Мы продолжаем обсуждение проблемы автомобильных пробок с Тахиром Такабаевым, кандидатом физико-математических наук, предпринимателем, построившим в Алматы коммерческий независимый ЦОД. Прежде чем перейти к программной реализации и инженерно-техническим решениям, поговорим еще немного о важности данных и автомобильном трафике в городе.
Тахир Такабаев: Что интересно, городские власти так и не сказали, сколько автомобилей выдержат городские дороги? От бессилия предлагают снизить скорость даже на республиканской трассе (Аль-Фараби) до 60 км/ч. А по городу 40 км/ч. Но при этом не могут четко сказать, что это даст? Снижение средней скорости потока и реализация непонятной мне концепции zero vision не избавило город от ДТП со смертельным исходом. Что уж говорить о пробках? Никто не может четко сказать, предлагая ограничить въезд в город и в центр, избавимся ли мы от пробок, если будет не 400 000, а 300 000 автомобилей?
Очень интересный вопрос – качественный состав городского трафика. Нужна статистика от акимата, дорожной поиции по категориям авто в городском потоке. Сколько и какого транспорта ездит по Алматы? Это коммерческие авто, такси, муниципальный транспорт, строительная техника, ОТ, служебные авто. Ведь частные автовладельцы, совершая поездки на авто в режиме «дом-работа» (иногда школа), в дневное время стоят в основном на парковке. Тогда спрашивается кто ездит по городу днем?
Вывод – очевиден. Днем по городским дорогам ездят преимущественно остальные виды транспорта – муниципальная техника (у нас только мусоровозов более 200, которые ездят по 16 часов в сутки. ОТ – более 2500 единиц подвижного состава), коммерческие авто, такси и т.д. Значимость этой части городского автопарка для экономики города очень важна. Тогда непонятно, почему в качестве мер борьбы с пробками выбрали такие меры, как платные парковки, ограничение въезда в город и даже по районам и т.п.
К слову о парковках. По собственному опыту, я нередко вынужден около 5% времени, потраченного на поездку, тратить на поиск парковки, как и другие автовладельцы. Это означает, что 5% трафика в общем потоке – паразитный трафик на поиск парковки. Например, если бы не был создан искусственный дефицит паркомест у Зеленого базара на улице Жибек Жолы, где на месте дорожной парковки сделали 7 лет пустующую велополосу, то от части пробок в том районе смогли бы избавиться.
Мировой опыт, на который так часто любит ссылаться акимат, говорит, что примерно 30% всех автомобилей – коммерческий транспорт. Это – различные фургоны, легкие грузовики. Если исключить из общего трафика их передвижение в часы пик, то можно трафик снизить в эти часы на 30%.
Но, конечно же, прежде чем «шашкой махать», нужны данные о количестве таких авто. Точно также важны данные по количеству авто задействованных на систему городского образования. В городе 300 000 школьников. Какое количество из них пользуется ОТ (Система Онай может дать примерные цифры)? Сколько школьников привозят на легковом транспорте (ЛТ)? Мое мнение, что почти все учащиеся частных школ ездят на ЛТ, хотя часть возят на школьных автобусах. Нужны данные от управления образования акимата.
В Алматы около 50 000 студентов ВУЗов. Из них от силы 10% ездит на занятия на своем авто. В большинстве ездят на двухколесной технике. И что такое 5000 авто в общем городском потоке в миллион авто (или все-таки 400 000). Очевидно, что создают основной трафик не студенты, и перевод ВУЗов в город Конаев не облегчит проблему.
О количестве строительной, дорожной и муниципальной техники нам тоже не говорят. Вполне вероятно, что их отсутствие в часы пик на магистральных улицах существенно разгрузит трафик.
Сколько на городских дорогах такси? Примерные данные по ним при должном подходе могут дать агрегаторы такси и Налоговый комитет.
