Определение характеристик улично-дорожной сети и систематизация данных по интенсивности движения индивидуального и общественного транспорта Г. О. Самара при построении имитационной модели транспортного процесса Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 656.13

Лаптев В.А., Самсонов М.А. , Чугунов И.А., Вельмезев Ф.Ф.

Самарский государственный технический университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ДАННЫХ ПО ИНТЕНСИВНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО И ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА Г.О. САМАРА ПРИ ПОСТРОЕНИИ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ

ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА

Аннотация. В данной работе рассмотрены вопросы подготовки исходных данных и разработки имитационной модели транспортного процесса на улично-дорожной сети г.о. Самара.

Ключевые слова: имитационная модель, транспортная система, характеристики улично-дорожной

сети.

В современных условиях развития инфраструктуры крупных городов транспортное планирование процессов функционирования дорожно-транспортных систем представляет собой одну из самых значимых и сложных задач, которая требует решения, как в масштабах всей страны, так и в отдельно взятых регионах и городах. Вместе с тем, транспортная система представляет собой сложную организационно-техническую систему со сложно прогнозируемым поведением, что накладывает дополнительные ограничения на процесс управления ею и оценки результатов последнего.

В настоящее время наиболее эффективным способом оптимизации структуры и процессов функционирования транспортной системы является создание и поддержание в актуальном состоянии имитационной модели транспортной системы. Эта модель позволяет отображать близкие к реальным закономерности транспортного процесса и оценивать последствия принятия управленческих решений. Именно таким путем развивается современное управление транспортными процессами во всем мире. Наиболее распространенными в настоящее время являются имитационные модели, создаваемые на основе теории транспортного моделирования. Как правило, имитационная транспортная модель состоит из двух основополагающих моделей - модели транспортного предложения и модели транспортного спроса. В связи с тем, что от качества исходных данных напрямую зависит адекватность имитационной модели реальной ситуации, основным этапом создания имитационной модели является этап сбора, обработки и анализа информации [1].

Вместе с тем, для построения имитационной модели транспортного процесса необходимо наличие следующей информации о характеристиках улично-дорожной сети и транспортном движении: тип до-

рог, пропускная способность полос движения, количество полос движения, желаемая скорость движения по полосе, допустимые системы транспорта, наличие запрещенных/разрешенных поворотов для различных систем транспорта; существующие системы транспорта (легковые, грузовые и т.д.), транспортные районы, среднегодовая суточная интенсивность, пропускная способность в час, общее разделение транспортных потоков на исследуемой территории. Необходимы также данные о движении общественного транспорта, технические характеристики парка общественного транспорта (вместимость, нормы затрат времени и т.д.). Важна информация о видах проездных билетов, тарифных зонах, маршрутах движения общественного транспорта, расположении остановок общественного транспорта, расписании движения общественного транспорта, времени нахождения общественного транспорта на остановках, заполненности транспорта при въезде в сеть, базовом времени задержки на остановках, входящей интенсивности пешеходного движения, расположении, ширине тротуаров, направлении движения пешеходов на перекрестках.

Исходя из этих условий и после определения необходимой структуры данных, была проведена работа по сбору и систематизации данных по интенсивностям движения транспортных и пассажирских потоков по видам транспорта на 29 постах в различных частях города Самары и на въездных магистралях в разрезе времени суток. Полученные данные были сведены в Таблицу 1.

Таблица 1. Результаты наблюдений транспортных потоков г.о. Самара

№ поста Название поста Направление Количество легковых автомобилей в утренний расчетный час

