CC BY
15
УДК 711.73 DOI: 10.24412/1816-1863-2021-3-109-115
а
УПРАВЛЕНИЕ А. Г. Левашев, к. т. н, доцент, 0
ТРАНСПОРТНЫМ Иркутский национальный технический Р
университет (ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»), "о
alexey.levashev@tl-istu.com, ^
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО Иркутск, Россия,
СПРОСОМ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ
НА ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ Иркутск, Россия
г>
ВОЗДЕЙСТВИЯ О. Р. Павлова, аспирант Иркутский в
ТРАНСПОРТА национальный технический университет ^
(ФГБОУ ВО «ИРНИТУ»), п
olga.pavlova@tl-istu.com, Q
и
тз
о
03
0
1 X
CD с
Рост уровня автомобилизации в сочетании с несбалансированным развитием транспортной инфраструктуры, исчерпавшей свою пропускную способность, и обслуживаемых ею территорий ведет к увеличению вредных выбросов в окружающую среду. Для снижения негативных эффектов требуется применения комплекса стратегий по управлению транспортным спросом, включая ш ориентир на развитие территорий, обслуживаемых общественным транспортом и других, спо- ь
к
н
собствующих снижению доли использования личного транспорта в передвижениях населения. Распространенное в настоящее время программное обеспечение по транспортному моделированию позволяет создавать транспортные модели, основываясь на характеристиках обслуживаемых
территорий. Использование таких моделей, как инструмента для оценки транспортного спроса, О
п
03
генерируемого территориями, и их транспортной доступности позволяет разрабатывать решения по управлению транспортным спросом и, как следствие, снижению негативных последствий использования индивидуального транспорта. В связи с этим особый интерес представляет поиск i решений по повышению эффективности формирования таких инструментов транспортного пла- ы нирования, необходимых для оценки транспортного спроса. X
п
Growing motorization combined with unbalanced development of transport infrastructure, which has ex- H hausted its capacity, and the territories it serves, leads to an increase in harmful emissions into the en- к vironment. Reducing the negative effects requires the application of a set of strategies for the management ° of transport demand, including a focus on the development of areas served by public transport and others that help to reduce the share of personal transport in the movements of the population. Transportation modeling software currently available allows the creation of transportation models based on the characteristics of the areas served. The use of such models as a tool for assessing the transport demand generated by the territories and their transport accessibility allows to develop solutions for the management of transport demand and, as a consequence, to reduce the negative consequences of the use of individual transport. In this regard, of particular interest is the search for solutions to improve the effectiveness of the formation of such transport planning tools necessary to assess transport demand.
Ключевые слова: транспортный спрос, управление транспортным спросом, инструменты транспортного планирования, характеристики городских территорий, воздействие транспорта на окружающую среду.
Keywords: transport demand, transport demand management, transportation planning tools, characteristics of urban areas, the impact of transport on the environment.
В градостроительном планировании одной из важнейших составляющих является планирование транспортной системы, которая должна обеспечивать комфортную и безопасную транспортную доступность городских объектов и территорий. Транспортная система представляет собой совокупность элементов транспортной инфраструктуры, улично-дорожной сети, системы маршрутов общественного транспорта, вело-пешеходной инфраструктуры, транспортных средств, технических средств информирования и организации движения.
Качество планирования городской транспортной системы определяется факторами, характеризующими качество транспортного обслуживания населения и воздействие на окружающую среду и обслуживаемые территории, которые могут быть как положительными, так и отрицательными. К положительным факторам можно отнести, например, возможность передвигаться на высоких скоростях или при малых затратах времени между районами города или населенными пунктами. К отрицательным факторам можно отнести вредные выбросы в окружающую
О
IX
X с
X
X
ф
с
ф
и о
X
X ^
и
ф
и ф
X X
о
о ^
X
о
с с
о
т
I-
и
ф
IX
о
I-
и о а
о ^
среду, связанные с дорожным движением транспортных средств.
