/
Текст
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ
......7
С. А. ТАРХОВ
Й
.... 14
1Я
.... 14
....24
....30
ЭВОЛЮЦИОННАЯ
МОРФОЛОГИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
40
43
‘ ...45
45
45
47
tx
51
>У
.... 55
.... 57
L... 60
.... 81
го
.... 90
.... 99
...112
Смоленск-Москва
2005
... 115
.. 115
... 119
... 124
ББК 65.049
УДК 911.3.01: 656+711 553
Т22
Рецензенты:
Ю. Г. Липец,
доктор географических наук, зав лабораторией
географии мирового развития Института географии РАН
Б. Б. Родомаи,
доктор географических наук,
старший научный сотрудник Московского института развития
образовательных систем (МИРОС)
Тархов С. А.
Т22 Эволюционная морфология транспортных сетей. - Смо-
ленск-Москва: Издательство «Универсум*, 2005 - ЗЯ4 г
ISBN 5-88-984-059-2
Книга посвящена анализу пространственного строения сухопутных транспор-
тных сетей стран, регионов, городов, а также процессов их роста и распада. Изуче-
ны сети железных дорог, автомобильных дорог, маршрутные сети пассажирского
транспорта более 1000 географических объектов (стран, мезорайонов, крупнейших
и больших городов). Исследование базируется на топологическом и морфологи-
ческом анализе пространственной структуры (конфигурации) транспортных сетей,
а также концепции пространственного саморазвития. Выявлены основные тополо-
гические классы конфигураций граш.портных сетей, пространственные закононер-
ности их эволюции, а также типы топологических дефектов в их структуре и
пути устранения таких дефектов
Монография состоит из 4 глав, списка литературы (435 названий). Включает
61 рисунок (в т ч многочисленные картосхемы транспортных сетей разных стран,
регионов и городов) и 56 таблиц.
Издание рассчитано на специалистов по теоретической географии, социально-
экономической и политической географии, географии транспорта, транспортному
градостроительству, районной планировке, региональной экономике транспорта, ис-
тории транс порта. —
Tbrkbov S МАУЧНА« кир.пиптекдмгу I f |*|
Evolutionary morphology of transport networks. - Smolensk-
Moscow: Universum Publishing Company, 2005. - 384 p.
English summary sec in the end of the book (P. 352-382).
©Тархов C A., 2005
©Оформление Издательство «Универсум», 2005.
СОДЕРЖАНИЕ
Ведение....................................................7
(ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ КОНФИГУРАЦИЙ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ.................................... 14
§1 . Традиционные (идиографические) направления изучения
конфигураций..................................... 14
§2 . Конфигурации в нормативных моделях транспортных
сетей............................................ 24
§ 3. Номотетические направления изучения конфигураций..... 30
§ 4. Основные тенденции развития исследований в области
географического изучения конфигураций транспортных
сетей..............................................40
Выводы к главе 1..........................................43
А
ГЛАВА 2. ТОПОМОРФОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
КОНФИГУРАЦИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ ............... 45
§1 . Топологические и геометрические свойства конфигураций. 45
I §2. Структурные элементы и компоненты транспортных сетей — 47
§3 . Топоморфологическое расчленение структуры транспортных
сетей..............................................51
§4 . Топоморфометрические показатели, описывающие структуру
транспортных сетей................................. 55
§5 . Топоморфолопгческая классификация транспортных сетей.57
§6 . Топоморфологическая классификация сетей железных
дорог............................................ 60
§7 . Топоморфологическая классификация сетей автодорог...81
§8 . Топоморфологическая классификация сетей общественного
пассажирского транспорта крупных городов..........90
§9 . Классы топологической сложности транспортных сетей. 99
Выводы к главе 2...................................112
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
д РОСТА ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ..............................115
§1. Общие представления об эволюции и закономерностях
изменения конфигурации транспортных сетей........115
§2. Типы сетеобразующих и сетеразрушающих актов............119
§3. Стадии пространственной эволюции транспортных сетей.... 124
§4. Процессы роста структурных компонентов транспортных сетей
127
§5. Взаимодействие процессов дендритизации и
остовообразования ................................147
§6. Пространственные закономерности роста сетей железных
дорог........................................... 158
§7. Пространственные закономерности pucirtLcicft автодорог.169
§8. Пространственные закономерности роста сетей городского
наземного транспорта..............................180
§9. Пространственные закономерности роста сетей линий
метрополитена.....................................191
Выводы к главе 3.....................................209
ГЛАВА 4. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
РАСПАДА И ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ............................... 212
§1 . Пространственные закономерности сетеразрушения .212
§2 . Закономерности распада сетей железных дорог.....217
§3 . Закономерности распада сетей городского пассажирского
транспорта........................................234
§4 . Пространственные закономерности распада транспортных
сетей.............................................256
§5 . Быстрый распад транспортных сетей, вызванный
геополитическими изменениями..........................258
§6 . Пульсирующий процесс роста и распада транспортных сетей,
вызванный геополитическими изменениями ...........269
§ 7. Топологические дефекты в структуре транспортных сетей .... 287
§ 8. Топологические дефекты в структуре транспортной сети
России............................................295
§ 9. Топологические дефекты структуры других транспортных
сетей и пути их устранения........................302
§ 10. Идентификация дефектов и топоморфологическая оценка
проектов развития транспортных сетей..............313
Выводы к главе 4.....................................317
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................320
ЛИТЕРАТУРА...........................................329
SUMMARY..............................................352
CONTENTS
Introduction..................................................7
CHAPTER 1. MAIN DIRECTIONS OF GEOGRAPHICAL
RESEARCH INTO TRANSPORT NETWORK
CONFIGURATIONS........................................... 14
1. Traditional (idiographic) dcaviiptiona.................... 14
2. Configurations in normative models of transport networks.. 24
3. Nomothetic research approaches.............................30
4. Main tendencies in geographical research and
methodological problems.......................................40
Chapter 1 conclusions......................................... 43
CHAPTER 2. STRUCTURE AND CLASSIFICATION
OF TRANSPORT NETWORK CONFIGURATIONS........45
1. Topological and geometrical features of configurations ....45
2. Structural elements and components of transport networks.. 47
3. Topomorphological decomposition of transport network
structure.....................................................51
4. Topomorphological indices describing the structure
of transport network..........................................55
5. Topomorphological classification of transport networks....57
6. Classification of railway networks.........................60
7. Classification of road networks...........................81
8. Classification of urban transit networks...................90
9. Main classes of topological complexity of transport networks .. 99
Chapter 2 conclusions.........................................112
CHAPTER 3. SPATIAL REGULARITIES OF TRANSPORT
NETWORK GROWTH ..............................................115
1. Common ideas about the evolution and regularities of changes
in transport networks’ configurations in the long term.......115
2. Elementary changes leading to the growth and decline
of networks..................................................119
3. Phases of spatial evolution of transport networks ........ 124
4. Processes of the grow’th of structural components.........127
5. Interaction between dendritization and circuit-building
processes....................................................147
6. Spatial regularities of the growth of railway networks....158
7. Spatial regularities of the growth of road networks.......169
8. Spatial regularities of urban surface transit network
growth (tramway, trolleybus, bus networks)...................180
-айЗ 5
9. Spatial regularities of subway (metro) networks growth......191
Chapter 3 conclusions.......................................209
CHAPTER 4. SPATIAL REGULARITIES OF DISINTEGRATION
(DEGRADATION) AND TOPOLOGICAL DEFECTS OF
TRANSPORT NETWORKS..........................................212
1. Spatial regularities of degradation and disintegration
of networks.................................................212
2. Regularities of degradation and disintegration of railway
networks....................................................217
3. Regularities of degradation and disintegration of urban
transit networks............................................234
4. Common regularities of disintegration and degradation
of transport networks.......................................256
5. Fast disintegration of networks due to geopolitical changes.258
6. Pulsating process of growth and degradation of transport
networks due to geopolitical changes........................269
7. Topological defects in transport network structures.....287
8. Topological defects in the structure of the Russian transport
network................................................... 295
9. Topological defects in the structure of other transport
networks and the methods of their elimination ...........302
10. Identification of defects and topomorphological estimation
of projects (drafts) of transport network development.......313
Chapter 4 conclusions.......................................317
GENERAL CONCLUSIONS........................................ 320
BIBLIOGRAPHY................................................329
SUMMARY.....................................................352
ВВЕДЕНИЕ
Одной из основных проблем, стоящих перед социально-экономичес-
кой географией, является недостаточная изученность структуры геогра-
фического пространства, в котором развиваются территориальные сис-
темы хозяйства и населенйя. Оно неоднородно, сильно расчленено,
пронизано сложными структурами разнообразных экономико-геогра-
фических объектов. Для решения этой проблемы необходимо детально
изучить морфологию данных структур, установить, как устроено н орга-
низовано само геопространство, как изменяются во времени его струк-
тура и свойства. Настоящее исследование нацелено на решение этой
проблемы в рамках анализа эволюции конфигураций транспортных се-
тей - наиболее ярко выраженного элемента этого пространства и од-
новременно ключевого элемента территориальной структуры хозяйства
и расселения.
Почти 30-летний опыт изучения конфигураций сетей разных ви-
дов сухопутного транспорта стран, регионов и городов привел нас к
выводам п том, что они имеют достаточно сложное строение и раз-
нообразные пространственные формы; для них характерны собствен-
ные, имманентные принципы пространственной самоорганизации; они
изменяются квазиестественным образом, и им присущ феномен само-
развития. Главная гипотеза работы заключается в следующем: при
всем разнообразии пространственных форм (конфигураций) транс-
портных сетей для них характерны общие топологические закономер-
ности эволюции.
Таким образом, в предлагаемой читателю книге анализируются
топологические закономерности строения и эволюции транспорт-
ных сетей. Выявляя эти закономерности, мы получаем новое знание
о структурированности географического пространства, процессах его
саморазвития.
До последнего времени изучение конфигураций транспортных се-
тей сводилось к вербально-образному описанию их пространственных
типов, которое часто оказывалось не операциональным. Из-за этого ана-
лиз конфигурации транспортных сетей представлял собой сложную ме-
тодологическую проблему. Другой причиной отказа от изучения кон-
фигурации транспортных сетей являлась каузальная парадигма объясне-
ния, доминировавшая в географии до середины прошлого века. В соот-
ветствии с ней изучение функций отдельных транспортных магистралей
и линий, анализ причин и факторов их размещения считались важнее изу-
чения пространственной морфологии самих транспортных сетей.
Отказ от изучения конфигурации транспортных сетей из-за тео-
ретических И меюдо.'Ю! ическил ipyAnucicft приводил к недоучету се
влияния на пространственную организацию других элементов территори-
альной структуры хозяйства и расселения. Так как транспортные сети
являются ключевым, связующим звеном этой структуры, основой очень
сложных территориальных процессов, их конфигурации определяют
многие функциональные и морфологические особенности большинства
объектов, изучаемых социально-экономической географией. Это хоро-
шо понимали многие исследователи. Недаром классики нашей науки
подчеркивали особую роль конфигурации транспортной сети в про-
странственной организации хозяйства и населения:
«С экономико-географической точки зрения, города плюс дорожная
сеть — это каркас, это остов, на котором все остальное держится, остов,
который формирует территорию, придает ей определенную конфигура-
цию» (Баранский, 1956, с. 168).
«Большое значение имеет для хозяйства страны (района) морфология
(конфигурация) ... транспортной сети. Например, традиционная радиаль-
ная сеть железных и шоссейных дорог... превратилась в тормоз экономичес-
кого развития периферийных районов ... стран». (Маергойз, 1981, с. 101)
Изучение конфигурации транспортной сети В. Н Бугромвнко
(1985, с. 48; 1987, с. 9, 19-23) рассматривал как «одну из главных про-
блем географии транспорта, пока еще неудовлетворительно решенную».
«Трудно найти наиболее географичную задачу в географии транспорта,
чем описание и оценка конфигурации транспортных сетей» (Бугромен-
ко, 1985, с. 48).
Так как главными функциями транспортной сети являются ком-
муникационное обслуживание территории и осуществление взаимодей-
ствия между элементами территориальной структуры (узлами, центра-
ми, зонами, районами, регионами), она служит конфигуратором
территориальных систем хозяйства и населения. Конфигурация транс-
портной сети в значительной мере влияет на «рисунок» хозяйственной
«ткани» территории и расселения. Особенности конфигурации транс-
портной сети MOiyr приводить к концентрации основных транспортных
потоков на ряде определенных направлений; от них зависят простран-
ственная связность территории, пространственный характер взаимодей-
ствия с соседними районами, взаиморасположение отдельных элементов
самой территориальной структуры, экономическая емкость территории.
Теоретические и эмпирические исследования последних десятиле-
тий доказали, что многие функциональные характеристики транспорт-
ных сетей обусловлены особенностями их морфологии (пространствен-
ного устройства) Поэтому только сочетание морфологического и
функционального подходов позволяет адекватно описать, проанализиро-
вать и объяснить функционирование и развитие транспортных сетей.
Процессы эволюции (изменения) конфигурации транспортных
сетей раньше не изучались. Исследования, как правило, сводились к
рассмотрению только их статики, в лучшем случае - динамики в те-
чение последних десятилетий. Однако такой «краткосрочный» подход
не позволял понять глубинную логику их развития. Нами предлага-
ется эволюционный подход, с помощью которого могут изучаться ос-
новные морфологические процессы изменения транспортных сетей за
весь период их формирования. Любое статическое состояние в рам-
ках этого подхода рассматривается как точка или стадия процесса
эволюции.
Знание конфигураций транспортных сетей и их эволюции необ-
ходимо не только для географии транспорта, но и смежных отраслей
социально-экономической географии, так как позволяет изучить зако-
номерности эволюции сопряженных с ними пространственных струк-
тур хозяйства и расселения. Дальнейшее игнорирование морфологичес-
ких свойств экономико-географических объектов затрудняет создание
объединительной теории пространственной самоорганизации хозяйства
и расселения.
Основным объектом анализа в этой книге являются конфигура-
ции сухопутных тринсииртных сетей общего пользования. Под кон
фигурацией понимается морфологически целостная пространственная
структура сети транспортных линий. Далее в тексте термины «кон-
фигурация», «пространственная структура», «пространственное строе-
ние» употребляются как синонимы.
Транспортная сеть состоит из транспортных линий (путей, дорог, ли-
нейных участков), соединяющих транспортные узлы и пункты (Алаев,
1983, с. 215-217). Транспортные пути (линии) различаются по своим
функциям, пропускной способности, нагрузке, интенсивности потоков.
Некоторые линии имеют второстепенное (фидерные), другие (магист-
рали) - важное значение для сети и обслуживаемой ею территории.
Параллельные линии нескольких видов (или одного вида) транспорта
на одной территории образуют полимагистрали (Воробьев, 1973; Лап-
по, 1979; Полян, 1988, с. 126-135).
Транспортная сеть одновременно является частью транспортно-гео-
графической системы, в которую входят также сеть узлов, пунктов и цен-
тров, транспортные потоки, транспортно-географические отношения
(транспортное освоение территории, тяготение, доступность, удаленность
и близость, комплементарность, транспортно-географический процесс
(Тархов, 1986; Тархов, Шлихтер, 1995, с. 14; Шлихтер, 1995, 1999).
В работе рассматриваются только линейные элементы сетей, без
учета узлов, их функций и качественных характеристик (пропускной
способности, нагрузки, интенсивности потоков). Таким образом, транс-
портные сети изучаются не как функциональные, а как чисто морфо-
логические системы.
В книге анализируются топоморфологическое строение и за-
кономерности эволюции сетей сухопутных видов транспорта, т. е.
сетей железных и автомобильных дорог отдельных стран и регио-
нов, маршрутных сетей общественного пассажирского транспорта
крупнейших городов мира. Конфигурация сухопутных транспортных
сетей имеет свою особую пространственную морфологию, которая от-
лична по своему устройству от сетей авиалиний, морских путей,
внутренних водных путей, линий электропередачи, трубопроводов.
Далее в тексте речь будет идти только о сухопутных транспорт
ных сетях, которые для краткости будут именоваться просто транс-
портными.
Конфигурации сетей других видов транспорта (морского, речного,
авиационного, трубопроводного) не рассматриваются, так как они име-
ют иную топоморфологию, чем сети линий сухопутных видов транспор-
та. Эти сети не зафиксированы на территории в виде застывшей ли-
нейной структуры, непланарны (сеть авиалиний и воздушных
коридоров), имеют часто меняющуюся (сеть морских путей) или очень
простую структуру (древовидную, как у сети речных путей). Конфигу-
рации сетей трубопроводов и ЛЭП, хотя и имеют в своей структуре
циклы и дендриты, отличаются от конфшураций общедоступных транс-
портных сетей тем, что являются ориентированными графами с одно-
направленными потоками, монофункциональны по своему'назначению,
и по ним не перемещаются люди.
Конфигурация транспортной сети, как всякая пространственная
структура, обладает топологическими, геометрическими, метрическими
свойствами. В книге рассматриваются только топологические
свойства конфигурации транспортных сетей, т. е. наиболее
важные структурообразующие свойства, отражающие целостность всей
сети. Эти свойства не зависят от геометрической формы территории
и геометрических форм элементов самой сети.
Предметом изучения в нашей работе является эволюция конфигу-
раций транспортных сетей. Под термином «эволюция» понимается
сложный процесс долговременной, преимущественно однонаправленной
трансформации пространственной структуры сети. Направление этого
процесса может быть как восходящим, при котором происходит посте-
пенное усложнение (развертывание; эволюция в узком смысле слова)
этой структуры, так и нисходящим, с упрощением (свертыванием) струк-
туры (инволюция).
Для эволюции конфигураций транспортных сетей характерны
пространственное саморазвитие и квазиестественность. Это означа-
ет, что сложнейшие пространственные структуры на земной поверх-
ности (в т. ч. конфигурации транспортных сетей), возникающие в
ислулыатс *ic jiodc ческой деятельности, сооргаымэуютга и
ся квазиестественным образом (аналогично природным, естественным
системам), независимо от воли людей. Они эволюционируют в со-
ответствии со своими собственными, заложенными в их внутрен-
нем устройстве принципами самоорганизации и пространственно-
временными инвариантами.
Цель настоящего исследования - выявление пространственных
(топологических) закономерностей эволюции транспортных сетей с
учетом их инерционности и возрастающего значения транспорта. Для
достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
1) разработать методику анализа топологической структуры транс-
портных сетей, пригодную для всех территориальных уровней (от страны
до города) и всех видов общедоступного сухопутного транспорта, и на
ее основе классифицировать конфигурации этих сетей;
2) с помощью этой методики изучить процессы эволюции транс-
портных сетей и выделить их основные стадии;
3) на основе выявленных закономерностей эволюции определить
основные типы топологических дефектов в структуре сетей.
Книга базируется на понятиях, методах и подходах классической
социально-экономической географии и теоретической географии. На
формирование научных взглядов автора на изучаемые объект и пред-
мет большое влияние оказали работы И. Коля, Л. Лаланна, Л. И. Ва-
силевского, К. Канского, П. Хаггета, Г. А. Гольца, Б. Б. Родомана,
В. Н. Бугроменко и других авторов (анализ содержания этих работ
проведен в главе 1).
В 1960-е годы в работах К. Канского, П. Хаггета и др. для описа-
ния структуры транспортных сегей было предложено использовать тер-
минологию и показатели, заимствованные из математической теории
графов. Однако, нн они, ни другие исс педояатели позже не пытались
изучить особенности топологического строения (топологическую мор-
фологию) сетей конкретных территорий разных уровней масштаба и
выявить закономерности их длительной эволюции
В книге разработан язык описания, измерения и сравнения транс-
портных сетей, который позволил яснее понять географическую спе-
цифику топологического устройства сетей всех типов. На базе этого
языка автором предложена новая комплексная методология изучения
конфигураций сетей любых сухопутных видов транспорта. Она вклю-
чает в себя три конкретных метода: 1) топоморфологическое расчле-
нение сетей на естественные конфигурационные части (циклический
остов, дендриты, автономные компоненты); 2) расчленение процесса
эволюции на сетеобразующие и сетеразрушающие акты; 3) топомор-
фологический синтез сетей, т. е. количественная и качественная оцен-
ка степени сложности сети и выделение базовых стадии эволюции.