Одним из способов борьбы с пробками называют развитие Общественного Транспорта (ОТ). В принципе, это правильно. Никто не возражает. В Алматы система платежей Онай фиксирует ежедневно миллион поездок. Если горожане ездят в режиме «дом-работа» (2 поездки в день. хотя есть и те, кто совершают по несколько поездок), то городской ОТ в лучшем случае обслуживает 500 000 горожан. Спрашивается, на каком транспорте ездят остальные 2 млн горожан и 700 000 «пригородных туристов»? Остальные ездят на частном автотранспорте. Очевидно, 100 000 поездок на самокатах и 100 000 на метро тоже погоды пока не делают.
Всего по городу ездит около 2500 единиц подвижного состава. Много современных автобусов, троллейбусы. Для них создаются выделенные полосы, полосы БРТ и т.д. Но в час пик в ОТ лучше не соваться. И вообще, вокруг ОТ много проблем. Поэтому даже если удвоить количество подвижного состава, мы получим пробки уже из автобусов и троллейбусов. И это при том, что каждая поездка горожан съедает дотации на ОТ, которые выплачиваются за счет остальной части горожан, передвигающихся на частном автотранспорте.
Корр: «Предположим, вам предоставят необходимые для расчетов данные хотя бы большинство. Как их использовать для ликвидации городских пробок»?
Тахир Такабаев: «Безусловно, одними данными, какие бы они ни были актуальные, пробки не победить. Но они необходимы для создания альтернативных математических моделей.
Почему в Алматы с повышенным автомобильным трафиком при реализации строительных проектов не проводится соответствующая экспертиза по влиянию на городской автотрафик?
Требуются Тех Условия (ТУ) на подключение к инженерным сетям Алматы СУ, АЖК, требуется проект озеленения. Однако о том, какое влияние данный проект может оказать на дорожную ситуацию, требований нет. Нет и соответствующих требований в СНиП.
Президент Токаев дал поручение внести изменения в Строительный Кодекс. Ранее он давал поручение о том, что в каждом новом ЖК должен быть подземный паркинг. Я считаю, что в новом Кодексе непременно должен быть раздел о расчетах влияния возводимого объекта на дорожную ситуацию в прилегающем пространстве и на расстоянии до километра от него.
На данный момент общественность возмущена началом строительства 40 этажного здания в районе Сейфуллина угол Тимирязева. Буквально в последний дождь в Казнет прошла рассылка о мертво стоящем автомобильном потоке в час пик рядом с этим местом: часть автомобилей прорывается на Аль Фараби, часть пытается проехать по Тимирязева. А что будет после ввода этого комплекса в эксплуатацию, кто-нибудь рассчитывал? Потом популисты-урбанисты будут советовать ставить на втором ярусе подвесные гондолы типа ЛРТ, чтобы разгрузить ситуацию. А все ради чего? Ради сомнительного строительного объекта, который можно остановить еще на этапе проектирования, смоделировав дорожную ситуацию.
Судите сами. По данным СМИ, заявленная площадь 40-этажного здания 340 000 кв.м. Для БЦ класса А есть норматив минимум одно паркоместо на 100 кв.м арендуемой площади. То есть, из этого здания в город будут выезжать 3400 машин. Такое здание, например, из расчета 10 кв.м на человека, это 34 000 сотрудников-арендаторов (сотрудников здания класса «А», то есть людей среднего достатка). При нашем уровне автомобилизации в 500 авто на 1000 это – получается 17 000 автомобилей. А рядом с 40-этажкой планируется возвести несколько 10-ти этажных жилых зданий. Если это порядка 3000 квартир, при среднестатистическом размере казахстанской семьи 3,5 человека, это получается жилье для 12 000 человек. Опять же, при уровне автомобилизации 500 автомобилей на 1000 населения, это плюс еще 6000 машин. В итоге вся эта масса автомобилей вольется в уже сейчас мертво стоящий в час пик поток по проспекту Сейфуллина.
