Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Значение интермодальных узлов в функционировании городского общественного пассажирского транспорта (ГОПТ). 10
1.1. Роль ГОПТ 10
1.2. Понятие «интермодальная» и мультимодальная» система ГОПТ 12
1.3. Роль интермодальных узлов ГОПТ в транспортной системе городов. 21
1.4. Основные характеристики, связанные с эффективностью интермодальных узлов ГОПТ 25
1.5. Виды взаимодействия городского общественного пассажирского и индивидуального автомобильного и велосипедного транспорта 31
1.6. Требования к интермодальным узлам, как элементам системы ГОПТ 34
1.7. Понятие термина «уровень обслуживания» 36
1.8. Выводы по главе 1 38
Глава 2. Теоретическое обоснование критериев оценки качества функционирования интермодальных узлов ГОПТ и критериев компактности размещения остановочных пунктов в их составе 41
2.1. Формирование системы показателей уровня обслуживания 41
2.2. Система критериев оценки качества функционирования интермодальных узлов ГОПТ 54
2.3. Концепция уровня обслуживания пользователей интермодальных узлов ГОПТ 62
2.4. Критерии компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 66
2.5. Обоснование метода сравнительного анализа критериев компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 70
2.6. Математическая модель оценки экономической эффективности при повышении компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 73
2.7. Выводы по главе 2 77
Глава 3. Методики обследования интермодальных узлов ГОПТ . 79
3.1. Методика сбора данных о затратах времени на пересадку в интермодальном узле ГОПТ 80
3.2. Методика подготовки данных для анализа критериев оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 111
3.3. Методика сбора данных о времени прибытия пассажиров в интермодальные узлы ГОПТ г. Иркутска 114
3.4. Выводы по главе 3 116
Глава 4. Результаты исследования интермодальных узлов ГОПТ 118
4.1. Классификация интермодальных узлов ГОПТ с учетом дополнительных характеристик на примере крупнейших европейских городов 118
4.2. Результаты оценки затрат времени на пересадку в интермодальных узлах ГОПТ 125
4.3. Разработка шкалы уровней обслуживания пользователей интермодальных узлов ГОПТ 133
4.4. Предлагаемая методика оценки уровня обслуживания пользователей интермодальных узлов ГОПТ 135
4.5. Формирование результатов оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 137
4.6. Сравнительный анализ и выбор функций оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодального узла 140
4.7. Оценка экономического эффекта повышения компактности размещения остановочных пунктов в составе интермодального узла ГОПТ 144
4.8. Расчет оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ на примере ряда интермодальных узлов г. Москвы 148
4.9. Выводы по главе 4 152
Заключение 155
Список литературы 158
- Понятие «интермодальная» и мультимодальная» система ГОПТ
- Система критериев оценки качества функционирования интермодальных узлов ГОПТ
- Методика сбора данных о затратах времени на пересадку в интермодальном узле ГОПТ
- Расчет оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ на примере ряда интермодальных узлов г. Москвы
Понятие «интермодальная» и мультимодальная» система ГОПТ
Понятия «интермодальная» и мультимодальная» транспортная система получили разные определения специалистов в области грузовых перевозок, транспортных логистики и экономики. В этой связи для объяснения терминов «интермодальная» и мультимодальная» система городского пассажирского транспорта обратимся к определениям, приведённым в следующих источниках [18,159,163]:
- одномодальная транспортная система - система, в которой задействован один вид транспорта;
- мультимодальная транспортная система (multimodal transport system) -система, состоящая из нескольких видов транспорта и представляющая возможность выбора, с различной степенью интеграции или вообще без нее (например, улица, на которой задействовано несколько видов транспорта). - интермодальная транспортная система (intermodal transport system) (рисунок 1.2.1) – представляет мультимодальную транспортную систему, в которой взаимодействие всех видов ГОПТ приводит к повышению эффективности использования каждого из них, а также в которой происходит изменение способа передвижения при совершении поездки в одном направлении. [18,84].
Соответственно, термином «интермодальный узел» (Intermodal Hub) обозначают элемент транспортной и городской систем, как в инфраструктуре грузовых перевозок, так и пассажирских [28].
