Научная команда «Оптурана» первой в мире объединила в одном расчете расписание движения общественного транспорта, выходы транспортных средств на линию и смены водителей

Научная команда «Оптурана», российской интеллектуальной платформы планирования транспортных ресурсов (разработчик – ФГУП «ЗащитаИнфоТранс», подведомственное Минтрансу России), создала модель искусственного интеллекта, которая впервые в мировой практике наземного общественного транспорта строит расписание движения общественного транспорта, выходы транспортных средств на линию и смены водителей как результат одного расчета. Модель уже подтвердила работоспособность на реальном выпуске транспорта на линию на площадке «Андропова» ГУП «Мосгортранс» совместно с ГКУ «Организатор перевозок»

Традиционно планирование городского транспорта делится на три последовательных этапа: сначала разрабатывается расписание движения, затем подбираются выходы транспортных средств, и только потом формируются смены водителей. Однако эти три элемента тесно взаимосвязаны: любое изменение в одном из них неизбежно влияет на другие два. Например, сдвиг одного рейса может повлечь за собой изменения интервалов у соседних рейсов, а также перестройку цепочки рейсов внутри выхода машины и изменение границ смены водителя. В свою очередь, режим труда и отдыха водителей определяет, где в расписании необходимо предусмотреть запас времени.

Такое разделение на этапы обусловлено вычислительными сложностями: каждая из задач относится к классу NP-трудных, и их объединение долгое время считалось слишком сложным для промышленных расчетов. Поэтому ведущие мировые разработчики решают совместно максимум два этапа из трех – выходы транспортных средств и смены водителей, – а расписание движения принимают на вход уже готовым.

Команда «Оптурана» преодолела это ограничение, используя методы искусственного интеллекта, такие как машинное обучение и дискретная оптимизация. Система генерирует и оценивает миллионы допустимых вариантов движения и работы экипажей, одновременно учитывая все ограничения всех трех уровней: требования к частоте и интервалам движения, оборот и вместимость подвижного состава, а также режим труда и отдыха водителей в соответствии с приказом Минтранса России № 424 и внутренними правилами предприятия. В результате получается единое согласованное решение, а не три отдельных плана, которые вручную подгоняются друг под друга.

Практическая проверка прошла на маршрутах площадки «Андропова» ГУП «Мосгортранс» – крупнейшего оператора наземного пассажирского транспорта Восточной Европы. В ней также приняло участие ГКУ «Организатор перевозок». В течение двух недель транспорт выходил на линию по расписанию, установленному «Оптураном», без потерь рейсов и жалоб со стороны водителей. Модель продемонстрировала свою эффективность не на исторических данных, а на реальном выпуске машин к пассажирам.

Расчет, выполненный по той же модели для девяти маршрутов перевозчика, показал сокращение фонда оплаты труда на 5,2 %, что составляет 13,4 миллиона рублей в год. Кроме того, удалось высвободить два автобуса для усиления других маршрутов.

«Перед решением этой задачи десятилетиями стояла стена вычислительной сложности, и обходили ее все одинаково – разрезали планирование на отдельные куски для упрощения. Наша научная команда решила ее целиком, и это первый в мире случай, когда такой расчет работает не в лаборатории, а на реальном выпуске транспорта на линию. Для города это меньше техники и затрат при том же объеме перевозок. Для водителя – предсказуемый график и заметно меньше неудобных смен, когда человек вынужден проводить на работе весь день ради нескольких часов за рулем. Мы прошли полный путь от научной идеи до промышленной эксплуатации на отечественном стеке, без единого импортного компонента. Продолжаем создавать новые возможности для экономической эффективности предприятий общественного транспорта и вносить вклад в российскую прикладную науку», – прокомментировал генеральный директор ФГУП «ЗащитаИнфоТранс» Илья Перевалов.

Апробация нового модуля системы «Оптуран» в Москве успешно проведена. Функционал доступен для масштабирования во всех регионах Российской Федерации. В планах ЗащитаИнфоТранс – продолжать внедрение нового модуля.