Теория городских пассажирских перевозок - Прогнозирование передвижений городского населения

Глава 11
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЙ ГОРОДСКОГО НАСЕЛЕНИЯ
§ 11.1. Принципы прогнозирования передвижений городского населения

Прогнозирование передвижений городского населения на перспективу связано с решением двух комплексов задач: 1) выявлением и изучением зависимостей между передвижениями городского населения и определяющими их социально-историческими факторами; 2) прогнозированием социально-исторических условий на рассматриваемую перспективу. Обе эти задачи отличаются большой сложностью.
Пассажироперевозки формируются по определенным статистическим законам и поэтому задача их прогнозирования должна базироваться на футуристических вероятностных расчетах, общая теория и методика которых — предмет изучения специальной науки — прогностики. Однако использование общих рекомендаций прогностики в футуристических расчетах городских пассажироперевозок затруднено тем, что статистические закономерности формирования пассажиропотоков чрезвычайно сложны и их математические выражения пока не найдены. Поэтому единой общепринятой методики прогнозирования в настоящее время не существует.

В зависимоcти от имеющихся данных прогнозы пассажироперевозок выполняют по двум схемам: 1) на основании закономерностей, установленных в натурных обследованиях передвижений населения; 2) на основании построения логических, соответствующих имеющимся условиям, теоретических моделей пассажироперевозок. В первом случае находят корреляционные соотношения между пассажироперевозками и определяющими их факторами, которые затем согласуют с прогнозами изменения этих факторов в рассматриваемой перспективе. Во втором случае полагают, что передвижения населения независимы от исторического времени и подчиняются схеме, заложенной в модели. Сравнивая эти направления, можно отметить, что натурные обследования передвижений населения требуют больших трудовых затрат, но зато дают наиболее достоверные сведения на момент их обследования. Для решения задач текущего планирования и регулирования пассажироперевозок они незаменимы, но для прогнозирования их развития, тем более долгосрочного, могут быть недостаточны, так как дают только фотографию существующего состояния. Вместе с тем систематические специальные натурные обследования вскрывают причинно-следственные связи пассажироперевозок с определяющими их факторами и ожидаемые направления развития в ближайшей перспективе.
Математические модели основаны на постулировании определенных зависимостей формирования передвижений от определяющих их факторов. В соответствии с возможностями, предоставляемыми схемой, они позволяют анализировать явление. Вместе с тем ограниченность моделирования пассажироперевозок связана с тем, что в моделях можно практически учесть весьма небольшое количество факторов, определяющих формирование передвижений. Поэтому построить единую модель формирования пассажироперевозок практически нельзя. Наконец, еще не создано пригодных для использования в практике градостроительного проектирования моделей, определяющих развитие пассажироперевозок в историческом времени.
Все модели прогнозирования пассажироперевозок основаны на учете двух групп переменных: тех, которые оказывают влияние на потенциальный рост объема пассажироперевозок в городах и тех, которые ограничивают его.
Переменными первой группы являются такие, как населенность города, плотность его застройки, степень автомобилизации, социальный состав и уровень благосостояния населения, переменными второй группы — затраты времени и дальность, стоимость поездок, степень телефонизации и другие факторы, определяющие «сэкономленное транспортное обслуживание». Расчетный объем пассажироперевозок определяют как равнодействующую всех этих влияний при наличии тесной корреляционной связи между характеристиками города и вероятностным поведением его жителей при выборе вида транспорта и принятии других транспортных решений.
Пассажироперевозки определяются не только характеристиками города, его населенностью, планировочными решениями и социально- экономическими факторами, но и транспортной ситуацией, транспортной обеспеченностью города, плотностью ТС, интенсивностью движения, маршрутной системой, видами предлагаемого транспорта.  Поэтому пассажироперевозки рассчитывают под предварительно принятую транспортную сеть, которая на стадии расчета ожидаемых пассажироперевозок новых городов неизвестна. В обход этих трудностей вводят стадию предсетевых транспортных расчетов по «воздушным» расстояниям между центрами транспортного тяготения, позволяющую выявить основные направления последующего проектирования.
Пассажироперевозки рассчитывают методом попыток с предварительным эвристическим проектированием ТС, которую затем уточняют по мере выявления ожидаемых пассажиропотоков.
Принципиальная схема расчета ожидаемого объема пассажироперевозок (рис. 11.1) включает в себя шесть групп операций:

1. анализ исходных данных и расчет перспективных показателей, определяющих ожидаемый объем перевозок;
2. выбор математической модели расчета;
3. предварительное проектирование ТС и маршрутной системы¹;
4. расчет пассажироперевозок для предварительного варианта ТС;
5. уточнения ТС и маршрутной системы по данным предварительного расчета;
6. расчет пассажироперевозок для уточненной ТС и маршрутной системы.

