Наше деловое партнерство www.banwar.org

М.М. Осетрина, Д.А. Беспалов, М.І. Дорош

Транспортне моделювання являє собою визнаний інструмент вирішення інженерних і управлінських завдань в сфері стратегічного планування розвитку транспортної інфраструктури міста. На сьогоднішній день розроблені транспортні моделі ряду російських: Москва, Санкт-Петербург, Єкатеринбург, Перм, Самара, Іркутськ, Томськ, Астрахань, Барнаул, Вологда, і українських: Львів, Івано-Франківськ міст [1]. У грудні 2014 року, для аналізу існуючої УДС і оцінки наслідків реалізації тих чи інших інфраструктурних проектів, в Києві розпочато розробку транспортної моделі міста, в роботі над якою автори статті брали активну участь. У статті розглянуто особливості розробки транспортної моделі міста Києва.

Transport modelling is a common tool for solving engineering and management tasks while planning transport infrastructure of the city . Today, transport models are developed for several Russian (Moscow, Saint Petersburg, Yekaterinburg, Perm, Samara, Irkutsk, Tomsk, Astrakhan, Barnaul and Vologda) and Ukrainian cities (Lviv, Ivano-Frankivsk). In December 2014 року, authors of this article were involved into Kyiv transport model development . The purpose of this model is current state analysis and scenario impact estimation . This article regards special features of Kyiv transport model development .

Модель транспортного пропозиції. Для розробки транспортної моделі Києва і його приміської зони використовувався програмний комплекс PTV VISUM. Процес створення транспортної моделі розділений на два основних етапи - транспортний пропозицію і транспортний попит. Модель транспортного пропозиції описує транспортну інфраструктуру: транспортну мережу з вузлів (перехресть, розв'язок і т. Д.) І з'єднують їх ребер (вулиць, доріг і т. Д.) І описує витрати на переміщення. Моделі попиту на транспорт описують якісно і кількісно переміщення з урахуванням причин їх виникнення, різних видів транспорту і шляхів сполучення [1].

Модель транспортного пропозиції для Києва була отримана за допомогою геоінформаційного ресурсу Open Street Map (OSM - «відкрита карта вулиць) - це некомерційний веб картографічний проект по створенню вільної географічної карти світу. Після імпорту OSM в PTV Visum, транспортна мережа була ретельно перевірена і відкоригована. Кожен елемент транспортного пропозиції перевірявся вручну. Для ребер графа задавалися кількість смуг руху, швидкісний режим руху, пропускна здатність, наявність одностороннього руху, дозволені для руху системи транспорту, а для вузлів - дозволені і заборонені маневри, наявність світлофорного регулювання, затримки при маневрах. Модель транспортного пропозиції м.Києва складається з 20864 вузлів і 52324 відрізків (рис.1). Вихідними даними для перевірки параметрів УДС, були схеми організації дорожнього руху, панорамні відеозйомки з ресурсів Яндекс-Карти і Google-Карти.

Мал. 1.Транспортное пропозицію Києва в програмному комплексі PTV VISUM

Громадський транспорт

Для опису транспортного пропозиції, крім інформації про геометрію УДС і організації дорожнього руху на ній, необхідна інформація про діючу маршрутної мережі Гоптен. Дані про зупиночних пунктах, маршрутах руху і розкладу руху маршрутів Гоптен отримані від комунального підприємства «Київпастранс» і компанії Easy Way, яка надала дані в форматі GTFS (General Transit Feed Specification). - загальнодоступний формат опису розкладів руху Гоптен і супутньої географічної інформації. У PTV Visum є можливість імпорту даного формату даних за допомогою додаткових модулів «Import General Transit Feed» і «Transit Supply», що істотно спрощує і прискорює процес створення мережі громадського транспорту.

У моделі Києва враховано таку кількість маршрутів за різними системами транспорту: автобус - 71; маршрутне таксі - 174; приміський автобус - 167; тролейбус - 43; трамвай - 18; швидкісний трамвай - 5; метрополітен - 3 гілки; міська електричка - 1 кільцева гілка. По кожному маршруту Гоптен введені такі параметри: геометрія проходження маршруту; ім'я маршруту; довжина маршруту; Розклад руху; зупинки (в тому числі і час зупинки) на маршруті (рис.2).

Мал. 2 - Графічне представлення проходження маршруту в PTV VISUM (на прикладі маршруту автобуса №21)

Системи транспорту і сегменти попиту (табл.1). [1]. Для модельного опису складу та структури транспортних потоків, в модель були введені дані про види транспортних засобів. Сегменти попиту описують поїздки з використанням однієї або декількох систем транспорту різних груп людей.

