Современные проблемы оптимизации услуг городского транспорта на примере г. Казани Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 332.1:330.322

Павлов В.П. - кандидат философских наук, доцент

E-mail: dodon47@mail.ru

Камалетдинов М.И. - аспирант

E-mail: marsellinova@mail.ru

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зелёная, д. 1

Современные проблемы оптимизации услуг городского транспорта на примере г. Казани Аннотация

В связи с нестабильностью сферы услуг городского транспорта проблема создания эффективной системы поиска причин несостоятельности пропускной способности дорожных сетей обслуживать возрастающий поток автомобилей приобретает все большую актуальность. По результатам многочисленных исследований в области анализа движения транспортных средств и с учетом географических особенностей г. Казани приводятся результаты прикладного использования математической модели анализа для ранней диагностики появления дорожных заторов.

Ключевые слова: анализ движения транспортных средств, сфера услуг городского транспорта, географические особенности, математическая модель, дорожные заторы.

Бурный рост экономики регионов и отдельных городов приводит к возрастающим проблемам в вопросах пассажирских и грузовых перевозок. Города «задыхаются» от потока машин, и усилия мэров крупных городов пока не способствуют решению транспортных проблем. Транспортная проблема крупных городов подробно проанализирована в работе Лебедева В.А. [1].

Поскольку проблема достаточно сложная, а также тесно взаимосвязана с ключевыми вопросами городского развития, то для её решения необходимо разработать комплексный подход.

В предложенной нами методике решения проблемы можно выделить следующие этапы:

1) Анализ текущего состояния транспортной инфраструктуры;

2) Определение основных причин появления «пробок»;

3) Разработка возможных рекомендаций и выбор наиболее эффективных способов оптимизации услуг городского транспорта.

Рассмотрим вариант реализации данной методики на примере г. Казани.

На I этапе определим текущее состояние городского транспорта.

Во-первых, выделим основные факторы, влияющие на его формирование:

- географические особенности;

- густонаселенность города по районам.

Применительно к Казани выделим основные его характеристики:

1) Территория города занимает площадь 412 квадратных километров, состоит из более, чем 1500 улиц и переулков. Общая их протяженность составляет почти 1000 километров.

2) Население распределено равномерно, но из-за небольшого количества многоквартирных домов густонаселенность центра невелика. Данная часть используется, как деловая и административная область города. В связи с этим здесь расположены многочисленные офисные помещения, административные и культурные здания. Данный факт способствует формированию больших потоков машин через центр.

3) Устье реки Казанка проходит между центральными и северными районами, поэтому связь между ними обеспечивается благодаря 4 мостам, а именно:

- Кировская дамба;

- Ленинская дамба;

- мост Миллениум;

- мост рядом с компрессорным заводом.

Казань является одним из крупнейших логистических узлов России. Через столицу Татарстана проходит федеральная автомагистраль М7 (Е22), федеральные трассы Р239, Р175, Р241и Р242.

Таким образом, при построении схемы дорожной инфраструктуры необходимо учесть наличие путей, при помощи которых жители смогут добираться от мест проживания до работы. Напряженность центральной части не должна увеличиваться из-за транспортных сетей федерального назначения, поэтому город должен быть обеспечен объездными путями.

На II этапе определим основные причины появления «пробок».

Изучив географические особенности и его основные потребности, стало возможным выявление ключевых магистралей, где зачастую образуются дорожные заторы. На нижеследующем рисунке представлена карта основных дорог г. Казани.

Условные обозначения:

- малое транспортное кольцо;

- большое транспортное кольцо;

- выезды из города;

- поперечная дорога.

Рис. Карта основных дорог г. Казани

По основным магистралям проводился мониторинг средней скорости движения в различное время суток. В целях комплексного анализа данные по основным сетям Казани были сгруппированы по местоположению и направлению. Таким образом, были получены группы:

1) Малое транспортное кольцо состоит из: улицы Чистопольская, Амирхана, мост Миллениум, Вишневского, Эсперанто, Островского, Правобулачная, Ленинская дамба. Находится в самом центре, служит для проездов из периферии в центр г. Казани. Вследствие своей значимости данная сеть насыщена транспортными потоками.

