CC BY
32Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (60). С. 29-37. The Siberian Transport University Bulletin. 2022. No.1 (60). Р. 29-37.
ТРАНСПОРТ
Научная статья УДК 656.11
doi 10.52170/1815-9265_2022_60_29
Решение дорожно-транспортных проблем городов России на примере города Волгограда
Сергей Владимирович Витолин1Н, Алексей Михайлович Лукьянсков2
11 2 Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия
1 vitolinsv@mail.ruH
2 alukyanskov208700@mail. ru
Аннотация. Целью данной работы является нахождение методов повышения качества жизни жителей и гостей городов за счет улучшения условий мобильности. По экспертным оценкам, суммарный ущерб из-за проблем городских транспортных систем составляет 6-8 % ВВП России. Показатели смертности по причине дорожно-транспортных происшествий в российских городах в сравнении со многими городами развитых стран еще крайне высокие.
Методами проведенной работы являются: анализ существующих дорожно-транспортных проблем г. Волгограда, поиск методов решения этих проблем, практическая реализация и оценка качества проведенных мероприятий за счет моделирования и оценки показателей качества и безопасности дорожного движения. В Волгограде за последние пять лет удалось добиться только снижения числа погибших (от 90 до 58 чел. в год) в результате дорожно-транспортных происшествий, количество раненых остается относительно стабильным (от 1 200 до 1 600 чел. в год). В вопросах безопасности дорожного движения, учитывая статистику, нужно перенимать больше европейский опыт, чем опыт США. Стратегия Vision Zero является ориентиром во многих странах мира для повышения безопасности дорожного движения. Значительную роль в крупном городе как для безопасности дорожного движения, так и для пропускной способности выполняют светофорные объекты.
Предложена методология повышения качества жизни жителей и гостей городов с целью улучшения условий мобильности за счет создания и развития мест притяжения жителей, снижения доминирования индивидуального легкового транспорта, обеспечения приоритета общественному транспорту, развития сети дорог, управления светофорами и дорожными знаками в реальном времени.
Ключевые слова: мобильность, ДТП, моделирование, качество и безопасность дорожного движения, методология повышения качества жизни жителей и гостей города
Для цитирования: Витолин С. В., Лукьянсков А. М. Решение дорожно-транспортных проблем городов России на примере города Волгограда // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (60). С. 29-37. DOI 10.52170/1815-9265_2022_60_29.
TRANSPORT
Original article
Solution to traffic problems of Russian cities using the example of Volgograd
Sergei V. Vitolin1H, Alexey М. Lukyanskov2
1, 2 Volgograd State Technical University
1 vitolinsv@mail.ruH
2 alukyanskov208700@mail. ru
Abstract. The purpose of this work is to find methods to improve the life quality of city residents and guests by improving mobility conditions. According to expert estimates, the total damage due to problems of urban transport systems is 6-8 % of Russia's gross domestic product. Mortality rates due to traffic accidents in Russian cities, compared with many developed countries, are still extremely high.
The methods of work carried out are: analysis of existing traffic problems in Volgograd, search for methods for solving these problems, practical implementation and evaluation of the quality of the measures carried out through modeling and evaluation of quality and road safety indicators. In Volgograd, over the past five years, only a decrease in the number of dead (from 90 to 58) has been achieved, the number of injured remains relatively stable from 1,200
© Витолин С. В., Лукьянсков А. М., 2022
to 1,600 people per year. In matters of road safety, given the statistics, you need to adopt more European experience than the US experience. The Vision Zero strategy is a benchmark in many countries around the world to improve road safety. A significant role in a large city, both for road safety and for capacity, is played by traffic lights.
A methodology for improving the life quality of city residents and guests is proposed to improve mobility conditions by creating and developing places of attraction for residents, reducing the dominance of individual passenger transport, ensuring priority to public transport, developing a network of roads and managing traffic lights and road signs in real time.
