Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Современное состояние и практика обоснования развития системы магистральных улиц и дорог 10
1.1. Существующие методы оценки соответствия системы магистральных улиц и дорог требованиям городского движения 10
1.2. Характеристика современного состояния и анализ опыта проектирования системы магистральных улиц и дорог в городах БССР 28
1.3. Методические принципы исследования 39
Выводы 45
ГЛАВА II. Закономерности формирования транспортных потоков в системе магистральных улиц и дорог города 48
2.1. Методика и основные результаты натурных обследований интенсивности и состава движения на улицах и дорогах в городах БССР 48
2.2. Временная неравномерность формирования транспортных потоков 67
2.3. Пространственная неравномерность формирования транспортных потоков 81
Вы в оды 101
ГЛАВА III. Методика обоснования развития магистральных улиц и дорог города 105
3.1. Анализ комплекса параметров системы магистральных улиц и дорог города для целей градостроительного проектирования 105
3.2. Методика оценки соответствия улично-дорожных сетей объёмам городского движения 115
3.3. Экспериментальная проверка применимости методики оценки соответствия улично-дорожных сетей объёмам городского движения 125
3.4. Примеры практического применения методики обоснования развития магистральных улиц и дорог города 134 Выводы 156
Заключение 160
Литература
- Характеристика современного состояния и анализ опыта проектирования системы магистральных улиц и дорог в городах БССР
- Временная неравномерность формирования транспортных потоков
- Пространственная неравномерность формирования транспортных потоков
- Методика оценки соответствия улично-дорожных сетей объёмам городского движения
Введение к работе
Планирование развития городов связано с решением сложного комплекса важнейших функциональных, технических и композиционных задач. Советской градостроительной наукой успешно решается одна из центральных проблем - проблема взаимосвязи планировочной структуры и транспортной организации города. Проектирование рациональной структуры городских путей сообщения, экономичных и отвечающих требованиям перспективного развития городов, требует уточнения и совершенствования методов оценки соответствия системы путей сообщения возрастающим объемам городского движения.
Потребности проектной практики предопределяются особенностями развития городов, которые рассмотрены на примере одного из регионов страны - Белорусской ССР. Этот регион отличается наиболее высокими темпами урбанизации. Интенсивное развитие городов потребовало широкого проведения проектно-планировочных работ, которые в республике выполнялись, как правило, на базе тщательного изучения современного состояния. С конца 50-х годов в Минске, областных и промышленных центрах проведены обширные обследования, позволившие выявить и оценить сложившийся уровень развития магистрально-уличных сетей и их соответствие размерам городского движения. Результаты обследований показали быстрое увеличение объемов городского движения, нарастание нагрузки на отдельные участки улично-дорожных сетей. Усиливается концентрация транспортных потоков на магистралях, связывающих отдельные зоны городов, где все больше концентрируются функции жизнедеятельности. Этому способствует строительство крупных объектов общественного назначения, увеличение плотности жилой застройки, создание крупных промузлов. За -пятилетие объемы движения на улицах и дорогах, связывающих функциональные зоны больших и крупных городов республики между собой и с выходами на внешние дороги, увеличились в 2-3 раза, что значительно опережает средние по городу показатели. Другой особенностью развития городов является усиление их взаимосвязанности с другими населенными пунктами в системе расселения. Общественные центры больших и крупных городов БССР выполняют функции по обслуживанию не только собственно городского населения, но также обслуживают и жителей прилегающих районов. За период с 1955 года подвижность на внутригородском общественном транспорте возросла в республике почти в 9 раз. И, наконец, третьей особенностью современного этапа развития транспортных систем является коренное I изменение состава движения за счет весьма быстрого прироста доли j легковых автомобилей. Ежегодный прирост числа легковых автомоби- I лей в больших и крупных городах БССР достигает 15-20$. Вместе с тем, необходимо констатировать отставание темпов городского строительства от возрастающих объемов городского движения, плотность улично-дорожной сети городов, имеющей твердое покрытие, увеличивается незначительно. В связи с этим больше увеличивается концентрация транспортных потоков в отдельных зонах городов.