В работе представлены конкретные приемы использования эволю-
ционного подхода для изучения долговременных пространственных
закономерностей роста и распада транспортных сетей. Эти приемы ба-
зируются на разнообразном географическом и историческом материале
в столь большом объеме, какой ранее никогда не использовался. Работа
основывается на представлении о характерном времени географи-
ческих объектов, введенном в географическую науку А. Д. Арман-
дом и В. О. Таргульяном, которое позволяет рассматривать процессы
эволюции не дискретно, а континуально, а также как временную струк-
туру, зависящую от сложности изучаемого объекта. Фактически нами
обнаружены пространственные и временные инварианты эволюции
транспортных сетей.
В книге использованы карты и картосхемы, атласы сетей желез-
ных и автомобильных дорог ряда стран и регионов Европы, Азии, США,
СНГ; карты маршрутов общественного транспорта крупнейших городов
мира (метрополитена, трамвая, троллейбуса, автобуса) за последние 100-
150 лет (с момента появления и до наших дней); хронологические таб-
лицы роста и распада сетей железных дорог, автомагистралей, сетей го-
родского транспорта, составленные как самим автором (по литературным,
картографическим и экспедиционным материалам и публикациям пери-
одической печати), так и другими исследователями, вт. ч. Д. С. Мер-
зловым, П. Д. Пузановым, М. И. Хинтценом.
Излагаемые в книге методы имеют прикладное значение, по-
скольку могут быть использованы при разработке схем развития
транспортных систем и отдельных проектов; при оценке стратегичес-
ких последствий эволюции транспортных сетей.
Экономисты, инженеры-транспортники и проектировщики в сво-
ей практической деятельности мало и редко считаются с конфигураци-
ей транспортных сетей. Недоучет конфигурационных свойств сетей,
инерционности, феномена пространственного саморазвития часто приво-
дил и приводит к проектным ошибкам и просчетам, последствиями ко-
торых являются транспортные пробки на улицах больших городов, ис-
кусственная перегрузка одних транспортных узлов и недогрузка
других. Поэтому при проектировании транспортных систем и оценоч-
ном прогнозировании их будущего развития необходимо учитывать эти
свойства конфигураций сетей, что позволит избежать крупных ошибок
при развитии и усилении транспортной сети.
Пространственные закономерности эволюции транспортных сетей,
выявленью в книге, могут использоваться для определения приоритет-
ности транспортного строительства, соответствия транспортных проек-
тов долговременным процессам пространственной эволюции сетей; для
определения топологических дефектов в структуре транспортных сетей
и иу1ей ил yclранения е целок/ иивышепни iuhujiuiичсекий ноделчнмс-
ти структуры сети.
Предложенная автором методика определения и устранения то-
пологических дефектов структуры транспортных сетей является ос-
новой для топологической экспертизы транспортных проектов, про-
грамм развития транспортных систем стран, регионов и крупных
городов. С ее помощью можно оценивать вклад каждой новой транс-
портной линии в улучшение или ухудшение топологической струк-
туры всей сети в целом с точки зрения того, насколько конфигу-
рации предлагаемых вариантов развития транспортной сети будут
соответствовать или противоречить основным пространственным за-
кономерностям их эволюции.
ГЛАВА 1
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ
КОНФИГУРАЦИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
Пространственное устройство (морфология) транспортных сетей
изучается географами с середины XIX века. К настоящему времени в
этой области исследований сложились следующие направления: анализ
транспортной обеспеченности территории (густоты транспортной сети);
анализ факторов, влияющих на конфигурацию сети; теория трассирова-
ния; теория маршрутов и поиска путей в сети; изучение полимагистра-
лей; поиск оптимальной геометрии сети; типизация конфигураций; по-
строение нормативных моделей транспортных сетей; рациональная
планировка городских транспортных путей; применение теории графов
для анализа топологической структуры транспортных сетей; примене-
ние моделей теории графов для изучения роста транспортных сетей;
модели роста и территориальной экспансии сетей; поиск закономерно
стей развития сетей и анализ пространственного взаимодействия сетей
различных видов транспорта.
В зависимости от используемой методологии эти направления
исследований можно объединить в три большие группы: идиографичес-
кие, нормативные и номотетические. Идиография изучает своеобра-
зие конфигураций транспортной сети. Нормативные модели и схемы
конструируют структуру сетей исходя из ряда допущений и условий.
R нлмптртических работах ищутся закономерности пространственного
устройства (морфологии) сетей и их изменения. В ряде работ содер-
жатся одновременно элементы разных методологий.
§1. Традиционные (идиографические) направления
изучения конфигураций
Идиография представляет собой описание своеобразия конфигу-
раций с использованием статистических показателей, ссылок на образы,
обобщенные геометрические фигуры, элементарные экономические
принципы. Главными чертами этой методологии являются отрицание
каких бы то ни было закономерностей морфологии сетей, упрощенное
представление о пространственной структуре (конфигурации) как набо-
ре нескольких точек, недостаточная полимасштабность и аслатиальность,
поиск типов конфигураций. К идиографическим направлениям иссле-
дований относятся следующие.
1. Анализ обоспочоппости территории транспортной
сетью. Это направление не изучает конфигурацию сети вообще.
Однако через показатели густоты (плотности) сети так или иначе
проглядываег территориальная дифференциация в распределении сети,
и большинство исследователей, анализируя карты плотности сетей,
обращают внимание на неравномерность, густые и разреженные пят-
на, эксцентриситет в конфигурации, явную связь между конфигураци-
ей и плотностью сети.
Как правило, основная задача этого направления сводилась к
разработке показателя обеспеченности территории, населения и хо-
зяйства транспортной сетью. Он рассчитывается по мелким или сред-
ним территориальным ячейкам, проводится его градуирование, а затем -
картирование. Полученная картограмма является конечным резуль-
татом. Более тщательный подход включает расчет показателя не по
статистическим ячейкам, а по естественным очагам плотности или
ареалам. Такой подход близок к дазиметрическому методу картогра-
фирования плотности населения.
Первым, кто предложил измерять плотность транспортной сети, был
Л. Лаланн (Lalanne, 1863). За единицу плотности он предлагал брать
величину, обратно пропорциональную среднему расстоянию от точки, на-
ходящейся внутри замкнутого контура сети (цикла в нашей термино-
логии. - С. Т.), до ближайшего участка контура. Для этого нужно было
проводить линии раздела контура, что для простых и быстрых расче-
тов крайне неудобно. Поэтому показатель Лаланна не прижился. Вмес-
то него стал использоваться комплексный статистический показатель
плотности сети, предложенный Э. Энгелем в 1874 г. и учитывающий
протяженность сети, площадь территории и численность населения.
Он был модифицирован в начале XX века Ю. Успенским, а в 1963 г. -
Л. И. Василевским (1963, с. 153—158; 1971, с. 25-35).
В немецкой географии и картографии транспорта до начала XX
века использовался простейший показатель плотности сети (отношение
протяженности сети к площади ареала или к численности населения),
который не учитывал влияние на плотность размера, формы территории
и связь его с плотностью населения. Л. Хенкель (Henkel, 1900) предло-
жил вместо этого вычислять показатель среднего размера ячейки
(Maschenweite), то есть длину стороны квадрата, площадь которого
приравнивалась к площади страны (расчеты делались для сетей желез-
ных дорог стран мира). Этот квадрат дробился на такое число мелких
квадратиков, суммарная протяженность всех линий которых по верти-
кали и по горизонтали была равна протяженности сети. Этот показа-
тель был очень чувствителен и рельефно показывал различия в плотнос-
ти железнодорожной сети. Его главным недостатком была трудоемкость
расчетов. X. Бётчер и О. Маринелли (Bottcher, 1900; Marinelli. 1900) внесли
ряд дополнений в этот метод измерения плотности транспортной сети.
Позднее в России Б. П. Вейнберг предложил на этой же основе уни-
версальный картографический метод так называемой непрерывной кар-
тограммы.
Методику картографирования плотности сети железных дорог
разработали К. Киммель (Kimmel, 1913), В. Гайслер (Geisler, 1932) и
И. Зидентоп (I. Siedentop, 1933), а картографирования транспортного об-
служивания территории - И. В. Никольский и 3. В. Самойленко
(1973), С. Б. Шлихтер (1995, с. 79-88). Показатели рациональной плот-
ности транспортной сети предлагали Н. Н. Колосовский (1958, с. 122),
В. Н. Панферов (1961, с. 68). Обзор большинства показателей транспор-
тной обеспеченности приведен Г. А. Гольцем (1969, 1971), И. В. Николь-
ским (1978, с. 33-47), С. Б. Шлихтером (1973; 1995, с. 87). Г. А. Гольц
(1969, с. 6), неудовлетворенный однобокостью этих показателей, разра-
ботал свой показатель плотности транспортной сети, учитывающий
среднее расстояние между поселениями.
Традиционные показатели плотности и транспортной обеспечен-
ности территории косвенно отображают особенности конфигурации и
дают лишь общее представление о территориальной неравномерности
сети.
2. Анализ факторов, влияющих на конфигурацию
транспортной сети. Первым среди географов факторы, влияю-
щие на конфигурацию сети, классифицировал И. Коль (Kohl, 1841).
Он выделял природные (физико-географические), политические и
культурные, экономические (хозяйственные), а также общегеографи-
ческие факторы (форма и размер территории, географическое по-
ложение). Немецкие географы-транспортники первой половины XX
века (А. Геттпср, К. Хассерт, К. Дове) главное внимание уделяли
изучению влияния природных факторов на размещение отдельных
транспортных путей и сети в целом.
С. В. Бернштейн-Коган (1930) делит все факторы на три груп-
пы. Физико-географические включают в себя рельеф, конфигурацию
морей, материков и речной сети; экономике-географические - эконо-
мическую эффективность отдельных путей, густоту населения, разме-
щение пунктов тяготения и городов, уровень экономической культу-
ры населения, размещение месторождений и природных ресурсов,
типы экономических районов; политико-географические - начерта-
ние политических границ. Влияние последней группы факторов он
иллюстрирует на примере сети железных дорог Польши, показывая
на специальной карте, как различается плотность этой сети в бывших
немецкой, российской и австрийской частях страны.
В отличие от иоиоципх географоо-трамспортмнков 1900—1930 к
годов он считал, что конфигурация транспортной сети в большей
степени формируется под воздействием нс природных, а экономи-
ко-политико-географических факторов. И В. Никольский (1978)
добавил к ним четвертую группу - военно-стратегические факто-
ры. У. Уоллес (Wallace, 1958) считал главными среди всех фак-
торов общий экономический уровень развития страны, густоту са-
мой сети, плотность населения.
А вот в работе Р. Хофмана (Hoffmann, 1961) факторы, влияющие
на конфигурацию сетей плотпалного транспорта (Flachenverkehr) и транс-
порта внутри города (Punktverkehr), группируются несколько иначе: гео-
графические (физико-географические, экономико-географические, полиги-
ко-географические), организационно-экономические (тип организации
хозяйства й управления, конфигурация территории, провозная способ-
ность, взаимосвязь различных видов транспорта), время, территориальная
и расселенческая политика, рекреация.
Как правило, ссылками на факторы можно объяснить разме-
щение отдельных транспортных линий, магистралей, либо отдельных
частей сети (в случаях, когда сеть невелика по размеру), но почти
невозможно объяснить очертания конфигурации всей сети в целом.
Эта традиционная для географии каузальная методология объясне-
ния своими корнями восходит к работам немецких географов кон-
ца XIX - начала XX вв., когда объяснение сложных феноменов
сводилось к выявлению простых причин на уровне здравого смыс-
ла. Такая методология не всегда дает правильное понимание и
объяснение сложных объектов. В лучшем случае, если точно уста-
новлены факторы, повлиявшие на формирование транспортной сети,
объяснение конфигурации (почему сложилась именно такая струк-
тура, а не иная) возможно только ссылкой на их сочетание.
Другие исследователи в более позднее время добавили в об-
щий перечень факторов еще метрику географического пространства
и самих транспортных сетей. Обобщая все традиционные факторы,
их можно условно объединить в 10 групп:
1) физико-географические (особенности рельефа, начертания
речной сети и береговой линии, уровень природной барьерности тер-
ритории);
НАУЧШЯБИБЛКПТРкс .ziv . J
2) уровень экономического развития территории;
3) тип культуры пространственного обустройства населения, про-
живающего на территории или осваивающего ее;
4) политико-географические;
5) размещение населения (различия в уровне заселенности и ур-
банизированное™ территории, конфигурация сети поселений, размеще-
ние крупных городов, их иерархия);
6) оемппнмр географические направления транспортных потоков;
7) особенности технологии транспортного процесса;
8) особенности метрики пространства (сеть поселений, барьеров),
обслуживаемого транспортной сетью (сложившаяся ранее метрика
пространства детерминирует во многом дальнейшее развитие здесь
транспортной сети, а неструктурированное пространство свободно для
формирования новых метрик);
9) основные свойства пространства, обслуживаемого транспортной
сетью (анизотропность и изотропность, форма и размер территории, сте-
пень неоднородности пространства, тип соседства);
10) конфигурация сети более старого вида транспорта.
Выделение все новых и новых факторов как раз и свидетель-
ствует о том, что каузальная форма объяснения является методоло-
гическим тупиком. Особенности конфигурации сети, которая фор-
мируется медленно, толчками-импульсами, под действием (в каждый
данный момент своей эволюции) сочетаний разных факторов, край-
не трудно объяснять именно такими простыми ссылками на фак-
торы. Факторы переплетаются настолько сложным образом, что раз-
ложение этого «клубка» причин и выяснение важности тех или
иных факторов, характера их взаимодействия превращается в непо-
сильную теоретическую и методологическую проблему.
Новый поворот в использовании старой факторно-каузальной схе-
мы внесла количественная революция, вооружившая исследователей ап-
паратом математической статистики, использующей регрессионный, мно-
гофакторный анализ, простые коэффициенты корреляции и иные
методы статистического анализа взаимосвязей между количественными
показателями. Вместо прежней вербально-каузальной модели объясне-
ния конфигурации транспортных сетей на уровне здравого смысла на
передний план вышла новая традиция математико-статистического ана-
лиза влияния ведущих и второстепенных факторов ее детерминации.
Но при этом на смену идиографической пришла номотетическая мето-
дология, ставящая во главу угла поиск количественных закономернос-
тей взаимозависимости конфигурации сети от внешних и внутренних
характеристик сети.
3. Теория трассирования - экономическое обоснование оп-
тимальных (с точки зрения затрат) трасс транспортных линий, дорог
и магистралей, а также начертания простых сетей. Она включает в
себя изучение влияния природных и социально-экономических фак-
торов на выбор трассы отдельных линий и путей.
Основатель этого направления немецкий экономист и инженер
В Лаунхардт в работе «Коммерческое трассирование транспортных
путей» (Launhardt, 1872; см. также Сытенко, 1884) анализировал оп-
тимальное начертание сети железных дорог. Основным принципом по-
строения таких структур сети нвллотсл мкниниаатш общих затрат на
транспорт, слагающихся из издержек на сооружение, поддержание и эк-
сплуатацию дорог. Транспортная сеть строится исходя из экономичес-
кого расчета максимальной рентабельности всех возможных путей. Ла-
унхардт поставил перед собой задачу «узловых точек», которые
необходимо соединить таким образом, чтобы рентабельность всей
транспортной сети была максимальной Решение задачи начинается с
алгоритма упорядочения узловых пунктов. Затем решается проблема
примыкания к основным путям тяготеющих к ним районов развития.
Оптимальной структурой с этой точки зрения у Лаунхардта, естествен-
но, является дерево минимальной протяженности. При этом минималь-
ные расстояния - это не прямые линии, а пути, оптимальные с точки
зрения технического трассирования (в обход сложных препятствий и
непроходимых территорий).
4. Анализ оптимальной геометрии сети тесно примыкает
к П[Х*дыдущему направлению. Он состоит в изучении оптимальных кон-
фигураций транспортных сетей для данной территории при определен-
ных ограничениях. Оптимизация структуры осуществляется по различ-
ным критериям в зависимости от задач, стоящих перед исследователями.
Такими критериями мигу г быть, например, минимальная или максималь-
ная протяженность сети (в зависимости от затрат на строительство и
эксплуатацию, времени передвижения, скорости сообщения и т. д.),
доступность тех или иных транспортных узлов и пунктов, загружен-
ность потоками, минимальная или максимальная пропускная способность.
Так, Ф. Флёрке (Florke, 1937) предложил проект сети скоростных
автомагистралей (автобанов) для Германии и обосновал для нее 4 ос-
новных типа оптимальной сетевой геометрии: в виде кратчайшего дере-
ва, максимального дерева (охватывает максимально возможное чис-
гтг> поселений), четырехугольной и шестиугольной структуры
П. Фридрих (Friedrich, 1947) разработал теорию связи формы транс-
портной сети с пространственным распределением транспортных узлов
при заданных объемах капитальных и эксплуатационных затрат. С по-
мощью сложного математического аппарата он определил формулу оп-
тимальной длины транспортной сети с наименьшими затратами.
В 1950-1960-е годы анализом оптимальной геометрии транспорт-
ных сетей занимались экономисты М. Бекман (Beckman, 1952, 1967) и
Р. Квандт (Quandt, 1960), а также географ К. Вернер (Werner, 1966).
Последний поставил и решил задачу определения оптимального геомет-
рического рисунка транспортной сети при условии, что затраты на стро-
ительство и эксплуатацию должны быть минимальными. Он дал клас-
сическое решение этой задачи для 3-4 точек, а затем рассмотрел
проблему оптимального дополнения новых звеньев с одним или двумя
пунктами к уже существующей сети.
В 1QQO гт п<-> этой т₽мр Аы пи ппубпикованы работы >1 Я Ну-
тенко (1968), В. В. Курнышева (1968), Р. Мак-Киннона и М. Ходгсона
(MacKmnon,Hodgson, 1970), Л. Лесли (Lesley, 1972, 1973), П. Стенбринка
(1981), Дж. Барбера (Barber, 1983), Г. А. Поляковой (1983), Д. Филлипса и
А. Гарсиа-Диаса (1984), А. П. Батурина (1991), П. Арнолда и X. Бегина
(Arnold, Beguin, 1997).
Несмотря на многочисленность, почти все работы в этой области
не касаются самой конфигурации сети. Она выступает в них лишь как
конечный продукт расчетов, а не как естественная целостная структура,
сформировавшаяся на земной поверхности. Географическое содержание
этих работ минимально. Решая практические задачи, оптимизация имеет
весьма существенный недостаток - при этом не учитываются элементы
развития. Тем самым она отвлекается от всей сложности явления, от за-
кономерностей его динамики и оптимизирует лишь определенное стати-
ческое состояние.
5. Теория маршрутов и выбора транспортного пути.
Это направление исследований сформировалось в первой половине XX
века, когда возникла задача выбора оптимальных маршрутов в трамвай-
ных сетях больших городов Европы. При этом подбиралась такая сис-
1ема маршрутов, при которой сумма временных затрат на поездки меж
ду всеми парами вершин была минимальной. А. X Зильберталь (1924),
А. Жуковский (1933), О. К. Кудрявцев (1956) выделяли следующие
типы маршрутов: радиальные, диаметральные, орбитальные (соединяют
два радиуса), тангенциальные (соединяют несколько радиусов в обход
центра по касательной). Пространственно-функциональную типологию
отдельных линий транспортной сети города дал Б. Б. Родоман (1994,
1999).
В 1990-е годы появились работы, посвященные анализу индиви-
дуальной опенки транспортной доступности разных точек города или
региона, пространственного выбора маршрута перемещения (Bovy,
Stern, 1990; Zhan, Noon, 1998).
6. Изучение полимагистралей начато в отечественной гео-
графии А. А. Воробьевым (1973). Идея выделения и изучения парал-
лельных линий разных видов транспорта и линейной инфраструктуры
принадлежит И М Маергойзу (1981) и Г. М. Лаппо (1979) Анализ
типов полимагистралей, их функций проведен П. И. Поляном (1988).
