Основными критериями, учитываемыми при формировании маршрутной системы, являются снижение затрат времени пассажиров на поездки, сокращение количества пересадок пассажиров при поездках, экономия затрат за счет спрямления маршрутов и повышения скорости движения на них. Многокритериальный характер задачи и необходимость учета различных технологических ограничений не позволяют полностью автоматизировать формирование маршрутной системы.

Основными критериями, учитываемыми при формировании маршрутной системы, являются снижение затрат времени пассажиров на поездки, сокращение количества пересадок пассажиров при поездках, экономия затрат за счет спрямления маршрутов и повышения скорости движения на них. Многокритериальный характер задачи и необходимость учета различных технологических ограничений не позволяют полностью автоматизировать формирование маршрутной системы.

Следует различать оптимальную и рациональную маршрутные системы. Оптимальной считается система, наилучшим образом соответствующая установленному критерию, например минимуму затрат времени пассажиров на поездки. Рациональная система может несколько отличаться от оптимальной, поскольку имеет нестрогое соответствие избранному критерию, например в связи с учетом каких-либо дополнительных требований, неполнотой или неточностью использованных при расчетах исходных данных. Поэтому практически всегда принимается рациональный вариант маршрутной системы.

В городах с населением менее 100 тыс. жителей и в поселках городского типа, часто имеющих радиальную планировку, маршрутная система может быть рационализирована исходя из необходимости обеспечения беспересадочных сообщений между различными частями городской застройки, расположенными вдоль небольшого числа магистралей —радиусов. Например, если застройка расположена вдоль трех сходящихся магистралей и удалена от них на расстояние не более 500 м, возможна организация всего трех маршрутов.

В городах с населением более 100 тыс. жителей, а также в меньших городах с развитой планировочной структурой расчет маршрутной системы вручную обычно не представляется возможным из-за его высокой трудоемкости. В таких случаях используют вычислительную технику. В настоящее время отработана методика компьютерного расчета рациональной маршрутной системы для городов с населением примерно до 1 млн жителей. В более крупных городах применение компьютеров для обоснования маршрутной системы усложняется ограничениями, связанными с большой размерностью и неточностью исходных данных. В этом случае маршрутную систему формируют сочетанием расчетов на компьютерах с экспертными оценками. Формирование маршрутной системы наземных видов ГПТ в городах — гигантах несколько облегчается наличием в большинстве из них скоростного трамвая или метрополитена, ввиду чего значительная часть маршрутов являются подвозочными к станциям скоростного транспорта.

В городах рациональную схему автобусных маршрутов формируют на основе методики, изложенной в Руководстве по составлению рациональных схем автобусных маршрутов в городах. Рациональную схему автобусных маршрутов с применением компьютеров разрабатывают в два этапа.

На первом, подготовительном, этапе, обследуют транспортные корреспонденции между отдельными микрорайонами города и подготавливают данные для расчета. Компьютерная программа учитывает разделение территории города на микрорайоны. В качестве микрорайонов выбирают: жилые массивы, проходные заводов с большим числом работающих, другие места массового тяготения пассажиров —вокзалы, стадионы, театры, административные комплексы и т. д. Если жилой массив расположен вдоль магистрали, имеющей единственную транспортную связь с остальной городской застройкой, то данный жилой массив принимают за один микрорайон. При наличии разветвленной сети улиц жилые массивы разделяют на отдельные микрорайоны привязкой застройки к транспортным узлам исходя из расстояния от периферии микрорайона к его центру не более 500 м. Каждому микрорайону присваивают номер. Территория микрорайона не должна пересекаться естественными и искусственными преградами —реками, оврагами, заборами, если не обеспечен удобный пеший проход пассажиров.

На масштабном плане города наносят границы и центры микрорайонов и определяют кратчайшие возможные пути проезда между соседними микрорайонами. Если микрорайоны разделены какой-либо естественной или искусственной преградой, непреодолимой для автобусов, то такие микрорайоны считаются не имеющими прямых транспортных связей. Это указывается в ограничениях на расчет схемы посредством запрета на организацию соответствующего участкового маршрута, соединяющего центры данных микрорайонов. Для остальных пар микрорайонов составляют таблицу с указанием расстояния и времени на проезд между ними. Для центров узловых микрорайонов, которые связаны более чем с двумя другими микрорайонами, определяют средние затраты времени пассажиров на пересадку с одного направления движения на другое в данном узле.

По результатам обследования потребности в перевозках составляют таблицу транспортных корреспонденции между микрорайонами. При этом следует избегать ряда ошибок. Типичными ошибками являются: указание корреспонденции без учета пользования пассажиром скоростным транспортом ; отсутствие учета поездок с детьми в детские дошкольные учреждения перед поездкой на работу; ошибочное разделение на микрорайоны без учета наличия преград; отсутствие учета ежедневных трудовых и учебных поездок части пассажиров из пригородной зоны в город и из города в пригородную зону на электропоездах.

