МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ
(статья готовится к публикации в печати)
Исследование посвящено моделированию развития улично-дорожных сетей. Под развитием улично-дорожных сетей понимается новое строительство улиц, дорог, узловых элементов сетей, их реконструкция, а также введение ограничений на использование улиц, дорог и узлов. Задача развития улично-дорожных сетей возникает при освоении новых территорий под застройку, изменении функционального назначения территорий, решении задач разгрузки узких мест в транспортной сети, решении задач повышения безопасности движения. С помощью специализации улиц, например с помощью отвода транзитного движения на обходные дороги, решают задачи повышения качества среды жизнедеятельности. С помощью особого устройства въездных дорог во времена строительства городов-крепостей добивались надежной защиты от неприятельских войск. В настоящее время деятельность по устройству общественных площадей, торгово-пешеходных и музейных улиц имеет цель повышения статуса населенного пункта в системе расселения, строительство кольцевых дорог ведет к повышению уровня деловой активности в городе, помогает включению городского транспортного узла в международные транспортные коридоры. Строительные и ограничительные мероприятия на улично-дорожной сети являются не только дорогостоящими, но и практически всегда затрагивают государственные и общественные интересы, связаны с изменением условий пользования недвижимостью, требуют согласований с владельцами объектов инженерной инфраструктуры, поэтому развитие улично-дорожных сетей требует тщательного планирования таких мероприятий.
В ходе планирования развития улично-дорожных сетей применяют различные модели, которые помогают выработке и принятию необходимых решений в рамках поставленных задач. Всем известны образные модели «радиально-кольцевой» и «прямоугольной» схем развития улично-дорожных сетей. Государственные деятели представляют развитие улично-дорожной сети с помощью моделей общественных отношений. Урбанисты-планировщики будут рассматривать строительство новых улиц и дорог как инструмент развития территории городов, а применяемые им модели будут отражать связь улиц и окружающей застройки. В профессиональной среде организаторов дорожного движения для выработки проектных решений используют математические модели формирования и распределения транспортных потоков в транспортной сети. Улично-дорожная сеть в этих моделях представляется с помощью графоаналитических моделей. С точки зрения финансиста модель развития улично-дорожной сети – это модель, в которой главное место занимают финансовые потоки. Многообразие моделей отражает многообразие участников градостроительной деятельности, специфику интересов и задач, связанных с развитием улично-дорожных сетей. По мере развития городского социума, усложнения городского пространства количество и специфика моделей будет возрастать. Вместе с тем, процесс «дивергенции» моделей должен сопровождаться и процессом их «конвергенции», созданием (или развитием) некоторой обобщающей модели, которая позволяет объединить усилия различных действующих лиц, заинтересованных в развитии улично-дорожных сетей. Обобщающая модель должна интегрировать показатели, которые характеризуют развитие сети, должна быть понятна специалистам разных групп деятельности.
Нами предпринят поиск обобщающей модели развития улично-дорожной сети. Исходным шагом для поиска послужила систематизация известных моделей, применяемых для решения задач развития улично-дорожных сетей, по факторам, характеризующим особенности формы представления объекта моделирования и специфике решаемых задач. В результате систематизации было выделено 4 класса и 11 категорий моделей (по 2 – 5 категории в каждом классе) – см. таблицу 1.