Конфигурация в этих исследованиях является фоном, главная задача
состоит в выделении линейных комплексов параллельных линий как
ведущих экономических линий опорного каркаса расселения.
7. Типизация конфигураций транспортных сетей. Это
направление исследований является наиболее морфологичным по срав-
нению со всеми предыдущими
Первую типологию конфигураций транспортных сетей дал в своей
Mime «Tpanviivpi и поселения людей о нх заоиснмостн от форм осм
ной поверхности» Иоганн Коль (Kohl, 1841). Каждой форме земной по-
верхности, по его мнению, соответствует свой тип транспортной прохо-
димости территории, средняя скорость транспортного сообщения,
особый тип конфигурации сети транспортных путей. Форму терри-
тории он отождествил с той или иной правильной геометрической фи-
гурой. Основной фигурой с наиболее рациональной системой разме-
щения транспортной сети является круг, так как он обладает наиболее
выгодными пространственными свойствами (все его части располо-
жены настолько близко друг к другу, насколько это возможно). К
другим правильным геометрическим фигурам относятся правильные
многоугольники (в т. ч. квадрат и равносторонний треугольник), эл-
липсы, параллелограммы и ромбы.
Коль исследует пространственные свойства этих фигур и то, как
каждый тип фигуры влияет на структуру и иерархию транспортных
путей, характер заселенности территории, ее транспортную проходи-
мость. Анализируя естественную обусловленность формы транспортной
сети контуром фигуры, он ставит вопрос о том, при каких условиях
формируются внутренняя (ориентирована внутрь территории), внешняя
(ориентирована вовне), транзитная и пограничная (каботажная) сис-
темы транспортных путей.
Обобщив эмпирический материал, собранный по многим странам,
Коль пришел к выводу, что наиболее распространенной схемой транс-
портных путей и связей является внутренняя моноцентрическая сеть,
ориентированная внутрь фигуры. Структура такой сети включает в
себя 4 диаметра, расходящихся от центра и разветвляющихся в тех ме-
стах, где расположены городские поселения. Такая сеть, центрированная
внутрь фигуры (независимо от ее формы), может формировать только
ветвящуюся структуру без замкнутых контуров. При этом возникает
естественная иерархия как путей, так и транспортных узлов.
Второй тип транспортной системы, потоки в которой ориентированы
из внутренней части фигуры на пункты, расположенные вне фигуры, име-
ет две разновидности: 1) транспортная проходимость территории внутри
фигуры лучше, чем снаружи; 2) транспортная проходимость внутри фи-
гуры хуже, чем снаружи. В каждом случае транспортная сеть притяги-
вается к периметру фигуры (границе территории) либо снаружи, либо
изнутри (этот тип Коль иллюстрирует на примере стыка системы морс-
ких и наземных путей сообщения). При этом из-за полицентричности
таких систем складывается усеченная иерархия поселений и транспорт-
ных узлов, расположенных внутри фигуры. В такой системе, как прави-
ло, отсутствует главный центр, а вторые и третьи по рангу поселения
рассредоточены по периметру фигуры.
R третьем типе транспортной системы (транзитной) транспорт-
ные потоки и пути вообще не входят внутрь фигуры, а лишь прохо-
дят касательно к ней или обходят ее стороной. В четвертой системе
(каботажной) транспортные связи существуют только между пунк-
тами фигуры, расположенными на его внешней границе. Они осуще-
ствляются либо по кратчайшим путям, либо по самой границе фигу-
ры (это зависит от степени транспортной проходимости внутренней
части фигуры).
Для этих четырех типов транспортных систем, по Колю, характер-
ны два общих принципа: 1) каждое поселение стремится иметь транс-
портную связь со всеми остальными поселениями этой территории по
кратчайшему пути; 2) несколько однонаправленных путей объединяют-
ся в один главный путь (магистраль), с тем чтобы сократить затраты на
дорожное строительство. На языке теории графов, идеальной конечной
формой сети для первого принципа является полный связный граф
(иерархия дорог отсутствует), а для второго - минимальное по протя-
женности дерево с максимальным числом охваченных поселений, в ко-
тором складывается жесткая иерархия дорог (путей) - возникают глав-
ные, боковые и подъездные дороги.
Коль затем итгтегрируст в одной теоретической схеме все четы-
ре системы транспортных связей. Рисунок транспортной сети в ней
зависит от того, какая из этих систем будет осуществлена первой.
Коль считает, что первой по порядку начинает развиваться внутрен-
няя система транспортных связей (центр-периферия). В отличие от
нее внешняя система центрирована по периметру фигуры - на нем
поселений концентрируется больше, чем в центре. По мере приближе-
ния к центру фигуры влияние этой системы ослабевает, тогда как в
первой системе поселения тяготеют к центру фигуры и влияние цен-
тра уменьшается с приближением к ее периферии. Сходство этих двух
систем вызывает совмещение отдельных радиальных форм и увели-
чение их числа. Появление каботажных пунктов на периметре ослаб-
ляет влияние главного центра фигуры в результате действия центро-
бежных сил. Появление внешней и транзитной системы организации
транспортных связей не меняет существенным образом простран-
ственной структуры транспортной сети. Идея совмещенных систем
иллюстрируется большим количеством карт и конкретных географи-
ческих примеров
Своей логичной и полностью завершенной теорией структур
транспортных сетей во взаимодействии с системой поселений этот
выдающийся исследователь одним из первых в экономической гео-
графии использовал нормативный принцип построения моделей
пространственных структур. В его теории также прослеживаются
как идиографические, так и номотетические элементы. Фактичес-
ки И Коль заложил пгмлпы nrpv чтиу трет ппдтгпдля изучения
пространственной структуры транспортных сетей.
Немецкие географы-транспортники начала XX века отрицали
возможность типизации конфигураций транспортных сетей. С. В. Бер-
нштейн-Коган, разделявший эти взгляды, считал, что «сложность и за-
путанность распределения по поверхности земного шара путей сообще-
ния ... настолько велика, что заставляет сомневаться в возможности
установления в географии транспорта каких-либо географических
(или пространственных) закономерностей... ► (1930, с. 456); что не-
возможно «создание „типов” железнодорожных сетей по их конфигу-
рации» (там же). Эту точку зрения разделял и американский географ
М. Джефферсон (Jefferson, 1928).
Новую типологию конфигураций транспортных сетей в 1963 г.
предложил польский географ Р. Доманьский (Domansky, 1963), кото-
рый, введя ряд условий - дифференциацию отдельных видов транс-
порта, наличие экономического пространства, фактор эволюции, -
сконструировал анизотропную модель комплекса сетей различных
видов транспорта. Рисунок сети в этой модели представляет собой
треугольную решетку главных дорог, которая дополнена сетью второ-
степенных дорог прямоугольной или треугольной формы. В записи
мости от географических особенностей он выделил следующие типы
транспортных комплексов: однотропный (сеть вытянута вдоль одной
трассы), экзотропный (сеть формируется из одного внешнего узла в
виде дерева), полицентричный и моноцентричный. Эта типология
ценна тем, что рисунки транспортных сетей строятся одновременно
для нескольких видов транспорта с учетом дифференциации эконо-
мического пространства.
К. Федорович (Fiedorowicz, 1966), изучая структуру транспортных
сетей Польши, выявил 9 типов конфигураций транспортных сетей: ден-
дритный, шахматный, треугольный, гексагональный, опираюпцшея на цен-
тральные узлы или на сеть рынков, анизотропный, прямоугольный, фун-
кциональный. С учетом физико-географических признаков он добавил
к этим типам особые подтипы сетей - прямоугольный озерный, прямо-
угольный долинный, прямоугольный приморский, прямоугольный пред-
горный, треугольный анизотропный.
Л. И. Василевский в 1970-е годы выделил такие типы конфи-
гураций транспортной сети (Василевский, 1971, с. 35-36; 1976, с. 24):
линейный, радиальный, радиально-полукольцевой, радиально-кольцевой
и древовидный, тогда как К. Иваничка (1987, с. 235-238) - олотроп-
ный, моноцентрический, многоосевой, полицентрический, конвергентный,
веерный Эти типы, как и все предыдущие, были генерализованными
вербальными «портретами» реальных, сложных по своей структуре,
конфигураций.
Были разработаны также и типологии конфигураций транспорт-
ных сетей городов. Так, А. М. Якшин (1946, с. 10-13) разделял их на
линейные, трехлучевые, четырехлучевые, многолучевые, с двойными
связями (по две параллельные магистрали), сложные и очень сложные.
Сумимото Рёхэй (Sumimoto, 1963, р. 140) выделил 18 типов конфигу-
раций транспортных сетей больших городов Японии. А Полесе (Po)ese,
1974, р. 286), изучив конфигурации всех сетей метрополитена мира, обоб-
щил их в следующие типы: сквозной диаметр с ветками, два касающих-
ся диаметра, два пересекающихся диаметра с ветками, кольцо с ветками,
греуюльник с G ветками, прямоугольная решетка, радиально кольцевая
структура, прямоугольно-диагональная сеть.
В Хэтрик (Hetrick, 1979), проанализировав связь между размером
порода и степенью радиальности его транспортной сети, разделила их на
чисто радиальные, частично ограниченные радиальные и нерадиальные
сети. Ею обнаружено, что для железнодорожной сети и сети автобус-
ных линий старых городов характерен чисто радиальный тип структу-
ры. Второй тип представлен городами с топографическими барьерами.
Третий тип встречается в городах с автобусной и трамвайной сетью.
При атом выяснилось, что тип сети не зависит от размера города.
§2. Конфигурации в нормативных моделях
транспортных сетей
8. В нормативных региональных моделях пространствен-
ная структура сетей предписывается (по принципу: «так должно
быть») исходя из набора допущений, принципов рациональности, рег-
ламентации. Сеть строится преимущественно дедуктивным путем и
иногда не подтверждается сложной реальностью. Нормативные мо-
дели часто считают абстрактными или схоластически теоретичес-
кими, что совсем не соответствует действительности.
Первая нормативная модель, в которой были обобщены основные
принципы пространственного устройства железнодорожных сетей ряда
стран Европы в середине XIX века, была изложена в фундаментальной,
хотя и небольшой по объему работе Л. Лаланна «Очерк теории желез-
нодорожных сетей, базирующийся на наблюдении фактов и основных
законах, присущих поселениям» (Lalanne М. Leone, 1863; на русском
языке опубликовано как приложение к книге В А. Шупера (Шупер,
1995) ). В этой статье автор рассмотрел основные геометрические свой-
ства транспортных сетей во взаимосвязи с размещением сети поселений.
Лаланн формулирует основные законы, определяющие конфигура-
цию железнодорожных сетей, используя данные по Франции, Англии и
США. Общее строение и конкретные формы железнодорожных сетей
подчиняются очень простым геометрическим условиям:
II. По мере увеличения числа линий ячейки сети стремятся к треуголь-
ной форме В конце концов пространство, в котором развивается сеть, бу-
дет полностью покрыто решеткой с ячейками треугольной формы
2. Эти треугольники стремятся сгруппироваться по 6 вокруг какого-
либо центра, являющегося центром шестиугольника, из которого исходят 6
лучей.
3. Если имеются точки, из которых исходят 5 лучей, то в качестве
компенсации присутствует примерно такое же число точек, из которых
исходят 7 лучей, так что 6 является средним числом линий, выходящих из
каждой точки.
4. У ряда центров, имеющих исключительное значение и, как прави-
ло, соответствующих столице государства, число лучей может достигать 12.
5. В районах, где сеть является еще неполной, так как она находится в
состоянии развития, можно встретить центры с тремя лучами вместо шести.
Эти три луча образуют равные углы и оставляют место для последующего
развития трех остальных недостающих.
Данные закономерности автор объясняет стремлением городов
расположиться на равном расстоянии друг от друга в гомогенной гек-
сагональной решетке. Такая решетка детерминирует число направлений
из каждого города - 6, что объясняется законом равносторонности
(равновеликие города располагаются в вершинах равносторонних треу-
гольников). Правда, этот закон в реальных конфигурациях нарушается
разными, в т. ч. природными факторами. Но, несмотря на их влияние,
закон равносторонности проявляется как статистический во всех при-
мерах Лаланна. Особенно часто встречаемая форма треугольника обна-
ружена им у административно-территориальных единиц Франции (пре-
фектур, субпрефектур и кантонов).
К. Кер (Kehr, 1926) предложил рациональную структуру транс-
портной сети США, состоящую из треугольников. Вершинами та-
ких треугольников должны были стать экономические центры трех
высших классов - собственно центры (крупнейшие города), фоку-
сы (узлы) и экономические точки. Расстояния между соседними
центрами должны были составлять около 150-200 миль. Осталь-
ные поселения попадали внутрь этих треугольников, и между ними
также намечалась прокладка дорог немагистрального значения в виде
треугольников Сходную модель разработал А. Коуми (Сотеу, 1923),
который предлагал использование гексагональной структуры при
формировании транспортной сети не только страны и региона, но
внутри городских агломераций.
У. Маклэйн (McLean, 1930) предложил идеальную модель транс-
портной сети шахматного типа для вновь осваиваемой гипотетической
территории. Такая решетчатая есть еьяаыоас! мирелис иибсрсжос v
внутренними частями территории Основными узлами сети являются
порты, удаленные друг от друга на 300-500 миль. Каждый порт образу-
ет свой хинтерланд с прямоугольной структурой сети, причем его глав-
ной осью является железнодорожная линия, идущая от порта в глубь
суши. К этой оси под прямым углом примыкают боковые железнодо-
рожные ветки и шоссейные дороги, ответвляющиеся от оси через оди-
наковые промежутки (100-150 миль). В местах разветвлений возника-
ют города. В свою очередь, к веткам под прямым углом примыкают
ветки второго порядка (расположенные на расстоянии 50-75 миль друг
от друга). Недостатком этой модели было ее одностороннее направле-
ние освоения - соответствие территориальной структуре колониально-
го типа.
X. Хауфе (Haufe, 1931) изучил закономерности формирования же-
лезнодорожной сети Германии. Основная идея Хауфе состоит в исполь-
зовании геометрических представлений о структуре сети. Он доказыва-
ет, что оптимальной формой транспортной сети (Net?gestaltung) является
шестиугольник, обосновывая это двумя постулатами: 1) линии дожны
охватить территорию как можно рациональнее и полнее; 2) территория
должна быть покрыта этой регулярной сетью без остатка. Обоим посту-
латам одновременно соответствует .тишь шестиугольник. В пределах каж-
дого шестиугольника транспортные линии располагаются наиболее ра-
ционально в виде 6 радиусов (трех диаметров), между которыми
образуется одинаковый угол в 60‘. Совокупность соседних радиусов
образует равносторонний треугольник. Таким образом, шестиугольной
схеме разбиения территории всегда соответствует сеть транспортных пу-
тей, состоящая из равносторонних треугольников. Шестиугольники на
большой территории создают особую иерархическую структуру относи-
тельно узлов, из которых выходят транспортные пути. Доказано, что про
пускная способность этих путей зависит в значительной мере от рисунка
транспортных сетей, и один путь в состоянии пропустить максимально
90 пар поездов. Идея о шестиугольниках затем проверяется Хауфе на
примере всех районов Германии.
В. Кристаллер (Christaller, 1966), создавая в 1920-1930-е гг. свою
чистую теорию расселения на предпосылках о том, что все части засе-
ленного пространства будут снабжаться и обслуживаться минимальным
числом центральных мест с минимальными транспортными затратами,
пришел также к гексагональной схеме. Он предложил три типа идеаль-
ных сетей поселений - сбытовую (К=3), транспортную < К=4) и адми-
нистративную конфигурацию (К=7)
В сбытовой конфигурации (К=3) размещение транспортных
линий является неудовлетворительным, так как близлежащие посе-
ления соседних трех рангов иерархии не лежат на прямой линии.
В этой конфигурации дороги соединяют далее по осе центральные
места М-класса, а сообщение между соседними центрами В и К
классов осуществляется в обход - через центры G-класса. В транс-
портной конфигурации (К=4), где решающее значение придается
транспортным издержкам, положение всех центров относительно
транспортной сети существенно улучшается. На главных путях со-
средоточиваются центры В, К, A-классов. Расстояния между ними по
всем направлениям устойчивы и пропорциональны. Оставшиеся в сто-
роне от главных путей центральные места К, А, М соединяются с
ними второстепенными дорогами, а центры М-класса, оказавшиеся
в стороне от второстепенных дорог, соединяются с последними при
помощи веток.
Напомним, что классы центральных мест у Кристаллера соответству-
ют: М — низшего класса (Marktort — торговое местечко), А — поселения с
низшей административной функцией (Amtsort), К — город низшего ранга
(Kreisstadt — уездный, районный город), В — окружной город
( Bezirksstadt), G — областной или краевой центр (Gaustadt).
В транспортной конфигурации обеспечивается максимальная дос-
тупность всех центров более низких рангов с главным центром, что про-
тиворечит сбытовой конфигурации, где транспортная издержка мини-
мальна лишь между парой центров пнп+1 ранга. В административной
конфигурации районов с К=7 структура транспортной сети Кристал-
лером не рассматривается.
Совершенно иную конфигурацию имеет транспортная сеть в моде-
ли экономического района А. Лёша. Эта более сложная модель в то же
время более гибка, так как она не предполагает число К постоянным
при переходе с одного уровня иерархии на другой. Структура транс-
портной сети получается в результате вращения вокруг главного цент-
ра наложенных друг на друга сетей поселений потребления и производ-
ства разных товаров (Лёш, 1959, с. 132-137, рис. на с. 134). Из главного
центра расходится 12 главных радиусов, которые образуются от пересе-
чения 6 прежних линий. В других центрах более низкого ранга пересека-
ются две или три линии. Все линии пересекаются под углами, кратны
ми 30° или 45°. Поэтому шестиугольная структура дополнена прямыми
углами. Следствием такой структуры, в зависимости от положения раз-
ных участков дорог относительно центров, является различие объемов
перевозок по ним. Значение дорог определяется по числу центров, по
падающих на них. Вдоль «толстых» линий центры встречаются в два и
более раз чаще, вдоль «тонких» - приблизительно в полтора раза боль-
ше, чем вдоль пунктирных линий. Наибольший объем перевозок наблю-
дается на линиях раздела секторов.
Классической нормативной моле пью описывающей прсхтранствен-
ное устройство транспортной сети в моноцентрическом ареале, являет-
ся модель поляризованного ландшафта Б. Б. Родомана (1973): сеть
транспортных линий в форме шестиугольника ортогональна сети при-
родных коридоров. В другой работе тот же автор (Родоман, 1976) рас-
сматривает структуру транспортной сети в деформированном моноцент-
рическом ареале. Здесь производится {функциональное членение всей
сети на отдельные магистрали, субмагистрали, линии, ветви. При этом
чисто функциональные свойства элементов сети диктуют конфигураци-
онно-морфологические ее свойства, и наоборот. Работы Б. Б. Родомана
(в т. ч. 1999 г.) обобщают самые глубинные, имманентные свойства кон-
фигураций, которые должны быть присущи культурным ландшафтам.
В работах 3. Васютинского (Wasiutynski,1959;1976) анализирует-
ся зависимость конфигурации дорожной сети от объема потребностей
в перевозках. При этом рассмотрены наиболее упрощенные типы кон-
фигураций на идеальных плоскостях. Утверждается, что планирование
и проектирование как дорожных, так и уличных сетей городов в боль-
шинстве случаев проводится исходя не из оптимальной геометрии всей
сети, а лишь из оптимального начертания отдельных трасс или дополне-
ний к сети. Наиболее экономичными конфигурациями являются транс-
портные сети, в основе которых лежат шестиугольная и треугольная
пространственные организации.
Нормативные модели пространственного устройства транспорт-
ных сетей уделяют больше внимания принципам конструирования же-
лательной структуры. Конфигурация здесь выступает уже одним из
основных предметов, а не фоном, как это имело место в идиографи-
ческих работах.
9. Рациональная планировка городских транспортных
сетей. Прямым продолжением нормативных моделей устройства транс-
портных сетей стран и регионов являются работы по рациональному уст-
ройству и планировке магистральной улично-дорожной сети городов, а
также маршрутной сети городского общественного транспорта.
