Моделирование в генпланах: зачем оно проектировщику?

Одна из главных задач генерального плана – на десятилетия вперед продумать для города такой вариант развития, который бы привел к более сбалансированному состоянию.

Основной вопрос для проектировщика в этом случае – как найти этот баланс? Как избежать возможных ошибок при проектировании? На все эти вопросы может ответить градостроительное моделирование, которое сейчас используется во всех проектах генпланов, разрабатываемых Институтом

На любой город, даже не очень большой, планировщик всегда смотрит комплексно – как на совокупность разных подсистем: транспорта, расселения, услуг, зеленого каркаса. Все они взаимоувязаны: изменения в транспортной инфраструктуре неизбежно влияют на характеристики расселения, маршруты жителей, время поездки. И наоборот, ввод новых районов или крупных объектов с неизбежностью повлияет на трафик и загрузку общественного транспорта. Для оптимального существования и развития городу нужен баланс всех этих подсистем – от этого напрямую зависит качество жизни жителей: проведут ли они вечер с друзьями, хобби, семьей или стоя в пробке, будут ли для них доступны услуги в центре города, смогут ли они работать недалеко от дома и так далее.

Одна из главных задач генерального плана состоит как раз в том, чтобы на десятилетия вперед продумать для города такой вариант развития, который бы сгладил диспропорции и привел к более сбалансированному состоянию.

Основной вопрос для проектировщика в этом случае – как найти этот баланс? В большом городе это становится трудной и ответственной задачей: чем сложнее система, тем выше цена ошибки. Одно непродуманное решение в транспортной сфере района может повлечь за собой проблемы на уровне города, и не только в области транспорта – здесь же и экология, и стоимость недвижимости, и доступность ключевых объектов для жителей.

В последних проектах Институт Генплана работает с инструментом, который позволяет планировщику не действовать методом проб и ошибок, а проверять сбалансированность проектных решений с помощью градостроительных моделей. Мы используем три основных:

  1. модель измерения баланса связности и насыщенности территории
  2. модель поиска локальных центров притяжения  
  3. модель «Полицентр»

Для каждого конкретного города с заданной транспортной сетью эти балансовые модели могут подобрать такое сочетание населения и мест приложения труда, чтобы время поездки и нагрузка на дороги были бы минимальными.  Балансовое моделирование чаще всего применяется как рекомендательный инструмент: для корректировки уже разработанных концепций.

Что показывают модели?

  • районы, где есть дисбалансы
  • районы – локальные центры притяжения
  • конкретные поправки к существующим объемам населения и мест приложения труда для каждого района

Что позволяют сделать модели?

  • оценить сбалансированность территорий: нужно ли нам увеличивать дорожную сеть, количество рабочих мест или население конкретных районов города?
  • показать, какие локальные центры притяжения существуют в городе сейчас и что изменится после наших проектных решений;
  • вносить конкретные изменения в уже существующие концепции
  • проверять эффект от планировочных решений в масштабе города

Эти модели мы использовали при разработке генпланов Казани, при разработке предложений по развитию территорий, прилегающих к МЦК и БКЛ, в проектах планировки территорий, прилегающих к МЦД-1 и МЦД-2 (Москва), а также сейчас активно используем при разработке генплана Уфы.На примере Уфы разберем, как работают балансовые модели и с чем потом работает проектировщик.

Три балансовых модели

Все три обозначенных модели мы называем балансовыми, но принципиальное отличие модели «Полицентр» от двух остальных в том, что она не только указывает на дефициты и проблемы районов города, но и предлагает конкретные меры по их устранению. То есть первые две модели предлагают нам оценку, а модель «Полицентр» дает рекомендации. Рассмотрим их по порядку.

Как работает модель «связность/насыщенность»?

Модель оперирует двумя основными понятиями: связность и насыщенность.

Если мы говорим о связности с населением для какого-то района А, то это сумма всех людей, которые могут приехать в район А за комфортное время (например, 25 или 30 минут, зависит от конкретного города). Соответственно, связность района А с местами приложения труда (МПТ) – это сумма всех рабочих мест, до которых можно доехать из района А за комфортное время.

