Транспортна планування міст

Введення
Сьогодні організація перевезень пасажирів міським транспортом має величезне значення в розвитку і функціонуванні будь-якого великого міста. Основними завданнями організації перевезень є: мінімальні витрати часу на проїзд, високий рівень комфорту, а також максимальний рівень безпеки пасажирів.
Одним з методів організації перевезень є моделювання транспортної мережі міста, що є складною оптимізаційної завданням із зустрічними критеріями.
Організація і планування пасажирських перевезень виступає як система заходів впливу на перевізний процес, сприяють його упорядкування та підвищення якості.
У курсовій роботі пропонується розглянути проблемну ситуацію з визначення, за допомогою моделювання транспортної мережі міста та використання теоретичних способів розрахунку параметрів транспортних систем, перспективного плану роботи пасажирської транспортної мережі міста. Результати роботи можна буде використовувати на практиці для забезпечення чіткого і безперебійного транспортного обслуговування населення.

1. Складання топологічної схеми міста
Топологічна схема є моделлю транспортної мережі міста і повинна як можна більш точно відповідати модельованого об'єкту. Топологічна схема повинна описувати всі ділянки УДС і всі транспортні райони (ТР) міста. На вихідній карті міста відображена та вулично-дорожня мережа (УДС), по якій можлива організація руху міських маршрутів наземних видів транспорту.
1.1 Формування транспортних районів
ТР повинні бути сформовані таким чином, щоб всі пересування між ними зводилися б до пересуванням між їх центрами, а всі внутрішньорайонні пересування здійснювалися б пішки [2]. При формуванні ТР слід вважати, що на всіх ділянках УДС функціонують міські маршрути і виконувати мікрорайонування за правилами, описаним в теоретичній частині курсу.
Першим етапом при мікрорайонуванні міста є визначення його площі . Для цього необхідно на вихідній карті нанести олівцем сітку з розмірами клітини (5Ч5) мм і визначити кількість клітин, повністю (П) і частково (Ч) покритих територій міста. Потім визначається площа карти . Схема топологічної карти міста наведено на малюнку 1.1
(1.1)
Розраховано:

мм2.
Площа міста визначається виходячи з масштабу 1:50000, причому слід враховувати, що цей масштаб лінійний і для перерахунку площ необхідно зводити його в квадрат.
, (1.2)
км2.
У відповідному розділі курсового проекту, в якому мають бути описані методика складання технологічної схеми, загальні результати та таблиця з характеристикою транспортних районів, що містить загальну площу ТР, площі житлової забудови кожного виду і промислових зон, що знаходяться на території ТР, а також коефіцієнта приведення ТР, визначається по залежності:
, (1.3)
де - Коефіцієнт приведення для i-го району;
6 - кількість видів забудови, що існують у місті;
- Коефіцієнт приведення для j-го виду забудови;
- Площа, j-го виду забудови в i-му районі міста, км2;
- Площа i-го району міста, км2.
Визначимо коефіцієнт приведення для першого району:


Аналогічні розрахунки зробимо для інших районів.
Таблиця 1.1 - Характеристика транспортних районів