Проанализировав рисунок улично-дорожных сетей городов Герма-
нии, X. Зиркс (Sierks, 1926, 1929; см. также Фишельсон, 1980, с. 36-37)
пришел к выводу, что исторически наиболее рациональной до начала
XX века была радиально-кольцевая структура. В условиях такой
структуры происходит концентрация связей и потоков в центре горо-
да. А. X. Зильберталь (1932, с. 83) предложил более рациональную сеть
путей сообщения в городе, устранив все дефекты радиально-кольцевой
структуры в ее центре и общие недостатки прямоугольно-диагональ-
ной структуры на периферии. Он объединил обе структуры так, что в
центральной части присутствует только прямоугольная сетка, замкнутая
снаружи прямоугольным же контуром, за которым начинается внешняя
радиально-кольцевая система.
К. Пират (Pirath, 1947, 1948, 1949, 1934, см. нлле Фпшслвсип,
1980, с. 39-40) проанализировал зависимость пространственных пара-
метров структуры транспортных сетей 22 городов Германии от пре-
дельных затрат времени на поездки и пришел к выводам о том, что
1) плотность сети уменьшается с удалением от центра; 2) длина мар-
шрутов и расстояние между’ соседними остановками зависят от раз-
мера города; 3) суммарные затраты времени на подход к остановкам
и ожидание транспорта уменьшается с увеличением размера города и по
мере приближения от периферии к его центру.
Влияние сетевой геометрии на загруженность улиц транспортом
исследовал Т. Тэн (Tan, 1966), а надежность городских улично-дорож-
ных сетей - Г. Н. Зубков (1971, 1973, 1984). Анализ статистической
взаимосвязи протяженности улично-дорожной сети и функциональ-
ных характеристик крупных городов Польши провел В. Пенчинский
(Pi^cihski, 1988).
Особое место в этом направлении исследований занимает гра-
фоаналитическая школа (Якшин, 1938, 1946, 1975, 1979; Рекомендации...,
1987), в основе которой лежит градостроительная оценка плана города
и его транспортно-дорожной сети для анализа и прогноза пассажиро-
потоков. План города разбивается на километровые изолинии отно-
сительно центра. Затем на нем точечным методом фиксируется рас-
селение населения. По этой карте производится вычисление средней
удаленности населения от центра города. Проанализировав поведе-
ние этого показателя в улично-дорожных сетях пяти разных типов
(в форме прямоугольника, квадрата, ромба, радиально-кольцевой, пря-
моугольно-диагональной), А. М. Якшин пришел к выводу, что каждо-
му типу этой структуры соответствуют определенные значения сред-
ней удаленности населения. Наименьшей удаленностью обладает
прямоугольно-диагональная с 1 румура.
Критику радиально-кольцевых и прямоугольных конфигураций
сети улиц в условиях массовой автомобилизации дал X. Рейхов (1964).
Рациональной для эпохи автомобилизации, по его мнению, является
органическая система построения улично-дорожной сети по принципу
деревьев с отсутствием прямых углов при пересечениях. Система пред-
полагает минимально возможное число узлов-развилок.
Анализу влияния планировочной структуры на конфигурацию
транспортных сетей городов посвящены работы В. Г Давидовича (1964),
А И Вакке <1981), П П. Коваленко (1983), М. С Фи тельсона (1980.
1985), Е. М. Лобанова (1990), С А Ваксмана (1996)
Все работы этого направления внесли определенный вклад в изу-
чение специфики конфигурации транспортной сети больших городов,
который может использоваться и географами.
$ 3. Номотетические направления изучения
конфигураций
Количественная революция, связанная с успехами в развитии дис-
кретной математики, привела к концептуальной и методологической ре-
волюции в географии. Если на уровне методов произошел переход от
простых цифровых сравнений и средних к корреляционному, регресси-
онному, факторном}' анализ}-, использованию теорий вероятностей, инфор-
мации, графов; если в концептуальной области произошел сдвиг от хо-
рологической парадигмы к парадигме «пространственная структура -
пространственный процесс» , то о области методологии логика представ-
лений привела к отказу от ндиографической дескрипции в пользу но-
мотетического описания. Нормативные модели, опиравшиеся на статику
явлений и сыгравшие свою роль в становлении новых представлений,
стали уступать место более строгим номотетическим дескриптивным
моделям. Суть номотетической методологии изучения конфигураций
транспортных сетей заключается в поиске закономерностей их простран-
ственного устройства (морфологии). Именно поэтому ее можно назвать
еще и методологией пространственной морфологии.
Первым шагом в этом направлении стало применение аппарата
теории графов для количественного описания пространственной
структуры транспортных сетей.
10. Изучение топологической структуры транспорт-
ных сетей с использованием теории графов. Первой такой ра-
ботой стала небольшая статья В. Гаррисона «Связность межштатной
системы автодорог» (Garrison, 1960. 1968), в которой транспортная сеть
рассматривается как граф (участки дорог между транспортными узла-
ми являются ребрами, а сами узлы - вершинами графа). Сложность
структуры сети автострад юго-восточной части США описывалась
тремя показателями - степенью связности, топологическим диаметром
сети и индексом доступности (с определением ранга узлов методом
Шимбела-Каца).
Совместные работы В. Гаррисона, Б. Берри, Д. Марбла, Ф. Дэйси,
У. Тоблера, Д. Бойса, проведенные в 1959-1963 гг. в Северо-Запад-
ном Университете (штат Иллинойс), заложили основы новой ветви те-
оретической географии - геосетевого анализа. Его основоположни-
ком можно считать Карела Канского, который опубликовал в 1963 г.
книгу «Структура транспортных сетей: взаимосвязи между геометри-
ей сети и характеристиками районов» (Kansky, 1963). В этой работе
с помощью корреляционного и регрессионного анализа изучены стати-
стические взаимосвязи между типами рисунка транспортных сетей
разных стран и уровнем их экономического развития. Используя по-
нятия теории графов, Канский сам предложил 17 показателей, описы-
ващих особенности пространственной структуры транспортной сети,
представленной в виде мятрмйтичжчгпгп графа В литературу эти по-
казатели вошли под названием ^индексов Канского*.
Используя методы множественной регрессии, он выявил основные
факторы, влияющие на топологическую структуру железнодорожной
сети 25 стран. Особенно тесная связь была выявлена им между индек-
сом формы сети л и душевым показателем доходов населения. Не
удовлетворившись анализом этих связей на уровне стран, Канский про-
извел расчеты частных коэффициентов корреляции на более низком
территориальном уровне - по автомобильным системам 15 штатов
США, а затем еще по 30 графствам некоторых штатов. Кроме того, он
проанализировал динамику изменения этих взаимосвязей во времени по
3 странам - Алжиру (1870-1930 гт.), Французскому Индокитаю (1900-
1930 гг.) и Италии (1875-1884 гг.). Оказалось, что уровень экономи-
ческого развития страны сильно влияет на степень связности транспор-
тной сети и значения топологического индекса формы л: чем выше
уровень экономического развития территории, тем больше в сети вер-
шин и узлов высшего ранга иерархии, короче средняя длина ребра, выше
ее связность и больше л. Эти закономерности одинаковы как для же-
лезнодорожных, так и для автодорожных сетей.
Публикация Канского открыла моду на применение индексов те-
ории графов для описания топологической структуры транспортных
сетей на примере различных территорий. Однако большинство из них
были выполнены на более низком уровне абстракции по сравнению с
исследованием Канского (в основном это было применение индек-
сов или анализ взаимосвязей этих индексов с экономическими
показателями). Так, Ф. Феттер (Vetter, 1970) проанализировал изме-
нение структурных параметров железнодорожной сети Нижней Сак-
сонии, взаимосвязи этих параметров с демографическими, экономически-
ми и инфраструктурными факторами в период с 1862 г. по 1958 г.:
С. Фудзиме (Fujime, 1984) - статистическую зависимость уровня ур-
банизации от уровня топологической сложности транспортной сети
по 59 муниципалитетам префектуры Эхиме (Япония).
Н. Канаан (Kanaan, 1965) использовал теорию графов для анализа
пространственной структуры транспортной сети Сирии, К. Кисслинг
(Kissling, 1969) - Канады, О. И. Шаблий (1971) - транспортной сети
Прикарпатской Украины, К. Леусман (Leusmann, 1974) - района Кельна,
Л. Бузетти (Buzetti et al., 1975) - Северной Италии, Г. Дутга и С. Чат-
терджи (Dutta, 1976; C hatterjee, Bagchi, 1979) - Индии, Л. Ванг (Wang.
1977) Индии»ши. А. Загожджон (ZagozdZon, 1977) - Польши, М. Жа-
гар (Zagar,1977,1979) - Югославии,II Волфаардт (Wolfaardt,1979) -
сети антодорог ЮАР, А. А. Авсеенко и С. В Бычков (1981) - сети
пигодорог ряда районов СССР, М. Сленчек и X. Швёнтек (Slenczek,
Swiqtek, 1984) - телефонной сети Вроцлава, А. М. Кондаков (1985) -
сети ЛЭП США, Р. Янецкий (Janecki, 1986) - городов Горно-Силеэско-
ГО округа Полыни Краткий пбэлр исследований в этой области содср
жится в работах П. Хаггета и Р. Чорли (Baggett, Chorlly, 1969, рр. 319—
335), Т. Лайнбаха (Leinbach, 1976), 3. Тайлора (Taylor, 1980 рр. 14-23;
Potrykowski&Taylor, 1982) и К. Тинклера (Tinkler,1979).
Число работ с использованием показателей, описывающих топо-
логические свойства транспортных сетей, быстро росло в период с
1965 г. по 1975 г., но после 1976 г. оно стало уменьшаться. В 1990-е
годы было опубликовано всего несколько таких статей - в основ
ном в журнале «Geographical Analysis». Они были посвящены чисто
математическим аспектам применения теории графов, и в них уже не
изучались реальные географические конфигурации сетей.
К. Вернер (Werner, 1966) подверг критике индексы Канского,
усмотрев главный их недостаток в том, что они не учитывают харак-
тер упорядоченности элементов структуры, а лишь количественно
описывают степень ее сложности.
11. Топологическая доступность узлов в транспорт-
ной сети. В этих работах анализируется топологическое положение
отдельных вершин сети по отношению ко всей сети. В. Гаррисон
(Garrison, 1960) и Я. Бёртон (Burton, 1962) первыми в географии
использовали некоторые показатели теории графив, а также индекс
Шимбела-Каца для оценки топологической доступности городов
США по отношению к сети межштатных и внутриштатных скорост-
ных автомагистралей и шоссе.
В 1970 г. был предложен интегральный топологический индекс
доступности (James et al, 1970) S-I, который учитывал распределение
топологических расстояний между всеми парами вершин сети. Он
использовался в более поздшгх работах (например, Taylor, 1974, 1975).
В 1970-1980-е гт. были опубликованы работы по анализу топологи-
ческой доступности городов и транспортных узлов в сети желез-
ных дорог Турции (Kolars, Malin, 1970) и Китая (Chang, Hanham,
1979; Hanham, Chang, 1979), а также методические работы о способах
измерения доступности (Johnston, 1966; Muraco, 1972; Топчиев, 1974;
Kirby, 1976; Mohan, 1976, Schickoff, 1977; Engelen, Brans, 1980; Pine, 1981).
3. Тайлор (Taylor, 1979) проанализировал изменение топологичес-
кой доступности узлов сети общественного транспорта г. Познань
в период с 1880 г. по 1971 г., используя индекс S-1. К. Леусман
(Leusmann, 1979) типизировал вершины транспортной сети юга Герма
нии по их значимости в сети, первичности и вторичности положения
и выявил взаимосвязь между сетевой структурой и функциональной
структурой территории и экономических центров.
В. Н. Бугроменко (1984, 1985, 1987, 1988) разработал собствен-
ную концепцию интегральной транспортной доступности, основанную
на расчете суммарной доступности отдельных узлов по отношению
ко всей сеги. Им предложена специальная методика оценки обеспе-
ченности территории транспортной сетью (Методика оценки..., 1983),
которая нашла широкое применение в практике проектирования се-
тей автомобильных дорог многих регионов страны (Бугроменко,
1994).
Изучение топологической доступности узлов транспортных се-
тей проводится и сейчас в рамках социальной географии транспорта
и прикладной географии транспорта (Pooler, 1995; Mackiewicz,
Ratajczak, 1996; Lee, Lee, 1998; Miller, 1999).
Тесно примыкают к этому направлению исследований работы по
составлению анаморфированных карт доступности и анализу тополо-
гии сетевого пространства на картах (Tobler, 1962;Kadmon, 1982; Boots,
1984; Суворов, 1986; Richardson, Thomson, 1996; Adams, 1998).
12. Применение моделей теории графов для изучения
роста транспортных сетей. Индексы Канского стали использо-
ваться при анализе не только статики, но и динамики изменения топо-
логической структуры сетей. Так британский географ Д. Коуп (Соре,
1967) проанализировал изменение основных индексов Канского на при-
мере роста сети метрополитена Лондона в период с 1863 г. по 1972 г.
Аналогичную работу для сети общественного транспорта ряда городов
Польши провел 3. Тайлор (Taylor, 1973, 1975, 1976). П. Хавьер (Javier,
1987) использовал основные индексы Канского, изучая изменение струк-
туры сети автодорог Испании за 1960-1985 гг., а Е. Рунге (Runge,
1986) - изменение структуры сети железных дорог в Катовицком вое-
водстве Польши за 1880-1980 гг.
Индексы Канского и показатели топологической доступности
использовались историко-географами для анализа эволюции транспор-
тных сетей некоторых стран и империй за разные исторические пери-
оды. К таким исследованиям относятся работы по анализу типологии
сети дорог Британии в римскую эпоху (Dicks, 1972; Hutchinson, 1972), до-
ступности городов на речной сети средневековой Сербии (Carter,
1969) и России (Pitts, 1965), изменения структуры дорожной сети
Канады в XVI1I-XIX веках (Burghardt, 1969; Goheen, 1990), Джорд-
жии-Каролины в 1670-1900 гг. (Weaver, 1972) и Османской импе-
рии в 1856-1918 гг. (Schoenberg, 1977).
Имитационные модели роста транспортных сетей, основанные на
использовании теории графов (Structure of..., 1962; Garrison, Marble,
1965; Kolars, Malin, 1970; Ashworth, Bradber, 1977; Black, 1969,1971; Boyce,
1963), воспроизводили реальные тенденции роста сетей в прошлом. Ос-
новными методологическими проблемами этих моделей являлись адек-
ватная привязка идеальных метрик «проигрываемого» пространства к
реальной метрике территорий и интерпретация имитированных резуль-
татов. Наиболее удачными оказались вероятностные модели эволюции
сетей, предлоягенные Л Брауном (Rrown, 1Q6S) и К Вернером (Werner,
1971). В первой модели на плоскости со случайно размещенными точ-
ками осуществляется случайное их соединение. Во второй модели на
примере роста сети железных дорог земли Шлезвиг-Гольштейн (Гер-
мания) имитируется эволюция графа сети путем случайного отбора пар
вершин с заранее заданным их числом.
/5* Модели роста и территориальной экспансии сетей.
Использование теории графов для описания динамики топологической
структуры транспортных сетей ограничивалось только количественной
оценкой изменения индексов Канского, но сам процесс, последователь-
ность смены структур не изучались. Чисто количественный анализ от-
влекал от моделирования процесса роста сеги. Поэтому внимание мно-
гих исследователей привлекало описание самого процесса развития сети,
того, как формируется ее конфигурация.
Первым среди них был Л. Лаланн, который обнаружил ряд ус-
ложняющихся структур сетей: от простых треугольных циклов к
скоплениям их в шестиугольные фигуры.
Ф. Ратцель подробно описывал основные закономерности раз-
вития сети путей сообщения в главе 17 «Сообщения как средство
преодоления пространства» своей книги «Политическая география»
(Ратцель, 1898-99) так:
«Сеть дорог — необходимая составная часть государственного существо-
вания, нуждающегося в быстром и правильном обмене известий между цент-
ром и периферией ... Развитие сети путей сообщения начинается в неболь-
шой области и затем охватывает все большие пространства, которые и
стремятся освоить вплоть до их естественных границ. По мере того как с
большей интенсивностью осваиваются пространства, растут и артерии сно-
шений, место множества мелких дорог занимают немногие главные пути».
Ратцель отмечает следующие тенденции развития сети путей
сообщения в государстве: 1) увеличение числа дорог; 2) рост дли-
ны дорог; 3) прокладка дорог в направлении кратчайшего соеди-
нения; 4) перенесение путей из мест случайно выбранных трасс в
наиболее подходящие; 5) рост роли сообщений (видов транспорта)
в овладении пространством.
«Пути транспорта стремятся образовать сеть... Сначала две точки со-
единяются дорогой, которая затем вытягивается После этого возникают
многократные излучения, параллельные дороги, поперечные соединения
транспортной сети. Петли этих транспортных сетей становятся меньше и
многочисленнее < ... > Форма сети изменяется с ростом числа петель в на-
правлении наиболее длинных линий и наименьшего угла. Разветвления до-
рог преграждают всегда расширение сети в исходных точках разветвления*
(Ratzel, 1923).
Ратцель подметил ряд закономерностей формирования конфигура-
ции транспортной сеги, которых не видит ни один специалист-транспор-
тник, чье мышление не связано с картой. К ним относятся расширение
транспортной сети в пределах определенного пространства, магистрали-
зация отдельных путей во времени, эволюция размещения отдельных
трасс, стремление отдельных путей образовать связанную транспортную
сеть. Ратцель выделил и такие структурные изменения транспортной
сети, как многократное излучение дорог из поселений, создание парал-
лельных дорог и поперечные их соединения. Наиболее продуктивной
является идея о петлях (замкнутых кон гурах, циклах в нашей термино-
логии. - С. Т.), из которых слагается развитая транспортная сеть. Эти
контуры, охватывая территорию, постепенно дробятся, число их растет,
увеличивается густота транспортной сети. Рост сети идет в направле-
нии главных осей развития территории. Таким образом, Ратцеля можно
считать первым географом, который выявил самые общие закономер-
ности роста транспортной сети.
А. М. Якшин (1938) предложил стадиальную модель разви-
тия транспортной сети города. Рост сети он разбивает на 8 этапов:
1) увеличивается число направлений, связывающих центр с перифе-
рией. и они связываютс я с центральной тинией: 2) периферийные
направления смыкаются, минуя центр; плотность сети в центре уве-
личивается; образуются кольцевые направления; 3) отдельные со-
единительные участки сети и кольцевые направления становятся
предпосылкой дублирования основных центральных магистралей;
4) двойные связи (две параллельные магистрали) формируются на
всем протяжении города или на бульшей части его длинного изме-
рения; 5) в сложных сетях увеличение плотности сети приводит к
образованию тройных связей (трех параллельных магистралей) в на-
правлении более длинного измерения города; 6) очень сложная
транспортная сеть занимает главные и второстепенные улицы, про-
исходит магистрализация сети; 7) развиваются сложные маршрутные
системы и появляются заторы транспорта на центральных магистра-
лях; 8) перебои в работе транспорта приводят к созданию внеулич-
ных магистралей скоростного транспорта с большой провозной спо-
собностью, которые секут территорию города насквозь.
Особое внимание в этой схеме уделено изменению отношения центр-
периферия, числа направлений от центра, дублированию и маршрутизации,
избыточности и надежности всей сети, плотности сети.
Изучив процессы роста железнодорожной и автодорожной се-
тей Ганы, Нигерии, Восточной Африки, Малайи и Бразилии, Э. Таафе,
Р. Моррил и II. Гулд (Taafe, Morrill, Gould, 1963) разработали стадиаль-
ную модель роста транспортных сетей прибрежных территорий в ходе
их колонизации. В своем развитии транспортная сеть, согласно этой
молели. прохплит 6 ета.лий
1. Дисперсные (рассеянные) порты. Вдоль берега возникают неболь-
шие порты, каждый из которых имеет свой небольшой хинтерланд Хинтер-
ланды соседних портов удалены друг от друга и не имеют общих точек со-
прикосновения. Связь между ними осуществляется случайными заходами
рыболовных судов и нерегулярной сухопутной торговлей. От каждого порта
в глубь территории идет одна дорога.
