Применение имитационного моделирования на стадии
проектирования транспортного узла

(проект нового автовокзала в Риге)

Вайра Громуле, Елена Юршевич, Ирина Яцкив

В статье рассматривается пример применения имитационного моделирования на стадии планирования сложного транспортного узла – Рижского автовокзала. Модель конструировалась для анализа предлагаемого проекта нового терминала.

           

Исследуя проблемы транспортных узлов с целью выработки конкретного решения необходимо учитывать, что проведение практического эксперимента в градостроительстве зачастую является невозможным, а затраты, связанные с коррекцией действий, основанных на базе некорректно выполненных расчетов, на порядки превосходят стоимость работ по выполнению указанных расчетов. Поэтому ниже рассматривается пример применения имитационного моделирования на стадии планирования сложного транспортного узла – Рижского автовокзала.

АО «Рижский международный автовокзал», обеспечивает международные (до 20 маршрутов), междугородние и региональные рейсы (до 190 маршрутов). Сегодняшнее месторасположение автовокзала очень удобно – в центре города, рядом с железнодорожным вокзалом. Но состояние площадки, ее размеры уже не удовлетворяют требованиям качества сервиса. В планах АО расширение своей деятельности и модернизация существующего автовокзала. Одно из предполагаемых месторасположений нового автовокзала - левая сторона реки Даугавы на пересечении улицы Vienības Gatve и Akaču. Одно из возможных решений – принятие новым автовокзалом на себя всего потока автоперевозок, обслуживаемых сегодня Рижским автовокзалом, как на период модернизации существующего автовокзала, так и в дальнейшем.

Задачи проекта: разработка имитационной модели автовокзала согласно предполагаемому проектному решению; анализ пропускной способности автовокзала в нормальном режиме и режиме максимальной интенсивности транспортных потоков на модели; исследование на модели проекта нового вокзала с точки зрения достаточности количества площадок для посадки/высадки и мест для парковки автобусов, удобства их расположения и геометрического решения, их влияние на пропускную способность автовокзала, а в случае неудовлетворительной оценки возможностей проекта принять весь поток автоперевозок, предложить варианты его изменения.

Исходные данные. Для построения имитационной модели использована следующая информация:

§     проект нового автовокзала с указанием расположения платформ посадки и высадки пассажиров, а также схемы заезда и выезда автобусов с территории автовокзала (рис.1);

§     распределение количества автобусных рейсов, обслуживаемых автовокзалом, в течение рабочего времени;

§     расписание международных, региональных и междугородних маршрутов;

§     характеристики автобусов.

Анализ исходных данных показал, что максимальный уровень загруженности автовокзала приходится на период с 17 до 19 часов (пик в 18 часов). По приходящим рейсам, максимальная интенсивность наблюдается в период с 7.30 до 9.30 (пик в 8.00). Выделено три категории транспортных средств: большие автобусы  о 70 пассажиров, средние – до 40 человек и микроавтобусы (до 20 пассажиров).

В ходе анализа времени, затрачиваемого на основные операции в автовокзале, приняты следующие допущения: 1) интервал, затрачиваемый на посадку, для пассажиров международных автобусов - 20 минут (до отправления), для пассажиров междугородних и региональных автобусов - 10 минут, 2) максимальное время на высадку пассажиров - 10 минут.

Описание этапов реализации проекта. В качестве инструмента реализации выбран специализированный имитационный пакет VISSIM 4.0. семейства PTV Vision. Пакет предназначен для моделирования транспортных потоков на микро-уровне и позволяет воспроизводить с высокой степенью детализации свойства транспортного потока, транспортных средств и конфигурации транспортной сети. Процесс построения модели автовокзала включил в себя создание моделей транспортных средств, транспортной сети и транспортного потока.

Средствами пакета были описаны три типа транспортных средств, имитирующих автобусы, с указанием таких характеристик, как габариты ТС, максимальная вместимость, максимально разрешенная скорость движения, параметры ускорения и торможения.

