CC BY
125
УДК 656.18:168.4:504
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕЛОТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ КРУПНОГО ГОРОДА
© 2016 Ю.В. Трофименко, А.Б. Галышев
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)
Статья поступила в редакцию 16.11.2015
Приводится методика комплексной оценки эффективности велотранспортной инфраструктуры как части транспортной системы крупного города.
Ключевые слова: велосипед, велотранспортная инфраструктура, велотранспортная работа, вело-транспортная сеть, показатели эффективности.
Развитие велосипедного движения в крупных городах является важной составляющей развития городских транспортных систем. По сравнению с автомобилем велосипед имеет следующие преимущества:
- в некоторых случаях является самым быстрым средством передвижения в городе;
- требует гораздо меньше места для стоянки;
- требует гораздо меньших первоначальных и эксплуатационных затрат;
- не производит вредных выбросов и не создает шума;
- езда на нем улучшает физическую форму и способствует укреплению здоровья [1].
Однако его развитие сдерживается по ряду причин. Одна из них состоит в неопределённости оценок эффективности велосипедного транспорта, что связано с отсутствием развитой велотранспортной сети.
Для оценки эффективности велотранспортной сети (ВТС) используем известный метод свертки в интегральный критерий (показатель) одиночных показателей, характеризующих воздействие велотранспорта на функционирование городской транспортной системы, окружающую среду и здоровье населения. Интегральный критерий Рэф определяется по формуле
Б1-а1+52ща2+...+5п-ап
max
а1+а2+...+ап
где а1, а2,... ап - коэффициенты значимости 1-го показателя эффективности; Б^,..^ - относительные значения показателей эффективности определенного сценария развития ВТС по сравнению с базовым, балл.
В качестве показателей эффективности рассматриваются:
- потеря времени на перемещение для разных типов ТС (Б1, ч/км);
Трофименко Юрий Васильевич доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Техносферная безопасность» . [email protected] Галышев Алексей Борисович аспирант 4 года обучения кафедры «Техносферная безопасность» Энерго-экологического факультета. E-mail:[email protected]
- снижение выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) автотранспортом при его замещении велосипедным движением (S2, т/год);
- снижение потребления топлива автотранспортом при его замещении велосипедным движением (S3, т/год);
- снижение уровня транспортного шума на селитебной территории за счет развития велосипедного движения (S4, дБА);
- улучшение здоровья населения за счет использования велосипеда (S5, чел/год);
- повышение уровня безопасности дорожного движения за счет создания безопасных объектов ВТИ (S6);
Учитывается, что потенциальные пользователи ВТС делятся на 3 категории: пешеходы и пассажиры ОТ; пассажиры АТС; водители АТС.
При оценке значений показателей эффективности S. важным моментом является определение снижения величины автотранспортной работы за счет пересаживания части автовладельцев и пассажиров общественного транспорта на велосипеды.
Потери времени (Sj) оцениваются для единичных веломаршрутов с обобщением результатов для всей ВТС [2]. Суммарная величина показателя Sj определяется как средняя величина экономии времени велосипедистами по сравнению с пользователями каждого конкретного вида транспорта при движении из одной точки городской территории в другую.
Снижение транспортного шума также оценивается при реализации архитектурно-пространственных мероприятий развития ВТИ (S 4), сначала на отдельных маршрутах, затем по ВТС в целом.
Снижение выбросов ЗВ (S2) и топливопотре-бления (S3) оцениваются через возможную долю замещения автотранспортной работы на вело-транспортную. Расчеты выполняются для ВТС в целом при использовании программы COPERT
4 [3].
Улучшение состояния здоровья населения (S5) оценивается с помощью эмпирической модели «HEAT», показывающей связь между велоактив-ностью населения и снижением уровня заболевае-
мости и смертности [4]. Оценка также проводится для ВТС в целом.
При оценке Б6 принимается допущение, что создание единой ВТС вместо отдельных вело-маршрутов ведет к увеличению уровня безопасности велосипедистов на дороге. Условно безопасной для движения (Б6=1) можно считать связную ВТС, двигаясь по которой велосипедист может добраться до любой точки в рамках населенного пункта без использования улично-дорожной сети.
Эффективность единичного веломаршрута (показатель Б1) определяется тем, насколько он обеспечивает велосипедисту возможность достигнуть пункта назначения с наименьшей затратой времени и усилий[3].
Теоретическое время, затрачиваемое велосипедистом на преодоление маршрута в идеальных
условиях^^определяется по формуле
' = (1)
где Б. - длина )-го участка веломаршрута, м; У.т - теоретическая скорость движения велосипедиста на )-том участке веломаршрута, км/ч; п - количество участков веломаршрута, имеющих различный продольный уклон.
