32.15. Оценка способов и частоты поездок

Фундаментальное предположение, лежащее в основе всех исследований в области транспортного планирования, состоит в том, что в поведении путешествующих людей есть некая закономерность, которая может быть измерена и описана, и что для формулировки этих измерений и описаний можно использовать современные данные опросных листов.

В обычном исследовании прогнозируется наиболее вероятная схема строительства дорог с ориентировкой на опорный год, а модели маршрутов строятся на основе существующей сети дорог и землепользования, описывающие поездки зависимости, полученных из базовых данных опросных листов, затем использованные при прогнозировании потребностей в транспорте, порожденных строительством дорог. Поэтому обычно второй этап исследования в области транспортного планирования включает четыре основных момента.

1. Возникновение поездок. Поездка – это одностороннее движение, совершаемое между двумя населенными пунктами. Для разработки моделей возникновения маршрутов поездок используются два метода – зональный множественный регрессионный анализ и перекрестно систематизирующий анализ по категориям.

Пример использования в Великобритании зонального множественного регрессионного анализа для вычисления зональных рабочих поездок выглядит так

, (32.7)

где Х₁ – население зоны; Х₂ – количество семей в зоне; Х₃ – количество работающих жителей в зоне; Х₄ – количество собственных автомобилей.

Наиболее часто зональные регрессивные модели использовались до 70-х годов ХХ века . Впоследствии предпочтение отдавалось моделям, основанным на методе перекрестной систематизации, более известном как анализ по категориям. В общем представлении данный метод рассматривает семью как базовую аналитическую единицу, а количество поездок членов семьи является функцией трех главных параметров: доход семьи, наличие автомобиля, состав семьи.

Основным недостатком анализа по категориям является необходимость гарантии достаточности данных, собранных в ходе первоначального исследования для определения значимых средних норм поездок для каждой из выбранных категорий семей.

2. Распределение поездок – это метод, посредством которого поездки, начинающиеся или заканчивающиеся в каждой зоне, распределяются по отношению к любой другой зоне.

Отправной точкой при анализе распределения поездок является серия таблиц маршрутов (рейсов), каждая для поездок с определенной целью, в которую сведено количество поездок между всеми парами зон. Самыми распространенными типами моделей распределения, используемых при анализе таких поездок, являются:

– методы коэффициента роста. Простейший из этих методов – метод одинаковых коэффициентов, который заключается в определении одного коэффициента роста для всего обследуемого района. Затем число всех совершаемых между зонами поездок умножается на этот коэффициент, чтобы в результате получить будущие транспортные потоки между зонами (межзональные). Используемый коэффициент расширения является соотношением общего числа будущих концов поездок к общему числу концов поездок, совершаемых в настоящее время;

– метод среднего коэффициента – это повторяющаяся процедура, при которой делается попытка в упрощенном виде учитывать факт, что темпы развития по зонам обычно отличаются от темпов развития по обследуемому району в целом, и это можно отразить в виде различных показателей темпов роста числа поездок между зонами. Поэтому при этом методе используется отличный коэффициент (темпов) роста для каждого передвижения между зонами, и средний коэффициент представляет собой среднее значение ожидаемого роста числа поездок внутри каждой пары зон с пунктами отправления и назначения.

Несмотря на то, что методы коэффициента роста относительно легкие для понимания, они в настоящее время редко используются при прогнозировании распределения внутренних поездок в наблюдаемой зоне на длительные периоды времени.

Главный недостаток такого подхода заключается в том, что при нем совершенно недооценивается рост числа совершаемых в настоящее время поездок, почти сведенный при этом методе к нулю (даже если характер застройки может значительно изменится в растущем городе), в то же время предполагается, что противодействие совершению поездок между зонами остается постоянным в будущем;

– модель притяжения, используемая в транспортных исследованиях, позаимствована из Ньютоновского закона молекулярной гравитации, объясняющего силу притяжения и последовательное движение звезд и планет Вселенной. Модель притяжения была приспособлена для изучения распределения поездок в 60-е годы и основана на предпосылке, что все поездки, начинающиеся в зоне, притягиваются различными источниками дорожного движения и объектами, и степень притяжения каждого «магнита» изменяется в прямой зависимости от формы источника и в обратной зависимости от расстояния (или времени нахождения в пути), через которое порождается притяжение.