Основные характеристики:

- многополосность, которая позволяет имеет высокую пропускную способность. Однако на улице Островского, Правобулачная и Левобулачная наблюдается сужение, вследствие чего именно на этом участке возникают «пробки»;

- наличие объездных путей позволяет уменьшить напряженность на узких участках дорог. Отсутствие альтернативного для моста Миллениум маршрута приводит к появлению заторов;

- насыщенность перекрестками, что препятствует появлению безостановочного движения;

- наличие станций метро позволяет отказаться от личного транспортного средства в пользу общественного.

2) Большое транспортное кольцо состоит из: пр. Ямашева, Победы, улицы Тульская, Техническая, Тукая, Саид-Галиева, Несмелова, Краснококшайская, Фрунзе, Восстания, Кировская дамба. Находится на периферии, соединяет спальные районы между собой. Позволяет объезжать город, не используя центр.

Основные характеристики:

- высокая пропускная способность;

- относительно небольшое количество перекрестков, наличие пешеходных мостов и эстакад способствует безостановочному движению;

- имеют большую протяженность;

- обслуживает большие транспортные потоки, вследствие чего имеет высокую значимость.

3) Из города можно выехать благодаря четырем основным путям: Горьковское шоссе, Мамадышскнй тракт, Сибирский тракт и Оренбургский тракт. Однако Казань активно развивается в восточном направлении, здесь присутствует пос. Дербышки, поэтому выезд со стороны Сибирского тракта был включен в отдельную группу.

Основные характеристики:

- многополосность путей;

- неравномерность транспортного потока в течение недели. В период с пятницы по воскресенье данная группа используется максимальным способом, однако в будни (кроме пятницы) дорожные заторы встречаются крайне редко.

4) В состав поперечной дороги включены: улицы Зорге, Гвардейская, Ершова, Сибирский тракт. Данный путь разделяет большое транспортное кольцо на две части, а также соединяет между собой выезды из Казани.

Основные характеристики:

- многополосность;

- пересекает крупные транспортные магистрали;

- позволяет разгрузить часть большого кольца.

Скорости движения транспортных потоков на каждой улице тесно взаимосвязаны между собой. Если не достигнута максимальная пропускная способность на одной из них, то движение на каждой из этих улиц, в составе данной группы, не будет максимально эффективным. В приведенной ниже таблице представлено изменение средней скорости движения в сформированных группах в зависимости от дня недели.