Актуальность решенных в процессе диссертационного исследования вопросов предопределена отмеченными особенностями современного этапа развития городов и их транспортных систем, необходимостью совершенствования методики определения основных параметров системы магистральных улиц и дорог города во взаимосвязи с технологией градостроительного проектирования, базирующейся на объективных закономерностях транспортных потоков.
Обобщение опыта теоретических разработок и практики градостроительного проектирования, выполненное в настоящем исследований,в частности на примере городов БССР, дает основание отметить, что отсутствие достаточно полных исследований и разработанных на их основе нормативно-методических положений ведет к снижению качества проектных решений по развитию городских улиц и дорог с точки зрения оценки соответствия их ожидаемым объёмам движения и учета реальных капиталовложений, является одной из причин частой переработки про-ектно-сметной документации, что в свою очередь приводит к нерациональному использованию материальных ресурсов и, в конечном счете, снижает эффективность ведения народного хозяйства.
Необходимость устранения этих недостатков подчеркивалась в материалах ХХУ.и ХШ съездов КПСС [з] , других партийных документах. " В государстве столь обширном, как наше, совершенно особую роль играет транспорт. Роль и экономическую, и политическую, и, если хотите, психологическую. Без хорошо работающего транспорта очень трудно обеспечить и ускоренное развитие всех республик, и дальнейшее углубление их экономического сотрудничества " [2, с.12 J . Значение развития транспорта подчеркнул и июньский ( 1983 г. ) Пленум ЦК КПСС [4, с. 9] .
Реализация долгосрочной социально-экономической программы партии непосредственным образом связана с совершенствованием методики градостроительного проектирования, повышением обоснованности градостроительных решений, в том числе и по развитию системы городских улиц и дорог.
Цель исследования, в связи с вышеизложенным, v заключается в уточнении комплекса параметров системы магистральных улиц и дорог, разработке методики обоснования развития улично-дорожной сети в соответствии с объёмами городского движения на ос
нове объективных закономерностей формирования и пространственно-временного распределения транспортных потоков.
Под " системой городских улиц и дорог " понимается не простая совокупность отдельных перегонов и узлов, а качественно особая общность, обеспечивающая внутригородские социально-экономические и транспортные связи и характеризующаяся только системе присущими параметрами.
В соответствии с поставленной целью в процессе исследования решены следующие задачи:
обобщен и проанализирован опыт градостроительного проектирования системы городских улиц и дорог и реализации проектных решений в городах БССР;
уточнена методика выборочных натурных обследований городского движения применительно к специфике больших городов и проведены обследования интенсивности и состава движения;
проведен математико-статистический анализ закономерностей городского движения, выявлены ( с применением ЭВМ ) факторы, определяющие концентрацию потоков в отдельные периоды времени и в отдельных зонах города ( пространственно-временная неравномерность движения );
разработана и экспериментально проверена на примере городов БССР методика оценки системы улиц и дорог с точки зрения пропуска транспортных потоков;
проведена с использованием разработанной методики технико-экономическая оценка параметров развития улиц и дорог в больших и крупных городах БССР с учетом реальных капиталовложений.
Методика исследования базируется на положениях марксистско-ленинской диалектики, требующей комплексного
-рассмотрения целого с учетом его взаимосвязей. Она включает:
анализ литературных и ведомственных источников, характеризующих практику градостроительного проектирования улично-дорожных сетей в городах БССР;
проведение натурных обследований интенсивности и состава городского движения;
математико-статистический анализ закономерностей городского движения с применением ЭВМ;
теоретическую разработку и экспериментальную проверку методики сопоставления и оценки объёмов городского движения и возможностей системы улиц и дорог по их освоению.
Объектом исследования послужили большие и крупные города БССР.