Фактическое время, затрачиваемое велосипедистом на преодоление маршрута,^, определяется по формулам
£РУ = £ггу + АЬм; (2)
ЛЬ/ = Т.™ о Ъ'Ъ, (3)
где - продолжительность суммарных задержек велосипедиста на веломаршруте, связанных с преодолением различных препятствий, с; ^ - удельная норма потери времени велосипедистом на преодоление 1-го препятствия; с. - расчётная характеристика 1-го препятствия на веломаршруте [5]; т - количество препятствий на веломаршруте.
Нормы потери времени на преодоление велосипедистом препятствий различного типа были получены в результате обработки информации, полученной в ходе экспериментальных велопо-ездок по УДС г. Москвы. Поездка записывалась на видеорегистратор с отображением времени, скорости и параметров геолокации. При обработке также использовалась геоинформационная система (ГИС) «Яндекс-Карты» [5].
Эффект, связанный с сокращением времени передвижения при эксплуатации ВТС в целом, складывается из сокращения (или увеличения) времени передвижения по всем единичным велосипедным маршрутам в сравнении с использованием других видов транспорта. При этом считается, что неэффективными по умолчанию являются веломаршруты, проходящие вдоль линий метрополитена, трамвайный путей или улиц с выделенной полосой для ОТ, многополосных автомагистралей. Веломаршруты, которые соединяют соседние районы города и проходят
по местным улицам с низкой разрешенной скоростью движения автотранспорта, через парки или вдоль набережных, по умолчанию считаются эффективными [5].
В работе принято допущение, что изначально веломаршруты, время прохождения которых больше, чем при движении из точки отправления до точки прибытия на других видах транспорта характеризуются нулевой эффективностью, и они не учитываются при суммарной оценке сокращения затрат времени всеми пользователями.
Транспортная эффективность ВТС характеризуется двумя показателями:
-коэффициентом пространственно-планировочной эффективности (Кэ);
- величиной средней экономии времени пользователем ВТС (РТБЯ) [5].
Первый показатель определяется на основе анализа архитектурно-планировочной схемы ВТС, а второй - на основе анализа конструктивных особенностей и качества элементов ВТИ. Общая величина сэкономленного пользователями ВТС путевого времени ТБ1 рассчитывается по формуле (год/год)
= РТБЯ ■ Кэ ■ И^Д(Т) ■ Lвтc/8760, (4)
где РТБЯ - удельная экономия времени пользователем ВТС в расчете на единицу транспортной работы, выполненной велосипедным транспортом за год, час/вело-км; Кэ -коэффициент пространственно-планировочной эффективности ВТС; Wуд(T) - удельный объём транспортной работы, выполняемой за время Т на 1 км ВТС, вело*км; ЬВТС - протяженность ВТС, км.
Проведенные расчеты для ВТС г. Москвы показали, что велосипедист в среднем тратит на преодоление 1 км маршрута на 2 минуты (0,033 ч.) меньше, чем автомобиль на свободной дороге и на 4 минуты (0,067 ч.) меньше, чем автомобиль, попавший в затор (только для эффективных маршрутов). А также на 5 минут (0,083 ч.) меньше, чем на общественном транспорте (ОТ) и на 15 минут меньше, чем при движении пешком. Результаты оценки сэкономленного времени показаны на рис. 1.
Оценка эффекта, получаемого за счет экономии времени для г.г. Казани и Калининграда проводилась по тому же принципу, что и для г. Москвы. Результаты данной оценки для городов Казани и Калининграда показаны в табл. 1.
Оценка эффективности ВТС в целом отличается от оценки эффективности единичного веломаршрута. Кроме времени, в ней учитывается велотранспортной спрос (транспортная работа) и показатели экологической и дорожной безопасности (ЭДБ) [6].Расчет объема велотранспортной работы может осуществлять тремя способами:
На основе расчета интенсивности велод-вижения в зависимости от конфигурации и
Рис. 1. Динамика изменения величины эффекта от снижения продолжительности транспортных заторов (ТЗ) с ростом доли бывших автомобилистов среди пользователей ВТС
Таблица 1. Оценка эффекта, обусловленного сокращением времени передвижения при эксплуатации ВТС в г.г. Казани и Калининграде на 2030 год
Наименование показателя Казань Калининград
Удельная экономия времени пользователями ВТС
в расчете на единицу транспортной работы PTRSi
(час/вело-км) по сравнению с:
автомобилистами 0,0100 0,0111
пользователями ОТ 0,0794 0,0635
пешеходами 0,1214 0,1224
Коэффициент пространственно-планировочной 0,5 0,5
эффективности, Кэ
Работа за год, вел.*км 249 298 218 83 209 475
Общая величина сэкономленного пользователями
ВТС времени TSti (час/год) по сравнению с:
автомобилистами 1245854,2 463596,7
пользователями ОТ 9902561,4 2640733,9
пешеходами 15132304,2 5092665,8
Сокращение времени передвижения населения за 9559865,0 2668213,4
счет использования велосипедов, час/год
протяженности ВТС. Этот способ более применим в условиях существующей ВТС. Предлагается осуществлять расчет объёма велотранспортной работы Ш(Т), вело*км, выполняемой за время Т, по формуле
« т
, (5)
1=1
где Ь. - длина 1-го участка ВТС, км; Б^) - зависимость интенсивности движения на 1-м участке ВТС от времени на рассматриваемом временном
интервале, вел/мин; Т - интервал времени, за который рассчитывается транспортная работа, час; ки - коэффициент неопределённости, учитывающий долю перемещений велосипедистов за пределами рассматриваемой ВТС (для укрупнённых расчётов примем ки = 1,5); п - количество участков ВТС.
