Теория городских пассажирских перевозок - Понятия передвижения и поездки

§ 3.3. Понятия передвижения и поездки
Перемещения людей в городском пространстве, связанные с их производственными и культурно-бытовыми нуждами, начинаются и заканчиваются в квартирах жилых домов, у рабочих мест заводов и фабрик, в магазинах и универмагах, в зрительных залах театров и кинотеатров, на трибунах стадионов, в местах массового отдыха и т. д. Все эти объекты называют центрами тяготения или центрами транспортного тяготения. Перемещения людей между центрами транспортного тяготения можно представить в общем случае в виде суммы передвижений, совершаемых внутри центров тяготения от точки их зарождения, например квартиры жилого дома, до выхода из них (двери пункта отправления, например, подъезда жилого дома), передвижения от двери пункта отправления (ПО) до двери пункта назначения (ПН), например проходной завода, и передвижения от двери ПН до цели передвижения, например рабочего места у станка, стола и т. д.
В теории городских пассажирских перевозок (ГПП) обычно рассматривают перемещения людей от двери ПО до двери ПН. Передвижения внутри центров тяготения до двери ПО или от двери ПН приходится принимать во внимание в домах повышенной этажности и объектах больших территориальных размеров, например на территориях больших заводов и фабрик, ВДНХ, крупных стадионов, т. е. в тех случаях, когда затраты времени в них составляют существенную долю общих затрат времени на передвижение. Эти передвижения могут быть пешеходными и транспортными с использованием эскалаторов, движущихся тротуаров, лифтов и других видов внутреннего транспорта, но все они совершаются вне городских путей сообщения (ГПС) и не загружают их. Объектом изучения теории ГПП являются обычно перемещения людей от двери ПО до двери ПН, накладывающиеся на ГПС. Затраты времени на передвижения внутри ПО и ПН учитывают иногда при необходимости уточнения доли общих затрат времени на передвижения, допустимых на ГПТ.
Основными понятиями теории ГПП, характеризующими перемещения людей в городском пространстве, являются понятия передвижения и поездки. Передвижением (корреспонденцией) в теории ГПП называют перемещения людей от двери ПО к двери ПН центров тяготения (без посещения попутно каких-либо других промежуточных центров тяготения), где передвижение замещается действиями, составляющими его цель. Передвижения могут быть простыми, сложными, пешеходными, транспортными и составлять цепочки передвижений.
Простыми называют передвижения от двери ПО к двери ПН, осуществляемые пешком (без посещения других центров тяготения) или в виде беспересадочной транспортной поездки на том или другом виде транспорта, например легковом автомобиле от двери ПО к двери ПН.
Сложными или составными называют передвижения от двери ПО к двери ПН (без посещения других центров тяготения), состоящие из пешеходных и транспортных или только транспортных, но с пересадками.

Транспортными называют передвижения с использованием различных видов ГПТ — ГМПТ или ИПТ. Простое транспортное передвижение, рассматриваемое как цикл от момента входа пассажира в транспортное средство на каком-либо остановочном пункте до момента выхода из него на другом остановочном пункте, называют маршрутной поездкой. Маршрутная поездка характеризуется, таким образом, несменяемостью поезда, в котором она совершается. Транспортное передвижение между ПО и ПН, состоящее из одной или нескольких маршрутных поездок, одного или разных видов ГПТ (трамвая и троллейбуса, метрополитена и автобуса и др.) называют сетевой поездкой.
Таким образом, сетевая поездка может быть простой и сложной. Сложные сетевые поездки отличаются от простых пересадочностью, т. е. наличием пересадок из одного транспортного средства в другое в пересадочных узлах. При этом неважно, осуществляются ли они в поездах разных маршрутов одного или разных видов ГПТ. Смена одного поезда на другой (пересадка) означает всегда конец одной маршрутной поездки и начало другой.

Следует отметить, что понимание разницы между маршрутной и сетевой поездкой имеет важное значение в транспортных расчетах и необходимо для правильного определения объемов пассажироперевозок. При принятых системах тарифов (оплаты проезда) объем пассажироперевозок уличных видов ГПТ определяют как количество освоенных маршрутных поездок, а на метрополитенах — как количество освоенных сетевых поездок.
Сложные передвижения не следует путать с цепочками передвижений. Любые простые и сложные передвижения осуществляются между ПО и ПН без посещения каких бы то ни было промежуточных ПН, так как посещение любого ПН — конец рассматриваемого передвижения. Цепочкой передвижений называют совокупность нескольких последовательно совершаемых передвижений, каждое из которых заканчивается посещением какого-либо ПН, который затем становится началом (ПО) следующего передвижения. Цепочки передвижении между к пунктами отправления и назначения состоят из к простых или сложных передвижений, которые могут быть пешеходными, транспортными и смешанными.
Примеры простых и сложных передвижений показаны на рис. 3.5, а, б, в. Они осуществляются между ПО и ПН без посещения промежуточных ПН, поэтому каждое из них представляет собой одну сетевую поездку. На рис. 3.5, г показана цепочка из трех передвижений: пешеходного между ПО и ПН1 и двух транспортных между ПН1 и ПН2 и ПН2 и ПО. В этом случае одно передвижение отделяет от другого посещение ПН.
Основными характеристиками передвижений являются протяженность (длина), скорость сообщения и затраты времени на передвижение. Наиболее общая характеристика передвижения — затраты времени на передвижение l0, которые определяются длиной передвижения l0 и приведенной скоростью сообщения в передвижении:
(3.29)

