В Самаре идет моделирование транспортного комплекса города

Dec 09, 2011 14:26

Городское хозяйство представляет собой весьма сложный организм, с переплетением множества зависящий друг от друга факторов. При этом система транспорта не исключение, а скорее наоборот - кровеносная система такого организма.

Изменяя самый простой элемент системы - например трассу какого-то конкретного троллейбусного маршрута - следует ожидать возникновения целого ряда явлений в других частях транспортной системы. Изменение трассы прохождения троллейбусов даже одного маршрута изменит интенсивность потоков на улицах, изменится средняя скорость потока, а это приведет к изменению пропускной способности светофоров на перекрестках. При этом понятно, что особенно заметным будет влияние новой трассы маршрута троллейбуса на те маршруты автобусов, троллейбусов и трамваев, с которыми он имеет общие участки. На них перераспределиться пассажиропоток, а значит населенность салонов, выручка кондукторов. Исходя из этого для сохранения экономической стабильности системы должно менять выпуск на линию, интервалы движения, нормы сбора выручки... А ведь это самое минимальное изменение, представьте какие изменения влечет строительство нового участка дороги, или транспортной развязки.

К слову о развязках, новых дорогах и перспективных видах транспорта - возведение любого такого объекта требует колоссальных вложений со стороны бюджета. Для реалистичной оценки экономического эффекта от строительства также требуется учет огромного количества факторов. Насколько быстрее поедет поток автотранспорта? Сколько этот поток составит в пересчете на пассажиров, сколько минут сэкономит каждый из них, и как это скажется на его производительности труда? А насколько это удешевит доставку груза к магазину? Не то, чтобы сейчас все эти параметры не оценивались вовсе... экономическая эффективность оценивается, но степень достоверности такой оценки и ее проработки оставляет желать лучшего. При этом стоит помнить, о том, что цена ошибки при транспортном планировании - это не только «строительные» расходы на этапе ввода объекта - это еще дорогая эксплуатация потом. Характерный пример - ведущий из ниоткуда в никуда Самарский метрополитен. А вот Пермь, не успевшая ввязаться в аналогичный транспортный проект, по итогам расчетов смогла найти более разумное и экономически-эффективное решение.

Да и от развязок, возвращаясь к изменению маршрутов - тоже ведь, по сути, изменения проводятся сейчас "в слепую". Сперва меняем маршрут, а потом уже смотрим по изменению выручки о результате изменения. А если не угадаем?

То есть в рамках системы управления транспортом есть громадная потребность в мощном аналитическом аппарате, позволяющем давать оценку результатов изменений транспортной системы еще до их внедрения. При этом ключевым тут является именно тот момент, что нужна модель не какого-то одного процесса - а общая модель всей транспортной системы города. Иначе полноценная оценка взаимного влияния различных параметров будет просто не возможна.

Сейчас много говорят о так называемых Интеллектуальных транспортных системах - компьютеризированных центрах, способных управлять работой транспортной системы он-лайн, анализируя входящие параметры, снятые с многочисленных источников: камер на светофорах, датчиков движения и т.д. Но на деле первым вопросом, который стоит перед системой управления транспортом является банальная ревизия того, что уже существует в городской системе транспорта. Бессмысленно строить ИТС, если неизвестно сколько в городе светофоров, какие на них установлены фазы регулирования, какие имеются дорожные знаки или где точно расположены остановки общественного транспорта.

До сих пор в Самаре сбор данных для построения важнейших планов развития транспорта, таких как Генеральный план или Комплексная транспортная схема, проводился в режиме "бумажной работы". Памятен отчет НИИ ГЭТ, который в 2007 году по заказу департамента транспорта занимался измерением пассажиропотоков на общественном транспорте: как тогда писала пресса, "было собрано 80 килограмм данных". Точно также - отдельно - другими подразделениями Администрации города собирались кипы бумаги, посвященные иным вопросам - светофорам, расселению людей, маршрутам транспорта и графикам их движения и так далее. То есть говорить о системном анализе совокупности данных было просто не возможно.