Определяют перечень маршрутов, обязательных для включения в маршрутную систему без предварительных расчетов: действующие трамвайные и троллейбусные маршруты, которые необходимо сохранить; некоторые наиболее рентабельные автобусные маршруты; маршруты, обеспечивающие традиционные для города транспортные связи, и кольцевые маршруты. Доля таких маршрутов от их общего числа обычно составляет 10…60%. Действующие и сохраняемые на перспективу автобусные маршруты можно не учитывать в расчетах, что существенно упрощает разработку. При этом следует исключить из таблицы транспортных корреспонденции соответствующих пассажиров, как уже обслуженных такими маршрутами.

Подготавливают данные: о располагаемом числе автобусов ; о минимально допустимой длине маршрута из соображений удобства эксплуатации и производительности использования автобусов; о максимально допустимом интервале движения автобусов из соображений обеспечения коэффициента пользования транспортом не менее 0,8; о минимально допустимом объеме перевозок на маршруте исходя из принятого максимального интервала движения и минимальной вместимости автобуса. Допускается отдельные ограничения или всю их совокупность не задавать.

При расчетах учитываются заданные ограничения: в систему маршрутов включены заранее заданные маршруты; длина маршрутов находится в определенных пределах; на каждом маршруте соблюдается интервал движения не свыше заданного; объем перевозок на каждом маршруте не менее заданного; отсутствуют запрещенные маршруты и конечные пункты маршрутов в запрещенных микрорайонах.

Особенностью расчетов является активное участие в формировании рациональной маршрутной системы специалистов —технологов автобусных перевозок. Для этого предусматривают диалоговый режим эксплуатации программы, при котором сформированный компьютером вариант решения оперативно представляется группе экспертов для оценки и корректировки с учетом дополнительных требований и неформальных ограничений.

Первоначально компьютер предлагает базовый вариант решения, содержащий «ядро» будущей маршрутной системы. Оценив данный вариант на основе таких параметров, как средняя длина поездки пассажира, маршрутный коэффициент, коэффициенты использования вместимости автобусов и пересадочности пассажиров, эксперты формулируют направления улучшения маршрутной системы, например предлагают компьютеру сократить коэффициент пересадочности. После постановки такой цели специалист — технолог сопоставляет и анализирует возможные варианты действий по корректировке исходных ограничений и параметров модели, используя типовые варианты, содержащие усредненные оценки эффективности их применения.

Целенаправленно меняя предлагаемые компьютером варианты решения задачи, технолог добивается получения такого варианта маршрутной системы, в котором достигается компромисс между требованиями качества транспортного обслуживания, экономическими интересами перевозчиков и их ресурсными возможностями. При достижении компромисса технолог руководствуется своим производственным опытом и неформализованными критериями оценки ситуации. Полученный вариант маршрутной системы можно рассматривать как рациональный.

В заключение технолог проверяет полученную маршрутную систему на выполнение ряда дополнительных требований. Следует обеспечить не только общее снижение затрат времени населением на поездки, но и сделать это таким образом, чтобы существенно не ухудшилось качество транспортного обслуживания какой-либо группы пассажиров. Для этого компьютер выдает информацию о числе пассажиров, которым улучшено и ухудшено транспортное обслуживание по различным интервалам времени. Анализируя эту информацию, технолог вносит в маршрутную систему необходимые коррективы, добавляя или изменяя отдельные маршруты. Проверяется также устойчивость рациональной схемы к возможным в перспективе изменениям пассажиропотока на отдельных направлениях. Для этого используется подпрограмма, позволяющая оперативно оценить изменения параметров, которые характеризуют степень рациональности маршрутной системы при случайном колебании пассажиропотоков в пределах 10… 40 % от их исходного значения.

Полученную после корректировок маршрутную систему наносят на план города, привязывая ее к конкретным улицам с учетом схемы организации движения на перекрестках и площадях.

Рассмотренная технология формирования рациональной схемы городских автобусных маршрутов реализуется на автоматизированном рабочем месте технолога пассажирских перевозок. Работа на АРМ не требует значительной подготовки, поскольку диалоговый режим эксплуатации программы предусматривает вывод на экран монитора необходимых указаний о дальнейших действиях пользователя с клавиатурой и мышью, и легко осваивается пользователем в процессе работы. Полное описание методики проведения расчетов на компьютере занимает около 60 страниц, в связи с чем в настоящем подразделе учебника изложены только основные положения. При изучении курса рекомендуется на практических занятиях провести деловую игру по оптимизации маршрутной системы с использованием компьютера.

Опыт внедрения рациональных маршрутных систем в городах России позволяет указать следующие приближенные нормативы эффективности применения рассмотренной методики: суммарные затраты времени пассажиров на поездки сокращаются не менее чем на 5%, коэффициент пересадочности уменьшается на 10%, маршрутный коэффициент возрастает на 10 %. В связи с сокращением коэффициента пересадочности при внедрении рациональной схемы автобусных маршрутов уменьшается маршрутная подвижность населения. Это требует обязательного пересмотра заданий по объему перевозок и получаемым доходам в сторону их уменьшения.