Рис. 3.5
Схемы простых и сложных передвижений

Затраты времени на передвижение называют трудностью сообщения. Однако трудность сообщения определяется не только затратами времени в передвижении. Иногда трудность сообщения рассматривают как обобщенную характеристику, включающую в себя ряд показателей удобства передвижений, определяющих транспортную утомляемость: затраты времени на передвижение, статического и динамического комфорта подвижного состава, пересадочности, частоты и регулярности движения, удельного веса пешеходных затрат времени и ожидания транспорта в общих затратах времени на передвижения и др. Однако количественного выражения трудности сообщения в таком понимании в настоящее время еще не найдено, поэтому в дальнейшем будем рассматривать ее как затраты времени на передвижения.
В суточном бюджете времени на передвижения затрачивается некоторая статистически постоянная часть. Это явление, представляющее собой закон статистической пространственной самоорганизации городского населения, определяет законы расселения городского населения по отношению к центрам трудового и культурно-бытового тяготения, проектирование транспортных сетей и выбор видов транспорта для обслуживания пассажироперевозок. Максимальные затраты времени на передвижения Тмакс ограничиваются допустимым пределом транспортной утомляемости, который устанавливается с учетом психофизиологических возможностей организма человека, экономических, социальных и других факторов. В соответствии с действующими Строительными нормами и правилами (СНиП П-60—75) максимальные затраты времени на передвижения в трудовых поездках (в один конец) не должны превышать для большинства (80—90%) трудящихся 40 мин в крупнейших и крупных городах и 30 мин в остальных. В соответствии с этим ограничением при проектировании транспортных систем выбирают виды ГПТ и необходимые характеристики их транспортных сетей и маршрутных систем.

Рис. 3.6
Модели формирования зон пешеходной доступности остановочных пунктов (ОП) транспортных линий

Реальное городское пространство всегда анизотропно. Если учесть фактическую непрямолинейность подхода к остановочному пункту коэффициентом непрямолинейности, то среднее расстояние и время подхода к нему будут:

где кн.п=1,2 — коэффициент непрямолинейности подхода (отношение фактического расстояния передвижения между некоторыми пунктами А и В к кратчайшему расстоянию между ними «по воздушной прямой»);
— коэффициент выбора остановочного пункта, обеспечивающего экономию общих затрат времени на передвижение по сравнению с поездкой от ближайшего ОП; vc — скорость сообщения рассматриваемого вида транспорта.
Расчеты времени подхода к ОП тесно связаны с расположением их на транспортной сети, нормированием радиусов пешеходной доступности Rп.д.макс и транспортной обслуженности территории города. Все эти характеристики тесно связаны с характеристиками городской застройки по экономическим, архитектурно-планировочным и другим соображениям. Для городов, расположенных в средней климатической зоне, «Методические указания по проектированию сетей общественного транспорта, улиц и дорог» ЦНИИП градостроительства [14] рекомендуют принимать максимально допустимое расстояние пешеходного подхода к ближайшим остановкам МПТ в районах с капитальной многоэтажной застройкой (в среднем более двух этажей) равным 500 м и в районах с малоэтажной (усадебной) застройкой — 700 м, причем с учетом непрямолинейности подходов их следует сокращать на 20% в расчете на коэффициент непрямолинейности подхода кнп=1,2, т. е. принимать соответственно равными 400 и 560 м.
Остановочные пункты располагают в узлах (пересечениях) транспортной сети и в промежутках между узлами (при больших расстояниях между ними), совмещая их с центрами массового тяготения населения —  у крупных универмагов, зрелищных предприятий и т. д. Это обеспечивает минимальные пути передвижения пассажире» при пересадках с одного направления движения на другое и снижение общих затрат пешеходного времени.
Расположение ОП должно обеспечивать максимальную транспортную обслуженностъ городской территории при умеренно необходимой плотности транспортной сети. Соотношение между ними должно устанавливаться по критерию максимальной народнохозяйственной эффективности транспортной системы. При регулярной квадратной транспортной сетке и расположении остановочных пунктов ОП в ее узлах транспортная обслуженностъ городской территории будет полной, т. е. все ее точки будут находиться в зоне пешеходной доступности ОП, при шаге транспортной сетки(рис. 3.6, в). В этом случае при многоэтажной капитальной застройке l=400х1,4=560 м и при индивидуальной застройке l=560х1,4=785 м. Такие размеры межмагистральных территорий могут оказаться неприемлемыми по градостроительным и экономическим соображениям. При этом решении создаются обширные территории А двойного транспортного обслуживания, которые, с одной стороны, удобны для населения, так как увеличивают доступность ОП, но, с другой стороны, требуют неоправданного повышения плотности транспортной сети, что при заданном объеме транспортной работы может приводить к ее недогрузке и увеличению интервалов между поездами с соответствующим снижением уровня транспортного обслуживания населения.
Для сокращения участков двойного обслуживания транспортную сетку целесообразно раздвинуть.
Оптимальное расстояние между магистральными улицами, идущими в направлении преобладающих пассажиропотоков, и оптимальную длину перегонов между ОП по «Методическим указаниям» [14] принимают:

