РАЗРАБОТКА ДВУХФАКТОРНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ КОЛИЧЕСТВА ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ С УЧАСТИЕМ ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В статье рассмотрена аварийность пассажирского транспорта, определены перспективные пути развития данного вида транспорта и основные целевые показатели в соответствии с Транспортной стратегией. Выполнен анализ основных факторов, влияющих на развитие пассажирского транспорта – пассажирооборот и наличие подвижного состава и разработана двухфакторная модель, позволяющая оценить изменение показателя аварийности в зависимости от изменения исследуемых факторов.

Ключевые слова:
ПАССАЖИРСКИЙ ТРАНСПОРТ, ВОРОНЕЖСКАЯ ОБЛАСТЬ, АВАРИЙНОСТЬ, КОЛИЧЕСТВО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, ПАССАЖИРООБОРОТ, ДВУХФАКТОРНАЯ РЕГРЕССИОННАЯ МОДЕЛЬ
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать

1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы

 

Согласно Транспортной стратегии Российской Федерации к 2035 года [1] пассажиропоток во внутреннем сообщении вырастет на 37 % по сравнению с 2019 г., в свою очередь, средний прирост пассажирооборота транспорта общего пользования в российских городах к 2035 г. по сравнению с тем же базовым годом составит 11 %. Таким образом, запланированное перераспределение пассажиропотока в городах создаст определённую нагрузку на общественный транспорт, что повлияет на изменение маршрутов, а также номенклатуру подвижного состава с целью обеспечения непрерывности данного процесса и его безопасность.

В первую очередь такие изменения будут происходить в густонаселённых городах – городах-миллионниках, к числу которых относится г. Воронеж. Следует отметить, что согласно данным Воронежстат, представленным на официальном сайте [2], за период 2017-2022 гг. перевозки пассажиров автобусными видами транспорта изменились, наблюдается определённое снижение спроса на данный вид транспорта, которое может быть объяснимо недавней пандемией, а также изменением маршрутов, связанных с реформированием пассажирской системы г. Воронеж и Воронежской области в целом (табл. 1).

 

Таблица 1 – Перевозки пассажиров по отдельным видам транспорта общего пользования

Год

Перевозки пассажиров автобусным транспортным общего пользования, млн. чел.

2017

201,1

2018

224

2019

206,1

2020

158,2

2021

126,1

2022

146,3

 

В свою очередь, общее количество происшествий с участием водителей автобусов за рассматриваемый период 2017-2022 гг. увеличилось (рис. 1). Это свидетельствует о необходимости более тщательной проработки данного вопроса с учётом планируемого увеличения пассажирооборота. За рассматриваемый период в таких происшествиях погибло 44 человека и получили ранение 837 человек. Следует отметить, что безопасности пассажирского транспорта сегодня посвящено большое количество научных трудов, в которых даны определённые рекомендации по изменению ситуации, в частности её улучшения, связанные, в первую очередь, с ужесточением контроля за техническим состоянием пассажирских транспортных средств, а также повышением уровня знаний у водителей рассматриваемых транспортных средств [3-8].

 

 

Рисунок 1 – Количество дорожно-транспортных происшествий в Воронежской области
с участием водителей автобусов за период 2017-2022 гг.

С учётом установленных показателей роста пассажиропотока и изменения количества происшествий необходимым мероприятием является оценка изменения ситуации с учётом анализа двух факторов, таких как: пассажиропоток и количество подвижного состава. Двухфакторные модели позволяют оценить значимость каждого фактора и степень их влияния на рассматриваемый показатель, в нашем случае на количество дорожно-транспортных происшествий. Следует отметить, что в научной практике имеется ряд работ, посвящённых исследованию влияния определённых показателей на состояние аварийности [9-12].

 

2 Материалы и методы

 

Для исследования использован многофакторный анализ. В данном случае в качестве критерия (показателя) безопасности дорожного движения «Y» принята величина количества дорожно-транспортных происшествий с участием водителей пассажирского транспорта. Ввиду неполного информирования по показателям аварийности в общедоступной базе данных государственной автомобильной инспекции, представленной на сайте показателей состояния безопасности дорожного движения [13], в качестве исследуемого параметра определён показатель «дорожно-транспортные происшествия из-за нарушения правил дорожного движения (ПДД) водителями автобусов». Следует отметить, что начиная с 2022 года показатели в общей статистической базе данных были немного изменены и появилась возможность отдельного анализа такого показателя как «Дорожно-транспортные происшествия (ДТП) с участием автобусов». Использование данного показателя в исследовании не представляется возможным в связи с неполным информированием по рассматриваемому периоду 2017-2022 гг., в котором «ДТП с участием автобусов» не было представлено. В связи с этим, в качестве первого рассматриваемого фактора (x1) принят показатель пассажирооборота автомобильного транспорта общего пользования в млн. пассажиро-километров (рис. 2) и второго фактора (x2) − наличие эксплуатационных автобусов, выполняющих перевозки по маршрутам регулярных перевозок, ед. (рис. 3). Все рассматриваемые параметры определены для отдельного субъекта – Воронежской области.

