Как улучшить транспортную доступность с помощью моделирования?

Негативное «городское расползание»

Ускоренные темпы урбанизации провоцируют феномен «расползания городов» (urban sprawl) – одну из главных предпосылок для транспортных кризисов по всему миру. Для тех стран, откуда пошел этот термин, «расползание» выразилось, в основном, в многокилометровой одноэтажной субурбии. У нас его можно наблюдать в появлении «мини-городов», спутников крупных мегаполисов наподобие Кудрово или Мурино «при Санкт-Петербурге», Красногорска или Реутова «при Москве». Аналоги можно найти практически во всех «миллионниках».

В части дорожной инфраструктуры там чаще всего, как максимум, доступы четырех-полосные проезды, половина пространства которых в итоге занята парковкой. Надежный общественный транспорт запустить в таких условиях нереально.

Помимо того, что такие анклавы – филиал транспортной преисподней на Земле в плане внутреннего перемещения, существенный объем их населения стремится во все традиционные центры социального притяжения в «старом городе».

И вот новые районы влияют на транспортный спрос уже во всем мегаполисе – и влияют негативно. Новые десятки тысяч жителей нужно доставлять в магазины, школы, социокультурные объекты по старым сетям дорог и маршрутов. Часто – на старых же объемах транспортных ресурсов, поскольку новых участков метро не появилось, а прирост населения, пользующегося дорожной сетью, только в новых городах вокруг Санкт-Петербурга составил примерно плюс 200 тысяч человек за последние 5 лет.

Корень зла

Главная проблема транспортного коллапса везде и всегда одна: рассинхрон между градостроительным планированием и транспортной моделью развития территорий.

Так возникают те самые «гигаметры бетона в чистом поле». Такие районы нередко по умолчанию проектируются с акцентом на частный автомобиль, как преимущественный способ их достижения и для передвижения внутри.

Как оптимизировать логистику в условиях возрастающей сложности цепей поставок

Между тем, ещё в 70-80-х годах прошлого века в нашей стране пришли к тому, чтобы проектирование новых районов начиналось с сооружения специальной транспортной инфраструктуры, дающей возможность обеспечить работу качественного общественного транспорта, а не просто дорог. Так, сначала «в чистом поле» стали появляться трамвайная ветка или станция метро, и только потом – жилые дома.

Сегодня, увы, все наоборот: сначала происходит хаотичный, необузданный, а в нашем случае ещё и мега-многоэтажный urban sprawl, а потом огромные силы и ресурсы тратятся на то, чтобы привести образовавшееся и смежные пространства хоть к какому-то транспортному порядку.

Компоненты транспортной доступности

Транспортная доступность в городской среде определяется несколькими ключевыми параметрами. Для ее эффективного анализа следует учитывать следующие факторы:

Охват и плотность транспортной сети. Количество, топология и режим работы доступных маршрутов, расстояние между остановками или станциями и возможность добраться до них пешком (на велосипеде, самокате и т.д.) из различных частей районов. Физически обеспеченный приоритет общественного транспорта, пешеходного и велодвижения. В сумме они могут лучше удовлетворить различные потребности жителей, ответить на большее число потенциальных вызовов и требований. Частота и надежность. Регулярность и предсказуемость транспортных услуг крайне важны. Короткое время ожидания транспорта, соблюдение расписания, минимальные задержки или отмены, скорость продвижения по маршруту в совокупности формируют доверие людей к общественному транспорту и готовность осознанно пользоваться именно им. Провозная способность. Решающее значение имеет способность транспортной системы справляться с пиковым спросом без чрезмерного скопления людей и задержек. Это включает в себя оценку вместимости транспортных средств, эффективности расписания и адекватности инфраструктуры. Ценовая доступность. Транспорт должен быть финансово доступным для людей из всех социальных слоев и давать заметное преимущество перед индивидуальным, чтобы обеспечить равную мобильность. Безопасность. Транспортная система должна быть безопасной в использовании, с мерами по защите пассажиров от несчастных случаев и преступлений. Это включает в себя безопасность транспортных средств, остановок и подходов к ним, а также готовность к реагированию на чрезвычайные ситуации. Интеграция. Насколько хорошо интегрированы различные виды транспорта (например, беспрепятственная пересадка с автобуса на поезд) и насколько эффективно они связаны с другими городскими службами и инфраструктурой.

