Крупных городов 1 Страница

ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ

Ю.В. Трофименко, М.Р. Якимов

ТРАНСПОРТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ:

Москва • Логос •

УДК 654.1/5(470.53-25)

ББК 39.11

T70

Р е ц е н з е н т ы:

О.В. Евсеев, директор Федерального государственного унитарного

предприятия «Научный центр по комплексным транспортным

проблемам» Минтранса России, д.т.н.,

О.Н. Ларин, заведующий кафедрой «Эксплуатация автомобильного транспорта» Южно-Уральского государственного университета, д.т.н.

Т70 Трофименко Ю.В., Якимов М.Р.

Транспортное планирование: формирование эффектив ных транспортных систем крупных городов: монография / Ю.В. Трофименко, М.Р. Якимов. – М.: Логос, 2013. – 464 с.

ISBN 978-5-98704-709-5 В монографии сформулированы цели и задачи функционирования транспортных систем крупных городов. Определены функция транспорт ной системы крупного города как части информационной системы и роль ее в повышении качества жизни населения. Представлена методика про странственного анализа территории города, получены закономерности транспортного поведения жителей крупных российских городов. Предло жена многоуровневая система показателей оценки качества функциониро вания транспортных систем городов.

Впервые предложено использовать теорию математического програм мирования для решения задачи формирования эффективной транспорт ной системы крупного города. Разработаны принципы управления транс портной системой в условиях действующих ограничений. Детально описан процесс выработки и принятия решений по созданию эффективной транс портной системы крупного города.

Для специалистов в области управления транспортными системами городов, руководителей и специалистов органов власти крупных городов, проектировщиков, студентов, аспирантов и преподавателей транспортных вузов и специальностей.

УДК 654.1/5(470.53-25) ББК 39. ISBN 978-5-98704-709-5 © Якимов М.Р., © Логос, Оглавление Предисловие........................................................................................................ Введение............................................................................................................. Глава 1. ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ В ГОРОДАХ.................. 1.1. Термины и определения....................................................................... 1.2. Современные подходы к транспортному планированию и организации дорожного движения в городах........................ 1.2.1. Планирование развития транспорта в крупных городах.... 1.2.2. Возможности и ограничения развития транспортных систем.................................................................................................... 1.2.3. Принципы планирования городов и транспортной инфраструктуры................................................................................ 1.2.4. Подходы к транспортному планированию городов.............. Негативные последствия депопуляции.............................................. Компактный город.................................................................................... Эффективность использования улично-дорожной сети.............. 1.3. Научные исследования транспортных систем городов.......... 1.3.1. Городское и транспортное планирование................................. 1.3.2. Этапы развития транспортного планирования...................... 1.3.3. Современные направления исследования транспортных систем.................................................................................................... Транспортный поток, его характеристики...................................... Ресурсный подход к оценке транспортных систем городов....... Современные прикладные исследования транспортных систем городов.......................................................................................................... 1.3.4. Математические транспортные модели.................................... 1.4. Движущие силы и ограничения развития транспортных систем городов....................................................................................... 1.4.1. Роль и движущие силы развития транспортных систем..... Фазы развития человеческого общества и его подвижность...... Благосостояние человечества и качество жизни в городах......... Транспортная система как часть информационной системы.. Транспортные системы в материальном потреблении............... Транспортная доступность и транспортные издержки............ Оглавление 1.4.2. Ограничения развития транспортных систем на урбанизированных территориях............................................ Ресурсные ограничения развития транспортных систем........... Экологические ограничения развития транспортных систем... 1.4.3. Понятие эффективности транспортной системы крупного города................................................................................. Выводы................................................................................................................ Глава 2. МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТНОГО АНАЛИЗА ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ...................... 2.1. Анализ использования городской территории........................... 2.1.1. Пространственно-неравномерная модель формирования транспортного спроса...................................................................... 2.1.2. Методика анализа территориального баланса городских территорий.......................................................................................... Транспортный спрос в городах. Сегменты транспортного спроса.

Особенности представления транспортного спроса на территории.