Исходные данные о населенности города, его пунктах транспортного тяготения, планировочных решениях, социально-экономические и другие необходимые для расчетов пассажироперевозок формируют в виде характеристик множества зон — транспортных районов, образующих в совокупности заданный город. Все эти данные анализируют и уточняют на расчетную перспективу с учетом общих прогнозов социального, экономического и технического развития страны, на которых базируются прогнозы транспортного обеспечения городов и выбор критериев оптимизации ТС и маршрутной системы, включая выбор перспективных видов ГМПТ.
Расчет перспективных показателей представляет собой первый, предсетевой этап транспортного расчета, когда ТС еще не определена. На нем важно установить потенциальную транспортную потребность, т. е. тот объем транспортного обслуживания, который определяется действительной транспортной потребностью населения, не ограниченной реальными возможностями транспортной системы. Если этот показатель найден, то в дальнейшем транспортном расчете он может служить объективным критерием оценки проектного варианта ТС и маршрутной системы: отношение проектного объема транспортного обслуживания, обеспечиваемого ТС, к его потенциальной потребности определяет   Теоретические модели расчета потенциальной транспортной подвижности в настоящее время еще не разработаны. В первом приближении она может быть установлена по эмпирической зависимости подвижности населения от равновероятной временной удаленности объектов тяготения tрв экстраполяцией ее на момент, когда tрн=0 (см. рис. 10.1).
С учетом градостроительных и социально-экономических факторов выбирают и математическую модель расчета пассажироперевозок. Предварительно проектируют ТС и выбирают виды транспорта эвристическим методом с учетом расчетных перспективных показателей и выбранных критериев оптимизации. Этот этап является подготовительным для предварительного расчета объема пассажироперевозок между транспортными районами. Его выполняют на основе выбранной математической модели и заканчивают построением картограмм пассажиропотоков. Анализ полученных картограмм пассажиропотоков позволяет уточнить выбор видов транспорта, ТС и маршрутную систему, что является содержанием последнего этапа расчета.  

Рис. 11.1
Принципиальная схема расчета прогнозируемых пассажироперевозок

¹уровень соответствия проектного транспортного решения потенциальному запросу на пассажироперевозки.

Широко используемая в настоящее время в проектной практике методика транспортных расчетов городских путей сообщения ЦНИИП градостроительства рассчитана на выполнение в сетевой форме, т. е. без учета маршрутной организации движения [6]. Программное обеспечение расчета ГПС в маршрутной форме отличается повышенной сложностью и трудоемкостью [17). Его рекомендуют для решения транспортно-планировочных задач исследовательского характера, проектирования ГПС на стадии комплексных транспортных схем, экономического обоснования транспортных систем крупных городов и решения различных задач организации и оптимизации движения в действующих ТС. Транспортные расчеты в сетевой форме выполняют на проектных стадиях ТЭО и генерального плана города.

На всех этапах оценивают проектные планировочные решения и дают рекомендации по их взаимной увязке с транспортными. Соответственно уточняют заданные проектные показатели и расчетные перспективные показатели, положенные в основу проекта.
Из схемы, показанной на рис. 11.1, видно, что расчет ожидаемых пассажироперевозок — составная часть общего проекта организации транспортного обслуживания и принципиально неотделим от него. Процесс проектирования транспорта и связанного с ним расчета ожидаемых пассажироперевозок представляет собой шаговый процесс с возвратом: каждая следующая ступень расчета связана с необходимостью корректировки и уточнения предыдущей.
Обоснованность решения задачи расчета перспективных пассажироперевозок гем выше, чем правильнее выбраны исходные данные, критерии оптимизации ТС и чем точнее увязана она с городом по всем показателям. Главное при этом — выбор размеров транспортных районов: чем они меньше, тем расчет точнее. Но с увеличением количества транспортных районов объем необходимых расчетов увеличивается пропорционально их квадрату. Поэтому достаточно точные расчеты транспортных систем и ожидаемых пассажироперевозок требуют использования современной быстродействующей вычислительной техники — ЭВМ.
Практикой расчетов установлено, что наиболее точным в перспективных расчетах получается прогноз суммарного объема пассажироперевозок, менее точным — распределение этого объема между отдельными видами транспорта, по целям корреспонденций и по транспортным районам. При общей погрешности расчета суммарного объема пассажироперевозок порядка 15—20% погрешность распределения пассажиропотоков по участкам ТС может достигать 100% и более. В определенной мере это указывает на принципиальные недостатки используемого математического обеспечения транспортных расчетов и необходимость пересмотра его фундаментальных основ.
Основное назначение программы градостроительно-транспортного проектирования — решение задач организации транспорта или крупных задач развития городских транспортных систем. Однако помимо расчетов транспортного обслуживания новых городов она может использоваться для решения различных задач оптимизации пассажироперевозок в действующих ТС: разработки оперативных мероприятий, направленных на корректировку существующей маршрутной системы разных видов транспорта; перераспределения подвижного состава по маршрутам; рекомендаций по развитию улично-дорожной сети города, внеуличных магистралей и автостоянок; размещения промышленных предприятий, жилых массивов и культурно-бытовых центров; оптимизации организации движения.