Поскольку смена одного способа передвижения на другой, а также смена маршрута ГОПТ, является признаком интермодальной транспортной системы, понятие «интермодальный узел» распространяется как на масштабные интермодальные узлы (вокзалы, терминалы), так и на обычные остановочные пункты ГОПТ [59]. Простейшие интермодальные узлы, обеспечивающие взаимодействие двух видов ГОПТ, и крупные многоуровневые интермодальные узлы представлены на рисунках 1.2.2 – 1.2.7.
В качестве примера простейших интермодальных узлов приведены остановки общественного транспорта в городе Санкт-Петербурге (рисунок 1.2.2), городе Бордо, Франция (рисунок 1.2.3), в городе Будапеште, Венгрия (рисунок 1.2.4).
Наиболее яркими многоуровневыми интермодальными узлами в Европе могут послужить примеры Главного вокзала города Вены (рисунок 1.2.5, 1.2.6) и города Берлина (рисунок 1.2.7).
В рамках проекта реконструкции одного из самых масштабных (2008 – 2015 гг.) реализовался принципиально новый интермодальный узел ГОПТ, расположенный на 109 Га. Вокруг узла спроектирован новый район со смешанной застройкой, включающий в себя: офисные помещения 550 000 м2, новые квартиры примерно для 13 000 человек площадью 5 000 м2, парки площадью 8 Га, а также школу и детский сад. Кроме того, на новой территории создано 20 000 рабочих мест [36,108].
Технические характеристики инфраструктуры представляют следующие цифры: транспортный узел расположен в 4 уровнях (рисунок 1.2.6), проложено 100 км новых железнодорожных путей, более 300 стрелочных переводов, 5 крытых платформ с 10-ю посадочными сторонами. В узле функционируют поезда дальнего и пригородного сообщений (S-bahn, 11 маршрутов), метро (U-bahn, 1 ветка), трамвай (3 маршрута), Wiener Lokal Bahnen (WLB, Badner Bahn) - трамвай между г. Веной и г. Баден, городской автобус (2 маршрута) и автобусы дальнего следования.
Узел сформирован в месте пересечения двух перпендикулярно расположенных многопутных железнодорожных линий. Железнодорожные пути и пассажирские платформы образуют две самостоятельно сформированные зоны в разных ярусах. Все пассажирские платформы связаны с другими ярусами «умными» эскалаторами, которые меняют направление движения в зависимости от направления максимального пассажиропотока.
Вокзал включает 70 000 м2 полезной площади, из них 15 000 м2 -пространство для магазинов и ресторанов, а также сопутствующей инфраструктуры и офисных помещений. Ежедневно этот транспортный узел обслуживает порядка 300 000 чел/день, имеет 7 платформ и 14 путей [38,108]. В узле функционируют поезда дальнего следования, регионального и пригородного сообщений, метро и трамвай.
Наряду с понятиями одномодальная, мультимодальная и интермодальная транспортная система существуют следующие понятия систем:
- «pointo-point» - «от точки к точке»;
- «hub-and-spoke» - «один крупный интермодальный узел и связи» (рисунок 1.2.8) [39]
Интермодальные узлы как структурные элементы позволяют использовать транспортную сеть более эффективно посредством концентрации движения пассажиров. Согласно рисунку 1.2.4, система «pointo-point» вовлекает в процесс пересадки 16 независимых узлов, каждый из которых обслуживается многочисленными транспортными средствами и имеет собственную инфраструктуру.
При использовании системы «hub-and-spoke» достаточно 8 станций, имеющих связь с одним крупным интермодальным узлом ГОПТ, что повышает эффективность всей транспортной сети.
Основные преимущества системы «hub-and-spoke» при выделении крупного интермодального узла в сети:
- эффективное использование транспортных коридоров и городских пространств за счет высокой численности пассажиропотока;
- в системе «pointo-point» существует только одна связь между двумя любыми пересадочными пунктами, в то время как в системе «hub-and-spoke» возможны, как минимум, четыре связи в любых направлениях;
- эффективное распределение пассажиропотоков;
- снижение финансовых затрат пассажиров при наличии единого проездного билета по всей транспортной сети, сохраняя при этом высокое качество обслуживания.
Система критериев оценки качества функционирования интермодальных узлов ГОПТ
Объектом данного научного исследования является процесс функционирования интермодальных узлов ГОПТ. Качество функционирования интермодальных узлов ГОПТ может оцениваться как с позиций пользователя, так и с позиции проектировщика на стадии проекта.
