Глава 5

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

5.1. Состав и содержание проекта

Ориентировочно о размерах транспортной системы и объеме работы транспорта можно судить по транспортной классификации городов. Однако такое определение не даст возможности судить о величине и направлении пассажиропотоков, а без этого невозможно построение оптимальной транспортной системы.

Поездка пассажира представляет собой разовое использование одного из действующих в городе маршрутов. Одно передвижение может состоять из одной или ряда поездок с использованием одного или нескольких маршрутов и видов транспорта. Пассажиропоток -это совокупность поездок, объединенных единым направлением и совершаемых в рассматриваемый период времени. Мощность пас­сажиропотока измеряется числом пассажиров, проехавших в одном направлении в единицу времени через участок (перегон) транс­портной сети. Именно этот показатель является основой для выбора вида транспорта, расчета потребности в подвижном составе, фор­мирования маршрутов, рациональной организации работы транс­порта, определения пропускной способности транспортной сети и провозной способности транспорта.

Современный город можно сравнить со сложным организмом, в котором согласованно действует множество систем жизнеобеспе­чения. Городской организм динамичен. В городе постоянно проис­ходят изменения, которые оказывают существенное влияние на корреспонденцию населения и мощности пассажиропотоков. При проектировании транспортной системы необходимо исходить из перспектив развития города на 20-25 лет. Поэтому одной из глав­ных задач проекта является определение перспективного объема работы транспорта.

Существует несколько методов определения перспективного объема работы транспорта. К первой группе можно отнести мето­ды, основанные на экстраполяции существующего положения на

будущее. Для применения таких методов необходимы данные о ди­намике пассажиропотоков за прошлые годы. Так, например, имея данные за ряд лет о суммарном количестве перевезенных пассажи­ров, изменении численности населения и других градообразующих факторов, можно установить определенную зависимость изменения транспортной подвижности и мощности пассажиропотоков, обу­словленных ростом города. Экстраполируя сложившиеся тенден­ции на перспективу, можно определить объем работы пассажирско­го транспорта.

Достоинство изложенного подхода заключается в его просто­те. К недостаткам этого подхода относится неопределенность тем­пов роста новых районов и новых городов. Поэтому данная группа методов не может дать вполне достоверных данных, необходимых для перспективного проектирования транспортной системы города.

Более достоверные данные могут быть получены методом рас­чета взаимной корреспонденции транспортных районов города. Сущность данного метода заключается в определении количества поездок между всеми транспортными районами с учетом всех фак­торов, влияющих на транспортную подвижность населения и даль­ность поездок. Этот метод основан на предварительном проектиро­вании транспортной сети. При этом территория города расчленяет­ся на транспортные районы и в первом приближении назначается транспортная сеть. Для каждого расчетного района определяются численность населения и число посетителей. Далее определяют расстояния и полные затраты времени на передвижения между рас­четными районами. Затем производят расчет взаимных корреспон­денции между районами и определяют количество трудовых, дело­вых и культурно-бытовых передвижений. Для перехода от пере­движений к поездкам на транспорте применяется установленная вероятность, или коэффициент пользования транспортом. В резуль­тате этих расчетов определяется общее количество пассажирских поездок, годовой объем работы транспорта и мощность пассажиро­потоков. По мощности пассажиропотоков выбирается вид транс­порта, провозная способность которого обеспечивает перевозку расчетного количества пассажиров. В соответствии с найденным распределением пассажирооборота находится количество подвиж­ного состава для каждого вида транспорта. Запроектированный ва­риант транспортной системы должен быть проверен по показате-

лям, характеризующим ее технико-экономическую эффективность. При необходимости производится корректировка или разработка других вариантов транспортной системы города.

5.2. Транспортно-планировочное районирование города

В нашей стране при проектировании городских транспортных систем наибольшее распространение получил метод, основанный на расчете взаимных корреспонденции между отдельными района­ми города. При таком подходе в качестве исходных данных исполь­зуются сведения о перспективах развития города на 20-25 лет, включая: 1) план города, обычно в масштабе 1:10 000; 2) данные о структуре и численности населения; 3) гипотезу расселения; 4) ос­новные пассажирообразующие точки и другие данные.

В соответствии с планом развития города в первом приближе­нии назначается транспортная сеть, в состав которой входят скоростные дороги, магистрали общегородского и районного назначения. Поскольку уличная сеть предопределяется схемой функционального зонирования города, необходимо при выборе магистралей учитывать следующие условия: 1) все основные места тяготения пассажиров должны быть связаны транспортными линиями, по возможности, прямолинейными и без сложных пересечений; 2) наиболее отдаленные точки от транспортных линий должны находиться в пределах пешеходной доступности, т. е. на расстоянии не более 500-700 м; 3) транспортная сеть города должна иметь оптимальную плотность, при которой жители города будут затрачивать минимум времени на передвижения.

