Подходы к оценке транспортной доступности точек притяжения в мегаполисе

Введение

Разработка программ развития транспортной системы города (региона), в том числе маршрутной сети, является процессом общего планирования транспортных систем, а сами программы – конечным результатом планирования. Большинство исследований в области планирования маршрутной сети и формирования программ развития ведутся по двум направлениям: оценка и диагностика существующей сети как объекта с разработкой рекомендаций по ее улучшению и оценка удовлетворенности пассажиров.

Сам процесс планирования маршрутной сети чаще всего рассматривается как составляющая общего операционного плана транспортного планирования мегаполиса, включающая в себя определение развязок и пересадочных пунктов, проектирование маршрутов и остановок [34] (Ceder, 2007). Одним из наиболее важных показателей эффективности создаваемой маршрутной сети является показатель транспортной доступности, который прежде всего рассматривается как норматив времени на перемещение из одной точки территории в другую. Данный показатель также заложен в оценку транспортной дискриминации населения, которая отражает степень удовлетворенности населения транспортными услугами. В мегаполисах программы развития маршрутной сети как раз должны решать проблему транспортной дискриминации населения [7] (Kuratova, 2014). Важно иметь оценку реальной транспортной доступности. При этом необходимо понимать, что «традиционные» подходы с учетом объемных показателей наличия транспортной инфраструктуры при оценке реальной транспортной доступности в современных городских агломерациях не работают. Потребителю транспортных услуг интересна информация о реальной доступности точек притяжения, которая меняется под воздействием множества факторов. Создание условий для повышения именно такой доступности должно быть заложено в городские программы развития транспорта. Именно поэтому исследование подходов к оценке транспортной доступности точек притяжения представляется нам достаточно актуальным.

Исследование проблем транспортной доступности территорий на уровне регионов, в том числе в контексте размещения производительных сил и географии транспорта, достаточно подробно освещено в работах Баранского Н.Н. [2] (Baransky, 1980), Колосовского Н.Н. [6] (Kolosovsky, 2006), Бугроменоко В.Н. [3, 4] (Bugromenko, 2010).

В рамках теории опорного каркаса территории транспортную доступность рассматривали Баранский Н.Н. [2, с. 207] (Baransky, 1980, р. 207), Хорев Б.С. [28] (Khorev, 1975), Лаппо Г.М. [10, 11] (Lappo, 1983, 1997), Полян П.М. [16,17] (Polyan, 1988, 2014).

За рубежом транспортная доступность была рассмотрена в работах У. Хансена, [38] (Hansen, 1959), А. Седера [34] (Ceder, 2007), [33] Д. Банистер (Banister, 2008) и Т. Литман [37] (Litman, 2020).

На уровне отдельных городов исследованиями транспортной доступности, в том числе в процессе транспортной планировки города, занимались Селиверстов С.А. [22–24] (Seliverstov, 2014, 2015), Сафронов Э.А. [21] (Safronov, 2019), Лобанов Е.М. [13] (Lobanov, 1990), Горев А.Э., Солодкий А.И., Белов А.В. и Пугачев И.Н. [5] (Gorev, Solodky, Belov, Pugachev, 2013), Левашов А.Г., Шаров М.И. и коллеги [12, 19, 31] (Levashov, Mikhailov, Sharov, 2013; Prelovskaya, Levashov, Mikhailov, Engel, 2017; Sharov, Karelin, Burkov, 2017).

Созданию транспортных моделей городов посвятили несколько монографий Якимов М.Р., Попов Ю.А., Трофименко Ю.В. [15, 27, 28, 32], (Yakimov, Popov, Trofimenko, 2013, 2014, 2016), Сомова Э.В. [26] (Somov, 2015), Сапанов П.М. [20] (Sapanov, 2015), Лагерев Р.Ю., Лагерев С.Ю., Немчинов С.С. [9] (Lagerev R.Y., Lagerev S.Y., Nemchiniv, 2013).

Целью настоящего исследования является исследование эволюции подходов к оценке транспортной доступности точек притяжения в мегаполисе с точки зрения трансформации возможностей самих систем оценки, основанных на включении в них различных данных.

Новизна заключается в обосновании подходов к оценке транспортной доступности в мегаполисе с точки зрения потребителей и динамичности (изменчивости) транспортной доступности под влиянием различных факторов с использованием геоданных и автоматизированных систем сбора данных.

Научная гипотеза состоит в предположении о существенной трансформации систем оценок реальной транспортной доступности на основе новых систем сбора и обработки транспортных данных.

