Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 29 от 14 августа 2007 года

А в Берлине помимо центральной оси, зафиксированной Бранденбургскими воротами, Расторгуев отмечает еще и главную пространственную доминанту – центральный парк, вокруг которого расположен весь город. Рейхстаг, Федеральная канцелярия и резиденция президента (дворец Бельвю) находятся между парком и рекой Шпрее, а с другой стороны к парку примыкает бизнес-центр на Потсдамер-плац. Хотя в Берлине вообще большой популярностью пользуются велосипеды (благо для них создана впечатляющая инфраструктура) и общественный транспорт.

Во многих мегаполисах принципы расположения осей различны, потому что их основа складывалась исторически (другое дело, что в Москве по сей день сохранилась средневековая структура извилистых дорог с единым центром), однако есть общие правила, позволяющие избежать крупных проблем с транспортом, – все оси не должны пересекаться в одной точке.

В. В. Семенов из Института прикладной математики РАН в своей работе "Математическое моделирование динамики транспортных потоков мегаполиса" указывает на несколько неприятных особенностей московской дорожной структуры. Во-первых, интенсивность транспортных потоков в городе в несколько раз превосходит соответствующий показатель в европейских столицах. Во-вторых, Семенов также отмечает среди недостатков тот факт, что московская система автомагистралей построена по радиально концентрическому принципу, и из-за недостаточной плотности дорожной сети и далекой от совершенства организации маршрутов транспортных потоков для Москвы характерна проблема перепробега. В-третьих, основные магистрали столицы содержат много полос, что нетипично для европейских городов и затрудняет непосредственное применение западных моделей распределения потоков.

Также отмечается, что, в отличие от западных стран, в России нет системы организации приоритета маршрутного и специального транспорта, оперативного мониторинга, управления и перераспределения транспортных и пассажирских потоков. Кроме того, у нас отсутствует нормативно-правовое обеспечение управления движением, которое давало бы возможность вводить мероприятия по ограничению движения и стоянки. Три четверти личных автомобилей, зарегистрированных в ЦАО Москвы, не обеспечены гаражами-стоянками. Только это снижает пропускную способность улиц в несколько раз. Все эти аспекты должны быть учтены в ходе исследований при моделировании столичного движения, и они отсутствуют в зарубежных моделях. Неясно, кстати, насколько учитывалась эта специфика при использовании немецких моделей PTV, о которых речь пойдет дальше, в отечественной практике.

Статистика

По сведениям Яндекса, в Москве каждый день возникает в среднем около 650 пробок, в каждой из которых стоит около 500 автомобилей. И это не предел. Каждый год количество машин в Москве увеличивается на 200 тысяч, и, по данным ГИБДД, на начало февраля 2007 года в столице зарегистрировано более 3 млн. единиц автотранспорта. Эта цифра, вероятно, не отражает всей сложности ситуации, так как в ней не учтены машины, зарегистрированные в Подмосковье, а их по дорогам столицы тоже ездит немало. В будний день по Белокаменной одновременно движется от 200 до 350 тысяч автомобилей.

Софтверных решений для моделирования транспортных потоков в масштабах мегаполиса и выше не так много. Одним из известных продуктов такого рода является немецкое семейство систем планирования в транспортной инфраструктуре PTV Vision, которые используют модели VISSIM/VISUM, разработанные почти тридцать лет назад. В состав линейки входит четыре приложения. Первое – PTV Simulation, пожалуй, наиболее интересно, так как используется для микро– и макроскопического моделирования потоков личного, общественного и грузового транспорта, пешеходного движения, настройки работы светофоров в зависимости от заданных параметров, анализа заторов и трехмерных динамических визуализаций перекрестков и развязок. В общем, система предназначена для создания и проигрывания комплексных сценариев развития транспортной системы в зависимости от изменения отдельных ее составляющих.

Разработчики называют среди пользователей системы проектировщиков, чиновников транспортных министерств и ведомств, инженерные компании и т. д. ПО применяют для подготовки обоснования постройки или реконструкции дороги, выбора наиболее приемлемого варианта с учетом инженерных и финансовых ограничений и генерации сопутствующих документов для инвестора. По данным компании, ее софт используют более двух тысяч организаций в 75 странах мира. Россия – не исключение. PTV Vision применялся при проектировании Третьего транспортного кольца в Москве, Западного скоростного диаметра и перехватывающих парковок в Петербурге, а также проектов в Томске и Иркутске.

Итак, в чем же заключается работа с моделями PTV? Моделирование VISSIM предполагает микроскопический расчет движения транспорта и проверку работы сигнальных устройств для выбора оптимальной организации движения на перекрестке и оценки пропускной способности для каждого варианта движения. При этом учитывается движение в зоне остановок с учетом приоритета общественного транспорта. На этапе VISSIM-моделирования производится анализ "узких" мест. В качестве исходных данных на микроуровне берется растровая основа (карты города, аэрофотосъемки и пр.) и информация о существующей структуре движения. Анализ может производиться по таким параметрам, как нагрузка на дорогу, средняя скорость потока, время поездки и задержек в пути, длина пробок и количество остановок.

VISUM – это макромоделирование существующих и прогнозируемых транспортных потоков с анализом и оценкой правил и интенсивности движения и отработкой сценариев "что будет, если…". Здесь в качестве исходных данных принимается сеть путей движения различных видов транспорта, свойства сети, правила движения и так называемая матрица транспортных передвижений, состоящая из данных "транспортного предложения" и "транспортного спроса".

В результате на первом этапе моделирования формируются две независимых модели. Первая – модель транспортного спроса, содержит такие данные, как цели и число поездок и кривая транспортного спроса. Вторая – модель сети основана на информации о транспортных системах, ячейках, узлах и остановках. Программа обрабатывает эти две модели и на выход выдает модель взаимодействия, которая содержит данные о распределении транспортных потоков автомобилей, создании маршрутов общественного транспорта и расчета их эффективности, а также экологическим параметрам (выброс вредных веществ, шумовые воздействия).