Развитие областных центров и крупных промышленных городов республики привело к быстрому увеличению объёмов городского движения и вызвало проведение реконструктивных мероприятий на сети улиц и дорог. Выбору указанных городов в качестве объектов исследования способствовало регулярное проведение там натурных обследований, в том числе - при участии автора, что способствовало получению и накоплению обширного фактологического материала, характеризующего закономерности городского движения. В качестве исходной информации использованы материалы 17 транспортных обследований в городах БССР, опубликованные результаты транспортных обследованш по другим городам страны, а также отчетно-статистические данные. Обработка и анализ материалов обследований велись с использованием ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в том, что:
решена актульная научно-практическая задача по разработке
-методики зональной оценки соответствия запроектированной сети улиц и іорог города ожидаемым объёмам городского движения, которая базируется на сопоставлении возможной и реальной плотностей движения и обеспечивает комплексную оценку системы магистральных улиц и дорог города;
подготовлены рекомендации по оценке потребностей в развитии улиц я дорог для городов различной величины в соответствии с расчетным уровнем автомобилизации и заданными условиями движения;
уточнена и реализована в одобренных Госгражданстроем СССР "Руководстве по проведению транспортных обследований в городах" методика выборочного обследования интенсивности движения транспорта применительно к условиям больших городов;
впервые для городов БССР исследовано пространственно-временное распределение транспортных потоков и получен ряд общих закономерностей для групп городов, дающих возможность определения доли часа "пик У коэффициентов суточной неравномерности и неравномерности движения транспорта по направлениям,коэффициента зонной неравномерности, являющегося относительной характеристикой распределения городского движения по территории города в зависимости от транспортно-градост-роительных факторов.
Перечисленные научные результаты исследования являются предметом защиты.
Практическая ценность работы определяется возможностью применения методических разработок по проведению обследований и по оценке системы магистральных улиц и дорог при разработке генеральных планов и комплексных транспортных схем, что позволит снизить трудоёмкость и повысить качество проектных решений. Экономическая эффективность применения методики заключается в расширении возможностей рационального планирования и дифференцированного развития сетей улиц и дорог в соответствии с размерами городского движения по зонам города.
Характеристика современного состояния и анализ опыта проектирования системы магистральных улиц и дорог в городах БССР
Рассмотренные научно-исследовательские разработки и отмеченные недостатки нормативно-методического обеспечения в полной мере отражаются в практике градостроительного проектирования БССР. За последние 10-12 лет в Белоруссии проделана значительная работа по исследованию вопросов, связанных с формированием системы улиц и дорог, оценке и обоснованию комплексного развития транспортных систем городов. Для всех областных и районных центров, ряда других городов республики разработаны генеральные планы, а для девяти наиболее крупных, с проектной численностью населения 250 тыс. жителей и более - комплексные транспортные схемы (гг. Минск, Гомель, Витебск, Гродно, Бобруйск, Барановичи, Полоцк-Новополоцк).
Опыт развития и планировочной организации городов и систем магистральных улиц и дорог нашел отражение в работах Е.Л. Заславского, В.А. Короля, А.В. Лысенко, А.Е. Роговина, Ю.В. Шпита и др. [41, 58, 8, 23, II63 [. Проведенные исследования дают основания для выделения общих для больших и крупных городов республики факторов, определяющих формирование структуры городских улиц и дорог. К таким факторам относятся: радиально направленные к центральным районам города внешние автомобильные дороги; водные артерии, как правило, диаметрально рассекающие город; сложный рельеф городской территории, холмистый, изрезанный оврагами, руслами рек и ручьев; развитые железнодорожные узлы, расположенные вблизи центральных районов городов, и железнодорожные магистральные пути, расчленяющие город.
Радиальное направление внешних автомобильных дорог и тенденции к развитию города вдоль трасс этих дорог стимулировали формирование радиальной планировочной структуры внутригородских путей сообщения.
Акватории рек предопределили необходимость схождения радиальных улиц и дорог города на подходах к мостовым переходам, что привело к преобразованию радиальной структуры в многофокусную. Возникновению нескольких фокусов-центров схождения радиальных магистралей способствовала также расчлененность городских территорий железнодорожными путями и устройствами, перепадами рельефа (овраги, холмы). На вычлененных естественными и искусственными рубежами территориях сформировались относительно автономные элементы города с прямоугольной или близкой к ней сеткой улиц (рис. I.I.).
