переход от плановой системы управления городским транспортом к некоторым рыночным механизмам. Если раньше перевозкой населения занимался только государственный транспорт, то сейчас почти в каждом российском городе существуют частные операторы, которые конкурируют с муниципальным транспортом и между собой[2].За последнее время изменилась стоимость проезда, сокращается число льготных категорий граждан, увеличивается количество маршрутов, что неизбежно приводит к усилению конкуренции на общественном транспорте.Переменыв работе городского пассажирского транспорта произошли потому, что государство снизило уровень субсидирования транспорта, в связи с чем транспортный парк муниципальных операторов уменьшился и обветшал. В этих условиях необходимо было задействовать частныхперевозчиков. Сегодня некоторые частные операторы по своей значимости превосходят муниципальные, к тому же существует множество мелких перевозчиков.Отметим, что наблюдается недостаток исследований в областиконкуренции транспортных операторов [8]. Попытки применениятеории игр для пассажирского транспорта можно найти в работах[910]. Наибольший интерес представляют исследования в[10], где построены простейшие задачи конкуренции двух транспортныхоператоров, каждый из которых контролирует один маршрут,определяя интенсивность движения и тариф. Цель данной работы—исследовать вопрос конкуренции операторовгородского пассажирского транспорта в борьбе за пассажиров,осуществить поиск стратегийинтервалов движения, обеспечивающихравновесие поприбыльности операторов, т.е.такую ситуацию, от которойни один оператор не имеетстимула отклониться, иначе онтолько снизит свою прибыль.Поэтому в условиях подлинногорынка операторы стремятсянайти такую ситуацию,чтобы обеспечить стабильнуюработу и доходОсновным объектом торговли на рынке пассажирских перевозок является маршрут. Муниципальные власти занимаются проведением конкурсов на правоДанная статьяпосвященапостроению модельного примера,позволяющего учесть возможность пересадки и, более того, возможность внедрения транзитных талонов, позволяющих осуществить бесплатную пересадку на маршрут того же оператора. Как будет показано, объединение маршрутов позволяет сократить время передвижения и повышает конкурентоспособность транспортной компании.Рассмотрим город, состоящий из четырех периферийных районов и одного центрального рис.1. Для осуществления беспересадочного перемещения населения необходимо шесть маршрутов.Пусть модель является симметричной, тогда ее основные параметры:
пассажиропоток между периферийными пунктами;
пассажиропоток между центральным и периферийным пунктами и в обратном направлении;
интенсивность движения общественного транспорта по маршрутам;
себестоимость одного кругового рейса общественноготранспорта .Пассажиры имеют возможность доехать до места назначения без пересадки, поэтому предположим, что пассажир предпочитает дождаться своего маршрута, а не платить дополнительные деньги при использовании двух маршрутов. Тогда конкуренция между маршрутами осуществляется запассажиров, перемещающихся от центрального пункта до периферийного и в обратном направлении.
разрозненный маршрут; объединенный маршрутРис. 4.3.Модель маршрутной сети
Пусть —интенсивность движения на конкурирующем маршруте. Так как задача симметрична, то очевидно, что равновесныеоптимальные в теории игр интенсивности движения на всехмаршрутах одинаковые.Пассажиропоток, который принадлежит маршруту:,где вторая часть показывает, что пассажиропотоки между центральным и периферийными пунктами должны быть пропорционально поделены с еще двумя конкурирующими маршрутами. Общую прибыль маршрута запишем в следующем виде:.Для поиска оптимальной интенсивности движения общественного транспорта по маршруту решим следующее уравнение.Так как все интенсивности движения одинаковы, то, поэтому
Прибыль маршрута в единицу времени составит.Общее время ожидания транспорта за единицу времени
Теперь рассмотрим другой вариант работы городского пассажирского транспорта. Пусть два из маршрутов объединились, при этом пассажирам предоставляются транзитные талоны объединенные маршруты показаны на рис. 1сплошной линией. Это приводит к тому, что пассажиры могут переместиться до нужного пункта с пересадками. Уточненные параметры модели:—интенсивность движения общественного транспорта по скоординированным маршрутам;
—интенсивность движения общественного транспорта по разрозненным маршрутам.В этом случае разрозненные маршруты не будут иметь собственных пассажиропотоков. Общее количество пассажиров, выигранное таким маршрутом, будет составлять.
