№3(59)
Сентябрь 2017
ISSN
1990-4126

English

«Архитектон: известия вузов» № 34 - Приложение Июль 2011

Архитектура


 Журова Маргарита Сергеевна

магистрант УралГАХА Научные руководители: доктор архитектуры, профессор Холодова Л.П., кандидат технических наук, профессор Бабич В.Н. ГОУ ВПО «Уральская государственная архитектурно-художественная академия» г. Екатеринбург, Россия

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ МОДЕЛИ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА


УДК: 72.656.51-7

Статья представляет собой исследование одной из актуальных проблем современных городов–- проблемы транспорта в центральной части города Екатеринбурга. В работе проводится анализ факторов, влияющих на движение транспорта, предлагается комплекс методов, основанных на теории фракталов, для решения проблемы и усовершенствования транспортной системы города.

Ключевые слова: фрактальная геометрия, транспортная структура мегаполиса, проблемы современных крупных городов, архитектура


Современный город – это сосредоточение множества проблем, решить которые традиционными способами невозможно. Необходимо пересмотреть всю систему организации городов, создать совершенно новый тип городской структуры, отвечающий современным требованиям и имеющий возможность развиваться. Нельзя сказать, что рост и развитие городов оказывает лишь негативное влияние на человека. Урбанизация — это предпосылка общественного прогресса, качественное изменение жизни. Не стоит сдерживать этот процесс, необходимо заставить его «работать на нас». Современный город должен не только отвечать требованиям проживающих в нем жителей, но и иметь возможность быстро и адекватно реагировать на любые изменения в его структуре. Город — это сложная социальная структура, поэтому, чтобы он смог функционировать так, как это в идеале задумано проектировщиками, создание одной градостроительной модели недостаточно. В процесс создания города должны включиться не только градостроители, архитекторы и инженеры, но и политики, экономисты, социологи.

При помощи выражения определенного понятия через знаковые формы возможно математическое описание такого явления, как решение транспортной проблемы города. Математическая модель дает формализованный подход, который позволяет анализировать проблему, опираясь на математическую логику. Такой подход упрощает процесс понимания задачи и дальнейшего ее анализа [1]. Поэтому в исследовании для решения такого важного вопроса, как транспортная сеть города предлагается применить методы фрактальной геометрии. Этот метод поможет структурировать проблему, реорганизовать транспортную систему и управлять бесконечным процессом развития с учетом принципов непрерывности формообразования.

«Фрактал представляет собой геометрическую фигуру, которая состоит из частей, каждая из которых может быть поделена на новые части, причем каждая новая часть будет представлять уменьшенную копию целого» [2]. Фрактал – это математическая модель, математическая абстракция, объект, созданный на основе кодирования реальной информации, своеобразная ее визуализация. Набор заложенных в структуру фрактала кодов определяет внешний вид объекта [1].

Фракталы обладают следующими характерными свойствами: иерархичность (самоподобие, соподчиненность), многослойность, функциональность, способность к развитию, гармония в хаосе. Все перечисленные свойства фракталов проявляются как в естественной, так и в искусственной средах.

Город обладает фрактальными признаками. Основные признаки приведены в таблице 1 и на схеме 2 в приложении. Но существующая фрактальная система современных городов не обладает самым важным свойством — соподчиненностью (иерархичностью), так как взаимодействие и связи между элементами либо нарушены, либо отсутствуют. Фрактальная геометрия — одно из современных направлений, позволяяющее с математической точностью анализировать, проектировать и задавать механизм действия. Благодаря подобным современным научным познаниям, алгоритм создания модели становится математической задачей, уравнением. Это вносит ясность, четкость и определенность в то, что мы привыкли считать беспорядочностью и хаосом. Теория фрактальной геометрии находит применение не только в практической деятельности, такой как строительство и проектирование, но и при анализе данных дает возможность заложить определенный алгоритм в заданную структуру.

Для того чтобы выявить основную проблему современных крупных городов, предлагается построить диаграмму «причина-следствие» (схема 1). Из нее следует, что при выявлении иерархии проблем получилась структура, подобная фракталу. Главные причины, влияющие на проблему, являются основой диаграммы. Дополнительные причины определяются путем анализа каждого из главных факторов. Как можно заметить, многие проблемы связаны друг с другом [3]. Следует вывод, что мало заполнить один пробел, необходимо принятие комплексных мер, что и будет предложено в исследовании. Необходимо заложить в будущий алгритм поправки, которые проявятся при дальнейшем взаимодействии с остальными условиями. Процесс, подлежащий исследованию, не является стабильным, по мере появления новых условий или изменения старых, схема должна быть моментально подвержена корректировке при помощи методов фрактальной геометрии, за счет этого процесс станет искусственно стабилизирован.