Рассмотрим показатели, характеризующие развитие улично-до-рожной сети в городах республики. За период с I960 года наиболее значительно протяженность улично-дорожной сети выросла в Могилеве - на 44$ и наименее в Гродно - на 18$, в остальных прирост составил в среднем примерно 20$, или порядка 1$ ежегодно. По сравнению с относительно небольшим общим приростом протяженности улично-дорожных сетей отмечалось качественное улучшение их состояния. В I960 году доля улиц, имеющих покрытие в таких крупных областных центрах как Витебск и Могилев не превышала 29$, в том числе доля улиц с усовершенствованным покрытием - до 10$. В более выгодном положении по сравнению с другими городами республики с точки зрения благоустройства улично-дорожных сетей находились Брест и Гродно, где доля улиц, имеющих покрытие, уже в I960 году составляла 50-54$, хотя доля улиц с усовершенствованным покрытием находилась на том же уровне, что и других городах. К 1980 году доля улиц с усовершенствованным покрытием резко выросла в Бресте и Гродно и составляла соответственно 43$ и 45,6$ против среднего по республике показателя - 32$.
Относительные показатели благоустройства улично-дорожной сети с усовершенствованным покрытием в расчете на 100 шг территории и на 1000 жителей представлены в табл. І.І. Таким образом, уровень благоустройства уличной сети остается довольно низким.
Временная неравномерность формирования транспортных потоков
Размеры городского движения не являются постоянной величиной и подвержены колебаниям в течение суток, по дням недели и сезонам года. Результаты анализа временной неравномерности формирования транспортной загрузки содержатся в исследованиях многих советских и зарубежных специалистов. Многочисленными обследованиями установлены некоторые количественные характеристики неравномерности городского движения в течение суток, что дало основание А.А. Полякову [77] уже в 50-х годах считать "имеющиеся данные фактических наблюдений почти достаточными для установления приближенных расчетных норм" доли часа "пик" в суточном объеме городского движения. В табл. 2,8 приводятся рекомендации А.А. Полякова в сопоставлении с данными обследований в исследуемых городах БССР.
А.А. Поляков отмечает тенденцию к снижению доли часа "пик" с увеличением общего объема городского движения, в связи с чем в центральных и средних районах городов этот показатель изменялся в пределах 9-11$ (при высокой интенсивности движения), в периферийных -от 12 до 15$.
Уже из приведенных в табл. 2.8 данных видно, что для различных видов движения характерна различная неравномерность суточного распределения. Это обстоятельство отмечалось В.А. Черепановым для Москвы [іОб] : "пиковые" размеры движения легковых автомобилей зафиксированы в период с 8 до 9 часов и составили 8-9$ суточного объема. Максимальная интенсивность грузового движения зафиксирована в период с 10 до II часов и достигала 10-11$ суточного объема.
Анализ литературных источников дает основание полагать также, что и в целом по городу доля часа "пик" имеет тенденцию к снижению по мере насыщения городских улиц и дорог транспортными средствами. Так, величина часового максимума в городах Урала и Южного Казахстана в конце 60-х - начале 70-х годов составляла 8-9$, а обследования 1980 г. показали уже снижение этого показателя до 7,5-8,5$. В Актюбинске обследования 1968 и 1974 гг. дали соответственно значения 9,0 и 8,3$ [їв] .
Таким образом, активно идущий в настоящее время процесс насыщения городов легковыми автомобилями и связанные с этим увеличение объема движения и структурные изменения состава потока обусловливают необходимость дальнейшего, более дифференцированного изучения этого вопроса. В частности, при анализе материалов наблюдений выявлено, что доля часа максимальной загрузки для всего транспортного потока увеличивается в средней зоне и уменьшается в периферийной. Такая же тенденция отмечена и для грузовых автомобилей.. Для легковых автомобилей доля часа максимальной загрузки возраста ет от центра к периферии, а для автобусов уменьшается в средней зоне по сравнению с центром города и увеличивается в периферийной.
В табл. 2.9 приводятся фактические данные об изменении структуры транспортных потоков за час "пик" и за сутки для различных по характеру загрузки магистралей. Классификация магистралей принята с учетом доли грузового транспорта в суточном потоке [93 ] : магистрали с преимущественным движением легкового транспорта -доля грузового транспорта в потоке менее 45$; магистрали со смешанным движением - доля грузового транспорта в потоке - 45-55$; магистрали с преимущественным движением грузового . транспорта - доля грузового транспорта в потоке более 55$.
