Диплом Семаго. Диплом Семаго И.М. АП-91 (1). Оценка эффективности выделенных полос наземного городского пассажирского транспорта
 Скачать 334.82 Kb.
|
Глава 1. Проектирование наземной городской транспортной инфраструктуры1.1. Проектирование улично-дорожной сети как научная проблемаВопросами транспортного планирования городов, проектирования улично-дорожной сети, определения технических параметров магистральных дорог, по которым движется пассажирский транспорт общего пользования занимались российские ученые, такие как: Е.М. Лобанова, А.Ю. Михайлова, И.М Головных. В работах В.Н. Луканина, В.Ф. Бабкова, В.В. Сильянова рассматривались вопросы экспериментального и теоретического исследования, математического моделирования транспортных потоков. Задачами управления транспортными системами занимались как российские, так и зарубежные исследователи. Так проектированием систем управления транспортными потоками занимались Н.О. Брайловский, Б.И. Грановский, М.Я. Блинкин, В.В. Семенова. Э. А. Сафронова [приводится по 20]. Этими исследователями рассматриваются проблемы отдельных видов транспорта в общей структуре, формирования парка автотранспортных средств, последствий воздействия транспорта на окружающую среду [13], обеспечения устойчивого развития транспортной системы [15; 17; 18; 23], проблемы транспортной планировки городов [12; 16]. В частности вопросы использования спутниковой навигации на автомобильном транспорте, в системах управления городским пассажирским транспортом общего пользования рассматриваются в монографиях П. Пржибыла, М. Свитека, В.М. Власова, А.В. Постолита, Д.Б Ефименко. Основы исследования внутренней динамики поведения транспортных потоков заложены в трудах Б. Гриншильдса, Х. Гринберга, которые одними из первых описали аналитически фундаментальную кривую «скорость- плотность» для транспортного потока на одной полосе и установили современный вид зависимостей, «скорость-интенсивность» для транспортного потока. Исследователями А.К.Бируля, В.Ф.Бабков, Н.Ф.Хорошилов, Я.А.Калужский, Я.В.Хомяк, М.С.Фишельсон, А.А.Поляков, Г.И.Клинковштейн, В.В.Сильянов и другими были сделаны вклады в изучение вопросов влияния интенсивности движения, состава потока на скорость потока автомобилей. С точки зрения проектирования автомобильных дорог, в работе В.В.Сильяновой [21] отражены вопросы оценки пропускной способности автомобильных дорог, эффективности принятия проектных решений и эффективности применения отдельных средств организации движения. Моделирование широко используют для формализованного описания процесса функционирования потока транспорта в городских условиях. В различное время построением моделей городских транспортных потоков занимались: И.Р. Пригожин, В.В. Зырянов, В.В. Сильянов, В.И. Коноплянко, Е.М. Лобанов, А.П. Буслаев, Д. Дрю, Б.С. Кернер, Т. Нагатами, Ф.К.Мартинес и другие. В результате был накоплен большой объем научных, статистических и экспериментальных исследований, что позволило решать транспортные задачи в условиях жестких требований к эффективности транспортных систем городов. Вопросы оптимизации движения транспортных потоков хорошо рассмотрены в книге А.П. Буслаева, А.В.Новикова, В.М. Приходько, А.Г. Таташева, М.В. Яшиной «Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения» [1]. Так же следует отметить работу Швецова В.И. «Математическое моделирование загрузки транспортных сетей» [25] и также публикацию В.В. Семенова «Математическое моделирование динамики транспортных потоков» [20]. В них рассмотрены проблемы инструментария и алгоритмов построения моделей загрузки улично-дорожной сети городов и динамического моделирования движения транспорта. В области построения моделей движения транспортного потока следует отнести фундаментальные работы коллектива кафедры волновой и газовой динамики механико-математического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова (Н.Н. Смирнов, А.Б. Киселев, В.Ф. Никитин). В этих работах представлено развитие модели движения автотранспортных потоков, предложена модель двухполосного транспортного потока, учитывающая перестроения транспортных. Модель описывает особенности однонаправленного движения транспорта и хорошо согласуется с проводившимися экспериментальными измерениями. В то же время, построение масштабных транспортных моделей в большинстве российских городов еще не получило достаточного и необходимого уровня. Так, прежде чем проводить конкретные организационно-технические мероприятия, необходимо четко прогнозировать, как последствия их реализации, так и целесообразность проведения подобных мероприятий вообще. Решение подобных технических задач должно полностью опираться на математическое моделирование процессов, возникающих при взаимодействии существующих транспортных сетей городов и их потребителей. Таким образом, основная задача всех математических моделей – спрогнозировать и оценить эффективность возможных реализаций проектируемых мероприятий. Любая математическая модель, в том числе и функционирования транспортной сети, основывается на большом многокомпонентном объеме исходных данных, получение которых связано, и с большими затруднениями, и с быстро меняющейся ситуацией в мегаполисе, делающей подобные данные неактуальными и устаревшими. Именно это является основной трудностью для создания транспортных моделей крупных городов. К подобным необходимым для полноценного моделирования данным относятся: дифференцированная по районам численность населения, число мест приложения труда, рекреационный потенциал, среднее время передвижения и др. Очевидно, что сбор исходных данных составляет наиболее трудоемкий и продолжительный по времени этап при построении транспортных моделей [8; 9; 10; 14; 24; 25]. При этом необходимая формализация параметров, используемых аналитических показателей, характеризующих существующее состояние дорожно-транспортного комплекса, является первым этапом в создании транспортной модели города, то есть созданием транспортного предложения. Следующим (вторым) этапом моделирования является расчет