Глава 11. Оценка проектных решений
При сравнении вариантов проектных решений в процессе проектирования автомобильных дорог и для характеристики рекомендуемого к строительству (реконструкции, ремонту) варианта применяют показатели, отражающие различные аспекты: технические, экономические, эргономические, экологические и др.
11.1. Технические и транспортно-эксплуатационные показатели
Технические показатели:
· план и продольный профиль – протяжение трассы, коэффициент ее развития, наименьшие значения примененных при проектировании радиусов кривых в плане, выпуклых и вогнутых вертикальных кривых; число углов поворота и среднее значение угла поворота; среднее значение радиусов кривых в плане; максимальный продольный уклон; протяженность участков с максимальными продольными уклонами; протяженность участков, проходящих в пределах населенных пунктов;
· земляное полотно – ширина земляного полотна; рабочие отметки, протяженность участков в сложных инженерно-геологических условиях, в том числе на болотах, в скальных грунтах и т.п.; профильные и оплачиваемые объемы земляных работ, в том числе по видам применяемых для разработки машин; объем оплачиваемых работ на 1 км дороги; объемы укрепительных работ;
· дорожная одежда – ширина проезжей части; характеристики прочности дорожной одежды; конструкции дорожной одежды основной проезжей части и краевых полос, укрепления обочин; площади проезжей части, краевых полос и укрепления обочин;
· искусственные сооружения – количество водопропускных труб и их суммарная длина, в том числе для различных отверстий; количество и размеры мостов (малых, средних и больших), путепроводов, тоннелей, пешеходных переходов в разных уровнях, подпорных стен;
· пересечения и примыкания – количество пересечений с автомобильными дорогами в одном и разных уровнях; количество съездов с дороги; количество пересечений с железными дорогами в одном и разных уровнях;
· обстановка дороги – количество дорожных знаков, сигнальных столбиков, длина ограждений различного типа, количество автобусных остановок, площадок отдыха, протяженность линий связи, освещения, снегозащитного и декоративного озеленения;
· подготовка территории и организация строительства – общие площади постоянного и временного отвода, в том числе по видам земельных угодий; площадь рекультивируемых земель; объемы работ по сносу зданий и сооружений, переустройству подземных и воздушных коммуникаций; сроки строительства, потребность в основных дорожно-строительных материалах и механизмах.
Транспортно–эксплуатационных показатели: объем перевозок; грузооборот; интенсивность и состав транспортного потока; пропускная способность; коэффициенты загрузки дороги движением; скорости движения одиночных автомобилей и транспортного потока; зрительная плавность трассы; протяженность участков с ограниченной видимостью; допускаемые нагрузки на дорожную одежду и искусственные сооружения.
11.2. Показатели безопасности движения
Оценка безопасности движения по дороге осуществляется с использованием метода коэффициентов аварийности. Итоговый коэффициент аварийности представляет собой произведение частных коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и профиля трассы и других факторов.
Частные коэффициенты аварийности рассчитываются с помощью программы Расчет коэффициентов аварийности на основании файлов плана трассы и проектного продольного профиля. Дополнительная информация о дорожных условиях (интенсивность движения, видимость в плане и т.д.) вводится в соответствующие файлы исходных данных. Результатом работы программы является таблица Коэффициенты аварийности.
Программы Пропускная способность и Расчет коэффициентов аварийности вычисляют частные коэффициенты для расчета пропускной способности и коэффициента аварийности. Окончательный расчет пропускной способности, коэффициента аварийности и других оценочных параметров выполняется программой Графики оценки проектных решений. Эта программа строит графики пропускной способности, уровня загрузки, итогового коэффициента аварийности и скоростей движения в прямом и обратном направлениях, а также обеспечивает вывод графиков на печать.
11.3. Экологические показатели
Оценка проектных решений в части воздействий на окружающую среду производится в соответствии с "Рекомендациями по учету требований окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов".
Расчеты выполняют по следующим показателям:
· уровень загрязнения почв соединениями свинца;
· уровень загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода, углеводородами, окисью азота и соединениями свинца;
· уровень воздействия на водную среду;
· уровень загрязнения атмосферного воздуха и придорожных территорий пылью;
· уровень шумового воздействия.
На основе проводимых расчетов строятся графики уровня загрязнения данного вида в поперечных сечениях автомобильных дорог, а также проектируются защитные мероприятия по снижению уровня воздействия автомобильного транспорта на окружающую среду.
11.4. Экономические показатели
Расчет социально-экономической и экологической эффективности, анализ чувствительности и риска проектных решений выполняется в соответствии с “Методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования”.
Эффективность инвестиций в дорожные работы обеспечивается прямым и косвенным эффектом.
