Новые возможности моделирования для решения задач развития транспортной инфраструктуры

Развитие дорожной сети, применение современных методов и систем управления движением, интеллектуальных транспортных систем в совокупности с усложнением обстановки на дорогах требуют применения системных методов оценки предлагаемых проектных решений. Для оценки реальной эффективности проектов развития транспортных систем прежде всего необходимо иметь возможность прогнозировать функционирование этих систем при планируемых изменениях. Однако привычный термин «прогнозирование» необходимо наполнить новым содержанием. Это диктуется существованием типичных разрывов при принятии решений по развитию транспортных систем:

• разрыв между проектированием локальных объектов дорожной сети и отсутствием оценки последствий их появления на системном, сетевом уровне;
• разрыв между проектированием развития дорожной сети и проектированием систем управления движением;
• разрыв между проектированием строительства новых крупных грузо- и пассажирообразующих объектов и оценкой дополнительной транспортной нагрузки на улично-дорожную сеть при их функционировании;
• разрыв между принятием решений по управлению движением на макроуровне и фактической востребованностью информационного обеспечения на микроуровне.

Современные методы микромоделирования на дорожной сети больших размеров (сотни пересечений) с реальными геометрическими параметрами улиц, параметрами работы светофорного регулирования и движением множества автомобилей позволяют устранить эти противоречия. Кроме того, эти методы моделирования позволяют взаимодействовать на уровне персонифицированной информации с участниками движения при реализации адаптивного светофорного регулирования, приоритетного движения общественного транспорта, управления движением на въездах на автомагистрали, динамического перераспределения транспортных потоков при изменении ситуации.

Это особенно важно, когда в рамках реализации крупномасштабных инвестиционных проектов осуществляется развитие транспортной инфраструктуры, проектные работы выполняются одновременно многими организациями и требуется детальный прогноз и оценка рациональности принятых решений и выполнения прогнозов. С данной проблемой столкнулись все города — организаторы крупных общественно-политических и спортивных мероприятий (саммитов, олимпиад и так далее).

Одними из первых в России мы начали выполнять подобные работы. Значительные проекты выполнены в Ростове-на-Дону. Создана модель улично-дорожной сети города, с использованием которой принимаются решения по развитию сети, изменению схем организации дорожного движения. В числе наиболее сложных исследовательских работ — оптимизация параметров светофорного регулирования в Автоматизированной системе управления движением (АСУД) для организации сетевого координированного управления одновременно на 63 пересечениях в центре города, оценка условий приоритетного движения общественного транспорта, оценка эффективности проектов реконструкции и развития сети.

В настоящее время в существующую модель улично-дорожной сети встраиваются перспективные решения по Генплану города с целью детальной проработки параметров скоростных магистралей, новых развязок. Это именно те сложные задачи, которые невозможно выполнить без использования моделирования движения на микроуровне, и наш опыт показал, что только таким путем можно найти наиболее рациональные решения этих задач. На рис. 1. приведен пример реконструкции пл. Народного Ополчения в Ростове-на-Дону и новой схемы организации движения.

Созданная модель улично-дорожной сети Новороссийска применялась при оценке проектов развития транспортной инфраструктуры Новороссийского транспортного узла. В частности, результаты моделирования выявили недостаточную эффективность предлагаемых решений на входе в город с федеральной автомагистрали М-25. Поэтому дополнительно предусмотрена двухуровневая развязка при слиянии автодороги Цемдолина — ул. Портовая с автомагистралью М-25.

Разработана модель улично-дорожной сети Сочи, в которую уже включены некоторые проектные решения по развитию сети, оптимизации параметров светофорного регулирования. Для создания адекватной модели реализованы следующие этапы: создание базы данных по характеристикам транспортных потоков; создание базы данных по дорожной сети; создание и оценка матриц корреспонденций на улично-дорожной сети города; создание базы данных по стратегиям управления; создание модели улично-дорожной сети города; моделирование сценариев развития улично-дорожной сети и транспортной инфраструктуры города.

Границы модели: въезд в центр города (пост ГИБДД, ул. Крымская) — Адлер (ул. Каспийская, ул. Урожайная). Общая длина улиц, включенных в модель, составляет около 350 километров, 320 пересечений, в том числе 17 регулируемых, маршруты общественного транспорта. Измерение характеристик транспортных потоков производилось на 130 узлах с использованием детекторов транспорта и автомобилей, оборудованных системой GPS.
Фрагмент участка модели улично-дорожной сети Сочи приведен на рис. 2.

Важнейшим требованием к модели является соответствие реальных и расчетных данных для существующей сети. Оценка адекватности модели показала, что отклонения расчетных и фактических данных по интенсивности движения в основных узлах не превышают 6 процентов, по времени прохождения участков сети — 5 процентов.

Таким образом, создана модель улично-дорожной сети Сочи, на основе которой можно решать следующие задачи развития транспортной инфраструктуры для проведения Олимпиады: планирование развития дорожной сети и транспортной инфраструктуры; моделирование для условий функционирования интеллектуальных транспортных систем; управление в реальном режиме времени по оперативной информации о параметрах транспортных потоков; планирование размещения терминалов; динамическое руководство маршрутом при доставке грузов.

В.В. Зырянов, д. т. н., профессор, зав. кафедрой организации перевозок и дорожного движения Ростовского государственного строительного университета