Транспортное моделирование для Киева

Жители столицы нашей Родины – Киева, вообще находятся в ужасном положении. Дело в том, что город разделяет широкая и величественная река – Днепр. Кроме неоспоримых выгод, такое деление превращает передвижение по улично-дорожной сети города в сущие муки! Водители вынуждены пересекать реку по немногочисленным мостам, простаивая в длинных «пробках» и теряя утром минуты рабочего, а вечером – личного, такого драгоценного, времени. Кстати, произошло это в результате того, что наша строительная отрасль породила уникальное в своем роде явление – спальные районы. Так вышло, что дешевле всего было строить и наращивать квадратные метры жилья на левом берегу Киева. Однако, подавляющее большинство рабочих мест находится на правом. Вот потому, киевляне и ездят туда-сюда, выжимая последние крохи из пропускной способности мостов и предмостовых развязок. К слову, не нужно винить в таком положении вещей наших градостроителей. Расчет был на то, чтобы вместе с жильем создать на левом берегу Киева еще один деловой и административный центр. Однако, площади, выделенные под его строительство еще в советские времена были, как бы так мягче сказать… утеряны.

Конечно, такое положение вещей не устраивает никого: люди тратят свое время, различные компании и, в конечном итоге, экономика страны теряет деньги, ведь вместо того, чтобы быть на рабочих местах и вырабатывать ВВП или же тратить свои «кровные» в многочисленных торговых и развлекательных центрах, мы с вами сидим в своих автомобилях, автобусах, маршрутках – едем, так сказать.

Строить эффективную систему городских узлов и магистралей - прямая задача муниципалитета. Именно город является заказчиком своего же Генерального плана, где в долгосрочной перспективе описано - кому, куда, что и сколько. Именно чиновники от транспорта решают - как развивать существующую улично-дорожную сеть вверенного им поселения. И тут возникает вопрос. Узлов в городе, как минимум, много. Ну и как же из всего этого разнообразия выявить "очаги пожара" и пустить те немногие финансовые ресурсы, которыми обладает город - на реконструкцию действительно самых важных и ключевых объектов. Задача это крайне непростая. Сейчас в Киеве ее решение лежит лишь в экспертном поле. Другими словами, есть некоторая группа экспертов, понимающих, как развивается город и какие объекты дорожно-транспортной инфраструктуры следуют строить в первую очередь.

К сожалению, подобная система, что вполне можно констатировать, доказала свою несостоятельность. Во-первых, каким бы именитым и опытным не был бы эксперт, ему нужны объективные данные, от которых бы можно было отталкиваться. А где же их взять? Отлаженной системы сбора исходных данных для транспортного планирования, куда входят замеры, датчики, соц. опросы, в Киеве, увы, нет. Во-вторых, "и на старуху бывает проруха" и эксперт может ошибиться. Последствия такой ошибки могут стоить городу миллиарды. Да-да, именно миллиарды! Московский градоначальник Сергей Семенович Собянин в одном из своих выступлений оценил градостроительную ошибку размещения делового центра Москва-Сити в несколько миллиардов долларов. Согласитесь, Киеву такие ошибки не по карману. В третьих, люди, к сожалению не вечны, и передать знания последующим поколениям, бывает, не успевают. Да и градостроительство - это отнюдь не алхимия, чтобы воспитывать приемников.

В крупных городах стран Азии, Европы и США все вышесказанное поняли уже очень давно. Вопрос о времени перемещения по городу у них давно перешел в разряд ключевых. Прямая задача городских властей там - обеспечить горожанам быстрое и комфортное перемещение по городу. Ведь города давно уже перестали быть "объединением ремесленников", и в некоторых местах разрослись до агломераций невиданных размеров. По-сути, сейчас город - это транспортная доступность. Не важно - где вы живете: в коттеджном поселке за чертой города или в спальном районе. Важно другое - через сколько минут (или часов в условиях отечественных реалий) вы можете быть на деловой встрече в центре города или на рабочем месте в бизнес-центре. Это и есть транспортная доступность. Это и есть - город.

Итак, вернемся к нашим украинским мегаполисам. Как же экономика города, а вместе с ней и всей страны, может работать, если все работники только и занимаются тем, что едут? И это еще полбеды! Много денег и ресурсов у нас просто "закатывают в асфальт"... Однако, это уже отечественные особенности работы и речь сейчас не об этом.

Так все же - как же бороться с заторами на дорогах? Ответ, похоже, очевиден: развивать улично-дорожную сеть, строить развязки в разных уровнях, оптимизировать режимы движения на узлах и перегонах. Как же этого достичь? Давайте вместе попробуем найти ответ.

Уже давно в мире существует и более чем успешно развивается такое направление как "транспортное моделирование". Забегая наперед, скажу: именно этот инструмент позволяет вывести решение транспортных проблем из экспертного поля и создать объективную математическую базу для принятия решений любого уровня, связанных с транспортом и транспортной инфраструктурой.

Вообще, стремление к построению моделей - штука далеко не новая. Человечество давно смекнуло, что все процессы вокруг так или иначе можно описать математически. С появлением компьютеров, моделирование пережило свой бум. Еще бы - такие вычислительные мощности!

