Самара станет виртуальной

Самарские ученые приступили к созданию полноценной математической модели Самары с помощью немецкой компьютерной программы PTV Vision. Ранее были созданы только отдельные районы, сейчас же их интегрируют в одну большую модель. Виртуальный город призван помогать развиваться городу реальному.

Разработкой модели занимаются ученые Самарского государственного технического университета. Виртуальный город будет создаваться с помощью программы PTV Vision. Ее разработали немцы 25 лет назад. Она предназначается для разработки комплексных транспортных сценариев развития таких различных составляющих системы, как индивидуальный, грузовой, общественный транспорт, пешеходное движение. Программа представляет собой схему виртуального города. Это подробная карта, на которую наносятся дороги, улицы, площади, здания, архитектурные сооружения, остановки общественного транспорта. Для того чтобы продукт заработал, необходимо внести в базы данных определенную информацию. Программа успешно используется в 75 странах мира, в том числе в Германии, США, Англии, Ирландии, Голландии, Италии, Испании, Польше, Словакии, Австрии, странах Ближнего Востока.

Для чего нужна эта программа? В первую очередь она помогает развитию транспортной инфраструктуры по принципу «семь раз отмерь, один – отрежь». Программа как раз таки позволяет «отмерить». Прежде чем строить какую-либо новую дорогу или перекрывать определенный участок, можно заранее посмотреть, какие будут последствия этого решения. В точную модель города вносятся изменения, и умная программа показывает, к чему эти изменения приведут.

Это не волшебство, а сложные математические расчеты. Самарцы взялись осваивать программу несколько лет назад, и за это время уже решили несколько важных для города задач. В компьютерах специалистов СГТУ уже существуют, и не просто существуют, а живут своей жизнью виртуальные районы Самары. Создать математическую модель района не так-то просто. Нужно внести в программу десятки тысяч данных. Создается как бы многослойный пирог: сначала вводятся площадь и границы района, затем появляются улицы и дома, затем улично-дорожная сеть со знаками, светофорами, неровностями дорожного покрытия; численность населения, количество автомобилей, уровень загруженности отдельных участков дорог... Чем больше данных, тем точнее модель. Причем данные берутся из различных ведомств. А информацию о загруженности дорог снимают студенты СГТУ. Выбирается, к примеру, перекресток и определяется, в какие часы он загружен, в какие дни больше заторов и так далее.

«В тех европейских странах, где давно уже работает эта программа, все эти показатели снимаются автоматически с помощью специальных устройств, – рассказывает доцент кафедры автоматизации производств и управления транспортными системами факультета машиностроения и автомобильного транспорта СГТУ Валерий Папшев. – В Берлине, к примеру, на перекрестках стоят специальные датчики, которые фиксируют различные параметры транспортных потоков, передают их через спутниковую систему в центр обработки информации, и водители, имеющие навигаторы и подписанные на эти опции, могут в режиме реального времени видеть, что происходит на определенных участках города, и, исходя из этого, решать, как им ехать. У нас система получения данных пока ручная. Мы со студентами, которые помогают нам в этой работе, выходим на перекрестки в любую погоду и делаем замеры. И в морозы, и в дождь стоим – надо же как-то информацию получать. Если ее вносить примерно, что называется «на глазок», то и решения задач будут примерными, неточными».

Созданные виртуальные районы позволяли решить какие-то локальные транспортные проблемы. Глобальные же проблемы ставить перед программой было невозможно: для этого нужно было создать полную модель города. А это требовало не только больших усилий, но и финансовых затрат. Сейчас же ученые СГТУ приступили к разработке модели. «Для чего нам нужна эта модель? – рассказывает декан факультета автоматики и информационных технологий Самарского государственного технического университета, кандидат технических наук Николай Губанов. – Дело в том, что решение многих вопросов, в частности, по строительству новых дорог, по анализу развития ситуации в связи с изменением численности населения, количества автомобилей, развития бизнеса, ну и наконец так ожидаемый всеми Чемпионат мира по футболу-2018 – все это требует развития транспортной инфраструктуры. И эта модель поможет решить многие задачи самым оптимальным образом. Начнем с того, что эта программа – стандарт для Европы и многих уже российских городов. Она позволит просчитать все до мелочей. Взять то же строительство стадиона. Это очень крупный объект, и его появление, естественно, изменит транспортную обстановку в Самаре. Кстати, когда строили «Петровский» в Питере, то использовали как раз эту программу: просчитывали все вплоть до направления потоков людей, подсчета парковочных мест, состыковки с другими частями города. Это системные задачи, их не всегда можно распланировать. Вот, к примеру, есть загруженная дорога. Чиновники, чтобы изменить ситуацию на этой дороге, проводят реконструкцию и добавляют еще две полосы. Но вдруг оказывается, что после этого дорога менее загруженной не стала, потому что она стала привлекательной для многих автомобилистов. А наша программа все эти подсчеты может сделать заранее, мало того – она подскажет, каким образом можно снизить загруженность дороги».

Модель будет создаваться с максимальной точностью. Кроме того, ее будут постоянно поддерживать, добавлять новые данные. Над проектом трудятся несколько десятков специалистов технического университета. Предполагается, что конечным потребителем этого научного труда станет городская администрация, поскольку математическая модель должна помочь таким структурам, как департамент строительства и архитектуры и департамент транспорта. «Сейчас на Западе принято вместе с инвестиционным проектом предоставлять и расчеты по транспортной развязке, – говорит Николай Губанов. – К примеру, есть проект строительства торгового центра. Инвесторы к нему прилагают еще и информацию, какой должна быть парковка, где она должна находиться, как будут разъезжаться посетители и так далее. У нас это только начинает развиваться. Зачастую инвесторы просто нанимают операторов, снимают какой-то участок на видео, а потом анализируют. Но данные получаются усредненные, ведь при расчетах не учитываются локальные часы пик на этом участке, погодные условия, какие-то суточные характеристики, эффекты дней недели... А математическая модель выведет точные расчеты по этому участку».

Предполагается, что математическая модель будет готова уже осенью 2012 года. Возможно, с ее помощью будет рассчитано, как изменит транспортную схему Самары строительство магистрали «Центральная».