2. Появление линий проникновения и концентрация портов. Конку-
ренция портов при возрастающем объеме торговли приводит к выделению
главных портов — береговых центров. Последние концентрируют в себе
основные внешние связи страны Происходит расширение хинтерландов пу-
тем присоединения вновь освоенных областей, а также за счет частей хин-
терландов тех портов, которые имеют невыгодное экономико-географичес-
кое положение. Концентрация деятельности в центрах побережья приводит
к необходимости изменения технологии транспорта и, следовательно, к ус-
корению сообщений. Образуются линии проникновения в глубь континента
(трассы освоения), а на их концах — периферийные центры освоения. Ли-
нии проникновения в районе главного порта разветвляются, образуя пучок
дорог.
3. Развитие боковых ответвлений. Трассы освоения начинают ветвить-
ся на всем их протяжении, а в местах их разветвления образуются узлы —
экономические центры второго порядка. Они располагаются приблизительно
на одинаковом расстоянии друг от друга. Концевые периферийные центры и
главные порты по-прежнему увеличиваются в размере. Новые центры по-
рождают густые пучки местных дорог, обслуживающих пригороды и ближай-
шие местности Хинтерланды полностью смыкаются, и между ними склады-
ваются отношения иерархии.
4. Начало взаимного связывания. Начинается связывание дендритных
линий и соседних трасс освоения, происходит окончательное перераспреде-
ление хинтерландов. Береговые и внутри континентальные центры увеличи-
ваются Появляется дорога, соединяющая береговые центры, расположен-
ные вдоль побережья. Происходит дальнейшее ветвление дорог вокруг
центров более низких рангов. Количество исходящих из них дорог становит-
ся мерой их иерархии в системе поселений.
5. Полное связывание Сеть приобретает полициклический рисунок
При связывании всех главных центров образуются новые транзитные маги-
страли через всю территорию ио диагоналям, на пересечении которых с
прежними трассами освоения образуются новые города.
6 Образование главных магистралей Среди всех экономических цент-
ров территории в результате их конкуренции выделяется один столичный
центр внутри континента, связанный кратчайшей дорогой с плавным пор-
том. Дороги между всеми сверхцентрами магистрализуются
Модель Таафе-Моррила-Гулда стала весьма популярной среди
гсографоо, так как описывала и объясняла последовательность транс-
портного освоения колонизуемой (и вообще новой) территории не
только топологически, но и учитывала при этом иерархию центров, на-
правление основных транспортных потоков. Этой моделью роста транс-
портной сети воспользовались А. Экстрём и М. Вильямсон (Ekstrom,
Williamson, 1971) для теоретических исследований 11. Риммер (Rimmer,
1967) применил ее для изучения процесса транспортного освоения Но-
вой Зеландии, У. Стэнли (Stanley, 1970) - Либерии, Дж. Хэфнер
(Hafner, 1972) - сети шоссейных дорог Таиланда, Т. Лайнбах (Leinbach,
1975) - Малайи, Д. Хиллинг (Hilling. 1977) - Ганы. К. Дасгупта
(Dasgupta, 1982) - транспортной сети долины реки Брахмапутра, О. Адо-
ба (Aloba, 1983) - транспортной сети Нигерии.
Р. Лэйчин (Lachene, 1965) разработал теоретическую стадиальную мо-
дель роста транспортной сети гипотетической однородной, внутриконтинен-
тальной территории, выделив 4 стадии ее развития; появление центров,
иерархизация дорог, возникновение главных центров, поляризация сети.
П. Хаггет и Р. Чорли (Haggett, Chorley, 1969), обобщив все ранее
предложенные стадиальные модели роста транспортных сетей, выдели-
ли 4 стадии: начальную, дифференциации локальных узлов, их взаимо-
действия, дифференциации региональных узлов. Основным недостат-
ком всех стадиальных моделей роста сетей является отсутствие ясных
критериев выделения стадий. Тем не менее они очень наглядно описы-
вают и объясняют последовательность роста.
Б. Б. Родоман (1994) предложил теоретическую модель эволюции
моноцентрических транспортных сетей: сеть из радиальной постепенно
трансформируется в хордово-радиальную и радиально-кольцевую с хор-
дами; затем происходит замыкание концов и образуется усложненная
решетчатая структура в ее ядре (циклический остов в нашей термино-
плгии — С. Т.) Им выявлено несколько процессов сетеобразоваиия:
радиализация, ортогонализация, хордизация, циркулизация, фасцикуля-
ция. В отличие от всех предыдущих моделей развития сетей, в модели
Б. Б. Родомана подчеркивается цикличность процесса эволюции кон-
фигурации сети.
14. Анализ пространственных закономерностей разви-
тия и взаимодействия транспортных сетей. Первые законо-
мерности в пространственном устройстве транспортных сетей были
выявлены И. Колем и Л. Ладанном в середине XIX века Впослед-
ствии А. Геттнер утверждал, что одной из задач географии транспорта
является .«понимание ... сети транспортных артерий <... > Теория
транспортной сети необходима в дальнейшей разработке [проблем гео-
графии транспорта. - С. Т.] ... Сеть является выражением определен-
ной закономерности с... > 1 еография транспорта должна принципиаль-
но стремиться к нахождению законов».
С. В. Бернштейн-Коган (1930, с. 456), наоборот, отрицал возмож-
ность нахождения закономерностей: «... сложность и запутанность рас-
пределения по поверхности земного шара путей сообщения ... настоль-
ко велика, что заставляет сомневаться в возможности установления в
географии транспорта каких-либо географических (или пространствен-
ных) закономерностей ... Изучение транспорта с географической точ-
ки зрения должно иметь своим объектом ... индивидуализированные
сети совокупно действующих путей сообщения ...» Скепсис Бернштей-
на-Когана был отвергнут в ходе количественной революции и приня-
тия пространственного анализа в качестве основной парадигмы геогра-
фии человека. С этого момента среди географов укоренилось
номотетическое представление о характере исследований. Поиск зако-
номерностей стал их основной задачей.
В 1960-1980-е гг. номотетические исследования сводились к по-
иску статистических связей между экзогенными факторами и слож-
ностью конфигураций транспортных сетей. Набор статистических
«факторов»- для корреляционного анализа впервые в 1сиграфии транс-
порта был использован К. Канским (Kansky, 1963). Им были взяты
статистические показатели, описывающие те или иные стороны пре-
жних классических факторов, - уровень экономического развития,
уровень демографического развития, средние высоты рельефа, размер
страны (площадь), конфигурация (форма очертания) территории. На
примере 25 стран Канский обнаружил тесную связь между формой
сети и душевым доходом, между уровнем экономического развития
страны и степенью ее связности. Статистический анализ связей позво-
лил обнаружить взаимообусловленную коэволюцию пространственных
и функциональных характеристик; возникло представление о сопря-
женном соразвитии.
Г. А. Гольц (Гольц, 1971) проанализировал многолетние тенден-
ции развития сетей железных дорог, автомагистралей и местных ав-
тодорог по 10 странам. С помощью вневременного регрессионного
анализа одновременно всех данных были получены уравнения, опи-
сывающие взаимосвязи основных факторов развития местной дорож-
ной сети (численность городского и сельского населения, количество
хозяйств, населенных пунктов, национальный доход, чистый доход сель-
ского хозяйства, земельный фонд, протяженность основных магистра-
лей) и характеристик местной автодорожной сети (в т. ч. густоты
сети). Конфигурация сети в этой модели не учитывалась, но опосре-
дамммо присутствие хпя в cptpbhv new я Эйтелях
Поиск пространственных закономерностей сетей стал главной це-
лью нового направления исследований - геосетевого анализа
(Haggett, 1967; Haggett, Chorley, 1969; Хаггет, 1971), основной идеей
которого стало тождество геометрии речных сетей, транспортных
сетей и сетей районирования. Все сети по наличию или отсутствию
циклов и дендритов П. Хаггет и Р. Чорли делят на три класса - вет-
вящиеся, циклические и барьерные. Ими были изучены основные
топологические и геометрические свойства этих сетей.
Недостаточное внимание уделялось изучению пространственно-
го взаимодействия сетей различных видов транспорта на одной тер-
ритории. Пока преобладают вербальные декларации о том, что раз-
личные виды транспорта взаимодействуют, у каждого из них есть
своя «пространственная» ниша, особые территориальные функции, но
пространственные закономерности такого взаимодействия так до сих
пор и не изучены. Исключением является работа Б. Б. Родомана
(1999), в которой выделены такие типы пространственного взаимо-
действия транспортных сетей, как конкуренция, взаимопомощь, нейт-
ральность. Эта идея, высказанная Родоманом еще в 1976 г., нашла
развитие в нашей работе 1989 г., где выявлены типы пространствен-
ного взаимодействия сетей разных видов транспорта на одной тер-
ритории (главным образом в большом городе) (Тархов, 1989, глава
2 и §4 главы 4).
Также слабо изучено взаимодействие конфигурации транспортной
сети и конфигураций других географических систем. Не следует пу-
тать его с анализом функциональных (неконфигурационных) связей
между транспортными сетями и расселением. Здесь речь идет о вза-
имодействии конфигураций (пространственных структур), а не о взаи-
модействии самих объектов. Наиболее важным при этом могло бы
стать изучение конфигурационных функций транспортной сети в про-
странственной организации сети поселений и экономических центров,
экономических районов. Небольшая «брешь» в этом направлении «про-
бита» А. Л. Валесяном, который выявил феномен синхронизации в раз-
витии пространственных структур городского расселения и транспор-
тной сети (Валесян, 1994,1995).
§4. Основные тенденции развития исследований
в области географического изучения конфигураций
транспортных сетей
Исторически географическое изучение конфигураций транспорт-
ных сетей шло от идиографического описания (наивной пространствен-
ной морфологии и констатации зависимости структуры сетей от вне-
шних факторов) к нормативному моделированию (конструированию
идеальных и изучению абстрактных конфигураций) и номотетическо-
му анализу (изучению основных пространственных свойств сетей, конк-
ретных конфигураций и анализу их морфологии).
Изменялись со временем и представления о конфигурации
транспортных сетей. Сначала преобладало представление о ней как о
непознаваемом сложном рисунке (со ссылкой на карту), которое за-
тем сменилось редукцией конфигураций к идеальным геометрическим
фигурам (шестиугольникам, эллипсам и т. д.) или типам конфигура-
ций. Позже стали доминировать аналитические представления с «раз-
ложением* сети на элементы и части или описанием ее геометри-
ческих и топологических свойств. Конфигурации в идиографических
и некоторых нормативных моделях рассматривались как второстепен-
ное, фоновое явление (они не изучались как таковые, а сеть своди-
лась к отдельным трассам и магистралям), а в номотетических стали
главным предметом исследования. В настоящее время конфигурация
понимается как пространственная структура со своими собственны-
ми, имманентными морфологическими свойствами, которой присущи
саморазвитие и квазиестественность.
Наукометрический анализ публикаций в географических издани-
ях, а также в ряде других, в которых имелась географическая трак-
товка вопроса, за 1841-2002 гг. (71 отечественная и 257 иностран-
ных работ, включая авторские), позволил выявить следующие
тенденции в развитии географического изучения конфигураций
транспортных сетей. Большинство работ было опубликовано на анг-
лийском (53%) и русском (22%) языках, а также на немецком (9%),
польском (0%), французском (4%) и других языках (6%). В 1960-
1970-е гг. лидировала англо-американская школа географии. Затем
число публикаций в западных странах стало уменьшаться, но увели-
чиваться в странах Восточной Европы (особенно в Польше) и Азии.
Пик повышенного интереса к изучению конфигураций транспортных
сетей (74% всех работ) пришелся на 1960-80-е годы (см. табл. 1).
В 1980-1990-е гг. число публикаций постепенно сокращалось. Та-
ким образом, в течение последнего десятилетия произошел заметный
спад интереса к географическому изучению конфигураций транспорт-
ных сетей.
Таблица 1
Динамика числа географических публикаций
по конфигурациям транспортных сетей
Г ПАЫ Иностранные публикации Отечественные публикации Иго г г»
статьи КНИГИ ИТОГО статьи КНИГИ ИТОГО
1863-1913 8 3 11 1 - 1 12
1923-1940 4 6 10 2 3 5 15
1947-1961 8 8 16 1 1 2 18
1962-1966 12 13 25 4 1 5 30
1967-1970 21 10 31 3 - 3 34
1971-1974 28 6 34 10 1 13 47
1975-1978 26 6 32 7 2 9 41
1979-1982 26 7 33 7 2 9 42
1983-1986 19 3 22 7 1 8 30
1987-1990 11 3 14 4 3 7 21
1991-1995 10 3 13 6 1 7 20
1996-2000 12 4 16 3 1 4 20
Hiuiu 185 72 257 55 16 71 326
Структура публикаций по основным направлениям также менялась.
Если в конце XIX века - начале XX вв. преобладали общегеографи-
ческие и теоретические работы, либо связанные с анализом плотности
транспортных сетей, то в 1960-1980-е гг. большинство публикаций было
посвящено использованию методов теории графов для изучения струк-
туры сетей отдельных территорий (в основном в статике). Публикаций,
где применялись методы теории графов, за период с 1960 по 2000 гг.
выявлено 144 (т. е. 52%), причем пик этих работ пришелся на 1970-е и
1980-е годы (табл. 2). В период с 1960 г. по 2000 г. было опубликова-
но 39 работ по анализу транспортной (в т. ч. топологической) доступ-
ности узлов транспортной сети, по оптимальной геометрии транспорт-
ных сетей - 21 работа, по типизации сетей - 13, с использованием
нормативных моделей - 8.
В настоящее время изучение конфигураций транспортных сетей пе-
рестало быть столь популярным, как 20 лет назад. Это объясняется мно-
гими причинами, в т. ч. сменой парадигм западной географии челове-
ка - переходим в 1980-е годы от идеологии npovipancitfcnnuio анализа
к гуманистической географии. Другой причиной спада интереса к про-
странственному анализу конфигураций транспортных сетей были отно-
сительная ограниченность и неполная адекватность ряда математичес-
ких и математико-статистических методов, часто весьма абстрактных, не
учитывавших сложность метрики и топологии самих транспортных
сетей.
Таблица 2
Число публикаций по отдельным направлениям исследований
Годы С использованием теории графов (% от всех работ) в т. ч. анализ динамики с использованием теории графов Анализ статики Анализ динамики Всего работ
1960-69 25 (43%) 6 42 16 58
1970-79 65 (64%) 11 77 24 101
1980-89 40 (53%) 9 54 22 76
1990-99 14 (32%) 4 34 10 44
Итого 144 (52%) 30 207 72 279
Третья причина состоит в том, что полученное в пространственно-
аналитических исследованиях знание было неполным, недостаточным
как в теоретическом, шкив методологическом отношении. Работы по
анализу структуры транспортных сетей с использованием теории гра-
фов оказались однотипными, давали легко предсказуемые, тривиальные
результаты. Все это было связано с неадекватностью простых методов
описания сложной структуре самих сетей.
Несмотря на угасающий в последнее десятилетие интерес к изуче-
нию конфигураций транспортных сетей, это направление исследований
остается актуальным как в научном, так и в прикладном аспектах. Не-
полное знание о конфигурациях транспортных сетей и закономернос-
тях ИХ ЭВОЛЮЦИИ тормозит создание объединительной теории террито-
риальных структур, о которой давно говорят и мечтают многие
географы. Именно этот мотив - получить совершенно новое, более глу-
бокое знание о конфигурациях транспортных сетей, их эволюции - стал
основным для проведения настоящего исследования.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1
Анализ литературы по теме позволил выявить 14 основных на-
правлений исследований, в которых преобладают элементы
либо дескриптивной, либо нормативной, либо номотетической
методологии.
У большинства предшественников часто преобладало гипертро-
фированное внимание к частным геометрическим свойствам
конфигураций транспортных сетей (треугольники, шестигран-
ники, радиусы, хорды, ортогонали) за счет более существен-
ных, фундаментальных — топологических. У них не было чет-
кого понимания принципиальности двух главных типов
формы транспортных сетей — древовидных и циклических. С
ранних пор доминировало своего рода вкусовое предпочтение
того или иного. Между тем в них содержатся два ключевых и
противоречивых принципа строения сетей географических
коммуникаций, создаваемых на суше человеком: принцип эко-
номии (форм и расстояний) и принцип надежности связи.
Они почти равнозначны, и второй имеет не менее важное
значение, в т. ч. при принятии отдельных сетеобразующих
решений, чем первый (например, строительство БАМ), хотя
это недостаточно осознается многими как теоретиками, так и
практиками
Тот факт, что при создяими транспортной сети люди руковод-
ствуются (и должны руководствоваться) не только соображе-
ниями экономичности и, тем более, не сиюминутной, скорой
окупаемости, но думают о долговременной перспективе, мно-
гочисленных косвенных и мультиплицирующих эффектах, из-
вестен давно и отражен во многих трудах по экономике и гео-
графии транспорта. Обычно при этом ссылаются на
межотраслевые выгоды и взаимосвязи. Но авторам этих трудов
обычно невдомек, что это имеет четкое эволюционно-морфо-
логическое выражение — именйо в стремлении транспортных
сетей к образованию замкнутых контуров — циклов.
Работ по изучению роста сетей, динамики их конфигурации
за последние 40 лет было опубликовано в три раза меньше,
чем по изучению статики, а специальных работ, посвященных
анализу закономерностей эволюции, совсем немного. В этих
исследованиях не были выявлены топологические зако-
номерности эволюции транспортных сетей. Это был
преимущественно, анализ топологических структур в динами-
кс с использованием простых индексов Канского по произ-
вольно избранным временным срезам (например, через каж-
дые 10 или 20 лет). Время в них рассматривалось как вне-
шняя, абстрактная шкала изменений; представление о его
характерности (зависимости быстротечности и событийности
времени от структуры самого объекта) отсутствовало. Для
объяснения процесса экспансии транспортной сети использо-
валась стадиальная модель Таафе — Моррила — Гулда
Обзор исследований по теме показал, что никто до сих пор
не изучил динамические топологические закономерности эво-
люции конкретных транспортных сетей. Работ в этой обла-
сти нет ни в географии транспорта, ни в теоретической гео-
графии, ни в транспортной науке, ни в прикладной теории
графов. Проблема как раз и состоит в том, что эти зако-
номерности до сих пор не изучены Для ее решения не-
обходим новый подход. Это заставило нас провести собствен-
ное исследование эволюции конкретных транспортных сетей
стран, регионов, городов. Анализ изменения большого числа
конфигураций этих сетей за продолжительные исторические
периоды позволил нам сконструировать не только новую ме-
тодологию изучения процессов эволюции этих конфигураций,
но с ее помощью и выявить эти закономерности. Данная ме-
тодология учитывает особенности морфологического и тополо-
гического строения транспортных сетей конкретных террито-
рий (стран и регионов) и городов. Она состоит из двух частей:
топоморфологическо! и анализа структуры транспортных сетей и
анализа процессов ее эволюции
ГЛАВА 2
ТОПОМОРФОЛОГИЯ
И КЛАССИФИКАЦИЯ КОНФИГУРАЦИЙ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
$1. Топологические и геометрические свойства
конфигурации
Анализ конфигураций географических объектов - традиционное
направление физической географии. Экономико-географы стали изу-
чать конфигурации своих объектов сравнительно недавно. Это на-
правление социально-экономической географии получило название
пространственного анализа. Основная его задача - изучение про-
странственного строения (морфологии) территориальных структур
хозяйства, расселения и социально-культурной сферы.
Термин «конфигурация» обычно трактуется как внешние очер-
тания и взаимное расположение частей чего-либо. Э. Б. Алаев (1983,
с. 57-58) подчеркивал, что в социально-экономической географии
укоренилось представление о конфигурации как о «внешней форме
географического образования», тогда как правильнее было бы опре-
делять ее как «топологическую характеристику элементов системы, их
взаиморасположение и взаимоотношение в геопространстве». Таким
образом, конфигурация обладает двумя группами пространственных
свойств - геометрическими (форма) и топологическими (взаимное
расположение частей).
