Территориально-транспортное планирование города на стадии создания 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 в пределах улично-дорожной сети (УДС).
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 этих оптимизационных моделей.
При формировании опорной модели неопределенность обусловлена недостаточной полнотой сведений о параметрах улично-дорожной сети, данных об использовании территорий, о социально-экономической ситуации в городе и зоне его влияния. Существует также вероятность совершения ошибок 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 можно применить сценарный подход к процессу моделирования.
При построении 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 в центре города), соотношение пользователей 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 проводится в процессе сравнения результатов модельных расчетов с результатами обследования.
Рис. 1. Процесс модели рования транспортных потоков
С помощью сценарного подхода осуществляется и корректировка воздействия неопределенности при формировании 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 от проведения каких-либо мероприятий по развитию УДС на перспективу.
При изучении перспективных вариантов территориального развития для сценариев отбираются наиболее масштабные изменения на достаточно крупных элементах территории. Среди таковых можно назвать значительное снижение/увеличение количества мест приложения труда в городском центре, существенный отток постоянного населения из города в пригородную зону, комплексное развитие вновь осваиваемых обширных территорий, особенно если они отделены преградами от основной территории города. Анализ модельных расчетов по сценариям, сформированным подобным образом, позволяет выявить наиболее слабые места в транспортной системе города.
Например, в составе НИР «Комплексная транспортная схема г. Перми» специалисты ЗАО «Петербургский НИПИГрад» рассматривали два сценария перспективного территориального развития города и зоны его влияния, условно названные «сценарий генерального плана» и «сценарий комплексной транспортной схемы» (КТС); их основные характеристики приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные характеристики сценариев перспективного территориального развития г. Перми и Пермской агломерации
Рис. 2, 3 иллюстрируют сценарное изменение численности постоянного населения и мест приложения труда и учебы по основным структурным единицам территории Перми и Пермской агломерации.
Рис. 2. Сценарные показатели изменения системы расселения Пермской агломерации, (тыс. человек)
В рамках каждого сценария были выполнены расчеты потоков общественного и индивидуального транспорта. Расчеты выполнялись на основе известной математической модели формирования и распределения транспортных потоков с помощью программного комплекса, разработанного совместно специалистами ЭМИ РАН и ЗАО «Петербургский НИПИГрад». Полученные в результате потоки на ключевых участках сети приведены на рис. 4, 5.
Сравнение модельных потоков показывает, что практически во всех критических точках УДС перспективные нагрузки, принятые в сценарии КТС, превышают нагрузки по сценарию генерального плана.
Рис. 3. Сценарные показатели изменения размещения мест труда и учебы в Пермской агломерации, тыс. мест
Сводные результаты расчетов, выполненных для каждого сценария, показаны в табл. 2. Колонка «Опорная модель» с базовым (калибровочным) расчетом позволяет сравнить сценарные изменения транспортной ситуации с современными показателями.
Таблица 2. Результаты расчетов по сценариям перспективного территориального развития Перми и Пермской агломерации
Следующее направление — создание сценариев для оценки влияния изменений сети и системы организации движения на работу выбранных подсистем и/или транспортной системы города в целом. Сначала следует сформировать 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 или всего комплекса задач по развитию транспортного каркаса.
Рис. 4. Расчетные объемы движения на въездах в Центральный планировочный район Перми (индивидуальный транспорт)
Например, при разработке транспортного раздела Генерального плана г. Гатчины специалисты ЗАО «Петербургский НИПИГрад» рассматривали следующие сценарии перспективного развития улично-дорожной сети и системы организации движения:
— развитие УДС в районах комплексной застройки, предусмотренных генеральным планом, и расширение проезжей части мостового перехода по проспекту 25 Октября (сценарий 1);
— 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 2);
— в дополнение к сценарию 2 ввод троллейбусной линии по пр. 25 Октября (сценарий 3).
Рис. 5. Расчетные объемы пассажиропотоков на въездах в Центральный планировочный район Перми (общественный транспорт)
В рамках каждого сценария были выполнены расчеты потоков перемещения на общественном и индивидуальном транспорте. Полученные в результате потоки в пределах улично-дорожной сети показаны на рис. 6, 7.
Рис. 6. Картограмма расчетных потоков индивидуального транспорта в г. Гатчине, тыс. автомобилей в утренний час
С целью сравнения результаты расчетов, выполненных для каждого сценария, приведены в сводной таблице (см. табл. 3).
Таблица 3. Результаты расчетов по сценариям перспективного развития улично-дорожной сети, общественного пассажирского транспорта и системы организации движения г. Гатчины
Сравнительный анализ результатов расчетов является одним из этапов прогноза изменения потоков на транспортной сети. Методика соединяет подходы, основанные на прогнозе коэффициентов роста и прогнозе матрицы межрайонных корреспонденций.
Рис. 7. Картограмма расчетных пассажиропотоков на общественном транспорте в г. Гатчине, тыс. пассажиров в утренний час
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.