На основе материалов социологических опросов населения. Этот способ можно использовать для оценочных расчётов в условиях формирующейся ВТС. Предлагается осуществлять расчет
объёма велотранспортной работы W(T), вело*км, выполняемой за время Т, по формуле
W(T)=P-| (p(t>D(t]dt
(6)
где Р - количество жителей в рассматриваемом регионе, чел; - зависимость доли жителей, использующих велосипед, от времени на рассматриваемом временном интервале, вел./чел.; Б(1) - зависимость среднесуточной длины поездок велосипедиста от времени на рассматриваемом временном интервале, км/сутки; Т - интервал времени, за который рассчитывается транспортная работа, неделя.
По результатам математического моделирования транспортного спроса и предложения на существующей или перспективной ВТС как составной части УДС крупного города. Для оценки объемов транспортных корреспонденций на УДС и ВТС города формируется статическая транспортная модель (ТМ) исследуемого района. Процесс создания такой модели включает в себя 4 стадии (шага). На 1-й стадии определяются суточные объемы отправления-прибытия по каждому району въезда-выезда. При этом существующие исходные данные по землепользованию и социально-экономическим показателям привязаны к административным районам и поселениям, а в стандартной транспортной модели каждый объект содержит несколько районов въезда-выезда. Поэтому перерасчет социально экономических показателей для каждого такого района производится по формуле
рч = Р • /5р, (7)
где Р1 - значение 1-го социально-экономического показателя )-й административной территории; Бр. - значение общей жилой площади застройки ) -й административной территории с учетом этажности зданий; Р.. - значение 1-го социально-экономического показателя района въезда-выезда; Бр.. - значение общей жилой площади застройки района въезда-выезда с учетом этажности зданий.
Затем в каждом из районов рассчитывается доля активного населения, использующего тот или иной тип ТС. Для этого необходимо знать ряд косвенных показателей, например тип района въезда-выезда, возрастные характеристики населения района, наличие учреждений здравоохранения, социального обеспечения и др. Большинство из них определяется путем социологических опросов населения. Такой расчет не дает желаемой точности, и для каждого из показателей производится уточнение значения путем выполнения процедуры итеративной калибровки 4-х стадийной ТМ, с корректировкой показателей на всех стадиях моделирования. Значение доли активного населения ша определяется по следующей формуле
Ша = ^ / N. (8)
На 2-й стадии процесса осуществляется
расчет матрицы корреспонденций. Для этого устанавливаются функции распределения пассажиропотоков с учетом особенностей исследуемой территории.
На 3-й стадии процесса осуществляется распределение корреспонденций по видам ТС. На основании социологических опросов принимается, что определенная часть пассажиров пользуется только индивидуальные АТС, другая часть - только ОТ. В результате перераспределение транспортных потоков (ТП) происходит среди тех респондентов, которые при изменении условий движения могут выбрать другое ТС, например велосипед.
На 4-й стадии осуществлялось окончательное распределение пассажиропотоков по транспортной сети. При этом итеративная калибровка ТМ производится при помощи программного комплекса Aimsun 8 Expert10-15 раз.
Для того создания ТМ используются следующие исходные данные:
- данные о землепользовании и социально-экономические показатели данного района (общая численность населения, уровень безработицы и др.);
- параметры различных компонентов транспортной системы (УДС, ВТС и др.) данного района (протяженность, пропускная способность и др.).
В качестве исходных данных при создании транспортной модели ВТС г. Москвы использована актуализированная схема ВТС, разработанная ЦНИИП Велотранспорта. При этом общая площадь территории города разделена на несколько районов в пределах соответствующих транспортных колец:
- внутри Садового кольца (СК);
- между СК и Третьим Транспортным кольцом (ТТК);
- между ТТК и Московской Кольцевой железной дорогой (МЖД);
- между МЖД и МКАД.
По результатам анализа картографической информации в таблице 2 приведены данные о протяженности соответственно УДС и ВТС внутри каждой из перечисленных территорий.
