Введение
Пассажирский транспорт является составной частью транспортной инфраструктуры Москвы. Его слаженное, устойчивое и эффективное функционирование стало необходимым условием повышения качества жизни населения и дальнейшего социально-экономического развития города. В Москве действует разветвленная сеть маршрутов: автобусов, электробусов и трамваев, и 1 троллейбусный маршрут. Нас же будут интересовать трамваи.
Московский трамвай — система трамвайного движения в Москве. Торжественное открытие первого трамвая состоялось 25 марта 1899 года. С февраля 2021 года Московское трамвайное хозяйство числится частью Московского метрополитена. Сейчас действует 40 маршрутов (5 из них временно закрыты), которые обслуживаются пятью депо, объединенными в единый филиал «Трамвайное управление». Длина линий (по оси улиц) составляет 183,1 км; длина путей в однопутном исчислении, включая путевое развитие депо, составляло на март 2018 года 418 км.
Трамвай образует две не связанные между собой сети: основную и северо-западную (обслуживается Краснопресненским трамвайным депо в Строгино). Трамваи между двумя сетями перевозятся на автомобильных прицепах. Трамвай №50 входит в основную сеть. Проезд стоит 46 рублей.
Актуальность выбранной темы заключается в стремительной автомобилизации общества и усложнении транспортной системы Москвы, что в конечном результате требует от органов государственной власти постоянного усовершенствования системы дорожного регулирования.
Целью данной работы является стабилизация движения трамвая №50 и повышения безопасности людей на нерегулируемом перекрестке.
Для реализации поставленной цели нашей группой будут решены следующие задачи:
1. Составить характеристику маршрута трамвая №50.
2. Провести натурные наблюдения.
3. Провести анализ результатов, обработать их с помощью методов математической статистики.
4. Предложить мероприятие для оптимизации пересечения перекрестка.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы: метод анализа, метод математической статистики, метод прогнозирования, метод наблюдения, метод обобщения.
Объект исследования: трамвай №50 и нерегулируемый перекресток на Сущевской улице, рядом с метро Новослободская.
История
Найти полную информацию об истории маршрута №50 оказалось достаточно сложно, но мы постарались найти как можно больше фактов.
С21 мая 1986 года в связи с началом работ по строительству участка Третьего транспортного кольца в Лефортово, было закрыто движение по Госпитальной улице, Госпитальному мосту, Госпитальному переулку, Малой Почтовой улице, Лефортовской площади и Старокирочному переулку. Трамвай №50 «Улица Двинцев — Проезд Энтузиастов» вместо закрытой линии, Солдатской и Авиамоторной улиц, стал следовать по Красноказарменной улице. С лета 1997 года из-за строительства дома на улице Образцова было закрыто движение в районе МИИТа. Трамвай №19 стал следовать через Тихвинскую улицу, а пятидесятый вместо улицы Двинцев был направлен до Лесной улицы. С лета 1999 года после окончания работ трамвай №19 вернулся к МИИТу, но вместо метро «Новослободская» продолжил ходить от Лесной улицы.
С 7 июля 1997 года в связи с ремонтом Красносельского путепровода было закрыто движение по улицам Бауманская, Ольховская и Нижняя Красносельская. Трамвай №50 «Проезд Энтузиастов — Лесная улица» был направлен в объезд через Авиамоторную улицу, метро «Семёновская» и Преображенскую площадь. С 1 апреля 1998 года из-за нестабильной работы по причине пробок и большой протяженности укорочены маршруты №38 «Черемушки — Метро Семеновская» и №50 «Проезд Энтузиастов — Метро Белорусская». Трамвай №38 стал следовать от Черемушек до метро «Пролетарская», а №50 — от проезда Энтузиастов до метро «Семеновская» с продлением по его трассе от Каланчевской улицы до метро «Белорусская» маршрута №7. 19 мая 2002 года после длившегося почти пять лет ремонта Красносельского путепровода маршруты №37 и №45 восстановлены прежними трассами. Трамвай №50 тоже вернулся на Бауманскую улицу, но стал следовать только до Каланчёвской.