Табл.1. Системи транспорту і сегменти попиту в транспортній моделі Києва

Модель транспортного попиту

транспортне районування

Досліджувана територія Києва та передмістя була розділена на транспортні райони (ТР) з урахуванням адміністративно-територіального поділу міста, однорідності території за функціональним зонуванням; кордони районів проводилися по міжмагістральних територіям, природним і штучним рубежів (річки, лінії залізниць і т.д.), що перешкоджає вільному пішохідному пересуванню [2]. Окремими приміськими транспортними районами в область моделі були включені міста-супутники.

Так само були встановлені кордонні райони, тобто фіктивні транспортні райони, розташовані на кордоні моделюється області. Розташування кордони транспортних районів визначено виходячи з наявності найбільш високоінтенсивних автомобільних доріг (щодо розглянутої зони моделювання). Кордонні ТР генерують і поглинають транспортний потік, який дає додаткове транспортне навантаження на розглянуту територію.
З урахуванням всіх факторів, досліджувана територія була розділена на 407 транспортних районів, з яких 379 - міські, 18 - приміські і 10 - кордонні (рис.3).

Для розрахунку попиту на пересування по кожному РТР були введені такі соціально-економічні показники: чисельність населення; кількість робочих місць (в тому числі і з розбивкою відповідно до КВЕД); кількість робочих місць в сфері послуг; кількість працездатного населення; кількість дітей дошкільного віку; кількість школярів; кількість студентів; чисельність пенсіонерів; кількість місць для дозвілля; кількість місць в дитячих садах; кількість навчальних місць в школах і ВУЗах. Для отримання даної статистики в профільні департаменти Київської міської адміністрації, були направлені офіційні запити. Наприклад, дані про чисельність населення були отримані з прив'язкою до будинку і розбивкою на вікові категорії по групах «до 7 років», «7-17 років», «18-23 років», «24-60 років», «61-70 років »та« більше 70 років ». У атрибутику кордони РТР з урахуванням їх специфіки вносилися дані обсягів вхідного і вихідного транспортного потоку, а також частка транзиту транспортного потоку.

Мал. 3. Транспортні райони області моделювання

Розрахунок транспортного попиту. Для розрахунку використана класична четирёхшаговая модель транспортного попиту [1] .:

1) розрахунок обсягів прибуттів і відправлень по кожному району - результатами розрахунку є сума елементів по рядках і стовпцях матриць кореспонденцій (Trip generation);

2) розрахунок загальних міжрайонних кореспонденцій - результатами розрахунку є елементи матриць кореспонденцій (Trip distribution);

3) розщеплення загальних міжрайонних кореспонденцій по способам пересувань (видами транспорту): піші пересування, пересування з використанням Гоптен, пересування на особистому автомобілі і т. Д. - результатами розрахунку є елементи матриць кореспонденцій (Modal split);

4) розподіл кореспонденцій по транспортній мережі, т. Е. Визначення шляхів, які обирають учасниками руху, і визначення кількості пересувань по кожній колії - результатами розрахунку є модельні значення інтенсивності транспортних потоків і обсяги пасажиропотоків по дільницях транспортної мережі (Trip assignment).

На даний момент існують і інші підходи до розрахунку транспортного попиту, наприклад, activity-basedmodels або модифікації четирёхшаговой моделі (модель одночасного і взаємозв'язаного розрахунку кроків визначення кореспонденцій і їх розщеплення) та інші. Тому наведене поділ є досить умовним, так як всі етапи розрахунку взаємопов'язані.

Для визначення параметрів і коефіцієнтів кожного з кроків розрахунку Київським міжнародним інститутом соціології проведено опитування населення Києва в формі телефонного опитування (CATI): вибіркова сукупність склала 1% від загальної кількості жителів міста (30 тис. Ефективних респондентів, під якими мається на увазі респондент, який погодився відповідати на питання анкети і зробив це до кінця). Вибірка опитування була сформована так, щоб бути репрезентативною, і відповідати генеральної сукупності з вікової та гендерної структурі населення. Опитувалися респонденти про вчинені ними за попередній день переміщеннях із зазначенням їх цілей, використовуваного транспорту, часу та інших параметрів.