.Прибыль маршрута запишем в следующем виде:
Для объединенных маршрутов получим пассажиропоток:.Прибыль объединенных маршрутов можно определить по формуле.Для поиска ситуации равновесия Нэша решим следующую задачу при условии, что:
Отметим, что решение системы уравнений возможно численным путем, однако получаем ограничение, причем равенство на границах интервала возможно лишь при или .
В частном случае при получим :,.Прибыль объединенной сети составит:.Прибыль разрозненного маршрута:.Т.е. прибыльность одного объединенного маршрута более чем в 5 раз превышает прибыль разрозненного.Общее время ожидания транспорта за единицу времени составит.В заключение отметим возможность учета более сложного поведения населения при оптимизации рынка городских пассажирских перевозок. Внедрение транзитных талонов не только способствует повышению конкурентоспособности общественного транспорта, но и позволяет повысить качество перевозок за счет сокращения времени передвижения.
Ссылки на источники1.АбрамовС. Какопределитьколичествоавтобусовдлягородскогомаршрута/С.Абрамов, Г. Гуревич, Н. Калугина, А. Михайлов// Автомобильный транспорт. —1981. —№5. —С. 17.
2.Корягин М.Е. Равновесные модели системы городского пассажирского транспорта в условиях конфликта интересов / М.Е. Корягин. —Новосибирск: Наука, 2011. —140 с.3.ЖуковИ.А. Системыперевозкипассажировспересадками/ И.А. Жуков,М.Е. Корягин// Грузовоеипассажирскоеавтохозяйство. —2008.—№9. —С. 23–26.4.БакировА.Р. Исследованиепараметровмаршрутныхсистемгородского электрическоготранспортастатистическимиметодами/ А.Р. Бакиров//Бюллетеньтранспортнойинформации. —2007. —№7. —С. 32–35.5.ДажинВ. Маршрутныетаксиитранспортнаяполитика/ В. Дажин, Е. Нестеров,Р. Терентьев// Автомобильныйтранспорт. —2002. —№10. —С. 14–16.6.Курганов В.М. Логистика. Управление автомобильными перевозками.Практический опыт / В.М. Курганов. —М.: Книжный мир, 2007. —448 с.7.Михайлов А.С. Управление рынком перемещений городского населения/А.С. Михайлов. —Алматы: Гылым, 2003. —238 с.8.Данилов Н.Н. Методологические вопросы математического моделирования городских пассажирских перевозок / Н.Н. Данилов, М.В. Филимонов //Вестн. Кемеров. унта. Математика. —2004. —№ 1 17. —С. 7–15.9.Филимонов М.В. Об одном принципе оптимальности в задаче организации городских пассажирских перевозок / М.В. Филимонов // Обработка данных и управление в сложных системах. —Томск, 2005. —Вып. 7. —С. 208–217.10.HollanderY. The Applicability of NonCooperative Game Theory in Transport Analysis / Y. Hollander, J.N. Prashker. —2006. —Vol. 33 (5). —Transportation. —P. 481–496.Abdul Balamirzoev Doctor of technical sciences, professor, Makhachkala branch "Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI)", Makhachkalaabdul2000@yandex.ruEsmira BalamirzoevaPostgraduate,Makhachkala branch "Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI)", MakhachkalaSimulation of competition between operators urban passenger transportAbstract.The article examines the regulation of urban passenger transport in terms of conflict of interest of passengers, transport operators and municipal authorities.Keywords:urban passenger transport, route, passenger model, the intensity of the movement.
Баламирзоева Эсмира Рамизовна,аспирант,Махачкалинский филиал ФГБОУ ВПО Московский автомобильнодорожный государственный технический университет МАДИ», г. Махачкала
Моделирование конкуренции операторов городскогопассажирского транспорта
Аннотация.В статьерассматриваются вопросы регулирования системы городскогопассажирского транспорта в условиях конфликта интересовпассажиров, транспортных операторов и муниципальных органоввласти. Ключевые слова:городской пассажирский транспорт, маршрут, пассажиропоток, модель, интенсивность движения.
