CC BY
9
Логистика и управление транспортными системами
УДК 656.072 DOI: 10.14529/em210320
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОННЕЛЕЙ ЧЕЛЯБИНСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА
Н.К. Горяев, С.О. Бандурко, С.М. Резников
Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, Россия
В статье рассматривается проблема имеющихся тоннелей Челябинского метрополитена. Проведён анализ текущего состояния и рассмотрены различные варианты достройки метро и создания скоростного трамвая с использованием подземных тоннелей. Рассмотрены 7 вариантов завершения строительства тоннелей: консервация всех объектов строительства метрополитена для возможного использования в отдаленном будущем; строительство первой линии метрополитена полностью; строительство пускового участка из 4 станций; строительство изолированной системы из трех станций; соединение с трамвайной линией на Северо-Запад; соединение с трамвайной линией в Металлургический район; соединение с трамвайной линией в Металлургический район с добавлением связи с трамвайной линией на Северо-Запад. и с помощью разработанной мультимодальной транспортной макромодели Челябинской агломерации, созданной с использованием программного обеспечения PTV VISUM, произведена оценка пассажиропотоков. Произведён расчёт технико-экономических показателей. Сделаны выводы о безальтернативности федерального финансирования завершения строительства объектов метрополитена и переход к эксплуатации в варианте подземного метрополитена или скоростного трамвая с подземными участками. Эффективность текущей эксплуатации любого из рассмотренных вариантов (операционная окупаемость) ввиду недостаточных пассажиропотоков, будет отрицательная.
Ключевые слова: муниципальные пассажирские перевозки, метрополитен, скоростной трамвай, эффективность.
Введение
Строительство метрополитена в Челябинске начато в 1992 году. Согласно отчету Контрольно-счетной палаты Челябинской области в 2020 году Челябинский метрополитен является самым крупным объектом незавершенного строительства в Челябинской области. Сумма вложений в него по состоянию на 2020 год составила 9,46 млрд рублей [1].
Согласно перспективной схеме МУП «Челяб-метротранстрой» [2, 3] в Челябинске было запланировано строительство трех линий метрополитена (рис. 1).
По состоянию на 2020 год в Челябинске построены два изолированных и не связанных между собой подземных участка метрополитена. Первый участок: левый и правый перегонные тоннели от ствола № 251 до ствола № 253 и станция «Торговый центр», пройденные буровзрывным способом. Второй участок: объекты метродепо, правый перегонный тоннель от депо до ствола № 250, пройденный тоннелепроходческим комплексом Lovat RME 222 SE (приобретен в 2004 году) и станция «Комсомольская площадь», построенная открытым способом. В общей сложности построено 4000 м перегонных тоннелей (рис. 2).
Теория
За последние 29 лет проект метрополитена, основа которого разработана в 1980-х годах, утратил свою актуальность и целесообразность по следующим причинам: наблюдается тенденция роста территории города, произошло смещение направлений пассажиропотоков в результате активной застройки окраин города (микрорайоны Чурилово, Академ-Риверсайд, Парковый, Парковый-2, Ньютон, Тополиная Аллея), а также строительства загородных микрорайонов в Сосновском районе (Белый Хутор, Вишневая Горка, Привилегия и др. в Кременкульском направлении); значительного сокращения рабочих мест на предприятиях Трак-торозаводского района, таких как ООО «ЧТЗ-Уралтрак»; увеличение количества жителей Копейска, работающих и обучающихся в Челябинске и т. д. В результате строящийся метрополитен (особенно в виде только пускового участка) не представляет собой вид общественного транспорта, способного существенно разгрузить улично-дорожную сеть, увеличить скорость сообщения за счет внеуличного расположения, принять на себя основной пассажиропоток на самых загруженных направлениях движения общественного транспорта, и тем самым не удовлетворяет потребность в перевозке пассажиров [4-6].
Рис. 1. Перспективная схема линий Челябинского метрополитена
Сложность по увязке существующих станций с действующей трамвайной сетью состоит в большой глубине заложения станций. В Волгограде портал для спуска трамвайных путей под землю перед станцией «Площадь Ленина» имеет протяженность 150 метров, при глубине заложения станции 7 метров. Глубина заложения станций челябинского метрополитена: «Проспект Победы» - 46 м, «Торговый центр» - 42 м, «Площадь Революции» - 42 м, «Комсомольская площадь» - 16 м.