Таблица 1

Г руппа Пн.-Чт. Пт. Сб. Вс. Итого среднее

8:00 18:00 8:00 18:00 8:00 18:00 8:00 18:00 8:00 18:00

Малое кольцо

Чистопольская 15 30 15 15 20 20 25 25

Амирхана 15 25 15 15 20 20 25 25

Миллениум 45 45 45 45 45 45 45 45

Вишневского 40 40 40 20 40 40 45 40

Эсперанто 15 20 15 10 10 20 20 15

Островского 15 15 15 10 20 20 25 25

Право-Булачная 10 15 15 10 20 15 25 20

Ленинская дамба 30 25 30 30 40 20 40 40

Среднее 23,1 26,88 23,75 19,38 26,88 25 31,25 29,38 26,26 25,16

Большое кольцо

пр. Ямаш. 15 20 15 15 20 20 30 25

пр. Победы 20 30 30 20 30 30 40 30

Тульская 15 20 20 20 30 30 30 25

Технич. 20 25 25 30 30 25 30 30

Тукая 15 10 10 10 15 15 20 15

Саид-Галиева 10 20 15 15 20 20 20 20

Кировская дамба 30 30 30 30 35 35 40 40

Несмелова 30 30 30 30 30 30 40 40

Краснокок. 30 30 30 25 30 30 40 30

Фрунзе 15 15 20 10 20 20 20 20

Восстания 15 15 20 15 15 15 20 20

Среднее 19,5 22,27 22,27 20,9 25 24,55 30 26,82 24,2 23,64

Выезды

Г орьковское шоссе 20 40 35 10 25 20 25 20

Оренбургский тракт 40 40 40 40 40 40 40 30

Мама дышский тракт 40 40 40 20 40 40 40 30

Среднее 33,3 40 38,33 23,33 35 33,33 35 26,67 35,42 30,8

Поперечная

Зорге 20 20 30 20 20 20 30 20

Г вардейская 20 20 25 25 20 20 30 25

Ершова 20 20 15 15 15 20 20 25

Сибир. тр. 15 15 20 20 25 25 30 20

Среднее 18,7 18,75 22,5 20 20 21,25 27,5 22,5 22,19 20,63

Исходя из данной таблицы, можно сделать следующие выводы:

1) Наиболее напряженная обстановка на дорогах складывается в будние дни. Причина - увеличение числа машин, вследствие необходимости добираться от дома до места работы и обратно.

2) Самая низкая средняя скорость движения практически во всех группах зафиксирована в пятницу вечером. Причина - многие жители города имеют дачи или родные деревни, куда уезжают на выходные. Большая нагрузка ложится на 3-ю группу, которая не успевает обслуживать весь поток автомобилей, вследствие чего появляются заторы и на других участках.

3) Средняя скорость движения в группах 1, 2 и 4 ниже показателей 3-ей. Причина -отсутствие безостановочного движения из-за большого количества пересечений в центральной части города.

Обладая информацией о средней скорости движения, можно рассчитать текущую пропускную способность магистралей. Данный показатель свидетельствует о том, какое количество машин способно проезжать данный участок пути за определенный период времени.

Рассмотрим пример движения транспортного потока. Допустим, что его плотность максимальна, т.е. автомобили движутся максимально близко друг другу. Тогда расстояние между ними Ь будет равно длине транспортного средства и дистанции.

Ь=Ь + с1 (1)

где Ь - длина транспортного средства, км, с1 - дистанция, км.

Допустим, что средняя длина автомобиля равна 4,5 м, а безопасная дистанция равна 10,5 м. Тогда величина Ь равна 15 м. Именно такое расстояние необходимо преодолеть транспортному средству, чтобы оказаться на месте впереди едущего автомобиля.

Располагая данными о средней скорости движения (II) и длиной пути (Ь), узнаем время (1):

I = Ь / и. (2)

Теперь узнаем часовую пропускную способность дороги:

Р = Ш, (3)

Р = 1 / Ь / и, (4)

Р = и/Ь. (5)

Каждая дорога содержит п полос, тогда:

Р = п * 11 / Ь. (6)

Таким образом, используя формулу (6), мы узнали, какое количество машин способно проехать определенный путь за 1 час. Результаты расчетов приведены в следующей таблице.