Прямой эффект включает:
· транспортный эффект, характеризующий прямую выгоду пользователей от улучшения дорожных условий – снижение себестоимости перевозок грузов и пассажиров за счет повышения скорости движения, снижения расхода горючего и сокращение потребности в транспортных средствах вследствие повышения их производительности в результате улучшения дорожных условий;
· эксплуатационный эффект – вследствие уменьшения транспортно-эксплуатационных затрат при перевозках грузов и пассажиров, что, в основном, возмещает первоначальные капиталовложения, а также отражается на показателях работы автомобильного транспорта;
· социально-экономический эффект – вследствие повышения удобства и безопасности транспортного сообщения, сокращения времени пребывания пассажиров в пути, снижения потерь от дорожно-транспортных происшествий и повышения безопасности движения, уменьшения экологического ущерба в результате снижения отрицательных воздействий на природную среду, увеличения объемов автомобильных перевозок и повышения их качества, улучшения социальных условий жизни населения и улучшения экономического положения.
Косвенный эффект включает:
· внетранспортный эффект - в других отраслях экономики (промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и др.) и в социальной сфере – вследствие сокращения времени доставки грузов, как результат улучшения системы транспортного обслуживания.
Своевременность выполнения определенных работ устанавливается выявлением “ценности” Проекта, для расчета которой надлежит определить: превышают ли доходы, получаемые от Проекта, затраты на его осуществление.
При проведении анализа назначаются временные границы – ожидаемое число лет, в течение которых gроект будет технически допустим и приносить доход.
В качестве критериев оценки используют следующие показатели:
· чистый дисконтированный доход (ЧДД) или интегральный экономический эффект (NPV);
· внутренняя норма доходности (ВНД или IRR);
· индекс доходности (ИД или PI);
· срок окупаемости (срок возмещения капитальных затрат).
Основным критерием оценки решений является чистый дисконтированный доход – ЧДД (или NPV), который представляет собой суммарную разницу дисконтированных доходов и расходов за расчетный период времени.
Для его определения будущие доходы и затраты сводятся к единому числу с использованием дисконтирования. Формула ЧДД имеет вид ,
где Bt – полные выгоды в год t; Сt – полные затраты в год t; t – соответствующий год проекта (1,2,3,…,n); n – срок службы проекта; Е – норма дисконта (процент).
ЧДД отражает ту дополнительную прибыль, которую получит инвестор в результате осуществления проекта по сравнению с другим возможным вариантом.
Критерий отбора по ЧДД означает, что проект может быть рекомендован для финансирования, если его ЧДД > 0, т.е. дисконтированные выгоды должны превышать дисконтированные затраты. Предпочтение следует отдавать проектам с более высоким ЧДД.
11.5. 3D-моделирование проектируемых дорог
Просмотр трехмерного вида проекта автомобильной дороги осуществляется в окне 3D-вид (рис. 11.2), которое открывается командой 3D-вид в меню Окно, либо сочетанием клавиш Ctrl+4.
Любые изменения в одной из проекций дороги (план, продольный и поперечный профили) сразу же отображаются в окне 3D-вида. Таким образом, легко можно увидеть, например, результаты "врезки" проектной поверхности в существующую.
Окно 3D-вида состоит из следующих основных элементов.
Строка заголовка. Строка заголовка находится в самой верхней части окна и содержит пиктограмму IndorCAD/Road, название окна и стандартные кнопки управления размерами основного окна. Щелкнув на пиктограмме, можно получить доступ к системному меню для изменения размера, закрытия или перемещения окна.
Панель инструментов. Панель инструментов находится под строкой заголовка и включает инструменты для переключения режимов перемещения в окне 3D-вида, копирования текущего изображения и записи видеороликов проезда по дороге.
Область просмотра. Область просмотра расположена в центре окна. Здесь отображается трехмерный вид проекта.
Строка статуса. Строка статуса находится в нижней части окна. В ней отображаются координаты положения камеры в пространстве.
3D-вид позволяет визуально представить проект вместе с инженерным обустройством и другими объектами, расположенными вдоль дороги, и оценить такие параметры проекта, как
· пространственная видимость трассы,
· видимость на поворотах и примыканиях,
· изгибы трассы в плане и продольном профиле,
· длина прямых перегонов,
· возможные места заторов,
· видимость дорожных знаков и других объектов и места их расположения.
В число стандартных трехмерных объектов входят дорожные знаки, ограждения, здания и деревья. Кроме того, в окне 3D-вида возможно моделирование транспортного потока с заданными для каждой трассы направлениями движения.
При открытии окна 3D-вида на плане проекта появляется красная стрелка, которая показывает текущее положение и направление камеры. Стрелка помогает ориентироваться в пространстве 3D-вида и сопоставлять текущий 3D-вид с конкретным участком плана.
Для просмотра 3D-вида проекта предусмотрено два режима перемещения: режим свободного перемещения и режим проезда по трассе. Выбор режима осуществляется с помощью кнопок панели инструментов.