Удивительно, но о транспортном планировании - как процессе и о транспортном моделировании - как инструменте, впервые заговорили еще в США в 30-х годах прошлого века. Именно в те годы Америка уже столкнулась с транспортными проблемами в виде заторов и задержек.

Производное понятие от транспортного моделирования - транспортная модель города.

Что же это такое и зачем она нужна городу Киеву? Наверняка, затем же, зачем транспортная модель нужна Москве, Нью-Йорку, Берлину или Токио.

Транспортная модель города - это инструмент для оценки последствий принятия того или иного градостроительного решения, инструмент поддержки принятия градостроительных и управленческих решений на любом уровне. Смотрите: город, так или иначе, имеет какие-либо сценарии развития. Транспортная модель позволяет комплексно оценивать каждый из сценариев и выбирать оптимальный. Объективно и беспристрастно выбирать, заметьте!

Кроме того, транспортная модель города подразумевает создание системы обмена данными между органами власти и городскими службами, что позволит упорядочить и систематизировать таковые.

Давайте попробуем разобраться, из каких подсистем состоит транспортная модель города.

Первая подсистема: база данных с первичной (исходной) информацией, необходимой для построения модели с модулями их обработки и верификации. Без достоверных и точных исходных данных нельзя решить ни одной задачи. Под словом "дано" в условии у нас должна быть информация, характеризующая спрос и предложение. Под "спросом" мы понимаем все поездки горожан - из дома на работу, с работы на отдых и т.д, и т.п. "Предложение" - это вся улично-дорожная сеть, с ее узлами и перегонами, общественным транспортом и пр., пр. пр.

Вторая подсистема: модуль передачи данных в формате PTV VISUM. Естественно, разная информация хранится в совершенно в разных форматах. Что-то в виде векторного изображения (например, граф сети), что-то в виде таблиц или графиков (интенсивности, фазы светофоров), а что-то в виде текста (паспорта узлов и магистралей). Все это необходимо импортировать в расчетную программу. 

Третья подсистема: PTV VISUM с набором расчетных модулей. Программное обеспечение, позволяющее создавать, оперировать, редактировать и экспортировать транспортные модели районов, городов, областей и даже стран или целых регионов. Не буду вдаваться в нюансы его работы. Скажу только, что это, своего рода, эталонное программное обеспечение, построено на проверенных и точных алгоритмах. Результат работы откалиброванной верифицированной модели, созданной в PTV VISUM не подвергнет сомнению даже Мировой Банк!

Четвертая подсистема: система передачи данных работы PTV VISUM в органы власти и городские службы. Таким образом создается шина обмена информацией. Тут следует пояснить. Например, есть коммунальная организация, которая занимается проектированием светофорных объектов. На конкретном узле со светофором возникла необходимость пересчитать цикл. Внеся новый цикл светофорного регулирования в базу, он автоматически, посредством шины обмена информацией, попадает в транспортную модель города, откуда ранее пришли данные для пересчета цикла (интенсивности, доли поворотных потоков и пр.). Так модель "живет" и пересчитывается постоянно.

Пятая подсистема: web-интерфейс для демонстрации работы модели горожанам. "Умными", оказывается, могут быть не только дома! Здесь стоит взять пример с такого города, как Пермь, когда разработчик и оператор транспортной модели города демонстрируют на специальном сайте - как же будет развиваться их город и объясняют - почему так, а не иначе. Конечно, в рамках работы данной подсистемы выполняется сбор предложений от граждан по оптимизации работы транспорта и транспортной инфраструктуры в их родном городе.

Если требуется рассмотреть такой-то узел более детально, то можно без труда экспортировать его в программу PTV VISSIM и уже на микроуровне "развязать" транспортные потоки.

PTV VISSIM - программное обеспечение для моделирования транспорта на микроуровне. Оно позволяет строить имитационные модели и визуально отображает особенности поведения каждого из участников движения. Выглядит это - как 3D визуализация. Однако, результат работы VISSIM - это вовсе не визуализация. Это сложная и чрезвычайно достоверная математическая имитационная модель.

К сожалению, Киев в вопросе транспортного моделирования совершенно пасет задних. Когда за инженерно-планировочными решениями не стоят никакие весомые расчеты и обоснования, мы, налогоплательщики кормим тем самым змея о трех головах. Головы эти - субъективизм, непрофессионализм и коррупция. Увы.

Из компаний, работающих, или, что будет вернее сказано, борющихся за отечественный рынок транспортного моделирования, стоит отметить немецкую "A+S", являющуюся официальным представителем ведущего разработчика программного обеспечения PTV Group в странах СНГ, а также отечественную "Системы моделирования", занимающуюся разработкой и внедрением транспортных моделей на украинском рынке.

И немецкая "A+S", и отечественная - "Системы моделирования" , и ваш покорный слуга, искренне надеемся на то, что город Киев вскоре присоединится к сообществу городов, разрабатывающих и, главное, использующих транспортную модель. Надеемся и предпринимаем конкретные шаги. Однако, это уже выходит за рамки данной статьи.

Автор Дмитрий Беспалов. Статья была опубликована в журнале "Транспорт" за 23 октября 2013 года и приурочена к первому украинскому Форуму, посвященному транспортному моделированию.