Методологический подход интегральной оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта

В современном мире пассажирский транспорт играет важную роль в обеспечении мобильности населения. Процессы перевозки пассажиров должны быть эффективными, чтобы обеспечивать комфорт и безопасность пассажиров, а также минимизировать затраты на ресурсы и время. Однако выбор критериев оценки эффективности перевозочного процесса представляет собой сложную задачу, так как требует учета множества факторов, таких как скорость перевозки, плотность пассажиропотока, стоимость билетов, уровень сервиса и т.д. С развитием интеллектуальных технологий стали доступны новые подходы к оптимизации данного процесса в городских агломерациях, что произвело революцию в управлении системами мобильности транспорта. Сбор и анализ данных в режиме реального времени, оптимизация маршрутов и улучшенное управление дорожным движением – это лишь некоторые из преимуществ, которые предлагают эти технологии. Однако важно иметь четкие и объективные критерии для оценки эффективности таких систем и, таким образом, гарантировать, что они эффективно достигают своих целей, разработать критерии оценки эффективности алгоритмов расчета показателей оценки наибольшей эффективности.

Программно-аппаратные средства могут внести значительный вклад в повышение эффективности транспорта. Современные технологии предоставляют возможность: выбирать оптимальные маршруты городского транспорта с учётом дорожной обстановки [5, 18], отслеживать и анализировать техническое состояние транс-порта[12] и физическое состояние водителя [17, 23] в реальном времени [12], контролировать энергопотребление транспорта [13] и предупре- ждать о возможных поломках [15] с помощью мониторинга и анализа данных, позволяя проводить предупредительное обслуживание и замену деталей в оптимальные сроки [4, 14]. Использование программного обеспечения и внедрение автоматизированных систем помогает оптимизировать графики работы водителей и расписание движения, избежать лишней работы и пустых пробегов [3, 8, 16], благодаря эффективному использованию транспорта и распределению задач[20, 21]. Кроме того, возможно подключение систем энергосбережения, которые оптимизируют работу электрических и энергетических компонентов ав-тобуса[11].

Для выделения оптимального критерия оценки эффективности пассажирского транспорта проведен анализ уже существующих критериев оценки. Разработанная модель принятия решения о повышении эффективности перевозки пассажиров в общественном транспорте основана на критериальной оценке функционирования этого процесса (рис.1). Модель учитывает основные факторы, влияющие на проектирование и эксплуатацию транспортной системы, включая экономические, технические, экологические аспекты. Основные критерии успешности включают в себя технико-экономические, технико-эксплуатационные, качество обслуживания пассажиров, организационно-технические и экономические факторы. [1, 2, 7]

В ходе системного анализа было установлено, что технико-экономические показатели включают в себя производительность труда, расход топлива и энергии. Технико-эксплуатационные характеристики каждого вида транспорта включают такие показатели, как протяженность транспортной и маршрутной сети, плотность сети, средняя вместимость подвижного состава, количество подвижного состава, маршрутный интервал движения, эксплуатационная скорость, средняя скорость, перемещения пассажиров, безопасность движения, удобство и комфорт поездки, оплата перевозки[2, 5, 7]. Оценка уровня безопасности различных видов транспорта осуществляется на основе статистических данных о количестве инцидентов за определенный период времени и числе пострадавших [7].

Социальные показатели включают в себя характеристики, связанные с организационными и техническими аспектами, а также уровнем обслуживания пассажиров. Показатели организационно-технического характера включают интервал движения поездов, их скорость, вместимость и загрузка транспортного средства[1, 5, 7] .Оценка удобства и комфорта поездки определяется доступностью общественного транспорта и комфор- том во время передвижения. Доступность общественного транспорта зависит от расстояния до остановок, времени ожидания, соблюдения расписания, выбора транспорта и надежности его работы, а также уровня удобства остановок.

Комфорт пассажиров во время передвижения зависит от загруженности салона, что может сказаться на уровне усталости пассажиров. Одним из ключевых показателей комфорта является степень заполненности транспортного средства. Предоставление пассажирам сидячих мест также играет важную роль в обеспечении комфорта во время перевозки.[5, 7] В настоящее время доля мест для сидения [7]составляет 30-40% общей вместимости автобуса. Одно место для сидения требует площади 0,30-0,45 м2, что равносильно 46 местам для проезда стоя - 1 м2.