Методология
На основе анализа ситуации были предложены следующие варианты использования существующих тоннелей Челябинского метрополитена:
1. Консервация всех объектов строительства
метрополитена для возможного использования в отдаленном будущем.
2. Строительство первой линии метрополитена полностью, отказ от строительства второй и третьей линий, восточная конечная станция переносится от проходной ЧТЗ к КБС.
3. Строительство пускового участка из 4 станций.
4. Строительство изолированной системы из трех станций - как минимально работоспособный вариант.
5. Соединение с трамвайной линией на Северо-Запад - скоростной трамвай Чичерина-КБС.
6. Соединение с трамвайной линией в Металлургический район - создание трамвайного маршрута ЧМЗ-КБС, проходящего центр города в тоннелях.
Логистика и управление транспортными системами
Рис. 2. Актуальное состояние объектов строительства
7. Соединение с трамвайной линией в Металлургический район с добавлением связи с трамвайной линией на Северо-Запад.
Сравнение вариантов проводилось с использованием мультимодальной транспортной макромодели Челябинской агломерации, разработанной с использованием программного обеспечения PTV Visum [7]. Модель агломерации включала 525 транспортных районов и более двухсот тысяч отрезков и узлов сети.
Исследование
Для каждого рассматриваемого варианта разрабатывалась версия модели с включением в неё трасс линий и остановочных пунктов. По результатам моделирования определялся пассажиропоток и его распределение (эпюры).
Пример эпюры пассажиропотока в утренний час пик по результатам моделирования с использованием PTV VISUM для первой линии метрополитена представлен на рис. 3.
Сравнение вариантов использования инфраструктуры строящегося метрополитена представлено на рис. 4.
Обсуждение
Письмом № М-517 от 22.10.2020 г. МУП Управление строительства метрополитена и транспортных сооружений «ЧелябМетроТрансСтрой» Администрации города Челябинска сообщило, что выполненные оценки затрат на возможные
варианты использования инфраструктуры на основании объектов-аналогов взяты по самой минимальной стоимости и, в соответствии с утвержденными проектами и сметами строительства метрополитена в городе Челябинска, затраты будут выше. Соединение объектов строящегося метрополитена с линиями трамвая по любому из вариантов оценивается МУП «ЧелябМетроТрансСт-рой» негативно.
В то же время варианты с использованием трамвая позволяют с минимальными затратами получить рабочий вариант системы скоростного пассажирского транспорта в г. Челябинске.
Выводы
При отсутствии федерального финансирования завершения строительства объектов метрополитена и переход к эксплуатации в варианте подземного метрополитена или скоростного трамвая с подземными участками не представляется возможным. Эффективность текущей эксплуатации любого из рассмотренных вариантов (метро по проекту первого пускового этапа первой очереди; продление линии метро к объектам формирования более крупных пассажиропотоков; достройка первой линии метро полностью; соединение с линиями трамвая для перевода части пассажиропотоков в тоннельный участок) ввиду недостаточных пассажиропотоков, будет отрицательная.