Обобщение результатов обследований не оставляет сомнений в том, что на формирование "пиковых" нагрузок первостепенное влияние оказывает состав транспортных потоков.
Пространственная неравномерность формирования транспортных потоков
Концентрация транспортных потоков в отдельных зонах города и на отдельных направлениях требует адекватного развития сетей магистральных улиц и дорог. Предварительный анализ результатов обследований дает основание предположить две особенности пространственной неравномерности транспортных потоков в городах: неравномерность распределения движений на магистральных улицах и дорогах по направлениям; неравномерность распределения движения в плане города.
Преимущественное направление движения транспортных потоков на магистралях города меняется в течение суток. Стабильность такого рода изменений в пределах замкнутого временного цикла (сутки, неделя) отмечались, например, Т. Метсоном и некоторыми другими авторами
Исследование этого вопроса проведено по фактическим данным для гг. Могилева и Гродно.
Сопоставление данных об объеме движения за ряд суток показало, что для такой временной единицы-, как сутки, неравномерность загрузки по встречным направлениям практически отсутствует. Коэффициенты неравномерности движения для магистралей с преобладающим движением грузового транспорта составляют 1,01-1,08, для магистралей со смешанным движением - 1,01-1,03 и для магистралей с преобладающим движением легкового транспорта - 1,01-1,02.
Неравномерность движения по встречным направлениям в час "пик" более заметна. Коэффициент неравномерности для магистралей с преимущественным движением грузового транспорта составляет -1,01-1,02 и для магистралей с преимущественным легковым движением - 1,01. На магистралях с преимущественно легковым движением более неравномерно распределяется грузовой транспорт. Коэффициент неравномерности движения по встречным направлениям в суточном объеме достигает - 1,07, а в час "пик" - 1,31.
На магистралях со смешанным движением суточная интенсивность грузового транспорта на Ъ% превышает среднюю величину в двух направлениях, легкового - лишь на 2%. В час "пик" наблюдается обратная картина. Объём грузового движения в преимущественном направлении на 2%. превышает среднюю величину, тогда как легкового движения - на 11$.
На магистралях с преимущественным движением грузового транспорта неравномерность движения.грузовых автомобилей в суточном объёме практически отсутствует, коэффициент неравномерности колеб лется от 1,0 до 1,08, для легкового транспорта коэффициент неравномерности по встречным направлениям колеблется от 1,09 до 1,13.
В час "пик" неравномерность движения увеличивается. Для грузового, транспорта.коэффициент неравномерности составляет 1,02 -1,39, для легкового.- 1,13 - 1,42.
Изложенные результаты исследования неравномерности городско го движения, по направлениям дают фактологическую основу для прог ноза размеров "пиковой" загрузки магистральных улиц и дорог го рода. . Проведение- анализа неравномерности распределения транспортных потоков.в плане города методологически тесно связано с проблемой модельного представления плана города и способом выделения элементарных участков городской территории.
Достаточно, подробный анализ развития методов модельного представления плана города содержится в работах Т.М.Говоренко-вой [25] и Г.А.Гольца [вз] . Для разделения городской территории на подвергающиеся статистическому изучению, элементарные участки применяются, как правило, линии равной удаленности от центра города, в качестве, которого обычно применяется геометрический центр территории, либо точка, близкая к нему. Мерой удаленности при этом принимается один из следующих критериев:расстояние по воздушной прямой, что приводит к дроблению территории на концентрические зоны ( С.А.Ваксман [17] , М.Д.Шереметь-евский [25] , А.М.Якшин [l20] ); расстояние, измеренное по улично-дорожной сети, что приводит к изображению территории в виде километрограмм и дает возможность учесть геометрические особенности построения улично-дорожной сети ( А.М.Якшин и др. [l2l] );затраты времени, измеренные по сети линий пассажирского сообщения, что приводит к изображению территории в виде изохронограмм и дает возможность учесть трансформацию городского пространства, обеспечиваемую для населения пассажирским транспортом ( Г.В.Шелей-ховский, А.М.Якшин и др. [ ПО, 119 ] ).