Последствия и влияние дорожного движения охватывают широкий спектр воздействий, в котором загрязнение окружающей среды играет важную роль. Кроме вредных выбросов, дорожное движение связано с расходованием городской территории, которое в случае несбалансированного развития транспортной системы приводит к сокращению возможностей развития использования устойчивых способов передвижения и, как следствие, к еще большим экологическим проблемам.
В связи с этим при планировании развития урбанизированных территорий перед проектировщиками-градостроителями на стадиях проектирования стоит задача минимизировать отрицательные эффекты, стремясь сместить развитие транспортной системы в сторону сбалансированности и устойчивости, учитывая все факторы, включая экологическую эффективность.
Модели и методы
В данном исследовании был использован анализ существующих зависимостей между вредными выбросами и параметрами транспортных потоков, а также рассматривались результаты планирования и внед рения пилотных проектов по снижению негативного влияния транспорта на окружающую среду.
В результате анализа был сделан ряд выводов, первый из которых заключается в том, что в условиях роста уровня автомобилизации и перенасыщения улично-
а т
Движение 1 1 —1 -А^г-" 1
Разгон /| 1
Ожидание I 1 1 7 1 '
Замедление и остановка У J - " " 1 " Движение, |
Движение 1 если | 1 не было | 1 остановки |
\ Дистанция | ^ \
1 -1 1
! П !
Рис. 1. Режимы работы транспортного средства на регулируемом перекрестке, используемые в моделях оценки потребления топлива и выбросов загрязняющих веществ [1]
дорожных сетей транспортными потоками объемы вредных выбросов также увеличиваются, и связано это не только количеством самих передвижений, с использованием индивидуального транспорта, но и с ограниченными возможностями по обеспечению требуемой пропускной способностью всех пользователей.
Рассмотрим на примере одного из важнейших элементов улично-дорожной сети — пересечения улиц со светофорным регулированием. В канадском руководстве по пропускной способности регулируемых пересечений [1] приводятся характеристики движения транспорта при проезде через регулируемый перекресток, включая торможение, остановку и разгон (рис. 1). Отмечается, что не только д вижу-щийся автомобиль, но и находящийся на стадии торможения, ожидания и разгона оказывает дополнительный негативный эффект, который может значительно превышать выбросы, образующиеся при движении в свободных условиях.
С ростом интенсивности движения транспорта на перекрестке увеличивается так называемый уровень загрузки, определяемый как отношение интенсивности прибывающих транспортных средств к пропускной способности перекрестка (отдельного подхода к перекрестку, группы полос движения или перекрестка в целом). При этом значение транспортной задержки на одно транспортное средство начинает стремительно увеличиваться после уровня загрузки 0,85—0,9, а, следовательно, будут увеличиваться и объемы выбросов, связанных, например, с режимом ожидания. На рис. 2 представлена зависимость увеличения объема выбросов с ростом транспортных задержек [2].
Средняя скорость движения в городских условиях, при которой объемы выбросов стабилизируются, лежит в диапазоне 20—30 км/ч (см. рис. 3). Для того чтобы обеспечить такой уровень скорости движения необходимо иметь запас пропускной способности и соответствующий уровень загрузки, не превышающий диапазон 0,5—0,7. При этом во многих городах пропускная способность магистральных улиц уже исчерпана и обеспечить низкий уровень загрузки практически невозможно. Очевидно, что требуется дополнительные меры, которые позволят
Транспортная задержка на одно транспортное средство при проезде через перекресток, с
Рис. 2. Рост объемов вредных выбросов с увеличением транспортной задержки на перекрестке [2]
10,000
о а
ю
™ 1,000
(Ч ю О
СО , Летучие органические
* " СО2 г/миля ■ ■ соединения(мг/миля)
100
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Скорость, миль/ч
Рис. 3. Влияние скорости движения на объемы вредных выбросов [3]
снижать транспортные нагрузки, и эти меры лежат в области управления транспортным спросом.