Keywords: mobility, road accidents, modeling, quality and road safety, methodology for improving the life quality of city residents and guests
For citation: Vitolin S. V., Lukyanskov А. IVI. Solution to traffic problems of Russian cities using the example of Volgograd. The Siberian Transport University Bulletin. 2022;(60):29-37. (In Russ.). DOI 10.52170/18159265 2022 60 29.
Введение
Одной из основных дорожно-транспортных проблем г. Волгограда является низкая безопасность дорожного движения (БДД) [1]. При этом наблюдается тенденция к снижению числа погибших по причине дорожно-транспортных происшествий в городе (рис. 1). Ко-
личество погибших на 100 тыс. жителей за пять лет снизилось с девяти до шести.
По количеству раненных в ДТП в Волгограде за пять лет тенденция к снижению отсутствует (рис. 2). Количество раненных в ДТП за один год составило от 1 200 до 1 600 чел.
2014
2015
2016
2017
2018 2019
2020
2021
год
Рис. 1. Количество погибших в ДТП с 2015 по 2020 г. в Волгограде 1800
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
дтп
ра не но
Полиномиальный (дтп)
Полиномиальный (ра не но)
2014
2016
2018
2020
2022
год
Рис. 2. Изменение количества ДТП и раненых за пять лет в Волгограде
В зарубежной статистике ДТП выделяют легко и тяжело раненных с целью фиксировать и сокращать в первую очередь не только количество погибших, но и количество тяжело раненных. Кроме того, в Европе в статистике учитывают ДТП не только с ранеными и погибшими, но и ДТП с материальным ущербом.
Вопросам улучшения условий мобильности в публикациях уделяется большое внимание [2-9]. Кроме безопасности важное значение для мобильности имеет качество дорожного движения (степень загрузки и задержки), а также эстетическая привлекательность участков улично-дорожной сети (УДС). Целью исследования являлось улучшение условий мобильности в г. Волгограде.
Задачи исследования:
- анализ существующих дорожно-транспортных проблем в Волгограде, а также методов решения этих проблем;
- улучшение условий функционирования для повышения безопасности и качества дорожного движения за счет принятия проектных решений и их оценки на основе макромоделирования на УДС Волгограда и на основе микромоделирования при введении реверсивного движения на Волжской ГЭС, реконструкции узла на ул. Мира и развязки на 3-й Продольной («Самарский разъезд»);
- разработка методологии повышения качества жизни жителей и гостей города за счет улучшения условий мобильности.
Решение и оценка дорожно-транспортных проблем города Качество исходных данных как для макромоделей, так и для микромоделей определяет качество модели на выходе. На рис. 3 представлен участок УДС Волгограда с загрузкой транспортом. Представленный участок - выдержка из комплексной схемы организации дорожного движения (КСОДД) Волгограда.
Рис. 3. Участок картограммы транспортного спроса участка УДС Волгограда в вечерний пиковый период, по данным 2018 г. (по результатам макромоделирования) [10]
Результат выполненного в программном комплексе AimSun макромоделирования базового (2018 г.) и проектного (2033 г.) сценариев в сетевых параметрах агломерации [10] представлен в таблице.
Согласно результатам макромоделирования после проведения дорожно-транспортных изменений, представленных в [10], расчетные сетевые параметры улучшатся от 6,4 до 26,2 %.
Оценка пропускной способности при изменении конфигурации пересечения дорог (например, перевод регулируемого или нерегулируемого пересечения в кольцевое) в Волгограде периодически проводится на основе натурного эксперимента (установка водоналивных блоков), а не с помощью микромоделирования. Микромодели транспортных узлов и узких линейных участков позволяют оценить уровень загрузки, задержки и длину очереди.
В результате микромоделирования (рис. 4, а) при реконструкции двух пересечений на ул. Мира в Волгограде и введении светофорного регулирования установлено, что средняя длина очереди составила 20 м, максимальная длина очереди - 83 м, средняя задержка - до 27 с.