Без расчетов – никуда

Как видно, компонентов, из которых складывается транспортная доступность, немало. Их соблюдение в нужной пропорции и с необходимым уровнем качества – та самая задача, которая лучше всего решается как раз на этапе предварительного планирования застройки с обязательным включением в нее транспортного моделирования. Но их все объединяет то, что они имеют численное выражение, а значит, могут быть оценены как на этапе функционирования, так и заблаговременно, до начала формирования среды, на обеспечение которой они направлены.

Иными словами, любой новый район должен начинаться не только в финансовых планах застройщиков и на экранах проектировщиков зданий. Источник удобного в транспортном отношении и не обременяющего своим неожиданным соседством старожилов нового района - в математической модели.

Что бизнес увидит в облаках: основные тенденции и перспективы рынка облачных решений О том, почему спрос на облачные ИТ-решения для бизнеса в прошлом году вырос на треть, какие сервисы сегодня наиболее востребованы и как искусственный интеллект изменит облачные вычисления, рассказал директор K2 Cloud Сергей Зинкевич.

Именно тщательные расчеты на самом старте дают ответы на основные вопросы: можно ли здесь строить вообще, сколько можно построить, и как быть, если именно «здесь» появление очередной новостройки приведёт к локальному или более масштабному транспортному коллапсу как для новоселов, так и для тех, кому уготовано стать их соседями.

Пока что, судя по расползающимся пятнам новостроек вокруг мегаполисов, роль транспортного математического моделирования в этом процессе по принципу «семь раз отмерь, один отрежь», оказывается пренебрежимо малой.

И совершенно зря.

Эффективность моделирования

Дело в том, что в основе транспортного моделирования лежат математические принципы, реализация которых позволяет получать функциональность продвинутого инженерного калькулятора. Его алгоритмы с высокой точностью и качеством оценивают комплексные и долгосрочные последствия различных градостроительных и транспортных решений.

В процесс моделирования включается множество параметров: количество жителей, сеть дорог и маршрутов, парк общественного и частного транспорта, а также историческая и социально-экономическая статистика. Последняя включает в себя данные о социальных объектах, местах приложения труда, точках притяжения…

Автоматизация и инновации: будущее современной логистики

После калибровки модели, оценки планируемого объема застройки и предлагаемых к прокладке коммуникаций становится ясно, каков будет транспортный спрос и его распределение по видам транспорта. На выходе получается транспортная матрица, от которой и нужно отталкиваться при всех дальнейших шагах по развитию городского пространства.

Однако просто «намоделировать» недостаточно. Необходимо обеспечить, чтобы все расчеты, полученные в теории, работали на практике. А, значит, нужен контроль за исполнением. Так возникает формат ИТС (интеллектуальных транспортных систем) как инструмента оперативного управления и обратной связи для постоянного обновления модели и получения оперативных решений.

Так что общий рецепт успеха в достижении транспортной доступности прост: чтобы не было коллапсов, нужно сначала считать (тщательно), и только потом - строить.

Если же уже построили, не подумав, и «вагончик проблем» наступил, то и здесь не все еще потеряно - с помощью математики можно выбрать подходящие варианты для исправления или хотя бы смягчения ситуации. Хотя окажется нужным учитывать множество дополнительных нюансов и понимать, что скорее всего получится хуже и точно – дороже, чем если бы посчитали заранее.

Проиллюстрируем это на следующих вариантах.

Стратегии, шаги и меры

Наиболее затратные меры

1. Строительство систем скоростного обособленного транспорта, соединяющих новые районы со сложившимися центрами притяжения. Возможны варианты реализации как в рельсовом, так и безрельсовом форматах.