 

Рисунок 2 – Пассажирооборот
автомобильного транспорта общего
пользования Воронежской области

Рисунок 3 – Наличие эксплуатационных
автобусов, выполняющих перевозки
по маршрутам регулярных перевозок
в Воронежской области

 

По полученным данным (рис. 2, 3) была построена двухфакторная регрессионная
линейная модель:

 

Y=a+b1x1+b2x2,                                                                (1)

 

где Y – исследуемый параметр – количество ДТП по причине нарушения ПДД водителями пассажирского транспорта, ед.; x1 − пассажирооборот автомобильного транспорта общего пользования, млн. пассажиро-километров; x2 − наличие эксплуатационных автобусов, выполняющих перевозки по маршрутам регулярных перевозок, ед.; a, b1, b2 – эмпирические коэффициенты.

3 Результаты исследований

 

Основная задача при выполнении многофакторного анализа заключается в поиске значений коэффициентов a, b1 и b2 на основе алгоритма выполнения многофакторного регрессионного анализа, подробно описанных в научном направлении анализа данных – эконометрике [14, 15].  Находимые для расчёта данные представлены в табл. 2.

 

Таблица 2 – Значения параметров и факторов для выполнения многофакторного
регрессионного анализа

Год

№ п/п

y

x1

x2

yx1

yx2

x1x2

2017

1

60

2400,9

3202

144054

192120

7687681,8

2018

2

97

2578,6

3397

250124,2

329509

8759504,2

2019

3

97

2405,8

3067

233362,6

297499

7378588,6

2020

4

68

1806,4

2819

122835,2

191692

5092241,6

2021

5

114

2137,9

2502

243720,6

285228

5349025,8

2022

6

126

2465,4

2426

310640,4

305676

5981060,4

Ʃ

562

13795

17413

1304737

1601724

40248102,4

Среднее значение

93,67

2299,17

2902,17

217456,17

266954,00

6708017,07

 

Продолжение табл. 2

Год

№ п/п

x12

x22

y2

y

y-y

(y-y)2

Ai

2017

1

5764320,81

10252804

3600

83,12

-23,12

534,49

38,53

2018

2

6649177,96

11539609

9409

83,17

13,83

191,20

14,26

2019

3

5787873,64

9406489

9409

91,01

5,99

35,87

6,17

2020

4

3263080,96

7946761

4624

67,80

0,20

0,04

0,30

2021

5

4570616,41

6260004

12996

106,16

7,84

61,40

6,87

2022

6

6078197,16

5885476

15876

130,74

-4,74

22,43

3,76

Ʃ

32113266,94

51291143

55914

562

-

845,42

69,89

Среднее значение

5352211,16

8548523,83

9319,00

93,67

-

140,90

11,65

 

С использованием данных были определены значения парных коэффициентов корреляции по формулам:

 

ryx1=cov (y,x1)σyσx1,                                                                    (2)

 

ryx2=cov (y,x2)σyσx2 ,                                                                   (3)

 

rx1x2=cov (x1,x2)σx1σx2,                                                                  (4)

 

где σy, σx1, σx2 – среднеквадратические отклонения признаков.

Расчёт по формулам 2, 3 и 4 позволил определить значения коэффициентов корреляции, которые составили 0,35, -0,59 и 0,39 соответственно.

 

 

Далее были определены коэффициенты b1, b2 и a с использованием формул:

 

b1=σyσx1ryx1-ryx2rx1x21-rx1x22,                                                             (5)

 

b2=σyσx2ryx2-ryx1rx1x21-rx1x22,                                                             (6)

 

a=y-b1x1-b2x2.                                                                (7)

 

 

 

На данном этапе было получено уравнение двухфакторной регрессии вида (8), расчёт с использованием которого позволил получить необходимые данные, представленные в табл. 2 и произвести дальнейшие действия для оценки достоверности модели:

 

y=114,29+0,06x1-0,06x2.                                                        (8)

 

Средняя ошибка аппроксимации, определённая методом наименьших квадратов, составила 11 %. Адекватность уравнения (8) была подтверждена с помощью критерия Фишера: расчётное значение F-критерия (Fфакт), как отношение факторной к остаточной дисперсии, составило 4,31, а табличное значение F-критерия (Fтабл) − 3,39. Следовательно, гипотеза об адекватности уравнения (8) не отвергается, т.к. Fфакт> Fтабл. Значимость коэффициентов регрессии a, b1 и b2 подтвердилась с помощью критерия Стъюдента (t-критерия).

