CC BY
61
К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ И ОПТИМИЗАЦИИ ГОРОДСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ
Алексей Викторович Дубровский
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,
ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, заведующий НПЦ геоинформационных
исследований «Дигитайзер», тел. 8(383) 3610109, e-mail: [email protected]
Анатолий Викторович Ершов
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,
ул. Плахотного, 10, инженер НПЦ геоинформационных исследований «Дигитайзер», тел. 8(383) 3610109
Сергей Владимирович Середович
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,
ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, директор ИГиМ, тел. 8(383) 3433937, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрены базовые понятия цифровой навигационной карты, дается описание возможностей использования единой цифровой модели автодорожной сети города Новосибирска. Выполнены расчеты по определению показателя компактности городской застройки и обеспеченности города сетью магистральных улиц
Ключевые слова: цифровые навигационные карты, единая цифровая модель
автодорожной сети, компактность городской застройки.
APPLICATION OF GIS TECHNOLOGIES FOR PLANNING AND OPTIMIZATION OF CITY TRANSPORT SYSTEM
Alexey V. Dubrovsky
Ph.D., Prof., Department of Cadastre, head of «Digitizer» (GIS research centre) Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Rossia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., phone: 8(383) 3610109, e-mail: [email protected]
Anatoly V. Yershov
Engineer, Digitizer” (GIS research centre) Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Rossia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., phone: 8(383) 3610109
Sergey V. Seredovich
Ph.D., Director of the Institute of Geodesy and Management, Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Rossia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., phone: 8(383) 3433937, e-mail: [email protected]
Basic concepts of digital navigational map are given. The features of the uniform digital model of Novosibirsk highway system are described. The calculations have been conducted to determine the index of the city development compactness and provision with main streets network.
Key words: digital navigational maps, uniform digital model of highway network, city development compactness.
Развитие транспортной инфраструктуры урбанизированных территорий, перегрузка улиц крупных городов автомобильным транспортом заставляют по -новому взглянуть на проблему организации дорожного движения. Прежде всего, современный подход заключается в использовании геоинформационных технологий для обеспечения транспортной безопасности как отдельного
населенного пункта, так и страны в целом. Именно безопасности, так как комфортная жизнь населения городов всецело зависит от уровня развития транспортно-коммуникационных систем.
На сегодняшний день, при использовании инструментария геоинформационного анализа и моделирования удается оптимизировать маршруты городского автотранспорта, спроектировать новые дорожные развязки, организовывать ремонтные работы, осуществлять территориальное планирование, перспективный анализ развития городской территории. Даже при уборке снега зачастую используют автотранспорт, оборудованный навигационным обеспечением для мониторинга движения. Однако все перечисленные возможности ГИС не будут реализованы без актуальной, подробной навигационной карты. Поэтому на рынке геоинформационных систем и прикладного программного обеспечения стремительно развивается сегмент транспортных навигационных систем. Кроме того, одним из приоритетных направлений использования Российской системы ГЛОНАСС -является организация контроля и перераспределения транспортных потоков, оптимизация схем движения автотранспорта, моделирование транспортных потоков в зависимости от различных параметров (времени, количества единиц техники, погодных условий и т.п.).
Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» предусматривается создание в необходимом объеме крупномасштабных навигационных карт. В частности, на конец 2011 г. открытые цифровые навигационные карты на основе обновленных цифровых топографических карт масштаба 1:25 000 -1 : 100 000 уже созданы практически на всю территорию Российской Федерации. Кроме того, подготовлены навигационные планы на территорию 350 крупных населенных пунктов РФ [1, 2]. Главным источником данных для создания цифровых навигационных карт являлись результаты геодезических работ, данные дистанционного зондирования Земли и существующие цифровые топографические карты.
Цифровая навигационная карта (ЦНК) является цифровой тематической картой с навигационной информацией, достаточной для решения задач автоматизированного определения местоположения транспортного средства и расчета маршрута его движения. ЦНК создаются для использования в навигационном оборудовании и решении навигационных задач в диспетчерских системах различного назначения. ЦНК Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) является базовой и может быть дополнена различной тематической информацией с последующей подготовкой, конвертацией и загрузкой в навигационные устройства и системы.
