При создании городской транспортной системы приходится решать комплекс технико-экономических задач, в состав которых входят:
1. формирование рациональной улично-дорожной сети;
2. определение объемов пассажирских и грузовых перевозок;
3. разработка маршрутной схемы;
4. выбор видов транспорта;
5. определение качества и количества подвижного состава;
6. организация движения транспорта и др.
Для городских условий существуют общие принципы формирования рациональной транспортной системы, важнейшими из которых являются пространственный и временной. В хорошо организованной транспортной системе затраты времени на обмен грузами и пассажирами между отдельными пунктами города должны быть минимальны. Во всех случаях при проектировании транспортных систем должен соблюдаться принцип наиболее коротких путей сообщения на важных направлениях пассажиро- и грузопотоков. Такие направления, как правило, связывают жилые районы с промышленными предприятиями, транспортными узлами, общественными центрами, зонами отдыха, спортивными и культурными объектами. Взаимное расположение этих объектов в значительной степени определяет конфигурацию улично-дорожной сети города, в которой выделяются магистральные улицы, составляющие основу планировочной структуры города. Характер и структура города влияют на характер поездок, и, следовательно, определяют
• затраты времени на передвижение,
• объем потребления финансовых, материальных и трудовых ресурсов на перевозки.
При проектировании транспортной системы следует стремиться к минимизации этих затрат.
Для формирования оптимальных транспортных связей между объектами города необходимо учитывать следующие факторы:
• численность, состав и транспортную подвижность населения;
• состав и функциональное назначение градообразующей базы;
• существующую застройку и улично-дорожную сеть;
• зонирование городской территории и взаимное расположение объектов массового тяготения населения;
• рельеф и географические объекты на территории города.
Самой общей характеристикой города является численность населения.
Малые и средние города составляют около 85% от их общего числа, но в них транспортные проблемы стоят не так остро, как в крупных городах, так как рост городов сопровождается увеличением занимаемой территории, удлинением путей сообщения и плотности населения.
Одновременно возрастает транспортная подвижность населения и происходит насыщение уличной сети средствами передвижения, что снижает безопасность движения и пропускную способность улиц. В результате уменьшается средняя скорость движения и увеличивается время передвижения населения. Количество передвижений само по себе не определяет объема работ транспорта, который измеряется пассажиро-километрами, и, следовательно, для его определения необходимо знать количество пассажиров и среднюю дальность поездки.
Дальность передвижения к какому-либо пункту находится в прямой зависимости от характера расселения населения в города. Это связано с тем, что передвижения от места проживания к месту работы отличаются наибольшей массовостью, частотой, регулярностью и обязательностью.
Отсюда вытекает естественное для людей стремление расселяться по возможности ближе к месту приложения труда.
Сущностью закона трудового тяготения является желание человека до минимума сократить затраты времени на передвижения. В начале 30-х годов впервые была определена функциональная зависимость между количеством передвижений и их дальностью: количество расселяющихся уменьшается по закону убывающей профессии по мере удаления от места работы. В середине 30-х годов была предложена математическая модель расселения, в которой мерой тяготения стали затраты времени на передвижение, а не расстояние.
Согласно исследованиям в зоне до 20-минутной удаленности от места работы должны проживать 70...80% всех расселяющихся. Обследование фактического расселения, проведенные в различных городах отчасти подтвердили наличие определенной зависимости между затратами времени и долей расселяющихся, а с другой стороны не подтвердили значительной населенности зон, наиболее близко расположенных к центру тяготения.
Очевидно, чтобы в теоретических предпосылках приблизиться к реальным условиям расселения, необходимо учесть, что по мере удаления от рассматриваемого фокуса тяготения не только происходит уменьшение потенциала тяготения, но и одновременно возрастает селитебная емкость зон, т.е. увеличивается возможность расселения в них жителей города.
Каждый город имеет свою градообразующую базу - совокупность предприятий, организаций и учреждений, выполняющих общественно необходимые функции.
В частности города могут выполнять функции политико-административных, промышленных транспортных, торговых, рекреационных и культурных центров. Преобладание тех или функций в структуре градообразующей базы определяет характер развития города, специфику пассажиропотоков и требования, предъявляемые к городскому транспорту.