Полученные формулы и построения справедливы только в пределах принятых расчетных моделей, в частности при равноплотном размещении населения и изотропности планировочной структуры территории, обслуживаемой транспортными линиями. Фактически оба эти допущения неверны. Планировочная структура всегда создает анизотропность связей, а размещение населения приспосабливается к их сокращению, в частности должно быть максимально плотным в непосредственной близости к ОП. Расчетные модели навязывают пешеходам определенные схемы поведения при подходе к ОП, которые не учитывают фактической планировочной структуры и могут существенно отличаться от действительных.
Точные значенияможно получить только как статистические величины натурными обследованиями передвижений с расчетом по формуле

Величины, определяемые по (3.41), зависят от планировочных решений рассматриваемых районов и характера их застройки. Из формул (3. 38) и (3.39) следует, что главными факторами, определяющими затраты времени на пешеходный подход к ОП, являются плотность транспортной сети δ и длина перегона 1п. Их оптимизируют по критерию минимума общих затрат времени на передвижение с учетом экономических и других ограничений.
Отметим, что вследствие различной планировочной структуры районов, в частности в центральной, срединной и периферийной зонах реальных городов, плотность сетей МПТ в них различна и распределение населения по дальности подхода к ОП имеет вид кривой, аналогичной по форме кривой распределения передвижений по дальности (см. рис. 3.10). Максимальное расстояние подхода к ОП МПТ превышает в некоторых случаях 2,5—3,5 км, а минимальное существенно ниже 0,5 км. Поэтому принципиально правильнее нормировать не максимальный радиус доступности ОП МПТ, как рекомендуют «Методические указания», а долю населения, реализующего подходы к ОП МПТ на расстояние, не превышающее установленного, например 0,5 км.

Время ожидания поезда.

Время ожидания пассажиром очередного поезда на остановочном пункте ГПТ является функцией интервала t, между поездами. Очевидно, что tож.макс=tи, когда пассажир подходит к остановке в момент подхода очередного поезда, но не входит в него, и tож.мин=0, когда он подходит к остановке в момент отхода поезда и входит в него без потери времени на ожидание. Следовательно, среднее время ожидания пассажирами поезда на остановке

где f (х) — плотность распределения вероятности отклонения случайной величины х от ее среднего значения М (математического ожидания); σ — среднее квадратическое отклонение величины х от математического ожидания.
Среднее квадратическое отклонение σ характеризует дисперсию (разброс) случайной величины х относительно ее математического ожидания. На рисунке показаны функции распределения двух случайных процессов: 1 — с меньшей дисперсией; 2 — с большой дисперсией. Увеличение σ означает увеличение дисперсии.
Кроме среднего квадратического отклонения σи на величину времени ожидания пассажиром поезда на остановочном пункте влияет фактическое наполнение поездов. При подходе к остановочному пункту переполненного поезда посадка может не состояться. В расчетах полагают, что отказ пассажиру в посадке происходит во всех случаях подхода к остановочному пункту поезда с наполнением, превышающим принятое максимальное расчетное. 

