Системный анализ в проектировании транспортных систем г. Новосибирска

«Ни один город не может расти быстрее, чем растет его транспорт». Об этом утверждал еще в свои годы Ле Корбюзье, прослеживая взаимосвязь роста города с техническими возможностями средств передвижения.[1]

Эта проблема остается актуальной и до настоящего времени. Современное состояние транспортной инфраструктуры - результат особенностей ее формирования, происходящего под влиянием естественногеографических, территориальных, экономических и планировочноградостроительных факторов и условий. Для города Новосибирска характерен постоянный рост его территории. В связи с этим существует ряд проблем улично-дорожной сети города, которые необходимо решить, но основная из них - это проблема массовых пассажирских перевозок. Как показывает практика, современная дорожная ситуация с каждым днем ухудшается, и требуется постоянное совершенство государственной программы транспортного развития.

Сложившуюся транспортную инфраструктуру г. Новосибирска образуют: дорожная сеть, включающая в себя три автомобильных моста через реку Обь, мосты через реки Иню и Каменку; Новосибирский метрополитен, имеющий 13 пассажирских станций; трамвайные линии; железнодорожные линии с вокзалами и посадочными платформами; маршруты и причалы водного транспорта по реке Оби. [3]

В работе рассмотрены конкретно схемы совершенствования Государственного Пассажирского Транспорта, как основного элемента структуры Городского транспорта, а именно уделится внимание объектам подземного транспорта. Актуальность выбора именно этой отрасли пассажирского наряду с исследованием, например, автобусного движения будет представлена далее.

Для примера моделирования выбора пассажиром уличного вида транспорта или метрополитена рассматривается расстояние между Площадью К.Маркса и ст. метро Заельцовская. Т.к.

T m =(60/V m ^C *L)+e

Тэл =(60/Vул *L)+ 1нул где Тм и Тул - полная затрата времени на передвижение с использованием метрополитена и уличного массового транспорта, мин.;

VcM  и Vcул - скорость сообщения на метрополитене и уличных видах транспорта, км/час;

1_н ^м и 1_н ^ул - накладные затраты времени на передвижение с использованием метрополитена и уличных видов транспорта, мин.;

L - расстояние передвижения, км.

Расстояние между станциями L= 11 км

V_c ^m = 40 км/ч   1_н ^м = 5 мин

V_с ^ул = 19 км/ч   1_н ^ул = 7 мин (без учета пробок)

T m =(60/40 *11) + 5 = 21, 5 мин

Т эл =(60/ 19 *11)+ 7 = 39,7 мин

Т м <Т ул

Выполнив достаточно упрощенно все расчеты, можно убедиться в том, что время, затраченное на поездку на метрополитене гораздо меньше, чем на наземном пассажирском транспорте.

Но если у пассажира возникают сомнения, достаточно ли велико расстояние передвижения, чтобы возместить излишние потери времени на подходы или подъезды, связанные с использованием метрополитена, за счет скоростных качеств последнего, то можно вычислить минимальное расстояние L, достаточное для снижения затрат времени на поездку: [2] L= (V c^ул * V c ^M * (1 н^м - 1 н^ул ))/(60*( V c ^M - V c^ул )

В качестве метода исследования транспортной системы как сверхсложного объекта с регулярным стохастическим характером процесса будет применяться системный анализ. В данном случае возможно представление ситуации в виде некой системы, с учетом всех ресурсов, задействованных в ситуации, и связей между ними.

Если представить систему транспорта в виде некой простой модели, то в ней можно выделять несколько уровней: 1 уровень – Система транспорта в целом. Это сложная система с большим количеством структурных элементов и связей. Она содержит в себе 2 уровень – Систему пассажирского транспорта со множеством внешних факторов S1,S2,S3,S4,S5 которые, в свою очередь действуют на ее подсистемы, т.е. некоторые виды пассажирского транспорта.

Конкретно рассмотрена система подземного транспорта, поэтому за 3 уровень принимается подсистема метрополитена, с ее показателями эффективности – PS1, PS2,PS3, PS4, PS5 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Модель системы

Системный анализ включает следующие этапы:

1)Выбор проблемы: транспортная

2)Постановка задачи: с помощью системного подхода проанализировать систему пассажирского транспорта.

3)Установление цели: предложить план по ее улучшению

(а именно внедрение новых станций метрополитена в некоторые районы).

4)Выбор путей решения, моделирование, оценка стратегий и внедрение результатов будут рассмотрены далее.