Конфигурация (пространственная структура, пространственное
строение) транспортных сетей, как и конфигурации любых других
объектов, также обладает геометрическими и топологическими свой-
ствами. Но они отличаются от аналогичных свойств площадных и
точечных территориальных систем тем, что транспортная сеть носит
линейно-дискретный характер.
Будучи линейно-дискретными, конфигурации транспортных се-
тей схожи с конфигурациями речных сетей. Однако транспортные
сети отличаются от гидросетей тем, что у них есть замкнутые конту-
ры. которые могут сочетаться с ветвящимися структурами. Это раз-
личие объясняется тем, что речные сети формируются природой по
принципу экономности, тогда как транспортные сети - человеком и
одновременно по двум принципам - экономичности и надежности
сообщения.
Основными топологическими свойствами конфигурации транс-
плртных сотой являются пространственная сплапучо я паилиривап*
ность, взаимоупорядоченность элементов (их взаимное расположение),
отношения соседства, цикличность и разветвленность линейных эле-
ментов сети; геометрическими свойствами элементов транспортной
сети - форма отдельных транспортных линий и замкнутых циклов,
форма циклического остова и топологических ярусов, компактность
фигуры (в г. ч. выпуклость и вогнутость), углы между ветвями ден-
дрита. П. Хаггет и Р. Чорли (Haggett, Chorley, 1969) относят к гео-
метрическим свойствам сетей также пространственную плотность
сети (что спорно), ориентацию фигуры основного контура сети, типы
формы, характер метрики (spacing), кривизну линий, сходство реаль-
ных форм с идеальными фигурами.
Для конфигурации транспортной сети более важными простран-
ственными свойствами являются топологические, а не геометрические
свойства, что подчеркивает в ряде своих работ В. Н. Бугроменко (1985,
1987). Это связано с тем, что топологические отношения частей к цело-
му выше геометрических, так как последние отражают пространствен-
ные свойства отдельных элементов и компонентов сеги. Таким образом,
геометрические свойства - это элементарные свойства, тогда как топо-
логические - целостно-структурные. У конфигурации транспортной
сети в целом трудно обнаружить универсальные, единые для нее гео-
метрические свойства. Топология же выражает характер позиционного
устройства всей структуры в целом.
Именно поэтому большинство авторов, изучавших конфигурации
транспортных сетей, не могли однозначно описать тип их простран-
ственного устройства, так как изучали только их геометрические
свойства, абстрагируясь от ее топологических свойств.
Изучение топологических свойств конфигурации транспортных
сетей мы далее будем называть топологической морфологией (для крат-
кости - топоморфологией), а измерение этих свойств - топологичес-
кой морфометрией (или топоморфометрией). Геометрические свойства
конфигурации транспортных сетей в силу их второстепенности в этой
книге не рассматриваются. Их изучение требует специальных исследо-
ваний, а это уже другая научная проблема.
$2. Структурные элементы и компоненты
транспортных сетей
Топологические особенности конфигурации транспортных сетей
наиболее адекватно описываются понятиями теории графов (Харари,
1973; Оре, 1980). К ним относятся «вершина» (ее аналогом в транс-
портной сети является узел, транспортный пункт, город или поселение),
храбро*, (линия между вершинами графа, н транспортной срти — уча-
сток дороги или линии между узлами разветвлений или конечными
пунктами), «компонент» (часть сети, выделенная по морфологическому
или функциональном)' признаку), «дерево» (ветвящаяся сеть без замк-
нутых контуров), «цикл» (замкнутый контур в сети), «топологический
диаметр» (кратчайшее расстояние между двумя наиболее удаленными
точками сети; как правило, измеряется либо числом ребер на маршруте
этого диаметра, либо метрической длиной).
Используя эти понятия, а также типы топоморфологических
структур, выявленные при эмпирическом анализе большого числа
транспортных сетей разных стран, регионов и городов, мы разрабо-
тали специальную терминологию и методику описания топологичес-
кого строения транспортных сетей. Обнаружено (Тархов, 1981, 1989),
что все сети состоят из повторяющихся, морфологически однотип-
ных конфигурационных частей. Более простые из них мы назвали
структурными (топоморфологическими) элементами, а более слож-
ные - структурными (топоморфологическими) компонентами
(они состоят из нескольких элементов).
К структурным элементам относятся циклы (замкнутые кон-
туры сеги; см. рис. 1) и ветви, а к компонентам различные про-
странственные сочетания этих элементов, которые имеют относи-
тельную конфигурационную выраженность, целостность. Те части
сети, которые оторваны от остальной сети, т. е. изолированы от
нее (не имеют с ней ни одной связи), называются автономными
компонентами.
1 2
Рис. 1. Структурные элементы транспортных сетей
1 - цикл, 2 - ветка, пунсонами обозначены вершины сети
По наличию и сочетанию в сетях ветвей и циклов все транспор-
тные сети делятся на три типа (см. рис. 2): деревья (ациклические
сети; состоят только из ветвей, в них нет циклов); циклические сети
(состоят из циклов и ветвей); ячеистые сети (состоят только из
одних циклов) Наименее однородны в морфологическом плане цик-
лические сети, так как в них могут встречаться самые неожиданные
комбинации ветвящихся и циклических элементов и компонентов.
Деревья более однородны, гак как комбинации из ветвей не столь
разнообразны. Ячеистые сети - самые гомогенные структуры - раз-
личаются только по числу циклов и очертаниями формы цикличес-
ких остовов. Эти сети - крайне редкое явление на земной поверх-
ности (главным образом встречаются на островах или в замкнутых
пространствах).
Циклические сети состоят из циклических и ациклических
структурных компонентов. К циклическим компонентам относятся
циклические остовы, петли, острова, цепи циклов, сдвоенные петли; к
ациклическим — внешние, внутренние и соединительные дендриты
(см. рис. 3).
Рис. 2. Тины ipaHciiopiHbix се(ей ни наличию
в них циклических элементов
Циклический остов (или просто л остов») представляет собой
такое скопление циклов, каждая пара которых имеет, по крайней мере,
одно общее ребро. Как правило, в сети формируется один остов. Одна-
ко в некоторых сетях из-за полицентризма территориальной структуры
возникает несколько остовов, которые могут быть отделены друг от
друга дендритами или единичными циклами либо связаны через вер-
шины сочленения. В этом случае среди всех остовов выделяется один
главный (в нем больше всего циклов; на рис. 3 - это остов О(), а ос-
тальные являются побочными (на рис. 3 - О2 и О3). Побочный ос-
тов, которой имеет единственную общую вершину с главным остовом
(она в теории графов называется «вершиной сочленения*), являет-
ся петлевым (О3). Бывают крайне редкие случаи, когда три и более
петлевых остова соединяются последовательно в цепь остовов.
Кроме остова, в циклической сети могут иметься отдельно от-
стоящие от него изолированные единичные (внеостовные) циклы.
I II III IV V VI VII VIII IX X
Рис. 3. Топоморфологические части циклических транспортных сетей
I - границы циклических остовов и топологических ярусов. Жирная циф-
ра - номер яруса, простая цифра - номер цикла. Остовы: О, - главный, О2~
простой побочный, О3 - петлевой Топологические ярусы главного остова:
первый - циклы №1-8, второй - циклы №9-15, третий - циклы №16-18.
Топологические ярусы в побочном остове О,: первый - циклы №19-22;
в петлевом остове О3: первый - циклы №23-26. 11 - внеостовные циклы:
О4 и О, - циклы-острова, П - цикл-петля, СП - сдвоенная петля, ЦЦ -
цепь циклов III - соединительные дендриты; IV - внутренние дендриты;
V - внешние дендриты; VI - ребра циклических структур; VII - ребра
автономного компонента-дерева; VIII - корневые вершины дендритов;
IX - вершины разветвления; X - узлы сочленения
АК-1 и АК-2 - автономные компоненты
Единичный цикл, не имеющий с остовом общей вершины сочле-
нения, называется циклом-островом (на рис. 3 это циклы О( и
О.). Если такой цикл имеет одну общую с остовом вершину, он на-
зывается циклом-петлей (на рис. 3 обозначен «П»). Несколько пе-
тель с общими вершинами сочленения могут образовать цепь цик-
лов (на рис. 3 такая цепь показана как «ЦЦ»). Цепь из 2 петель
образует сдвоенную петлю (на рис. 3 - «СП»).
Ацигг лки₽ски₽ компоненты — дендриты — в зависимости от свое-
го положения по отношению к циклическим компонентам, разделяются
на внешние (расположены снаружи циклических остовов, островов, пе-
тель; обозначены на рис. 3 штриховым пунктиром «V»), внутренние
(находятся внутри остова или цикла; на рис. 3 - зубчатые линии «IV»)
и соединительные (связывают отдельно отстоящие остовы и вне-
остовные циклы; на рис. 3 - точечный пунктир «III»), Вершина, общая
для дендрита и циклического компонента, называется корнем дендрита.
От нее выделяются топологические ярусы разветвления этого дендрита.
Многие циклические остовы транспортных сетей очень сложны
(число циклов в них можег доходить до нескольких тысяч). На геогра-
фической карте они выглядят как сплошное кружево циклов, которое,
как кажется на первый взгляд, совершенно невозможно количественно
измерить или однозначно описать. Для упорядочения и структуриро-
вания таких сложных по составу циклических остовов нами (Тархов,
1981, 1983, 1989) предложен метод морфологического их расчленения
на циклические топологические ярусы (в дальнейшем для краткости
будем использовать термин «ярусы»). Число таких ярусов является
главной топоморфологической характеристикой любой циклической
транспортной сети, мерилом ее сложнис|ц. Оно и положено нами в
основу классификации и типологии всех конфигураций транспортных
сетей.
Каждый топологический ярус остова представляет собой замкну-
тую кольцеобразную полосу циклов (наподобие древесных колец на сре-
зе срубленного дерева). Они выделяются от внешней границы остова,
так как выделение из центра нарушает концентричность ярусов, и они
получаются разомкнутыми (в этом случае возникает неразрешимая про-
блема нахождения единственного центра сети). Каждый следующий, бо-
лее высокий по нумерации, ярус расположен внутри по отношению к
предыдущему. Выделение этих ярусов идет от внешней границы остова
по направлению к его центру до тех пор, пока все циклы остова не бу-
дут отнесены к тому или иному топологическому ярусу.
Методика выделения этих ярусов следующая.
Сначала выделяется первый топологический ярус, в который входят
все циклы, имеющие хотя бы одну общую вершину или ребро с внешней
границей остова, На рис. 3 в первый ярус главного остова попадают циклы
№№ 1 — 8. Выделение циклов следует осуществлять вкруговую (по или про-
тив часовой стрелки; направление движения значения не имеет) Таким об-
разом, к первому топологическому ярусу отошли все циклы, имеющие «вы-
ход» на внешнюю границу остова. Внешняя его граница выделена жирной
линией с цифрой «1», а внутренняя — жирной линией с цифрой «2».
После выделения первого яруса в центре остова остались внутренние
циклы, которые не вошли в состав первого яруса, и здесь можно выделить
ртч? несколько топологических ярусов. Следующий. второй топологический
ярус выделяется путем обхода вкруговую вдоль внутренней границы первого
яруса (она является одновременно внешней границей вновь выделяемого 2-го
яруса). Все циклы, имеющие одну общую с внутренней границей первого яру-
са вершину или ребро, образуют второй ярус. В него на рис. 3 попали циклы
№№9—15. Внешняя граница этого второго яруса обозначена жирной линией
с цифрой «2», а внутренняя — жирной линией с цифрой «3».
После выделения второго яруса в центре остова остались еще циклы, не
попавшие в два первых яруса. Здесь можно выделить еще один, третий то-
пологический ярус — путем обхода вкруговую циклов вдоль внутренней гра-
ницы 2-го яруса, которая становится одновременно внешней границей 3-го
яруса. В состав 3-го яруса вошли три оставшихся цикла — №№16—18.
В главном циклическом остове транспортной сети, изображенной
на рис. 3, можно выделить только 3 топологических яруса. Побочные ос-
товы О, и О, состоят каждый только из одного такого яруса, так как все
их циклы имеют общие вершины или ребра с их внешней границей.
Для описания особенностей топологической структуры сетей-де-
ревьев и дендритов циклических сетей в них выделяются ярусы
разветвления. Число таких ярусов разветвления (обозначается <К>)
равно величине, на единицу’ большей числа вершин с разветвлениями на
самом длинном в сети топологическом маршруте (топологическом диа-
метре). Выделение ярусов разветвления на дендритах циклических се-
тей ведется от их корня до самой удаленной от него вершины. Как пра-
вило, сети-деревья и дендриты циклических сетей имеют очень простую
морфологическую структуру, и выделение в них ярусов разветвления
не вызывает особых сложностей, которые возникают иногда при выде-
лении топологических ярусов в очень сложных циклических остовах с
несколькими сотнями циклов.
§3 . Тополюрфолозическое расчленение структуры
транспортных сетей
Чтобы описать структуру транспортной сети, определить класс ее то-
пологической сложности и измерить эту сложность, нами эмпирическим
путем разработана следующая схема расчленения сети на топоморфологн-
ческие части (структурные элементы и компоненты). Эта схема позволя-
ет не только идентифицировать конфигурацию всех транспортных сетей, но
и изучать процессы их эволюции Она включает следующие шаги.
1. Преобразовать транспортную сеть конкретной территории в
граф. В качестве его вершин берутся транспортные узлы, где разветвляют-
ся, пересекаются или заканчиваются дороги и транспортные линии. Участ
ки этих линий между вершинами являются ребрами графа
2. Нс связанные друг с другом изолированные части сети являются ав-
тономными компонентами.
3. Если в сети нет замкнутых контуров (циклов), она является дере-
вом. Если же такие циклы обнаружены, транспортная сеть является цикли-
ческом.
4 Если транспортная сеть является деревом, следует выделить в ней
топологический диаметр — кратчайшее расстояние (число ребер) между
двумя наиболее удаленными вершинами. На трассе этого диаметра опреде-
ляются все вершины разветвлений (вершины, из которых исходят 3 и бо-
лее линий). Затем определяется число ярусов разветвления, которое равно
числу вершин разветвления по трассе топологического диаметра плюс еди-
ница. Это число и является мерой топологической сложности дерева.
5. Если в транспортной сети есть хотя бы один цикл, она является цик-
лической. Если в ней нет древовидных компонентов (дендритов) и она со-
стоит только из одних циклов, то такая сеть является ячеистой. Ее слож-
ность определяется числом циклов.
6. Если в циклической сети есть хотя бы одна пара ijhkaob с одним об-
щим ребром, они образуют циклический остов (компактное ядро-скопле-
ние из нескольких сцепленных друг с другом циклов). Если же у двух со-
седних циклов общей является только одна вершина, они представляют
собой цепь циклов (или сдвоенную петлю). Если у двух соседних циклов
нет общей вершины, они являются циклами-островами. Единичный цикл,
имеющий одну общую вершину с циклическим остовом, является петлей
7. Выделить в сети все циклические остовы. Остов с наибольшим числом
циклов и топологических ярусов является славным, а остальные — побочными
8. В каждом остове необходимо выделить циклические топологические
ярусы, число которых является плавной топоморфологической характеристи-
кой сети. Они выделяются, начиная от внешней границы остова, в направ-
лении к его центру.
Первый топологический ярус выде.ляется путем кругового обхода всех
циклов, примыкающих к внешней границе остова (имеют с ней хотя бы
одну общую вершину или ребро). Направление и исходная точка обхода
(по часовой стрелке или против нее) выбираются произвольно, так как это
не влияет на процесс их выделения Совокупность циклов в этом внешнем
кольце образует первый топологический ярус остова. Следующий, второй
ярус выделяется путем кругового обхода вдоль внутренней границы первого
яруса (она одновременно является внешней границей второго яруса) и отне-
сением к нему тех циклов, которые имеют с згой границей хотя бы одну об-
щую вершину или общее ребро. Все эти циклы попадают во второй ярус.
Затем выделяется третий, четвертый и т. д. топологические ярусы до
тех пор, пока все циклы остова не будут отнесены к тому или иному яру-
су. Я рте с самым большим порядковым номером занимает самую сердцевину,
топологический центр остова и всей транспортной сети. В остове можно
единственным способом выделить лишь вполне определенное число таких
ярусов, которое зависит от уровня его топологической сложности.
9. Остальные компоненты циклической сети, которые не входят в со-
став циклов, циклических остовов, являются дендритами Если они располо-
жены снаружи остовов и циклов, то называются внешними, а если внутри
них — внутренними. Дендриты, расположенные между двумя и более цик-
лическими компонентами (остовами, островами, петлями), называются со-
единительными. Для каждого дендрита следует определить число ярусов
J0C1 ВЛСН ИЛ -
Такова общая последовательность расчленения транспортной сети
на топоморфологические элементы и компоненты. Проиллюстрируем ее
на двух примерах - сети железных дорог Зимбабве и автобусных мар-
шрутов Северного острова Новой Зеландии (на рис. 4-А и 4-В слева
представлена карта сети, справа - соответствующий каждой транспорт-
ной сети граф). Каждую сеть преобразуем в граф, выделяя в качестве
вершин все транспортные узлы, где расходятся более 2 дорог. Участки
дорог между ними являются ребрами графа.
Сеть железных дорог Зимбабве, преобразованная в граф, представ-
ляет собой дерево - в ней нет ни одного замкнутого контура дорог
(цикла). В ней также нет ни одного автономного компонента. Тополо-
гическая сложность структуры этой сети описывается числом ярусов
разветвления. Топологическому диаметру сети соответствуют маршру-
ты из пунктов А в пункты Б (эти пункты - самые удаленные вершины
сети). Таких маршрутов (как и самих вершин) в этой сети несколь-
ко, но все они имеют одинаковую топологическую длину — 9 ребер,
т. е. в пределах маршрута расположены 8 вершин разветвления. Таким
образом, в этой сети, являющейся деревом, имеется 9 ярусов разветвле-
ния (К = 8+1 = 9).
Сеть междугородных автобусных маршрутов Северного острова
Новой Зеландии является циклической - в ней есть циклы (всего их
35). Автономных компонентов здесь нет, но зато есть два циклических
остова: главный - в центральной части острова, побочный - к северу
от Окленда В главном остове выделяются два топологических яруса, а
в побочном только один. Кроме того, имеются три цикла-острова (они
заштрихованы) и одна небольшая петля, примыкающая с севера к глав-
ному остову. Остовы и внеостовные циклы (острова, петли) связаны
друг с другом соединительными дендритами (показаны пунктирными
линиями). На юго-востоке главного остова есть единственный внутрен-
ний дендрит. К обоим остовам и внеостовным циклам примыкают 5
простых внешних дендритов с одним ярусом разветвления (простые
ветви). Таким образом, сеть автобусных маршрутов Северного острова
Новой Зеландии является циклической, в ее главном остове имеется 2
топологических яруса.
Эта методика расчленения сети на топоморфологические части
проста и наглядна и позволяет давать не только количественную
оценку сложности структуры сети, но и ее однозначное вербальное
описание.
Рис. 4. Расчленение сетей на топоморфологические части
А - есть железных дорог Зимбабве в 1975 г. В - сеть автобусных линий
Северного острова Новой Зеландии в 1980 г. Слева исходные сети,
справа - граф этих сетей; 1 - вершины разветвлений, 2 - корни денлри
тов; остальные знаки - см. легенду к рис.З
§4 . Топоморфометрические показатели,
описывающие структуру транспортных сетей
Топоморфологическое расчленение транспортных сетей позволяет
описать топологическое строение сетей. Для измерения топологической
сложности сети этой процедуры недостаточно. Более подробную коли-
чественную характеристику всех топологических свойств конфигурации
транспортных сетей дают показатели, разработанные и предложенные
разными авторами Часть из них сконструированы нами путем адапта-
ции ряда теоретико-графовых понятий к конкретным топоморфологи-
ческим элементам и компонентам реальных транспортных сетей.
Здесь мы приводим общий их перечень. Эти показатели описы-
вают разные стороны топологической структуры. Многие из них отра-
жают несущественные свойства структуры. Другие слишком сложны
для вычислений. Третьи отображают лишь самые простые свойства.
