О путях и способах решения транспортных проблем больших городов на примере решения транспортных проблем Москвы и Подмосковья.

Автор лауреат Ленинской премии, бывший главный конструктор космических систем
Макаров Юрий Федорович. Февраль, 2010.

Введение.

Резкое возрастание автомобильного парка в городах существенно обострило целый ряд проблем. Особенно важна проблема экологии города, поскольку 80% загрязнений дают автомобили. Причем при наличии каждодневных пробок и заторов объем вредного выхлопа от медленно движущихся или стоящих автомобилей еще более возрастает. Но от такого удобного индивидуального транспортного средства никто не желает отказываться даже в ущерб здоровью или потерям времени в пробках. Поэтому и решение проблемы должно быть соответствующим, а не запретительным, что практикуется во многих городах Америки и Европы.
Отметим также, что все известные способы, технические и административные, которые предлагают транспортники и администрация городов, нацелены на борьбу пробками. Однако результаты ничтожны, а затраты колоссальны.
Мы же предлагаем не бороться с пробками, а не допускать их возникновения. Оба рассматриваемых технических решения проблему пробок по-своему решают и вместе с тем решают проблему «чистого города», поскольку объем вредного выхлопа существенно снижается, а во втором случае он снижается многократно.

Часть 1. Пути повышения эффективности использования действующих дорожных сетей и транспортных средств Москвы и ближайшего Подмосковья.