Самое важное при системном подходе к решению какой-либо проблемы - правильно сформулировать критерии оценки решения.

Анализ системы подземного транспорта будет проводиться по: ^пассажиропотоку станций

2)по наличию в зонах объектов социального назначения

3)по плотности населения районов

4)по наличию строящихся или уже построенных новых жилищных комплексов

5)по наличию заторов, узких мест на дорогах

6)по количеству Дорожно-транспортных происшествий.

На рисунке 2 изображена схема линий метрополитена в идеале на долгосрочную перспективу[4].

Рисунок 2 - Схема линий метрополитена на долгосрочную перспективу

Но, как известно, в данный момент, функционирует лишь 13 станций, а на строительство остальных пока нет средств. Попытаемся выделить те районы, где внедрение новых станций просто необходимо на ближайшую перспективу.

В таблице 1 представлена сводную информация о подземных станциях с их пропускными способностями [данные по сводкам МУП «Новосибирский метрополитен»]

Таблица 1

№	Станция	Среднесуточная перевозка, тыс. пассажиров 2016	Среднесуточная перевозка, тыс. пассажиров 2017
1	Площадь Маркса	38	40
2	Заельцовская	25	27
3	Площадь Ленина	24	25
4	Речной Вокзал	17.5	19
5	Красный проспект- Сибирская	13.6	15.5
6	Студенческая	12,3	14
7	Октябрьская	11	12
8	Золотая Нива	10	13
9	Гагаринская	9	11
10	Площадь Гарина- Михайловского	8	9.5

Можно заметить, что по сравнению с 2016 годом за 2017 показатели немного увеличились, примерно процентов на 10. Самой высокой проходимостью обладает станция «Площадь Маркса», а также «Заельцовская» и «Площадь Ленина».

Таблица, определяющая площадь и численность населения районов Новосибирска (таблица 2) [10].

Таблица 2

№	Район	Площадь, км²	Население , чел.
1	Дзержинский	41,3	172 370
2	Железнодорожны й	8,3	64 576
3	Заельцовский	83	147 464
4	Калининский	46,2	196 939
5	Кировский	52	181 984
6	Ленинский	70,3	298 342
7	Октябрьский	57,6	218 715
8	Первомайский	71,7	85 579
9	Советский	76,7	140 520
10	Центральный	6,4	77 649

Можно заметить, что районы с максимальной плотностью населения это: ленинский, октябрьский, калининский и дзержинский.

По объектам социального назначения можно выделить следующие части районов на левом берегу города и на правом (рисунок 3) [8]

Рисунок 3 – Объекты социального значения

По наличию новых строящихся или построенных ЖК на левом берегу и на правом (рисунок 4)[9].

Рисунок 4 – Строящиеся/построенные ЖК

По наличию крупных торговых центров, собирающих большие массы людей (рисунок 5) [9].

Рисунок 5 – Крупные торговые центры

По наличию заторов (узких мест) на дорогах на левом берегу и на правом (рисунок 6) [9].

Рисунок 6 – Заторы

По количеству ДТП в районах (рисунок 7).[5]

Рисунок 7 – Количество ДТП

Опять же выигрывает Ленинский район с самым высоким показателем аварийности – 493 аварии за год.

Результаты отображены в сравнении с уже существующей схемой линий метрополитена. Схема с обозначенными районами, в которых, согласно исследованию, наилучшим образом будут функционировать новые станции представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Результаты (1)

Т.о. выделенная не закрашенная область отображает районы, обеспеченные метрополитеном, а закрашенная - необеспеченные.

Анализируя метрополитен как систему с множеством аспектов, влияющих на нее, можно сделать вывод о том, что продление линий метрополитена превоочередно необходимо не только на Дзержинской ветке, путем построения станций «Гуссинобродская» и «Волочаевская», но и на Ленинской, а конкретно в Ленинском и Кировском районах, одна станция - в сторону Западного жилмассива, в районе улицы Чехова, вторая - в сторону Затулинского жилмассива, в районе улицы Сибиряков-Гвардейцев (рисунок 9) [7].

Рисунок 9 - Результаты (2)

В заключение, хотелось бы отметить, что для нормального функционирования транспортной системы необходима, прежде всего, связь метрополитена с наземным пассажирским транспортом. Но рассмотрением только этих аспектов анализа нельзя ограничиваться. В дальнейшем необходимо рассмотреть множество других факторов, влияющих на определение конкретного месторасположения постройки новых станций. Например, изучить земельные возможности прокладывания самого туннеля метрополитена и провести точные расчеты прогнозируемых участков.