№ району	Площа забудови i - го виду								Площа району, Sобщ, км2	Коефіцієнт приведення для i - го району, Ki
	S1 1-2	S2 3-5		S3 5-9	S4 9-12		S5 12-16	S6 промзона
1				0,94					0,94	7
2	0,06			1,06	0,56				1,68	7,95
3	1,09			0,09	0,22				1,4	2,88
4				0,03	1,06				1,09	10,4
5					1,13		0,16		1,29	10,75
6	0,22			0,72	0,38				1,32	7,01
7				0,97	0,68				1,65	8,44
8	0,22	0,22		0,75	0,47				1,66	6,8
9		0,13			0,22		0,72		1,07	11,06
10		0,38			0,94				1,32	8,63
11					1,19		0,34		1,53	10,94
12				0,22	0,72				0,94	9,68
13				1,16	0,22				1,38	7,56
14		0,34			1,06				1,4	8,92
15		0,45			0,25			0,28	0,98	4,52
16		0,38			0,47		0,56		1,41	9,54
17					0,44		0,75		1,19	11,76
18		0,84						0,44	1,28	2,63
19	0,56	0,13					0,16		0,85	3,62
20	1,34						0,44		1,78	3,84
21	0,66	0,19					0,9		1,75	7,24
22		1,41							1,41	4
23	0,63	0,41						0,38	1,42	1,6
24	0,72	0,06						0,09	0,87	2,4
25	1,03	0,03							1,06	1,08
26	0,72	0,56							1,28	2,31
27	0,69	0,47					0,53		1,69	5,44
28							1,38		1,38	12,5
29	0,13	0,38					0,69		1,2	8,56
30	0,31	0,89						0,9	2,1	1,84
31	0,81							1,06	1,87	0,43
32	0,88						0,63	0,19	1,7	5,15
33	0,16	0,13					0,56		0,85	9,03
34		0,41					0,41		0,82	8,25
35	0,59	0,63							1,22	2,55
36	1,19	0,09							1,28	1,21
37	1,44								1,44	1
38	1,5								1,5	1
39	0,13	1,25							1,38	3,72
40	1,03					0,25			1,28	3,25
41	0,13	0,22				0,88			1,23	9,76
42	0,66	0,41							1,07	2,15
43	0,28							1,69	1,97	0,14
44	1,13							0,25	1,38	0,82
45	0,97					0,13			1,1	2,36
Всього	19,28	10,41	5,94		10,01	9,49		5,28	60,41	251,72

1.2 Опис вулично-дорожньої мережі
УДС описується довжиною ділянки, що сполучає суміжні транспортні райони. Довжина ділянок визначається по карті міста за допомогою лінійки або курвіметри. Отримане значення перетвориться в реальну довжину ділянок за допомогою масштабу.
Для кожної ділянки визначається час проїзду по ньому, виходячи з того, що швидкість повідомлення приймається рівною = 20 км / год:
, (1.4)
де - Час проходження по ділянці ij, хв;
- Довжина ділянки між i-м і j-м районами, км.
Розрахуємо час прямування по ділянці 1 - 2:
хв.
Розрахуємо час прямування для інших ділянок аналогічно, дані зводимо в таблицю 1.2
Таблиця 1.2 - Характеристика ланок транспортної мережі

№ ділянки	Довжина, L, км	Час, t, хв	№ Ділянки	Довжина, L, км	Час, t, хв
1-2	1,3	3,9	20-21	2,05	6,15
1-13	1,4	4,2	21-22	1,65	4,95
2-4	0,85	2,55	21-27	1,6	4,8
2-12	1,15	3,45	21-29	2,1	6,3
3-4	0,3	0,9	22-23	0,8	2,4
3-6	2,05	6,15	23-30	1,35	4,05
4-5	1,05	3,15	24-25	1,5	4,5
5-7	1,4	4,2	25-26	0,8	2,4
5-9	1,85	5,55	26-27	1,6	4,8
5-11	1,8	5,4	26-36	1,35	4,05
6-7	0,9	2,7	27-28	1,5	4,5
5-10	0,75	2,25	27-34	1,45	4,35
6-7	1,3	3,9	28-29	1,15	3,45
7-8	1,25	3,75	28-33	1,25	3,75
8-10	0,95	2,85	29-30	1,15	3,45
8-23	1,05	3,15	29-32	1,45	4,35
9-10	1,1	3,3	30-31	1,4	4,2
9-17	1,7	5,1	31-32	1,35	4,05
9-21	1	3	32-33	1,75	5,25
11-12	1,3	3,9	32-43	1,4	4,2
11-17	0,75	2,25	33-34	1,4	4,2
12-13	0,85	2,55	33-42	0,5	1,5
12-16	1,55	4,65	34-35	0,35	1,05
13-14	0,85	2,55	35-36	0,75	2,25
14-15	1	3	35-38	1	3
14-16	0,75	2,25	36-37	0,95	2,85
15-18	1,3	3,9	38-39	1,15	3,45
16-17	1,1	3,3	39-40	0,5	1,5
16-19	0,75	2,25	39-41	1,15	3,45
17-20	0,9	2,7	41-42	0,4	1,2
18-19	0,8	2,4	41-45	0,45	1,35
18-24	1,3	3,9	42-43	2,6	7,8
19-20	0,85	2,55	43-44	0,3	0,9
19-25	1,2	3,6
			Всього	78,55	235,65