Многоаспектность транспортной доступности и ее оценка в масштабе региона

Время на достижение точки притяжения зависит от многих факторов. Естественными факторами является удаленность от места нахождения пассажира и средняя скорость движения подвижного состава, которая, в свою очередь, зависит от множества факторов. Однако кроме скорости движения общее время достижения точки притяжения зависит от параметров маршрутной сети: времени ожидания на остановочном пункте, расстояния до остановочного пункта или пересадочного узла, количества пересадок, вместимости подвижного состава. Также оказывают влияние факторы, напрямую не связанные с характеристиками маршрутной сети: плотность населения на конкретной территории, стохастичность спроса на перемещение по маршрутной сети, время суток, погодные условия, день недели, наличие альтернативных видов транспорта и др.

Эти аспекты транспортной доступности в первую очередь отражают характеристики общественного транспорта. Также транспортная доступность может быль связана с личным транспортом, включая немоторизированные транспортные средства. То есть транспортная доступность может рассматриваться в контексте выбора конкретного вида транспорта (нескольких видов транспортных средств) для перемещения до точки притяжения.

Определяя транспортную доступность, необходимо учитывать многоаспектность этого понятия. Как отмечают Лавринеко П.А и соавторы [8, с. 136] (Lavrinenko, Romashina, Stepanov, Chistyakov, 2019, р. 136), транспортную доступность можно рассматривать с разных точек зрения: как отраслевой показатель транспорта, как фактор транспортной подвижности населения и как фактор эффективности хозяйственных связей. Еще один подход предполагает, что транспортная доступность может рассматриваться как время, необходимое для достижения точки притяжения (основное определяющее понятие); как возможность для малоподвижных групп населения (МГН); как возможность оплачивать услуги общественного транспорта и с других позиций.

Транспортная доступность как категория исследовалась многими советскими и российскими авторами с разных точек зрения. Одними из первых начали исследовать транспортную доступность географы в контексте доступности любой точки территории в условиях развития производительных сил страны. Еще Баранский Н.Н. [2] (Baransky, 1980) отмечал особенное значение путей сообщения для понимания взаимодействия производственных единиц. Именно транспортная инфраструктура определяет возможности пространственного взаимодействия производственных структур. Важность модернизации железнодорожной сети как основной сети транспорта в контексте развития экономики отдаленных восточных районов СССР подчеркивал в своих трудах Колосовский Н.Н. [6, с. 240] (Kolosovsky, 2006, р. 240). В этом контексте транспортная доступность также рассматривалась с точки зрения развития производительных сил страны и являлась одним из важных, необходимых для этого факторов.

Транспортная доступность отдельных территорий и районов была достаточно широко исследована в работах Бугроменко В.Н. [3, 4] (Bugromenko, 2010). В рамках деятельности компании «Геограком» и исследовательской деятельности В.Н. Бугроменко и коллегами были определены так называемые белые карты нескольких регионов, в которых показатель «Интегральная транспортная доступность» (ИТД) – основа транспортно-инфраструктурной надежности территорий – был положен в основу развития транспортных систем данных территориальных образований. Было доказано, что около 15% различных эффектов в экономике регионов (а исследовано было около 30 регионов России и СНГ) определяются именно конфигурацией и развитием транспортных сетей данных территорий. Сам показатель ИТД способен показать транспортную «привилегированность» отдельных территорий (регионов, районов). В работе Бугроменко В.Н. [4] (Bugromenko, 2010) «пространственная организация общества представлена как система размещения производительных сил и операторов различных взаимодействий (транспорт и телекоммуникации)».

Также транспортная доступность и транспортная освоенность могут рассматриваться в контексте опорного каркаса территории. Основы учения об опорном каркасе территории были заложены еще Н.Н. Баранским, который писал, подчеркивая значимость дорожной сети для опорного каркаса: «Города плюс дорожная сеть – это каркас, это остов, на котором все остальное держится, остов, который формирует территорию, придает ей определенную конфигурацию» [2, с. 207] (Baransky, 1980, р. 207). Последующее развитие теория опорного каркаса получила в работах Хорева Б.С. [28] (Khorev, 1975), Лаппо Г.М. [10, 11] (Lappo, 1983, 1997), Поляна П.М. [16,17] (Polyan, 1988, 2014). Так, в своей работе Лаппо Г.М. отмечал: «Ведущей и интегральной частью территориальной структуры народного хозяйства, на исследование которой во многом ориентирована экономическая география, является опорный каркас (ОК). Он представляет собой сочетание главных фокусов (центров) хозяйственной, социальной и культурной жизни страны, а также соединяющих их социально-экономических линий. Важно сопряженное рассмотрение центров и линий, то есть городов и связей между ними, прежде всего магистралей транспорта» [11, с. 16] (Lappo, 1983, р. 16). Авторы не говорят прямо о транспортной доступности, но подчеркивают особую роль транспортной сети для создания и укрепления опорного каркаса территории.

