veststuВестник Сибирского государственного университета путей сообщенияBulletin of Siberian State University of Transport1815-9265Сибирский государственный университет путей сообщения10.52170/1815-9265_2024_70_20veststu-91Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTКритические объекты транспортной инфраструктуры мегаполисов и агломерацийCritical objects of transportation infrastructure in megacities and agglomerationsХабаровВ. И.KhabarovV. I.

Валерий Иванович Хабаров, декан, заведующий кафедрой, профессор, доктор технических наук, профессор кафедры, академик Российской академии транспорта

факультет «Бизнес-информатика»; кафедра «Информационныетехнологии на транспорте»; кафедра теоретической и прикладной информатики

Новосибирск

Valeriy I. Khabarov, Dean, Head of the Department, Professor, Doctor of Engineering, Professor at the Department, Academician of Russian Academy of Transport

Information Technology in Business Faculty; Information Technologies in Transport Department; Theoretical and Applied Information Science Department

Novosibirsk

khabarov51@mail.ruБековМ. А.BekovM. A.

Михаил Аркадьевич Беков, аспирант

кафедра «Информационные технологии на транспорте»

Новосибирск

Mikhail A. Bekov, Postgraduate

Information Technologies in Transport Department

Novosibirsk

gyro105@yandex.ruКвашнинВ. Е.KvashninV. E.

Владислав Евгеньевич Квашнин, аспирант

кафедра «Информационные технологии на транспорте»

Новосибирск

Vladislav E. Kvashnin, Postgraduate

Information Technologies in Transport Department

Novosibirsk

mihailbekov@mail.ruНовосибирский государственный технический университет; Сибирский государственный университет путей сообщенияРоссияNovosibirsk State Technical University; Siberian Transport UniversityRussian FederationСибирский государственный университет путей сообщенияРоссияSiberian Transport UniversityRussian Federation202430092024032027Copyright © Хабаров В.И., Беков М.А., Квашнин В.Е., 20242024Хабаров В.И., Беков М.А., Квашнин В.Е.Khabarov V.I., Bekov M.A., Kvashnin V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikstu.ru/jour/article/view/91

   Целью работы является исследование качества функционирования транспортной сети (ТС) в зависимости от внешних и внутренних факторов, поиск узких мест в ТС, рассмотрение сети с точки зрения соответствия транспортного спроса и предложения.

   Случайный поток событий, таких как ДТП, перегрузка магистралей, ремонтно-строительные работы и пр., порождает явления волнового характера, распространяющиеся по сети и создающие производные проблемы.

   Ставится задача выявления объектов транспортной инфраструктуры, значение которых становится критическим с точки зрения их влияния на устойчивость работы ТС в целом.

   Специфика транспортных систем больших городов и агломераций заставляет рассмотреть эту проблему более пристально с учетом их особенностей в различных аспектах: с точки зрения безопасности ТС необходимо найти наиболее уязвимые элементы транспортной сети как среди множества узлов, так и среди множества коммуникаций; с точки зрения надежности необходимо обеспечить штатное функционирование ТС в допустимых пределах; с точки зрения устойчивости необходима такая структурная и функциональная организация ТС, которая позволит при внешних и внутренних возмущениях сохранять жизнеспособность системы. На практике результаты исследований могут быть использованы при транспортном планировании, разработке генеральных планов развития городов, реконструкции существующей транспортной инфраструктуры, для совершенствования систем транспортной безопасности, разработки интеллектуальных транспортных систем.

   The purpose of the work is to study the quality of the transportation network (TN) functioning depending on external and internal factors, to search for bottlenecks in the TN, to consider the network from the point of view of matching transportation supply and demand.

   Random flow of events, such as traffic accidents, overloading of highways, repair and construction works, etc. generates phenomena of wave character, spreading through the network and creating derivative problems.

   The task is to identify the objects of transport infrastructure, the importance of which is critical from the point of view of their significant impact on the stability of the transport system as a whole.