Виды городов, конфигурации............................................................................ Методы формализации пространственного распределения структурных элементов городской среды при транспортном анализе территории........................................................................................................ 2.2. Анализ транспортной подвижности населения....................... 2.2.1. Анализ автомобилизации и общей подвижности населения городов............................................................................................... 2.2.2. Анализ разделения (расщепления) транспортных корреспонденций по видам транспорта (Modal Split)...... 2.3. Система мониторинга состояния и режимов функционирования дорожно-транспортного комплекса крупных городов.................................................................................. 2.3.1. Анализ объемов транспортного предложения в крупных городах......................................................................... Анализ состава парка транспортных средств крупных городов........................................................................................................ Техническое состояние и динамика развития улично дорожной сети......................................................................................... 2.3.2. Анализ режимов работы улично-дорожной сети города с использованием современных геоинформационных систем................................................................................................. Анализ общего роста интенсивности дорожного движения на УДС города........................................................................................... Анализ суточной интенсивности транспортного потока на УДС города........................................................................................... Структурный анализ транспортного потока............................. Оглавление Недельные колебания интенсивности транспортных потоков... Анализ скоростных параметров транспортных потоков........ Анализ количества ежедневно эксплуатируемого автотранспорта.................................................................................... Анализ сезонной динамики изменения параметров движения в выбранных сечениях УДС.................................................................. Программа мониторинга состояния и условий движения на улично-дорожной сети городов..................................................... 2.3.3. Программа мониторинга состояния и условий движения на улично-дорожной сети городов........................................... Выводы............................................................................................................. Глава 3. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ГОРОДОВ................................................................ 3.1. Теоретико-прикладные основы создания прогнозных транспортных моделей городов..................................................... 3.1.1. Мировой опыт создания прогнозных моделей. Современные инструменты моделирования.................................................... 3.1.2. Структурная схема прогнозной транспортной модели.... 3.1.3. Основные показатели качества транспортных моделей... 3.1.4. Калибровка транспортных моделей........................................ 3.1.5. Оценка качества транспортной модели.................................. 3.1.6. Возможности анализа результатов моделирования........... 3.2. Методы оценки качества функционирования действующих транспортных систем городов........................................................ 3.2.1. Общие показатели качества функционирования транспортных систем городов................................................... 3.2.2. Методика формализации и оценки транспортного спроса.

Транспортная зависимость территории................................. 3.2.3. Дифференцированные показатели качества функционирования транспортных систем городов........... 3.2.4. Показатели качества транспортного планирования и методы их оценки....................................................................... 3.2.5. Показатели качества организации дорожного движения в городах и методы их оценки.................................................... 3.2.6. Динамический анализ качества транспортных систем..... 3.2.7. Пространственный анализ функционирования транспортных систем с учетом энергетических ограничений..................................................................................... Выводы............................................................................................................. Оглавление Глава 4. ОПТИМАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ГОРОДА........................................................................................ 4.1. Математические модели в задачах оптимизации................... 4.1.1. Транспортные модели различного назначения.................... 4.1.2. Объект и предмет оптимизации................................................ 4.1.3. Решаемые задачи............................................................................ 4.1.4. Способ исследования.................................................................... 4.2. Постановка оптимизационной задачи формирования эффективной транспортной системы крупного города...... 4.2.1. Логико-графическая модель постановки оптимизационной задачи формирования эффективной транспортной системы крупного города.............................................................................. 4.2.2. Возможные способы формализации задачи формирования эффективной транспортной системы..................................... Задача распределения транспортного спроса.............................. Задача распределения транспортного предложения................. Модель оптимального распределения транспортного предложения............................................................................................. 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи...................................................................................................... 4.3.1. Задание степеней свободы оптимальной модели.

Выбор переменных........................................................................ 4.3.2. Формирование целевой функции оптимальной модели.. 4.3.3. Формирование системы ограничений математической модели оптимизационной задачи............................................. Структурная схема ограничений оптимальной модели............ Ограничение по транспортному спросу.......................................... Ограничение по протяженности существующей УДС............... Ограничение по имеющемуся подвижному составу.................... Постановка ограничения по подвижному составу в общем виде.............................................................................................. Особенности построения энергетических ограничений............ Ограничение по загрязнению атмосферного воздуха.................. Постановка ограничения по шумовому воздействию................. Ограничения по рискам возникновения ДТП.................................. 4.3.4. Оптимальная модель формирования эффективной транспортной системы города Перми..................................... 4.4. Решение оптимальной модели....................................................... 4.5. Анализ решения оптимальной модели........................................ 4.5.1. Оптимальная модель двойственной задачи.......................... Решение двойственной задачи............................................................ Оглавление 4.6. Решение оптимизационных задач в альтернативной постановке.............................................................................................. Выводы............................................................................................................. Глава 5. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ КРУПНОГО ГОРОДА В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩИХ ОГРАНИЧЕНИЙ............................... 5.1. Основы теории управления природно-техническими системами............................................................................................... 5.2. Субъективные и объективные проблемы управления.