Малое применение расчетных методик оценки пропускной способности, длин очередей, задержек, уровня обслуживания транспортных потоков на пересечениях различных типов при выполнении проектных работ приводит к проблемам на узких участках УДС города. Управленческие решения иногда провоцируют транспортные проблемы. Например, сокращение первоначально запланированных сроков ремонта Волжской ГЭС привело к необходимости устройства реверсивного регулирования вместо проезда по двум полосам, при этом резко выросли очереди автомобилей на ГЭС, произошло перераспределение транспортной нагрузки на мост через р. Волгу и в районах подхода (рис. 4, б). По результатам микромоделирования на ГЭС при введении реверсивной полосы установлено, что пропускная способность одной полосы светофорного объекта составила 560 ед./ч, а средняя скорость образования очереди при максимальной интенсивности на одной полосе 913 ед./ч составляет 2,5 км/ч. И она будет увеличиваться до тех пор, пока интенсивность автомобилей не упадет до показателя 560 ед./ч.
Результат макромоделирования базового и проектного сценариев в сетевых параметрах
Расчетный сетевой параметр Базовый сценарий (2018 г.) Проектный сценарий (2033 г.) Изменение расчетного сетевого параметра, %
Средняя загруженность всей сети, % 6,54 5,83 -10,9
Общая протяженность поездок, км 1 376 940 1 288410 -6,4
Время в пути для всех поездок, мин 2 514 750 1 868 910 -25,7
Средняя скорость всех поездок, км/ч 31,16 39,32 +26,2
Рис. 4. Применение микромоделирования для поиска решения дорожно-транспортных проблем: а - вариант реконструкции ул. Мира в Волгограде; б - оценка введения реверсивной полосы
при ремонте Волжской ГЭС
Международная программа по повышению безопасности дорожного движения и снижению смертности в дорожно-транспортных происшествиях Vision Zero (рис. 5) является ориентиром во многих странах мира.
В крупном городе роль светофорного регулирования как для повышения пропускной способности, так и для повышения БДД является весьма значимой. Предлагается следующая методология повышения безопасности и качества дорожного движения (рис. 6).
В настоящий момент на УДС Волгограда для осуществления оперативного управления установлено малое количество датчиков, фиксирующих изменения в транспортных нагрузках, поэтому оперативное вмешательство в управление транспортными потоками сложно реализуемо.
Кроме качества и безопасности дорожного движения важным для жителей и гостей города является устройство мест притяжения. Примером может служить благоустройство участка улицы в Зальцбурге при проведении праздника в 2010 г. (рис. 7).
Практическая реализация и оценка эффективности
В Волгограде проводится много мероприятий, направленных на повышение качества и безопасности дорожного движения. Так, например, на основе микромоделирования была проведена реконструкция пересечения дорог с устройством поворотов налево через развязку в двух уровнях (рис. 8). В транспортной модели проработан способ организации проезда транспортного узла с отнесенными левыми поворотами.
Основными проектными решениями модели стали:
- устройство новых и реконструкция существующих остановок общественного транспорта на транспортном узле;
- изменение режимов работы, реконструкция и строительство новых светофорных объектов;
- расширение въезда до двух полос на 3-ю Продольную магистраль с ул. им. Землячки;
- уменьшение полос движения на 3-й Продольной магистрали для обеспечения беспрепятственного въезда с ул. им. Землячки;
Рис. 5. Схема повышения безопасности дорожного движения на дорогах*
* Vision Zero action plan : Taking forward the Mayor's Transport Strategy. L., 2018. 56 p. URL: http://content.tfl.gov.uk/vision-zero-action-plan.pdf.
Рис. 6. Основы методологии управления транспортными потоками в крупном городе при светофорном регулировании [11]
Рис. 7. Реконструкция дороги в Зальцбурге на время проведения праздника в 2010 г.