Одновременно с построением транспортной сети производит­ся транспортно-планировочное районирование территории города. Число и размеры транспортных районов должны назначаться в за­висимости от размеров территории города, его планировочных осо­бенностей, перспективной численности населения, точности прове­дения расчетов и других факторов. Ориентировочно количество транспортных районов может быть назначено в зависимости от размеров города. Так, при численности населения более 1 млн чел., т. е. в городах 1 группы, количество транспортных районов обычно более 50, II группы - 12-50, III группы - 8-15, IV - 5-10, V группы -

4-6. Чем больше будет назначено районов, тем точнее будут ре­зультаты расчетов. Однако с увеличением числа расчетных районов значительно возрастает и трудоемкость расчетов.

При разбивке территории города на транспортные районы границы районов следует назначать с учетом предполагаемого рас­пределения пассажиров по транспортной сети. В качестве границ расчетных районов принимаются: 1) границы города; 2) естествен­ные и искусственные рубежи, препятствующие сообщению внутри города (реки, овраги, железнодорожные линии и т. п.) и 3) линии, равноудаленные от основных транспортных магистралей и разде­ляющие зоны тяготения одной транспортной магистрали от другой. Границы между районами проводятся внутри кварталов и микро­районов. Нельзя назначать границы районов по транспортным ма­гистралям.

Размеры территории транспортных районов должны быть таки­ми, чтобы передвижения внутри районов совершались пешком, а рас­стояние пешеходных подходов к транспортным магистралям не пре­вышало 500-700 м. Таким образом, оптимальная величина площади расчетного района для малых и средних городов составит 1-2 км (100-200 га), а для крупных - 3-5 км² (300-500 га).

После разбивки города на транспортные районы для каждого района определяется центр тяжести пассажиропотоков. В жилых районах при одинаковой плотности заселения центр тяжести распо­лагается в геометрическом центре тяжести фигуры района. Во всех остальных случаях центр тяжести смещается в сторону наиболее мощных пассажирообразующих пунктов. Например, в промышлен­ных районах центр тяжести располагается у проходных наиболее крупных предприятий. При наличии в районе пересечения магист­ралей общегородского значения центр тяжести располагается вбли­зи этого транспортного узла.

После завершения проектирования рассчитывается плотность транспортной сети по районам города. Районирование - многоша­говая работа, которая выполняется до тех пор, пока не будут дос­тигнуты значения плотности транспортной сети, соответствующие требованиям СНиП 2.07.01-89. В соответствии с этими требова­ниями плотность сети магистральных улиц в городах I группы должны составлять 3,2-3,5, II группы - 2,5-2,8, III - 2-2,5, IV - 1,5-2, V - 1,5 км/км". В центральных районах плотность может дости-

гать 5-6 км/км². Если расчеты дадут плотность ниже рекомендуе­мой, тогда необходимо пересмотреть запроектированную транс­портную сеть, наметив новые магистрали. Проектирование ведут до тех пор, пока значение плотности транспортной сети не достигнет заданных значений. После этого можно переходить к следующему этапу выполнения проекта - к определению корреспонденции.

5.3. Расчет межрайонных корреспонденции населения

Исходными данными для расчета корреспонденции служат численность населения и закономерности трудового тяготения. Существуют общие для городских условий закономерности рас­пределения трудовой корреспонденции. В первом приближении распределения трудовой корреспонденции зависят от расстояния между центрами тяжести рассматриваемых районов, затрат време­ни на передвижения и соотношения численности экономически ак­тивного населения. В соответствии с теоретической гипотезой, чем больше затраты времени на передвижения, тем меньше количество расселяющихся. Фактический характер расселения может значи­тельно отличаться от теоретической гипотезы.

Существует несколько методов, позволяющих получить ин­формацию о трудовой корреспонденции. В частности, такие данные могут быть получены в результате обследований передвижений или расчетом. Обследование передвижений экономически активного на­селения возможно провести, например, заполняя коллективную ан­кету на всех трудящихся по месту жительства. Аналогично прово­дятся обследования и через отделы кадров предприятий, например, с помощью анкеты, в которой отмечаются номера остановочных пунктов (отправления, пересадки и прибытия) на пути следования каждого трудящегося.

Расчетный метод определения трудовой корреспонденции ос­нован на предположении о концентрической модели расселения по затратам времени. В соответствии с этой гипотезой, на первом этапе определяется количество проживающих (из числа трудящихся дан­ного района) в каждом кольце. Затем определяется площадь времен­ных зон, заходящих на территории других районов, и рассчитывает­ся отношение этой площади к площади кольца всей временной зоны.

Это отношение и будет характеризовать количество перемещаю­щихся из других районов в заданный относительно всех проживаю­щих на данном удалении но времени. Суммируя отдельные состав­ляющие от всех временных зон, заходящих на территорию каждого района, можно получить всю корреспонденцию из этих районов в расчетный район или место приложения труда.