Большинство из них по используются вообще, ряд имеют существенные
недостатки. Все они делятся на три группы: 1) теоретико-графовые (за-
имствованы из теории графов); 2) показатели, описывающие структур-
ные компоненты сетей; 3) показатели, описывающие сеть в целом.
1. Теоретико-графовые индексы полностью заимствованы из
прикладных разделов теории графов. К ним относятся: е - число
ребер в сети, v - число вершин в сети, р - число автономных ком-
понентов в сети, 5 - топологический диаметр сети (кратчайшее то-
пологическое расстояние между двумя наиболее удаленными верши-
нами сети), р - степень вершины (число ребер, выходящих из
вершины), г — число Кёнига (эксцентриситет), т. е. кратчайшее топо-
логическое расстояние от данной вершины до наиболее удаленной от
нее вершины сети (максимальное число Кёнига в сети называется
топологическим диаметром).
2. Показатели сложности структурных компонентов. Они
предложены нами. Циклические компоненты описывают следующие
показатели: число побочных остовов в сети (О"), число внеостовных
циклов (островов, петель; ©), число циклов в остове - дипломатичес-
кое число (р = е - v + р), число топологических ярусов в остове
(Я), число циклов в 1-м, 2-м, 3-м и т. д. топологическом ярусе осто-
ва (р', р1, р5 и т. д.), число ребер во всех циклических компонентах
сети (Ец), число ребер в остове (Ео), топологический периметр ос-
това (Со), топологический периметр цикла (Сц), топологический диа-
метр остова (5о).
Сложность ациклических компонентов описывают число вне-
шних дендритов (Dex), число внутренних дендритов (Din), число
соединительных дендритов (De) и общее число дендритов в цикличес-
кой сети (D); число ребер во всех внешних дендритах (EDex), во
всех внутренних дендритах (EDin), во всех соединительных денд-
ритах (EDc); число ребер всех дендритов в циклической сети (Ed).
Степень ствольности дендрита (дерева) - 6d Ed - соотношение
топологического радиуса (диаметра) дендрита (дерева) к его тополо
гической протяженности. Степень разветвленности дендрита (дерева)
отображает показатель К - число ярусов разветвления. Чем он
выше, тем сложнее структура дендрита (дерева).
3. Показатели для всей сети в целом. Они разделяются на три
группы: 1) индексы Канского, 2) индексы соотношения циклических
и ациклических компонентов сети, 3) интегральные.
Так называемые индексы Канского имеют негеографическое про-
исхождение. Они были адаптированы для географических задач и ста-
ли использоваться благодаря работе К. Канского (Kansky,1963), о
которой мы уже упоминали в главе 1. К ним относятся связность сети
0 = e/v (показывает, сколько в среднем ребер выходит из одной вер-
шины); избыточность связей а - p/2v - 5; достигнутый уровень связ-
ности сети у = e/3(v~2); степень связности сети е - v(v 1)/2с;
степень развитости сети х = 1 ~ 2е/v(v - 1); форма сети я = е/8 (от-
ражает степень вытянутости и округлости сети, т. е. сколько раз в
протяженности сети укладывается ее топологический диаметр).
Индексы структурных соотношений, предложенные нами, описыва-
ют долю того или иного структурного компонента в сеги в целом: степень
дендритности сети Ed/e; степень цикличности сети Ец/е = 1 - Ed/e;
степень остовности сети Ео/е; степень консолидированности сети
Егк/е (Егк - число ребер в главном компоненте).
Интегральные индексы описывают структуру сети в целом. Наи-
более известен индекс Джеймса-Клиффа-Орда (James et al., 1970; Тар-
хов, 1989, с. 28), который основан на расчете статистических моментов
1, 2, 3 порядков распределения топологических расстояний между все-
ми парами вершин сети. Он очень громоздок для вычислений и редко
использовался в исследованиях.
К интегральным индексам относятся также хроматическое чис-
ло графа, число внутренней устойчивости и число вершин сочлене-
ния (Оре, 1980; Харари, 1973; Авондо-Бодино, 1966). Подробный ана-
лиз недостатков и преимуществ многих этих индексов дан в работе
3. Тайлора (Taylor, 1979), где имеются соответствующие содержатель
ные их интерпретации.
Для сравнения транспортных сетей разных регионов, стран, го-
родов, а также сетей разных видов транспорта и разных масштабов
лучше вычислять их вне метрической шкалы длин, используя чисто
топологический измеритель - число ребер. Это позволяет сравнивать
кажущиеся на первый взгляд несопоставимыми и несравнимыми
объекты (например, структуры трамвайной сети Москвы и сети же-
лезных дорог России, структуры сетей железных дорог США и Гер-
мании и т. д.) Если необходимо выпятить географические разли-
чия, следует в этом случае использовать смешанные тополого-метри-
ческие шкалы измерения Обычную метрическую шкалу расстояний
(или шкалу затрат времени на поездку) можно использовать при
сравнении как сетей одного вида, так и разных видов транспорта.
Однако чем сложнее структура транспортной сети, тем меньшее зна-
чение для анализа имеют абсолютные ме1рнчс<..лпс (свл,'|вдиои) раз
меры сетей, а чем проще их структура - тем важнее для понимания
различий становится не топология, а метрика.
Приведенные выше топоморфометрические показатели описыва-
ют уровень индивидуальной сложности транспортной сети каждого
конкретного региона, страны или города. При изучении простран-
ственных закономерностей эволюции транспортных сетей в последу-
ющих главах будут использованы только некоторые ключевые пока-
затели и индексы, которые наиболее рельефно описывают изменения
топологической структуры этих сетей
§5 . 'Топоморфологическая классификация
транспортных сетей
Чтобы сравнивать транспортные сети разных регионов, стран, го-
родов, можно использовать только топоморфометрические показатели,
но при сравнении нескольких десятков объектов это сделать непро-
сто. В этом случае может помочь только типология или классифика-
ция транспортных сетей по особенностям их конфигурации.
Классификация и типизация рисунков транспортных сетей раз-
ных стран и регионов издавна была неразрешимой .методологической
проблемой географии транспорта. Еще С. В. Бернштейн-Коган (1930,
с. 45) считал невозможным «создание «типов» железнодорожных
сетей по их конфигурации». Однако многие исследователи до и пос-
ле него делали такие попытки Основным недостатком всех прежних
типологий конфигураций транспортных сетей (см. пункт 7 в §1 гла-
вы 1) являлось отсутствие единого основания для выделения типов.
Отнесение конфигурации конкретных транспортных сетей к тому
или иному типу производилось экспертным путем. В ряде случаев
очень сложные по структуре сети невозможно было отнести к како-
му-либо определенному типу сетей.
С точки зрения топоморфологического подхода такая задача ре-
шается просто. Сложные и запутанные, на первый взгляд, конфигура-
ции сетей можно свести к более простым структурам, используя пред-
ложенную выше схему расчленения сети на топоморфологические
части Основанием для классификации циклических сетей является
число топологических ярусов в их циклическом остове. Эта класси-
фикация линейна и представляет собой ординальную шкалу усложне-
ния конфигураций: чем больше число таких ярусов, тем выше класс
сложности.
Наиболее просты по своему топологическому устройству сети-де-
ревья: в них нет не только циклических остовов, но и самих циклов.
Они образуют «отрицательный» (в смысле отсутствия циклов и топо-
логических ярусов) класс, или класс деревьев. Следующим, более
сложным является нулевой класс, куда попадают те сети, в которых
есть единичные циклы, но нет ни циклического остова, ни топологичес-
ких ярусов (т. е. число этих ярусов равно нулю). Циклические сети, где
есть остов и в нем выделяется только один топологический ярус, отно-
сятся к сетям первого класса. Если в остове циклической сети мож-
но выделить два топологических яруса, то эта сеть относится ко вто-
рому классу. Также по числу топологических ярусов в остове
выделяются сети 3-го, 4-го, 5-го, б-го и т. д. класса. Бывают и исклю-
чения, когда в одной сети имеются 2 или 3 почти равновеликих (по чис-
лу циклов) остова R этом случае основанием дгтя классификации все
равно остается максимальное число топологических ярусов в одном из
них В случае равенства числа ярусов в нескольких побочных остовах
вся сеть относится к классу, соответствующему этому числу.
Анализ обширного эмпирического материала, проведенный нами, по-
казал, что максимальное число топологических ярусов в очень сложных
транспортных сетях может достигать 11. У ряда сверхсложных сетей
(к таким относятся сети автодорог США, Франции, Германии и ряда
других развитых стран, а также макрорегионов с большой площадью и
высоким уровнем плотности населения) число топологических ярусов
в остове может достигать, по-видимому, 14, 15 и даже 16. Расчленение
таких сверхсложных сетей нами не проводилось из-за отсутствия де-
тальной и достоверной картографической информации, трудоёмкости, а
также потому, что главной целью этого исследования было выявление
эволюционных, а не статических закономерностей.
Чтобы выявить классы топологической сложности транспортных
сетей, нами был проведен анализ пространственной структуры транспор-
тных сетей конкретных территорий. Для полноты и универсальности
этой классификации необходимо было учесть максимально возможное
разнообразие существующих конфигураций, т. е. охватить большое их
число с разным уровнем сложности, а также ответить на вопросы - есть
ли сходство и каковы различия в уровне сложности сетей разных ви-
дов транспорта и разных территориальных уровней иерархии. Выбор
классифицируемых объектов определялся постановкой именно этих
вопросов. В качестве основных объектов были взяты страны и горо-
да, т. е. объекты, которые имеют четкие внешние границы, а обслуживаю-
щие их транспортные сети являются естественными пространственны-
ми структурами Кроме того, рассмотрены типы конфигураций транспор-
тных сетей регионов мезоуровня. Однако, поскольку границы единиц ад-
министративно-территориального деления (АТД) первого порядка (обла-
стей и республик в пределах СНГ, штатов США, Индии, Бразилии и
провинций Китая и т. д.) зачастую проводятся произвольно или искус-
ственно, пространственная целостность структуры транспортной сети
внутри этих полуестественных объектов в той или иной степени нару-
шена Так, границы штатов США, проведенные по меридианам и паралле-
лям, режу 1 vein жслсдпшл и ап гмгчибильных дорог ла отдельные, искус
ственные части. Тем не менее анализ топоморфологической структуры
транспортных сетей таких объектов и их классификация могут прово-
диться, тем более что в ряде стран, включая Россию, сети местных дорог
(особенно автомобильных) долгое время формировались и поддержива-
лись именно на региональном уровне Кроме того, в работе не ставилась
задача географического выделения наиболее естественных структур
транспортных сетей. Поэтому для целей сравнения разных структур мы
вынуждены использовать существующую сетку единиц АТД первого по-
рядка. Из анализа были исключены территории макроуровня (группы
стран) и микроуровня (экономические микрорайоны, единицы АТД вто-
рого порядка): первые - из-за отсутствия сопоставимых данных по раз-
ным частям макрорегионов и трудоёмкости расчетов; вторые - из-за
простоты их конфигураций.
Всего в выборку были включены 1105 транспортных сетей
стран мира, регионов мезоуровня и крупнейших городов (см. табл.
17 в §9), в т. ч. 1) сети железных дорог всех стран мира (см. карту
на рис. 5 и табл. 4), штатов США, губерний России в 1917 г. и ре-
гионов России в 2000 г. (всего 360 сетей); 2) сети автодорог 15
стран мира, всех регионов России и Украины на 1990 г. (всего ИЗ
сетей); 3) интегральные сети (т. е. совмещенные сети всех видов)
наземного транспорта 11 крупнейших городов мира и 535 сетей раз-
ных видов общественного пассажирского транспорта крупных и
больших городов Европы и стран СНГ; 4) сети линий метрополи-
тена всех городов мира (97), где он действует.
В качестве исходных материалов использованы современные ат-
ласы мира, транспортные атласы и карты отдельных стран и регио-
нов, планы и карты городов, справочники и энциклопедии. Сведе-
ния о состоянии сетей относятся к концу 1990-х годов, хотя по ряду
стран использовались данные на конец 1980-х годов.
Все эти сети были распределены по классам топологической
сложности; затем были составлены карты, на которых показан уровень
топологической сложности транспортных сетей стран мира, а также ре-
гионов России, Украины и США. Вся информация о сложности кон-
фигурации сетей описана, обработана и проанализирована в последую-
щих параграфах
§6 . Топоморфологическая классификация сетей
железных дорог
На уровне стран нами собрана картографическая информация
о топологической структуре сетей железных дорог по всем государ-
ствам мира по состоянию на разные даты (конец 1980-х - 2001 гг.). Ис-
пользовались журналы «Railway Gazette International» за 1991-2001 гг.
и карты «Quail Map Company». Затем каждая сеть была расчленена на
тлппмпрфплогические компоненты — циклические остовы, дендритыr a.D
тономные компоненты, а в циклических остовах выделены топологнчес-
кие ярусы. Результаты представлены в табл. 3 и на рис. 5, которые по-
казывают распределение стран мира по уровню топологической
сложности сетей их железных дорог. Некоторые страны (Россия, Япо-
ния, Индонезия и др.) разделены на 2~3 ареала с разным уровнем слож-
ности, которые являются фактически изолированными частями, либо не
связаны с основной сетью (острова Индонезии, Новой Зеландии), либо
представляют собой изолированные друг от друга побочные цикличес-
кие остовы, связанные с главным остовом только единственной линией
(побочный Сибирский остов России, побочные остовы на Хоккайдо и
Кюсю в Японии и др.).
Таблица 3
Основные топометрические характеристики сетей
железных дорог стран мира (по состоянию на 1995-2000 гг.)
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - цикломатмческое
число (число циклов в сети); р', ц:, ц’ и т. д. - число циклов в 1-м, 2-м, 3-м и
т. д. топологических ярусах в главном циклическом остове сети; ро' - число
циклов в главном циклическом остове сети; и - число внсостовных циклов
в сети (петель и островов); Р - число автономных компонентов (АН; вклю-
чая главный компонент); О" - число побочных остовов в сети (без главно-
го остова); К - число ярусов разветвления в сети-дереве; Д - сеть-дерево.
Страны упорядочены по континентам, внутри них - по топологическим клас-
сам сложности структуры сетей (числу ярусов в остове; числу ярусов развет-
вления в дереве; числу автономных компонентов)
№ п/п Страны Я м МО' Я1 М3 м’ м' м’ м‘ м' CD р О" к
ЕВРОПА
1 Германия / /34 /33 1ЬЗ Ito 141 122 108 33 1 1 1 — —
2 Франция 6 263 263 77 78 59 38 10 1 * — 3 — —
3 Польша 5 317 317 86 85 88 39 19 — — — 1 — —
4 Великобритания 4 254 251 100 85 55 11 — — — 3 3 —
5 Россия 4 184 161 69 53 31 8 — — — — 5 4
Ь Чехия 4 140 138 64 44 25 5 — — — — 1 1
7 Украина 3 111 110 55 44 11 — — — - 1 2 — —
8 Швейцария 3 109 106 32 58 16 - - 3 1 1 -
-яаЗ бо
№ п/п Страны Я В МО' В1 в- в’ в" в4 в* в7 (D р О' к
9 Испания 3 80 785 7 20 1 — — - - 2 1 - -
10 Венгрия 3 73 734 5 25 3 - - — - - 1 — —
11 Бельгия 3 59 593 2 22 5 — — — — — 1 — —
12 Румыния 3 53 523 8 13 1 — — — - 1 1 — -
13 Италия 2 134 128 85 43 — - — - — 1 3 1 -
1 Л Швоиип 7 7П 7П 47 23 — — — — — * 1 — —
15 Австрия 2 44 44 33 11 - - - - - - 1 — -
16 Нидерланды 2 31 28 26 2 — — — — — 1 1 1 —
17 Словакия 2 24 24 21 3 — — — — — — 2 — —
18 Югославия 2 18 18 17 1 — - — - - - 1 — —
19 Дания 2 16 10 9 1 - - - - - — 1 2 -
20 Финляндия 2 15 14 11 3 - — — — — 1 1 — -
21 Белоруссия 2 12 12 10 2 - - — - - - 1 - —
22 Болгария 2 14 13 12 1 — — — — — 1 1 - —
23 Португалия 1 15 9 9 — 1 1 —
24 Хорватия 1 9 9 9 — — — — — — — 3 — —
25 Ирландия 1 6 6 6 1 1 —
26 Литва 1 5 4 4 — — — — — — 1 1 — —
27 Латвия 1 5 4 4 — — — — — — 1 1 — —
28 Норвегия 1 5 2+2 2+2 - - - - - - 1 3 2 —
29 Люксембург 1 2 2 2 — - — - - - — 1 — —
30 Словения 0 2 — — — — — — — — 2 2 — —
31 Босния
и Герцеговина 0 1 - 1 3 - -
32 Греция 0 1 1 1 — -
33 Эстония 0 1 — — — — — — — — 1 1 — —
34 Молдавия д 5 9
35 Албания д 1 9
3G Македония д - - - - - 1 - Ч
АЗИЯ
1 Индия 4 288 277 111 99 57 10 — — — 4 2 1 -
2 Китай 3 113 112 53 38 21 — — — - 1 2 - -
3 Япония 2 107 72 62 10 - - - — - 1 1 2 -
4 Индонезия 2 25 24 21 3 — - — — — 1 3 — -
5 Пакистан 2 23 21 18 3 - — — — — 2 1 — —
6 КНДР 2 18 17 15 2 - — - — - 1 1 — —
7 Казахстан 2 13 8 6 2 - - — - — 1 3 1 —
8 Южная Корея 1 8 8 8 — — — — — — — 1 — —
9 Ирак 1 7 2+2 2+2 — — — — — 3 1 1 —
10 Азербайджан 1 5 4 4 — — - — — — 1 2 - —
11 Иран 1 5 3 3 — — — — - — 2 2 — —
12 Турция 1 4 4 4 — — - - — — — 2 — —
13 Израиль 1 3 2 2 — — — — — — 1 1 — —
14 Тайвань 1 2 2 2
15 Вьетнам 1 2 2 2 — — — — — - — 1 — —
16 Узбекистан 0 4 — 4 4 - -
17 Таиланд 0 3 3 1 - -
№ п/п Страны Я и ро‘ и' и: F* н5 м к’ (0 Р О' к
18 Бангладеш 0 2 * — — — — — - — 2 1 — —
19 Сирия 0 1 - 1 1 - -
20 Саудовская Аравия 0 1 - 1 1 - —
21 Филиппины 0 1 1 3 — —
22 Армения 0 1 - 1 3 - -
23 мьянма и 1 1 2 — —
24 Туркмения 0 1 - 1 2 - -
25 Ливан 0 1 — 1 1 — —
26 Грузия д - 1 — 13
27 Малайзия Д — 1 — 13
28 Шри Ланка Д — 1 - 7
29 Монголия Д — 2 — 6
30 Иордания Д - 1 - 6
31 Таджикистан Д — 2 — 3
32 Камбоджа Д - 1 - 3
33 Киргизия Д - 5 - 2
34 Кипр Д — 1
АФРИКА
1 Египет 3 59 46 20 20 6 — — - — — 2 2 —
2 ЮАР 2 46 46 3 15 — — — — — — 1 — —
3 Тунис 1 3 3 3 - - — - - - - 1 - -
4 Марокко 0 2 - — — — — — — — 2 1 — —
5 Зимбабве (2001) 0 2 — — — — — — — — 2 1 — —
6 Мозамбик 0 2 — — — — — — — — 2 6 — —
7 Танзания 0 1 - — 1 1 — —
8 Судан 0 1 • - 1 1 - —
9 Гана 0 1 — — — — — — — 1 1 — —
10 Ангола 0 1 — — — — — — — — 1 3 — —
11 Того 0 1 — — — — — — — — 1 1 — —
12 Алжир д - 1 - 20
13 ДРК (Заир) д - 6 — 8
14 Кения Д 1 — 8
15 Замбия Д — 1 — 7
16 Нигерия Д - 1 - 7
17 Сенегал Д 1 — 7
18 Намибия д — 1 — 6
19 Камерун д — 2 — 5
20 Мадагаскар д — 3 — 3
21 Малый д 1 — 3
22 Свазиленд д — 1 — 3
23 Кот-Д’Ивуар д - 1 — 3
24 Гвинея д — 2 — 2
25 Либерия д - 2 — 2
26 Ботсвана д — 1 — 2
27 Уганда д — 1 — 2
28 Конго д — 1 — 2
29 Бенин д - 1 - 2
№ п/п Страны Я и ро и1 и' и' и' и* Р о Р О’ к
30 Мали Д — 1 — 1
31 Мавритания д - 1 - 1
32 Эфиопия д - 1 - 1
33 Буркина-Фасо д — 1 - 1
34 Габон д 1 - 1
33 Сьеррм-Агипе д — 1 1
36 Эритрея д - 1 - 1
37 Джибути д - 1 — 1
38 Лесото д - 1 — 1
АМЕРИКА
1 США 6 655 650 167 139 104 125 96 29 — 5 1 — —
2 Аргентина 3 167 161 59 68 34 - - - — - 5 1 -
3 Канала 3 141 71 + 44 + 22- 5 - - - - - 7 1 —
70 52 18
4 Куба 2 49 44 42 2 - - - — - 1 2 1 -
5 Мексика 2 39 36 33 3 — — — — — 3 2 — —
6 Бразилия 2 32 24 20 4 - - — — - 2 6 1 -
7 Чили 1 9 2 + 2 2+2 — — — — — — 5 2 1 —
8 Уругвай 1 2 2 2 — - - - - - - 1 - -
9 Коста-Рика 0 2 2 3 — —
10 Колумбия 0 1 - 1 1 - -
11 Сальвадор 0 1 — 1 1 — —
12 Гватемала 0 1 1 1 — —
13 Гондурас 0 1 - — - — - - - - 1 1 — -
14 Пуэрто-Рико 0 1 — 1 1 — —
15 Тринидад 0 1 - 1 1 - -
16 Ьоливия д 1 — 8
17 Венесуэла д - 9 - 6
18 Никарагуа д - 2 — 4
19 Перу д - 8 — 3
20 Ямайка д 1 — 3
21 Парагвай д 5 — 2
22 Эквадор д — 4 — 2
23 Панама д — 3 — 2
24 Гаити д - 2 - 2
25 Доминиканская
Республика д — 1 - 2
26 Гайана д 4 — 1
27 Суринам д — 1 - 1
28 Гвиана д - 1 - 1
АВСТРАЛИЯ
1 Австралия 2 41 24 22 2 - - — — - - 4 2 -
2 Новая Зеландия 0 4 - - - - - - - - 4 2 - -
Из табл. 1 и карты на рис. 5 видно, что самые сложные по
структуре сети железных дорог находятся в Европе (более подроб-
но см. карту на рис. 6). Здесь расположены 22 из 37 стран мира,
в остове сети которых имеется два и более топологических яруса.