За результатами обробки опитування були отримані наступні величини:

• розподіл кількості скоєних жителями міста переміщень по різних цілях і соціально-економічним групам; за цими даними були розраховані коефіцієнти рухливості (генерації і тяжіння) населення по різним цілям і соціально-економічним групам;
• розподіл переміщень по тривалості їх здійснення з поділом за програмними цілями переміщень, видам транспорту та соціально-економічним групам з різним рівнем доходу, (рис.4).
  Одномоментно з телефонним опитуванням було здійснено онлайн Інтернет-опитування, для виявлення специфічних кореспонденцій [3], наприклад, таких як ВУЗ-Робота, які зустрічаються не так часто.

Мал. 4. Розподіл пересувань по цілям переміщень і видам використовуваного транспорту

калібрування

В її процесі проводилася серія обчислювальних експериментів з моделлю [4]. При цьому змінювалися характеристики або параметри в моделі з метою досягнення максимально-можливого рівня відповідності даних натурних обстежень з розрахунковими значеннями інтенсивності транспортних і пасажиропотоків. Для калібрування транспортної моделі Києва використані дані про інтенсивність транспортних і пасажиропотоків, отримані в ході обстежень 2014-2015гг. Обстеженні пасажиропотоків на наземному Гоптен Києва виконували студенти київських університетів в два етапи. На першому (On-Board Survey) обстежувалися всі маршрути ВІД: обліковці знаходилися в салоні рухомого складу і за допомогою мобільного додатку Transit Wand, розробленого британською компанією Integrated Transport PlanningLtd (ITP), фіксували кількість зайшли і вийшли пасажирів на зупинці ВІД; додаток Transit Wand використовує в своїй роботі GPS, внаслідок чого маршрут руху прив'язувався до електронної карти, фіксуючи час зупинки, час руху по перегону, час обороту маршруту; в результаті виміру дані завантажувалися на сервер. На основі зібраних даних, був проведений детальний аналіз і обробка вимірів, отримані дані про добовому навантаженні на маршрутах ВІД. На другому етапі проводилося обстеження добового навантаження пасажиропотоків на перегоні (Occupancy Survey), тобто фіксувалося кількість всіх пасажирів, які проїхали через перегін на всіх маршрутах ВІД. Для обстеження були вибрана 17 найбільш навантажених маршрутами ВІД перегонів. Обліковці в спеціально розробленою анкетою (рис.5) фіксували номери маршрутів, тип рухомого складу і візуально визначали по 6-бальною шкалою ступінь наповненості салону. В результаті обстеження, отримані значення добових пасажиропотоків на обраних перегонах.

Обстеження інтенсивності руху транспорту

На практиці використовуються різні методи збору даних про інтенсивність руху індивідуального транспорту. Для транспортної моделі Києва обстеження проводились в ранковий (з 9 до 10) і вечірній (з 18 до19) години пік з використанням переносних відеокамер, які дозволяють проводити зйомку на всьому обстежуваному вузлі одномоментно. Обстеження проведено на 80 основних вузлах, магістральних вулиць міста (рис.6). Відеоматеріали оброблялися з використанням спеціалізованого програмного забезпечення, яке дозволяє здійснювати введення кількості транспортних засобів з відеозапису і в автоматичному режимі заповнювати базу даних обстеження. Значення вимірів інтенсивності руху транспорту в пікові години наводилися до добових значень за методикою КНУБА [5].

Мал. 5 Анкета обстеження завантаженості перегонів пасажирами маршрутів ВІД

Мал. 6.- Положення місць обстеження інтенсивності транспортних потоків до Києва

впровадження

На основі розробленої моделі проаналізовано існуюча УДС і маршрутна мережа Гоптен. Розроблено три сценарії оптимізації роботи громадського транспорту. На основі першого, короткочасного сценарію, передбачається: запровадження 16 нових маршрутів; зміна 38 існуючих; припинення функціонування 107 маршрутів; збереження 163 існуючих маршрутів. В результаті реалізації цих заходів, планується скорочення на 36% споживання дизельного палива, збільшення на 17% використання електроенергії. В цілому можливо зменшення загального використання енергії на 23%.

література

1. Транспортне планування: створення транспортних моделей міст: монографія / Якимів М.Р. - М .: Логос, 2013. - 188 с.

2. БелНІІПградостроітельства, ЦНДІмістобудування. Керівництво по проведенню транспортних обстежень у містах. М .: Стройиздат, 1982. - 72с.

3. Анкета для опитування населення міста ( http://goo.gl/forms/Baz91ZlU2K ).

4. Транспортне планування: практичні рекомендації по створенню транспортних моделей міст в програмному комплексі PTV Visum: монографія / Якимів М.Р., Попов Ю.А. - М .: Логос, 2014. - 200 с.

5. Транспортні системи міст. Рейцен Є.О - К .: КНУБА, 2011. - 64 с.