Для кожної ділянки визначається вид відповідної йому міській вулиці, характеристика яких наведена в табл. 1.3 [4]. Сумарна довжина ділянок кожного типу повинна відповідати розподілу, наведеному в табл. 1.3.
Після опису розраховується щільність УДС і смугова щільність , За формулами:
, (1.5)
, (1.6)
де m - кількість ділянок УДС;
- Кількість смуг в одному напрямку на i-й дільниці.
Розраховано:
.
.
.
.
.
Таблиця 1.3 Характеристика міських вулиць

Тип вулиць	Кількість смуг в одному напрямку вулиці з розділовою смугою	Пропускна здатність вулиці в одному напрямку		Питомий утримання вулиць в загальній довжині УДС,%
		привед. од / год	пас / год
Міські магістральні вулиці з розділовою смугою	4	2900	24000	10
Міські магістральні вулиці без розділової смуги	3	2400	19000	20
Основні міські вулиці	2	1800	12000	60
Міські вулиці у районах з малоповерховою забудовою	1	1000	5000	10

2. Визначення ємностей транспортних районів
2.1 Визначення чисельності населення ТР
Чисельність населення ТР визначається виходячи з його площі і значення середньозваженого коефіцієнта приведення по місту k:
, (2.1)
де n - кількість транспортних районів міста.
Розраховано

Потім визначається величина відносної щільності населення р:
. (2.2)
Розраховано
.
Значення чисельності населення ТР визначається із залежності:
, (2.3)
де - Чисельність населення i-го району, чол.
Розрахуємо чисельність населення ТР для першого району:
чол.
Для кожного району розраховується щільність населення :
. (2.4)
Розрахуємо щільність населення для першого району:
.
Аналогічно проводяться розрахунки щільності населення для інших районів. Результати обчислень наведені в таблиці 2.1.
Розрахунки кількості жителів або працюють тут і далі можуть проводитися у будь-якому масштабі (тис. і ін) єдина умова - дотримання точності розрахунків до однієї людини.
2.2 Визначення кількості приїжджаючих в ТР і виїжджаючих з них
У даній постановці задачі ємністю ТР по прибуттю є кількість приїжджаючих в район на роботу в першу зміну. Розподіл робочих місць по території міста визначається наявністю промислових зон, в яких працюють у першу зміну 30% населення міста і робочими місцями на решті території міста, на яких зайнято 10% населення. Таким чином, загальна кількість працюючих у розглянутий період жителів міста становить 40% населення. Кількість працюючих у промзонах пропорційно площі цих зон і щільності населення в них.
Виходячи з цього, для вирішення поставлених перед розділом завдань спочатку необхідно розрахувати загальну кількість працюючих у першу зміну , Кількість працюючих у промислових і сельбищних зонах.
, (2.5)
, (2.6)
, (2.7)
Розраховано:
чол.,
чол.,
чол.
Потім визначається щільність працівників у промислових зонах :
, (2.8)
.
де - Площа 6-го виду забудови (промзони) у i-му районі міста, км2.
Для кожного району визначається кількість працюючих у промзонах по залежності:
, (2.9)
Розрахуємо кількість працюючих у промислових зонах для 15-го району:
чол.
Визначається щільність працівників у сельбищних зонах :
, (2.10)
.
Для кожного району визначається кількість працюючих у сельбищних зонах по залежності:
, (2.11)
Визначимо кількість працюючих у першому районі:
чол.
Загальна кількість працюючих в ТР:

, (2.12)
, Чол.
Після цього визначається коригувальний для розрахунку кількості виїжджаючих з кожного району:
, (2.13)

Кількість виїжджаючих з кожного транспортного району розраховуються за залежністю:

, (2.14)
чол.
Таблиця 2.1-Визначення ємності транспортних районів щодо відправлення та прибуття