Дорожная сеть города состоит из городских дорог не менее чем с четырехполосной проезжей частью - по две полосы движения в каждом направлении движении, и магистралей – не менее чем шестиполосных, с тремя полосами движения в каждом направлении. Магистрали представлены кольцевыми: Садовое кольцо, Третье транспортное кольцо, МКАД, и порядка 12-ти радиальных магистралей, таких как: Ленинградское шоссе, шоссе Энтузиастов, Волгоградский проспект и т.д.
В Москве действует система автоматического управления дорожным движением (АСУДД). Тем не менее, отметим, что обстановка для эксплуатации транспортных средств - крайне неблагоприятна. С 6 часов утра и до 10 часов вечера непрерывно возникают на магистралях дорожные заторы и пробки. Средняя скорость движения по городу 10-15 км/час, а в часы пик средняя скорость движения снижается до 5-7 км/час. Горожане ежедневно вынуждены пользоваться транспортными средствами до 4-х часов продуктивного времени.
Столь же неблагоприятные условия образуются и на магистралях ближайшего Подмосковья, особенно в летний период.
Анализ причин, приводящих к образованию дорожных заторов и пробок, показал, что существует объективный закон формирования потоков транспортных средств. Этот закон однозначно определяет зависимость пропускной способности полосы движения от скорости движения по ней транспортных средств. Эффективность использования магистралей - не выше 30% при имеющейся средней скорости движения по Московским магистралям.
Чтобы использовать дорожную сеть города и ближайшего Подмосковья с максимальной эффективностью необходимо, чтобы системы управления дорожным движением обеспечили согласование пропускной способности магистрали с суммарной пропускной способностью дорог, прилегающих к ней, а также обеспечивали благоприятные условия для безостановочного движения по магистралям потоков транспортных средств с оптимальной скоростью движения – 60-90 км/час.
Наши новые технические решения позволяют увеличить пропускную способность магистралей, движение на которых регулируется с помощью светофоров, примерно в два раза. Пропускная способность увеличивается за счет организации безостановочного движения транспортных средств через перекрестки.
Пропускная способность перекрестков увеличивается примерно вдвое и для потоков транспортных средств, движущихся в поперечном направлении при такой организации движения. Такая организация движения также предоставляет возможность обеспечить движение пешеходов через магистрали не только на перекрестках, но и на перегонах между перекрестками. Отпадает необходимость подземных или надземных пешеходных переходов при такой организации движения.
Все упомянутые задачи могут быть решены с помощью сравнительно несложных технических средств. Эти средства были мы названы локальными автоматами управления дорожным движением (ЛАУДД) и фазирующими светофорами.
Локальными автоматами должны быть оборудованы все въезды на магистрали, а фазирующими светофорами должны быть оборудованы по крайней мере все перекрестки.
Совокупность локальных автоматов и фазирующих светофоров образует распределенную автоматическую систему управления дорожным движением (АСУДД).
Магистральная АСУДД обеспечит отсутствие дорожных заторов и пробок, обеспечит безостановочное движение транспортных средств по магистралям со скоростью 60-90 км/час, обеспечит дозированное пополнение потоков транспортных средств, движущихся по магистралям, со стороны прилегающих дорог. Магистральная АСУДД позволит снизить удельный расход топлива и количество вредных выбросов продуктов неполного сгорания топлива, а также, как мы ожидаем, позволит повысить скорость движения транспортных средств по городу не менее чем в 2-2,5 раза.
Образцы локальных автоматов и фазирующих светофоров могут быть созданы в течение одного года при наличии производственной базы и необходимого финансирования.
Ожидаемый технологический цикл изготовления локальных автоматов, фазирующих светофоров и ввод их в эксплуатацию составляет до одного года.
Все магистрали города и Подмосковья могут быть оснащены указанным оборудованием в течение 2-3 лет.
Ожидается, что суммарные затраты при этом не выйдут за рамки 150-200 млн. рублей (3-4 миллиона долларов).
Эффективность магистралей и дорожной сети будет повышена более чем в два раза, а сумма израсходованных денег окажется в тысячу раз меньше, так как эта реорганизация является равносильной строительству имеющейся магистральной сети Москвы и Подмосковья.
Ежедневно на дорогах Москвы находится в эксплуатации до 0,5 млн. автомобилей (данные Академии транспорта). Наши расчеты подтверждают эту оценку.
В результате ввода в эксплуатацию распределенной автоматической системы управления движением будут созданы благоприятные условия для эксплуатации практически такого же количества транспортных средств. Естественно, что при этих благоприятных условиях на дороги выедут дополнительные количества автомобилей сверх тех, что были ранее. Это приведет к снижению средней скорости движения по городу, поскольку часть транспортных средств будет находиться в ожидании возможности въезда на магистрали.
Найдены и могут быть реализованы некоторые меры, которые позволят увеличить суммарную пропускную способность дорожной сети города и Подмосковья еще на 20-30%. Но это приведет снова к увеличению числа автомобилей, находящихся в эксплуатации, и снова начнет снижаться средняя скорость движения по городу.
Все указанные меры не решают проблемы использования автомобилей, если парк автомобилей составляет более 3 миллионов. Все время будет снижаться средняя скорость движения за счет ввода в эксплуатацию дополнительного количества автомобилей. Это является недопустимым, поскольку неблагоприятные условия опять образуются для эксплуатации транспортных средств.
Строительство «Четвертого транспортного кольца» не решает проблемы так как это строительство увеличит возможности действующих магистралей города не более чем на 10%, и это совершенно при немыслимых затратах,
Отсюда вывод: необходимо искать принципиально другие пути решения транспортных проблем города и Подмосковья.

Часть 2. Пути решения транспортных проблем города и ближайшего Подмосковья при умеренных затратах.

