Потребность в подвижном составе устанавливают исходя из необходимости назначения на каждый маршрут такого количества автобусов определенной пассажировместимости, которое обеспечивает минимум издержек перевозчика при условии освоения пассажиропотока с соблюдением нормативных требований к качеству транспортного обслуживания. При этом выбирают типы и число автобусов на перспективу для формирования рациональной структуры парка подвижного состава предприятия.
Выручка от городских перевозок пассажиров не покрывает затрат, возникающих при их выполнении. Одной из причин такого состояния является низкий средний коэффициент использования пассажировместимости транспортных средств.
Одной из причин низкого наполнения автобусов является их неоптимальная вместимость. Завышенная вместимость снижает средний коэффициент использования пассажировместимости или вызывает необходимость применения движения транспортных средств с большими интервалами, заниженная – повышает затраты за счет применения мене эффективных пассажирских транспортных средств. Движение транспортных средств с большими интервалами или слишком высокий коэффициент использования пассажировместимости снижают качество обслуживания пассажиров. Поэтому пассажировместимость единицы транспортного средства, применяемого на маршрутах перевозок в регулярном сообщении, подлежит оптимизации.
В качестве критерия оптимальности предлагается принять минимум целевой функции Zч в виде суммы затрат Sп, возникающих при выполнении перевозок, и потерь пассажиров от ожидания транспортных средств на остановочных пунктах за определенный период времени Пп [27], например за 1 час:
Zч=Sп+Пп=minq, (3.1)
где q – значение вместимости транспортного средства, пасс.
Величина часовых потерь описывается формулой:
Sп=Sono, (3.2)
где So – величина затрат за один оборот транспортного средства на маршруте перевозок пассажиров; no – число оборотов, совершаемых пассажирскими транспортными средствами на маршруте перевозок за 1 час.
Величина S выражается формулой:
S=loакм+toач, (3.3)
где lo – длина оборота на маршруте, км; акм – затраты на 1 км пробега транспортного средства на маршруте; to – длительность периода оборота на маршруте, ч; ач - затраты на 1 час работы транспортного средства на маршруте.
Длина оборота определяется из характеристики маршрута.
Длительность периода оборота определяется на основе характеристик маршрута и работающих на нем транспортных средств по формуле:
to=lо/vто+tок, (3.4)
где vo – средняя техническая скорость транспортного средства за оборот на маршруте, км; tок, - суммарное время простоя на промежуточных и конечных остановочных пунктах на маршруте за оборот.
Величины акм и ач выражаются формулами:
акм=(∑(ЗкмАм))/Ам, (3.5)
ач =(∑(ЗчАм))/Ам, (3.6)
где Зкм - стоимость 1 км работы автобуса; Зч - стоимость 1 час работы автобуса; Ам - число пассажирских транспортных средств, работающих на маршруте.
Значение nо определяется формулой:
nо=nч=Aм/to, (3.7)
где nч - частота движения транспортных средств на маршруте;
С другой стороны требуемая частота движения пассажирских транспортных средств определяется по наиболее напряженному участку маршрута по формуле:
nч=Qпч/q, (3.8)
где Qпч – максимальный часовой пассажиропоток по участкам маршрута в наиболее напряженном направлении, пасс/ч.
Потери пассажиров от ожидания пассажирских транспортных средств при работе их по интервалу движения определяется формулой:
П= Qобщ.чCпч J/2=Qобщ.чCпч/(2nч), (3.9)
где Qобщ.ч – общий часовой объем перевозок пассажиров на маршруте, пасс; Cпч – стоимость потерь пассажира за 1 час ожидания транспорта; J – интервал движения пассажирских транспортных средств на маршруте (J=1/nч).
В свою очередь значение Qобщ.ч выражается формулой: