Вихідні дані, необхідні для моделювання транспортної системи міста
У 2014 році в Містобудівний кодекс Російської Федерації вперше було введено поняття «програми комплексного розвитку транспортної інфраструктури (далі ПКР ТИ) поселення, міського округу». У наприкінці 2015 року було затверджено вимоги до ПКР ТИ. І, згідно з частиною 5.1 статті 26 ГрК РФ, до червня 2016 року ПКР ТИ повинна бути розроблена у всіх поселень і міських округів, мають затверджений до 1 січня 2015 року генеральний план. А для решти поселень і міських округів ПКР ТИ підлягає затвердженню в шестимісячний термін з дати затвердження генеральних планів відповідних поселень, міських округів.
В рамках муніципального контракту від 4 серпня 2016 року на замовлення Департаменту дорожньої інфраструктури і транспорту Адміністрації міста Тюмені ТОВ «ІТП« Град »розробляє програму комплексного розвитку транспортної інфраструктури міста Тюмені.
Технічне завдання на розробку ПКР ТИ р Тюмені складено відповідно до Постанови Уряду Російської Федерації від 25.12.2015 № 1440 "Про затвердження вимог до програм комплексного розвитку транспортної інфраструктури поселень, міських округів". Крім того, з метою підвищення якості розроблюваної програми, в технічне завдання були включені вимоги до розробки транспортної моделі.
Ідея розробки транспортної моделі не нова. Перші спроби їх створення датовані XX століттям. Але в той час це був досить трудомісткий процес через відсутність систем автоматизованих розрахунків. В даний час розробка транспортних моделей ведеться по всьому світу, за кордоном - це поширена практика, наприклад, в США транспортні моделі розроблені для кожного міста з населенням понад 1 млн. Чоловік, в Німеччині транспортні моделі є у кожного міста з населенням понад 100 тис. людина. У нашій же країні, можна сказати, що планування транспортної системи з використанням моделей - це нововведення. І далеко не всі міста-міллініоннікі мають актуальну модель транспортної мережі, не кажучи вже про менш великих містах.
В рамках ПКР ТИ транспортна модель вирішує наступні завдання:
- Визначення обсягів пересувань з різними цілями і способами пересування на території міського округу з метою визначення параметрів об'єктів транспортної інфраструктури;
- Графічний аналіз потоків на різних елементах вулично-дорожньої мережі для прийняття оперативних рішень з управління функціонуванням транспортною інфраструктурою;
- Визначення інтенсивності руху та пасажиропотоків для обгрунтованого вибору варіанта розвитку транспортної інфраструктури;
- Оцінка економічної ефективності обраного варіанту розвитку транспортної інфраструктури в цілому і кожного заходу, зокрема.
Кожна математична модель ґрунтується на величезному масиві вихідних даних, процес отримання яких викликає серйозні труднощі. Більшою мірою від повноти, достовірності і актуальності вихідних даних залежить точність транспортної моделі і можливість її використання для прогнозування. Вихідні дані, необхідні для моделювання, діляться на кілька видів: вихідні дані для транспортного пропозиції і вихідні дані для транспортного попиту, вихідні дані функціонування транспортної системи.
Вихідні дані для створення моделі транспортного попиту
Модель попиту на транспорт містить дані про переваги в пересуванні населення.
Одними з найлегших для розуміння є статистичні дані про населення і робочих місцях. Причому не сумарно по місту, а з прив'язкою до транспортних районам (територія м Тюмені, а також прилегла територія Тюменського муніципального району була розділена на 400 розрахункових транспортних районів, включаючи райони-кордони, що представляють собою ділянки виїзду за межі кордонів розглянутої території).
- Чисельність населення
Була розрахована з використанням реєстру житлових будинків, наданого МКУ «Комітет по інформатизації міста Тюмені». Також із загальної чисельності населення транспортного району було виділено економічно активне населення.
2. Чисельність студентів, кількість навчальних місць в Сузі і ВУЗах
Були обчислені використовуючи дані «2ГІС-Тюмень» і Департаменту освіти і науки Тюменської області про кількість студентів денної форми навчання в кожної освітньої організації вищої та професійної освіти, місцезнаходження студентських гуртожитків. Різниця між загальною кількістю студентів, що навчаються у м Тюмені і проживають в студентських гуртожитках врахована в інших транспортних районах пропорційно загальної чисельності населення.
3. Кількість робочих місць, кількість робочих місць в сфері послуг
Згідно з вихідними даними профільних Департаментів Адміністрації міста Тюмені отримана інформація щодо кількості працівників в кожній організації і далі в розрізі транспортних районів міста. Інформація за кількістю працівників інших установ і організацій визначена згідно даних «2ГІС-Тюмень».
З метою збору інформації про транспортний поведінці жителів в місті з жовтня 2016 року по лютий 2017 року було проведено опитування населення м Тюмені. Всього було опитано +1848 осіб. Опитування дозволило визначити:
- мети пересувань жителів міста Тюмені;
- кращі способи пересування населення в існуючих умовах і в майбутньому;
- час, що витрачається на поїздки з різними цілями і на різних видах транспорту фактична і бажане;
- проблеми в роботі транспортної системи міста;
- користуються найбільшим попитом маршрути громадського транспорту.
Завдяки опитуванню формуються шари попиту (пари джерело-ціль), а також визначаються дані про рухливості населення - кількість пересувань, що припадають на одного жителя (працездатного жителя, студента) з розподілом по годинах доби.
Вихідні дані для створення моделі транспортного пропозиції
Транспортне пропозицію - це інфраструктура для всіх систем транспорту, які відображені в транспортній моделі.