Схема1
Диаграмма "причина - следствие"

zur1.jpg

Центральная часть крупного города – это сосредоточение деловых, административных, торговых и развлекательных функций. В городе, основанном в XVIII веке, центральное ядро является исторической застройкой с присущими ей неширокими улочками, ведь во время проектирования никто не мог предположить, что процесс автомобилизации будет столь активным, и город ежедневно будет во власти многокилометровых пробок. Транспортная система города Екатеринбурга, как и Москвы, имеет несколько «колец»: «малое кольцо», которое образуют улицы Челюскинцев – Восточная – Фурманова – Московская; «срединное кольцо», которое образуют улицы Токарей – Бебеля – Донбасская – Бакинских комиссаров – Шефская – Егоршинский подход – Комсомольская – переулок Базовый – переулок Водителей – Онуфриева – Серафимы Дерябиной; и недостроенное «объездное кольцо», так называемый ЕКАД. «Малое кольцо» является границей исторического центра. Принято решение провести анализ транспортной ситуации в границах «малого кольца», как наиболее проблемной зоны, и на основе полученных результатов создать оптимальную модель, отвечающую современным требованиям жителей и имеющей возможность развития.

Схема 2
Основные принципы теории фрактальной геометрии

zur2.jpg

С помощью аналитических схем выявляются наиболее острые, проблемные зоны. Далее предлагается реорганизация проблемных участков с помощью комплексного подхода, позволяющего учитывать все недостатки современной сложившейся транспортной структуры.

Произведена классификация улиц, находящихся в пределах «малого кольца». Категории дорог в данном случае характеризуются их востребованностью. Схема 3 (приложение) иллюстрирует основные, вспомогательные и поддерживающие улицы и их комбинации. Основными являются улицы, пронизывающие насквозь структуру центра. Это главные артерии сердца города: проспект Ленина, улицы Малышева, Куйбышева, 8 Марта, Белинского, Карла Либкнехта, Луначарского. Вспомогательные улицы — это улицы, которые дублируют основные, создают возможность альтернативного проезда. Такими, например, являются улицы Мамина-Сибиряка, Хохрякова, Шейнкмана, Сакко и Ванцетти и так далее. Поддерживающие улицы — это небольшие улицы или переулки, на которых размещается максимальное количество парковочных мест для максимальной разгрузки основных и вспомогательных направлений. К поддерживающим улицам относятся улица Пушкина, переулок Университетский, переулок Красный и тому подобные.

Схема 3
Основные, вспомогательные и поддерживающие улицы

zur3.jpg

Схема 4 — это схема переориентации движения, которая иллюстрирует направление движения по заданной траектории. Основное движение транспорта организовано по принципу кровеносной системы. Большинство улиц предлагается сделать односторонними. Исключения составляют главные магистрали города и улицы с трамвайным движением, такие как проспект Ленина, улицы Малышева, Луначарского, Куйбышева. Направления движения чередуются, таким образом это не должно создать неудобств автовладельцам.

Схема 4
Организация движения в центре г. Екатеринбурга

zur4.jpg

На схеме 5 показаны места, где необходимо организовать развязки. Этот анализ сделан на основе алгоритма, которая иллюстрирует наиболее проблемные зоны. Известно, что самым тяжелым днем недели для автомобилистов города Екатеринбурга считается пятница, а самым тяжелым месяцем является декабрь, самый «загруженный» преиод — с 18 до 20 часов. Поэтому схема загруженности составляется на основе данных декабрьских пятниц с 18 до 20 часов. По данным статистики, существенные осадки приводят к ухудшению дорожной ситуации на 20%. Эту возможность тоже необходимо учитывать [4]. После проведения анализа необходимо внести ряд изменений в структуру города.

Схема 5
Необходимые развязки в границах ул. Челюскинцев - Восточная - Фурманова - Московская

zur5.jpg

Во-первых, это перераспределение функциональных зон города для разгрузки центральной части, которая сейчас перенасыщенна функциями. В этом перераспределении проявляется принцип кластерности. Не имеет смысла сосредоточивать все деловые объекты в центре, создавая, таким образом, нерациональное скопление одинаковых функций.