Несовершенство существующей системы управления...... 5.2.1. Объективные проблемы развития транспортных систем городов............................................................................................... 5.2.2. Субъективные проблемы управления развитием транспортных городов.................................................................. Несовершенство системы организации и управления развитием дорожно-транспортного комплекса................................................. Недостаточная законодательная база в области управления транспортной системой города....................................................... Недостаточная информационная составляющая при принятии управленческих решений....................................................................... Недостатки финансирования развития средств организации и управления движением...................................................................... Нерешенность имущественных вопросов и вопросов разграни чения прав собственности и управления объектами транспортной инфраструктуры............................................................................................. Негативное влияние человеческого фактора................................. 5.2.3. Прогноз ситуации.......................................................................... 5.3. Принципы формирования системы государственного и муниципального управления транспортом крупного города 5.4. Концепция управления транспортной системой крупного города...................................................................................................... 5.4.1. Приоритеты управления транспортной системой крупного города.............................................................................. Приоритет интересов сообщества людей перед частными интересами............................................................................................... Приоритет пешеходного движения перед транспортным....... Приоритет общественного транспорта перед индивидуальным...................................................................................... Приоритет вопросов управления перед вопросами реализации................................................................................................ Приоритет интенсивных решений перед экстенсивными........ Приоритет качества информации перед технологиями.......... Оглавление 5.4.2. Принципы управления транспортной системы крупного города................................................................................................. 5.4.3. Управление развитием дорожно-транспортного комплекса города................................................................................................. Формирование муниципальных органов власти........................... Формирование коллегиальных органов управления..................... Участие общественных организаций и их объединений............. 5.4.4. Управление развитием системы городского пассажирского транспорта общего пользования............................................... Двойственность услуги по транспортному обслуживанию населения городским пассажирским транспортом общего пользования............................................................................................... Принципы управления системой городского пассажирского транспорта общего пользования....................................................... Инструменты управления и регулирования.................................. Требования к качеству предоставления услуг по транспортному обслуживанию населения городским пассажирским транспортом общего пользования.................................................... Система правоустанавливающих и нормативных документов в сфере организации транспортного обслуживания населения городским пассажирским транспортом общего пользования.. 5.5. Стратегия управления транспортной системой крупного города...................................................................................................... 5.5.1. Стратегия выработки управленческих решений в области развития и текущей эксплуатации транспортной системы. Методика определения и назначения типов участков улично дорожной сети......................................................................................... 5.5.2. Стратегия выбора и принятия управленческих решений в области развития и текущей эксплуатации транспортной системы.............................................................................................. Основные принципы стратегии выбора.......................................... Методика обоснования выбора.......................................................... 5.5.3 Возможные негативные последствия ошибок в управлении развитием городских транспортных систем городов......... Выводы............................................................................................................. Заключение.................................................................................................... Список литературы...................................................................................... Предисловие Процесс урбанизации стремительно развивается в большинстве государств мира и усугубляет проблемы нехватки энергии, земельных и других природных ресурсов, загрязнения окружающей среды на ло кальных территориях. Города должны развиваться таким образом, что бы минимизировать отходы во всех их формах, а также способствовать сохранению биоразнообразия и экосистем, обеспечить людей основ ными элементами благосостояния, эффективными в плане ресурсов и энергии.

В фокусе урбанистической революции, свидетелями которой мы являемся, оказался пересмотр понятий дизайна, городского и транс портного планирования1. Развитию транспорта в этом процессе от водилась особая роль, так как транспортная система во многом фор мирует стиль жизни и передвижения людей в условиях агломерации, площадь территории которой составляет десятки тысяч гектаров. Го родской транспорт должен, с одной стороны, создавать новые транс портные возможности по доступности, скорости, уровню комфорта и безопасности, но с другой – снижать спрос (мобильность) людей на перемещение личным автотранспортом в пользу общественного, а так же велосипедного и пешеходного движения.

Разработка и принятие интегрированных решений по рациональ ному и безопасному использованию различных видов городского транспорта и их взаимодействию для удовлетворения разнообразных транспортных потребностей населения в реальном времени, то есть управление этой сложной природно-технической системой, не может быть эффективным, если ориентироваться только на образы, жизнен ный или профессиональных опыт лиц, принимающих решения, зару бежный опыт, мнение населения и упрощенные технологии.

