sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2022-3-29-42sapi-579Research ArticleУправление техническими объектамиManagement of technical objectsМатематическое моделирование для оценки роли метрополитена в транспортных системах крупных городов.Mathematical modeling for assessing the role of the subway in the transport systems of large citiesБулычеваН. B.BulychevaN. V.

Булычева Нэля Васильевна, старший научный сотрудник

Санкт-Петербург

Nelya V. Bulycheva, senior researcher

St. Petersburg

КапскийД. В.KapskiD. V.

Капский Денис Васильевич, доктор технических наук, декан автотракторного факультета

г. Минск

Denis V. Kapski, dean of Automotive and Tractor Faculty, Doctor of Engineering Science

Minsk

d.kapsky@bntu.byЛосинЛ. А.LosinL. A.

Лосин Леонид Андреевич, кандидат технических наук, заведующий лабораторией, Институт проблем региональной экономики РАН; доцент, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Санкт-Петербург

Leonid A. Losin, PhD in Sci.Tech., laboratory head, Institute for Regional Economic Studies; Associate professor, Emperor Alexander I State Transport University

St.Petersburg

Институт проблем региональной экономики РАНРоссияInstitute for Regional Economic Studies, Russian Academy of SciencesRussian FederationБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusИнститут проблем региональной экономики РАН; Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра IРоссияInstitute for Regional Economic Studies, Russian Academy of Sciences; Emperor Alexander I State Transport UniversityRussian Federation202206122022032942Copyright © Булычева Н.B., Капский Д.В., Лосин Л.А., 20222022Булычева Н.B., Капский Д.В., Лосин Л.А.Bulycheva N.V., Kapski D.V., Losin L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/579

В настоящей работе с помощью модели формирования пассажиропотоков на условной транспортной сети, основанной на итерационном процессе изменения пассажиропотоков и скоростей, оценивается необходимость скоростных видов общественного транспорта, в частности, метрополитена. Модель предполагает формирование трассы потенциальных скоростных маршрутов на основе расчетных пассажиропотоков. Представлены результаты эксперимента на примере транспортной системы г. Краснодар для трех расчетных периодов – 2007 г., 2017 г., 2022 г.

In this study, using the model of passenger flow formation on a conditional transport network based on the iterative process of changes in the passenger flows and velocities, the need for high-speed public transport, in particular, the subway, is estimated. The model allows the formation of the route of potential high-speed transport based on the calculated passenger flows. The results of the experiment are presented for the example of the Krasnodar transport system for three periods – 2007, 2017, 2022.