Чтобы представлять такое количество автомобилей, рассмотрим пример улицы Абая, полностью заставленной автомобилями. От пр. Достык до ул. Саина 5,5 км. На один автомобиль с учетом дистанции до впередистоящего уйдет 5,5 метров. То есть на одной полосе улицы Абая от Саина до Достык можно разместить 1000 авто. Три полосы в одну сторону, 3000 авто. Если поток едет со скоростью 40 км/ч и нигде не возникает препятствий, то все они выедут с улицы примерно за 9 минут. За час через Абая при таком раскладе может проехать около 19 800 авто. Собственно, это и есть пропускная способность улицы Абая. Сравните это с автопараметрами проекта 40 этажного БЦ. При нормальном подходе надо отменять этот проект.
Кстати, повторив расчеты, можно просчитать ее для скоростей 20 км/ч. Это то, что хотят сделать, ограничивая скорость на городских дорогах. Если убрать одну полосу и отдать ее под выделенную полосу, то пропускная способность по ЛТ уменьшится на треть. То есть минус 6600 авто. При средней загрузке 1,5 человек около 10 000 человек должны искать себе другой путь или ждать, пока рассосется пробка.
При пиковой загрузке автобуса или троллейбуса в 50 человек для перевозки 10 000 человек ОТ необходимо сделать 200 среднегабаритных рейсов, чтобы компенсировать потери пассажиропотока ЛТ от сокращения полос движения. Это все укрупненные грубые расчеты. В них надо вводить много дополнительных параметров и учитывать множество факторов. Но напрашивается очень болезненный факт, что выделенная полоса может снижать не только поток ЛТ в данном направлении, но и пассажиропоток по городу в целом. Часть пассажиров едет с комфортом, однако в целом экономика города проигрывает.
Мы говорим о пробках. На мой взгляд, значительное усиление пробок на Аль-Фараби по времени совпало с появлением БРТ на Тимирязева. Фиолетовый окрас трафика на Тимирязева просто переместился на Аль-Фараби. Небольшой оффтоп в продолжении анализа в этом направлении. Осмелюсь предположить, что в городе назрел дублер проспекта Аль-Фараби – выше в предгорьях. Все помнят, как строительство ВОАД позволило существенно разгрузить городской трафик. Я считаю, что строительство дублера поможет существенно разгрузить Аль-Фараби, особенно для тех, кто выезжает в час пик в предгорья. Уверен, что назрело строительство дублеров таких улиц, как Достык (роль дублера может сыграть улица Луганского). И в других районах нужно то же самое. Построив виртуально такие трассы, можно сделать расчеты об изменении авто трафика. Такие расчеты позволят сделать оценку бюджета проектов».
Корр: «Как, по-вашему, должны создаваться программные комплексы по моделированию дорожной ситуации, и как поможет в этом вопросе компьютерная техника»?
Тахир Такабаев: «Прежде чем говорить о некоей программной реализации и инженерно-технических решениях, следует подобрать несколько альтернативных математических моделей. В этом вопросе надо обратиться к математикам, и чем быстрее, тем лучше. В Алматы есть Институт Математики. В городских ВУЗах много специалистов, способных создать приемлемые математические модели трафика. Еще не все сильные ученые ушли из науки от безденежья на грантовом финансировании.
Я сам, как специалист по механике сплошных сред (МСС), выбрал бы модель транспортного потока в виде ламинарного потока (поток, в котором все частицы движутся параллельно). Все это просчитывается на компьютере. Движение потока можно описать различными дифференциальными уравнениями в зависимости от свойств жидкости, подобрав различные параметры. Например, вязкость транспортного потока можно обозначить в зависимости от процентного состава разнотипных машин. Гидравлические модели достаточно хорошо апробированы в МСС. Адаптация таких моделей к городскому трафику это, на мой взгляд, неплохая диссертация уровня PhD.
Продолжу. Если вы в поток равномерно текущей прозрачной арычной воды положите препятствие в виде кирпича, перегородив половину русла, то когда размеры кирпича малы относительно ширины русла, вы увидите, как вода начинает огибать препятствие. При этом пропускная способность русла существенно снижается и перед, и после препятствия. Это ситуация моделирует припаркованный на обочине в неположенном месте автомобиль. Там, где поток должен ехать в две полосы, все вынуждены объезжать его. Иногда за 200 метров до этого авто и 200 метров после него, по сути, весь квартал поток вынужден ехать в одну полосу вместо двух расчетных.