Отрезки Нагрузка (ПА)
U Метро_1
■■: " J фгаоуво«ЮУРГУ(НИУ|»
\ Гг ' &
■у 'Jjjjriilijjmjjj
Рис. 3. Эпюра пассажиропотока линии метрополитена
Консервация Метрополитен одна линия Метрополитен пусковой Трамваи Северо-Запад Трамваи ЧМЗ Трамвай ЧМЗ * Северо-Запад
Стоимость реализации, млрд. руб. 5,000 89,640 55,094 34,078 51.529 34,307 34,556
Затраты времени на строительство, лет 2 5 4 3 4 4 4
Год начала эксплуатации 2023 2026 2025 2024 2025 2025 2025
Количество подземных станций 0 в 4 3 4 3 3
Тип применяемых вагонов метропоезд метропоезд метро/трамвай трамвайные трамвайные трамвайные
Пассажиропоток, млн. пасс, в год 0 13 2,5 1 3,2 1,3 4,1
Выручка, млн. руб. в год 0 325 63 25 80 33 103
Затраты, млн. руб. в год 50 834 458 375 549 378 451
Субсидии бюджета, млн. руб. в год 50 509 396 350 469 346 349
"Субсидия в руб.Л поездку 39 158 350 147 266 85
При включении объектов инфраструктуры строящегося метрополитена элементом концессии на электротранспорт на 25 лет (2021-2046). без учета инфляции
Затраты концессионера на этапе строительства, млн. руб. в год 2 500 17 928 13 774 11 359 12 882 8 577 8 639
Затраты концессионера на этапе эксплуатации, млн. руб. в год 50 834 458 375 549 378 451
" Средние затраты концессионера в пересчете на один год. млн. руб. в год 246 4 253 2588 1 693 2 522 1 690 1 761
* Плановая убыточность т^и (вьруч<а - затраты), мга руб. в год 246 3 928 2 526 1 668 2 442 1 657 1 659
Рис. 4. Сравнительный обзор вариантов использования инфраструктуры строящегося метрополитена
в г. Челябинске
Литература
1. Контрольно-счётная палата Челябинской области -ksp74.ru/list.php?cat=audrep2020 - дата обращения 21.08.2021.
2. МУП Управление строительства метрополитена и транспортных сооружений - https://www.
rusprofile.ru/id/3267338 - дата обращения 21.08.2021.
3. Усманов, И.А. МУП «Челябметротрансст-рой» - 20 лет / И.А. Усманов // Метро и тоннели. -2012. - № 5. - С. 8-10.
4. Цариков, А.А. Стратегия развития скорост-
Логистика и управление транспортными системами
ного транспорта в крупных и крупнейших городах России / А.А. Цариков, С.А. Ваксман // Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния: материалы XXIV Международной (XXVII Екатеринбургской, II Минской) научно-практической конференции, Минск, 16-17 июня 2018 года. - Минск: Белорусский нац. техн. ун-т, 2018. - С. 97-104.
5. Меркушев, С.А. Трамвайные сети уральских региональных центров в меняющейся городской среде / С.А. Меркушев, А.В. Попов // Географический вестник. - 2017. - № 3(42). - С. 31-42. DOI: 10.17072/2079-7877-2017-3-31-42
6. Оценка перспективного пассажиропотока для первой очереди Челябинского метрополитена /
Н.К. Горяев, О.В. Гераскина, Д.С. Чикранова, В.Н. Смолин // Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации: сборник материалов Международной научной конференции, посвященной 60-летию Оренбургского государственного университета, Оренбург, 15-17 сентября 2015 года. - Оренбург: ООО ИПК Университет, 2015. - С. 86-89.
7. Моделирование транспортной ситуации с помощью пакета программ PTV Visum / А.А. Став-цева, М.Ю. Милина, М.С. Тарусова, В.В. Васильева // Современные материалы, техника и технология: сборник научных статей 9-й Международной научно-практической конференции. В 2-х т., Курск, 28 декабря 2019 года / отв. ред. А.А. Горохов. - Курск: Юго-Западный гос. ун-т, 2019. - С. 271-275.
Горяев Николай Константинович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автомобильного транспорта, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), goriaevnk@susu.ru.
Бандурко Сергей Олегович, аспирант кафедры автомобильного транспорта, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), sergey.bandurko@myrambler.ru.
Резников Сергей Михайлович, аспирант кафедры автомобильного транспорта, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), reznik74@mail.ru.
Поступила в редакцию 15 августа 2021 г.