 

4 Обсуждение и заключение

 

В ходе выполненного исследования была получена двухфакторная регрессионная модель (формула (8)), имеющая корреляционную связь факторов х1 и х2 с критерием Y при коэффициенте детерминации R2= 0,74). Это доказывает наличие связи, позволяющей оценить изменение условного количества ДТП с участием автобусов при изменении пассажирооборота и численности подвижного состава на регулярных рейсах. Установлено, что увеличение пассажирооборота и сокращение количества подвижного состава на регулярных рейсах, будет способствовать увеличению рассматриваемых типов происшествий в случае отсутствия мероприятий, направленных на их снижение, например, направленных на обучение водителей, усиление контроль-надзорных мероприятий и иных мероприятий. В частности, оценить данное изменение позволил расчёт коэффициентов эластичности при учёте первого и второго фактора, значения которых составили Э1=1,52 и Э2 = -1,74 соответственно для первого и второго рассматриваемого фактора.

Список литературы

1. Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года / утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 ноября 2021 г. № 3363-р.

2. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Воронежской области / URL:https://36.rosstat.gov.ru/ (дата обращения: 09.09.2024).

3. Агеева, Е. В. Повышение безопасности пассажирских перевозок в г. Курске / Е. В. Агеева, М. С. Королев, А. И. Пыхтин // Мир транспорта и технологических машин. – 2018. – № 4(63). – С. 96-103.

4. Котляренко, В. И. Тенденции развития автотранспортных средств в Российской Феде-рации / В. И. Котляренко // Труды НАМИ. – 2019. – № 4 (279). – С. 22-27.

5. Любимов, И. И. Анализ моделей взаимодействия субъектов пассажирских автомобильных перевозок / И. И. Любимов, Н. Н. Якунин, Н. В. Якунина // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2022. – Т. 19, № 6(88). – С. 878-889.

6. Локтионова, А. Г. Определение динамического показателя автомобиля в транспортных потоках городской транспортной системы / А. Г. Локтионова, А. Г. Шевцова // Мир транспорта и технологических машин. – 2023. – № 1-2(80). – С. 37-42.

7. Вопросы управления городскими транспортными системами / И. Е. Агуреев, В. А. Пышный, Л. Е. Кущенко [и др.] // Современные социально-экономические процессы: проблемы, закономерности, перспективы: монография. – Пенза: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.), 2017. – С. 72-94.

8. Курганов, В. М. Надежность и снижение затрат на перевозки пассажиров в городах с градообразующими предприятиями / В. М. Курганов, М. В. Грязнов, К. А. Давыдов // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2020. – Т. 17, № 1(71). – С. 98-109.

9. Новиков, А. Н. Безопасное и эффективное управление транспортными потоками в городской транспортной системе / А. Н. Новиков, А. Г. Шевцова. – Москва: Академия, 2022. – 205 с. – ISBN 978-5-361-01115-5.

10. Куракина, Е. В. Повышение уровня безопасности дорожного движения в системе "Участник дорожного движения - Транспортное средство - Дорога - Внешняя среда" / Е. В. Куракина, А. А. Склярова // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2020. – Т. 17, № 4(74). – С. 488-499.

11. Анализ влияния внешнеэкономических факторов на развитие транзитных перевозок на территории ЕАЭС / С. В. Дорохин, В. А. Зеликов, А. Ш. Субхонбердиев [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2020. – Т. 82, № 1(83). – С. 419-425.

12. Шевцова, А. Г. Прогнозирование количества дорожно-транспортных происшествий с участием средств индивидуальной мобильности на примере Краснодарского края / А. Г. Шевцова, С. Е. Савотченко, А. А. Юнг // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2024. – Т. 21, № 4(98). – С. 594-604.

13. Показатели состояния безопасности дорожного движения / URL: http://stat.gibdd.ru/ (дата обращения 16.09.2024).

14. Орлова, И. В. Опыт применения пакета R при изучении темы "Предварительный анализ данных" в эконометрике / И. В. Орлова // Фундаментальные исследования. – 2019. – № 6. – С. 115-120.

15. Максимова, Т. Г. Эконометрика / Т. Г. Максимова, И. Н. Попова. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных техно-логий, механики и оптики, 2018. – 70 с.


Войти или Создать
* Забыли пароль?