Маршрут трамвая №50 имеет богатую историю, он много раз преобразовывался, усовершенствовался и в итоге пришел к своему настоящему виду. Сегодня трамвай следует по маршруту от остановки «Дом культуры Компрессор» до остановки «Нововоротниковский переулок», проходит через множество районов Москвы и является довольно популярным. Трамвай – единственный вид городского транспорта, который может решить назревшую транспортную проблему, поскольку предназначен для массовых и скоростных перевозок по городу, разгрузки метро и железной дороги. Трамвай №50 обязан выполнять эти функции, однако на данный момент не всегда способен это сделать. Именно поэтому мы взяли эту тему и проделали данную работу.
Характеристика маршрута
Остановки трамвая №50
1. Д/к «Компрессор»
2. Метро «Авиамоторная»
3. Метро «Авиамоторная»
4. МЭИ
5. Ул. Лефортовский Вал
6. 1-й Краснокурсантский переулок
7. Лефортовский мост
8. Лефортовская набережная
9. МГТУ им. Баумана
10. Денисовский переулок
11. Аптекарский переулок
12. Метро «Бауманская»
13. Бакунинская улица
14. Бауманская улица 17
15. Бауманская улица
16. Поликлиника
17. Ольховская улица
18. Метро «Красносельская»
19. Метро «Комсомольская»
20. МЦД Каланчёвская
21. Пантелеевская улица
22. Астраханский переулок
23. Ботанический переулок
24. Метро «Проспект Мира»
25. Спорткомплекс «Олимпийский»
26. Улица Гиляровского
27. Улица Щепкина
28. Театр зверей имени Дурова
29. Самотёчная улица
30. 4-й Самотечный переулок
31. Селезнёвская улица
32. Улица Достоевского
33. Площадь Борьбы
34. МИИТ
35. Улица Образцова
36. Д/к МИИТ
37. Минаевский переулок
38. Тихвинский переулок
39. Улица Палиха
40. Метро «Менделеевская»
41. Метро «Новослободская»
42. Нововоротниковский переулок
Трамвай №50 (Д/к «Компрессор» - Метро «Новослободская») имеет 42 остановки. Продолжительность поездки равна примерно 60 минутам. Линия работает каждый день, часы работы: 5:39-22:58.
Схема движения трамвая (рис.1)
Трамвай проходит через ЦАО (Тверской район, Мещанский район, Басманный район, Красносельский район), ВАО (Соколиная Гора), ЮВАО (Лефортово) и СВАО (район Марьина Роща).
На данный момент трамвай №50, который следует от Д/к «Компрессор» до Нововоротниковского переулка, имеет 42 остановки и проходит через 7 районов Москвы. Линия работает ежедневно с 5:39 до 22:58, что является оптимальным временем для Москвы, так как маршрут соединяет несколько районов, в том числе станции метро и университет. Основными пассажирами являются студенты и работающие люди, для которых установленный интервал между прибытиями, равный 10 минутам, очень удобен, однако фактически время появления транспорта разнится от заявленного, что является проблемой, так как такие опоздания доставляют пассажирам неудобства.
Применяемые методы математической статистики для обработки результатов натурных наблюдений
Математическая статистика — это наука, разрабатывающая математические методы систематизации и использования статистических данных для научных и практических выводов. Статистические данные представляют собой данные, полученные в результате обследования большого числа объектов или явлений; следовательно, математическая статистика связана с массовыми явлениями.
Современная математическая статистика подразделяется на две обширные области: описательную и аналитическую статистику. Описательная статистика охватывает методы описания статистических данных, представления их в форме таблиц, распределений и пр.