Фактически пассажир может уехать в переполненном поезде и время его ожидания на остановочном пункте будет меньше принятого по расчету вероятности переполнения поездов, но условия его проезда не будут соответствовать необходимым по требованиям транспортной комфортабельности, а транспортная утомляемость за счет сокращения времени передвижения не только не уменьшится, а возможно и увеличится по сравнению с той, которая будет при некотором увеличении времени передвижения, но в нормальных условиях проезда.
Наполнение поездов пассажирами

где тс — количество мест для сидящих пассажиров в пассажирском салоне поезда; а — коэффициент наполнения прохода — принятая норма или фактическое заполнение площади Fст стоящими пассажирами (количество пассажиров на 1 м² свободной площади пола); Fст —свободная площадь пола пассажирского салона, предназначенная для размещения стоящих пассажиров. В соответствии с действующими ГОСТ нормальным считают наполнение поездов тогда, когда заняты все места для сидящих пассажиров и свободная площадь пола пассажирского салона при а=5 чел/м²; максимальным, допускаемым в часы пик, — когда заняты все места для сидящих пассажиров и свободная площадь пола пассажирского салона при а=8 чел/м^{2 2}.
С учетом средних квадратических отклонений σ, фактических интервалов между поездами от средних tu и вероятности отказа пассажирам в посадке Ротк среднее время ожидания пассажирами поездов на остановочных пунктах ГПТ

Приведенный пример позволяет сделать следующие выводы:

1. При нерегулярном движении и переполнении поездов затраты времени на ожидание пассажирами посадки на остановочных пунктах увеличиваются весьма значительно — в приведенном выше примере расчета на 76%, т. е. почти в два раза.

¹ Точнее, эксплуатационная скорость. Однако практически скорость сообщения отличается от эксплуатационной не более чем на 5—7%.

² Фактическое наполнение поездов в часы максимальной нагрузки нередко превышает а=8 чел/м² и достигает 10. Поэтому при расчетах подвижного состава на прочность принимают а=10 чел/м². При расчетах городских транспортных систем ГМПТ требующееся количество подвижного состава для освоения пассажироперевозок в генеральном плане определяют из расчета нормального наполнения при а=3 чел/м² и максимального в часы пик а=5 чел/м².

1. Основное влияние на увеличение времени ожидания пассажирами поездов оказывают отклонения интервалов от заданных расписанием движения.

Учитывая, что доля времени ожидания поездов в общей трудности передвижений довольно значительна (составляет примерно 20%), все

Отметим, что наличие пересадок, требующих затрат времени на пешеходные переходы и ожидание транспорта, приводит к существенному снижению приведенной скорости сообщения в передвижении относительно скорости сообщения используемых видов ГПТ, росту затрат времени в передвижениях (увеличению трудности сообщения) и соответствующему росту транспортной утомляемости. В частности, на метрополитене примерно 50% затрат времени пассажиров в поездке приходится на пешеходное передвижение и ожидание транспорта при пересадках. Вследствие этого υcпp примерно в два раза ниже скорости сообщения поездов, не считая затрат времени 2tпеш на подход к станциям метрополитена. Заметно уменьшается скорость υcпp в часы пик из-за вынужденного снижения скорости пешеходного передвижения, очередей у касс, задержек у эскалаторов (на метрополитене) и т. д. Поэтому одним из основных требований к системам ГМПТ является обеспечение возможно более высокой беспересадочности.
Пересадочность в транспортных передвижениях (сетевых поездках) оценивают коэффициентом пересадочности kпep, определяемым как отношение общего количества маршрутных поездок Ам населения за определенный расчетный период времени к общему количеству передвижений за то же время с использованием транспорта (сетевых поездок) Ас:
(3.52)
Очевидно, что в обычных транспортных системах Ам>АС и kпер>1. Фактическая пересадочность на ГПТ зависит от территориальных размеров и населенности города, его планировочной структуры, развития и удачности построения транспортной сети и маршрутной системы (соответствия выбора направлений маршрутов ожидаемым направлениям пассажиропотоков), принятых систем организации движения ГПТ. В настоящее время по данным обследований в СССР в городах V группы населенности с населением 50—100 тыс. человек коэффициент пересадочности составляет примерно 1,05 с колебаниями от 1 до 1,2, в городах III группы с населением от 250 до 500 тыс. человек — 1,15 с колебаниями от 1,1 до 1,2, в городах II группы с населением 500 тыс. — 1 млн. человек — примерно 1,25 с колебаниями от 1,15 до 1,3 и в городах I группы с населением более 1 млн. человек — примерно 1,3 с колебаниями от 1,2 до 1,4. Наибольшая пересадочность наблюдается в трудовых передвижениях, где она может достигать величины 1,5 и более. Столь высокая пересадочность указывает обычно на недостатки маршрутной системы и необходимость ее корректировки.
Рост пересадочности в крупнейших и крупных городах объясняется не только увеличением количества транспортных передвижений в связи с большими территориальными размерами города, но и соответствующим развитием транспортной сети. В небольших городах перевозки обслуживают обычно несколько маршрутов ГПТ, иногда одни-два, а в крупных городах — десятки и сотни, что расширяет возможности населения пользоваться транспортом и повышает пересадочность.