Насыщенность считается просто – как количество населения или МПТ на единицу площади.

В зависимости от соотношения этих параметров со средними по городу каждый район попадает в одну из 9 ячеек матрицы «связность/насыщенность» (представлена снизу).

Что показывает модель?

В результате мы получаем оценку сбалансированности всех районов по этим двум измерениям. Если переложить ее на карту, то мы сразу видим проблемные районы, с которыми нужно работать. Например, перенаселенные, с плохой транспортной доступностью либо отсутствием достаточного количества МПТ поблизости. Также выделяются и наиболее перспективные районы для новой застройки – например, с хорошей транспортной доступностью.

Для Уфы такой анализ показал, что районов с сильным дисбалансом не много. Видна высокая насыщенность по населению в периферийных районах и высокая связность в Октябрьском районе – за счет опережающего развития УДС.

Модель «связность/насыщенность» часто используют как инструмент оценки или прогноза эффективности проектных решений. Мы можем проследить или спрогнозировать, как увеличится число сбалансированных районов с течением времени, то есть приведут ли наши мероприятия к более сбалансированному и устойчивому  развитию города.

Например, такая оценка для разрабатываемого генплана Уфы дает положительный результат: число сбалансированных районов (на рисунке ниже они попали в зеленый коридор) к 2040 году существенно вырастет.

Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы
Вывод: количество сбалансированных районов возросло
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы
Вывод: количество сбалансированных районов возросло

С помощью этой модели можно сравнивать не только эффект от отдельных проектных решений – она может дать первичное представление о том, как на город повлияет выбор той или иной концепции. Например, для Уфы предлагалось три варианта, которые совершенно по-разному влияли на связность/насыщенность районов. Результаты моделирования наглядно представляли последствия выбора каждой из концепций. 

Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы, проверка трех видов концепций. Связанность с населением.
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы, проверка трех видов концепций. Связанность с населением.
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы, проверка трех видов концепций. Связанность с рабочими местами.
Применение модели «связность/насыщенность» для Уфы, проверка трех видов концепций. Связанность с рабочими местами.

Модель поиска локальных центров притяжения

Как работает модель?

Чтобы выявить центры концентрации рабочих мест, МПТ каждого района сравниваются с ближайшими соседями, добраться до которых мы можем за короткое время (например, 6 минут): если есть существенные отличия по их числу (в частотном распределении исследуемый нами район имеет гораздо больше рабочих мест, чем ближайшие соседи в среднем), то район считается локальным центром. Имея прогноз общего роста  количества рабочих мест в городе, можно спрогнозировать, у каких районов есть потенциал стать  центрами притяжения в будущем. Для Уфы моделирование показало существенный прирост точек притяжения на севере, преимущественно в развивающемся Октябрьском районе.

Применение модели поиска локальных центров притяжения для Уфы, проверка трех видов концепций
Применение модели поиска локальных центров притяжения для Уфы, проверка трех видов концепций

Модель «Полицентр»

Институт Генплана развивает модель «Полицентр» уже несколько лет, это наиболее сложная модель среди представленных, но для планировщика она ключевая.

Что показывает модель?

Именно «Полицентр» дает конкретные корректировки к проектным предложениям, с ее помощью мы не только видим дефицитные районы, но и понимаем, насколько нужно изменить конкретные показатели населения или рабочих мест.

Олег Григорьев
Олег Григорьев
Заместитель Директора

В данном случае конкретное решение предлагает не проектировщик, а сама модель: при заданной транспортной схеме за несколько итераций модель выходит на рекомендуемые количество мест приложения труда и распределение населения для каждого расчетного района модели.

Как работает модель?