При планировании работы городского пассажирского транспорта в первую очередь учитываются затраты перевозчика, которые возрастают при увеличении количества рейсов общественного транспорта. Однако интересы пассажиров состоят в увеличении интенсивности перевозок, поэтому обычно рассматривают социальноэкономические последствия сокращения времени простоев пассажиров на остановочных пунктах [1,37].Но не менее важным стимулом для эффективной работы транспорта является конкуренция между операторами.Исследование воздействия конкуренции на работу пассажирского транспорта обусловлено рядом процессов, происходящих в российской экономике [2, 3]. В последние десятилетия в России произошли коренные изменения: переход от плановой системы управления городским транспортом к некоторым рыночным механизмам. Если раньше перевозкой населения занимался только государственный транспорт, то сейчас почти в каждом российском городе существуют частные операторы, которые конкурируют с муниципальным транспортом и между собой[2].За последнее время изменилась стоимость проезда, сокращается число льготных категорий граждан, увеличивается количество маршрутов, что неизбежно приводит к усилению конкуренции на общественном транспорте.Переменыв работе городского пассажирского транспорта произошли потому, что государство снизило уровень субсидирования транспорта, в связи с чем транспортный парк муниципальных операторов уменьшился и обветшал. В этих условиях необходимо было задействовать частныхперевозчиков. Сегодня некоторые частные операторы по своей значимости превосходят муниципальные, к тому же существует множество мелких перевозчиков.Отметим, что наблюдается недостаток исследований в областиконкуренции транспортных операторов [8]. Попытки применениятеории игр для пассажирского транспорта можно найти в работах[910]. Наибольший интерес представляют исследования в[10], где построены простейшие задачи конкуренции двух транспортныхоператоров, каждый из которых контролирует один маршрут,определяя интенсивность движения и тариф. Цель данной работы—исследовать вопрос конкуренции операторовгородского пассажирского транспорта в борьбе за пассажиров,осуществить поиск стратегийинтервалов движения, обеспечивающихравновесие поприбыльности операторов, т.е.такую ситуацию, от которойни один оператор не имеетстимула отклониться, иначе онтолько снизит свою прибыль.Поэтому в условиях подлинногорынка операторы стремятсянайти такую ситуацию,чтобы обеспечить стабильнуюработу и доходОсновным объектом торговли на рынке пассажирских перевозок является маршрут. Муниципальные власти занимаются проведением конкурсов на правоДанная статьяпосвященапостроению модельного примера,позволяющего учесть возможность пересадки и, более того, возможность внедрения транзитных талонов, позволяющих осуществить бесплатную пересадку на маршрут того же оператора. Как будет показано, объединение маршрутов позволяет сократить время передвижения и повышает конкурентоспособность транспортной компании.Рассмотрим город, состоящий из четырех периферийных районов и одного центрального рис.1. Для осуществления беспересадочного перемещения населения необходимо шесть маршрутов.Пусть модель является симметричной, тогда ее основные параметры:
пассажиропоток между периферийными пунктами;
пассажиропоток между центральным и периферийным пунктами и в обратном направлении;
интенсивность движения общественного транспорта по маршрутам;
себестоимость одного кругового рейса общественноготранспорта .Пассажиры имеют возможность доехать до места назначения без пересадки, поэтому предположим, что пассажир предпочитает дождаться своего маршрута, а не платить дополнительные деньги при использовании двух маршрутов. Тогда конкуренция между маршрутами осуществляется запассажиров, перемещающихся от центрального пункта до периферийного и в обратном направлении.