Для исследования пространственной неравномерности движения Р.Э.Любарским, А.А.Поляковым, М.С.Фишельсоном, В.В.Шестокасом, А.М.Якшиным [ 59, 78, 101, III І 120 ] используется членение территории города на укрупненные зоны - центральную, срединную и периферийную .
Методика оценки соответствия улично-дорожных сетей объёмам городского движения
Введение в практику градостроительного проектирования параметра, связывающего планировочные характеристики улично-дорожных сетей с объемами городского движения, чрезвычайно актуально, особенно в связи с насыщением городов легковыми автомобилями и связанными с этим ростом объема и качественными изменениями состава городского движения. В частности, еще в 50-е годы А.Е. Страментов отмечал, что "...важным критерием экономической целесообразности строительства магистрали является так называемый транспортный показатель, устанавливающий гарантированную скорость движения по магистрали" [97] , то есть гарантирующий нормальные режимы движения. В настоящее время увеличение размеров движения еще более обострило необходимость проверки достаточности существующей или запроектированной на перспективу системы улиц и дорог.
Как показало обобщение опыта градостроительного проектирования городских улиц и дорог при разработке методики такой проверки следует учитывать две наметившиеся тенденции: во-первых, это - введение в проектный процесс оценки соответствия пропускной способности перегонов и узлов сети размерам городского движения; во-вторых, это - корректировка уже применяющихся показателей, использование вместо "линейной" плотности сети (км/км2) параметра, учитывающего ширину проезжих частей - "полосной" плотности (км полос/ravr).
В процессе критического анализа имеющихся методических разработок уже отмечалось, что оценка достаточности пропускной способности сети требует учета как статичных планировочных характеристик (протяженность сети, ширина проезжих частей или количество полос движения), так и подверженных изменениям показателей, связанных с организацией движения в узлах сети. Использование в качестве характеристики сети параметра пропускной способности обусловило необходимость характеризовать городское движение сопоставимым показателем транспортной работы, то есть вводить в расчеты две характеристики - количество транспортных средств, обращающихся в движении в городе (транспортная масса) и средний пробег одного транспортного средства. Прогнозирование второй характеристики также как и определение среднего пробега для действующего парка транспортных средств весьма условно и связано с многими допущениями, что, конечно, снижает достоверность прогноза.
Таким образом, оценку пропускной способности целесообразно проводить лишь для отдельных элементов сети - перегонов и узлов при их детальном рабочем проектировании.
Проверка достаточности улично-дорожной сети по критерию и "полосной" плотности связана с тем, что пропускная способность сети района города определяется не только её линейной протяженностью, но и количеством полос движения. Указанная особенность проблемы была выявлена в работах М.С. Фишельсона, В.В. Шештокаса [101, 112] и получила детальную разработку в исследовании Д.Р. Гришкявичене [30] .
Предложения по установлению параметров плотности различных категорий улиц и дорог для различных групп городов с учетом возрастающей автомобилизации и увеличения размеров движения содержатся в исследовании A.M. Якшина [I20] . На основе принятых автором усредненных и ориентировочных значений допустимой нагрузки на полосу движения и коэффициентов пространственно-временной неравномерности движения предложены значения плотности улично-до-рожных сетей, которые, по мнению A.M. Якшина "... не являются нормами проектирования", но "... нормы проектирования городских путей сообщения могут быть получены на основе метода, изложенного ... в книге" [l20] .
Рассматривая этот методический прием, следует отметить, что здесь не учитываются региональные особенности городского движения, которые определяют неравномерность формирования нагрузки на пути сообщения и её перераспределение во времени и по территории города. Это ведет к завышению максимальных нагрузок и параметров улично-дорожной сети. Например, по ориентировочным расчетам М.С. Фишельсона [іОі] для максимальной интенсивности транспортного потока порядка 2500 авт/час при средней ширине проезжей части 2,25 полос в одном направлении, плотность сети долж-на достигать 5,6 км/км .