транспортная систематранспортное планированиетранспортный спросгородской общественный транспортмоделированиекорреспонденцияtransport systemtransport planningtransport demandurban public transportmodelingcorrespondenceReferencesUnited Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division. World urbanization prospects: The 2014 revision, (ST/ESA/SER.A/366). New York: Author. 2015United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division. World urbanization prospects: The 2014 revision, (ST/ESA/SER.A/366). New York: Author. 2015Цель 11: Обеспечение открытости, безопасности, жизнестойкости и экологической устойчивости городов и населенных пунктов / Режим доступа: https://www.un.org/sustainabledevelopment/ru/cities/ – Дата доступа: 10.10.2021Goal 11: Ensuring open, safe, resilient and environmentally sustainable cities and communities / Access mode: https://www. un.org/sustainabledevelopment/en/cities/ – Access date: 10.10.2021Капский Д. В., Лосин Л. А. Транспорт в планировке городов: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-44 01 02 «Организация дорожного движения», 1-44 01 06 «Эксплуатация интеллектуальных транспортных систем на автомобильном и городском транспорте»: в 10 частях. – Минск: БНТУ, 2021. – Ч.2: Транспортное планирование: проектирование сети городского пассажирского транспорта. – 85 с.Kapsky D.V., Losin L.A. Transport in the planning of cities: a teaching aid for students of the specialty 1-44 01 02 “Organization of traffic” 1-44 01 06 «Operation of intelligent transport systems in road and urban transport»: in 10 parts. Minsk: BNTU, 2021. Part 2: Transport planning: designing a network of urban passenger transport. – 85 s.Самойлов Д. С. Городской транспорт. Учебник для вузов – 2-е издание, переработанное и дополненное – М. Стройиздат, 1983 – 384 с.Samoilov D.S. Urban transport. Textbook for universities 2nd edition, revised and supplemented M. Stroyizdat, 1983 384 p.Горев А. Э. К вопросу об экономической эффективности городского пассажирского транспорта // Транспорт Российской Федерации, 2012, №3–4 (40–41). – с.34–36Gorev A.E. On the issue of the economic effi of urban passenger transport // Transport of the Russian Federation, 2012, No. 3–4 (40–41). – p.34–36Дудкин Е. П., Черняева В.А., Дороничева С.А. Основные аспекты проектирования систем рельсового транспорта в городах // Современные проблемы транспортного комплекса России. 2016. Т.6. №1. – с.38–43Dudkin E.P., Chernyaeva V.A., Doronicheva S.A. The main aspects of the design of rail transport systems in cities // Modern problems of the transport complex of Russia. 2016. V.6. No. 1. – p.38–43Федоров В. П., Лосин Л.А. Методы математического моделирования для проектирования городской транспортной системы на досетевом уровне // Транспорт Российской Федерации, 2012, №2 (39). – с.42–45Fedorov V.P., Losin L.A. Mathematical modeling methods for designing an urban transport system at the pre-network level // Transport of the Russian Federation, 2012, No. 2 (39). – p.42–45Капский Д. В., Лосин Л. А. Транспорт в планировке городов: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-44 01 02 «Организация дорожного движения»: в 10 частях. – Минск: БНТУ, 2019. – Ч.1: Транспортное планирование: математическое моделирование. – 94 с.Kapsky D.V., Losin L.A. Transport in the planning of cities: a teaching aid for students of the specialty 1-44 01 02 «Organization of traffi in 10 parts. Minsk: BNTU, 2019. Part 1: Transport planning: mathematical modeling. – 94 p.Мягков В. Н. Петербургская (ленинградская) школа анализа пассажирских транспортных потоков и проблемы ее современного развития // Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития. – №2 (65), 2021. – с.113–122Myagkov V.N. Petersburg (Leningrad) School of Analysis of Passenger Transport Flows and Problems of Its Modern Development // Economics of the North-West: problems and development prospects. No. 2 (65), 2021. p.113–122R. Binder, Z. Lancaster, M. Tobey, P. Jittrapirom, Yoshiki Yamagata. Transport modeling with a purpose: how urban systems design can bridge the gaps between modeling, planning and design. WIT press, 2019, pp 85–96R. Binder, Z. Lancaster, M. Tobey, P. Jittrapirom, Yoshiki Yamagata. Transport modeling with a purpose: how urban systems design can bridge the gaps between modeling, planning and design. WIT press, 2019, pp. 85–96Davidson, Peter. A new approach to transport modelling − the Stochastic Segmented Slice Simulation (4S) model and its recent applications // Australasian Transport Research Forum, Proceedings 28−30 September 2011. − Adelaide. – 2011Davidson, Peter. A new approach to transport modeling − the Stochastic Segmented Slice Simulation (4S) model and its recent applications // Australasian Transport Research Forum, Proceedings 28−30 September 2011. − Adelaide. – 2011McNally, Michael G. The Four Step Model. − Department of Civil and Environmental Engineering and Institute of Transportation Studies, University of California, Irvine, U.S.A. – 2007McNally, Michael G. The Four Step Model. − Department