Последнее обновление: 28.07.2016

Copyright © "Петербургский НИПИГрад"
2005-2010

К списку статей
СЦЕНАРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГЕНЕРАЛЬНЫХ ПЛАНОВ И КТС

Л.Ю.Истомина в 1996г. окончила Казахскую Государственную архитектурно-строительную Академию в г.Алматы. В настоящее время – главный специалист бюро территориальных информационных систем и градостроительного моделирования ЗАО «Петербургский НИПИГрад». Основным направлением деятельности бюро является разработка проектов развития транспортных систем городов и регионов в составе генеральных планов, схем территориального планирования, комплексных транспортных схем.

Территориально-транспортное планирование города на стадии Генерального плана и Комплексной транспортной схемы, определяет задачи развития транспортного каркаса и мероприятия по их реализации. Одним из методов анализа состояния транспортной системы, применяемых при разработке указанных документов, является моделирование транспортных потоков на улично-дорожной сети.

Процесс моделирования можно разделить на два этапа: построение модели, оптимально приближенной к современному состоянию транспортной системы и построение модели, отражающей влияние проектных решений на работу транспортной системы в будущем. Несомненно, необходим подход, позволяющий учитывать неопределенность в данных оптимизационных моделях.

Рисунок 1. Процесс моделирования транспортных потоков

При формировании опорной модели неопределенность проявляется в недостаточной полноте сведений о параметрах улично-дорожной сети, данных об использовании территорий, о социально-экономической ситуации в городе и в зоне его влияния. Причем, существует вероятность совершения ошибок и при сборе исходных данных.

Неопределенность при моделировании перспективного состояния транспортной системы возникает в процессе поиска оптимальной комбинации проектных мероприятий для наиболее эффективного решения задач развития УДС.

Для компенсации нежелательного эффекта от воздействия неопределенности возможно применение сценарного подхода к процессу моделирования.

В процессе построения опорного плана следует уделить особое внимание параметрам модели, которые могут быть неточными. Как правило, это распределение работающего населения и мест приложения труда на изучаемой территории (особенно, их количество в городском центре), соотношение между использованием индивидуального и общественного транспорта в часы «пик», объемы транзитных потоков через город, общий и «пиковый» размер маятниковой миграции между городом и зоной его влияния и многое другое. Делая поправку на неточность вышеуказанных параметров можно сформировать несколько «сценариев» опорной модели. Выбор оптимального сценария производится в процессе сравнения результатов модельных расчетов с результатами обследования.

Также с помощью сценарного подхода производится корректировка воздействия неопределенности при выработке проектных предложений. Здесь можно выделить три основных направления разработки сценариев: варианты территориального развития города и зоны его влияния, варианты реализации мероприятий на улично-дорожной сети и варианты развития системы организации движения.

Первоначально формируется так называемый «нулевой» сценарий, учитывающий перспективное развитие территории при сохранении современного состояния улично-дорожной сети. Анализ результатов расчетов подобного сценария позволяет не только выявить недостатки современной транспортной системы, но и оценить последствия отказа проведения каких-либо мероприятий по развитию УДС на перспективу.

В процессе изучения перспективных вариантов территориального развития для сценариев отбираются наиболее масштабные изменения на достаточно крупных элементах территории. Такие, как значительное снижение/увеличение количества мест приложения труда в городском центре, существенный отток постоянного населения из города в пригородную зону, комплексное развитие неосвоенных ранее крупных территорий, причем особенное внимание следует уделить, если они отделены преградами от основной территории города. Анализ модельных расчетов по сценариям, сформированных подобным образом, позволяет выявить наиболее «слабые» места в транспортной системе города.