Рассмотрим пример пилотного проектирования в Германии, нацеленного на управление транспортным спросом на м а-гистральной улице. Известно, что в Германии, как и в других европейских странах, ведется мониторинг вредных выбро-
сов [4], объем которых контролируется по уровню соответствующих значений предельно допустимых концентраций (ПДК). Для реализации контроля в городах применяются передвижных станции по замеру выбросов, а также устанавливают стационарные станции (см. рис. 4). Такие станции устанавливаются в разных частях города, включая магистральные улицы, места с размещением социальных объектов, на въездах в город и др. При этом информацию о текущем состоянии и ПДК всегда можно увидеть на соответствующем сайте. Например, в Тюрингии показания таких станций предоставляются для таких городов, как Веймар, Йена, Эрфурт, Зуль и др. [5].
Одной из пилотных инициатив, которые можно отметить, был проект, в участии которого принимали транспортные инженеры из университета Баухауз г. Веймар [6, 7]. В рамках оптимизации транспортных потоков в 2012—2013 гг. было проведено исследование с последующей успешной реализацией в зоне связки улиц Тальштрассе — Бергштрассе в г. Эрфурте (Тюрингия).
Суть проекта заключалась в том, чтобы сдерживать транспортные потоки на входах в центральную часть города за счет светофорного регулирования, т. е. создавать избыточные транспортные потери на въезде в центр, что соответственно должно приводить к увеличению вредных выбросов на границе центра. Вместе с тем такие условия позволяют снизить транспортные потоки на основном рассматриваемом участке улично-дорожной сети, понизить уровень загрузки и, как следст-
тз а ш
о г>
-I
тз
о
-I
а>
О-
Г> -I 03
о
а л
X
ТЗ
О
03
а л
а>
п
а>
О-
Г> ^
X н
а
г> а>
а> т т
у
-I
о
03
О
i-^
X
X с
X X
CD С CD U D X
X ^
и
с
CD U
CD
X
X
D
m
О
CP
X
X
о ^
с
о
i-
U ^
CD iX О CP
I-
u о a a
CP
Контроль транспорт-
яш ной очереди
Измерение транспорт-
шш ного потока
Измерение вредных
выбросов
— Видеодетекторы
Рис. 5. Пилотный проект оптимизации транспортных потоков с целью минимизации экологического ущерба в зоне основной магистральной улицы в г. Эрфурте (Германия) [6, 7]
вие — сократить ожидание на перекрестках на 11 % (рис. 5). Это позволило значительно сократить объемы вредных выбросов в зоне рассматриваемых магистралей в центре Эрфурта.
Анализируя результаты описанного выше пилотного проекта, можно сделать вывод, что ограничения на въезд в зону, где требуется снизить объемы вредных выбросов, имеют свой положительный эффект. Вместе с тем, учитывая особенности российских условий, при которых многие крупные города испытывают рост субурбанизации, можно ожидать значительное снижение такого эффекта. Например, в г. Иркутске в связи с развитием территории Иркутского района планируемый прирост населения в зоне Байкальского тракта превышает в несколько раз существующее состояние, что по самым минимальным оценкам приведет к приросту интенсивности движения на входе в город более чем вдвое (рис. 6). Очевидно, что в таком случае эффект от локальных мероприятий по повышению пропускной способности на отдельных перекрестках важнейших магистралей города будет быстро ликвидирован.
Результаты и обсуждение
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что для планирования устойчивой городской мобильности и устойчивого развития территорий городов и их агломераций требуется комплексный подход в области управления транспортным спросом, который будет включать ряд стратегий [8]:
— ориентирование на развитие территорий, обслуживаемых общественным транспортом (transit oriented development);
— внедрение программ по снижению передвижений по трудовым целям, благодаря которым количество передвижений может снижаться от 5 до 30 %;
— сбалансированное развитие территорий, при котором количество передвижений по разным целям может снижаться на 25—50 %;
— введение ограничений на паркиро-вание и как результат — снижение передвижения на индивидуальном транспорте на 10—30 %;
— развитие вело-пешеходной инфраструктуры, что также может снизить передвижения на индивидуальном транспорте минимум на 5—15 %;
! Прирост транспортных потоков из Иркутского района
Рис. 6. Прогноз увеличения транспортных потоков с Байкальского тракта в связи с развитием территории Иркутского района (прогноз 2015 г.)