of Civil and Environmental Engineering and Institute of Transportation Studies, University of California, Irvine, U.S.A. – 2007U. Pesch, P. Vermaas. The Wickedness of Rittel and Webber’s Dilemmas. July 3, 2020U. Pesch, P. Vermaas. The Wickedness of Rittel and Webber’s Dilemmas. Jul 3, 2020Ben-Akiva, M. et al. Behavioural realism in urban transportation planning models // Transportation Models in the PolicyMaking Process. A Symposium in Memory of Greig Harvey. – 1998Ben-Akiva, M. et al. Behavioral realism in urban transportation planning models // Transportation Models in the PolicyMaking Process. A Symposium in Memory of Greig Harvey. – 1998Питтель Б. Г., Федоров В. П. Математическая модель прогноза пассажиропотоков в городской транспортной сети // Экономика и мат. методы, 1969, 5, вып. 5. – с.744–757Pittel B.G., Fedorov V.P. Mathematical model for predicting passenger traffi in the urban transport network // Economics and Math. methods, 1969, 5, no. 5. – p.744–75750 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.50th Anniversary of the Laboratory of Mathematical Models of Queuing LO CEMI Laboratory of Mathematical Modeling of the Functional-Spatial Development of Cities of St. Petersburg EMI RAS. Materials for the bio-bibliography of scientists and specialists of the transport systems of cities and the organization of urban traffi Issue 27. St. Petersburg: Nestor-History, 2018. 100 p.Erlander, Sven; Stewart Neil F. (1990). The gravity model in transportation analysis: theory and extensions. Topics in transportation, 99-0624974-9. Utrecht: VSPErlander, Sven; Stewart Neil F. (1990). The gravity model in transportation analysis: theory and extensions. Topics in transportation, 99-0624974-9. Utrecht: VSPWilson, A.G. Entropy in Urban and Regional Modelling. – Pion, London, 1970. – 166 р.Wilson, A.G. Entropy in Urban and Regional Modelling. Pion, London, 1970. 166 rubles.Wilson, A. G. (2009). The ‘Thermodynamics’ of the City. In Complexity and Spatial Networks, 11–31, edited by A. Reggiani and P. Nijkamp. Berlin: SpringerWilson, A.G. (2009). The ‘Thermodynamics’ of the City. In Complexity and Spatial Networks, 11–31, edited by A. Reggiani and P. Nijkamp. Berlin: SpringerWebber, M. J. Information Theory and Urban Spatial Structure. – London, Croom Helm, 1980. – 394 р.Webber, M.J. Information Theory and Urban Spatial Structure. London, Croom Helm, 1980. 394 rubles.Капский Д. В., Скирковский С. В., Лосин Л. А. Принципы построения транспортной модели // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. – Гомель: 2021. №2 (43). – с.7–10Kapsky D.V., Skirkovsky S.V., Losin L.A. Principles of building a transport model // Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transport. Gomel: 2021. No. 2 (43). – p.7–10Скирковский С. В., Капский Д. В., Лосин Л. А. Моделирование функционально-планировочной структуры города // Вестник Белорусского государственного университета транспорта: Наука и транспорт. – Гомель: 2021. №2 (43)Skirkovsky S.V., Kapsky D.V., Losin L.A. Modeling the functional and planning structure of the city // Bulletin of the Belarusian State University of Transport: Science and Transport. Gomel: 2021. No. 2 (43)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.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.Economic and mathematical research: mathematical models and information technology. Collection of works of the St. Petersburg Institute of Economics and Mathematics of the Russian Academy of Sciences. No. 9. Mathematical models in the study of urban environment development processes. St. Petersburg: Nestor-History, 2015. 84 p.Федоров В. П. Формирование вариантов развития городских транспортных сетей: разработка метода // Транспорт Российской Федерации. – 2012. – №3–4 (40–41). – с.17–21Fedorov V.P. Varianto formation in the development of urban transport networks: development of a method // Transport of the Russian Federation. 2012. No. 3-4 (40-41). – p.17–21Булычева 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.4–11Bulycheva N.V. Losin L.A. Possibilities of the pre-network approach in transport planning (on the example of Perm) // Problems of transformation and regulation of regional socio-economic systems: a collection of scientifi papers. Issue 49 / ed. Doctor of Economics, prof. S.V. Kuznetsova. IPRE RAS. St. Petersburg: GUAP, 2021. p.4-11Булычева 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. c.86–92Bulycheva N.V., Losin L.A. Modeling the public transport system based on passenger fl formed on a conditional network // Economics of the North-West: problems and development prospects. No. 2 (65), 2021. pp.86–92Булычева Н. В., Лосин Л. А. Досетевая модель общественного транспорта как цифровая основа стратегии развития городских транспортных систем (на примере Екатеринбурга) // Цифровая трансформация промышленности: тенденции, управление, стратегии – 2021: материалы III Международной научно-практической конференции. – Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2021. – с.38–49Bulycheva N.V., Losin L.A. Pre-network model of public transport as a digital basis for the development strategy of urban transport systems (on the example of Yekaterinburg) // Digital transformation of industry: trends, management, strategies 2021: materials of the III International scientifi and practical conference. Yekaterinburg: Institute of Economics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2021. p.38–49Лосин Л. А., Булычева Н. В. Исследование влияния стоимости проезда на транспортный спрос методом математического моделирования // Бюллетень результатов научных исследований. – 2022. – Вып.2. – с.179–194Losin L.A., Bulycheva N.V. Study of the impact of fare on transport demand by mathematical modeling // Bulletin of the results of scientifi research. 