В современном понимании транспортная доступность за рубежом впервые была рассмотрена в работах У. Хансена, например [38] (Hansen, 1959), который понимал под транспортной доступностью потенциальные возможности для достижения различных мест территории. Оценку доступности он закладывал в модели жилищной застройки мегаполисов.

Транспортная доступность непосредственно связана, то есть зависит от транспортной освоенности (обеспеченности) территории – наличия на территории транспортной инфраструктуры, самым распространенным способом оценки которой является расчет на основе статистических показателей (густота (плотность) дорог, коэффициенты Энгеля, Успенского и др.).

Однако понятие транспортной обеспеченности связано с уже сложившимся состоянием транспортной инфраструктуры, то есть с объемными показателями, показывающими свершившийся факт. В основном эти показатели характеризуют сложившуюся транспортную сеть, они более статичны, чем транспортная доступность, которая может изменяться в рамках одной транспортной сети, скажем, мегаполиса, например, от времени суток (наличия пробок). Именно поэтому определение транспортной доступности является более сложным процессом, учитывает гораздо большее количество случайных факторов, включает множество подходов и методик, выбор и уточнение которых зависят от конкретной ситуации (решения конкретной проблемы), конкретной территории (региона, района, города).

Подходы к оценке транспортной доступности также многообразны, как и грани ее сущности. Как отмечает Бугроменко В.Н., «существует большая пропасть между пониманием транспортной доступности и ее измерением; в большинстве работ, например, по транспортной географии используются упрощенные модели парной доступности (существует еще интегральная транспортная доступность) в виде изохрон, псевдогравитационных агрегатов экономического равновесия, функции полезности, а системные модели используются гораздо реже. Системные модели могут опираться на матрицы доступности от какой-либо точки до множества других и взвешиваться по разным факторам (численность населения, объем грузов, административный ранг и др.)» [3, с. 11–12] (Bugromenko, 2010, р. 11–12). Наиболее известная системная модель, которая используется за рубежом, – модель SASI [36] (Spiekerman, Wwgwner, 1998), которая предлагает прогноз душевого ВВП в зависимости от транспортной доступности. Также к подобным моделям можно отнести и «модель Геограком» [3, 12] (Bugromenko, 2010), в которой интегральная транспортная доступность трактуется как «потенциальная надежность функционирования единой сети транспортной инфраструктуры». Необходимо отметить, что при разработке этой модели Бугроменко В.Н. дал достаточно полную классификацию доступности, выделяя физическую, экономическую, транспортную, пешеходную, по расстоянию, по времени, парную, интегральную, точечную, площадную [3, 12] (Bugromenko, 2010).

Подходы к оценке транспортной доступности в крупных городах

Стоит отметить, что подходы, рассмотренные выше, могут иметь место при оценке транспортной доступности в масштабах страны или региона, однако в масштабе современного мегаполиса они неприемлемы. Подходы к оценке транспортной доступности отдельных городов несколько отличаются от ее оценки на уровне регионов или страны в целом. Города, особенно мегаполисы, представляются более сложными динамичными системами с достаточно большим числом параметров и факторов, которые необходимо учитывать при выборе методики оценки транспортной доступности. С позиций городских агломераций транспортная доступность должна восприниматься в контексте транспортного планирования и повышения мобильности городского населения.

Исследования транспортной доступности и обеспеченности в городских агломерациях достаточно широко освещены в трудах ученых. Так, Селиверстов С.А. [22–24] (Seliverstov, 2014, 2015) исследовал транспортную обеспеченность и предложил ее оценивать на основе модернизированных коэффициентов. Роль транспортной системы для жизнеобеспечения территории исследовал в своей работе Сафронов Э.А. [21] (Safronov, 2019), утверждая, что транспортная сеть непосредственно участвует в формировании планировочной структуры города, составляя ее каркас. Лобанов Е.М. [13] (Lobanov, 1990), также занимаясь транспортной планировкой города, выделял важность транспортной доступности. Транспортные и пешеходные потоки исследовали Горев А.Э., Солодкий А.И., Белов А.В. и Пугачев И.Н. [5] (Gorev, Solodky, Belov, Pugachev, 2013). Все эти работы в основном учитывали объемные показатели.