i ул.Ново-Садовая перед пр.Ленина 1(из центра) 1 655

i ул.Ново-Садовая перед пр.Ленина 2(в центр) 2 285

2 ул.Мичурина перед ул.Полевой 1(из центра) 1 348

2 ул.Мичурина перед ул.Полевой 2(в центр) 1 288

3 ул.Ново-Урицкая перед ул.Владимирская 1 (от Волги) 766

3 ул.Ново-Урицкая перед ул.Владимирская 2 (к Волге) 840

4 мост через Самару 1(из центра) 882

4 мост через Самару 2(в центр) 1 540

5 Гагарина перед Тухачевского 1(из центра) 1 880

5 Гагарина перед Тухачевского 2(в центр) 2 166

6 Ново-Садовая после 22 Партсъезда 1(из центра) 1 498

6 Ново-Садовая после 22 Партсъезда 2(в центр) 1 749

7 Московское шоссе после 22 Партсъезда 1(из центра) 2 029

7 Московское шоссе после 22 Партсъезда 2(в центр) 3 119

8 Антонова-Овсеенко после 22 Партсъезда 1(из центра) 902

8 Антонова-Овсеенко после 22 Партсъезда 2(в центр) 1 142

9 ул. Победы после 22 Партсъезда 1(из центра) 1 241

9 ул. Победы после 22 Партсъезда 2(в центр) 1 664

10 Заводское шоссе после ул. 22 Партсъезда 1(из центра) 518

10 Заводское шоссе после ул. 22 Партсъезда 2(в центр) 359

11 ул.Авроры перед Карла Маркса 1(от Волги) 1 193

11 ул.Авроры перед Карла Маркса 2(к Волге) 1 261

12 ул.Демократическая после Ташкентской 1(из города) 797

12 ул.Демократическая после Ташкентской 2(в город) 1 236

13 ул.Алма-Атинская до пересечения с пр.К.Маркса 1 (от Волги) 766

13 ул.Алма-Атинская до пересечения с пр.К.Маркса 2 (к Волге) 764

14 Зубчаниновское шоссе 1(из города) 221

№ поста Название поста Направление Количество легковых автомобилей в утренний расчетный час

14 Зубчаниновское шоссе 2(в город) 1 226

15 ул. Гагарина после 22 Партсъезда 1(из центра) 1 279

15 ул. Гагарина после 22 Партсъезда 2(в центр) 598

16 Ракитовское шоссе до пересечения с пр.К.Маркса 1 ( от Волги) 1 532

16 Ракитовское шоссе до пересечения с пр.К.Маркса 2 (к Волге) 1 662

17 пр.Кирова до пересечения с пр.Карла Маркса 1 (от Волги) 1 350

17 пр.Кирова до пересечения с пр.Карла Маркса 2 (к Волге) 1 068

18 Волжское шоссе до пересечения с Красно-глинским шоссе 1 (из центра) 960

18 Волжское шоссе до пересечения с Красно-глинским шоссе 2 (в центр) 1 266

19 Красноглинское шоссе до пересечения с ул.С.Лазо 1 (из центра) 266

19 Красноглинское шоссе до пересечения с ул.С.Лазо 2 (в центр) 245

20 Московское шоссе, после поста ГИБДД до пересечения с ул.Яблоневой 1(из города) 1 289

20 Московское шоссе, после поста ГИБДД до пересечения с ул.Яблоневой 2(в город) 1 286

21 ул.Земеца до путепровода через ж/д 1 (от Волги) 605

21 ул.Земеца до путепровода через ж/д 2 (к Волге) 653

22 выход из города через сокский мост у п.Волжский 1(из города) 1 220

22 выход из города через сокский мост у п.Волжский 2( в город) 750

23 по М5 перед выходом на Обводную дорогу 1(из города) 2 185

23 по М5 перед выходом на Обводную дорогу 2(в город) 1 085

24 Аэропортовское шоссе за постом ГИБДД 1(из города) 2 150

24 Аэропортовское шоссе за постом ГИБДД 2(в город) 1 367

25 Авроры у поста ГИБДД 1(из города) 1 183

25 Авроры у поста ГИБДД 2(в город) 1 802

26 въезд в Самару от Рубёжки 1(из города) 833

26 въезд в Самару от Рубёжки 2(в город) 564

27 выезд из Самары с М-32 за кольцом ЮОД 1(из города) 598

27 выезд из Самары с М-32 за кольцом ЮОД 2(в город) 336

28 въезд в Самару из Новокуйбышевска 1(из города) 877

28 въезд в Самару из Новокуйбышевска 2(в город) 798

29 выезд из города в п.Гранный 1(из города) 355

29 выезд из города в п.Гранный 2(в город) 448

Далее в ходе подготовки исходных данных для построения имитационной модели был проведен

анализ существующего парка общественного транспорта (Таблица 2).

Таблица 2

Характеристика городского общественного пассажирского транспорта г.о. Самара

Вид транспорта Обслуживающее предприятие Количество маршрутов Парк подвижного состава

Трамвай МП г.о. Самара «Трамвайнотроллейбусное управление» 22 432

Автобус МП г.о. Самары «Пассажирав-то-транс» 52 396

Троллейбус МП г.о. Самара «Трамвайнотроллейбусное управление» 15 249

Метро МП «Самарский метрополитен» 1 линия 46 вагонов

Коммерческий транспорт 98, из них дублируют муниципальные маршруты - 49. 1868

На следующем этапе была проведена работа по сбору и систематизации данных по интенсивностям движения пассажирских потоков.

Наблюдение пассажиропотоков на наземном общественном транспорте производилось по 6 постам в различных частях города Самары, результаты наблюдений, приведены к утреннему расчетному часу. (Таблица 3).