Таким образом, в целом для оценки эффективности пассажирского транспорта необходим многокритериальный подход с учетом взаимосвязи, существующей между ними и целью системного анализа (рис.1), который учитывает не только технические показатели, но и экономические, организационные и экологические аспекты.

Целью работы является проведение интегральной оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий на основе критериев экономической, технико-эксплуатационной, технико-организационной эффективности и экологической устойчивости, позволяет выявить потенциальные выгоды от таких инноваций как для пассажиров, так и для транспортных компаний и владельцев транспортных систем.

Основная часть

В настоящее время внедрение интеллектуальных технологий в различные сферы жизни становится все более актуальным. Одной из таких сфер является перевозочный процесс пассажирского транспорта. Применение интеллектуальных технологий в этой области может значительно улучшить качество обслуживания пассажиров, повысить эффективность перевозок и сделать транспортную систему более устойчивой и без-опасной[9]. Однако для оценки эффективности внедрения этих технологий необходимо разработать методики и инструменты оценки, которые учитывали бы все аспекты и факторы, влияющие на перевозочный процесс пассажирского транспорта.

Для проведения интегральной оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта предлагается использовать комплексный подход, включающий в себя несколько этапов: (см рис. 2).

Рисунок 1 – Структурная модель принятия решения по повышению эффективности перевозочного процесса пассажирского транспорта

Для анализа существующего состояния перевозочного процесса пассажирского транспорта необходимо исследовать основные технико-эксплуатационные показатели городских перевозок, таких как оперативность, комфортность, безопасность и другие характеристики. В результате были предложена последовательность определения потенциальных областей внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта. Разработанные этапы определения потенциальных областей внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта позволяют выявить потенциальные возможности, в которых их применение может привести к повышению эффективности перевозочного процесса пассажирского транспорта (рис. 3).

Формирование системы оценки эффективности перевозочного процесса пассажирского транспорта требует разработки системы показателей и методики оценки эффективность внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс (рис. 4), с учетом определения существующих ключевых показателей эффективности перевозочного процесса на основе сбора данных до и после их внедрения, анализа полученных данных и оценки экономической эффективности интеллектуальных технологий. На основе, которой была разработана модель определения ключевых показателей эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта (рис.5), позволяющая учитывать изменения ключевых показателей эффективности при повышении уровня внедрения интеллектуальных технологий в организацию городских перевозок.

Рисунок 2 – Последовательность интегральной оценки внедрения интеллектуальных технологий перевозочного процесса пассажирского транспорта

Рисунок 2 – Этапы определения потенциальных областей внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта

Для повышения эффективности перевозочного процесса пассажирского транспорта и обеспечения его оптимального функционирования при внедрении интеллектуальных технологий необходимо разрабатывать универсальные методы при формировании интегрального критерия оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта (N) (рис.6).

Ν = A B C G n ∫∫∫ K dxdydzdn = ψ ∫∫∫ K dxdydzdn

D где A – комплексный критерий технической эффективности;

K – единичные показатели эффективности, получаемые при внедрения инновационных

В основе разрабатываемых методов положен интегральный критерий оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта, основанный на применении средневзвешенного показателя:

D интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта;

B_y – комплексный критерий техникоэксплуатационной эффективности;

C_z – комплексный критерий организационно-технической эффективности;

G n – комплексный критерий экологической устойчивости;

D – область значений показателей оценки эффективности данного вида, регламентируемая стандартами;

ψ – определенная область значений показателей оценки эффективности данного вида, регламентируемая стандартами.