Безрельсовый – BRT (Bus rapid transit) или «Скоростной автобусный транспорт», то есть автобус, движущийся полностью или почти полностью по обособленному полотну.

Поддержка для техподдержки: как искусственный интеллект меняет сервис в российском бизнесе Как ИИ может помочь клиентскому отделу или службе поддержки в ситуации с большим количеством однотипных запросов? Какие инструменты может использовать оператор связи для упрощения жизни технической поддержки? Может ли ИИ принести бизнесу ущерб и убытки?

Рельсовый – метрополитен или ЛРТ, «лёгкий рельсовый транспорт», проще говоря – современный трамвай (тоже с максимально возможной степенью обособления на перегонах, а главное – на перекрёстках). Если новый район располагается далеко, жителей там много, и они ориентированы на трудовую миграцию в исторические районы города, ЛРТ оказывается выгоднее как благодаря более высокой провозной способности из-за возможности сцеплять вагоны в поезда, так и технической возможности интеграции с существующей трамвайной сетью и организации разных маршрутов. BRT несколько дешевле и быстрее в сооружении; но решать, какой вариант предпочтительнее для конкретных случаев, лучше доверить математике.

Конечно, безусловным лидером в «транспортных желаниях» выступает метро. Отлично, когда есть возможность провести его в новый район и не получить «эффект Выхино», когда после продления линии поезд приходит на «старую» станцию, уже битком забитый пассажирами той самой новостройки.

Но даже если новая станция сможет появиться быстро, то к ней всё равно будет нужно обеспечивать подвоз по земле. Строительство же новых улиц и участков полотна для общественного транспорта как магистрального, так и подвозящего, может иметь уже социальные препоны. Например, может выясниться, что нельзя проложить трамвайную ветку по объективно лучшей траектории, потому что на ней успели расположиться парковочные места частного транспорта. И их потенциальная ликвидация – «посягательство на святое»…

2. Модернизация существующей инфраструктуры.

Реализуется через расширение существующих проезжих частей улиц под выделенные полосы или строительство отдельного полотна для электротранспорта в их красных линиях, добавление новых остановок или модернизацию станций метро. С учетом того, что эти территории уже освоены, эти меры тоже могут дать неплохой эффект, особенно если их комбинировать с организационными по перераспределению пространства в пользу общественного транспорта. Но тут придется помнить и о той самой «социальной составляющей» и о том, что сами по себе они дадут эффект исключительно локальный: для смягчения воздействия новостроек на старые районы, скорее всего, придется вторгаться и в уже давно сложившуюся среду.

Умеренно затратные и даже почти бесплатные меры

Политика стимулирования/дестимулирования. Ограничение доступа определенных видов транспорта в определенные локации, платная парковка (или ее полный запрет) с одновременным поощрением использования общественного транспорта могут изменить транспортную ситуацию в районе, хотя их внедрение потребует качественного администрирования. Еще один, хотя и в данном случае однозначно вспомогательный механизм, это внедрение «интеллектуального регулирования» потоков с помощью элементов ИТС. Хотя нужно понимать, что при условии сохранения в сети хотя бы одного участка или перекрестка с исчерпанием пропускной способности все подобные попытки беззатратно «наладить дело», скорее всего, не будут иметь никакого эффекта.

Но в любом случае для того, чтобы понять, какова будет соразмерность возможного эффекта относительно предпринимаемых мер, необходим инструментарий транспортного моделирования. Причем для «лечения уже возникшей болезни» цена его применения в плане приложения сил будет приблизительно равной той, которую стоило бы заплатить на самом начальном этапе. И несмотря на то, что в этом случае достичь оптимального набора соотношений будет или невозможно, или заметно дороже, чем если бы эти технологии были пущены в ход на начальном этапе, эффект намного превзойдет по результативности все иные подходы, общим названием для которых выступает исключительно «метод проб и ошибок», способный завести даже в еще более дремучие «дебри».