Таблица 1. Классы и категории моделей, применяющихся для планирования развития улично-дорожных сетей
| Класс моделей |
Категория моделей |
Существенные признаки |
Область применения в задачах развития улично-дорожных сетей |
| 1.Вербальные |
1.1. Нормативные |
Текст нормативных документов |
Регламентация действий по проектированию |
| 1.2. Литературно-художественные |
Текст литературных произведений |
Постановка задачи развития, создание идеального образа города |
| 2. Знаковые |
2.1. Иероглифические |
Знаковый образ сети, «иероглиф» |
Представление символического существа улично-дорожной сети |
| 2.2.Иконографические |
Знаковый образ улично-дорожной сети, вписанный в знаковый образ территории |
Представление схемы улично-дорожной сети на карте города, в проектном чертеже генерального плана |
| 3. Инженерно-технические |
3.1. Картографические многослойные |
Графическое послойное изображение элементов сети совместно с элементами картографической модели местности |
Исследование особенностей фактического состояния сети |
| 3.2. Графоаналитические землеустроительные |
Основные элементы модели – границы земельных участков, границы зон действия сервитутов, зон резервирования |
Исследование вопросов собственности, стоимости земли, планирование развития отдельных элементов сети |
| 3.3.Графоаналитические планировочно –градостроительные |
Основные элементы модели – планировочные оси и красные линии |
Градостроительное проектирование (разработка планировочных решений) |
| 3.4.Графоаналитические объемно –градостроительные |
Пространство улиц, городской ландшафт, доминанты, пространственные коридоры и барьеры, представленные в формализованном виде |
Градостроительное проектирование (разработка объемно-пространственных решений) |
| 3.5.Графоаналитические транспортные |
Элементы сети отображаются с помощью элементов графа (дуг и узлов) |
Проектирование транспортных сетей, схем организации движения |
| 4. Экономико-математические |
4.1.Математические |
Сеть представлена в виде таблиц узлов и связей с характеризующими их функциональными зависимостями |
Расчет нагрузки на элементы сети |
| 4.2.Экономические |
Описание сети и отдельных элементов в экономических терминах |
Финансово-экономическое планирование развития сети |
Исследование особенностей каждой категории моделей приводит к выводу о том, что в качестве основы для обобщающей модели целесообразно выбрать комплекс из планировочно-градостроительной и транспортной графоаналитических моделей – «базисный план транспортной сети и территории». «Базисный план» представляет собой схему, состоящую из «базисных линий» – осей улиц и дорог, и оконтуренных ими территорий «базисных кварталов».
Модель комплексного представления транспортной сети и территории была впервые предложена в 1980х годах, использована для построения земельно-кадастрового членения городских земель в 1990х годах. В настоящее время применяется для решения ряда транспортно-градостроительных и информационных задач [Мягков, Пальчиков, Федоров 1989, Петрович 2004]. Сравнение графоаналитической модели с другими видами моделей свидетельствует о ее адекватности условиям поставленной задачи. Находящаяся перед ней в иерархии моделей иконическая модель не содержит аналитической информации, а находящаяся после нее математическая модель не содержит знаковой информации.
На рис.1. приведена формальная модель базисного плана с указанием основных ее объектов. Модель представлена в расширенной, по сравнению с ранее использовавшейся, версии. Кроме улично-дорожной сети и кварталов («внутренних субрегионов») в нее включены территории города («региона расселения»), характеристические центры квартала и внешних субрегионов, узлы связей внешних и внутренних субрегионов.
|
Объекты модели |
R регион расселения
Т – территория квартала (внутреннего субрегиона)
|
FТ1 - характеристический центр квартала (внутреннего субрегиона)
FЕ* - характеристические центры внешних субрегионов
|
D1 – неизменяемые участки дорог
D2 – строящиеся или ликвидируемые участки дорог
D3 – участки внешних дорог
|
PЕ*- узлы связи внешних субрегионов с дорогами
PT* – узлы связи внутренних субрегионов с дорогами
|
Рис. 1. Модель базисного плана – графоаналитической обобщающей модели для решения задач развития улично-дорожной сети.
Базисные линии и базисные кварталы снабжены набором атрибутивной информации, характеризующей современное и планируемое состояние улиц, дорог и городской территории. В состав атрибутов современного состояния обычно включаются: названия объектов, тип современного использования территории, численность населения и рабочих мест, ширина в линиях застройки (красных линиях), тип поперечного профиля, характеристики транспортных потоков, характеристики застройки. Атрибуты проектного состояния – тип действий по переходу к проектному состоянию (новое строительство, реконструкция, регулирование использования), планируемое функциональное использование территории, планируемая численность населения и рабочих мест, проектный класс магистрали, ширина в красных линиях, тип поперечного профиля и размеры его отдельных элементов, нагрузка от транспортных потоков. Новым атрибутом, который предложен в рамках данного исследования, является вероятность перехода объекта (улицы, дороги, территории) к проектному состоянию.
Объекты «базисного плана», так или иначе, присутствуют в моделях других классов и категорий. Иероглифическая модель улично-дорожной сети является, по сути, выборкой наиболее значимых объектов базисного плана. С иконографическими моделями, используемыми при разработке генеральных планов городов, базисная модель связана через характеристики типа функционального назначения территории базисных кварталов и функционального назначения элементов улично-дорожной сети. С математическими моделями, используемыми для расчета потоков в транспортной сети, базисный план связан посредством «базисного графа» - математической модели улично-дорожной сети, и системы «транспортных районов».
|