Необходимо вводить показатели эффективности функционирова ния городских транспортных систем, осуществлять их количествен Vision 2050. The new agenda for business. World Business Council for Sustainable Development. 2010. February // www.wbcsd.org.

Предисловие ную оценку, решать оптимизационные задачи, вводя сотни и тысячи взаимосвязанных переменных в условиях разного рода ограничений (пространственных, временных, экологических).

На основании решения оптимизационных задач следует разрабо тать алгоритмы управления транспортным спросом и формирования адекватных уровню развития автомобилизации моделей транспортно го поведения населения.

В крупных российских городах нужно переходить от «афро-ази атской» модели транспортного поведения, характерной для уровня автомобилизации 100–150 авт./1000 жителей – «еду куда хочу, когда хочу, на чем хочу» (на старых экологически опасных транспортных средствах), к современной модели поведения, характерной для уровня автомобилизации 400–500 и более авт./1000 жителей, предусматрива ющей наличие ограничений на моторизованное передвижение, то есть реализацию различных мер по сдерживанию мобильности населения, совершенствованию информационных технологий.

В их числе: опережающее развитие общественного транспорта, прежде всего скоростных его видов, пересадочных узлов, выделенные полосы для наземного общественного транспорта, организация парко вочного пространства в центральной части города на новых принципах, запрет на въезд на определенные городские территории автомобилей с учетом их экологического класса, развитие велосипедного движения и обустройство пешеходных улиц, интеллектуальные системы контроля и организации дорожного движения.

Обоснование этих и других социально чувствительных мер по сдерживанию мобильности населения должно осуществляться не по наитию, методом проб и ошибок, а на основании результатов имита ционного моделирования, включающего моделирование в реальном времени не только транспортных потоков (ТП) на улично-дорожной сети крупного города, но и пешеходных потоков в пересадочных узлах, на пешеходных улицах и тротуарах, велотранспортных потоков на об щей и выделенной сети как взаимосвязанных элементов транспортной системы города.

Разработанные и приведенные в данной монографии показатели оценки эффективности транспортной системы крупного города, мето ды и результаты их количественной оценки, постановка и решение оп тимизационных транспортных задач с использованием современных пакетов прикладных программ и методов визуализации, по мнению авторов, должны стать интеллектуальными кирпичиками, заложенны ми в основу нового научного направления по транспортному планиро ванию городов на принципах их устойчивого развития и повышения качества жизни людей.

Те, кто написал эту книгу, надеются, что использование разрабо танного и приведенного в монографии инструментария в практике Предисловие транспортного планирования позволит минимизировать издержки при формировании эффективных и безопасных транспортных систем крупных российских городов, и будут признательны за отзывы, поже лания в отношении содержания книги, которые следует направлять по адресу электронной почты: auto@perm.ru.

Авторы выражают благодарность сотрудникам Центра дорожной информации Галине Николаевне Быданцевой и Юрию Александрови чу Попову за помощь в подготовке этого издания.

Введение Почти 3/4 населения России живет в городах, и это число, судя по тенденциям мирового развития, в обозримой перспективе будет толь ко возрастать. Поэтому устойчивое развитие городов – задача не менее важная, чем устойчивое развитие отдельных регионов или иных адми нистративных образований.

Транспорт является неотъемлемым атрибутом городской среды, связующим элементом отдельных городских территорий и во многом определяет качество среды обитания. Его развитие не следует пода влять, но и он не должен доминировать над функциями города как ме ста проживания, над его культурным, социальным, производственным и торговым измерением. Не существует одного вида пассажирского транспорта, способного удовлетворить разнообразные потребности города. Система должна состоять из взаимодополняющих компонен тов, включая индивидуальные способы передвижения (пешком, на велосипеде, автомобиле), массовый общественный транспорт (метро, трамвай, троллейбус, автобус) и такси.

Транспортное перемещение – единственная ежедневная фаза в жизни каждого человека, имеющая общие принципы социального взаимодействия в обществе при удовлетворении транспортных по требностей и недифференцированность потребления ресурсов в ходе этого процесса. Такое положение можно объяснить в первую очередь спецификой действующих технических систем по реализации транс портных потребностей людей в городах, которые функционируют на ограниченных площадях общественной территории. Этот ограничен ный природный ресурс в крупных городах с высокой плотностью насе ления и уровнем автомобилизации наиболее интенсивно используется для удовлетворения транспортных потребностей людей и экономики всеми видами транспорта.