Оценка изменения транспортного спроса в результате пересаживания части автовладельцев и пользователей РТ на велосипед для участка территории г. Москвы произведена с использованием программного комплекса Aimsun 8 Expert. Рассматриваемый участок включал часть Бульварного кольца от ст. м. Чистые пруды до улицы Воронцово поле, а также рад улиц ЦАО г. Москвы от ст. м. Китай-город до ст. м. Чкаловская. При этом предполагается организовать велопешеход-ный переход через СК. В соответствии с расчетом средняя интенсивность движения велотранспорта в ЦАО может составить 75 вело/час, средняя прогнозируемая интенсивность движения АТС на данном участке УДС - 1150 авт./час.
Таблица 2. Суммарная протяженность участков УДС и ВТС в пределах транспортных колец г. Москвы, км
Наименование Протяженность УДС Протяженность ВТС Отношение протяженности ВТС к УДС
В пределах Садового кольца(СК) 127 15,71 0,124
Между СК и ТТК 542 29,21 0,053
Между ТТК и кольцом МЖД 784 50,58 0,065
Между кольцом МЖД и МКАД 2147 491,5 0,23
Всего 3600 587 0,163
Потенциальное снижение транспортной работы, выполняемой прочими видами городского транспорта, в первую очередь личного автомобильного можно определить по формуле (авт.*км)
М = Ь КВ- Ш(Т)/Кс = N ■ ДЬ , (9)
где 5 - доля велосипедистов, ранее использовавших личный автомобиль; КВ-региональный коэффициент пассажировместимости велотран-спортных средств (в настоящее время можно принять Кв=1), пасс/вело; Кс -коэффициент наполнения салона автомобиля, пасс/авт.; W(T) -объём велотранспортной работы, выполняемой за время Т, вело*км; N - общее количество личных автомобилей, авт.; ДЬ - изменение среднегодового пробега1 автомобиля, связанного с заменой части автомобильных поездок велосипедными поездками, км.
В соответствии с расчетами, проведенными для г. Москвы, величина показателя принимается равной 84,8 авт.-км на каждый автомобиль (чуть более 1% общей транспортной работы личных автомобилей г. Москвы за 2014 г.). Данный расчет был проверен экспериментально при помощи построения ТМ. Согласно результатам данного эксперимента, рост величины велотран-спортной работы, приведет к снижению величины автотранспортной работы на 1,6%. Данная величина незначительно отличается от значения, полученного расчетным путем. Следовательно, результаты эксперимента можно считать достоверными.
Для городов Казани и Калининграда величина данного показателя составила соответственно 160,6 и 105,1 авт.-км.
Далее показатель снижения величины автотранспортной работы можно использовать в качестве одного из входных параметров при оценке ожидаемой эффективности и показателей ЭБ от реализации комплекса мероприятий по развитию велосипедного движения. Оценка проводится по следующим аспектам:
- оценка возможного эффекта (снижение то-пливопотребления, выбросов ЗВ) за счёт замены части автомобильных перевозок велосипедными
передвижениями (показатели Б2 Б3 и Б4) [7-9];
- оценка возможного социально-экономического эффекта за счёт улучшения состояния здоровья населения (показатель Б5) [4].
Для расчета показателя Б2 необходимо использовать методику [7]. Данная методика позволяет рассчитать выбросы загрязняющих веществ при пуске и прогреве двигателя транспортных средств, а также пробеговые выбросы. Следует отметить, что величина всех упомянутых групп выбросов от автотранспорта снижается при увеличении величины велотранспортной работы Выражая величину снижения суммарных выбросов ЗВ от АТС через мы получим следующую формулу.
ац-Ь л, 1* ьа.
• п;- • щ ■ ,(10)
где т. - пробеговый выброс г-го загрязняющего вещества АТС /'-го расчетного типа при движении по улицам и дорогам к-й категории, г/км; /и - протяженность 1-го участка улиц и дорог к-й категории, км; Ыка - интенсивность движения АТС /-го расчетного типа на /-м участке улиц и дорог к-й категории в течение суток, тыс. авт./сутки; т21.п -выброс г-го загрязняющего вещества при пуске и прогреве двигателя АТС /-го расчетного типа для п-го периода года, г/мин; 1пр - время прогрева двигателя, мин; п. - количество холодных пусков в день АТС /-го расчетного типа; а. - коэффициент выезда АТС /-го расчетного типа [7].
Снижение расхода топлива, потребляемого АТС, рассчитывается по методике [8].
Результаты расчетов показателей Б2и Б3 показаны в табл. 3 и 4.
Значение показателя эффективности Б4определялось по величине шумовой характеристики транспортных потоков (ШХТП) по формуле [10]
1Ъъ = 9,5 + 12,64.1в£г)+ 7,9В ■ 16(1+Рг)+ 11,39 ,
(11)
где Ы0 - расчетная максимальная интенсивность движения, авт./ч; Рг - доля грузовых АТС и автобусов, %; V - скорость движения, км/час.