В перспективе, по-видимому, количество автомобилей в городе возрастет до 5 миллионов единиц. Наиболее узким местом сегодня является Суммарная пропускная способность радиальных магистралей для общения с Подмосковьем. Сегодня эта пропускная способность – не более 20-25 тысяч автомобилей в час.
Пропускная способность вырастет до 40 тысяч автомобилей в час после ввода в эксплуатацию нашей системы (с локальными автоматами). В то же время потребность, по нашим оценкам, составляет не менее 400 тысяч автомобилей в час. То есть пропускная способность радиальных магистралей должна быть увеличена не менее чем в 10 раз.
Пропускная способность магистралей не может быть увеличена традиционными способами в 10 раз путем строительства новых магистралей, либо расширения в 10 раз их проезжей части. Это является нереальным ни экономически, ни практически.
Наши новые технические решения позволяют строить объемные магистрали-эстакады. В этих магистралях-эстакадах созданы условия для безостановочного движения потоков транспортных средств со скоростью 60-90 км/час, несмотря, например, на наличие или возникновение препятствий для движения на отдельных участках этих магистралей.
Удельная стоимость полосы движения проезжей части в объемных магистралях является примерно в 30 раз меньше удельной стоимости полос движения традиционных наземных магистралей.
Такие объемные магистрали-эстакады целесообразно строить только для легковых автомобилей (90% от всех автомобилей).
Если это не препятствует архитектурным планам, то объемные магистрали-эстакады устанавливаются над действующими наземными магистралями.
Объемные магистрали могут эксплуатироваться круглый год в любых погодных условиях при низких эксплутационных расходах. Эти расходы будут значительно ниже расходов на эксплуатацию традиционных наземных магистралей (примерно в 10 раз).
При следующих габаритах объемной магистрали – высота 15 метров, ширина 12 метров – обеспечивается движение легковых автомобилей в обе стороны с пропускной способностью около 20 тысяч автомобилей в час по каждому направлению. Объемная магистраль-эстакада состоит из типовых секций. Предполагается, что элементы конструкции будут изготавливаться в промышленных условиях (на заводах), а монтаж объемных магистралей будет производиться на местах их установки.
Возможностью строить объемные магистрали-эстакады с высокой пропускной способностью при умеренных затратах предполагает следующую концепцию решения транспортных проблем Москвы и ближайшего Подмосковья: пропускная способность дорожной сети Москвы увеличивается только за счет увеличения пропускной способности магистралей.
Радиальные и кольцевые магистрали города делят его территорию на секторы. Практически неограниченная пропускная способность магистралей позволит потокам транспортных средств из этих секторов устремится на магистрали. Таким образом, дорожная сеть секторов разгрузится. В этом случае, по нашим оценкам, дорожная сеть внутри секторов обеспечит благоприятные условия для движения 5-10 миллионов автомобилей.
Монтаж объемных магистралей на уровне примерно 5 метров над наземными магистралями, в частности, может обеспечить комфортные условия для движения по наземным магистралям крупногабаритных и крупнотоннажных транспортных средств.
Въезд в объемные магистрали может производиться (как вариант) с наземных магистралей, для чего может быть использовано по одной полосе движения с каждого направления движения.
Если объемные магистрали-эстакады пересекаются, то потоки транспортных средств, движущиеся в поперечном направлении, будут проходить по разным этажам магистрали-эстакады.
Ожидается, что при движении легковых автомобилей в объемных магистралях-эстакадах расход топлива и количество вредных выбросов уменьшится примерно вдвое. Если же известные очистительные установки будут установлены в объемах эстакады, то этот вредный выброс будет уничтожаться полностью и экологическая обстановка в городе улучшится во много раз.
Парковка легковых автомобилей.
С нашей точки зрения, индивидуальные транспортные средства настолько важное достижение технического прогресса, что любые действия, направленные на ограничение их использования равносильны попыткам тормозить технический прогресс.
Нам представляется, что, наоборот, надо всемерно искать пути и возможности для использования индивидуальных транспортных средств, а также для их развития и усовершенствования, улучшения их потребительских свойств.
В частности, если увеличить поперечный размер объемной магистрали-эстакады с 12 до 24 метров, то на каждом этаже эстакады, на каждом ее километре можно разместить до 600 парковочных мест для легковых автомобилей. Объемная магистраль-эстакада, обеспечивающая пропускную способность 20 тысяч автомобилей в час по каждому направлению, может принять на парковку 2400 автомобилей на каждый километр.