Транспортна мережа представляється у вигляді спрямованого графа, ребрами якого є спрямовані відрізки (ділянки) доріг, а вузлами виступають перетину і примикання.
Основними складовими транспортного пропозиції для систем індивідуального транспорту (легковий транспорт, велосипедний і пішохідний) є:
- вузли - перехрестя (із зазначенням способу регулювання);
- перегони - ділянки вулично-дорожньої мережі;
- транспортні райони - джерела і цілі для всіх кореспонденцій;
- примикання - пов'язують центри транспортних районів з транспортною мережею.
Транспортне пропозицію р Тюмені створювалося з нуля з використанням загальнодоступних джерел, наприклад, карти OpenStreetMap, панорами Яндекс і Google, а також паспортів доріг, діючих схем організації руху, аерофотознімків. Кожній ділянці УДС був привласнений свій тип відрізка, який містить інформацію про категорії дороги, кількості смуг, пропускної здатності, допустимих систем транспорту, максимальної швидкості руху для кожної системи транспорту. Всього при моделюванні УДС був використаний 51 тип відрізків. Сполучними відрізків є вузли, що представляють собою перехрестя вулиць і доріг УДС. При створенні вузлів в транспортній моделі задається тип регулювання даного перехрестя. На всіх великих перетинах також було задано дозволений напрямок руху по кожній смузі.
Для громадського транспорту додатково додаються зупинки громадського транспорту і маршрути руху громадського транспорту. З використанням вихідних даних МКУ Тюменьгортранс і даних сайту tgt72.ru в транспортній моделі р Тюмені відображені всі маршрути громадського транспорту, які здійснюють перевезення в зимовий час, з даними про інтервали руху транспортних засобів на маршруті в ранковий і вечірній час і всі зупинки громадського транспорту.
Вихідні дані функціонування транспортної системи
Вихідними даними функціонування транспортної системи є дані про інтенсивність транспортних і пасажирських потоків.
Обстеження інтенсивності транспортних потоків на території м Тюмені проводилося з використанням засобів відеофіксації з подальшою камеральною обробкою.
Місце розташування точок обстеження зумовлюють такі чинники:
- виявлення і обстеження місць великого перерозподілу потоку - транспортні розв'язки, перетину в декількох рівнях, складні перехрестя;
- точки обстежень на магістралях, які з'єднують великі функціональні зони - наприклад, спальні райони, зони забудови ІЖС з центром міста;
- точки обстежень в місцях перетину УДС з великими природними і штучними перешкодами, які поділяють територію міста на окремі райони;
- точки обстежень на в'їздах і виїздах з проектованої території.
Обстеження інтенсивності руху по тривалості були розділені на тривалі, які проводилися безперервно протягом дня, і короткочасні, які проводилися протягом 1 години; двома 20-ти хвилинними інтервалами. Дані інтенсивності руху, отримані в результаті денних вимірів, використовуються для переведення годинникових замірів до розрахункової години за допомогою перехідних коефіцієнтів. Використовувати якийсь фактичний інтервал часу для оцінки максимального завантаження некоректно, тому що в реальності «годину-пік» різний по районам міста, а також у кожної цільової матриці кореспонденцій період реалізації може бути різним. Для прогнозування пасажирських і транспортних потоків приймається «розрахункова година». При проведенні обстеження на перегоні інтенсивність кожного напряму фіксуються окремо. Аналогічно, при проведенні обстеження в вузлах окремо фіксувалися потоки, що рухаються по кожній траєкторії проїзду перехрестя (від кожного підходу до перехрестя до кожного з виходів).
Всього виміри були проведені в 105 місцях підрахунку, а це в свою чергу 469 напрямків руху.
Додатково були проведені заміри середнього наповнення легкових автомобілів в різних частинах міста.
Крім вимірів інтенсивності руху легкового транспорту, також було проведено обстеження вантажного руху на кордонах транспортних районів. Ці дані необхідні для створення регресійній моделі і подальшого моделювання вантажного руху.
Також було проведено обстеження пасажиропотоку. Підраховувався обсяг перевезень всередині транспортних засобів громадського транспорту протягом робочої зміни маршруту. Всього було обстежено 30 транспортних засобів на 10 маршрутах громадського транспорту. Отримані дані дозволяють визначити сумарні добові пасажирські перевезення за цими маршрутами.
Основними труднощами на початковому етапі створення транспортної моделі є відсутність єдиної бази вихідних даних і, в зв'язку з цим, складність їх отримання. Через жорстких часових рамок контракту, соціологічне опитування населення, що проводиться в подібних роботах, досить нетривалий за часом, що може відбитися на репрезентативності отриманих даних. Відсутність регламентованого взаємодії та обміну даними між різними структурами державної та муніципальної влади ускладнює збір необхідної інформації і продовжує терміни її обробки. Найбільш достовірні дані про кількість організацій і їх співробітників мають Росстат і Пенсійних фонд, але в даний час такого роду дані не надаються ні розробникам моделей, ні адміністраціям, з огляду на те, що ці дані є конфіденційними. Але при розробці моделей потрібні лише знеособлені і узагальнені, а не персональні дані. Неохоче діляться інформацією і приватні компанії, посилаючись на комерційну таємницю. У перспективі вихідні дані, необхідні для моделювання, можливо отримати від стільникових операторів. Але в даний момент алгоритми отримання і обробки таких даних вимагають ретельного доопрацювання і калібрування для того, щоб вони мали необхідну точність і могли використовуватися в моделюванні транспортних систем.
Регулярний підрахунок інтенсивності руху транспорту і пасажирів, регулярні дослідження транспортного поведінки населення, регулярне уточнення статистичних даних про населення і робочих місцях, значно спрощує процес моделювання і робить його результати більш достовірними і актуальними.