Якимов М.Р. в монографиях [15, 27, 28, 32] (Yakimov, 2013, 2014, 2016), которые посвящены созданию транспортных моделей и систем городов, выделяет две основные функции транспортных систем городов: обеспечение транспортной доступности и снижение транспортных издержек [27, с. 10] (Yakimov, 2013, р. 10). Он определяет транспортную доступность как меру способности территории быть достигнутой или достигать другие территории при помощи транспорта. При этом он четко отделяет транспортные издержки (меру платы за реализацию транспортной потребности) от транспортной доступности. Кроме того, Якимов М.Р. рассматривает категорию «транспортная обеспеченность» [15] (Yakimov, 2016), выделяя «транспортную обеспеченность территории, транспортную обеспеченность доступа к территории и транспортную обеспеченность транзита через территорию». Он отмечает существенное влияние транспортной обеспеченности на качество жизни населения.

Сегодня за рубежом и в России мы отчетливо видим уже состоявшийся переход в транспортном планировании от оценки объемных показателей к показателям, которые отражают потребности населения (транспортный спрос). Как отмечает Бугроменко В.Н. [3, 4] (Bugromenko, 2010), потребителю не интересны объемные статистические показатели, а также показатели эффективности работы транспортных предприятий, им интересны показатели качества их жизни, в том числе формируемые транспортом. К ним можно в полной мере отнести и транспортную доступность.

В зарубежной практике этот переход также был отмечен во многих работах, например [33] (Banister, 2008) и в [37] (Litman, 2020). Существующие термины «Transportation accessibility» (ЕС) и «Transport Affordability» (Канада, США) отражают социальную направленность транспортных услуг, возможность их получения, в том числе с точки зрения финансовой доступности транспорта.

Эти тенденции необходимо учитывать при проектировании городских агломераций. В России при проектировании (СНиП) [25] используется только доступность до мест работы. Однако необходимо оценивать доступность в зависимости от классификации точек притяжения: школ, больниц, торговых центров, университетов, мест общественного отдыха и др. Также важна доступность до остановок общественного транспорта, транспортно-пересадочных узлов, кольцевых линий. В зарубежной практике нормируются показатели предельных затрат времени по большому числу транспортных корреспонденций [35] (Estupiñán, Gómez-Lobo, Muñoz-Raskin, Serebrisky, 2007), включая передвижения по культурно-бытовым целям. Именно такого подхода придерживаются в своем исследовании Левашов А.Г., Шаров М.И. и коллеги [12, 19, 31] (Levashov, Mikhailov, Sharov, 2013; Prelovskaya, Levashov, Mikhailov, Engel, 2017; Sharov, Karelin, Burkov, 2017), анализируя подвижность населения г. Иркутска, фиксируя пространственную дифференциацию качества транспортного обслуживания, оцененную на основе транспортной доступности.

В мегаполисах транспортная доступность принимает многофакторный высокодинамичный вид, то есть она может значительно изменяться даже по одному и тому же пути (маршруту) из точки А в точку Б под воздействием множества факторов. При этом часть факторов остаются относительно стабильными достаточно долгое время (например, наличие транспортных путей, количества подвижного состава, численность населения микрорайона), другая часть может изменяться достаточно быстро (количество транспортных средств, находящихся в пути по маршруту, интервалы движения общественного транспорта). Именно динамичность не позволяет адекватно оценивать транспортную доступность в современных мегаполисах традиционными методами, в том числе на основе статистических данных.

Новые способы мониторинга и оценки транспортной доступности в мегаполисах

Сегодня способы оценки транспортной доступности мегаполисов связаны с развитием автоматизированных систем сбора и анализа данных. Так, в рамках цифровизации всех сфер общественной жизни, в соответствии с постановлением Правительства Москвы № 780-ПП от 3 декабря 2013 г. [18], создана Единая региональная навигационно-информационная система города Москвы (РНИС), основной целью которой является оптимизация менеджмента городских пассажирский перевозок, осуществляемых наземным городским пассажирским транспортом, а также обмен информацией, полученной путем использования аппаратуры спутниковой навигации и системами управления московским транспортом.

Для мониторинга движения наземного городского пассажирского транспорта используются ИТ-системы, которые в основном разрабатываются по нуждам перевозчиков. В основе таких систем обычно лежат ГИС-модули, работающие с геоинформацией, GPS\ГЛОНАС-датчики, которые устанавливаются на транспортных средствах и передают данные о текущем местоположении транспорта, GUI-интерфейсы, используемые при проектировании маршрутов и для их диспетчеризации.