Из формулы 11 следует, что на величину ШХТП
Таблица 3. Расчет величины снижения выбросов ЗВ автотранспортом т/год.
Наименование CO VOC CH4 N2O NOx NH3 PM2,5 PM10 CO2
Москва 991,110 84,302 6,274 1,094 91,506 7,690 5,4923756 8,570 74822,04
Казань 56,656 8,427 1,091 0,153 8,556 0,954 0,832 1,395 12715,1
Калининград 23,428 3,839 0,458 0,101 5,928 0,426 0,455 0,742 6302,9
Таблица 4. Снижение расхода топлива, тыс. л/год
Наименование Бензин Дизельное топливо Газовое моторное топливо
Москва 21,135 2,851 0,041
Казань 3,385 0,547 0,157
Калининград 1,570 0,446 0,07
будет влиять интенсивность, скорость и состав транспортного потока, которые зависят от принятых архитектурно-планировочных решений и условий организации дорожного движения.
Типичными для городской среды являются следующие мероприятия по ограничению использования автомобилей в городе.
1) Перепланировка типичной городской улицы в велопешеходную зону. Автотранспортный шум в данном случае отсутствует, и шум принимается равным фоновому.
2) Ограничение скорости движения автотранспорта до 30 км/ч с организацией совмещённого автомобильно-велосипедного движения. Величина ШХТП может быть рассчитана по формуле
¿7.5 = - 1е(Л/„ - N0 + 12,64 - - т^) +
+ 7,98 -1В(1 + РГ)+ 11,39 , (12)
где Ы1 - расчетная максимальная интенсивность движения после создания ВТС, авт./ч; у1 - скорость движения после принятия ограничительных мер, км/час.
3) Устройство велосипедной дорожки (или ве-лополосы) вместо крайней правой полосы проезжей части на улицах с различным количеством полос проезжей части. Величина ШХТП может быть рассчитана по формуле
¿7>5 = 9,5 • ^о - + 12,64 • 180) + + 7,98 • 1§(1 + РТ) + 11,39 - ¿¿рас , (13)
где ОЬрас - поправка, учитывающая затухание транспортного шума с расстоянием, дБА.
Величина цилиндрической дивергенции 0Ьрас имеет наибольшее значение при реализации мероприятия 3 и рассчитывается по формуле
Ж,рас = 10-18((До+/,в)/Яо), (14)
где Ьв - ширина созданной велополосы, м; = 7,5 м.
Все три вышеупомянутых мероприятия способствуют улучшению экологической обстановки в крупных городах.
Для оценки величины ШХТП в данной работе было проведено 6 измерений эквивалентного уровня транспортного шума на территории г. Москвы с имитацией реализации трех вышеописанных мероприятий. Измерения были проведены в соответствии с требованиями ГОСТ 20444-85 [11] в апреле 2014 г. в сухую, безветренную погоду, в период максимальной интенсивности движения транспорта [12].Сравнительная оценка результатов эффективности предлагаемых мероприятий показана на рис. 2.
В соответствии с расчетами, количество людей, которые будут проживать в комфортных условиях после реализации шумозащитных мероприятий, составит в Москве32000 чел., Казани
- 25000 чел., Калининграде - 12500 чел.
Эффект от снижения заболеваемости и смертности населения за счет развития велосипедного движения (S5) может быть рассчитан с помощью методики «HEAT» [4].
Блок-схема оценки риска смерти среди людей, использующих велосипед в качестве транспортного средства, показана на рис. 3.
Относительный риск смерти среди людей, использующих велосипед в качестве транспортного средства, в соответствии с методикой «HEAT» можно определить по формуле
н = --а-ню, (15)
где P - расстояние, преодоленное велосипедистом за год в исследуемом районе; Pk - расстояние, преодоленное велосипедистом за год в Копенгагене, рассчитано, исходя из 3 часов в неделю для предполагаемой частоты поездок 36 недель в год с предполагаемой скоростью 14 км/ч; RR
- относительный риск смерти велосипедиста, принимается равным 0,72 [4]. Уровень смертности населения в Москве на 1 января 2013 г. составлял 980 чел. на 100000 населения в год [13].
Если допустить, что доля активных велосипедистов после создания качественной ВТС составит
Рис. 2. Величина ШХТП до и после внедрения архитектурно-планировочных мероприятий, дБА
Количество поездок в день х расстояние, проделанное за 1 поездку
1£
Количество дней в год, когда совершались поездки на велосипедах х
Средн^п гкорость
г^ор
Расстояние, преодоленное на велосипеде за год на ВТС
3J
Относительный риск смерти среди людей, использующих велосипед в качестве транспортного средства
Рис. 3. Блок-схема оценки риска смерти людей, использующих велосипед в качестве транспортного средства по методике HEAT (S5)
от 1 до 10% трудоспособного населения, то можно оценить динамику ожидаемого снижения смертности населения при достижении определенного уровня интенсивности использования велотран-спорта. Результаты такой оценки для г. Москвы приведены на рис. 4.
