Проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния
 

Каталог ресурсов УралWeb Рейтинг@Mail.ru
 

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПАССАЖИРСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ГОРОДА:
СОПОСТАВИМОСТЬ, ИЗМЕРЕНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ

Ю.С.Кирзнер

Известно - чтобы управлять любым объектом, в том числе и системой городского пассажирского транспорта (в дальнейшем - системой), нужно знать об этом объекте:

  • Хорош он или плох (насколько он совершенен);
  • Что можно и нужно сделать, чтобы улучшить его и понять, в какой степени это удалось.

И если с первой задачей в условиях экономического кризиса экспертам «повезло» - ответ ясен: практически все системы ГПТ плохи, то со вторым намного сложнее. Впрочем уверенность в том, что всё плохо и становится еще хуже, не проясняет других вопросов: а как по сравнению с другими городами? Как в отдельных зонах данного города? Насколько становится хуже каждый год? А может, ситуация уже и не ухудшается? Все это в конечном счете важно для того, чтобы, наиболее эффективно используя имеющиеся ресурсы, в максимальной степени повысить уровень удовлетворения населения города в услугах городского пассажирского транспорта.

На то, что этот уровень «практически не исследуется» справедливо сетует научный редактор настоящего издания С.А.Ваксман ([1]). Прав и А.И.Стрельников ([2]), говоря о потребности в создании «базы данных о транспортном состоянии городов страны», способной объективно выявить относительную потребность в транспортном развитии, что важно, в частности, для объективной состязательности городов за государственные ресурсы.

Современная российская практика в оценке систем не идет дальше применения для этой цели продолжительности передвижений, или иначе говоря - затрат времени. Точнее сказать: тяжесть ситуации вообще заслоняет вопрос об уровне удовлетворения потребностей: обеспечить бы перевозочную способность, «доставить бы народ на работу», в центр города и к другим важнейшим объектам. Но стоит проектировщику взяться за разработку пусть самого краткосрочного проекта, как неискоренимый оптимизм тут как тут, и снова встает задача определить, как обстоит дело сегодня и что нужно предпринять, чтобы как можно больше вытащить транспортную систему из топи.

Однако абсолютные показатели – минуты затраченного на поездку времени - не слишком-то информативны с позиций лица или органа, принимающего решение об инвестировании в тот или иной город, в то или иное мероприятие по развитию системы в данном городе. Нетрудно представить две пары точек в одном городе или в разных городах, отстоящих друг от друга на разных расстояниях и характеризующихся различными затратами времени на преодоление разделяющего их расстояния. Но не более сложно представить и то, что на связи с бoльшими затратами времени уже ничего нельзя сделать (в рамках современных технических, технологических возможностей) для сокращения затрат времени – ни спрямить, ни расширить для повышения пропускной способности и, следовательно, увеличения скоростей сообщения, улицы и дороги, ни повысить частоту движения для сокращения интервалов и времени ожидания, ни приблизить остановки, ни даже прорыть метрополитен, потому что он уже существует. А во втором случае затраты времени заметно ниже, но можно и спрямить, и расширить, и повысить частоту движения, приблизить остановки к пассажирам, и линию скоростного транспорта построить. Очевидно, что в первом случае связь совершенна или близка к совершенству, а во втором – от совершенства далека, и затраты времени на ней ниже просто потому, что расстояние по воздушной прямой существенно короче. Понятно, что есть смысл инвестировать только в совершенствование второй связи. Отсюда нельзя не сделать вывод о том, что абсолютный показатель затрат времени не может быть безусловным ориентиром при принятии решений по совершенствованию системы. Ясно, что проблема существенно усложняется, когда от рассмотрения связи между двумя точками мы переходим к городу в целом с самыми причудливыми конфигурациями расселения и сети. Ведь за равными показателями средневзвешенных затрат времени могут скрываться и различная численность населения, и различная степень отклонения от прямолинейности связей, дисбаланса расселения и тяготения, компактность или разбросанность городских территорий, различная частота переходов через естественные и искусственные преграды в городе, различная насыщенность сети подвижным составом и многое другое. Однако, как это ни парадоксально в свете только что сказанного, до сих пор затраты времени остаются главным мерилом совершенства системы. Без внимания остались работы автора, в которых был намечен путь к преодолению парадокса и корректному измерению степени совершенства системы и ее фрагментов([3-5]).