транспортного спроса, что представляет собой более сложную и трудоемкую в математическом моделировании задачу. Подобное моделирование, в первую очередь, должно быть связано с определением критериальной системы оценки эффективности функционирования транспортных систем. Следует отметить, что само понятие «транспортная система» редко и достаточно сложно формализуется в современной научной литературе. К тому же представление транспортной системы исключительно как природно-технической системы сразу же переводит задачу постановки критериев эффективности её функционирования в плоскость взаимодействия участников дорожного движения и окружающей среды, что, в ситуации необходимого равноправия этих компонентов системы делает ее значительно более сложной. В научной литературе 70-х годов прошлого века исследованиям и оценкам качества функционирования транспортных систем городов было уделено значительное внимание [6; 7; 22; 23; 24]. В исследованиях понятия «качество транспорта», «эффективность транспорта» были отнесены исключительно к отдельным составляющим транспортных систем и их функционированию [4; 19]. Тогда же исследовались региональные особенности функционирования транспортных систем, [2; 3; 6; 11; 18]. Также оценивалась эффективность отдельных мероприятий, инноваций в области систем транспорта, более редко работы были посвящены организации дорожного движения. В настоящее время цель функционирования городских транспортных систем, обеспеченная в свое время соответствующим математическим моделированием, все более скрывается за сложными экономическими взаимоотношениями современной рыночной экономики. Фактическое отсутствие формальных целевых установок делает достаточно сложным, а в некоторых ситуациях практически невозможным, саму постановку задачи определения эффективности функционирования транспортной системы во всем многообразии ее проявлений. Фактическое отсутствие надежной системы координат, соответствующих аналитических показателей для оценки качества эффективности функционирования современных транспортных систем городов в условиях современной экономики и инфраструктуры постиндустриального общества можно объяснить, в первую очередь, отсутствием современных инструментов оценки транспортного спроса на транспортные услуги. Получив определенным образом построенные модели транспортного спроса, в том числе, проведя адекватное современной ситуации математические моделирование, становится возможным и проведение исследований по сопоставлению (эффекту) затрат сообщества на эксплуатацию транспортной системы и потребностей общества и степени их удовлетворения. В отличие от задач организации дорожного движения, где используются, в основном, имитационные модели движения транспорта, в транспортном планировании используются прогнозные модели, основывающиеся на макроскопических параметрах, описывающих транспортный поток. В этих моделях параметрами являются: скорость транспортного потока, интенсивность транспортного потока, интенсивность пассажиропотоков. Таким образом, основой прогнозного моделирования городских транспортных систем становится задача реализации пассажирских транспортных корреспонденций [26]. Транспортная прогнозная модель, как правило, представляет собой программный комплекс, состоящий из информационных и расчетных блоков. Информационные блоки реализуют базу данных хранения и обработки информации, необходимой для прогноза транспортных потоков. Расчетные блоки представляют алгоритмы решения задач математического программирования, ориентированных на прогноз потребности в перемещениях людских потоков и расчет реализующих ее потоков транспортных единиц. Очевидно, что сбор исходных данных представляет собой наиболее трудоемкий и продолжительный по времени этап при построении транспортных моделей [26]. В свою очередь, алгоритмизация построения транспортных моделей решает задачу определения степени соответствия существующего транспортного спроса имеющемуся транспортному предложению. Таким образом, базовую часть модели, включающую наполнение ее исходными данными можно разделить на два этапа: 1 этап. Создание транспортного предложения и расчет транспортного спроса. При этом необходима определенная формализация параметров, характеризующих имеющееся в настоящий момент состояние дорожно-транспортного комплекса, 2 этап. Совершенствование алгоритмов распределения транспортного спроса по имеющемуся транспортному предложению и калибровка модели по собранным данным, определяющим основные параметры транспортного движения на действующей сети. Последнее возможно лишь при наличии сформированных и формализованных параметров транспортного спроса и Можно оценить необходимый к формализации объем исходных данных, который будет определяться достаточно большим числом составляющих [27]. По мнению этого автора к этим составляющим относятся: Транспортное предложение; Транспортный спрос. Транспортное предложение, в свою очередь, имеет следующие составляющие: Картографическая информация (цифровой план города); Сеть путей движения для различных видов транспорта, ее свойства и условия движения, включая технические средства организации дорожного движения; Типы улиц и дорог, среднегодовая суточная интенсивность, пропускная способность перегонов и перекрестков, и т.д. Транспортный спрос: Данные статистики: сведения о населении, о трудоспособном населении, о рабочих местах, о рабочих местах в сфере услуг, о количестве студентов и учебных местах; Данные статистики о распределении корреспонденций по целям поездок; Модель Split: общее разделение транспортных потоков по видам транспорта на исследуемой территории. Тем же автором предлагается следующий расчет прогноза в подобной транспортной модели, который осуществляется по четырехшаговому алгоритму, вследствие чего такие прогнозные транспортные модели называют «четырехшаговыми» [27: 161]. В подобной модели выделяются четыре этапа (шага): Генерация спроса (Trip Generation). Распределение спроса (Trip Distribution). Выбор режима (Mode Choise). Перераспределение (Assignment). |