Таблица 3

Результаты наблюдений пассажиропотоков на общественном транспорте г.о. Самара

Номер поста Название поста Направ- ление Количество пассажиров в утренний

рсего в сом числе на трамвае

1 Ново-Садовая после 22 Партсъезда 1(из центра) 5 309 3 013

1 Ново-Садовая после 22 Партсъезда 2(в центр) 6 343 3 570

2 Московское шоссе после 22 Партсъезда 1(из центра) 4 943

2 Московское шоссе после 22 Партсъезда 2(в центр) 9 258

Номер поста Название поста Направ- ление Количество пассажиров в утренний

рсего в сом числе на трамвае

3 Антонова-Овсеенко после 22 Партсъезда 1(из центра) 1 958

3 Антонова-Овсеенко после 22 Партсъезда 2(в центр) 2 650

4 ул. Победы после 22 Партсъезда 1(из центра) 3 396

4 ул. Победы после 22 Партсъезда 2(в центр) 2 984

5 Заводское шоссе после ул. 22 Партсъезда 1(из центра) 2 224

5 Заводское шоссе после ул. 22 Партсъезда 2(в центр) 1 803

6 ул. Гагарина после 22 Партсъезда 1(из центра) 2 330 1 181

6 ул. Гагарина после 22 Партсъезда 2(в центр) 2 4 97 994

Далее были выполнены работы по оценке пассажиропотоков на метрополитене. Результаты этих

наблюдений пассажиропотоков были приведены к утреннему расчетному часу и сведены в Таблицу 4. Таблица 4

Пассажиропоток на метрополитене г.о. Самара

Участок сети Поток в утренний расчетный час, тыс.человек Длина перегонов, км

пря- мо обратно в оба направления

прямо обратно в оба направления

Юнгородок - Кировская 0,23 0,78 1,01 1,0 1,1 2,1

Кировская - Безымянка 0,35 1,36 1,71 1,6 1,6 3,2

Безымянка - Победа 0,75 1,46 2,21 1,1 1,1 2,2

Победа - Советская 0,92 1,47 2,39 1,2 1,2 2,4

Советская - Спортивная 1,05 1,30 2,35 1,4 1,4 2,8

Спортивная - Гагаринская 0,92 1,02 1,94 1,5 1,5 3,0

Гагаринская - Московская 0,38 0,44 0,82 1,3 1,3 2,6

Московская - Российская 1,01 0,97 1,98 2,2 2,2 4,4

ИТОГО 5,61 8,8 14,41 11,3 11,4 22,7

Таким образом, полученные исходные данные позволили в модуле VISUM рассчитать все четыре ступени классической модели транспортного движения (4-ступенчатая модель).

На заключительном этапе разработки транспортной модели была осуществлена её калибровка путем сравнения рассчитанных значений интенсивности с данными, полученными в результате натурных обследований транспортных потоков.

Для оценки адекватности и качества прогнозных транспортных моделей использованы общепринятые статистические критерии. Оценка проводилась по следующим параметрам: средняя абсолютная

ошибка; средняя относительная ошибка; абсолютное значение RMSE (root of mean squared error) -среднеквадратическое отклонение; относительное значение RMSE(root of mean squared error) -относительное среднеквадратическое отклонение; коэффициент корреляции. На рисунке 1 представлен фрагмент транспортной модели.

Д~УКЦМ 11.51-05 - Сеть: Самара.уег* - ^

I B Файл Редактор Вид Списки Фильтр Расчет Графика Сеть Спрос Дополнения Скрипты Окно

-1Д1 X

[| (_Й *Н|й||9'*,0|'г|й(г»© || ИИ S ^ % Выбрать ГpaфичПapa^ - -l В ВНР

* Обзор х

а

Сеть^^ыделени^^Латри^

ф Зоны платного проез;

Рй ▼ Пункты остановки

И Y Зоны остановки

0 Y Остановки

& р Y Системные пути

Щ Y Маршруты _

Фоны

А Тексты -

t быстрый вид

К 1% №

№__________

Код________

_______

Площадь Км2

Район: выбрать с помощью щелчка мыши.

а

i>

1:241698_______299194799_______198142240

Рис. 1 Транспортная модель г.о. Самара

Таким образом, в результате проведенной работы были определены структуры данных по характеристикам улично-дорожной сети, систематизированы данные по интенсивности движения индивидуального и общественного транспорта, систематизированы данные о прохождении маршрутов общественного транспорта, разработана имитационная модель спроса и предложения общественного и индивидуального транспорта, проведена калибровка и настройка достоверности имитационной модели .

ЛИТЕРАТУРА

1. Самсонов М.А., Папшев В.А. Решение задач организации и управления дорожным движением на основе информационных технологий / М.А. Самсонов // В мире научных открытий. 2010. № 4 (9). С.

140-141.