Таблица 2

Группа № Пн.-Чт. Пт. Сб. Вс. Сред- нее

8:00 18:00 8:00 18:00 8:00 18:00 8:00 18:00

Малое кольцо

Чистопольская 3 3000 6000 3000 3000 4000 4000 5000 5000

Амирхана 3 3000 5000 3000 3000 4000 4000 5000 5000

Миллениум 3 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000

Вишневского 3 8000 8000 8000 4000 8000 8000 9000 8000

Эсперанто 3 3000 4000 3000 2000 2000 4000 4000 3000

Островского 2 3000 3000 3000 2000 4000 4000 5000 5000

Пр. Булачная 2 2000 3000 3000 2000 4000 3000 5000 4000

Ленинская дамба 3 6000 5000 6000 6000 8000 4000 8000 8000

Среднее 2,4 4626 5376 4750 3876 5376 5000 6250 5876 5142

Большое кольцо

пр. Ямашева 3 3000 4000 3000 3000 4000 4000 6000 5000

пр. Победы 3 4000 6000 6000 4000 6000 6000 8000 6000

Тульская 2 3000 4000 4000 4000 6000 6000 6000 5000

Техническая 3 4000 5000 5000 6000 6000 5000 6000 6000

Тукая 2 3000 2000 2000 2000 3000 3000 4000 3000

Саид-Г а лиева 2 2000 4000 3000 3000 4000 4000 4000 4000

Кировская дамба 3 6000 6000 6000 6000 7000 7000 8000 8000

Несмелова 3 6000 6000 6000 6000 6000 6000 8000 8000

Краснокок- шайская 3 6000 6000 6000 5000 6000 6000 8000 6000

Фрунзе 3 3000 3000 4000 2000 4000 4000 4000 4000

Восстания 3 3000 3000 4000 3000 3000 3000 4000 4000

Среднее 2,7 3910 4454 4454 4180 5000 4910 6000 5364 4784

Выезды из города

Г орьковское шоссе 3 4000 8000 7000 2000 5000 4000 5000 4000

Оренбургский тракт 3 8000 8000 8000 8000 8000 8000 8000 6000

Мамадышский тракт 3 8000 8000 8000 4000 8000 8000 8000 6000

Среднее 3 6666 8000 7666 4666 7000 6666 7000 5334 6622

Поперечная

Зорге 3 4000 4000 6000 4000 4000 4000 6000 4000

Г вардейская 3 4000 4000 5000 5000 4000 4000 6000 5000

Ершова 3 4000 4000 3000 3000 3000 4000 4000 5000

Сибирский тракт 3 3000 3000 4000 4000 5000 5000 6000 4000

Среднее 3 3750 3750 4500 4000 4000 4250 5500 4500 4282

Итого 20830

Из табл. 2 видно, что пропускная способность дороги зависит от числа рядов и средней скорости движения транспорта.

Именно по этим причинам в данной таблице наибольшая пропускная способность зафиксирована на выездах из города, а наименьшая - в центральной части.

Обладая информацией о пропускной способности, определим, какая часть столичного автопарка способна преодолеть изучаемые участки.

На сегодняшний день в Казани насчитывается 321 тыс. 776 транспортных средств. По итогам нескольких лет в Казани отмечен значительный прирост машин. Например, в

2011 году в столице республики появилось 24 тыс. новых автомобилей, а по сравнению с 2004 годом прирост составил 102 процента [2].

Поделив общую численность автопарка на показатель средней по всем группам часовой пропускной способности, получим, что вечером за 1 час способно проехать лишь 6,3 % от общего числа автомобилей, а днем - 6, 7 %. В данной ситуации возникновение дорожных заторов неизбежно.

На III этапе в целях оптимизации услуг городского транспорта нами были разработаны рекомендации по повышению пропускной способности. Основными условиями выбора способов являются:

- минимизация бюджетных расходов;

- сохранение исторического облика г. Казани.

На следующей схеме представлено, какие именно, применительно к изучаемым нами сетям, были выбраны рекомендации.

Рис. 2. Основные мероприятия

Из рис. 2 видно, что не все способы предотвращения «пробок» применимы к каждому участку пути.

Вследствие близкого расположения к памятникам архитектуры, на малом транспортном кольце нет возможности расширения дорог и строительства эстакад. Для этой группы наиболее эффективным решением будут развитие подземного общественного транспорта и строительство объездных путей. Уменьшение численности автотранспорта не только уменьшит напряженность, но и сделает г. Казань более привлекательной для туристов.

Отличительной особенностью большого транспортного кольца является возможность применения всех рекомендаций. В данном случае основным критерием должна стать экономичность. Как отмечалось выше, данный путь соединяет спальные районы, в связи с этим наблюдается повышенная концентрация многоквартирных жилых домов, поэтому расширение дорог затруднительно. Сооружение эстакад и пешеходных переходов позволит создать безостановочное движение, более того, при данном методе отсутствует необходимость в сносе жилых строений.