При выполнении расчетов принималось, что велосипедный транспорт активно используется примерно 6 месяцев (180 дней) в год. Среднее расстояние, преодолеваемое 1 велосипедистом в год 1800 км/год. Данный уровень велосипедизации ведет к снижению уровня смертности населения на 15%. Тогда при увеличении доли активных велосипедистов с 1 до 10% будет предотвращено от 100 до 1018 смертей от гиподинамии.
Уровень обеспечения безопасности велосипедистов (S6) зависит от ряда статических и динамических факторов. Поскольку развитие ВТС в городах приведет к увеличению числа велосипедистов и величины велотранспортной
работы, требования безопасности к ВТС будут постоянно возрастать. Поэтому важно на основе междисциплинарных исследований установить и оценить значения показателей безопасности на разных этапах автомобильного, велосипедного, велопешеходного движения от начала до конца маршрута [14]. К основным показателям аварийности относятся:
- число ДТП с велосипедистами;
- тяжесть последствий ДТП (число погибших, раненых, пострадавших);
- величина материального ущерба;
- удельные показатели (на 1 млн. автомобиле-км, на 100 тыс. населения, на 10 тыс. ед. подвижного состава, на 1000 вело-км и др.).
Методический подход [15-17], который был использован в данной работе, предусматривает оценку возможных конфликтных ситуаций (КС) при проектировании ВТС под действием различных возмущений (интенсивности движения
Рис. 4. Динамика снижения уровня смертности населения при увеличении уровня интенсивности использования велотранспорта в г. Москве
АТС, скорости АТС) в соответствующих пространственных условиях для заинтересованных сторон (велосипедистов, пешеходов). Результатом процедуры оценки является расчетное значение уровня безопасности каждого элемента сети, имеющего несколько качественных ступеней (уровней) безопасности дорожного движения. Их введение облегчает сравнение результатов различных исследований. Реализуемые или перспективные планы достижения определенного уровня безопасности являются индикатором при создании технологий и объектов обустройства дорог, объектов ВТС требуемого уровня безопасности.
Безопасность ВТС оценивалась величиной уровня опасности КС о, которая отражает вероятность наступления ДТП с участием велосипедистов [16]: при о= 1 ДТП неизбежно, при о=0 вероятность ДТП равна нулю. На степень опасности КС влияют: наличие перекрёстков; интенсивность движения автотранспорта; скорость движения автотранспорта; тип велодорожки, её ширина.
Оценка величины уровня опасности КС отличается при движении по прямолинейным участкам и при пересечении перекрестков. В первом случае о зависит от интенсивности движения автомобилей и скорости их движения. Во втором дополнительным фактором становится тип перекрестка. Причем наиболее опасным является пересечение крестообразных перекрестков. Для оценки опасности веломаршрутов выделены 4 диапазона степеней опасности: зелёный - безопасный (о=0...0,2); жёлтый -малоопасный(о=0,2...0,5); оранжевый - опасный (о=0,5...0,7); красный - очень опасный (о^0,7).
Для проведения оценки величины о на участках дорог и улиц, по которым проходят (или будут проходить в перспективе) велосипедные маршруты, сначала определяются ориентировочные скорости и интенсивности движения автотранспорта, ГИС «Яндекс-карты» и «Яндекс-панорамы». Далее
улица разбивается на прямолинейные участки и перекрёстки, которым на основании проведенного анализа присваиваются степени опасности.
Выполненные расчёты показали, что в Калининграде из 25,313 км рассмотренных веломаршрутов только 9,84 км являются безопасными; 10,086 км - малоопасными; 4,863 км - опасными и 0,524 км - очень опасными. Из 72,101 км перспективных маршрутов г. Калининграда 66,183 км будут безопасными, 4,534 км - малоопасными и 1,384 км - опасными. Что касается г. Казани, то из 116,725 км перспективных маршрутов только 90,857 км будут безопасными, 19,605 км - малоопасными и 4,907 км - опасными и 1,356 км -очень опасными.
Таким образом, подставляя полученные значения отдельных показателей эффективности 81-Б6 в формулу (1), можно количественно оценить значение интегрального критерия эффективности ВТС Рэф.
эф
Как отмечалось, значимость или весомость указанных выше показателей в формуле (1) устанавливается экспертным путем. При этом степень оказываемого влияния зависит, прежде всего, от развития транспортных систем и их отдельных компонентов (в т.ч. велосипедного транспорта) в отдельных городах. Рассмотрено несколько вариантов распределения уровней значимости отдельных показателей воздействия.