Аналитическая статистика называется также теорией статистических выводов. Её предметом является обработка данных, полученных в ходе эксперимента, и формулировка выводов, имеющих прикладное значение для самых различных областей человеческой деятельности. Теория статистических выводов тесно связана с другой математической наукой — теорией вероятностей и базируется на её математическом аппарате.
Выделяют следующие методы математической статистики:
1. Генеральная совокупность и выборка.
Генеральная совокупность в статистике — это всегда сбор данных. Различают единицы, включённые в исследуемую совокупность, которые характеризуются определёнными статистическими признаками, то есть функциями, которые присваиваются элементам совокупности. Иными словами, генеральная совокупность является совокупностью всех объектов, относительно которых предполагается делать выводы при изучении конкретной задачи.
Выборка — это часть генеральной совокупности элементов, которая охватывается экспериментом (наблюдением, опросом). Одной из главных характеристик выборки является среднее арифметическое. Оно представляет собой такое значение признака, сумма отклонений от которого выборочных значений признака равна нулю (с учетом знака отклонения).
2. Табличное представление экспериментальных данных.
Как правило, необработанные (первичные) экспериментальные данные представлены в виде неупорядоченного набора чисел, записанных исследователем в порядке их поступления. Этот набор данных трудно обозрим, и сделать по ним какие-то выводы невозможно. Поэтому первичные данные нуждаются в обработке, которая всегда начинается с их группировки.
Группировка представляет собой процесс систематизации, или упорядочения, первичных данных с целью извлечения содержащейся в них информации. Группировка выполняется различными методами в зависимости от целей исследования, вида изучаемого признака и количества экспериментальных данных (объема выборки), но наиболее часто группировка сводится к представлению данных в виде статистических таблиц.
3. Испытание, событие, случайная величина.
Под испытанием (случайным испытанием) в теории вероятностей принято понимать наблюдение какого-либо явления при соблюдении определенного комплекса условий, который должен каждый раз строго выполняться при повторении данного испытания. Если то же самое явление наблюдается при другом комплексе условий, то это уже другое испытание.
Результаты испытаний можно охарактеризовать качественно и количественно.
Качественная характеристика заключается в регистрации какого-либо явления, которое может наблюдаться или не наблюдаться при данном испытании. Любое из этих явлений называется в теории вероятностей событием.
4. Случайные величины.
Изучение случайных величин в теории вероятностей требует связи этих величин с определенными событиями, которые заключаются в попадании случайной величины в некоторый интервал и для которых определены вероятности. Иначе говоря, необходимо связать случайную величину с полем событий данного испытания.
5. Графическое представление экспериментальных данных.
Для повышения наглядности эмпирических распределений используется их графическое представление. Наиболее распространенными способами графического представления являются гистограмма, полигон частот и полигон накопленных частот (кумулята).
Гистограмма используется для графического представления распределений непрерывно варьирующих признаков и состоит из примыкающих друг к другу прямоугольников.
Полигон частот образуется ломаной линией, соединяющей точки, соответствующие срединным значениям интервалов группировки и частотам этих интервалов.
Полигон накопленных частот получается при соединении отрезками прямых точек, координаты которых соответствуют верхним границам интервалов группировки и накопленным частотам.
Натурные наблюдения
Теперь от теории можно перейти к практике. Наша команда на протяжении двенадцати дней приезжала к остановке трамвайного маршрута №50 и ждала ближайший трамвай. Суть наблюдения заключалась в фиксации поминутного отставания транспорта от графика (отметить время, когда трамвай должен был прийти, следуя расписанию, когда он пришёл в действительности, и сравнить полученные результаты). Эксперимент проводился на остановке «Метро Новослободская», так как именно этот участок мы и рассматриваем. Данные, которые мы зафиксировали, приведены в таблице ниже, из неё можно сделать вывод, что среднее время отставания трамвая от расписания (данные из 2 столбика основываются на данных из мобильного приложения Яндекс. Карты) составляет приблизительно 15 минут. Самое большое опоздание было 27 минут, самое маленькое – 8, не считая единственного раза, когда трамвай приехал по расписанию.