Общая форма гравитационной модели распределения в том виде, в котором она используется в настоящее время, выглядит так

, (32.8)

где Т_ij – количество поездок из зоны (i) в зону (j) с определенной целью; P_i – общее количество поездок, начинающихся в зоне (i) с этой целью; A_j – общее количество поездок, заканчивающихся в зоне (j) с этой целью; F_ij – эмпирически выводимый коэффициент трения, являющийся обратной функцией разделения (т.е. время нахождения в пути, расстояние и обобщенная стоимость) между зонами (i) и (j); K_ij – эмпирически выводимый межзональный поправочный коэффициент, учитывающий влияние социально-экономических факторов, не включенных в модель другим образом; n – общее число (количество) зон в обследуемом районе.

Эта модель показывает, что доля поездок, P_J, начинающихся в зоне (i), которая распределяется в зоне назначения (j) A_j, так и сдерживающего разделения F_ij между зоной (i) и (j), относящейся к тем же самым характеристикам всех других притягивающих зон. Таким образом, зона, доступ к которой значительно улучшился в результате, скажем, появления новой автомагистрали (уменьшающееся трение), впоследствии увеличит свою относительную привлекательность как место начала поездок.

Гравитационная модель является самым распространенным методом изучения распределения поездок. Признавая гравитационное притяжение объектов с различной степенью привлекательности и последствия (влияние) изменения, скажем, времени нахождения в пути, она в то же время учитывает влияние различных целей поездок. Главный ее недостаток - относительная сложность процесса повторяющихся проверок, осуществляемых на основе данных опросных листов, - в настоящее время преодолевается посредством разработки надежных стандартных компьютерных программ.

3. Разбивка по способу передвижения. Целью анализа с использованием разбивки по способам передвижения является определение доли поездок, совершаемых на частных автомобилях, по сравнению с числом поездок на общественном транспорте. В ходе всех подобных анализов делается допущение, что пассажиры делают рациональный выбор между доступными способами передвижения, и что этот выбор частью основан на свойствах разных видов транспорта, а частью на их личных пристрастиях.

Существует два типа моделей разбивки по способам передвижения, а именно: модели отправной и конечной точки поездок и модели поездок с пересадками. Главное различие между этими типами моделей заключается в том, что первые строятся до начала этапа изучения распределения поездок (таким образом, чтобы распределение поездок было связано с локализацией автомобильных маршрутов (рейсов)), в то время как модели поездок с пересадками привязывают человеко-рейсы к различным видам транспорта после завершения процесса распределения поездок.

Основным недостатком существующих моделей разбивки по способам передвижения является то, что они основаны на существующих в настоящее время уровнях обслуживания, а они обычно обладают неотъемлемым свойством подталкивать к выбору в пользу частного автомобиля. Таким образом, расчеты по будущему использованию общественного транспорта могут значительно отклоняться в сторону занижения, в то время как необходимо, например, значительно улучшить автобусное сообщение путем предоставления дополнительных полос для движения в сочетании с установкой на строгое соблюдение правил парковки. Обратная картина складывается в обследованных районах Украины, где выбор способа передвижения склоняется в пользу общественного транспорта, несмотря на то, что может быть принято решение основательно модернизировать систему автодорог.

4. Распределение по маршрутам дорожного движения и выбор маршрута движения. Конечным этапом процесса оценки пользования транспортом является распределение разделенных по видам транспорта потоков, т.е. общественного транспорта (вынужденным и произвольным пользованием) частных автомобилей, такси и грузовых автомобилей, по различным автодорожным маршрутам в пределах наблюдаемого района. Поэтому результат анализа выражается в виде количества автомобилей, приходящихся на каждое звено как общественных, так и частных транспортных сетей.

В реальной жизни автомобилист выбирает маршрут поездки, руководствуясь множеством соображений, например, времени, расстояния, денежной стоимости, удобства, комфорта и безопасности. Поэтому теоретически в каждой ситуации существует оптимальный маршрут, предлагающий водителю наилучшее сочетание всех вышеперечисленных факторов. На практике большинство методов распределения по маршрутам допускают, что оптимальный маршрут предполагает либо минимальное время нахождения в пути, либо самый дешевый маршрут (с минимальными затратами).

