ЛабГрад.Блог

Классификация моделей по способу передачи информации

Резкий рост подвижности населения в конце XIX века, появление автомобиля, трамвая, других видов общественного транспорта и необходимость упорядочивания городского движения привело к созданию нового подхода к проектированию улично-дорожных сетей городов. Михаил Любомирович Петрович много занимался вопросом развития и границами применимости различных моделей в градостроительстве. Сегодня предлагаем вам фрагменты его исследований, которые сам он называл «транспортно-градостроительным» подходом к проектированию УДС (полагая, что в его рамках основаниями для развития улично-дорожных сетей служат модели городского расселения и городского движения). Итак, типология моделей, применяемых для развития УДС.


КЛАССИФИКАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ПО СПОСОБУ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Выделим следующие группы моделей по форме представления улично-дорожной сети:
  • Словесные или вербальные модели — W (word),
  • Знаковые модели — S (symbol),
  • Графоаналитические модели — G
  • Экономико-финансовые модели — E (economic),
  • Математические модели — М (mathematic).

Класс №1 (W) — вербальные модели — характеризуется словесной формой описания объекта моделирования. В нем можно выделить, соответственно направленности текста, 2 категории — нормативные модели и модели литературно-художественные.
Нормативные модели передают информацию об «идеальном» состоянии улично-дорожной сети, которое необходимо достичь в ходе проектирования. Нормативные модели содержатся в нормативных, учебно-методических документах (строительных нормах и правилах, стандартах, методических указаниях и учебных пособиях по проектированию), в документах стратегического планирования. Пример — нормативные требования к улицам, установленные в СНиП «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений». С помощью вербальных моделей излагают проектные предложения с целью их утверждения в виде нормативного документа.

Литературно-художественные модели характеризуют авторское, а через автора, и общественное отношение к пространству улиц, устройству сети дорог, в той или иной мере влияют на построение «нормативных» моделей. Так, яркие образы Невского проспекта в произведениях Н. Гоголя и других русских писателей способствовали выработке модели идеальной главной городской улицы российского города. «Идеальная улица должна вмещать в себя архитектурную летопись». «Эта улица сделалась бы тогда в некотором отношении историей развития вкуса, и кто ленив перевертывать толстые тома, тому бы стоило только пройти по ней, чтобы узнать все».

Класс №2 (S) — знаковые модели — характеризуется передачей информации об объекте нашего исследования с помощью знаков. Существенное значение в знаковых моделях имеет топология объекта, что отличает эти модели от вербальных и экономико-финансовых. Мы включили в эту группу картографические и космографические модели, архитектурно — и юридико-планировочные модели, а также модели восприятия городского пространства.

Знаковые модели используются для быстрой передачи наиболее важной информации об улично-дорожной сети. Успешно используются при защите проектов развития улично-дорожной сети на стадиях разработки генеральных планов, в ходе сравнения вариантов развития улично-дорожной сети.
1) модели картографические, в которых улично-дорожные сети представлены в виде картографического изображения на топографических планах и картах, в системе условных знаков, принятых в топографии, Добавление тематической информации к топографической создает «тематические картографические модели». В последнее десятилетие стали широко использоваться материалы космической съемки городских территорий, на них улицы и дороги представлены в виде особых образов, которые мы можем назвать «космографическими» моделями;
2) близкие к ним модели архитектурно-планировочные или «иконографические», в которых улично-дорожные сети представлены на архитектурно-планировочных чертежах в условных изображениях, принятых в архитектурном проектировании, Термин «иконографические» применен для указания на то, что на архитектурно-планировочных чертежах существенное значение имеет художественный комплексный образ объекта, Архитектурно-планировочные модели передают информацию о желаемом развитии городского пространства. Для этого в модели выделяются главные объекты развития (дороги, районы, узлы, границы), они показываются согласованно с объектами, их окружающими. Модели могут быть 3х мерными. В 3х мерных моделях показываются элементы фасадов, городского ландшафта, доминанты, пространственные коридоры и границы-барьеры.
3) иерархические модели улично-дорожной сети — в них главным носителем информации является топологический образ сети с классификацией элементов.