разрозненный маршрут; объединенный маршрутРис. 4.3.Модель маршрутной сети
Пусть —интенсивность движения на конкурирующем маршруте. Так как задача симметрична, то очевидно, что равновесныеоптимальные в теории игр интенсивности движения на всехмаршрутах одинаковые.Пассажиропоток, который принадлежит маршруту:,где вторая часть показывает, что пассажиропотоки между центральным и периферийными пунктами должны быть пропорционально поделены с еще двумя конкурирующими маршрутами. Общую прибыль маршрута запишем в следующем виде:.Для поиска оптимальной интенсивности движения общественного транспорта по маршруту решим следующее уравнение.Так как все интенсивности движения одинаковы, то, поэтому
Прибыль маршрута в единицу времени составит.Общее время ожидания транспорта за единицу времени
Теперь рассмотрим другой вариант работы городского пассажирского транспорта. Пусть два из маршрутов объединились, при этом пассажирам предоставляются транзитные талоны объединенные маршруты показаны на рис. 1сплошной линией. Это приводит к тому, что пассажиры могут переместиться до нужного пункта с пересадками. Уточненные параметры модели:—интенсивность движения общественного транспорта по скоординированным маршрутам;
—интенсивность движения общественного транспорта по разрозненным маршрутам.В этом случае разрозненные маршруты не будут иметь собственных пассажиропотоков. Общее количество пассажиров, выигранное таким маршрутом, будет составлять.
.Прибыль маршрута запишем в следующем виде:
Для объединенных маршрутов получим пассажиропоток:.Прибыль объединенных маршрутов можно определить по формуле.Для поиска ситуации равновесия Нэша решим следующую задачу при условии, что:
Отметим, что решение системы уравнений возможно численным путем, однако получаем ограничение, причем равенство на границах интервала возможно лишь при или .
В частном случае при получим :,.Прибыль объединенной сети составит:.Прибыль разрозненного маршрута:.Т.е. прибыльность одного объединенного маршрута более чем в 5 раз превышает прибыль разрозненного.Общее время ожидания транспорта за единицу времени составит.В заключение отметим возможность учета более сложного поведения населения при оптимизации рынка городских пассажирских перевозок. Внедрение транзитных талонов не только способствует повышению конкурентоспособности общественного транспорта, но и позволяет повысить качество перевозок за счет сокращения времени передвижения.
Ссылки на источники1.АбрамовС. Какопределитьколичествоавтобусовдлягородскогомаршрута/С.Абрамов, Г. Гуревич, Н. Калугина, А. Михайлов// Автомобильный транспорт. —1981. —№5. —С. 17.
2.Корягин М.Е. Равновесные модели системы городского пассажирского транспорта в условиях конфликта интересов / М.Е. Корягин. —Новосибирск: Наука, 2011. —140 с.3.ЖуковИ.А. Системыперевозкипассажировспересадками/ И.А. Жуков,М.Е. Корягин// Грузовоеипассажирскоеавтохозяйство. —2008.—№9. —С. 23–26.4.БакировА.Р. Исследованиепараметровмаршрутныхсистемгородского электрическоготранспортастатистическимиметодами/ А.Р. Бакиров//Бюллетеньтранспортнойинформации. —2007. —№7. —С. 32–35.5.ДажинВ. Маршрутныетаксиитранспортнаяполитика/ В. Дажин, Е. Нестеров,Р. Терентьев// Автомобильныйтранспорт. —2002. —№10. —С. 14–16.6.Курганов В.М. Логистика. Управление автомобильными перевозками.Практический опыт / В.М. Курганов. —М.: Книжный мир, 2007. —448 с.7.Михайлов А.С. Управление рынком перемещений городского населения/А.С. Михайлов. —Алматы: Гылым, 2003. —238 с.8.Данилов Н.Н. Методологические вопросы математического моделирования городских пассажирских перевозок / Н.Н. Данилов, М.В. Филимонов //Вестн. Кемеров. унта. Математика. —2004. —№ 1 17. —С. 7–15.9.Филимонов М.В. Об одном принципе оптимальности в задаче организации городских пассажирских перевозок / М.В. Филимонов // Обработка данных и управление в сложных системах. —Томск, 2005. —Вып. 7. —С. 208–217.10.HollanderY. The Applicability of NonCooperative Game Theory in Transport Analysis / Y. Hollander, J.N. Prashker. —2006. —Vol. 33 (5). —Transportation. —P. 481–496.Abdul Balamirzoev Doctor of technical sciences, professor, Makhachkala branch "Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI)", Makhachkalaabdul2000@yandex.ruEsmira BalamirzoevaPostgraduate,Makhachkala branch "Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI)", MakhachkalaSimulation of competition between operators urban passenger transportAbstract.The article examines the regulation of urban passenger transport in terms of conflict of interest of passengers, transport operators and municipal authorities.Keywords:urban passenger transport, route, passenger model, the intensity of the movement.