   The specificity of transport systems of large cities and agglomerations makes it necessary to consider this problem more closely, taking into account their peculiarities in various aspects: from the point of view of TN security it is necessary to find the most vulnerable elements of the transport network both among the many nodes and among the many communications; from the point of view of reliability it is necessary to ensure the normal operation of TN within the permissible limits; from the point of view of sustainability it is necessary to have such a structural and functional organization of TN, which will allow for external and internal disruptions in the transport network. Practical application of the research results can be used in transportation planning, development of master plans for urban development, reconstruction of existing transport infrastructure, to improve transportation security systems, development of intelligent transportation systems.

транспортная систематранспортная инфраструктуракритические объектыустойчивость транспортной системытранспортный спространспортное предложениеtransport systemtransport infrastructurecritical facilitiestransport system stabilitytransport demandtransport supplyReferencesВведение в математическое моделирование транспортных потоков / А. В. Гасников, С. Л. Кленов, Е. А. Нурминский [и др.] ; под ред. А. В. Гасникова. Москва: Московский физико-технический институт (государственный университет), 2010. 360 с.Gasnikov A. V., Klenov S. L., Nurminsky E. A. [et al.]. Ed. by A. V. Gasnikov. Introduction to mathematical modeling of traffic flows. Moscow: Moscow Institute of Physics and Technology (State University); 2010. 360 р. (In Russ.).Загидуллин Р. Формирование устойчивой транспортной системы на основе функциональной модели «Среда – участник – транспорт инфраструктура» // International Journal of Advanced Studies. 2021. № 11 (3). Р. 7–34. doi: 10.12731/2227-930X-2021-11-3-7-34.Zagidullin R. Formation of a sustainable transportation system based on the functional model environment – participant – transportation infrastructure. International Journal of Advanced Studies. 2021;11(3):7–34. (In Russ.). doi: 10.12731/2227-930X-2021-11-3-7-34.Завьялов Д. В. Концепция устойчивой мобильности в современных мегаполисах // МИР (Модернизация. Инновации. Развитие). 2021. Т. 12, № 3. С. 288–305. doi: 10.18184/2079-4665.2021.12.3.288-305.Zavyalov D. V. Concept of sustainable mobility in modern megacities. MID (Modernization. Innovation. Development). 2021;12(3):288–305. (In Russ.). doi: 10.18184/2079-4665.2021.12.3.288-305.Крыгин А. А., Куприянов Б. В. Определение критических узлов транспортной сети // Управление большими системами. 2022. № 100. С. 194–215. DOI: 10.25728/ubs.2022.100.9.Krygin A. A., Kupriyanov B. V. Determination of critical nodes of a transportation network. 2022;(100):194–215. (In Russ.). DOI: 10.25728/ubs.2022.100.9Хабаров В. И., Петров С. М., Макаров Р. И. Решение локальных проблем адаптации транспортной инфраструктуры в условиях развития крупного города и его агломерации // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2023. № 1 (64). С. 85–92. DOI: 10.52170/1815-9265_2023_64_85.Khabarov V. I., Petrov S. M. M., Makarov R. I. Solution of local problems of transport infrastructure adaptation in the conditions of development of a large city and its agglomeration. The Siberian Transport University Bulletin. 2023;(64):85–92. (In Russ.). DOI: 10.52170/1815-9265_2023_64_85.Complexity and Vulnerability Analysis of Critical Infrastructures: A Methodological Approach / Y. Deng, L. Song, Z. Zhou, P. Liu // Hindawi Mathematical Problems in Engineering. 