Рис. 8. Развязка в разных уровнях в Волгограде: а - до реконструкции (2014 г.); б - после реконструкции (2020 г.) с организацией поворотов налево через 3-ю Продольную магистраль
- запрещение левого поворота с ул. им. Землячки на пр-т им. Маршала Советского Союза Г. К. Жукова и обратно;
- запрещение въезда и выезда на съезд, соединяющий 3-ю Продольную магистраль и пр-т им. Маршала Советского Союза Г. К. Жукова со стороны ул. Историческая;
- расширение проезда на участке разворота у ш. Авиаторов;
- отнесение пешеходных переходов с перекрестка «пр-т им. Маршала Советского Союза Г. К. Жукова - ул. им. Землячки» вглубь транспортного узла.
К методам повышения БДД относится использование специальных элементов, обеспечи-
вающих вынужденное (гарантированное) соблюдение водителями необходимых скоростных режимов, обоснованных для безопасности движения, в виде искусственных препятствий, изменяющих траекторию движения транспортных средств. Кроме повышения БДД предлагается благоустройство участка улицы с устройством зоны парклет (рис. 9).
На основе проведенного анализа предлагается методология повышения качества жизни жителей и гостей городов за счет улучшения условий мобильности (рис. 10). Отличием предложенной методологии улучшения условий мобильности от аналогичных разработок [3-9] является разработанная система методов
Рис. 9. Проект (2021 г.) участка велозоны в Волгограде с искусственным препятствием (зоной парклет) для принудительного снижения скорости транспортных средств
_I_
Развитие сети дорог (реконструкция, новое строите льство участков дорог и узлов)
Управление светофорами и дорожными знаками в реальном времени
Рис. 10. Методология повышения качества жизни жителей и гостей городов за счет улучшения
условий мобильности
управления транспортными потоками в крупном городе при светофорном регулировании (см. рис. 6).
Заключение
На многих проблемных участках УДС Волгограда за последнее десятилетие было достигнуто снижение уровня загрузки на основе проведенного микро- и макромоделирования. Несмотря на большое количество направленных на повышение БДД мероприятий, на УДС Волгограда за последние пять лет удалось добиться только снижения числа погибших (от 90 до 58 чел. в год) при ДТП, количество раненых остается относительно стабильным (от
1 200 до 1 600 чел. в год). Для реализации стратегии Vision Zero необходимы не только прикладные разработки, но и фундаментальные исследования.
Предложена методология повышения качества жизни жителей и гостей городов за счет улучшения условий мобильности. Оценка новых проектных решений (реконструкция в узлах, строительство новых участков, изменение режимов работы светофорных объектов) проводилась с использованием макро- и микромоделирования. Разработанные транспортные модели (см. рис. 3, 4) позволили принять решение об их реализации на практике.
Список источников
1. Витолин С. В. Совершенствование транспортных потребительских свойств изолированных регулируемых перекрестков улично-дорожной сети города : дис. ... канд. техн. наук. Волгоград, 2014. 169 с.
2. Концепция повышения эффективности содержания и реконструкции инженерных сооружений автомобильных дорог / В. С. Воробьев, О. А. Бендер, Е. А. Карелина, К. В. Каталымова // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 2 (45). С. 11-18.
3. Li Y., Wang F. Beijing's development strategy of population, traffic and land use: comparison with Tokyo's metropolitan areas // Econ. Geogr. 2017. Vol. 37. Р. 5-14.
4. Li B. Transport congestion rehabilitation measures for mega city: Taking Shanghai as an example // China Transp. Rev. 2016. Vol. 38. Р. 1-18.
5. Use of science to guide city planning policy and practice: How to achieve healthy and sustainable future cities / J. Sallis, F. Bull, R. Burdett [et al.] // Lancet. 2016. Vol. 388. Р. 2936-2947.
6. Shao R., Duan J., Wang L. Reconstruction of street and alley system for life in modern cities // Planners. 2016. Vol. 12. Р. 91-96.
7. Moriarty P., Honnery D. Low-mobility: The future of transport // Futures. 2008. Vol. 40. Р. 865-872.
8. Parysek J., Mierzejewska L. Spatial structure of a city and the mobility of its residents: Functional and planning aspects // Bull. Geogr. Socio-Econ. Ser. 2016. Vol. 34. Р. 91-102.
