Последнее обновление: 28.07.2016

Copyright © "Петербургский НИПИГрад"
2005-2010

К списку статей

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТРАНСПОРТНЫХ РАЗДЕЛОВ ГЕНЕРАЛЬНЫХ ПЛАНОВ ГОРОДОВ

Об авторе: http://www.vaksman.by.ru/Russian/registr/losin.htm

Опубликовано в сборнике «Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния». Екатеринбург, 2008

В составе генеральных планов городов разработка раздела развития транспортной инфраструктуры занимает значительное и во многом определяющее место. Стоящие перед разработчиками раздела задачи напрямую связаны с задачами проекта в целом; например, успешность решения задачи по повышению эффективности использования территории во многом связана с выбором направлений развития транспортной инфраструктуры. Необратимость градостроительных преобразований, определяемых генеральным планом, налагает особую ответственность на проектировщиков, что обусловливает необходимость принятия тщательно взвешенных и просчитанных решений. В этом смысле особую важность приобретают прогноз и оценка развития транспортной ситуации, проводимые с использованием методов моделирования. Нужно отметить, что наиболее эффективно моделирование может использоваться при разработке генеральных планов крупных и крупнейших городов, особенно имеющих сложную планировочную структуру. При разработке генеральных планов больших, средних и малых городов необходимость в использовании численных методов должна определяться индивидуально исходя из особенностей планировочной структуры, положения города в системе расселения и системе транспортных связей.

Транспортное моделирование проводится на различных уровнях рассмотрения: макроуровне, мезоуровне и микроуровне. Макроуровень предполагает изучение транспортных потоков в масштабе субъектов федерации, макрорегионов, государств и может применяться при разработке схем территориального планирования РФ и ее субъектов. Моделирование на мезоуровне, который также можно определить как градостроительный уровень – это моделирование замкнутой системы передвижений в масштабе города или городской агломерации. Моделирование на этом уровне целесообразно использовать при разработке транспортных разделов генеральных планов городов, комплексных транспортных схем, проектов планировки крупных планировочных образований. Микроуровень используется для изучения и организации передвижений на локальных территориях, таких как перекрестки или зоны тяготения объектов обслуживания. Моделирование на микроуровне целесообразно проводить в рамках проектирования зданий и сооружений, разработки проектов планировки кварталов, схем организации движения на перекрестках. При разработке генеральных планов городов и КТС моделирование на данном уровне может использоваться в качестве вспомогательного для проработки отдельных узлов сети. Сложность в использовании данного метода заключается в необходимости задания во входном потоке матрицы корреспонденций, расчет которой может оказаться достаточно трудоемкой задачей.

В ЗАО «Петербургский НИПИград» в сотрудничестве с ЭМИ РАН и РосНИПИ Урбанистики накоплен богатый опыт применения математического моделирования при разработке транспортно-градостроительной документации. В Ленинграде математическое моделирование в градостроительной практике начало применяться еще с 1960-х годов; тогда впервые при разработке Генерального плана был проведен расчет матрицы межрайонных корреспонденций.

В рамках разработки транспортных разделов генеральных планов применение численных методов позволяет решать следующие задачи:
  1. Вычисление параметров и выявление особенностей действующей транспортной системы. Посредством моделирования определяется ряд укрупненных показателей функционирования транспортной системы, а именно: средние затраты времени на передвижение по сети, общий объем передвижений, подвижность на индивидуальном и общественном пассажирском транспорте, коэффициент использования индивидуального транспорта, доля трудовых или деловых корреспонденций и т.д. Анализ картограмм транспортных потоков и численных объектных показателей позволяет определить неудовлетворенный спрос на передвижения, выявить «узкие места», т.е. те участки и узлы транспортной сети, которые могут испытывать нагрузки близкие к их пропускной способности. Анализ результатов моделирования позволяет оценить современное состояние транспортной системы для определения приоритетов в разработке проектных мероприятий, как в отношении самой транспортной системы, так и в отношении функционально-планировочной структуры города.
  2. Оценка последствий принятия решений по развитию транспортной системы. Экспертиза проектных мероприятий проводится посредством анализа полученных в ходе моделирования интегральных и объектных показателей функционирования транспортной системы. Интегральные показатели позволяют производить оценку функционирования как всей транспортной системы в целом, так и ее отдельных укрупненных составных частей. Объектные показатели относятся к отдельным элементам транспортной сети и определяют такие параметры, как пассажирообороты узлов, скорость и интенсивность потоков на участках сети. Последствия принятия тех или иных проектных решений оцениваются на основе системы критериев, выработку которой целесообразно осуществлять с учетом особенностей целей и задач конкретного проекта.
  3. Оценка взаимозависимости функционирования транспортных подсистем в рамках предлагаемых проектных решений. Современная практика развития городов мира демонстрирует все возрастающую взаимосвязь между подсистемами индивидуального и общественного пассажирского транспорта, поэтому одним из определяющих параметров при проектировании транспортных систем городов становится распределение передвижений по видам транспорта. Использование модели, в частности, позволяет рассчитать оптимальную долю индивидуального транспорта в общем объеме передвижений по критерию минимизации суммарных затрат времени на совершение трудовых и деловых корреспонденций. Достижение данного показателя при проведении транспортной политики в рамках реализации генерального плана города возможно за счет мероприятий стимулирующего и ограничительного характера.

Моделирование транспортных потоков осуществляется с учетом фактора ограниченной пропускной способности элементов транспортной сети, что описывается как нелинейная зависимость затрат времени на проезд по участку сети от величины нагрузки на него. До последнего времени считалось, что ведущим и практически единственным фактором, влияющим на выбор пути следования, являются затраты времени на передвижение. Сейчас наблюдаемая дифференциация транспортных услуг по скорости, комфорту и стоимости проезда, а также ввод в эксплуатацию участков платных автодорог, диктует необходимость учета в модели экономических регуляторов.

Выбор интервала времени для моделирования осуществляется на основе определения периода максимальной загрузки сети, что требует исследования часовой, суточной и сезонной цикличности пассажиропотока. Обычно для проведения расчетов выбирается утренний среднемаксимальный час как имеющий наиболее простую структуру: в утренние часы перевозок значительную долю (около 50% для индивидуального транспорта и около 80% для общественного пассажирского транспорта) составляют трудовые корреспонденции, которые хорошо поддаются моделированию. Тем не менее, нельзя не учитывать, что в настоящее время структура «пикового» потока становится все более сложной, сочетая в себе трудовые, деловые и культурно-бытовые передвижения. Кроме того, в последние годы значительно выросли автомобильные корреспонденции «выходного дня», связанные с посещением мест отдыха, садоводств и т.п. Геометрия этих корреспонденций и порождаемая ими нагрузка на транспортную систему принципиально отличается от трудовых и деловых корреспонденций. Таким образом, для надежной оценки качества транспортной системы необходимо выбирать несколько расчетных периодов.