Так в промышленных центрах преобладает трудовая корреспонденция населения между жилыми районами и промышленными зонами. В транспортных узлах преобладают связи между жилыми районами, вокзалами (пунктами внешнего транспорта) и торгово-складскими зонами. В политико-административных центрах наиболее оживленными являются связи между жилыми районами и общегородским административным центром. В центрах туризма и отдыха - это связи между вокзалами, гостиницами и местами массового отдыха. Поэтому наличие многофункциональной градообразующей базы значительно усложняет транспортную систему города.
Современная градообразующая концепция предусматривает функциональное зонирование территории города с выделением шести основных зон: жилая, промышленная, внешнего транспорта, общегородская, районные центры, культурно – бытового обслуживания и отдыха населения,
Реализация этой концепции требует огромных капитальных вложений в связи с освоением новых территорий, развитием инженерных сетей и строительством дорог. Резко возрастает и роль транспорта как для пассажиров, так и для грузов.
Взаимное расположение функциональных зон определяет планировочную структуру города и начертание его транспортной сети, характер планировочной структуры города оказывает влияние на количество пассажиров, среднюю дальность, прямолинейность, время поездок и объемы работы пассажирского транспорта,
На формирование транспортной сети оказывает влияние и наличие старой застройки. В старом городе капитальная застройка закрепляет исторически сложившуюся уличную сеть, которая, как правило, не отвечает современным транспортным требованиям. В этом случае улучшение транспортной сети может потребовать значительных капитальных затрат.
Географические обьекты в виде рек, гор, водоемов, оврагов представляют собой как бы естественные линии ограничения развития города, а значит, и транспортной сети. Как правило, основное развитие города идет вдоль преград. Возможное пересечение этих преград транспортной сетью связано со значительными затратами на строительство, мостов, путепроводов, тоннелей и других инженерных сооружений.
Пути и объекты внешнего транспорта оказывают на транспортную сеть двоякое влияние:
1. являются естественными препятствиями для развития, так как их пересечение требует дополнительных затрат на строительство специальных инженерных сооружений;
2. объекты внешнего транспорта являются пассажира образующими или поглощающими пунктами, т.е. они могут использоваться для перемещения пассажирских потоков, как в черте города, так и за его границами,
Таким образом, при проектировании транспортной системы необходимо учитывать весь комплекс факторов, оказывающих влияние на формирование региональной транспортной сети, объемов грузовых и пассажирских перевозов выбор видов транспорта, организацию маршрутов и движения городского транспорта.
Конфигурация линий прохождения маршрутов пассажирского транспорта на плане города или района называется маршрутной сетью. Основной принцип построения маршрутной сети – объединение в единое целое всех участников перевозочного процесса с минимальным стыковочным временем. Также используются:
1) принцип системности — комплексное рассмотрение элементов системы, начиная от этапа формирования спроса на перевозки;
2) принцип соответствия — обеспечение соответствия провозных характеристик подвижного состава спросу на перевозки с учетом заданного уровня комфортности поездки;
3) принцип эффективности - эффективное использование всех ресурсов
Рациональная маршрутная сеть должна:
1) обеспечивать наибольшую прибыль при наименьших затратах;
2) обеспечить минимальные затраты времени населения на поездку
3) иметь наименьшее число пересадок
4) вписываться в городскую систему направления движения
Алгоритм построения маршрутной сети:
1)Сбор данных
(население района, распределение по микрорайонам, перечень дорог, время проезда между остановками)
2)Расчет часовой мощности пассажиропотока.
Мчп=Н*Кэан*Ксм*Кчм, где Н-общая численность населения, Кэан-коэффициент экономически активного населения, Кчм-коэффициент часового максимума, Ксм-коэффициент сменности самодеятельного населения
3) Составление графа транспортной сети.
Граф— это фигура, состоящая из вершин и соединяющих их отрезков (звеньев).Вершины графа — это точки на сети, наиболее важные для определения расстояний или маршрутов движения.
Выбирают район-аналог (расположение относительно центра города и дорожные магистрали по структуре должны быть аналогичны, число пассажирообразующих и пассажиропоглощающих путктов приблизительно равны)
4)Распределение населения по пассажирообразующим и пассажиропоглощающим пунктам.
5)Построение маршрутов-кандидатов
6)Корректировка маршрутной сети
7)Выбор ПС по вместимости
8)Оценка разработанного варианта маршрутной схемы