Ситуация изменилась в 2011 году, с началом работ по реализации Стратегии развития транспортного комплекса г.о. Самара на 2011 - 2020 годы. Одним из поручений Главы города Дмитрия Азарова в рамках реализации Стратегии было создание на базе МП "Пассажиртранссервис" Центра моделирования транспортной сети. Было принято принципиальное решение о том, что городу нужна не просто совокупность данных по транспортной системе, в электронном виде, но полноценная транспортная модель, позволяющая проводить аналитические расчеты и оценки эффективности планируемых мер до их внедрения. Эта модель не должна стать отчетом на полке в кабинете руководителя Департамента транспорта - это живой механизм, который должен постоянно находиться в работе. То есть модель должна развиваться даже не вместе с городом, а опережающими темпами, для проведения качественного планирования всех предстоящих изменений. Для создания такой модели, на основе мирового опыта, было решено использовать специализированное программное обеспечение PTV Vision.

PTV Vision объединяет в себе полный пакет программного обеспечения для анализа, прогнозирования и организации транспортного движения. Область применения PTV Vision обширна: начиная от подготовки проектов организации и анализа схем движения на перекрестках и развязках, вплоть до исследований комплексных транспортных систем городов и регионов, включая также создание перспективных интегрированных транспортных концепций для индивидуального и общественного транспорта. Одновременно с этим PTV Vision решает задачи оперативного и стратегического транспортного планирования.

В состав комплекса программ входят два ключевых пакета: PTV Vision VISUM - комплексное транспортное планирование и прогнозирование для городов и регионов и PTV Vision VISSIM - имитационное моделирование транспортной ситуации на перекрестках и развязках. В чем разница и зачем они нужны? Первый пакет - VISUM - предназначен для макромоделирования систем, размером с город. То есть это база для создаваемой транспортной модели. В него заносятся параметры макроуровня - дороги, здания, растительность, гидрография, вносятся уточнения по полосности, знакам регулирования, скоростным режимам, фазам светофоров... вносятся маршруты общественного транспорта, существующие линии электротранспорта, размещения остановок, графики движения, выпуск подвижного состава на линию. А так же параметры, влияющие на подвижность населения - точки пассажиропритяжения, размещения ВУЗов и предприятий, жилых массивов, общежитий, больниц.. То есть в макромодель вносятся все ключевые системные параметры, которые есть у города. Они вносятся туда не единократно, потому что это уже не 80 кг бумаги на столе, они вносятся туда по мере поступления и изменения. Макромодель транспортного комплекса постоянно живет и поглощает новые данные.

В такую модель вносятся так же некоторые краевые параметры - потоки, измеренные по ключевым точкам транспортной сети города. На основе совокупности собранных данных ученые-транспортники строят матрицы корреспонденций, которые определяют структуру и характер подвижности населения города. Матрицы представляют собой математические операторы, с набором коэффициентов, определяемых полуэмпирически. Поэтому после их построения модель требует калибровки, через натурные измерения.

После того, как у нас сформирована модель макроуровня - то есть в первую очередь собраны все необходимые данные о текущем состоянии транспортной системы, и рассчитаны матрицы корреспонденций - у нас появляется возможность использования второго программного продукта PTV Vision Visim. Это инструмент микроуровня, для работы с отдельными объектами общей модели. В него можно экспортировать данные из макромодели по конкретному перекрестку, и начать прогонку возможных вариантов организации на нем дорожного движения. Причем конечный результат не останется внутри микромодели - его можно вернуть в макромодель и изучить, как изменения принятые на данном участке повлияли на соседние перекрестки. Соответственно гибкое применение обоих инструментов позволяет оценивать влияние проводимых изменений на все элементы транспортной системы. А за счет того, что модель остается "живой", а не бумажной, постоянная работа по ее дополнению будет постоянно повышать достоверность и качество прогнозирования.

На данный момент специалисты более чем в 70 странах мира применяют PTV Vision, а это свыше 1100 различных организаций по всему миру. Однако в России данный пакет пока не нашел широкого применения. При этом, надо сказать, что распространен он не плохо, то есть различные ведомства покупают лицензии и пытаются проводить моделирование - но вот конечных продуктов для городов, отработанных на практике решений, созданных на базе проведенных в PTV Vision моделирований на самом деле очень мало. Причина в том, что для работы с моделью нужен действительно высокий научный класс, нужны специалисты способные грамотно справиться и с задачей построения матриц корреспонденций, и с задачей сбора данных, и с задачей последующего выбора сценариев для моделирования. Кроме того не так много городов способно поставить задачу создания макромодели, как правило применение программного обеспечения сводится к микромоделированию отдельных развязок по собранным на местности краевым условиям.