Чтобы рассмотреть интермодальный узел с позиции пользователя, на протяжении 3-х лет с 2012 по 2015 года действовал Европейский исследовательский проект «Nodes» [47] (далее – Проект «Nodes»), в котором были разработаны и представлены новые инструменты для проектирования новых и оценки существующих интермодальных узлов ГОПТ. Кроме того, в проекте рассматривались вопросы интеграции в городскую среду качественных услуг ГОПТ для пользователей [69, 77, 90].
В рамках Проекта «Nodes» в части D 3.3.1 «Identification and Specification of the Key Areas of Interchange Design» - «Определение и спецификация ключевых характеристик взаимодействия» (далее – Часть Проекта «Nodes» [126]) была предложена «Иерархия потребностей пользователей транспортной инфраструктуры» (рисунок 2.2.1). Ее разработка основана на обследовании функционирования ГОПТ и анкетировании пассажиров. Результаты данных исследований отражают восприятие качества поездки в ГОПТ, а также условия предоставления услуг ГОПТ пассажирам в интермодальных узлах. Уровни пирамиды основываются на описании качественных и количественных характеристик.
Основание пирамиды составляют две главные потребности пользователей ГОПТ – безопасность и надежность. Безопасность является важнейшей составляющей для качественного функционирования как всей транспортной инфраструктуры, так ГОПТ и интермодальных узлов. Если потенциальный пользователь ГОПТ оценивает интермодальный узел как потенциально опасный, он будет избегать его.
Надежность обусловлена степенью качества оказания услуг, которые ожидают получить пассажиры при использовании ГОПТ и интермодальных узлов. Если какой-либо «заявленный» сервис не доступен или предоставляется в неполном объеме, то уровень надежности транспортной инфраструктуры, ГОПТ или интермодального узла резко снижается [142, 169].
Следующий уровень пирамиды – это скорость. Для пользователей ГОПТ скорость является принципиальной характеристикой транспортного обслуживания. Основным показателем оценки качества функционирования транспортной системы при выборе маршрута считается время, которое должно быть минимальным для преодоления расстояния от точки А до точки Б, т.е. расстояния «от двери до двери». Затраты времени на пересадку пассажиров с одного вида ГОПТ на другой в интермодальных узлах ГОПТ также можно считать основным показателем качества функционирования интермодальных узлов. Именно поэтому любые пересадки должны быть простыми и быстрыми. Сократить время пересадки пассажиров в интермодальных узлах помогает наличие эскалаторов и лифтов, а также оптимальное расположение остановочных пунктов в интермодальном узле, что влияет на планировочные решения узла.
Комфорт – это обобщенная характеристика, которая характеризуется комфортным (приятым) передвижением пассажира на всех его стадиях и отвечает за физическое восприятие процесса передвижения [86]
Четвертый уровень пирамиды представлен следующей характеристикой -простота/доступность использования объекта транспортной инфраструктуры. Этот показатель формируется наличием визуальной ориентации внутри интермодального узла, информационных табло и стендов (схем, карт, правил перевозки пассажиров), расписания маршрутов ГОПТ, а также информационных бюро, размещение которых должно быть в логической последовательности.
На вершине пирамиды размещается такая характеристика, как впечатление/восприятие. К этому уровню можно отнести эмоциональное впечатление, которое формируется на удовлетворенности от транспортного обслуживания пользователей, а также при удовлетворительном состоянии следующих составляющих: архитектура и дизайн помещения, используемые материалы и цвета отделки, озеленение, чистота, освещение (естественное/искусственное), уровень шума (или наоборот наличие музыкального сопровождения), запахи. Наличие магазинов, кафе, разнообразных социальных услуг значительно повышают степень уровня восприятия станции.
Наиболее приятные эмоции пассажир будет испытывать при пользовании транспортной инфраструктурной, в частности при пересадке в интермодальном узле, когда все пять уровней пирамиды будут соблюдены. Если хотя бы один уровень в пирамидах имеет качество ниже остальных, то общий уровень качества функционирования транспортной системы и интермодальных узлов ГОПТ [71, 101] будет снижен.