2017. Vol. 2. Р. 1–12. Article ID8673143.Deng Y., Song L., Zhou Z., Liu P. Complexity and Vulnerability Analysis of Critical Infrastructures: A Methodological Approach. Hindawi Mathematical Problems in Engineering. 2017;2:1–12. Article ID8673143.Mattsson L., Jenelius E. Vulnerability and resilience of transport systems : A discussion of recent research // Transportation Research Part A-policy and Practice. 2015. Vol. 81. P. 16–34.Mattsson L., Jenelius E. Vulnerability and resilience of transportation systems : A discussion of recent research. Transportation Research Part A-policy and Practice. 2015;81:16–34.Якимов М. Р., Попов Ю. А. Транспортное планирование: практические рекомендации по созданию транспортных моделей городов в программном комплексе PTV Vision® VISUM. Москва: Логос, 2014. 200 с.Yakimov M. R., Popov Yu. A. Transport planning: practical recommendations for creating transportation models of cities in the PTV Vision® VISUM software package. Moscow: Logos; 2014. 200 р. (In Russ.).Евин И. А. Введение в теорию сложных сетей // Компьютерные исследования и моделирование. 2010. Т. 2, № 2. С. 121–141.Evin I. A. Introduction to the theory of complex networks. Computer research and modeling. 2010;2(2):121–141. (In Russ.).Щербакова Н. Г. Меры центральности в сетях // Проблемы информатики. 2015. № 1. С. 18–30.Scherbakova N. G. Centrality measures in networks. Problems of Informatics. 2015;(1):18–30. (In Russ.).Borgatti S., Everett M. A graph-theoretic perspective on centrality // Social Networks. 2006. Part 28. DOI: 10.1016/j.socnet.2005.11.005.Borgatti S., Everett M. A graph-theoretic perspective on centrality. Social Networks. 2006. Part 28. DOI: 10.1016/j.socnet.2005.11.005.Хабаров В. И., Теселкин А. А. Марковские модели в задачах оценивания транспортных корреспонденций // Научный вестник НГТУ. 2016. Т. 62, № 1. С. 91–105. DOI: 10.17212/1814-1196-2016-1-91-105.Khabarov V. I., Teselkin A. A. Markov models in problems of transportation correspondence estimation. Science Bulletin of the Novosibirsk State Technical University. 2016;62(1):91–105. (In Russ.). DOI: 10.17212/1814-1196-2016-1-91-105.Viana M. P., Batista J. L., Costa L. da F. Effective number of accessed nodes in complex networks // Physical Review E. 2012. Vol. 85, Iss. 3, March. Р. 036105. DOI: 10.1103/PhysRevE.85.036105. PMID 22587147.Viana M. P., Batista J. L., Costa L. da F. Effective number of accessed nodes in complex networks. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2012 Mar; 85 (3 Pt 2):036105. DOI: 10.1103/PhysRevE.85.036105. Epub 2012 Mar 12. PMID: 22587147.Travencolo B. A. N., Costa L. da F. Accessibility in complex networks // Physics Letters A. 2008. Vol. 373, Iss. 1, 22 December. P. 89–95. DOI: 10.1016/j.physleta.2008.10.069.Travencolo B. A. N., Costa L. da F. Accessibility in complex networks. Phys Lett A. 2008. Vol. 373, Iss. 1, 22 December. P. 89–95. DOI: 10.1016/j.physleta.2008.10.069.Newman M. E. J. The mathematics of networks. URL: http://wwwpersonal.umich.edu/~mejn/papers/palgrave.pdf (дата обращения: 06. 06. 2024).Newman M. E. J. The mathematics of networks. URL: http://wwwpersonal.umich.edu/~mejn/papers/palgrave.pdf.Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. Москва: Наука, 1966. 576 с.Gantmacher F. R. Theory of matrices. Moscow: Nauka; 1966. 576 p. (In Russ.).Белоусов А. И., Ткачев С. Б. Дискретная математика. Москва: МГТУ, 2006. 744 с.Belousov A. I., Tkachev S. B. Discrete Mathematics. Moscow: Moscow State Technical University; 2006. 744 р. (In Russ.).Bonacich P. Simultaneous group and individual centralities // Social Networks. 1991. Vol. 13. Р. 155–168.Bonacich P. Simultaneous group and individual centralities. Social Networks. 1991;13:155–168.

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