2022. Issue 2. – pp.179–194Мягков В. Н., Пальчиков Н. С., Федоров В.П. Математическое обеспечение градостроительного проектирования (под ред. Б.Л.Овсиевича). – Л.: Наука, 1989. – 145 с.Myagkov V.N., Palchikov N.S., Fedorov V.P. Mathematical support of urban planning (under the editorship of B.L. Ovsievich). L.: Nauka, 1989. 145 p.СП 42.13330.2016 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»SP 42.13330.2016 “Urban planning. Planning and development of urban and rural settlements»Зильберталь А. Х. Трамвайное хозяйство. – М.-Л.: ОГИЗ–Гострансиздат, 1932. – 303 с.Zilbertal A.Kh. Tram business. M.-L.: OGIZ-Gostransizdat, 1932. 303 p.Авдотьин Л. Н., Лежава И. Г., Смоляр И. М. Градостроительное проектирование. – М.: Стройиздат, 1989. – 436 с.Avdot’in L.N., Lezhava I.G., Smolyar I.M. Urban design. – M.: Stroyizdat, 1989. – 436 p.Сафронов Э. А. Комплексная оценка эффективности систем городского пассажирского транспорта // Проблемы больших городов: выпуск 3. – М.: МГЦНТИ, 1990. – 22 с.Safronov E.A. Comprehensive assessment of the effi of urban passenger transport systems // Problems of large cities: issue 3. M .: MGTSNTI, 1990. 22 p.Лосин Л. А. Моделирование транспортных систем городов на основе досетевого расчета матриц межрайонных передвижений: дис. … канд.техн.наук: 05.22.01. – СПб.: 2015. – 173 с.Losin L.A. Modeling of transport systems of cities based on pre-network calculation of matrices of inter-district movements: dis. ... Candidate of Technical Sciences: 05.22.01. St. Petersburg: 2015. 173 p.Мулеев Е. Ю. Оценка социально-экономического эффекта от транспорта: краткий обзор методик // Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния: материалы ХХ международной научно-практ.конф. – Екатеринбург: АМБ, 2014. – с.179–186Muleev E.Yu. Assessment of the socio-economic effect of transport: a brief review of methods // Socio-economic problems of development and functioning of transport systems of cities and zones of their infl materials of the XX international scientifi and practical conference. Yekaterinburg: AMB, 2014. p.179–186Булычева Н. В., Лосин Л. А. Оценка роли метрополитена в структуре системы пассажирского транспорта в крупном городе // Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития. №3 (70), 2022Bulycheva N.V., Losin L.A. Assessment of the role of the subway in the structure of the passenger transport system in a large city // Economics of the North-West: problems and development prospects. №3 (70), 2022Тьма в конце тоннеля: в чем причина, что метро Краснодару не дано? Краснодарские известия, 29 января 2022 г. / Режим доступа: https://ki-news.ru/2022/01/29/tma-v-kontse-tonnelya-v-chem-prichina-chto-metro-krasnodaru-ne-dano. – Дата доступа: 27.08.2022Darkness at the end of the tunnel: what is the reason that the metro is not given to Krasnodar? Krasnodar News, January 29, 2022 / Access mode: https://ki-news.ru/2022/01/29/tma-v-kontse-tonnelya-v-chem-prichina-chto-metro-krasnodaru-nedano // – Access date: 08/27/2022Проект планировки центральной части МО г.Краснодар. Раздел «Транспортная инфраструктура». СПб: – ЗАО «Петербургский НИПИГрад», 2007Planning project for the central part of the municipality of Krasnodar. Section «Transport infrastructure». St. Petersburg: CJSC «Petersburg NIPIgrad», 2007Численность постоянного населения Российской Федерации по муниципальным образованиям на 1 января 2022 года. Федеральная служба государственной статистики / Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/compendium/document/13282. – Дата доступа: 27.08.2022Permanent population of the Russian Federation by municipalities as of January 1, 2022. Federal State Statistics Service / Access mode: https://rosstat.gov.ru/compendium/document/13282 // – Access date: 08/27/2022Лосин 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: материалы XXIII международной научно-практ. конф. – Минск: БНТУ, 2017. – с.88–95Losin L.A. Petersburg experience of building an information-software complex for solving transport and urban planning problems // Socio-economic problems of development and functioning of transport systems of cities and zones of their infl materials of the XXIII international scientifi and practical conference. Minsk: BNTU, 2017. p.88–95

The authors declare that there are no conflicts of interest present.