Иногда при определении трудовых корреспонденции исходят из того, что распределение трудящихся по транспортным районам должно быть обратно пропорционально квадрату трудности сооб­щения между районами и прямо пропорционально селитебной ем­кости района отправления:

где β_ij - удельный вес трудящихся, отправляющихся из i-го района в j-й район, %;

K_Ti=1/t²_ij - коэффициент, учитывающий квадрат трудности сообщения между районами i и j ;

c_i = Ч_i/Ч - коэффициент пропорциональности, равный отно­шению селитебной емкости i-го района Ч_i и населения города Ч;

n - количество транспортных районов.

Выявленные одним из приведенных методов трудовые кор­респонденции населения позволяют составить таблицу межрайон­ных связей в виде квадратной матрицы с одинаковым числом строк и столбцов (табл. 5.1). В этой матрице можно показать распределе­ние корреспонденции между районами отправления (по строкам) и районами прибытия (по столбцам). Сумма корреспонденции по строкам определяет самодеятельное население каждого района, а сумма их значений но столбцам - количество мест приложения труда. Значения корреспонденции, занесенных в диагональные клетки матрицы, определяют самодеятельное население, прожи­вающее и работающее в одноименном районе.

Таким образом, любая корреспонденция описывается началь­ным и конечным адресами связи (номерами районов), числом че­ловек, испытывающих потребность в такой связи, а также протя-

женностью связи во времени и пространстве. Все эти данные яв­ляются базой для проектирования оптимальной транспортной сис­темы города.

Таблица 5.1 Матрица трудовых передвижений населения города

^*R_ij - корреспонденция населения между i-м и j-м районами города.

В полном соответствии с принятой гипотезой расселения нахо­дят трудовые передвижения экономически активного населения. С учетом количества передвижений, совершаемых в течение года од­ним человеком, определяют общее количество передвижений в год.

Матрица культурно-бытовых передвижений строится на осно­ве обследования подвижности различных групп населения по куль­турно-бытовым целям. Поездки по районам прибытия распределя­ются по тому же принципу, что и трудовые передвижения, но с учетом специфики размещения центров культурно-бытового тяго­тения. Так, из общего числа отправлений для каждого района около 25% распределяется в центральных районах, около 10% - в цен­тральный парк культуры и отдыха, остальные 65% - по всем рай­онам города в соответствии с распределением трудовых поездок.

Суммируя данные матриц по трудовым и культурно-бытовым передвижениям, получаем единую таблицу для всех передвижений в год в оба направления. Если умножить соответствующее количе­ство передвижений на коэффициент пользования транспортом, по­лучим общее количество поездок населения в год в оба направле-

ния или таблицу годовых пассажиропотоков, характеризующих общую транспортную корреспонденцию между районами города. Для определения объема работы транспорта надо поклеточно ум­ножить количество суммарных поездок на расстояние между соот­ветствующими районами. В результате получим таблицу, характе­ризующую годовой объем работы транспорта.

При проектировании систем транспортного обслуживания важно знать не только годовой объем работы транспорта, но и ха­рактер распределения пассажиропотоков по сезонам года, месяцам, дням недели и часам суток. Особенно большое значение имеет мак­симальная мощность пассажиропотока, измеряемая количеством пассажиров, проехавшим в одном направлении в единицу времени. Для определения максимальной часовой нагрузки необходимо оп­ределить межрайонные передвижения для максимального утренне­го часа «пик». Эти расчеты рекомендуется выполнять в следующем порядке.

1. Рассчитывается матрица трудовых передвижений экономи­чески активного населения за сутки:

где К_{ij max} - коэффициент часового максимума для совершающих передвижения из i в j-й район;

τ_j - продолжительность утреннего максимума в j-м районе, ч.

4. Обслуживание пассажиропотоков показывает, что в утрен­ний максимум совершаются не только трудовые, по и культурно-бытовые передвижения. Несмотря на то, что доля этих передвиже­ний незначительна, в расчетах ее следует учитывать. С учетом это­го матрица трудовых корреспонденции в час «пик» должна быть скорректирована:

где γ - доля культурно-бытовых передвижений в утренние часы.

Таким образом, рассчитываются межрайонные передвижения для максимального часа, т. е. мощность пассажиропотоков для часа утреннего пика.

где β_ij - коэффициенты матрицы о трудовом тяготении;

К_зан = α _г+ α₀ - коэффициент экономически активного насе­ления, учитывающий долю градообразующей (α_г) и обслуживаю­щей (α₀) групп населения.

2. Для получения количества трудовых корреспонденции в ча­сы утреннего максимума необходимо из ||R^c_ij|| исключить работаю­щих во вторую и третью смену:

где K_cm =1 - n - коэффициент сменности, учитывающий долю трудящихся (п), занятых во вторую и третью смену.

3. В течение утреннего максимума пассажиропоток неравно­мерен как по районам города, так и по времени. Поэтому расчет трудовых корреспонденции для максимального часа выполняют по выражению