Также можно предположить, что, если пассажир при совершении пересадки вынужден ожидать ГОПТ продолжительное время, то основным показателем качества функционирования интермодального узла становятся комфорт и характеристики, формирующие впечатление/восприятие.
Поэтому каждый из качественных показателей, отмеченных в иерархии потребностей пользователей транспортной инфраструктуры, может быть включен в интегральный показатель эффективности функционирования транспортного обслуживания.
Исходя из потребностей пассажиров при пользовании интермодальным узлом, в Проекте «Nodes» была сформирована «Пирамида основных показателей качества функционирования интермодального узла ГОПТ» (рисунок 2.2.2).
Однако существует и обратная связь. В частности, низкие показатели качества функционирования транспортной инфраструктуры и интермодальных узлов ГОПТ оказывают влияние на выбор способа передвижения населения, тем самым снижая степень использования ГОПТ (рисунок 2.2.3). Более детально такая зависимость представлена в виде таблицы 2.2.1.
Методика сбора данных о затратах времени на пересадку в интермодальном узле ГОПТ
Для разработки методики оценки уровня обслуживания пользователей узлов ГОПТ в процессе научного исследования были собраны и обработаны данные 13-ти интермодальных узлов г. Иркутска (Россия) и 20-ти интермодальных узлов г. Вены (Австрия) (рисунок 3.1.1, 3.1.2).
В узлах, обозначенных номерами «1, 2, 3, 6, 8, 11» синего цвета, совместно с ГОПТ присутствует пригородный железнодорожный транспорт - электрички. Соответственно в узлах, обозначенных номерами «4, 5, 7, 9, 10, 12, 13» красного цвета, осуществляется взаимодействие между следующими видами ГОПТ: автобус, трамвай, троллейбус.
В узлах, обозначенных номерами «1 - 6, 8 - 13, 18» синего цвета, совместно с ГОПТ присутствует S-bahn. Соответственно в узлах, обозначенных номерами «7, 14 - 17, 19, 20» красного цвета, осуществляется взаимодействие между следующими видами транспорта: трамвай, автобус, U-bahn.
S-bahn - пригородный ж/д пассажирский транспорт в г. Вене;
U-bahn - метро в г. Вене
Интермодальные узлы ГОПТ были выбраны исходя из следующих условий:
- наибольшее сочетание комбинаций пересадок пассажиров с одного вида транспорта на другой (или с одного маршрута на другой на одном виде транспорта);
- максимальный пассажиропоток;
- расположение интермодального узла в сети ГОПТ;
- расположение остановочных пунктов ГОПТ внутри интермодального узла (планировочные решений и наличие сопутствующих функций для пассажиров).
Автором разработана форма таблицы для внесения данных, полученных в ходе личного обследования интермодальных узлов ГОПТ для г. Иркутска и г. Вены. В таблицу заносились данные о продолжительности перехода пассажиров с одного вида транспорта на другой в составе каждого интермодального узла ГОПТ (таблица 3.1.1).
В протоколы обследований заносились экспериментальные измерения затрат времени на пересадку с одного вида транспорта на другой. Исследования включали измерение времени перехода внутри интермодального узла по всем возможным комбинациям взаимодействия видов ГОПТ, произведенные с помощью секундомера в относительно свободных условиях.
Дале полученные данные о продолжительности переходов между остановками ГОПТ были разделены на 3 группы:
- «Внеуличный-Внеуличный» (Вн-Вн) - пересадка пассажиров с внеуличного на внеуличный транспорт (электрички - пассажирские пригородные поезда в г. Иркутске, S-bahn и U-bahn - пригородный ж/д пассажирский транспорт и метро соответственно в г. Вене);
- «Внеуличный-Уличный» (Вн-Ул) - пересадка с внеуличного на уличный транспорт и обратно;
- «Уличный-Уличный» (Ул-Ул) - пересадка с уличного на уличный транспорт (трамвай, автобус, троллейбус).
На основе сгруппированных данных и данных об интервалах времени ГОПТ сформированы таблицы экспериментальных значений затрат времени на переход между остановками ГОПТ в составе интермодального узла и продолжительности пересадок пассажиров с учетом ожидания транспорта, на который осуществляется пересадка, по каждому интермодальному узлу г. Иркутска и г. Вены. Информация о расписании ГОПТ взята:
- для г. Вены с официального сайта Wiener Linien [48];
- для г. Иркутска с интернет-портала http://irkbus.ru/ [50] и с помощью натурных наблюдений на остановочных пунктах ГОПТ.