ТЗ
а ш
О г>
-I
тз
о
-I
а>
О-
Г> -I 03
о
а л
X
ТЗ
О
03
а л
а> п
а>
О-
Г> ^
X н
о
Г)
а>
а> т т
Распределение
Распределение транспортных потоков (авт./ч)
У
-I
О
03
Рис. 7. Пример применения инструментов транспортного моделирования для оценки распределения транспортных потоков на основе расчетных характеристик территорий
Иркутской агломерации* * Появление западного обхода снижает транспортные нагрузки на ул. Трактовая на 40—50 %, что позволяет реализовывать пассивный и активный приоритеты общественного транспорта.
m
О
IX
X с
X X
ш ^
ш и о
X
X
s ^
и
ш и
ш s
X
о
m
о
ср
s
X
о
с s
о
m
I-
и
ш
IX
о ср
I-
и о а о ср
— другие меры по введению платных ограничений на передвижения, включая участки платных дорог, стоимость на топливо и др.
Значения по снижению транспортных потоков, приведенные выше, являются приблизительными и требуют специальной проработки на стадии планирования развития городских территорий и внедрения стратегий по управлению транспортным спросом.
Анализируя специальную литературу в области планирования развития городов, решение таких задач сводится к поиску моделей, которые могли бы учитывать характеристики городских территорий и их влияние на формирование транспортных потоков [9, 10]. При этом для разработки таких моделей в настоящее время приме -няется специализированное программное обеспечение, которое позволяет моделировать транспортные системы, но в качестве исходных данных требуются характеристики использования территории. Одним из таких программных продуктов является PTV VISUM (Карлсруэ, Германия), который используется, в том числе для оценки вредных выбросов [11].
В случае наличия качественных исходных данных, инструменты транспортного моделирования позволяют не только оценивать существующий транспортный спрос, но и учитывать мероприятия по развитию транспортной инфраструктуры и территорий города. В качестве исходных характеристик территорий необходимо иметь набор данных, влияющих на генерацию передвижений населения, включая количество жителей, учащихся, численность трудоспособного населения, мест приложения труда, мест культурно-бытового тяготения с д етализацией по характеру генерации посетителей и др. Другими словами, при наличии подробной палитры исходных данных такие инструменты позволяют выполнять оценку транспортного спроса на перспективу, его изменения в случае реализации стратегий по уп-
равлению транспортным спросом и последующие эффекты по экологическому воздействию на окружающую среду.
Заключение
На стадии планирования развития территории и формирования обслуживающей ее транспортной системы необходимо иметь инструменты, которые позволят решать задачи по снижению транспортных нагрузок, например, при выборе оптимального места размещения городского объекта, при поиске планировочных решений для организации эффективного доступа к территории или при разработке планировочных решений улиц и их пересечений.
В качестве основного инструмента для решения таких задач предлагается рассматривать инструменты транспортного моделирования, используемые в качестве исходной информации территориальные характеристики [12—15]. Учитывая при этом параметры подвижности населения, результатами транспортного моделирования является транспортный спрос — его существующее состояние и оценка на перспективу. Основываясь на таких результатах, можно получать не только оценки вредных выбросов в окружающую среду, но и другие показатели транспортной работы и качества обслуживания населения, включая транспортную доступность, распределение транспортного спроса по способам передвижений, нагрузки на улично-дорожную сеть и др.
Вместе с тем следует отметить трудоемкость подготовки таких инструментов и в качестве предмета современных исследований актуальной задачей является разработка подходов к их разработке в зависимости от решаемых задач, границ рассматриваемой территории, требований к детализации результата оценки, текущего состояния исходных данных и наличия ранее подготовленных транспортных моделей отдельных территорий (в случае территории городской агломерации).