9. Changes in mode of travel to work: a natural experimental study of new transport infrastructure / E. Heinen, J. Panter, R. Mackett and D. Ogilvie // International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity. 2015. Vol. 12 (1), 81. Р. 1-10. DOI 10.1186/s12966-015-0239-8.
10. Отчет о научно-исследовательской работе: разработка (актуализация) программы комплексного развития транспортной инфраструктуры, комплексной схемы организации дорожного движения с приложением к ней комплексной схемы организации транспортного обслуживания населения в границах Волгоградской агломерации (муниципальный контракт от 22.10.2018 № 3892) / Строй Инвест Проект. М., 2018. С. 737.
11. Витолин С. В. Основы методологии управления транспортными потоками на улично-дорожной сети крупного города при светофорном регулировании // Мир транспорта. 2020. Т. 18, № 4. С. 148-155.
References
1. Vitolin S. V. Improving the transport consumer properties of isolated regulated intersections of the city's street and road network: dis. ... cand. tech. Sciences. Volgograd; 2014. 169 р. (In Russ.).
2. Vorobyov V. S., Bender O. A., Karelina E. A., Katalymova K. V. The concept of improving the efficiency of maintenance and reconstruction of engineering structures of highways. Bulletin of the Siberian State University of Communications. 2018;2(45):11-18. (In Russ.).
3. Li Y., Wang F. Beijing's development strategy of population, traffic and land use: comparison with Tokyo's metropolitan areas. Econ. Geogr. 2017;(37):5-14.
4. Li B. Transport congestion rehabilitation measures for mega city: Taking Shanghai as an example. China Transp. Rev. 2016;38:1-18.
5. Sallis J., Bull F., Burdett R. [et al.]. Use of science to guide city planning policy and practice: How to achieve healthy and sustainable future cities. Lancet. 2016;(388):2936-2947.
6. Shao R., Duan J., Wang L. Reconstruction of street and alley system for life in modern cities. Planners. 2016;(12):91-96.
7. Moriarty P., Honnery D. Low-mobility: The future of transport. Futures. 2008;(40):865-872.
8. Parysek J., Mierzejewska L. Spatial structure of a city and the mobility of its residents: Functional and planning aspects. Bull. Geogr. Socio-econ. Ser. 2016;(34):91-102.
9. Heinen E., Panter J., Mackett R., Ogilvie D. Changes in mode of travel to work: a natural experimental study of new transport infrastructure. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity. 2015;12(1), 81:1-10. DOI 10.1186/s12966-015-0239-8.
10. Report on research work: development (updating) of a program for the integrated development of transport infrastructure, an integrated scheme for organizing traffic with an application to it of an integrated scheme for organizing transport services for the population within the boundaries of the Volgograd agglomeration (municipal contract dated 10/22/2018 No. 3892). Stroy Invest Project. M.; 2018. 737 р. (In Russ.).
11. Vitolin S. V. Fundamentals of the methodology for managing traffic flows on the street and road network of a large city with traffic light regulation. World of Transport. 2020;18(4):148-155. (In Russ.).
Информация об авторах
С. В. Витолин - кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений» Волгоградского государственного технического университета.
А. М. Лукьянсков - магистрант кафедры «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений» Волгоградского государственного технического университета.
Information about the authors
S. V. Vitolin - Candidate of Engineering, Associate Professor of the Department of Construction and Operation of Transport Structures, Volgograd State Technical University.
A. M. Lukyanskov- a master student of the Department of Construction and Operation of Transport Structures, Volgograd State Technical University.
Статья поступила в редакцию 04.09.2021; одобрена после рецензирования 27.09.2021; принята к публикации 17.01.2022.
The article was submitted 04.09.2021; approved after reviewing 27.09.2021; accepted for publication 17.01.2022.