Поэтому есть смысл вернуться к проблеме корректного соизмерения обеспеченности услугами ГПТ, учесть современные реалии, такие как расслоение когда-то практического цельного контингента пассажиров на резко различные группы (индивидуальный и массовый, причем массовый расслоен на подсистемы экономически по-разному доступные), усилить теоретическое обоснование оценки, обобщить ее с целью расширить применимость метода во времени (прошлое – настоящее - будущее) и пространстве (любой город любой страны), усилить его роль в разработке проектных решений.

Потребность объективно соизмерить свойства систем остро ощущал А.М.Якшин. Можно вспомнить использование изохронограмм в графоаналитическом методе анализа городской транспортной сети ([6,7]). Но А.М.Якшин пошел дальше и ввел понятие эффективности транспорта. Он предложил измерять эффективность связи между парой точек или обслуживания территории показателем, названным им «коэффициентом эффективности транспорта», определяемым как отношение средней итоговой условной скорости передвижения населения к скорости пешехода, при том, что последняя рассчитывается с учетом всех накладных затрат времени. Такой показатель позволяет учесть комплекс условий, определяющих уровень развития транспортной системы, включая наличие или отсутствие транспортной связи, ее непрямолинейность, плотность сети, интервалы движения. Коэффициент эффективности транспорта плодотворен, но отвечает на другой вопрос, а именно: «насколько на конкретной связи эффективен транспорт по сравнению с пешим передвижением?». И он изменяется по мере роста преодолеваемого расстояния от величины, меньшей 1, до многократного превышения скорости транспорта (его скорости сообщения) над скоростью пешехода. Измерение качества системы в более широком смысле остается в данном случае в стороне.

Возвращаясь к обещанию продолжить изложение новой парадигмы теории городского пассажирского транспорта ([8]), напомним, что наука о системе ГПТ определялась там как система знаний о его месте и роли в коммуникативной системе развивающегося города, о динамике распределенных во времени и пространстве потребностей населения в физическом перемещении по территории города, об эффективности деятельности органов городского управления по обеспечению населения транспортными услугами.
Стало быть, оценка качества системы должна отвечать распределенным во времени и пространстве потребностям и лежать в основе принятия решений по повышению ее уровня.

Переходя на язык квалиметрии ([9]), сформулируем ряд основных исходных положений:

1. Оцениванию подлежит не пустая система, а единство предъявленных жителями потребностей в физическом перемещении в пространстве города и средств их удовлетворения;

2. Система характеризуется некоторым набором свойств, из которых для данного рассмотрения выделим временн?ю транспортную доступность (величину, обратную затратам времени на передвижение), оставив в стороне задачи комплексного измерения качества транспортного обслуживания;

3. За эталонное значение показателя транспортной доступности примем такое, которое нельзя улучшить в рамках возможностей данной системы (подсистемы);

4. Мера удовлетворения потребности есть отношение наблюдаемой доступности к эталонной и лежит на шкале отношений. Численное выражение меры лежит в границах 0 … 1.

К введенным четырем основным квалиметрическим положениям добавим специфичные для системы особенности измерения качества:

  • Основой измерений является первичный элемент потребления услуги системы – единичная поездка, или иначе говоря, связь между двумя точками (узлами) сети;
  • Население города как потребитель неоднородно и подразделяется на группы в соответствии с используемыми подсистемами (например, массовый общественный транспорт, общественный транспорт с повышенными удобствами и комфортом поездки, индивидуальный автомобильный транспорт);
  • Системы развиваются во времени в каждом данном городе, в идеальном городе, освоившем все современные достижения в области ГПТ и в прогнозируемом идеальном городе со зрелостью системы в соответствии с научно-техническими прогнозами. На этой шкале системы движутся от простейших уровней развития к высшим. Определить уровень значит описать, какие виды транспорта он включает и каковы параметры этих видов – максимальная скорость сообщения и минимальные накладные затраты времени.
  • Эталон доступности, во-первых, индивидуален для каждой пары точек и, во-вторых, определяется уровнем развития системы, относительно которого делается оценка.(лучшее из возможных для данного уровня значений в зависимости от расстояния по воздушной прямой, скорости сообщения и накладных затрат времени на пешую часть передвижения, ожидание, пересадку);
  • Оценка качества обслуживания зон (асимметричных по отправлению и прибытию) вычисляется как средневзвешенная (по количеству передвигающихся) индивидуальных оценок поездок, совершаемых между соответствующими зонами;
  • При единстве параметров уровней развития оценки для любого момента бытия системы корректно сопоставимы в прошлом, настоящем и будущем (лежат на одной шкале отношений);
  • При единстве параметров уровней развития оценки для систем любого города любой страны корректно сопоставимы (лежат на одной шкале отношений).

    Дальнейшее изложение для экономии места предварим единым списком обозначений, мнемоника которых основывается на аналогиях с англоязычной литературой по городскому транспорту:
  • переменная перечисляемого типа, список городов (city), отражаемых в единой для всех городов базе данных;
  • год (year);
  • переменная перечисляемого типа, список групп пассажиров (group);
  • переменная упорядоченного перечисляемого типа, список известных (в настоящее время) уровней (level) развития системы (последующий включает все возможности предыдущих и располагает некоторыми дополнительными возможностями);

Дальнейшее изложение для экономии места предварим единым списком обозначений, мнемоника которых основывается на аналогиях с англоязычной литературой по городскому транспорту:

группы, передвигающихся между зонами … в городе … в … -ом году при учете уровней развития городского транспорта.
Начнем с единичной поездки как основы для вычисления агрегированный значений качества для зон и городов.

Качество единичной поездки между точками и в городе в году при принадлежности передвигающегося к -ой группе пассажиров с учетом уровней развития системы определим в духе всего выше сказанного как отношение фактической наблюдаемой доступности (величина обратная затратам времени, продолжительности) к эталонной доступности для данной -ой группы пассажиров с учетом уровней развития системы


(1)

В выражении (1) значение (эталонные, минимально возможные, затраты времени на поездку между точками и для пассажиров –ой группы при учете уровней развития городского транспорта) не зависит от города и года и определяются как минимальное из полных затрат времени на поездку. Дело в том, что полные затраты времени представляют сумму продолжительности поездки в подвижном составе и накладных затрат времени. Известно, что в общем случае по мере повышения уровня растут скорости сообщения, но повышаются и накладные затраты времени. Поэтому в зависимости расстояния эффективными оказываются разные уровни , т.е.

Можно вычислить суммарные возможные сокращения затрат времени и для разницы уровней, чтобы выделить значение перехода на один более высокий уровень (например, что даст городу введение метрополитена).

Привлеченные для расчетов данные, первоначально для одного города, могут лечь в основу открытой базы данных, пополняемой затем данными о системах других городов без ограничения стран и моментов времени. Такая база могла бы быть размещена во всемирной паутине (WWW) (например, на сайте waksman.fromru.com) с возможностью изучения явления в целом и фрагментарно в территориальном и временных разрезах и подпитки базы знаний.

Теперь коротко об интерпретации результатов расчетов по формулам (3)-(6). Матрицу (3) можно подвергнуть статистическому анализу и сортировке (поиск связей с наименьшим качеством, например). Но с точки зрения выработки решений существеннее другое. Вряд ли можно в лоб интерпретировать матрицу относительных показателей, каковыми являются