Вариант 1 (Потребность в физической активности): наиболее важным показателем воздействия ВТС на ОС и человека принимается снижение уровня заболеваемости и смертности населения (борьба с гиподинамией).
Вариант 2 (Улучшение условий движения ТС и борьба с ТЗ): наиболее важным показателем воздействия ВТС на ОС и человека принимается экономия времени.
Вариант 3 (Экономия топливно-энергетических ресурсов): наиболее важным показателем
воздействия ВТС на ОС и человека принимается экономия топлива.
Вариант 4 (Ускоренный переход на стандарт Евро 5 и активное развитие ОТ): наиболее важным показателем воздействия ВТС на ОС и человека принимается снижение уровня транспортного шума (Б^).
Вариант 5 (Ужесточение контроля над выбросами ЗВ): наиболее важным показателем воздействия ВТС на ОС и человека принимается снижение выбросов ЗВ автотранспортом (Б2).
Вариант 6 (борьба с ДТП): наиболее важным показателем воздействия ВТС на ОС и человека принимается повышения уровня безопасности дорожного движения (обеспечение безопасности).
Значения коэффициентов значимости для данных вариантов приведены в табл. 5.
Динамика изменения величины критерия Рэф при разных значениях величины велотран-спортного спроса в г. Москве показана в табл. 6 и на рис. 5.
Величина Р меняется в зависимости от
эф
приоритетности того или иного показателя с 0,7 до 1,01 при значении порядка 1% (при реализации предлагаемой ВТС) и с 1,02 до 1,11 при значении порядка 10% (показатели развитых стран). Дальнейший рост величины Рэф маловероятен, прежде всего, в силу востребованности автотранспорта и ОТ для поездок на большие рас-
стояния. Вместе с тем, положительная динамика, наблюдаемая при реализации всех предложенных вариантов, говорит о том, что рост величины ве-лотранспортной работы в любом случае приведет к увеличению общего уровня эффективности ВТС в крупном городе.
Такие же расчеты были проведены для г.г. Казани и Калининграда. Они показали, что значение критерия эффективности Рэф для упомянутых городов составило, соответственно, 1,013 и 1,037. То есть предлагаемые ВТС являются эффективными. Кроме того, расчеты показывают, что величина критерия Рэф растет с уменьшением размеров рассматриваемого города. Данная зависимость говорит о том, что развивать велосипедное движение в малых и средних городах проще, чем в больших, а эффект, получаемый за счет эксплуатации велотранспорта, в малых городах проявляется быстрее.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Галышев А.Б., Трофименко Ю.В. Решение экологических и социально-экономических проблем крупных городов путем развития велосипедного движения // Международный студенческий научный вестник. 2015. № 3-3. 2015. С. 318-319.
2. ШелмаковП.С.,Шелмаков С.В. Развитие велосипедного движения в Российской Федерации // Успехи современного естествознания. 2012. № 6. С. 183-184.
Таблица 5. Коэффициенты значимости отдельных показателей воздействия (экспертная оценка)
Показатель значимости Наименование Коэффициент значимости, варианты
1 2 3 4 5 б
Борьба с гиподинамией а1 0,5 0,25 0,125 0,2 0,175 0,15
Экономия времени 0.2 0,2 0,5 0,175 0,15 0,025 0,05
Экономия топлива а3 0,1 0,15 0,5 0,025 0,125 0,2
Снижение уровня шума а4 0,05 0,025 0,025 0,5 0,075 0,05
Снижение выбросов ЗВ «5 0,05 0,025 0,075 0,025 0,5 0,05
Обеспечение безопасности аб 0,1 0,05 0,1 0,1 0,1 0,5
Таблица 6. Зависимость балльных значений отдельных показателей воздействия от общего числа автомобилистов, пересевших на велосипед (вариант 6 на примере г. Москвы)
Показатель эффективности Доля автомобилистов, пересевших на велосипед, %
1 1,6 2,5 5 7,5 10
Время 1,072 1,071 1,07 1,069 1,067 1,065
Выбросы ЗВ 1,009 1,014 1,022 1,046 1,07 1,096
Топливо 1,01 1,016 1,026 1,053 1,081 1,111
Шум 1,01 1,016 1,025 1,05 1,075 1,1
Гиподинамия 1,015 1,024 1,038 1,08 1,125 1,174
Безопасность 0,389 0,424 0,477 0,624 0,7715 0,918
Критерий Рэф 0,703 0,724 0,755 0,843 0,931 1,02
1,2
0,8 -
0,6
0,4
0,2
1%
1,60%
I
2,50%
5%
7,50%
10%
I Вариант 1 I Варна нт2 Варна нтЗ I Вариант 4 I Варна нт5 Варианте
Рис. 5. Сравнительная оценка значения критерия Рэф при разных вариантах распределения значимости Б. в зависимости от величины велотранспортной работы
3. Copert 4. Компьютерная программа для расчета выбросов, создаваемых дорожным транспортом. Руководство пользователя (версия 9.0) [Электронный ресурс] // European Topic Centreon Air and Climate Change. Текст. и граф. дан. 2012. Систем. требования: AdobeReader. URL: http://www.emisia. com/content/copert-documentation (дата обращения: 23.12.2014).