В час пик горожанину на автомобиле требуется для движения в раз больше территории, чем пассажиру автобуса, и в 40 раз больше, чем пассажиру рельсового транспорта. Для него площадь парковочного Введение места на 20% больше площади его рабочего места. Эти территориаль ные потребности вызывают развитие городов по дисперсной модели и неудобны для пешеходов, что приводит к приватизации городского пространства, в котором исчезают места общественного доступа и воз можности для социальных взаимодействий1.

Чем больше в городе используется общественный транспорт и пешеходное движение, тем больше по сравнению с пригородами он выигрывает в вариативности, удобстве и суммарных затратах на передвижения. Чем в большую зависимость от автомобилей попада ет город и чем дольше он пренебрегает альтернативными способами передвижения, тем выше вероятность упадка его центральных райо нов (экология, стрессы, преступность). Отсюда перемещение населе ния в пригороды, транспортные потребности которых обеспечиваются легковым автомобилем. Расползание пригородов ведет к появлению плохо спланированных территорий, росту расходов на транспортную и инженерную инфраструктуру (дороги, водоснабжение, канализация, тепло, энергоресурсы), потребление земельных и других ресурсов, со циальное расслоение общества.

Таким образом, под влиянием транспортной деятельности меняет ся окружающая людей природная и социальная среда, которая опреде ляет их качество жизни в городах.

При анализе эффективности функционирования транспортных систем городов первоочередной интерес вызывают технологии и ал горитмы оценки территории городов с точки зрения их возможности удовлетворять имеющийся транспортный спрос. Именно территори альные (в широком понимании этого термина) ограничения опреде ляют возможности развития территории и в конечном итоге качество жизни на ней.

Транспортное движение на городских улицах, как ничто другое, иллюстрирует тот факт, что потребности в моторизованном движении никогда не могут быть удовлетворены полностью. Увеличение транс портного предложения на отдельной территории, особенно в центре крупного города, приводит к отрицательным эффектам – увеличива ется как затратная часть расходуемого под реализацию транспортного спроса ресурса, так и косвенный эффект от увеличения транспортного предложения, связанный прежде всего с негативным воздействием на окружающую среду.

Сообщества, живущие в городах с ярко выраженными постинду стриальными тенденциями, уже не способны содержать огромную об щественную инфраструктуру, создававшуюся ранее в угоду развитию экономически сильных градообразующих производств. Российские См.: Вучик В.Р. Транспорт в городах, удобных для жизни / пер. с англ. А. Кали нина;

под науч. ред. М. Блинкина. – М., 2011. Сер. «Университетская библиотека Александра Погорельского».

Введение города индустриального Севера, Дальнего Востока и Сибири также вошли в эту фазу своего развития. Примером этому может служить и город Пермь.

Накапливающийся дисбаланс потребностей и возможностей го родского сообщества в обустройстве среды обитания определяет на сегодня основные направления градостроительной политики крупных постиндустриальных городов. В последние десятилетия жителей со временного крупного города все больше стали волновать две взаимои сключающие проблемы:

1) обеспечение личного пространства;

2) быстрая и мобильная жизнь в экономике.

Эти проблемы успешно решает личный автомобиль. При сохране нии свободы выбора в перемещении, личного пространства и комфор та он обеспечивает максимальную мобильность и скорость реализации объективно обусловленных транспортных потребностей горожанина.

Индивидуальный транспорт, призванный быть эффективным средством улучшения качества жизни, превратился в свою полную противоположность и стал одной из основных причин, вызывающих глобальный кризис устойчивого функционирования городской среды.

Серьезные финансовые вливания в развитие сети улиц и дорог не дают положительного эффекта.

Дилемма, которая стоит перед городским сообществом, состоит в том, что, с одной стороны, необходимо сдерживать использование автомобилей в ограниченном пространстве центров городов, а с дру гой – стимулировать максимальное использование автомобилей с целью достижения максимальной мобильности населения на террито риях, где это возможно. Представляется, что сбалансированное город ское развитие с высоким уровнем качества жизни граждан может быть достигнуто только при наличии интегрированной мультимодальной транспортной системы, в которой каждый вид транспорта действует в своей нише наиболее эффективного функционирования при коорди нированном использовании всех его видов2.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 74; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!