Благодаря отсутствию крупных строений на выездах из города, стоимость расширения сети этой группы минимальна. Особое значение имеет развитие общественного транспорта. Благодаря переносу автовокзалов на окраину Казани, междугородним крупногабаритным автобусам не надо будет проезжать через центр города.

На некоторых пересечениях потоков возможно сооружение эстакад. Строящаяся к Универсиаде эстакада на пересечении пр. Победы и ул. Зорге должна способствовать уменьшению напряженности. Благодаря прохождению по этому пути первой ветви метрополитена, многие жители Казани оставляют свои машины на близлежащих станциях

и пользуются услугами метро. Таким образом, для размещения личных автомобилей необходимо строительство многоярусных парковок. В связи с подготовкой к всемирным студенческим играм было принято решение о строительстве дороги от Танкового кольца до ул. Пушкина. Данный путь соединит все группы, и позволит им стать взаимозаменяемыми.

Все представленные рекомендации направлены на повышение параметров пропускной способности, основными рычагами которого являются повышение скорости, расширение дорожного полотна и увеличение роли общественного транспорта.

Список литературы

1. Панацея от пробок есть // www.alebedev.nichost.ru: ежедн. интернет-изд., 2007, 27 дек. 1ЖЬ: http://www.alebedev.nichost.ш/daytheme/index.php?daytheme=5994 (дата обращения: 19.09.2012).

2. Татар-информ // tatar-inform.ru: ежедн. интернет-изд. «За 8 лет на 50 процентов увеличилось количество автомобилей в РТ» 2002. 7 авг. 1ЖЬ: 1Ш:р://\¥\¥\¥^аг-inform.ru/news/2012/08/07/326396/ (дата обращения: 25.09.2012).

3. Романова А.И. Инвестиционное стимулирование рынка строительных услуг // Известия КГАСУ, 2010, № 2 (14). - С. 339-344.

Pavlov V.P. - candidate of philosophical sciences, associate professor

E-mail: dodon47@mail.ru

Kamaletdinov M.I - post-graduate student

E-mail: marsellinova@mail.ru

Kazan State University of Architecture and Engineering

The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya St., 1

Modern problems of optimization of urban transport services on the example of Kazan

Resume

The main problem of urban transport services is an efficient search system causes of little capacity road network. With the increase in the flow of cars, this problem is becoming increasingly important. To date, the transport remains one of the most pressing problems of large cities. Like any modern metropolis, Kazan is growing so rapidly that the transport infrastructure is not keeping pace with the growing number of residents and jobs created in the city. The roads are not expanded, parking is not built, the subway can not cope with the huge number of passengers.

State of the transport system lags behind the growing needs of the economy and hamper its transition to innovative development. With great practical importance and scientific interest in the problem of research tools for the regulation of the transport infrastructure of the city are still poorly understood.

Based on a comprehensive and modern perspective on the concept of the transport system, Kazan, in the monitoring was conducted at the average speed of the main roads of the city. The data allowed an analysis of the current state of the transport infrastructure, to identify the main causes of «stoppers» to develop practical recommendations to increase capacity for specific transportation routes.

Through numerous studies in the analysis of the movement of vehicles was provided information about the transport system of Kazan. This paper presents the results of a mathematical model of analysis for early diagnosis of the appearance of congestion. Through the use of our recommendations road conditions should improve for the better side.

Keywords: analysis of the movement of vehicles, of urban transport services, geography, mathematical model, congestion.

References

1. Panacea for congestion exists// www.alebedev.nichost.ru: the daily Intemet-edition, 2007, 27 dec. URL: http://www.tatar-inform.ru/news/2012/08/07/326396/ (reference date: 25.09.2012).

2. Tatar-inform // tatar-inform.ru: «The number of cars in the last 8 years in RT increased for over than 50 %», 2002, 7 aBr. URL: http://www.tatar-inform.ru/news/2012/08/07/ 326396/ (date of publication: 25.09.2012).

3. Romanova A.I. Investment stimulation of the market of building services // News of the KSUAE, 2010, № 2 (14). - P. 339-344.