Таблицы 3.1.2 и 3.1.3 содержат список обследуемых интермодальных узлов г. Иркутска и г. Вены соответственно, а также ссылку на таблицы с экспериментальными значениями продолжительности переходов пассажиров между остановками ГОПТ и затратах времени на пересадку пассажиров с одного вида транспорта на другой с учетом времени ожидания транспорта, на который осуществляется пересадка, по каждому интермодальному узлу ГОПТ.
Для более детального объяснение получения экспериментальных затрат продолжительности переходов пассажиров между остановками ГОПТ в интермодальном узле рассмотрим узел в г. Вене - станция «Пратерштерн» (рисунок 3.1.2 – 3.1.3).
Представленная станция представляет собой одну из крупнейших в г. Вене. Ежедневно этот интермодальный узел ГОПТ обслуживает более 35 000 человек. Здесь пересекаются автобусные маршруты городских и пригородных направлений, маршруты региональных и пригородных поездов S-bahn, две лини метро U-bahn (U1 и U2) и несколько маршрутов трамваев. Маршруты S-bahn интегрированы в систему городского транспорта Вены, состоящую из маршрутов автобусов, трамваев и линий метрополитена, поэтому при пересадке между направлениями и видами перечисленного ГОПТ действует единый пассажирский билет [49].
Данные об УДС города, расположении остановок ГОПТ в составе интермодального узла и количестве маршрутов ГОПТ извлекались из ГИС OpenStreetMap и затем подвергались ручной и полуавтоматической обработки. Схема транспортного узла «Пратерштерн» с отмеченными остановочными пунктами ГОПТ, между которыми производились экспериментальные замеры затрат времени продолжительности переходов между остановками ГОПТ, показана на рисунке 3.1.3.
Расчет оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ на примере ряда интермодальных узлов г. Москвы
Возможность применения разработанной в диссертации методики оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе интермодальных узлов рассмотрена на примере ряда интермодальных узлов г. Москвы: Авиамоторная, Дмитровская, Нагатинская (рис. 4.8.1 - 4.8.3). Выбранные станции оценены на основе уровня обслуживания, предлагаемая оценочная градация которого основана на объединённых данных г. Иркутска и г. Вены представлена в таблице 4.2.6
Были рассчитаны затраты времени на пересадку между всеми линиями и маршрутами ГОПТ, имеющимися в составе интермодальных узлов и далее определены средние затраты времени на пересадки пассажиров, а также средний уровень обслуживания. При выполнении расчетов рассматривались свободные условия движения пешеходных потоков. Расстояния пересадок и результаты оценки условий пересадок пассажиров представлены в таблицах 4.8.1 - 4.8.4.
По результатам расчетов условия пересадки пассажиров оцениваются как удовлетворительные. Это позволяет делать вывод о том, что в условиях более высокой загрузки рассматриваемых узлов условия пересадки пассажиров будут оцениваться уже как неудовлетворительные. Основной причиной, объясняющей значительные затраты времени на пересадку, являются большие расстояния между остановочными пунктами разных видов ГОПТ (200 – 700м).
Также выполнена оценка компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе рассматриваемых интермодальных узлов г. Москвы с использованием функций представленных в таблице 4.8.5.
Результаты оценки оценка компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ в составе рассматриваемых интермодальных узлов г. Москвы приведены в таблице 4.8.6.
По результатам оценки из трех сравниваемых интермодальных узлов ГОПТ г. Москвы наиболее компактным является станция «Нагатинская». Полученный результат оценки компактности размещения остановочных пунктов ГОПТ объясняется наименьшими расстояниями, преодолеваемыми пассажирами при переходах между остановочными пунктами ГОПТ.
Возможны внесение корректив в предложенную оценочную градацию уровней обслуживания пользователей, учитывающих особенности функционирования интермодальных узлов ГОПТ г. Москвы (прежде всего наличие станций глубокого заложения). Для этой цели необходим объем выборки – 20-25 обследованных интермодальных узлов ГОПТ г. Москвы