В середине мая в Москве прошла Всероссийская конференция «Транспортное моделирование как инструмент обоснования и поддержки принятия решений». Ее организатором выступил ведущий эксперт страны в сфере транспортного моделирования — ГАУ «Научно-исследовательский и проектный институт Градостроительного планирования города Москвы». Несмотря на столичный статус института, обсуждавшиеся темы актуальны для многих российских городов.
Устойчивое и сбалансированное развитие территорий города XXI века невозможно без прогноза транспортного спроса. Высокий уровень мобильности жителей, легкая доступность различных районов и множественность центров притяжения, распределенных на большом пространстве, быстрое получение грузов — все это желаемые составляющие современного уклада жизни. Более того, их совокупность — одно из конкурентных преимуществ города, способных улучшить его экономику, тогда как пробки и низкая подвижность населения существенно снижают его привлекательность, считают специалисты Градплана Москвы. Несоответствие транспортного предложения спросу до сих пор переживает подавляющее большинство городов мира с высокой плотностью населения. У этого могут быть разные причины: реактивный рост количества владельцев автомобилей, резкое уплотнение жилой застройки, появление новых общественных и деловых пространств. В результате мы имеем не просто сиюминутные переживания уставшего от опозданий горожанина, но и прямое влияние транспортных заторов на экологическую ситуацию в городе, на коммерческую активность и т.д.
Калуга — административный и деловой центр одного из самых активно развивающихся регионов России. В последнее десятилетие ее социально-экономическое развитие характеризуется высокими достижениями. Результатом такой положительной динамики становится рост деловой активности, реализация градостроительных инициатив и, как следствие, возросшая нагрузка на транспортную инфраструктуру. Математическое транспортное моделирование позволяет спрогнозировать воздействие на ситуацию всего комплекса изменений и купировать отрицательные факторы, влияя на эффективность всех городских механизмов.
Первые исследования возможности приложения математических методик в этой сфере появлялись еще в первой половине ХХ века, а с 1950-х годов они плотно вошли в мировую градостроительную практику, став основой для целого списка документов, определяющих перспективное развитие территорий на десятилетия вперед. Подобная транспортная модель — своеобразный цифровой двойник города. Но не в той подаче, что предлагают многочисленные мобильные приложения: со значками автобусов, ползающими по карте города, а в виде набора алгоритмов и расчетных формул. За те 70 лет, что они используются в градостроительстве, их математический аппарат естественно трансформировался как из-за появления новых транспортных технологий, так и благодаря развитию вычислительной техники. Сегодня в России работает несколько десятков организаций, строящих транспортные модели. Несмотря на общие базовые идеи и даже использование порой одинакового программного обеспечения, их подходы разнятся.
ГАУ «НИ и ПИ Градплан города Москвы» — одна из ведущих организаций в этой сфере, разработавшая методику по созданию и использованию транспортных моделей в градостроительном проектировании. Методика описывает минимальные требования к разработке, но не закрепляет конкретных алгоритмов расчета. Такой подход дает возможность не ограничивать научно-технический прогресс и использовать более сложные и детализированные алгоритмы, чем позволяют минимальные требования. Также педалируется формирование единого банка данных, содержащего не только актуальные исходные данные, но и результаты предыдущего транспортного моделирования. Это позволит осуществлять и контроль отчетных материалов, и техническую часть моделирования. Особое значение имеет раздел, посвященный оценке точности результата. Этот процесс называется калибровкой и заключается в сравнении расчетных значений и реально наблюдаемых на улицах города.
Если расчеты сходятся с тем, что мы видим за окном, то такая модель называется базовой (или моделью существующего положения).
Базовая транспортная модель учитывает все передвижения, совершаемые в разное время суток с разными целями, разными способами, по разным путям — от поездок жителей на работу на машине до вечерних походов в театр и доставки товаров из магазинов. Кроме данных о самой улично-дорожной сети, специалисты в ходе расчетов обращаются к информации о размещении населения и объектов его притяжения разной степени значимости, о закономерностях транспортного поведения конкретного города, поскольку ни один из них не похож на другой. В частности, Калуга имеет свои приоритеты при определении целей, предпочтения при выборе способов передвижения и формировании дневных цепочек передвижений. Часть информации можно обнаружить в открытых источниках, собрать с дорожных камер, ради других данных организуют социологические опросы и заказывают жителям ведение дневников передвижений. Именно выявление взаимного влияния различных по функции пространств города на перемещение людей и их транспортное поведение, определение территорий, генерирующих потоки и притягивающих их, лежит в основе транспортного моделирования.
По итогам сбора информации формируется понимание существующего положения, так называемые матрицы передвижений между транспортными районами (они отличаются от административных). Следующий шаг — расчет загрузки всех элементов транспортной сети и обобщение показателей в масштабе всей сети или, при необходимости, выделенных фрагментов. Такая модель позволяет определить существующую скорость движения и пропускную способность в тех или иных частях сети и в то же время оценить объемы вредных выбросов автотранспорта, определить временные интервалы пиковых нагрузок, и, конечно, выявить наиболее проблемные места в пространстве города, требующие трансформации в рамках поддержания концепции устойчивого развития города и минимизации перемещений, бесполезных для пользователей. В дальнейшем варианты трансформации можно симулировать в модели для выбора наилучшего решения по обеспечению предложения, соответствующего спросу и одновременно регулирующего его по отдельным секторам: личный автомобиль, велосипед, самокат и т.д., арендный транспорт или общественный.
Кроме того, обогащая все это проектными данными от городских планировщиков, экономистов и управленцев, специалисты получают прогнозную модель. Именно она помогает определить соблюдение баланса объемов застройки и возможностей транспортной системы по их обслуживанию при реализации новых проектов. Причём модель позволяет увидеть их в контексте всего города, соседних территорий и еще не осуществленных проектов других авторов. «Если выясняется, что задуманное планировщиками новое строительство или изменение функционирования объектов ухудшит транспортную ситуацию, из-за преобразования структуры передвижения, то такой проект, скорее всего, уйдет на доработку», — поясняют в Градплане Москвы. Еще больший потенциал влияния на ситуацию в городе данная модель имеет при совмещении с другими отраслевыми моделями: демографической, экономической, экологической.
По данным отдела стратегических коммуникаций ГАУ «НИ и ПИ Градплан города Москвы»