Выполнены наблюдения в области остановки «Метро Новослободская» трамвая №50, которые показали весомые опоздания от графика. Для выполнения данной работы мы использовали различные методы, такие как: метод анализа (анализ выбранного участка), метод математической статистики (обработка результатов натурных наблюдений), метод наблюдения (проведение работы на выбранном участке, наблюдение движения транспортного средства), метод прогнозирования (выбор решения для данной ситуации), метод обобщения (принятие решения, заключение). Исходя из данной работы, можно сделать вывод, что текущее состояние перекрестка не способствует полному удовлетворению потребностей населения.
Из чего вытекает:
• Низкий уровень безопасности
• Большие потери времени для пассажиров транспортного средства
• Пробки в часы «пик»
В работе был предложен ряд мероприятий, который мог бы поменять ситуацию на данном перекрестке около «Метро Новослободская». Установить на этом нерегулируемом участке светофор, для избежания опозданий трамвая №50 и непредвиденных опасных ситуаций для пассажиров. Реализация разработанного комплекса мероприятий – предложение поставить светофор позволит сократить опоздания трамвая №50 до минимума.
Обработка результатов
По результатам был построен график, демонстрирующий временные параметры отставания трамвая от своего расписания. Жёлтый график – время прибытия по расписанию, фиолетовый – его действительное прибытие (рис.2).
Далее мы приведём график, который будет наглядно показывать разницу в минутах (рис.3). Перед тем, как продемонстрировать его, следует пояснить некоторые моменты его построения. Так как он должен отображать временной промежуток между должным прибытием трамвая и его действительным приходом, будет правильным делать упор на минуты, а не на часы, так как максимальное отставание транспорта от графика составляет 27 минут, следовательно оно не превышает час. Так как в данный момент нас интересует количество минут, значение количества часов мы опустим.
Приведем наглядный пример: трамвай по расписанию должен прийти в 11:25, а в итоге пришел в 11:40, разница 15 минут. Но такая же разница в минутах будет, если время уменьшится на час, то есть 10:25 и 10:40, следовательно, сейчас, часы не так важны (они сыграли свою роль в первом графике – (рис.1)). Значит, для удобства в качестве обозначения часов будет взята цифра 1. Но также стоит учесть, что время отставания трамвая №50 может выглядеть и так: 20:46 – 21:01. Здесь видно, что начался "новый час", в таких случаях будет использоваться запись с использованием цифры 2, а именно: 1:46 - 2:01. Таким образом, количество минут никак не изменилось, зато на графике нет лишних чисел и обозначений, отвлекающих внимание от проблемы.
На графике видно, что реальное прибытие трамвая на остановки значительно отличается от того, которое указано в расписании.
Для того, чтобы эксперимент был максимально точным, данные собирались на протяжении месяца и, несмотря на погодные условия, которые влияют на торможение движения на дорогах (резкое снижение температуры, гололёд, ледяной дождь и обильный снегопад), трамвай, идущий по маршруту №50, задерживался.
Исходя из приведенных таблицы и графиков, можно сделать вывод, что трамвай №50 сильно отстает от расписания, часто это превышает допустимые 3-5 минут. В ходе обработки исследования и натурных наблюдений, наша команда приняла решение, что на участке, где находится нерегулируемый перекресток (остановка «Метро Новослободская») следует установить светофор, так как из-за бесконечного потока людей (а так как это метро, то он действительно бесконечный) и другого транспорта, трамвай №50 не может соблюдать свое расписание, тем самым создавая большие опоздания.
Список литературы
1. https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Математическая_статистика
2. https://www.evkova.org/metodyi-matematicheskoj-statistiki
3. http://tram.ruz.net/history/routes/moscow/route-050.htm
4. https://www.nashtransport.ru/forums/topic/51906-история-трамвайных-маршрутов-москвы/