Во-вторых, это разработка схемы движения по центру. Она заключается в переориентации направления и введении преимущественно одностороннего движения. Эта мера, хоть и увеличит длину пути, но значительно упростит движение, увеличит количество парковочных мест. Одностороннее движение решено таким образом, что проезд возможен только прямо и направо. Развороты на сложных развязках организованы при помощи так называемого «ласточкиного хвоста». Основные магистрали города, такие, как проспект Ленина, улицы 8 Марта, Малышева остаются с двухсторонним движением. Использование светофоров сокращается. Это поможет избежать вынужденных (нежелательных) остановок.

В выявленных местах скопления транспорта, таких как пересечение 8 Марта-Ленина, Ленина-К.Либкнехта, Ленина-Восточная, необходимо создавать сооружения (веадуки), позволяющие разгрузить узел. Как можно заметить, развязки, в большинстве случаев, необходимы в местах пересечения дорог с одинаковыми категориями или при въезде в границы «малого кольца». Строительство подобных сооружений необходимо запланировать в определенной последовательности, чтобы минимизировать неудобства, связанные с вынужденным временным закрытием проезда.

Организация преимущественно одностороннего движения позволит создать парковочные места по обеим краям дорожного полотна. Каждое машино-место должно быть огорожено и оборудовано автоматизированной системой приема оплаты и шлагбаумом. Необходимо ввести видеонаблюдение и исключить возможность влияния на этот процесс «заинтересованных» лиц. На основных магистралях предусмотрено ликвидировать стоянки и выносить их на второстепенные и поддерживающие улицы. В местах, где остро необходимо максимальное количество стояночных мест, предлагается возводить специализированные автоматические многоуровневые платные паркинги. Необходимо также позаботиться и о внедрении платных стоянок-накопителей за пределами центра, для того чтобы жители имели возможность оставить свой автомобиль на въезде в центр и добраться до места на общественном транспорте. Стоит заметить, что устройство подобного типа парковок — это огромный государственный заказ, который обеспечит множество людей рабочими местами. Введение платных условий временного хранения автомобилей принесет немалую прибыль.

Необходимо привлекать не только федеральное и городское финансирование, но и частный бизнес, предлагая, например, взамен оптимальные варианты аренды парковочных мест и возможность получения прибыли за счет преференции города. В качестве примера можно рассчитать количество парковочных мест на улице Пушкина. В месяц только на улице Пушкина за счет автомобилистов будет получено 1152000 рублей. Выгода для бюджета города очевидна. Автовладелец должен знать: хочешь ехать на машине в центр, будь готов платить. Необходимо отметить и роль общественного транспорта в будущей модели. Общественный транспорт должен составить не только конкуренцию личному, но и возможность заменить его. Для этого требуется безукоризненность обслуживания, комфорта, доступности, а также выделение отдельных полос для движения и ряд исключений, дающих преимущество общественному транспорту. В нашем городе из-за природных условий (резкий перепад грунта, грунтовые воды, расположенные близко к поверхности) очень дорого и неэффективно строить метро. Выходом из положения мог бы стать скоростной трамвай, запущенный на одном из надземных уровней.

zur6.jpg

В исследовании учитываются и интересы пешеходов. Необходимо «развести» транспортные и пешеходные потоки. Сделать это можно путем организации надземных пешеходных туннелей, оборудованных эскалаторами, лестницами и пандусами.

Предлагается разработать три абсолютно разные модели возможного развития транспортной системы города с точки зрения намечающихся тенденций: город как развязка; город и транспорт — единый организм, совмещающий в себе несколько функций; транспорт и архитектурные объекты едины, но существуют отдельно, лишь дополняя друг друга.

Потребность перемещения на личном авто высока. Автомобиль — сейчас это не только удобство, но и показатель статуса. Внедряя одностороннее движение для личного автотранспорта, с одной стороны, мы решаем проблему пробок и количества парковок, но, с другой стороны, искусственно увеличивается путь, котрый необходимо преодолеть. Общественный транспорт, напротив, движется в обе стороны, по кратчайшему пути, экономя время. Не стоит полностью запрещать въезд личного автотранспорта в пределы центра города, как это сделано в Лондоне, так же, как и делать въезд платным. Так, каждый сам сможет решить, что для него в каждой конкретной ситуации более рационально — сэкономить время или сэкономить силы.

 

Схема 6.
Ситуация около ТЦ "Антей" на пересечении ул. Малышева и Белинского

zur6.jpg

zur6.jpg

 

Причин возникновения затруднений на дорогах множество (схема 6). Это и недостаточно широкие улицы, имеющие малую пропускную способность, и так называемый эффект «бутылочного горлышка», когда происходит резкое сужение проезжей части, и места притяжения, то есть объекты с максимальным количеством человек на квадратный метр. Несмотря на большое количество высоток, городская территория использована чрезвычайно слабо и, зачастую, неразумно. Ярким примером является третья очередь торгово-офисного комплекса «Антей» (схема 7).

