Новая модель спроса на транспортное обслуживание для Западной Капской провинции

С помощью CUBE удалось ликвидировать пробелы в данных, применить инновационные методы и инструменты для комплексного моделирования, а также обучить специалистов на местах для обеспечения дальнейшего успеха.

Потребность

Западная Капская провинция — один из крупнейших регионов Южно­Африканской Республики, охватывающий юго­западный сектор страны. Ее главным городом является Кейптаун. В состав провинции входят еще 24 муниципалитета, в которых расположены три крупных университета и одни из самых производительных районов по выращиванию винограда и производству вина в мире. Регион, в котором проживает около 6 млн человек, является одним из самых разнообразных, прогрессивных и экономически сильных регионов страны.

В Западной Капской провинции растет озабоченность низким уровнем транспортного сообщения между Кейптауном и близлежащими городами, а также неспособностью существующей транспортной инфраструктуры обеспечивать рост. Существует экономическая необходимость в дорогах, способных надлежащим образом обеспечивать требуемое перемещение товаров. Кроме того, долгосрочные последствия апартеида оказывают значительное влияние на нынешние и будущие модели развития. Принимая во внимание эти соображения, Государственный департамент транспорта и общественных работ Западной Капской провинции (DTPW) решил расширить свою роль в управлении инфраструктурой и ее развитии, приняв более дальновидный и ориентированный на результат подход к транспортному планированию.

Проект

Для оценки поездок в личных целях, коммерческих перевозок и развития землепользования Департаменту требовалась комплексная система моделей. Большая часть данных, которые, как правило, необходимы для таких проектов, включая демографические характеристики и описание существующего транспортного поведения, были недоступны для этого проекта. В результате многие параметры, описывающие поведение пассажиров и реакцию на изменения, были перенесены из других районов с соответствующими корректировками для отражения местных условий. Одним из первых шагов в этом процессе была разработка модели землепользования/транспорта, которая предоставила бы планировщикам в этой провинции и лицам, принимающим решения, объективную информацию, на основе которой можно было бы принимать обоснованные решения по инфраструктуре. Для этого проекта Департамент выбрал пакет комплексного программного обеспечения CUBE вместе с контрактом на оказание услуг. Этот контракт включал разработку новой системы моделей грузоперевозок, землепользования и передвижений, обучение персонала Департамента и обучение специалистов на местах, а также сотрудничество с WCG и администрацией Кейптауна в течение трех лет.

Метод

Разработка принципиально новой комплексной системы моделей землепользования и транспорта с нуля всегда представляет собой сложную задачу, поскольку такие модели требуют значительного количества конкретных типов данных о землепользовании, демографических характеристиках и существующем транспортном поведении. Для названного региона большая часть этих данных была недоступна.

Команда по разработке моделей проанализировала и объединила данные из нескольких источников, включая Esri SA, Statistics South Africa (Stats SA), 2011 Nationwide Household Travel Survey (NHTS), а также из ряда местных исследований и непосредственно от самих поставщиков данных. Исследовательская группа использовала данные аналогичных исследований в США и Европе, а администрация Кейптауна также предоставила достаточный объем данных для разработки моделей транспортных систем и землепользования.

Модель землепользования Западной Капской провинции (WCLM) включает несколько компонентов. В провинции для застройки в пределах Кейптауна и территорий за городом действуют разные правила. Кроме того, модель учитывает часть домашних хозяйств и рабочих мест, которые считаются неподконтрольными государству. Этот сегмент не всегда реагирует на обычные экономические факторы и требует особого подхода в модели.

Для транспортной модели, чтобы преодолеть сложности, связанные со структурой объединенной четырехступенчатой модели поездок, команда применила новый процесс, а также методологию STM (Simplified Tour­based Modeling). Впервые разработанная экспертами Bentley технология STM была успешно внедрена в нескольких городах США и стала подходом, выбранным для новой транспортной модели Западной Капской провинции (WCTM). Такой подход решает проблемы, касающиеся объединения данных и неточной оценки поездок, в которых начальный и конечный пункты никак не связаны с домом. Он также более эффективен за счет меньшего времени выполнения по сравнению с другими методами детализации.

STM состоит из двух основных компонентов: демографического (синтез данных о домохозяйствах) и транспортного поведения (оценка спроса). Разработка WCTM началась с создания комплексной структуры модели перемещений.

Эта модель включала следующие составляющие:

• новая зональная система анализа дорожного движения (TAZ);
• полный набор зональных социально­экономических данных;
• дорожная сеть;
• описание различных компонентов системы общественного транспорта (ОТ), в частности особый подход к неофициальной системе маршрутных такси, на которую приходится значительная доля транспортных услуг по всей провинции.

Основываясь на модели передвижения людей, Западная Капская провинция смогла использовать модель инфраструктуры для последующего анализа движения товаров и землепользования.

Почему CUBE

Во всей системе моделей используются сценарии CUBE Cargo, CUBE Land и CUBE Voyager. Внешние программы не нужны. Модель WCLUTI была настроена с применением простого пользовательского интерфейса CUBE Application Manager в виде блок­схемы с определенными изменяемыми пользователем переменными, помогающими устанавливать сценарии.

Помимо модели передвижения людей, набор взаимосвязанных продуктов CUBE позволил Западной Капской провинции использовать те же данные и инфраструктуру для создания моделей перемещения грузов и инженерной подготовки территорий.

WCLM включает модуль CUBE Land, в котором задействуется эконометрическая система арендной ставки за землю для прогнозирования выбора местоположения кластеров домохозяйств по зонам и типам жилья, а также типов фирм/заведений или занятости, распределенных по размеру участков или рабочим местам в той же системе зонирования.

Модель грузоперевозок Западной Капской провинции (Western Cape Freight Model, WCFM) использует модуль CUBE Cargo, основанный на производстве и потреблении всех типов товаров в национальном масштабе.

Преимущества для заинтересованных сторон/конечных пользователей

С помощью CUBE и определенного для него процесса STM Западная Капская провинция и прошедшие обучение местные специалисты усовершенствовали модели и добились следующих результатов:

• улучшено кодирование дорог и сетей общественного транспорта, оценка скорости и проверка назначений;
• комплексное решение предоставляет pезультаты количественного анализа сценариев для землепользования, грузоперевозок и транспортных систем;
• оптимизирована система формирования сводной отчетности;
• разработана структура данных годового прогноза;
• усовершенствована идентификация логистических центров движения товаров и оценки производства/потребления;
• постоянное обучение персонала DTPW и городских служб.

Кроме того, консалтинговая команда помогает DTPW интегрировать систему моделей в свою новую, ориентированную на результаты инфраструктуру транспортного планирования, определяя потенциальное использование модели (например, долгосрочное планирование, анализ коридоров, анализ движения общественного транспорта, территориальное/муниципальное планирование) и информируя все официальные структуры Западной Капской провинции о преимуществах этого анализа.