Например, в составе НИР «Комплексная транспортная схема г.Перми» ЗАО «Петербургский НИПИГрад» было рассмотрено два сценария перспективного территориального развития города и зоны его влияния, условно названные «сценарий Генерального плана» и «сценарий КТС». Основные характеристики указанных сценариев приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики сценариев перспективного территориального развития г.Перми и Пермской агломерации
«сценарий Генерального плана» «сценарий Комплексной транспортной схемы»
сбалансированное повышение численности населения и мест приложения труда в Перми и в других районах Пермской агломерации предельно возможное усиление оттока населения из города в пригородную зону (что продолжает современную тенденцию и позволяет оценить предельный спрос на въездные магистрали)
децентрализация в распределении рабочих мест на территории города предельно возможная концентрация рабочих мест в Центральном планировочном районе (ЦПР) (в продолжение современного роста занятости в ЦПР, с целью оценки предельного спроса на въезды в ЦПР)
активное перемещение населения и рабочих мест с левобережной на правобережную часть г.Перми предельно возможное перемещение населения с левобережной на правобережную часть г.Перми (эта гипертрофированная ситуация выявляет предельный спрос на мостовые переходы через р.Каму)

Рисунки 2 и 3 иллюстрируют сценарное изменение численности постоянного населения и мест приложения труда и учебы по основным структурным единицам территории города Перми и Пермской агломерации.

Рисунок 2. Сценарные показатели изменения системы расселения Пермской агломерации (тыс.человек населения)

Рисунок 3. Сценарные показатели изменения размещения мест труда и учебы в Пермской агломерации (тыс.мест)

В рамках каждого сценария было выполнено по два расчета – расчет потоков на общественном транспорте и расчет потоков индивидуального транспорта. Расчеты выполнялись с помощью известной математической модели формирования и распределения транспортных потоков [1] и программного комплекса, разработанного в ЭМИ РАН и ЗАО «Петербургский НИПИГрад». Потоки на ключевых участках сети, полученные в результате указанных расчетов, приведены на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4. Расчетные объемы движения на въездах в Центральный планировочный район г.Пермь, потоки индивидуального транспорта

Рисунок 5. Расчетные объемы пассажиропотоков на въездах в Центральный планировочный район г.Пермь, потоки на общественном транспорте

Сравнение модельных потоков показывает, что практически во всех критических точках улично-дорожной сети, перспективные нагрузки, принятые «сценарием КТС», превышают нагрузки по «сценарию Генерального плана».

Сводные результаты расчетов, выполненных для каждого сценария, помещены в таблицу 2. Включение в таблицу колонки «Опорная модель» с базовым (калибровочным) расчетом позволяет сравнить сценарные изменения транспортной ситуации с современными значениями показателей.

Таблица 2. Сводная таблица результатов расчетов по сценариям перспективного территориального развития г.Перми и Пермской агломерации
Показатели Единица измерения Опорная модель 2008г. Расчеты «сценария Генплана», 2020г. Расчеты «сценария КТС», 2020г.
Протяженность сети улиц км 642 830 830
Протяженность сети трамвая км 47 67 67
Протяженность сети пригородных железных дорог км 108 108 108
Средние затраты времени на передвижения на автомобильном транспорте: с учетом задержек на сети / без учета задержек на сети мин на одну поездку 39,4/29,4 111,0/30,0 105,2/29,8
Средние затраты времени на передвижения на общественном пассажирском транспорте мин на одну поездку 34,8 35,1 35,3
Транспортная работа на автомобильном транспорте тыс.авт-км/ч 457 1049 1037
Транспортная работа на общественном пассажирском транспорте тыс.пасс-км/ч 665 841 852
Удельная нагрузка улично-дорожной сети тыс.авт/км 0,7 1,3 1,2
Удельная нагрузка сети общественного пассажирского транспорта тыс.пасс/км 0,83 0,84 0,85

Следующее направление – разработка сценариев для оценки влияния изменений сети и системы организации движения на работу выбранных подсистем, и/или транспортной системы города в целом. Первоначально следует формировать сценарии для определения влияния каждого мероприятия в отдельности. После сопоставления результатов сценарных расчетов можно будет перейти к формированию сценариев, совмещающих мероприятия, направленные на решение одной задачи, либо всего комплекса задач по развитию транспортного каркаса.