Для работы в Самаре и создания на базе МП "Пассажиртранссервис" Центра моделирования транспортной сети было необходимо найти высококлассных специалистов, имеющих опыт работы с макромоделями. Причем работа разделилась на три направления, которые должны быть увязаны между собой. Во-первых, надо собрать множество данных, привязанных к местности - исходная база знаний для будущей модели. Все это необходимо сделать в рамках технологий геоинформационных систем, причем желательно чтобы часть данных уже была собрана и не требовалось проводить работы с нуля. Во-вторых, нужны ученые-транспортники, способные восстановить матрицы корреспонденций на основе исходных данных, провести калибровку модели, составить планы ее развития и повышения достоверности ее прогнозов. И, наконец, нужны специалисты вовлеченные в процесс управления транспортной системой города, которые получают фактическую информацию о его работе и могут корректно оценивать направления, на которых имеются перспективы моделирования.

С третьим направлением у нас все в порядке - потому что МП "Пассажиртранссервис" является диспетчерским центром транспортной системы города, получающим всю фактическую информацию по работе транспорта, в том числе с датчиков ГЛОНАСС. С преобразованием этого МП в Транспортного оператора Самары, которое произойдет в 2012 году, в него начинают стекаться и другие необходимые для поддержания, наполнения и эксплуатации транспортной модели данные. Естественно, что создаваемый в нем Центр моделирования будет обслуживать не только интересы Департамента транспорта и транспортных МПов, но и все прочие направления, в том числе по линии благоустройства, строительства и архитектуры. То есть в Самаре не будет возникать "дурной" ситуации, при которой несколько разных ведомств создают свои элементы модели, с сохранением общей низкой достоверности прогнозирования.

Направление по научной подготовке модели взяли на себя специалисты Центра дорожной информации из г. Пермь, под руководством к.т.н., доцента Пермского государственного технического университета М.Р.Якимова. Этот коллектив единственный в России успешно занимался моделированием нескольких городов-миллионников: специалистами ранее были проведены работы по созданию транспортной модели Перми (и ее поддержки до настоящего времени уже более 4 лет), созданию транспортной модели Пермского края и созданию модели Екатеринбурга. Богатый методический опыт пермских специалистов позволил существенно сократить планируемые сроки создания модели и максимально быстро наладить работы по сбору необходимых для моделирования данных.

Направление по сбору и геопривязке данных, а так же координации работ "в поле", было поручено специалистам компании "Геоинформспутник", создавшим Геопортал Самарской области и имеющим огромный опыт в создании геоинформационных систем для Самары. Этот фактор позволил дополнительно сократить сроки создания модели, а также дал возможность использовать уже существующие данные внесенные в Геопортал на благо транспортной модели.

Активные работы по созданию модели были начаты осенью. На сегодняшний день идет наполнение модели информацией по гидрографии, растительности, улично-дорожной сети и зданиям в городе Самара. Город поделен на 288 транспортных районов. Заканчивается размещение информации по общественному транспорту, ведется активный сбор других недостающих данных. В рамках МП "Пассажиртранссервис" начал работу специальный отдел, который в будущем году будет преобразован в Центр моделирования транспортной сети. Все работы по созданию первой базовой версии модели, включающие в себя, в том числе, первоочередную проработку ряда сценариев и обучение персонала, будут закончены к июлю 2012 года. К этому времени специалисты уже Транспортного оператора Самары должны будут принять модель в работу, с тем, чтобы основываясь на ней начать переустройство транспортной сети города не "в слепую", а по заранее отработанным сценариям.

На повестке дня стоит не только отработка крупных проектов - таких как направление развития метрополитена и скоростного трамвая в городе и строительство автомобильных развязок. И не только коррекция базовых документов - транспортной части Генерального плана города и Комплексной транспортной схемы. Ревизии и проверке с точки зрения модели подлежит вся маршрутная сеть, как муниципального, так и коммерческого транспорта, оценка ресурсов по размещению автомобильных парковок, с учетом емкости улично-дорожной сети и многое другое. Хотелось бы, конечно, получить такой важный инструмент раньше.. но его создание требует значительного времени и большого объема работы, которую форсировать уже никак не возможно. Таким образом, практическое применение транспортной модели начнется одновременно с началом работы Транспортного оператора Самары - в третьем квартале 2012 года.

Планируется, что информация из модели будет портироваться на сайт Транспортного оператора Самары, с тем, чтобы все желающие могли лично посмотреть логику принимаемых планировочных решений и убедиться в их адекватности. Создание данной модели должно послужить хорошим примером открытости и специалистов, работающих в сфере транспорта, и власти вообще - демонстрацией логики принятия решений в сфере транспортной политики города.

моделирование, транспорт, Самара

Up