передвижения по воздушным прямым. Но если построить картограмму («паука») возможных сокращений затрат времени между каждой парой зон, то во-первых, изображение будет недостаточно наглядным. Во-вторых, отдельные линии паутины сольются и практически придутся на одни и те же звенья существующей магистральной сети или ее возможные приращения (спрямления, переправы, линии скоростного транспорта, обычные улицы и дороги). Поэтому предусматривается использование некоего избыточного графа сети, включающего элементы графа существующей сети плюс все сколько-нибудь подозрительные (для несуществующих еще элементов в БД указываются бесконечные большие затраты времени). В дальнейшем в ходе расчетов даже исходный избыточный граф может быть уточнен. Но главное – можно направленно приближаться к лучшему решению по совершенствованию системы, последовательно обсчитывая варианты, получая интегральные и пространственно-распределенные оценки качества системы, и формируя новые варианты, переходить к новым итерациям расчета. И так либо до исчерпания лимита инвестиций, либо достижения целевого уровня общегородского качества, либо до выравнивания качества по территории города. Здесь место синтезу компьютерного моделирования и расчета и интуитивного творчества профессионала-проектировщика.

Исходные данные для расчета качества системы в городе в году при принадлежности передвигающегося к -ой группе пассажиров с учетом уровней развития системы это:
o Межзонные матрицы фактических (наблюдаемых) затрат времени;
o Межзонные матрицы корреспонденций;
o Избыточный граф сети;
o Координаты узлов (вершин) сети.

Идеально требованиям базы данных отвечала перепись 1970 г. С тех пор специалисты только страдальчески смотрят вслед пролетающим мимо возможностям последующих переписей.

Однако практическим целям могут отвечать и подготовленные расчетно данные. Матрицы корреспонденций можно получить, отправляясь от матрицы, зафиксированной базовым обследованием, моделируя процесс ее трансформации с контролем по изменившимся емкостям зон отправления и прибытия (см. [10, 11]), а матрицы фактических затрат времени – моделируя распределение пассажиров в сети с заданными параметрами скорости и пропускной способности элементов сети.

По уникальным данным обследования передвижения трудящихся и учащихся, проведенного в рамках Всесоюзной переписи населения 1970 года, проведены расчеты, давшие, в частности, общегородские оценки качества системы Ленинграда 1970 года при предельном уровне развития нескоростных видов транспорта – 0,630, и при предельном уровне развития скоростных видов – 0,561.
Расчеты будут продолжены по мере поступления новой информации в открытую базу данных.

Литература

1. Ваксман С.А. Проблемы развития и организации функционирования транспортных систем городов (от научного редактора). //Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния. – Екатеринбург, 2002. с.10-15
2. Стрельников А.И. Новые задачи комплексной транспортной схемы в рыночной экономике города. //Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния. – Екатеринбург, 2001. с.23-28
3. Кирзнер Ю.С. Прогнозирование развития общественного и индивидуального транспорта в городах. - Отчет ЛФ НИИАТ, Л., 1972.
4. Кирзнер Ю.С. Измерение эффективности системы пассажирского транспорта города. //Городской транспорт и организация движения. – Свердловск, 1973. с. 123-130.
5. Кирзнер Ю.С. Оценка качества транспортного обслуживания населения города и его районов. – М.: ЦБНТИ Минавтотранса РСФСР, 1976. 44 с.
6. Якшин А.М. Применение изохрон при проектировании городов. // Планировка и строительство городов, 1933, №1, с. 11-16.
7. Якшин А.М. Планировка транспортных сетей. – М.: Государственное архитектурное издательство, 1948
8. Кирзнер Ю.С. Об основах теории городского пассажирского транспорта. //Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния. – Екатеринбург, 2001. с.16-22
9. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров (основы квалиметрии). – М.: «Экономика», 1982. 256 с.
10. Кирзнер Ю.С., Зенгбуш М.В., Кудряшов А.М., Новицкий В.И. Рекомендации по обоснованию первоочередных и перспективных мероприятий по улучшению транспортного обслуживания населения крупных городов (на примере Ленинграда). - Отчет ЛФ НИИАТ, Л., 1973. 123 с.
11. Кирзнер Ю.С. Моделирование динамики расселения в городе. //Вопросы планировки и застройки городов. – Пенза, 1983. с.8-10.