Рисунок 4 – Методологический подход формирования системы оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта

Рисунок 5 – Модель определение ключевых показателей эффективности (KPI) внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта

Интегральный критерий оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта (N)

Критерии технической эффективности ( A Х )

Критерии техникоэксплуатационные ( В у )

Критерий организационнотехнические (Cz )

Критерий экологической устойчивости(Dn )

Автоматическое отслеживание оставшегося пробега до следующего планового технического

Наличие автоматической системы подсчета пассажиров на остановках.K22

обслуживания подвижного состава K12

Использование ИТС для повышения средней скорости движения общественного транспорта на маршруте K13

Автоматический расчет пробега между точками остановки K14

Автоматические и полуавтоматические системы помощи водителю в управлении транспортным средством K15

Автоматический подсчёт рабочих часов водителя -

K23

Автоматический расчёт планового прибытия транспортного средства на остановочный пункт-K24

Автоматизированная система оплаты проезда без участия водителя и (или) кондуктора (водитель только управляет транспортным средством) K25

Электронный документооборот при организации перевозочного процесса-K31

Применение систем планирования расписанияK32

Применение систем для планирования маршрутов -K33

Наличие технических средств для сообщения о чрезвычайных ситуациях K34

Наличие технических средств для предоставления информации пассажиру K35

Осуществление диспетчерского управления городским общественным транспортом K36

Автоматические системы для измерения концентрации парниковых газов.K41

Автоматические системы для очистки воздуха для лучших санитарных условий K42

Автоматические системы видеонаблюдения и тревожной кнопки для обеспечения транспортной безопасности K16

Автоматические системы контроля технического транспортного средства K17

Системы видеонаблюдения и тревожной кнопки на автобусных остановках и пересадочных станциях.K18

Автоматический расчёт основных показателей работы перевозочного процесс городского транспорта K26

Автоматический расчет прибытия пассажиров на остановочный пункт K27

Рисунок 3 – Модель формирования интегрального критерия оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта

Определена оптимизационная задача по вышения эффективности внедрения интеллекту альных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта (N), исходя из функциональных возможностей подсистем

N = f (K^K^, Ki3...Knm, Ax, By, Cz

,G_n, ). С учетом зависимости (1) сформирована задача повышения эффективности перевозочного процесса пассажирского транспорта на автомобильной дороге.[6]

Ni = £A_X(K_U), K „ ^ max,     (2)

где Ni - интегральный критерий оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта.

В завершающем этапе формируются рекомендации по оптимизации внедрения интеллектуальных технологий на основе полученных результатов оценки[19]. Для того чтобы разработать рекомендации, необходимо провести анализ текущего состояния перевозочного процесса пассажирского транспорта, выявить проблемные моменты и потенциальные области для внедрения интеллектуальных технологий. Например, это могут быть системы мониторинга и управления транспортным потоком, системы автоматизации билетной продажи и расписания движения, системы контроля доступа в транспортные средства р         ,р   у внедрены для оптимизации перевозочного процесса. Это могут быть системы GPS и геолокации, системы умного управления транспортными потоками, бесконтактные технологии оплаты проезда, системы мониторинга состояния транспортных средств и другие.

Далее следует разработать план поэтапного внедрения выбранных технологий, учитывая бюджетные и временные ограничения, а также обучение персонала и подготовку инфраструктуры. Важной частью разработки рекомендаций будет также оценка потенциальных выгод для бизнеса, пассажиров и окружающей среды от внедрения интеллектуальных технологий, а также обсуждение возможных проблем и рисков.

Выводы

Интегральная оценка эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта является важным инструментом для принятия обоснованных решений о внедрении новых технологий в этой области, позволяет учитывать множество различных факторов, таких как технические возможности, экономическая эффективность, влияние на окружающую среду. С этой целью предложены ключевые показатели эффективности, модели и этапы последовательности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта на основе разработанных оценочных интегральных показателей, учитывающих технические, экономические, и экологические аспекты.

Разработанный методологический подход интегральной оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта позволяет принимать обоснованные решения по оптимизации процессов перевозки пассажиров с использованием инновационных технологий. Для этого были разработаны модели формирования интегрального критерия оценки эффективности, определения ключевых показателей эффективности (KPI) и методологический подход формирования системы оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта. Предложен интегральный критерий оценки эффективности внедрения интеллектуальных технологий в перевозочный процесс пассажирского транспорта, основанный на применении средневзвешенного показателя. Разработка и использование такой методики позволит может быть использована для оценки устойчивости транспортной системы в целом, что важно для развития устойчивой и эффективной системы перевозок, улучшить качество обслуживания пассажиров.