Дослідження та аналіз тривалості руху автобусів та часу перебування на зупинках на маршруті № 3А у м. Львові

Abstract

Забезпечення точної інформації про тривалість руху громадського транспорту та часу прибуття автобусів дає можливість зменшити тривалість очікування пасажирів та залучити більше людей до користування громадським транспортом. Авторами запропоновано новий сегментний підхід для прогнозування часу поїздки громадським транспортом. Використані реальні дані руху автобусів, які визначені у різних сегментах автобусних маршрутів. Оскільки кількість транспортних засобів в міських районах постійно зростає, то у багатьох містах затори транспортних потоків стали важливою проблемою. Розробка інтелектуальних транспортних систем (ІТС) є одним з рішень для зменшення забруднення на транспорті. Оцінка тривалості поїздки громадського транспорту є важливою складовою ІТС, оскільки забезпечує точну інформацію про поїздки пасажирів в реальному часі. Інтелектуальна система замість заздалегідь визначених розкладів може скоротити час очікування пасажирів. Це також може покращити якість обслуговування системи шляхом миттєвого коригування графіку відправлень, коли трапляються непередбачені події. Серед різних систем громадського транспорту автобусна мережа є найскладнішою та найпоширенішою у сучасних містах, яка може використовувати існуючу дорожню інфраструктуру і має менші поточні витрати. Отже, для покращання якості послуг громадського транспорту необхідно зосередити увагу на наступній проблемі – як точно визначити час подорожі чи прибуття автобуса. Визначення часу подорожі автобусом у режимі реального часу має багато переваг, включаючи планування поїздки пасажирів [1], де поїздки плануються шляхом обчислення тривалості поїздки до кожного пункту призначення та оптимізації маршруту [2-5]. Отримуючи цю інформацію оператори системи можуть проектувати та налаштовувати дані відповідно до орієнтовної тривалості подорожі. На підставі вищенаведеного, багато існуючих досліджень прогнозування тривалості поїздки автобусом досягли різного ступеню успіху [2-5]. Однак продовження даних досліджень дасть можливість більш точно прогнозувати тривалість подорожі автобусом. Оскільки автобусні маршрути відносно довгі, то уже існуючі моделі зазвичай використовують для аналізу певної частини (при поділі всього маршруту на ділянки). Популярні методи побудови маршрутів ділять автобусні маршрути, ґрунтуючись на важливих перехрестях доріг та місцях зупинки автобусів, які називаються відповідно моделями на основі перегонів та зупинок. Однак час перебування автобуса на зупинках не вважається незалежним від тривалості руху. Тривалість руху автобуса являє собою періоди часу, коли автобуси очікують на зупинках, і час переміщення, що являє собою тривалість руху автобуса між кожними двома зупинками. Тривалість руху автобуса суттєво впливає на кількість пасажирів, які сідають і виходять, що відрізняється від часу проїзду, який залежить від місцевих умов руху. Час перебування автобуса на зупинці є більш нестабільним і має різні причини. Він має істотний вплив на загальний час руху автобуса. Тому виникає необхідність досліджувати час перебування автобусів на зупинках із врахуванням також часу їх руху до цієї зупинки, щоб підвищити точність при оцінці тривалості руху автобуса. Об’єкт дослідження – маршрут громадського транспорту №3а у місті Львові. Предмет дослідження – тривалість руху міських маршрутних автобусів на маршрутах громадського транспорту. Метою даної магістерської кваліфікаційної роботи є розробити новий сегментний підхід для прогнозування часу подорожі громадським транспортом, використовуючи модель реальних даних руху автобусів, які визначені у різних сегментах автобусних маршрутів. Оцінити підхід за допомогою реальних траєкторій руху, зібраних у Львові. В результаті проведених досліджень визначено середню тривалість руху автобусів.Providing accurate information on the duration of public transport and the time of arrival of buses makes it possible to reduce the waiting time for passengers and attract more people to use public transport. The authors proposed a new segmental approach for forecasting travel time by public transport. The real data of bus traffic, which are defined in different segments of bus routes, are used. As the number of vehicles in urban areas is constantly growing, traffic congestion has become an important problem in many cities. The development of intelligent transport systems (ITS) is one of the solutions to reduce pollution in transport. Estimating the duration of public transport travel is an important component of ITS, as it provides accurate information about passengers' travel in real time. An intelligent system can reduce passenger waiting times instead of predefined schedules. It can also improve the quality of system maintenance by instantly adjusting the shipment schedule when unforeseen events occur. Among the various public transport systems, the bus network is the most complex and widespread in modern cities, which can use the existing road infrastructure and has lower running costs. Therefore, to improve the quality of public transport services, it is necessary to focus on the following problem - how to determine the exact time of travel or arrival of the bus. Determining bus travel time in real time has many advantages, including passenger travel planning [1], where trips are planned by calculating the duration of the trip to each destination and optimizing the route [2-5]. With this information, system operators can design and adjust the data according to the estimated duration of the trip. Based on the above, many existing studies predicting the duration of a bus trip have achieved varying degrees of success [2-5]. However, the continuation of these studies will make it possible to more accurately predict the duration of travel by bus. Since bus routes are relatively long, existing models are usually used to analyze a certain part (when dividing the entire route into sections). Popular route construction methods divide bus routes based on important road junctions and bus stops, called race and stop models, respectively. However, the time the bus stays at stops is not considered independent of the duration of the journey. The duration of the bus is the periods of time when the buses wait at the stops, and the travel time, which is the duration of the bus between each two stops. The duration of the bus significantly affects the number of passengers who get on and off, which differs from the travel time, which depends on local traffic conditions. The time the bus stops is more unstable and has various causes. It has a significant impact on the overall travel time of the bus. Therefore, it is necessary to study the time spent by buses at stops, taking into account the time of their movement to this stop, to increase accuracy in estimating the duration of the bus. The object of research is the public transport route #3a in the city of Lviv. The subject of the study is the duration of urban shuttle buses on public transport routes. The purpose of this master's thesis is to develop a new segmental approach to forecasting travel time by public transport, using a model of real data on bus traffic, which are defined in different segments of bus routes. Evaluate the approach with the help of real trajectories collected in Lviv. As a result of the conducted researches the average duration of movement of buses is defined.