N	Чисельність населення, Ni, чол.	Щільність населення, Рi, жіт/км2	Чисельність працюючих в промзонах, Npni, чол.	Чисельність працівників у сельбищної зоні, Npci, чол.	Загальна кількість працівників у транспортному районі, Npi, чол.	Кількість виїжджаючих з кожного транспортного району, Nbi, чол.
1	12463	13259		1246	1246	4985
2	25298	15058		2530	2530	10119
3	7637	5455		764	764	3055
4	21472	19699		2147	2147	8589
5	26266	20362		2627	2627	10507
6	17526	13278		1753	1753	7011
7	26377	15986		2638	2638	10550
8	21381	12880		2138	2138	8552
9	22415	20949		2242	2242	8966
10	21577	16346		2158	2158	8631
11	31704	20721		3170	3170	12682
12	17235	18335		1723	1723	6894
13	19761	14319		1976	1976	7904
14	23654	16895		2365	2365	9461
15	8390	8561	9864	839	10703	3356
16	25478	18070		2548	2548	10191
17	26507	22275		2651	2651	10603
18	6376	4981	15500	638	16138	2551
19	5828	6857		583	583	2331
20	12947	7273		1295	1295	5179
21	23998	13713		2400	2400	9599
22	10683	7576		1068	1068	4273
23	4303	3031	13386	430	13816	1721
24	3955	4546	3170	395	3565	1582
25	2168	2046		217	217	867
26	5600	4375		560	560	2240
27	17414	10304		1741	1741	6965
28	32673	23676		3267	3267	13069
29	19456	16214		1946	1946	7782
30	7319	3485	31704	732	32436	2928
31	1523	814	37341	152	37493	609
32	16583	9755	6693	1658	8351	6633
33	14538	17104		1454	1454	5815
34	12814	15626		1281	1281	5125
35	5893	4830		589	589	2357
36	2934	2292		293	293	1173
37	2728	1894		273	273	1091
38	2841	1894		284	284	1136
39	9724	7046		972	972	3889
40	7879	6156		788	788	3152
41	22738	18486		2274	2274	9095
42	4357	4072		436	436	1743
43	522	265	59534	52	59586	209
44	2143	1553	8807	214	9021	857
45	4917	4470		492	492	1967
Всього	620000	476783	185999	62000	247999	247998

3. Розрахунок пасажиропотоків на мережі
У даному курсовому проекті пасажиропотоки розраховуються виходячи з найкоротшого по часу шляхів прямування.
Розрахунок матриці кореспонденції та відповідних пасажиропотоків виконується на персональній ЕОМ за допомогою програми MATR_KOR.EXE. Як довжини ланки при розрахунках виступає час проїзду ділянкою у хвилинах. Ємності районів вводяться в ЕОМ в пасажирах. Результати розрахунків представляють собою матриці кореспонденції, найкоротших відстаней, передостанніх пунктів і пасажиропотоків на ділянках УДС за аналізований період.
На підставі результатів розрахунку визначається потрібну кількість автобусів для організації перевезень.
, (3.1)
де Р - сумарний пасажирообіг за аналізований період, пас * км;
q - середня місткість автобусів, q - 80 пас.;
- Середній динамічний коефіцієнт заповнення салонів автобусів, = 0,5;
- Середня експлуатаційна швидкість міських автобусів, , Км / год;
- Коефіцієнт використання парку, = 0,7.
Розраховано:
од.
4. Коригування пасажиропотоків з урахуванням пропускної спроможності ділянок УДС
Отримані значення пасажиропотоків коригуються для порівняння з пропускною здатністю дороги по залежності:
, (4.1)
де - Пасажиропотік на ділянці з району i в j отриманий у результаті розрахунку на ЕОМ, пас / період;
- Максимальний часовий пасажиропотік на ділянці ij, пас / год
Скорегуємо пасажиропотік з району 8 в 23:
чол.
Отримані значення часового пасажиропотоку порівнюються з табличними значеннями пропускної спроможності ділянок, наведеною в табл. 2. У тому випадку, якщо пропускна здатність нижче пасажиропотоку, час проходження по ділянці коригується таким чином [3]:
, (4.2)
де - Скориговане час руху по ділянці, хв.;
Ехр - функція, обернена логарифму;
р - пропускна спроможність дільниці, пас / год
Так як пасажиропотоки на деяких ділянках перевищують пропускну здатність ділянок, то час прямування коригувати потрібно.
У таблиці 4.1 наведено відкориговане час.
Таблиця 4.1-Приведення величини пасажиропотоку до пропускної спроможності міських магістралей