 

Схема 7.
Пример получения прибыли от устройства автоматизированных стоянок на ул. Пушкина

zur8.jpg

 

Сейчас этот объект находится в состоянии строительства, но легко представить, что будет, когда эту высотку все-таки достроят. Будущий «Антей» – это 56 этажей, на каждом из которых огромное количество офисных помещений, в каждом из которых будут работать десятки работников, в каждый офис будут приезжать множество клиентов на личном автомобиле. Поскольку все три очереди «Антея» находятся в самом центре города, посреди исторической застройки, становится понятно, что такое количество человек на квадратный метр площади повлечет за собой множество неудобств, таких, как многокилометровые пробки, отсутствие парковочных мест. Решением этой проблемы послужит, в первую очередь, рациональное строительство. Офисные здания должны быть максимально равномерно размещены в структуре города. Такие образования, как «сити», то есть районы с высокой концентрацией деловых функций, обречены на вечную проблему с пробками. В ситуации, когда уже сложно что-либо изменить, есть лишь один выход. Автоматизированные стоянки — это очень эффективный способ временного хранения автомобилей, они очень компактны и удобны. Сейчас такой тип сооружений набирает свою популярность. Так, например, была решена проблема парковки в одном из наиболее загруженных районов Москвы — около Останкинской башни.

Теория фрактальной геометрии — это один из актуальных подходов к проектированию и решению проблем. Это метод можно назвать универсальным благодаря разнообразию сфер деятельности, в которых он находит применение. Теория фракталов помогает понять принцип организации города и его элементов как единого «организма», позволяет задавать определенную программу, оставляя возможность ее изменения, а также прогнозировать их. Таким образом, фрактальная геометрия не загоняет структуру в узкие рамки, наоборот, дает возможность развития.

Таблица 1.
Сопоставление фрактального принципа и элемента городской структуры

Фрактальный
принцип
Аналог
1. Непрерывность
развития
«Непрерывность развития городской среды отражает такое свойство фрактальных структур, как способность к развитию. Глобальные процессы, как естественные, так и антропогенные, влияют на все стороны жизни человека, охватывают все сферы деятельности общества. Многочисленные источники воздействия на окружающую среду, их масштабность, стремительная урбанизация обостряют социально-экологические проблемы. В такой ситуации важным является определение характера и тенденций развития как общества в целом, так и каждой составляющей глобальной социосистемы» [3].
2. Иерархичность В исследовании под иерархичностью понимаются категории дорог, принцип регулирования движения, преимущество пешеходов перед транспортом и общественного транспорта перед личным, а также последовательность выполнения исследования.
3. Кластерность (самоподобие) Уменьшенная копия большей системы обладает таким же набором функций. В исследовании под кластерностью понимается, например, устройство города: город состоит из районов, районы – из микрорайонов, микрорайоны из кварталов и так далее.
4. Многослойность Это послойные «срезы», благодаря которым производится обработка и анализ информации посредством составления схем, а также – многоуровневые развязки, эстакады. Многослойность отражает наслоение функций, многоуровневость – она проявляется и в росте города ввысь.
5. Функциональность Совмещение нескольких полезных функций, доступность, разделение транспортных и пешеходных потоков, удобство и комфорт. Определяет и может повлиять на перераспределение транспортных потоков.


Библиография

  1. Бабич В.Н. О фрактальных моделях в архитектуре [Электронный ресурс] / В.Н. Бабич // Архитектон: известия вузов. – URL: http://archvuz.ru/numbers/2010_2/07
  2. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы / Б. Мандельброт. – М.: Ин-т компьютерных исследований, 2002. – 856 с.
  3. Бабич В.Н. Алгоритм влияния факторов на изучаемую проблему [Электронный ресурс] / В.Н. Бабич //Архитектон: известия вузов. – URL: http://archvuz.ru/numbers/2006_2/ta99
  4. Яндекс карты [Электронный ресурс] / Яндекс: карты. – URL: http://maps.yandex.ru/?l=map%2Ctrf%2Ctrfe


ISSN 1990-4126  Регистрация СМИ эл. № ФС 77-70832 от 30.08.2017 © УрГАХУ, 2004-2017  © Архитектон, 2004-2017