Класс №3 (G) — графоаналитические модели — направлены на передачу инженерно-технической информации об объекте. В них присутствует графический образ объектов, сопровождаемый количественными и качественными характеристиками объектов. Характеристика взаимного расположения объектов в пространстве используется для принятия решений, анализа и расчета функциональных характеристик, прогнозирования развития градостроительной ситуации количественными методами.
Выделим две категории моделей в этом классе.
1) Графоаналитические математические модели, используемые в математическом моделировании транспортных потоков на улично-дорожной сети — так называемые «графы» сети. Основные элементы модели — это «дуги» («ребра») и «узлы» («вершины»), которые соответствуют участкам и узлам улично-дорожной сети как транспортного объекта. Модель позволяет применить математические методы формирования и распределения транспортных потоков в сети, В эту же категорию отнесем модель «базисного плана», позволяющую связать транспортную сеть с территорией города.
2) Основные элементы юридико-планировочной категории модели — границы территорий общего пользования, границы отводов участков под дороги, границы земельных участков, границы зон действия сервитутов, границы зон резервирования. Как правило, они отличаются более высокой формализацией по сравнению с картографическими моделями. Основные задачи модели — обеспечение эффективной работы с земельными собственниками в ходе разработки и реализации проектов городского развития.

Класс №4 (М) — математические градостроительные модели, с помощью которых прогнозируют развитие городских систем. Выделим следующие категории моделей — динамические (типа Форрестеровской) и энтропийные.

Класс №5 (E) — экономико-финансовые модели. Основной способ передачи информации в моделях — числовой. Экономические модели направлены на решение экономических задач, таких как определение затрат на строительство и обслуживание объектов улично-дорожной сети, задач распределения ресурсов по отдельным объектам. Финансовые модели используются для решения задач финансирования эксплуатации, реконструкции и нового строительства объектов. Топологическая составляющая в этих моделях отсутствует, либо она переведена в числовые характеристики объектов модели. Однако, в этих моделях существенно наличие 4-го измерения — временного, ибо экономические и финансовые показатели тесно связаны с этапами развития объектов и финансирования мероприятий.


Прослеживается связь между видами применяемых моделей и стратегическими задачами развития городов. Область применения отдельной модели ограничивается рамками определенной стратегии развития города. Например, применение модели формирования межрайонных корреспонденций позволяет ранжировать межрайонные связи по величине нагрузки, но не позволяет смоделировать переход к использованию более эффективных транспортных средств, либо изменение целевой структуры передвижений при достижении уровня полной нагрузки транспортной сети.

Практика сегодняшнего дня показывает, что графоаналитическая модель улично-дорожной сети имеет не единственное свое выражение, а представляет собой целую группу различных суб-моделей, семейство видов специализированных графоаналитических моделей. Отдельные виды моделей отличаются способами представления моделируемых объектов и набором характеристик, обеспечивающих решение определенного класса задач. Структуры отдельных видов графоаналитических моделей, отдельные аспекты их взаимодействия между собой и с моделями не-географическими представлены в большом ряду исследований, практически в каждом учебнике, посвященном проектированию этого вида городской инфраструктуры.

Обзор известных моделей развития улично-дорожных сетей позволяет сделать следующие выводы:
1) Виды применяемых моделей находятся в зависимости от уровня решаемых задач и стратегии социально-экономического развития территории. Область применения отдельной модели существенно ограничивается рамками определенной стратегии развития города. Например, применение модели формирования межрайонных корреспонденций позволяет ранжировать межрайонные связи по величине нагрузки, но не позволяет смоделировать переход к использованию более эффективных транспортных средств, либо изменение целевой структуры передвижений при достижении уровня полной нагрузки транспортной сети.
2) Для решения задач транспортно-территориального планирования в большинстве случаев используются графоаналитические модели улично-дорожной сети, на основе которых создаются вербальные, иконографические, экономико-математические модели. Графоаналитические модели образуют семейство суб-моделей, которые различаются способами представления моделируемых объектов и набором характеристик, обеспечивающих решение определенного класса задач.
3) Для поиска решений по развитию улично-дорожной сети в рамках транспортно-территориального планирования применяются детерминированные и стохастические модели развития, Детерминированные модели помогают понять переход между двумя или несколькими фиксированными состояниями улично-дорожной сети. Стохастические модели помогают определить наиболее вероятные состояния улично-дорожной сети в проектный период.
4) Стохастические модели применяются для поиска решений по развитию улично-дорожных сетей в условиях большого числа разнонаправленных интересов, больших сроков планирования, в условиях отсутствия достоверной информации.


Бонус: ссылка на статью, в которой модели рассмотрены не только с точки зрения планирования УДС, но и более широко — для градостроительного планирования:
Петрович М.Л., Истомина Л.Ю. Транспортные модели в градостроительном планировании // Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния : материалы XX Междунар. науч.-практ. конф. (13–14 июня 2014 г.) / науч. ред. С.А. Ваксман. – Екатеринбург, 2014. – с 31-40.
АрхивМП