В транспортных исследованиях, проведенных в 1950-х годах и начале 1960-х годов, был разработан метод, при котором все автомобильные рейсы между центрами тяжести любых двух зон были сосредоточены на одном маршруте сети или «дерева» с минимальным сопротивлением передвижению, обычно выраженным временем нахождения в пути. Смысл, лежащий в основе такого распределения типа «все или ничего», заключался в том, что такая интенсивность движения представляла максимальную потребность в транспорте в условиях свободных транспортных потоков, и для этого надо обеспечить средства.

Другой хорошо известный метод основан на эмпирическом построении кривых (графиков) отклонений от маршрутов для распределения транспорта по маршрутам. Он аналогичен методу распределения «все или ничего», за исключением того, что дорожное движение распределяется по двум или более маршрутам между двумя зонами с самым низким сопротивлением передвижению.

Однако со временем в области транспортных исследований было признано нереалистичным допущение о том, что все звенья дорожных сетей можно модернизировать до стандарта, необходимого для создания условий свободного транспортного потока и что, если на не отвечающем требованиям звене создать слишком интенсивное движение, то неизбежно скорость на этом звене должна быть снижена, и транспорт, возможно, будет отведен на другие звенья.

Впоследствии, при исследованиях было принято без доказательств, что дорожное движение по сети само распределяется таким образом, что стоимость поездки по всем маршрутам от любого пункта отправления до любого пункта назначения одинакова, тогда как все неиспользованные маршруты имеют одинаковую или большую стоимость проезда. Или, говоря другими словами, дорожное движение продолжает распределяться само до тех пор, пока ни один водитель не может уменьшить стоимость своей поездки посредством изменения маршрута.

Примерные факторы, обычно включаемые в действующие модели «ограничения пропускной способности» – это время нахождения в пути (длительность поездки), стоимость, комфорт, пропускная способность, уровень обслуживания, т.е. данные по поездкам, уже имеющиеся в распоряжении с этапа опросов транспортного исследования. Были созданы стандартные компьютерные программы, принимающие в расчет эти факторы в ходе анализа. Говоря практическим языком, если задачей является создание стратегической дорожной сети, удовлетворяющие все будущие потребности в дорожном движении транспорта, тогда лучше использовать модель типа «все или ничего».

Однако в случаях, когда идеальная неперегруженная сеть автодорог является явно неосуществимой, тогда лучше применять метод распределения «ограничение пропускной способности».

Инженеры-транспортники давно стремятся к максимальному реализму в оценке передвижений. Как и в решении других инженерных вопросов, достижение идеала стало более осуществимым с появлением компьютеров достаточной мощности, чтобы обрабатывать большие объемы данных, полученных в процессе транспортных исследований.

Однако нельзя сказать, что идеал близок к осуществлению. Ниже перечислены некоторые из основных недостатков существующего метода (способа) оценки передвижений:

– метод дорогой, так как связан со сбором огромной массы данных;

– он основывается на отношениях (связях), определенных в конкретный момент, и допускает, что они останутся неизменными в будущем;

– существует много произвольных упрощающих допущений и эмпирических коэффициентов, включаемых в анализы и создающих иллюзию точности и объективности, которыми метод просто не обладает. Более того, анализы, проводимые разными организациями, могут дать значительно различающиеся оценки передвижений;

– процесс прогнозирования недоступен широкой общественности, которая в настоящее время стремится участвовать в принятии решений, влияющих на повседневную жизнь людей.

Несмотря на недостатки, вышеназванные четыре базовые модели представляют собой лучший из имеющихся способов прогнозирования передвижений. Они позволяют осуществлять планирование, основанное на гораздо лучшем представлении о взаимодействии систем, о размещении дефицитных ресурсов, об отдаленных последствиях, принимаемых в настоящий момент решений, чем было до этого в области транспортных исследований.

В настоящее время в исследованиях существует три главных метода к устранению недостатков транспортного планирования:

– совершенствование существующих способов (методов) моделирования для получения немедленной отдачи;

– разработка эконометрических моделей, в которых одновременно моделируются варианты выбора способов передвижений;

– разработка поведенческих моделей, таких как расчлененная модель, модель отношения и недавняя группа исследований, касающихся схем поездок на уровне членов семьи.

Расчлененные модели развились из потребительского выбора и в качестве основных строительных блоков используются скорее индивидуальные данные о поездках, чем совокупность наблюдений.

В модели восприятия также используются индивидуальные данные о поездках, и эти модели дают представление о понимании альтернативного выбора людьми с их собственных слов (высказывание рекомендаций) в целях определения схем маршрутов (структуры) поездок.