DOI: 10.14529/em210320
ESTIMATION OF THE EFFICIENCY FOR USING THE TUNNELS OF THE CHELYABINSK UNDERGROUND
N.K. Goryaev, S.O. Bandurko, S.M. Reznikov
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
The article deals with the problem of the existing tunnels of the Chelyabinsk underground. The analysis of its current state is carried out, various options for completing the metro and creating a light rail transit (LRT) using underground tunnels are considered. Seven options for completing the construction of tunnels are considered in the article: conservation of all underground construction objects for possible use in the distant future; complete construction of the first underground line; construction of a start-up line from 4 stations; construction of an isolated system of three stations; connection with the underground line to the Severo-Zapadny District; connection with the underground line to the Metallurgichesky District; connection with the underground line to the Metallurgichesky District with the addition of the connection with the underground line to the Severo-Zapadny District. With the help of the developed multimodal transport macromodel of the Chelyabinsk agglomeration, created using the PTV VISUM software, the passenger traffic is estimated. The calculation of technical and economic indicators is made. Conclusions have been drawn that there is no alternative to federal financing for the completion of the construction of underground railways and the transition to operation in the version of an underground metro or a high-speed tram with underground sections. The efficiency of the current operation of any of the considered options (operational payback) due to insufficient passenger traffic is considered to be negative.
Keywords: public transport, underground, light rail transit (LRT), efficiency.
References
1. Kontrol'no-schetnaya palata Chelyabinskoy oblasti [The Chamber of Control and Accounts of the Chelyabinsk Region]. Available at: ksp74.ru/list.php?cat=audrep2020 (accessed: 21.08.2021).
2. MUP Upravlenie stroitel'stva metropolitena i transportnykh sooruzheniy [Municipal Unitary Enterprise "Administration for the Construction of Underground System and Transport Facilities"]. Available at: https://www.rusprofile.ru/id/3267338 (accessed: 21.08.2021).
3. Usmanov I.A. [Municipal Unitary Enterprise "Chelyabmetrotransstroy" - 20 years]. Metro i tonneli [Metro and Tunnels], 2012, no. 5, pp. 8-10. (in Russ.)
4. Tsarikov A.A., Vaksman S.A. [Strategy for the Development of High-speed Transport in Major Cities and Metropolises of Russia]. Sotsial'no-ekonomicheskie problemy razvitiya i funktsionirovaniya transportnykh sistem gorodov i zon ikh vliyaniya [Socio-economic Problems of the Development and Functioning of Transport Systems of Cities and Zones of Their Influence]. Minsk, 2018, pp. 97-104. (in Russ.)
5. Merkushev S.A., Popov A.V. [Tram Networks of the Ural Regional Centers in a Changing Urban Environment]. Geograficheskiy vestnik [Geographical Bulletin], 2017, no. 3(42), pp. 31-42. (in Russ.) DOI 10.17072/2079-7877-2017-3-31-42
6. Goryaev N.K., Geraskina O.V., Chikranova D.S., Smolin V.N. [Assessment of Promising Passenger Traffic for the First Stage of the Chelyabinsk Metro]. Nauka i obrazovanie: fundamental'nye osnovy, tekhnologii, innovatsii [Science and Education: Fundamental Principles, Technologies, and Innovations]. Orenburg, 2015, pp. 86-89. (in Russ.)
7. Stavtseva A.A., Milina M.Yu., Tarusova M.S., Vasil'eva V.V. [Modelling the Transport Situation Using the PTV Visum Software Package]. Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologiya [Modern Materials, Equipment and Technology]. Kursk, 2019, pp. 271-275. (in Russ.)
Nikolay K. Goryaev, Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor, Department of Road Transport, South Ural State University, Chelyabinsk, goriaevnk@susu.ru
Sergey O. Bandurko, postgraduate student, Department of Road Transport, South Ural State University, Chelyabinsk, sergey.bandurko@myrambler.ru
Sergey M. Reznikov, postgraduate student, Department of Road Transport, South Ural State University, Chelyabinsk, reznik74@mail.ru
Received August 15, 2021
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
FOR CITATION
Горяев, Н.К. Оценка эффективности вариантов использования тоннелей Челябинского метрополитена / Н.К. Горяев, С.О. Бандурко, С.М. Резников // Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2021. - Т. 15, № 3. - С. 190-195. Ш1: 10.14529/ еш210320
Goryaev N.K., Bandurko S.O., Reznikov S.M. Estimation of the Efficiency for Using the Tunnels of the Chelyabinsk Underground. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Economics and Management, 2021, vol. 15, no. 3, pp. 190-195. (in Russ.). DOI: 10.14529/ em210320