Если же препятствие достаточно велико для данного русла, то поток воды начнет тормозиться. Появятся завихрения, называемые в гидромеханике турбулентностью. Маркируя частицы с замедленной скоростью красным цветом, а стоячую воду фиолетовым, можно будет увидеть след возмущения от препятствия на достаточном удалении как после препятствия, так и задолго перед ним.
Собственно, такую картину мы видим в городских пробках перед светофорами, играющими роль препятствия в часы пик.
Если перекресток не пропускает машины, то перед ним образуется колоссальная пробка. На компьютере можно рассчитать вариант, когда препятствие пропускает некоторое количество машин. Повторив такой расчет несколько раз, можно подобрать параметр пропуска автомобилей, необходимого для поддержания заданной скорости потока. Условно – определить режим работы клапана сброса давления. Можно рассчитать параметр сброса при различных скоростях потока в 20 км/ч, 40 км/ч, 60 км/ч. Аналогичные задачи решаются в гидравлике (для несжимаемой жидкости) для анализа движения по сообщающимся сосудам постоянно. Пакетов прикладных программ достаточно много. Важно четко расставить параметры и исходные данные. А на компьютере можно просчитать множество различных вариантов.
Я бы рассчитал и целесообразность чередующихся односторонних улиц в Алматы. Внешне они дают больший поток авто в одну сторону. Но одна такая улица, окрасившись в фиолетовый цвет, создает фиолетовый шлейф далеко вокруг себя. Пример: улицы Жибек Жолы и Макатаева, около Зеленого базара в час пик. Из-за них очень большой сегмент до улицы Толе Би и выше тоже застревает в пробке. Повороты «стрелка», расставленные в не нужных местах, могут тоже способствовать «окраске» трафика в фиолетовый цвет далеко вокруг перекрестка. Но все покажут расчеты.
Не обязательно гидравлическая модель. Для анализа городского трафика возможно применение дискретных моделей. Есть специалисты, для кого они более понятны, а потому – более предпочтительны. Возможно, с использованием эмпирических или нормативных методик расчета, поскольку такие модели легче реализуются на программном уровне.
Даже если методика будет основана на эмпирических формулах, это будет уже какой-то прогресс. Возьмем, например, алгоритм анализа движения децентрализованной системы. Например, пчелиного роя. Такие алгоритмы развиваются с 80х годов прошлого века. Сейчас их можно дополнить расчетами на суперкомпьютере, который объединяет несколько сот тысяч компьютерных ядер. Одно ядро CPU это, по сути, один компьютер, который может рассчитывать движение одного гипотетического авто. Камеры Сергек могут дать данные основных направлений движения роя.
У нас на выезде из города 5 основных направлений: предгорья выше Аль-Фараби, Каскелен, Талгар, Капшагай и ГРЭС. Данные видеокамер позволят точнее разделить «рой» городских авто на несколько самообразующихся и самоорганизаующихся роев, двигающихся по указанным направлениям. Такие данные позволят оптимизировать направление потоков по городским дорогам. Это для тех урбанистов, которые продвигают весьма здоровую идею полицентричности. Цифровые аргументы для поддержки принятия решений. Вообще говоря, суперкомпьютер может рассчитывать такие ситуации хоть каждый день. Одно авто – одно ядро CPU. Важно, чтобы алгоритм был хорошо адаптирован.
Корр: «Для всех этих просчетов нужны какие-то специальные программы? Кто их создает и есть ли у нас такие специалисты»?
Тахир Такабаев: «Пакет прикладных программ создает либо автор математической модели, либо нанимаемый программист.
Кстати, давая разрешение на работы по городским дорогам, необходимо проводить расчет изменения автотрафика и по соседним магистралям. А это, опять-таки, возможно с применением современной компьютерной техники и специалистов в этой области.”
Тема оказалась весьма непростой и важной. Окончание нашей беседы читайте в одном из ближайших выпусков.