Прямо		Кількість смуг	Fij	F'ij		Зворотно		Fij	F'ij	Довжина, км	Час, хв
1	2	3	4	5		6	7	8	9	10	11
8	23	4	37906	30326		23	8	982		1,05	4,1
9	21		36339	29071		21	9	3202		1	3,71
21	29		55500	44400		29	21	1148		2,1	14,74
23	30		33158	26526		30	23	3029		1,35	4,5
29	30		38781	31025		30	29	10544		1,15	4,62
29	32		54177	43342		32	29	1432		1,45	9,74
30	31		29229	23383		31	30	282		1,4	4,09
32	43		51761	41403		43	32	192		1,4	8,66
Довжина										10,9
4	5	3	18448			5	4	2427		1,05
7	8		26274	21019		8	7	1339		1,25	4,17
9	17		3949			17	9	18677		1,7
11	17		16543			17	11	3138		0,75
16	19		21101			19	16	1952		0,75
18	19		3972			19	18	19591		0,8
19	20		16570			20	19	9025		0,85
20	21		18710			21	20	2311		2,05
28	29		22034			29	28	1472		1,15
41	42		16997			42	41	2485		0,4
42	43		15880			43	42	7		2,6
Довжина										13,9
1	2	2	3313			2	1	578		1,3
2	12		5330			12	2	2417		1,15
3	4		3888			4	3	1293		0,3
5	11		3299			11	5	2322		1,8
6	7		5984			7	6	1089		1,3
9	10		4243			10	9	5235		1,1
11	12		1041			12	11	4228		1,3
1	2	3	4		5	6	7	8	9	10		11
12	13	2	3064			13	12	1419		0,85
12	16		3797			16	12	759		1,55
15	18		2684			18	15	2705		1,3
16	17		2906			17	16	4230		1,1
18	24		2692			24	18	716		1,3
19	25		2582			25	19	4922		1,2
21	22		2700			22	21	707		1,65
21	27		3795			27	21	3323		1,6
22	23		5860			23	22	604		0,8
25	26		3817			26	25	5515		0,8
26	27		2247			27	26	2038		1,6
26	36		2975			36	26	3179		1,35
35	36		3081			36	35	4661		0,75
35	38		1041			38	35	1655		1
39	40		761			40	39	3233		0,5
41	45		468			45	41	2027		0,45
Довжина										44,5
1	13	1	1547			13	1	643		1,4
3	6		635			6	3	1009		2,05
24	25		825			25	24	846		1,5
27	34		1149			34	27	1305		1,45
36	37		251			37	36	1110		0,95
38	39		1317			39	38	1032		1,15
Довжина										8,6

Висновок
У курсовій роботі була розглянута проблемна ситуація з визначення, перспективного плану роботи пасажирської транспортної системи міста: змодельована транспортна система міста населенням 620 тис. чол. і площею 99,375 км2, розрахована матриця пасажирських кореспонденцій гравітаційним методом на ЕОМ і визначено потрібну кількість транспортних засобів рівне - 5512 одиниць.
Що стосується результативності виконаної роботи, то слід зазначити, що транспортна мережа побудована вдало:
- Площі районів менше 2,5 км2;
- Час проходження по дугах вийшло оптимальним;
- Пасажиропотоки не перевищують пропускну здатність ділянок.

Список літератури
1. Афанасьєв Л.Л., Островський Н.Б., Цукербер С. М. Єдина транспортна система і автомобільні перевезення. - М.: Транспорт, 1984.-333с.
2. Брайловська Н.О., Грановський В.П. Моделювання транспортних сістем.-М.: Транспорт, 1978.-125с.
3. Заблоцький Г.А. Транспорт в місті. Київ: Будівельник ,1986-96с.
4. Лобанов Є.М. Транспортна планування міст. - М.: Транспорт, 1990 .- 240с.
5. Правдин Н.В., Негрей В.Я., Підкопаєв В.А. Взаємодія видів транспорту. - М.: Транспорт, 1989 .- 208с.