Кнопка 
Свободное перемещение включает режим интерактивного перемещения в пространстве по свободной траектории. При открытии окна 3D-вид этот режим включается по умолчанию. Для перемещения используются специальные клавиши клавиатуры:
· стрелки, управляющие перемещением курсора Up, Down, Left, Right, позволяют изменять вертикальный (вверх, вниз) и горизонтальный (влево, вправо) угол просмотра;
· клавиши W, S, A, D используют для перемещения камеры вперед, назад, влево, вправо в выбранной плоскости просмотра;
· клавиши Page up, Page down позволяют перемещать камеру вверх, вниз;
· при нажатии на клавишу Пробел движение камеры останавливается;
· клавиша Home включает режим гравитации. При этом камера фиксируется на высоте 1,2 метра относительно существующей поверхности (высоту можно изменить с помощью клавиш Page up, Page down). При перемещении в данном режиме высота камеры относительно существующей поверхности остается постоянной. Повторное нажатие клавиши Home отключает данный режим.
Кнопка 
Проезд по трассе включает режим интерактивного перемещения по трассе. В этом режиме вид на дорогу отображается с точки зрения водителя. Режим становится доступным, если установлен модуль, позволяющий отображать автомобильные потоки.
Для перемещения используются специальные клавиши клавиатуры:
· стрелки, управляющие перемещением курсора Up, Down, Left, Right, позволяют изменять вертикальный (вверх, вниз) и горизонтальный (влево, вправо) угол просмотра из автомобиля;
· клавиши W, S используют для увеличения и уменьшения скорости автомобиля;
· клавиши A, D используют для перемещения автомобиля влево и вправо перпендикулярно оси трассы.
При просмотре 3D-вида проекта можно включить режим сглаживания поверхности, щелкнув на кнопке 
Сглаживание поверхности, расположенной на панели инструментов.
Чтобы поместить текущее изображение в буфер обмена щелкните на кнопке 
Копировать текущее изображение в буфер.
Чтобы вызвать диалог настройки параметров изображения 3D-вида, щелкните кнопку 
Настройка 3D-вида, расположенную на панели инструментов.
Настройки 3D-вида позволяют:
· установить подходящие размеры окна 3D-вида: ширину и высоту отображаемой области (размеры окна можно изменить также с помощью мыши);
· включить или отключить сглаживание поверхности (это можно сделать также с помощью кнопки Сглаживание поверхности на панели инструментов окна 3D-вида);
· задать минимальное и максимальное расстояние видимости в 3D-виде.
В окне 3D-вида реализована возможность записи траектории пролета над дорогой или проезда по ней в специальный файл с расширением *trace. Для этого предусмотрены следующие инструменты.
Начать запись траектории движения камеры
Этот инструмент включает режим записи пролета в окне 3D-вида в файл с расширением *trace. При выборе этого инструмента открывается диалоговое окно Выберите файл для записи (рис. 11.4), в котором необходимо указать путь и ввести имя файла. Чтобы начать запись видеоролика в выбранный файл, нажмите на кнопку Сохранить.
Приостановить запись траектории движения камеры
Включает режим временной остановки записи. Эта кнопка становится доступной только в режиме записи траектории движения камеры. Чтобы продолжить запись, отключите данный режим щелчком мыши по пиктограмме кнопки.
Просмотр записи в 3D-виде
Чтобы просмотреть файл с записью, выполните команду Проиграть пролет в меню Сервис.
Для демонстрации видеоролика без системы IndorCAD/Road, файл с записью траектории *.trace необходимо преобразовать в видеофайл с расширением *.avi. Для этого требуется выполнить команду Записать пролет в AVI в меню Сервис.
11.6. Моделирование транспортных потоков
Многочисленные гипотезы теории движения транспортных потоков исходят из рассмотрения упрощенных схем (моделей). Их можно разделить на 2 основные группы:
· теории, основанные на динамических моделях потоков автомобилей. Они исследуют расстояния при различных скоростях между автомобилями, следующими друг за другом без обгона по одной полосе проезжей части и распространяют установленные закономерности на весь транспортный поток. Эта схема лучше всего соответствует высоким интенсивностям движения, когда обгоны практически невозможны или сопряжены с большим риском;
· теории, основанные на вероятностных моделях. Они анализируют движение двух встречных потоков автомобилей в целом, учитывая возможность обгонов с заездом на полосу встречного движения в моменты, когда во встречном потоке имеется достаточное для этого расстояние между автомобилями.
Основной областью использования вероятностных моделей являются задачи, в которых решаются вопросы взаимодействия транспортных потоков средней интенсивности, а также технико-экономические задачи.
Наиболее совершенный пакет программ по моделированию транспортных потоков PTV-Vision разработан немецкой фирмой A+S Consult . Основными модулями пакета программ являются: VISSIM – моделирование транспорта на макроуровне (рис. 11.5) и моделирование работы сигнальных устройств (светофоров); VISSUM – моделирование существующих и прогнозируемых транспортных потоков, отработка сценариев "что будет, если…".
В системе IndorCAD/Road встроен модуль моделирования транспортных потоков. Он позволяет, при заданной интенсивности и структуре транспортного движения, получать статистические данные о транспортном потоке на проектируемой дороге и моделировать движение потока в 3D-виде (рис. 11.6).