TRANSPORTATION DEMAND MANAGEMENT TO REDUCE ENVIRONMENTAL IMPACT OF TRANSPORT
A. G. Levashev, Ph. D. (Technical sciences), assoc. professor, Irkutsk National Technical University (IRNITU), alexey.levashev@tl-istu.com, Irkutsk, Russia, O. R. Pavlova, Postgraduate student, Irkutsk National Technical University (IRNITU), olga.pavlova@tl-istu.com, Irkutsk, Russia
Библиографический список/Referenees
—I
тз
. Canadian Capacity Guide for Signalized Intersections. Institute of Transportation Engineers. — Com- q
m
mittee on the Canadian Capacity Guide for Signalized Intersections, 2007. — 230 p. [in English].
2. Lin C., Gong B., Qu X. (2015) Low Emissions and Delay Optimization for an Isolated Signalized Inter- Q section Based on Vehicular Trajectories. — 2015. 10 (12). — 0146018 [in English]. O
3. Chin H. C., Rahman M. H. An Impact Evaluation of Traffic Congestion on Ecology // Planning Studies u & Practice. — 2011. — 3 (1). — P. 32—44 [in English]. §
4. What is air pollution control about // Electronic resource. — URL: https://www.bmu.de/en/topics/air- n noise-mobility/air/what-is-air-pollution-control-about, date of access 12.10.2021 [in English]. b
5. Thüringer Landesamt für Umwelt, Bergbau und Naturschutz// Electronic resource. — URL: http:// O www.tlug-jena.de/luftaktuell/ls_messorte.php?size-2&, date of access 12.10.2021 [in German]. O
6. UVE-Pilotmaßnahme 1 — Talstraße/Bergstraße // Electronic resource. — URL: https://www.erfurt.de/ § ef/de/leben/planen/verkehr/vk/uve/131598.html, date of access 12.10.2021 [in German]. Q
Q I X
CD
с CD
O-
Г)
7. Umweltorientierte Verkehrssteuerung Erfurt Ergebnisse des mehrjährigen Feldversuchs // Electronic resource. — URL: https://docplayer.org/55063831-Umweltorientierte-verkehrssteuerung-erfurt-ergeb- O nisse-des-mehrjaehrigen-feldversuchs.html, date of access 12.10.2021 [in German]. b
8. Energy Conservation and Emission Reduction Strategies // Electronic resource. — URL: https://www.vt-pi.org/tdm/tdm59.htm, date of access 12.10.2021 [in English].
9. Anjomani A. An integrated land-use/transportation forecasting and planning model: A metropolitan planning support system // The Journal of Transport and Land Use. — 2021. — Vol. 14. — No. 1. — P. 65—86 [in English].
10. Kuehnel N., Ziemke D., Moeckel R. Traffic noise feedback in agent-based Integrated Land-Use/Trans- u port Models // The Journal of Transport and Land Use. — 2021. — Vol. 14. — No. 1. — P. 325—344 O [in English].
11. Emission calculation with HBEFA in PTV Visum // Electronic resource. — URL: https:// n www.youtube.com/watch?v-pR3jEMb9-gw, date of access 12.10.2021 [in English]. §
12. Levashev A. Application of geoinformation technologies for the transportation demand estimation // H Transportation Research Procedia. — 2017. — 20. — P. 406—411 [in English]. x
13. Levashov A. Formation of the transport model of urban agglomeration // MATEC Web of Conferences. — X 2018. — 212, doi: 10.1051/matecconf/201821205001 [in English]. y
14. Levashev A., Mikhailov A., & Golovnykh I. (2013). Modelling parking based trips // WIT Transactions on Ecology and the Environment. — 2013. — Vol. 2. — P. 1067—1076 [in English].
15. Levashev A., Mikhailov A., & Sharov M. Special generators in tasks of transportation demand assessment // Transportation Research Procedia. — 2018. — 36. — P. 434—439 [in English].
■< x
-I
О
03
115