Главная задача модельного алгоритма – найти оптимальное соотношение количества рабочих мест и населения для каждого района, перебирая все варианты. На входе мы задаем модели наши транспортные данные (матрица корреспонденций: сколько человек ездят из каждого района в каждый и матрица по времени поездки из каждого района в каждый) и изначальные, проектные данные по населению и рабочим местам. В итоге модель выдает такое соотношение, транспортный эффект от которого – наилучший. Иными словами, для каждого района мы получаем такое соотношение населения и рабочих мест, при котором время поездки и нагрузка на транспортную сеть минимальны.

Конечно, для модели задаются рамки (например, потолок по численности населения), которые устанавливаются уже самим проектировщиком исходя из градостроительных ограничений.

 

Процесс поиска решений для оптимального соотношения население / рабочие места
Процесс поиска решений для оптимального соотношения население / рабочие места

Важно понимать, что не всегда в проектное решение войдут именно те величины, которые порекомендовала модель, ведь многие факторы – экологический, экономический, общественный – модель не берет в расчет. Но она задает вектор, к которому можно стремиться.

Для генерального плана Уфы модель дала рекомендации по центральным и периферийным районам. Те из них, где корректировка составляет больше 50%, выделены фоном.

Пример работы модели "Полицентр" . Рекомендации для периферийных районов Уфы
Пример работы модели "Полицентр" . Рекомендации для периферийных районов Уфы

Еще одна важная задача, которую решает «Полицентр», – это выбор объектов для реализации на первую очередь реализации генерального плана. Если у нас уже есть план на 2040 год и нужно понять, с каких объектов начать, то модель сама рассчитает оптимальный объем ввода, с учетом текущей и проектной транспортной инфраструктуры из расчета первой очереди ее реализации.

Именно этот расчет рассматривается нами как база для подготовки ПЗЗ как инструмента реализации генерального плана.

Откуда данные?

Все три модели оперируют данными по населению, рабочим местам и по транспортным показателям (время поездки, объем корреспонденций). Чаще всего и по населению, и по рабочим местам мы используем данные сотовых операторов, в противном случае считаются данные по жилому и нежилому фонду соответственно.

Сотовые данные очень важны для расчета корреспонденций между районами (сколько человек выехали из каждого района в каждый) и для расчета времени поездки (сколько времени езды между каждой парой районов) – эти данные используются в показателе связности во всех балансовых моделях.

Зачем и когда планировщику нужно балансовое моделирование?

Если речь идет о генплане, то моделирование сопровождает проект от самого старта и до финального обсуждения и принятия. Можно выделить 4 ключевых этапа.

Концепция. Если рассматривать работу с моделями в проекте генплана, то моделирование нужно уже на самой первой стадии – формирования концепции. Все варианты прогоняются через модели и выбирается наиболее сбалансированная версия.

Первичные рекомендации. После выбора концепции моделирование используется для первичных рекомендаций по размещению населения, рабочих мест и дорожной сети. Его результаты потом учитываются в формировании точек роста (центральностей) и в формировании транспортного каркаса.

Корректировка. Рекомендации по корректировке концепции: минимальные изменения по объемам населения и рабочих мест для снижения среднего времени на поездку.

Обоснование проектных решений. Моделирование дает четкий и легко визуализируемый ответ на вопросы «почему здесь?», «почему именно так?». В диалоге с жителями, администрациями, представителями бизнесов это наиболее наглядное обоснование наших проектных решений.

Потенциал. Что еще можно и нужно моделировать?

Весь комплекс балансовых моделей работает пока на калибровке двух основных показателей – населения и рабочих мест, – а результатом достигнутой сбалансированности служит уменьшение времени поездок. Пока мы не учитываем другие факторы, полностью принимать рекомендации модели не всегда реально. К тому же, помимо ценности быстрого транзита, у жителей есть запрос на экологичное развитие города, безопасность, качество коммунальных услуг, историческую среду и так далее.

Поэтому сегодня Институт Генплана активно работает над расширением функционала балансовых моделей, чтобы моделировать и другие факторы, влияющие на качество жизни горожан.

Все статьи по теме
11 мин.

Похожие