При создании транспортных моделей городов наиболее заметным в научной литературе является программное обеспечение PTV VISUM, разработанное компанией Planung Transport Verkehr AG, Германия. В своей монографии М.Р. Якимов, Ю.А. Попов отмечают, что данный комплекс используется для «создания транспортных моделей как макроуровня (прогнозных транспортных моделей), так и микроуровня (имитационных транспортных моделей)» [32] (Yakimov, Popov, 2014). Использование VISUM позволяет сделать транспортную модель достаточно точно. Например, Макарова И.В. [14] (Makarova, 2015) описывает транспортную модель г. Набережные Челны при помощи программного комплекса VISUM. Проверка модели была основана на данных полевых исследований, которые были собраны путем видеонаблюдения.

В Центре исследования транспортной инфраструктуры (ЦИТИ) г. Москвы эксплуатируется программно-технический комплекс, включающий ПО для статического моделирования ТРАНСНЕТ и VISUM. Создана статическая и динамическая модели транспортной системы города Москвы и Московской области – Московская агломерация, включая прогнозную картограмму интенсивности (рис. 1) и изохронограмму (рис. 2).

Рисунок 1. Картограмма интенсивности 2025 год

Источник: [30].

Рисунок 2. Изохронограмма Москвы и Московской области

Источник: [30].

В исследовании Сомова Э.В. [26] (Somov, 2015) с использованием программного комплекса ArcGIS ESRI Inc. были построены карты доступности остановок наземного общественного транспорта и станций метрополитена, отражающие доступность транспортной инфраструктуры г. Москвы для населения, а также проведено моделирование интегральной транспортной доступности. Однако в данном исследовании транспортная доступность «привязана» к центру города, что является не совсем оправданным, поскольку для населения важнее является доступность до точек притяжения: места работы, культурно-бытовых и социальных объектов. Практически у каждого человека существует свой набор точек притяжения, которые обуславливают основную часть его перемещений. В работе Сапанова П.М. [20] (Sapanov, 2015) предлагается расчет автомобильной транспортной доступности точек г. Москвы на основе графа дорог и данных OpenStreetMap.

Современные геоинформационные и навигационные системы и приложения позволяют оценивать транспортную доступность между двумя точками территории в режиме реального времени (рис. 3). Однако это эффективно для конкретного человека, но для сбора массовых транспортных данных и оценки транспортной доступности мегаполиса практически непригодно.

Рисунок 3. Данные о реальной транспортной доступности (Яндекс.Транспорт)

Источник: составлено автором по данным приложения «Яндекс.Транспорт».

Частично для оценки реальной транспортной доступности можно использовать данные мониторинга пассажиропотоков. Так, в г. Москве и некоторых других городах для этой цели служит «Автоматизированная система мониторинга пассажиропотоков (АСМ-ПП) [1] (Andreev, 2017). Как отмечают Р.Ю. Лагерев, С.Ю. Лагерев, С.С. Немчинов, «основное назначение АСМ-ПП – учет входящих/выходящих пассажиров, сбор информации о наполнении салона, определение уровня фактического спроса на перевозки, фактический учет производственных рейсов» [9] (Lagerev R.Y., Lagerev S.Y., Nemchiniv, 2013).

Выявлению точек притяжения в режиме реального времени может способствовать сбор данных о подключаемых к городской сети Wi-Fi устройствах. Сопоставление MAC-адресов устройств, подключаемых к данной сети внутри Садового кольца и локально в пределах ТТК с данными, получаемыми от подключений в городском наземном транспорте, позволит также уточнить точки интереса пассажиров. Однако для точного построения маршрута потребуется увязать данные о номере мобильного телефона (используется для авторизации в сети) с номерами проездных билетов и системой АСМ ПП. Также для этой же цели можно использовать геоданные, приобретаемые у операторов сотовой связи с 2015 г. Департамент информационных технологий г. Москвы (ДИТ) должен сформировать запрос на необходимые данные к Аналитическом центру при Правительстве РФ, который в настоящий момент выступает посредником между сотовыми операторами и ДИТ.

Заключение

Таким образом, на сегодняшний момент определение транспортной доступности точек притяжения (времени достижения объекта в любой момент времени) для населения не составляет больших трудностей, поскольку существуют относительно точные геоданные в специальных приложениях. Однако оценка транспортной доступности исходя из прогнозной ее величины с позиций повышения для отдельных территорий является комплексной задачей со множеством факторов и переменных, которые требуют сбора и анализа большого объема данных.