Эти парковочные места будут иметь самую низкую себестоимость, а также, с другой стороны, крайне благоприятные условия для их использования, поскольку они располагаются по обочинам проезжей части.
Создание благоприятных условий для эксплуатации малогабаритных транспортных средств.
Средняя скорость движения общественных транспортных средств по Москве не превышает 10-12 км/час, а занимают они для движения не менее одной полосы движения. Пропускная способность линий автобусов, троллейбусов, трамваев составляет менее 1000 пассажиров в час. Но, к сожалению, общественный транспорт в Москве также перегружен.
В Париже было запущено в эксплуатацию около 250 тысяч велосипедов два года назад и, несмотря на довольно высокую стоимость их проката (7 евро за 2 часа), такие индивидуальные транспортные средства стали пользоваться большим спросом.
Если расширить объемные магистрали-эстакады для легковых автомобилей на три метра с каждой стороны, то в них можно разместить объемные магистрали для малогабаритных транспортных средств типа велосипедов. Проезжая часть для таких индивидуальных транспортных средств составляет около 1,5 метров. Четырехэтажная объемная магистраль для малогабаритных транспортных средств обеспечит пассажиропоток более 20 тысяч единиц в час. Пропускная способность этой магистрали будет равноценна пропускной способности метрополитена в часы пик, а стоимость ее сооружения будет в тысячу раз меньше стоимости сооружения подобной линии метрополитена.
По такой объемной магистрали могут быть пущены мускульные и электрические мускульные транспортные средства со скоростью движения до 20км/час.
Нами найдены новые технические решения, позволяющие создавать портативные транспортные мускульные средства, которые пассажиры могут носить с собой.
Скорость движения таких транспортных средств составляет не выше 20км/час. Расстояние между входами в объемную магистраль – около 1,.5 км. Поэтому представляется, что использование портативных мускульных транспортных средств будет перспективно для горожан. Их использование позволит снизить нагрузку на метрополитен и другие транспортные средства, тем более что эти объемные закрытые магистрали могут эксплуатироваться круглый год.
Использование объемных магистралей-эстакад для культурно-хозяйственных нужд.
Поверхность объемных магистралей-эстакад составит несколько миллионов квадратных метров при их установке над основными магистралями города. Эта полезная площадь может быть использована для устроения бульваров, скверов, детских площадок и т.п. Там можно будет разместить спортивные площадки, бассейны, торговые палатки, офисы. Всем потребителям крайне удобно использовать эти поверхности, поскольку буквально под ногами на нижних этажах будут расположены проезжая часть для транспортных средств, парковки и т.п.
В наиболее удобных местах могут быть размещены смотровые площадки для туристов. С этих площадок наблюдать достопримечательности города гораздо удобнее, чем с наземных магистралей.
Достоинством использования объемных магистралей-эстакад в городе является то, что в них будут локализованы вредные выбросы от двигателей автомобилей, которые можно централизованно обезвредить (разложить и отфильтровать).
Тепловыделение транспортных средств, движущихся в объемных магистралях-эстакадах не менее 10-15 МВт на один километр магистрали. Этого тепла вполне достаточно не только для того, чтобы поддерживать зимой плюсовую температуру внутри магистрали-эстакады, но и для того, чтобы растапливать снег, который выпадает на поверхность эстакады в течение зимы.
Объемные магистрали являются практически бесшумными сооружениями.
Отметим, что, если и можно ожидать возражений против строительства объемных магистралей-эстакад, то они, скорее, будут носить психологический характер.
Достоинством объемных магистралей является также то, что потоки транспортных средств в них полностью изолированы от внешних условий, благодаря чему возрастает безопасность для движения пешеходов и значительно снижается аварийность транспортных средств.
Привлекательным является и то, что парковки в значительной степени уйдут в объемные магистрали-эстакады.
В заключение хочется выразить надежду, эта информация, представленная общественности, уставшей от пробок на дорогах, призовет ее воздействовать на администрацию города с тем, чтобы преодолеть сопротивление администрации инновациям, которые способны недорогими и эффективными средствами сделать нашу жизнь в городе более здоровой, удобной и безопасной.

Обратная связь: num28@mail.ru
Макаров Юрий Федорович