Например, при разработке транспортного раздела Генерального плана г.Гатчина, ЗАО «Петербургский НИПИГрад» рассматривались следующие сценарии перспективного развития улично-дорожной сети и системы организации движения:

сценарий 1 – развитие УДС в районах комплексной застройки, предусмотренных Генеральным планом, и расширение проезжей части мостового перехода по пр.25 Октября;

сценарий 2 в дополнение к сценарию 1 ввод в эксплуатацию ул.Сойту, Орловского обхода, организация одностороннего движения индивидуального транспорта по пр.25 Октября на участке от ул.Чкалова до ул.Рощинской, организация движения общественного пассажирского транспорта по выделенной полосе в обратном направлении;

сценарий 3 в дополнение к сценарию 2 ввод троллейбусной линии по пр.25 Октября.

В рамках каждого сценария были выполнены расчеты потоков на общественном транспорте и расчеты потоков индивидуального транспорта. Потоки на улично-дорожной сети, полученные в результате расчетов, приведены на рисунках 6 и 7.

С целью сравнения, результаты расчетов, выполненные для каждого сценария, были помещены в сводную таблицу (см. таблицу 3).

Рисунок 6. Картограмма расчетных потоков индивидуального транспорта в г.Гатчина, тыс.автомобилей в утренний час

Рисунок 7. Картограмма расчетных пассажиропотоков на общественном транспорте в г.Гатчина, тыс.пассажиров в утренний час

Таблица 3. Сводная таблица результатов расчетов по сценариям перспективного развития улично-дорожной сети, общественного пассажирского транспорта и системы организации движения г.Гатчины
Показатели Единица измерения Опорная модель 2008г. Расчеты сценариев перспективного развития до 2030г.
«Нулевой сценарий» Сценарий 1 Сценарий 2 сценарий 1+ ул.Сойту+ Орловский обход+ односторонне движение по ул.25 Октября Сценарий 3 сценарий 2+ линия троллейбуса
Протяженность сети улиц км 113,3 113,3 135,8 152,1 152,1
в том числе улицы с движением общественного транспорта км 61,7 61,7 91,1 105,9 105,9
Протяженность сети троллейбуса км - - - - 12,0
Протяженность сети пригородных железных дорог км 17,0 17,0 17,0 17,0 17,0
Средние затраты времени на передвижения на автомобильном транспорте: с учетом задержек на сети / без учета задержек на сети мин на одну поездку 32,1/29,9 36,8/31,1 32,8/30,2 30,0/26,8 29,8/26,7
Средние затраты времени на передвижения на общественном пассажирском транспорте мин на одну поездку 29,5 32,7 32,2 31,7 32,1
Транспортная работа на автомобильном транспорте тыс.авт-км/ч 41 51 48 49 49
Транспортная работа на общественном пассажирском транспорте тыс.пасс-км/ч 44 52 51 52 52
в том числе транспортная работа на сети троллейбуса тыс.пасс-км/ч - - - - 6,1
Удельная нагрузка улично-дорожной сети тыс.авт./км 0,37 0,45 0,35 0,32 0,32
Удельная нагрузка сети общественного пассажирского транспорта тыс.пасс./км 0,56 0,66 0,48 0,43 0,38
Удельная нагрузка сети троллейбуса тыс.пасс./км - - - - 0,51

Сравнительный анализ результатов расчетов является одним из этапов прогноза изменения потоков на транспортной сети. Методика прогноза соединяет подходы, основанные на прогнозе коэффициентов роста и прогнозе матрицы межрайонных корреспонденций.

Таким образом, сценарный подход при моделировании транспортных потоков помогает принимать наиболее эффективные и аргументированные проектные решения по транспортным параметрам отдельных участков и узлов сети, транспортной сети в целом, а также решения по организации движения.

Литература:
  1. Мягков В.Н., Пальчиков Н.С., Федоров В.П. Математическое обеспечение градостроительного проектирования, Л.: Наука, 1989, 144 с
  2. Петрович М.Л. Базисный план городской территории, в сб. Городское строительство: юбилейный сборник статей, посвященный 50-летию кафедры/ СПбГАСУ,- СПб, 2004,84 с.