4. Rutter H. Health economic assessment tool for cycling (HEAT for cycling) [Электронный ресурс]: -Copenhagen: WHO Regional Office for Europe, 2011. Систем. требования: Adobe Reader. URL: http://www. thepep.org/ClearingHouse/docfiles/HEAT.pdf (датао-бращения: 22.06.2013).
5. Шелмаков С.В., Галышев А.Б. Оценка экономического эффекта, обусловленного сокращением времени передвижения при эксплуатации велотранспорт-ной сети г. Москвы // Автомобиль. Дорога. Инфраструктура. 2015. № 2(4). 2015. С. 10.
6. Галышев А.Б., Шелмаков С.В. Методика оценки эколого-экономической эффективности вело-транспорта в зависимости от интенсивности его использования // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2014. № 4(39). С. 107-110.
7. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов / В.В. Донченко [и др.].; [под общ.ред. В. В. Донченко]. М.: Автополис-плюс, 2008. 84 с.
8. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте: методические рекомендации / В. Ф. Туровский [и др.].; [под общ. ред. Голубевой Т.М.]. М.: АвтоПолис, 2008. 79 с.
9. Галышев А.Б., Шелмаков С.В. Оценка потенциаль-
ного акустического эффекта от внедрения мероприятий по развитию велосипедного движения в городах // Инновационное развитие современной науки: сборник статей Международной научно-практической конференции (30-31 мая 2014 г., г. Уфа). Уфа, РИО МЦИИ «ОМЕГА САЙНС». 2014. С. 79-85.
10. Основы проектирования транспортных шумоза-щитных экранов. Учеб. пособие / И.Л. Шубин, И.Е. Цукерников и др. М.: ИД «БАСТЕТ», 2015 208 с.
11. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности. Текстовые документы: изд. офиц. - переизд. Сен. 1999 с Изм. 1 (ИУС. 1989. №3). Взамен ГОСТ 12.1.003-76; введ. 1984-07-01. М.: Госком СССР по стандартам, 1983. 10 с. - (Единая система конструкторской документации). - УДК 534.835.46:658.382.3:006.354. Группа Т58.
12. Трофименко Ю.В., Евгеньев Г.И. Экология: Транспортное сооружение и окружающая среда: пособие для студ. высш. учеб. Заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2006.
13. Труд и занятость населения Москвы. 2012 г.: статистический сборник [под общ. ред. Кайновой С.А.]. М.: Департамент труда и занятости населения города Москвы, 2013. 120 с.
14. Baier R., Goebbels A., Klemps-Kohnen A. Sicherheitskenngrößen für den Radverkehr. BSV Buero für Stadt- und Verkehrsplanung. Aachen. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen. Verkehrstechnik. Heft V 288. Bergisch Gladbach, 2013. - 58 s. URL: http:// bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2014/698/pdf/V228b. pdf (дата обращения: 23.12.2014).
15. Сова А.Н., Трофименко Ю.В., Буренин В.В. Велотран-спорт для городов России // Транспорт Российской Федерации. 2013. № 4 (47). С. 42-45.
16. Шашина Е.В. Разработка научно-методических основ оценки надёжности водителя автобуса в условиях возникновения конфликтных и чрезвычайных ситуаций: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10. М., 2014. 20 с.
17. Разработка методик и стандартов для объектов транс-
портной инфраструктуры: пешеходного и велосипедного движения по теме: Анализ зарубежного и отечественного опыта, разработка методики, оценка эффективности и уровня безопасности велосипедного и пешеходного движения (1 этап). Отчет о научно-исследовательской работе. М.: МАДИ, 2016. 230 с.
TECHNIQUE OF QUALITY ESTIMATION EFFICIENCY'S OF CYCLE TRANSPORT NETWORKING THE LARGE CITY
© 2016 Y.V. Trofimenko, A.B. Galyshev
Moscow State Automobile & Road Technical University (MADI)
The technique of a complex efficiency evaluation of cycle transport infrastructure as a part of transport system of the large city is given.
Keywords: bicycle, cycle transport infrastructure, cycle transport work, cycle transportation network, indicators of efficiency.
Yuri Trofimenko, PhD., Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of the Department«Techno sphere safety». E-mail: [email protected]
Aleksey Galyshev, the Graduate Student 4 Years of Training of the Department«Techno sphere safety». Power-ecological faculty. E-mail: [email protected]