При моделировании транспортной сети учтено расположение на территории планируемого автовокзала посадочных платформ и платформ для высадки пассажиров, а также траектории движения автобусов. Первая версия проекта автовокзала (рис.1А), предложенная архитектурным бюро, предполагала размещение на территории автовокзала 6 платформ для высадки пассажиров, 13 платформ для посадки пассажиров  и 3 платформ, предназначенных для микроавтобусов.  

Время прибытия автобусов, их пребывания на территории автовокзала, а также убытия с его территории регламентируется реализованным в модели расписанием 47 маршрутов. Принимая во внимание необходимость демонстрации работы будущего автовокзала в презентационных целях, реализовано 2 видеоролика, иллюстрирующих работу автовокзала с 7.30 до 9.30 и с 17 до 19 часов.

Результаты моделирования и выводы. В ходе моделирования проанализирована способность автовокзала при исходном варианте расположения платформ. Результаты экспериментов показали, что первый вариант проекта автовокзала не обеспечивает необходимую пропускную способность и при запроектированном количестве платформ не в состоянии обслужить все рейсы. В сотрудничестве с архитектурным бюро были рассмотрены несколько новых решений проекта автовокзала, каждый из вариантов был реализован имитационно и, в конечном счете, найдено решение, позволяющее обеспечить необходимую пропускную способность автовокзала в утренние и вечерние часы пик (рис.1Б).

С целью повышения эффективности использования территории автовокзала принято решение отказаться от создания отдельных площадок для микроавтобусов и определено, что для обеспечения возможности обслуживания всех рейсов в час пик, необходимо 11 платформ для высадки и 16 платформ для посадки пассажиров. Однако, даже при таком увеличении, как показали результаты моделирования, предусмотренных проектом платформ в определенные моменты времени недостаточно; поэтому были предусмотрены дополнительные платформы за территорией автовокзала (на улице Vienības gatve).

В ходе экспериментов установлено: 1) в вечерний час-пик необходимо использовать три дополнительных платформы для высадки пассажиров на Vienības gatve; 2) в утренний час-пик всех зарезервированных платформ для высадки оказалось недостаточно, поскольку в период с 7:00 по 8:20 количество прибывающих автобусов превышает совокупное количество предусмотренных платформ на территории автовокзала и на улице Vienības gatve. Учитывая, что количество убывающих автобусов в утреннее время меньше, чем в вечернее и имеются «простаивающие» платформы, принято решение задействовать три платформы, предназначенные для посадки пассажиров и для их высадки, а также ввести к трем  запланированным на Vienības Gatve еще две дополнительные платформы, предназначенные по проекту для остановки городского общественного транспорта. Эта крайняя мера, которая используется только один раз утром в 8.15, когда прибывает максимальное количество автобусов.

Наблюдение за моделью функционирования автовокзала позволило выявить еще одну проблему нового проекта: предполагаемое расположение платформ и проектируемые траектории перемещения автобусов по автовокзалу в моменты максимальной загруженности приводят к очереди с максимальным временем пребывания в очереди (прохождения участка) – около 5 минут (рис.2). Как видно из рис.2, очередь автобусов, передвигающихся по автовокзалу для посадки, заняла все его пространство. Причиной образования очереди является пересечение траектории движения покидающих автовокзал автобусов и автобусов, заезжающих на посадку. Поскольку, право «первой руки» отдается освобождающим автовокзал автобусам, заезжающие на посадку пропускают эту очередь. На рис.3 представлено распределение средней и максимальной длины образующейся очереди

А (первый вариант)

Б (последний вариант)

Рис.1. Эскиз нового Рижского автовокзала на левой стороне Даугавы

 

.

Рис.2. Пример работы модели автовокзала в вечерний час-пик в момент времени с 17:15 по 18:00, когда образуется очередь
автобусов, едущих на посадочные платформы

Рис.3. Диаграмма распределения средней и максимальной длины очереди в течение времени

 

В заключении можно отметить, что применение имитационного моделирования на стадии проектирования позволило разработать проект автовокзала, способного обеспечить его необходимую пропускную способность, а эксперименты с моделью позволили получить численные характеристики загруженности платформ. В целом моделирование позволило определить, что в случае реализации последнего варианта проекта новый автовокзал сможет обслужить все имеющиеся в расписании автобусные рейсы, но на пределе своих возможностей.