Уникальность ЦНК состоит в том, что это первый цифровой картографический продукт общего пользования, необходимый населению для решения своих повседневных задач. При этом население самостоятельно оплачивает разработку и актуализацию негосударственных ЦНК. С другой стороны, благодаря развитию ЦНК у населения появилась потребность в постоянном использовании геоинформации, развивается геоинформационное мышление и становление нового общества.
Город Новосибирск имеет сложную пространственную структуру. Во -первых, это связано с низкой степенью компактности застройки, развитием периферийных участков, разрывами селитебной зоны и зон приложения труда. Во-вторых, расположение города на двух берегах реки Обь сказывается на низких показателях транспортной доступности и необходимости не только оптимизации существующих транспортных каналов, но и создания новых.
Ежегодно в Новосибирске количество автомобилей увеличивается на на 45-50 тыс., что является существенным фактором, ухудшающим дорожную ситуацию в городе. Число зарегистрированных в Новосибирске автомобилей приближается к 500 тысячам. Таким образом, на 1000 жителей города по статистике приходится 330 автомобилей. Кроме того, ограниченный емкостной ресурс автодорожной сети, крайне незначительный запас пространственного увеличения существующих магистралей, а в ряде случаев и неграмотная застройка территории (в частности, применяемая практика «точечной» застройки), привели к развитию серьезных транспортных проблем на территории города Новосибирска. Пробки и заторы, которые происходят регулярно на ставшими уже традиционными направлениях являются доказательствами необходимости пересмотра транспортной политики и существенного изменения подходов к оптимизации и автоматизации контроля дорожного движения. Ряд улиц исчерпали свою пропускную способность на 8090%. Для выполнения работ, связанных с планированием и оптимизацией дорожной сети города Новосибирска, предлагается использовать единую цифровую модель транспортной сети (ЕЦМТС), разработанную специалистами СГГА.
ЕЦМТС города Новосибирска построена в геоинформационной системе Мар1пАэ, в системе координат WGS-84. Она представляет собой единую, не ограниченную границей города Новосибирска, модель дорожной сети и находящиеся на ней маршрутные точечные объекты - остановки общественного транспорта, совмещенные с адресным планом города, рис. 1. ЕЦМТС в настоящее время используется в качестве ЦНК на территорию НСО в навигаторах Оагтт. Актуализация цифровой модели дорожной сети осуществляется постоянно при выявлении изменений на местности. Кроме того, пользователи ЦНК могут сообщить о неточностях ее составления с помощью интерактивной формы размещенной на сайте http://mapsupport.navicom.ru.
Оптимизация маршрутной транспортной сети города Новосибирска невозможна без решения проблем, связанных с организаций самого дорожного движения. Можно сформулировать следующие причины, влияющие на ухудшение дорожной ситуации в городе:
- низкая пропускная способность дорожной сети;
- отсутствие «хордовых» магистралей (без пересечений со второстепенными улицами) и дублирующих магистралей;
- большая протяженность дорожной сети и низкая компактность размещения города Новосибирска;
- низкое качество
асфальтобетонного полотна
дорожной сети и необходимость его постоянного ремонта;
- отсутствие диспетчерского
контроля и мониторинга за состоянием пропускной
способности перекрестков;
- отсутствие наземных и подземных пешеходных переходов;
- низкая степень социальноэкономического развития
близлежащих населенных пунктов. В частности отсутствие
достаточного количества рабочих мест в периферийных населенных пунктах, в связи с чем возникает высокий уровень трудовой
миграции населения в город Новосибирск и как следствие
увеличение транспортных потоков;
- отсутствие (а в ряде случаев недостаточное количество) многоуровневых и подземных парковок в местах с высокой плотностью застройки, также в
местах расположения развлекательных, культурных, торговых и бизнес-
центров.
«Общая протяженность улично-дорожной сети города составляет 1391 км, из них с твердым покрытием 985 км. Из общего количества дорог с твердым
покрытием протяженность магистральных улиц составляет 260 км. Плотность
2 2 городской магистральной сети - 0,55 км/км (при нормативе - 2 км/км ) и она
значительно различается по районам города. Даже с учетом только застроенной
территории, на которую приходится 223 км магистральных улиц, средняя
плотность магистральной улично-дорожной сети составит всего лишь 58 % от
норматива», рис. 2 [5].
Кроме плотности дорожной сети на транспортную ситуацию в городе
влияет и коэффициент компактности городской застройки. На его основании
можно сделать вывод о рациональной планировке городской застройки и
транспортной доступности важнейших элементов социальной, культурной и
бытовой сфер.
Коэффициент компактности - П компактн0стъ, рассчитывается по следующей формуле:
Пкомпактность Огорода ^ 100%)/5'окружность
•- остановки общественного транспорта Рис. 1. ЕЦМТС города Новосибирска
где - фактическая площадь городской застройки; - площадь
окружности, которая описывает фигуру, ограничивающую площадь городской застройки.
а) б)
Рис. 2: а) экспериментальный блок на территории г. Кельна с плотностью городской магистральной сети 4 км/км , б) экспериментальный блок на территории г. Новосибирска с плотностью городской магистральной сети 1,8 км/км
У новосибирского мегаполиса коэффициент компактности составляет лишь от 23 до 37 % (без учета анклава Пашино). В сравнении с европейскими городами, например Парижем коэффициент компактности которого составляет - 70%, а у Кельна - 55%, рисунок 3. В Новосибирске наблюдается существенное превышение максимальных значений показателей транспортной доступности для населения элементов городской инфраструктуры, а также постоянно увеличивающиеся расходы на поддержание инженерной инфраструктуры города, рис. 3.
а) б)
Рис. 3. Коэффициент компактности размещения населенного пункта
а) Новосибирск, б) Париж Таким образом, несомненно, применение геоинформационных технологий на этапах проектирования и оптимизации городской транспортной сети позволит решить ряд важных задач ориентированных, в том числе, и на перспективное развитие территории.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова,
B.Н. Харисова. - 3-е изд., перераб. - М.: Радиотехника, 2005. - 688 с.
2. Глобальная навигационная система. Федеральная целевая программа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.programs-gov.ru/26_1.php
3. Дубровский А.В., Середович С.В. Цифровые навигационные карты в структуре РИПД // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 3. - С. 180-185.
4. Антонович К.М., Дубровский А.В. Современные направления информационного обеспечения кадастра для целей навигации // Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 2/1. -
C. 174-178.
5. Стратегический план устойчивого развития города Новосибирска, принятый решением городского Совета Новосибирска от 28.03.2005 № 575 [Электронный ресурс] -режим доступа: http://vn.ru/index.php?id=41802.
6. Дубровский А.В. Исследование социально-территориальных взаимосвязей элементов городской среды средствами геоинформационных технологий // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 3, ч. 2. - С. 17-22.
7. Создание геоинформационной основы для системы принятия управленческих решений в сфере ГОиЧС и правоохранительных органов / В.А. Середович, С.В. Середович, А.В. Дубровский, О.И. Малыгина // ГЕ0-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). - Новосибирск: СГГА, 2007. Т. 2, ч. 2.
С. 152-157.
8. Опыт создания мелкомасштабных цифровых топографических карт на территорию Сибирского федерального округа для целей навигации и размещения в интернете / В.А. Середович, С.В. Середович, А.В. Дубровский, О.И. Малыгина // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). -Новосибирск: СГГА, 2007. Т. 2, ч. 2. - С. 157-161.
9. Разработка структуры картографической базы данных для пространственно-распределенной информационной системы управления административно-территориальными объектами Новосибирской области / В.А. Середович, С.В. Середович, А.В. Дубровский, О.И. Малыгина // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). - Новосибирск: СГГА, 2007. Т. 2, ч. 2. - С. 170-175.
10. К вопросу о создании единой адресной системы на территорию НСО / В.А. Середович, С.В. Середович, А.В. Дубровский, Е.Л. Гребенщикова, Е.С. Орлова, Л.Ю. Главатских // ГЕО-Сибирь-2009. V Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 20-24 апреля 2009 г.). - Новосибирск: СГГА, 2009. Т. 3, ч. 2. - С. 195-199.
© А.В. Дубровский, А.В. Ершов, С.В. Середович, 2013