Первенствует сеть Германии (ФРГ до 1990 г. имела сеть с 5 яру-
сами, а ГДР - с 4 ярусами) - в ее остове имеется 7 топологичес-
ких ярусов. В этом отношении Германия опережает даже США и
Францию (где в остове - 6 ярусов), Польшу (5). Более простую
структуру сети имеют Великобритания, Россия и Чехия (по 4 яру-
са); Украина, Швейцария, Испания, Венгрия, Румыния (по 3 яруса).
По 2 и 1 ярусу в остове сети имеют небольшие страны Централь-
ной и Северной Европы и Италия, а совсем простые сети - не-
большие балканские, прибалтийские страны, Португалия и Ирландия
Таблица 4
Основные топометрические характеристики
наиболее сложных сетей железных дорог стран мира
№ п/п Страны Я Р ро' и' И? В3 и4 м’ к’ (D р О" к
1 Германия 7 734 733 163 165 141 122 108 33 1 1 1 — —
2 США 6 655 650 167 139 КМ 125 96 29 — 5 1 — —
3 Франция 6 263 263 77 78 59 38 10 1 - - 3 - -
4 Польша 5 317 317 86 85 88 39 19 — — — 1 — —
5 Индия 4 288 277 111 99 57 10 — — - 4 2 1 —
6 Великобритания 4 254 251 100 85 55 11 - - - 3 3 -
7 Россия 4 184 161 69 53 31 8 — — — — 5 4 —
8 Чехия 4 140 138 64 44 25 5 — — - - 1 1 -
9 Аргентина 3 167 161 59 60 34 — — — — — 5 1 —
10 Канада 3 141 71 + и- 22т 5 - — — — — 7 1 —
70 52 18
11 Китай 3 113 112 53 38 21 - — — - 1 2 - —
12 Украина 3 111 110 55 44 11 — - - - 1 2 - -
13 Швейцария 3 109 106 32 58 16 - — - - 3 1 1 -
14 Испания 3 80 78 57 20 1 — — — — 2 1 — —
15 Венгрия 3 73 73 45 25 3 -
16 Бельгия 3 59 59 32 22 5 — — — — — 1 — —
17 Египет 3 59 46 20 20 6 — — — - - 2 2 -
18 Румыния 3 53 52 38 13 1 - - - - 1 1 — -
19 И (алии 2 134 120 03 43 — — — — — 1 э 1 —
20 Япония 2 107 72 62 10 - — — — - 1 1 2 -
21 Швеция 2 70 70 47 23 — - — - - - 1 - -
22 ЮАР 2 46 46 31 15 - — — — - - 1 - -
23 Куба 2 49 44 42 2 - — - — - 1 2 1 —
24 Австрия 2 44 44 33 11 - - - - - — 1 — -
25 Австралия 2 41 24 22 2 — - - — - - 4 2 —
26 Мексика 2 39 36 33 3 - - — - - 3 2 — —
65 £йк-
№ п/п Страны Я И ро' И в’ и4 я’ н’ со р О’ к
27 Бразилия 2 32 24 20 4 — — — — — 2 6 1 -
28 Нидерланды 2 31 28 26 2 — - - - - 1 1 1 —
29 Индонезия 2 25 24 21 3 — — — — — 1 3 • -
30 Словакия 2 24 24 21 3 - - - - - - 2 - -
31 Пакистан 2 23 21 18 3 - - - - - 2 1 — -
а Югославия 2 10 10 17 1 — — — — — — 1 — —
33 КНДР 2 18 17 15 2 — - — - — 1 1 — —
34 Дания 2 16 10 9 1 * — — - - - 1 2 -
35 Финляндия 2 15 14 11 3 — - - - - 1 1 — -
36 Казахстан 2 13 8 6 2 - - — - - 1 3 1 —
37 Белоруссия 2 12 12 10 2 - - — — - — 1 - —
38 Болгария 2 13 12 11 1 — - — - - 1 1 — -
39 Португалия 1 15 9 9 - 1 1 —
40 Хорватия 1 9 9 9 — — - — — — - 3 — —
41 Чили 1 9 2+2 2+2 - — — — — — 5 2 1 —
42 Южная Корея 1 8 8 8 - - - - - - - 1 - -
Другие очаги повышенной сложности охватывают страны Север-
ной Америки (сеть США с 6 ярусами, Канады - с 3, Мексики - с 2),
восток Южной Америки (Аргентина с 3 ярусами и Бразилия - с 2),
две страны Африки (Египет - с 3 и ЮАР - с 2), а также крупнейшие
страны Азии (Индия, Китай, Пакистан) и Австралию.
В Азии страны с одноярусными сетями образуют широтную поло-
су на Ближнем и Среднем Востоке, а также на Дальнем Востоке. В ос-
тальных странах с низким уровнем экономического развития преоблада-
ют сети 0 класса и деревья. Всего из 138 стран, имеющих железные
дороги, на самые сложные сети (2 и большее число ярусов) приходится
37 (27%), на сети с 1 ярусом - 19 (14%), безостовные сети 0 класса -
30 (22%) и сети-деревья - 52 (38%).
Анализ карт на рис. 5 и 6 и таблиц 3 и 4 показывает, что суще-
ствует зависимость между уровнем экономического развития, уров-
нем и характером хозяйственной освоенности территории, с одной
стороны, и топологической сложностью структуры сетей железных
дорог - с другой.
В ряде стран имеется инверсия размера первого яруса: число цик-
лов в нем меньше (или почти равно), чем во втором. К ним относятся
Швейцария, Аргентина, Франция, Германия. Это явление встречается и
в сетях автодорог, и в сетях городского транспорта. Если исходить из
топологической и геометрической логики, число циклов должно умень-
шаться от периферии к центру остова (площадь концентрических ко-
лец ярусов сокращается по мере приближения к центру). Но в этих
странах (ив ряде других случаев) в первом ярусе циклов меньше
Рис. 6. Классы сетей железных дорог стран Европы.
Выделены по уровню топологической сложности их структуры
(числу топологических ярусов в остове)
Цифра в легенде указывает число топологических ярусов в циклическом осто-
ве сети, 0 - циклическая сеть без остова, Д - сеть-дерево. Для изолирован-
ных компонентов сетей Италии, Норвегии, Великобритании, Турции и др.
стран показан их собственный класс сложности
потому, что они больше ио площади, так как внутри них расположены
менее освоенные терр1ггории, обширные природные препятствия площад-
ного характера.
Для наиболее сложных сетей (с 3-4 ярусами) существует следую-
щая пропорция соотношения размеров топологических ярусов (по чис-
лу циклов в них): около 40% циклов приходится на первый ярус, около
35% - на второй, около 20% - на третий, 4-5% - на четвертый. Такой
четкой пропорции для двухъярусных сетей нет. Такая устойчивая про-
порция характер по, diuxhmo, только для очень сложных сетей.
Разорванность второго яруса (наличие нескольких ядер) была
характерна для Японии (на острове Хонсю имелось 2 таких очага),
Венгрии (благодаря разделению Дунаем), Бразилии (несколько мел-
ких очагов). Это явление свидетельствует о внутренней неоднород-
ности циклического остова, т. е. о внутренней фрагментарности тер-
риториальной структуры.
Побочные остовы встретились у 34 % (19 стран), а внеостовные
циклы (петли и острова) - у 67 % циклических сетей (58 стран) Их
число увеличивается по мере упрощения топологической структуры
сети. Большее число побочных остовов и внеостовных циклов (петель
и островов) характерно для стран с выраженной полицентричностью их
территориальной структуры. Самое большое число побочных остовов
имеют Россия (3 - в Сибири и 1 - в Калининградском анклаве), Авст-
ралия (2 - Запад и Квинсленд), Япония (2 - Кюсю и Хоккайдо), Да-
ния (2 островных остова), Египет и Норвегия (по 2). Сети ряда стран
(Канада, Чили, Ирак) имеют по два почти равновеликих циклических
остова. В Канаде это - два почти одинаковых остова - западный и
восточный - с общей вершиной сочленения в Виннипеге.
«Разорванность» сети - явление частое: 37% стран (51) имеют
сети с автономными компонентами. Наибольшее число таких изо-
лированных систем имели страны Латинской Америки и Африки
(Венесуэла - 9, Перу - 8, Мозамбик - 6, Заир - 6, Парагвай - 4,
Эквадор - 4). В ряде стран существовало много мелких автоном-
ных компонентов (в Канаде - 7, Бразилии - 6, Аргентине - 5, Рос-
сии - 5). Сильная разорванность сети была характерна также для
постсоветских стран, границы которых порезали «по живому» сло-
жившуюся ранее структуру и создали большое число отрезанных
друг от друга частей железнодорожной сети (в Молдавии и Кирги-
зии имеется по 5 таких изолированных частей, в Узбекистане - 4).
Среди сетей-деревьев преобладают самые простые: 63% стран
(33) имеют сети с 1, 2 и 3 ярусами разветвлений; 15% стран -
сети-деревья с 4-6 ярусами разветвлений. Остальные сети (22%
стран) имеют сложную топологическую структуру - с 7 ярусами
(Шри Ланка, Замбия, Нигерия, Сенегал), с 8 (ДРК-Заир, Кения, Бо-
линия), с 9 (Молдавия и Албания), с 13 (Грузия и Малайзия). Мак-
симальное число ярусов разветвления было обнаружено нами в сети
железных дорог Алжира (К = 20; см. рис. 11).
На уровне регионов мы проанализировали топологическую
структуру сетей железных дорог регионов России (на 1917 г. - тог-
дашних губерний, на 2000 г. - субъектов Федерации) и штатов США
(на 1982 г.). Так как границы этих единиц АТД первого порядка про-
водились искусственно, целостность структуры транспортной сети
шгутри них отчасти нарушена. Тем нс мснсс апализ топоморфолиги-
ческой структуры транспортных сетей таких единиц и их классифика-
ция могут проводиться, гак как перед нами не стояла задача выделе-
ния естественных структур транспортных сетей.
В США (см. табл. 5 и карту на рис. 7) самые сложные в то-
пологическом отношении сети железных дорог имели штаты Илли-
нойс и Канзас (по 4 яруса в остове); Огайо, Индиана, Техас, Пенсиль-
вания, Айова, Висконсин и Северная Дакота (по 3 яруса). Сети с 2
ярусами в остове преобладали в юго-восточных штатах, вдоль реки
Миссисипи, а также на Тихоокеанском Запале. Простые сети (1 и О
классов) находились в промежуточной полосе между Тихоокеанским
Западом и центральной полосой вдоль Миссисипи, а также в штатах
крайнего северо-востока страны. Наиболее простые сети (деревья)
имели штаты Вайоминг, Аляска и Нью-Гэмпшир. Преобладали сети
2-го класса, которые составляли почти половину всех сетей (21 из
49). Затем шли штаты с сетями 1-го класса (12) и 3-го класса (7).
Самые сложные и самые простые сети редки (всего 4 сети без ос-
товов, 3 сети-дерева и 2 сети 4-го класса).
Таблица 5
Основные топометрические характеристики
сгруктуры сетей железных дорог штатов США
(основные обозначения см. в легенде к табл. 3)
№ п/п Страны Я В ро' в' В2 В! в4 о р О" к
1 Иллинойс 4 262 262 91 92 60 19 — 1
2 Канзас 4 108 107 53 41 12 1 1 2 — —
3 Огайо 3 ISO ISO 80 Ы 9 — — ?
4 Индиана 3 136 136 78 48 10 — — 4 — *
5 Техас 3 130 126 59 52 15 — 3 1 1 *
6 Пенсильвания 3 112 103 65 37 1 • 2 1 2 —
7 Айова 3 83 83 41 34 8 — * 2 — —
8 Висконсин 3 63 63 38 17 8 — — 1 — —
9 Сев. Дакота 3 39 39 29 9 1 — — 3 — -
10 Джорджия 2 63 63 42 21 - - - 1 - -
№ п/п Страны Я р 1*0' н1 в1 и4 (0 р О' к
11 Миннесота 2 62 62 45 17 — — 2 —
12 Мичиган 2 59 54 41 13 — — — 5 1 -
13 Небраска 2 55 54 31 23 - — 1 1 — -
14 Миссури 2 53 53 42 11 - — - 1 — —
15 Алабама 2 43 43 35 8 — — — 3 — —
1€ Ссо. Иаролниа 2 42 41 эо 11 — — 1 4 — —
17 Нью-Йорк 2 41 34 28 6 — - 4 3 1 -
18 Калифорния 2 41 40 37 3 - - 1 1 - -
19 Виргиния 2 39 30 23 7 - - 1 3 3 -
20 Оклахома 2 37 37 35 2 — — — 4 — —
21 Флорида 2 35 32 26 6 - — 1 1 1 -
22 Луизиана 2 35 35 30 5 - - - 1 - —
23 Юж. Каролина 2 34 34 28 6 — - -» 3 — -
24 Нью-Джерси 2 33 30 27 3 - - — 1 1 —
25 Кентукки 2 24 22 18 4 — - — 5 1 -
26 Арканзас 2 23 23 22 1 - — - 1 — —
27 Вашингтон 2 22 17 12 5 — — 2 2 1 —
28 Зап. Виргиния 2 18 12 11 1 — — 4 2 — -
29 Орегон 2 15 15 10 5 — - - 3 — -
30 Юта 2 8 6 5 1 — — 2 1 — —
31 Массачусетс 1 24 24 24 - — — — 1 — -
32 Миссисипи 1 16 15 15 — — - 1 2 — —
33 Колорадо 1 16 11 11 - — - 1 2 1 -
34 Мэриленд 1 14 3+3 3+3 — - - 5 5 2 -
35 Теннесси 1 12 7 7 — — — 3 3 1 —
36 Мэн 1 11 5 5 — — - * 1 2 —
37 Айдахо 1 9 3 3 — — — 6 6 — —
38 Монтана 1 5 4 4 — — — 1 3 —
39 Делавэр 1 5 4 4 — — — 1 1 — —
40 Коннектикут 1 5 3 3 — — - 2 2 - -
41 Вермонт 1 4 3 3 — — 1 4 - —
42 Нью-Мексико 1 3 2 2 — — • 1 1 — —
43 Невада 0 3 — — — — * 3 2 *» —
44 Южная Дакота 0 2 — — — — - 2 3 - •
45 Род-Айленд 0 1 — — - - - 1 2 - —
46 Аризона 0 1 — — — - 1 1 1 — —
47 Вайоминг д — — - — - - — 2 — 15
48 Нью-Гэмпшир д — — - - - - — 6 - 7
49 Аляска д — — — — — — — 2 — 4
Инверсия числа циклов в первом ярусе в железнодорожных се-
тях штатов США отсутствовала. Это свидетельствует о том, что дан-
ное явление более характерно для сетей стран, а не мезорегионов
(внутристрановых районов).
Рис. 7. Классы сетей железных дорог штатов США.
Выделены по уровню топологической сложности их структуры
(числу топологических ярусов в остове)
Цифра в легенде указывает число топологических ярусов в циклическом
остове сети, 0 - циклическая сеть без остов;), Д - сеть-дерево.
В сетях штатов встречались побочные остовы (в 13 из 49), вне-
остовные циклы (в 26 из 49), автономные компоненты (в 31 штате).
Побочные остовы небольшие и несопоставимы по своим размерам с
главным остовом. Два равновеликих остова имелись только в Колора-
до. Наибольшее число внеостовных циклов (петель и островов) вы-
явлено в сетях штатов Айдахо (6) и Мэриленд (5); наибольшее чис-
ло автономных компонентов - 6 - в сетях штатов Нью-Гэмпшир и
Айдахо; 5 - в Мичигане; Мэриленде и Кентукки; 4 - в Вермонте,
Индиане, Северной Каролине. В этих штатах изолированные компонен
ты, как правило, имеют небольшие размеры. Исключение составляют
сети штатов Мичиган (сеть разделена озером на две изолированных
системы: главную южную с остовом 2-го класса и 54 циклами, север-
ную - с остовом 1-го класса и 5 циклами), Нью-Гэмпшир (сеть
разорвана на два компонента - юго-восточный и северный с несколь-
кими мелкими компонентами на границах штата) и Айдахо (сеть
разорвана на большой южный компонент, 2 мелких западных пригра-
ничных и один компонент на крайнем северо-западе).
Сети железных дорог российских губерний в 1917 г.
(см. табл. 6 и карту 8) имели очень простую топологическую струк
туру. Наивысший уровень сложности (1 ярус в остове) обнаружен
у сетей Екатеринославской (2 остова в Донбассе), Петроградской,
Пермской и Петроковской губерний (два мелких остова в Домбров-
ском бассейне и один - в районе Лодзи) и Кубанской области.
Большинство губерний с сетями 1 класса располагались на край-
нем западе Российской империи, а очагами повышенной сложнос-
ти были Донбасс, Урал и Кубань. Безостовные циклические сети
(О класса) имелись у губерний меридиональной полосы, примыкав
шей с востока к главной западной приграничной зоне: от Лифлян-
дской, Нюландской и Новгородской на северо-западе через централь-
ные на юг, включая почти все малороссийские. К востоку от этой
полосы располагались губернии с самыми простыми сетями - де-
ревьями. Таких губерний было большинство (72%). Губерний с се-
тями 1 класса было 11,0 класса - 17, сетями-деревьями - 71.
35 губерний из 99 имели разорванные сети. При этом в самых
сложных сетях автономных компонентов не было вообще Наиболее
«разорванными» были Тобольская, Ставропольская, Курская и Орлов-
ская (по 4 автономных компонента - концы линий, которые заходили
на их окраины на соседних губерний); Самарская, Симбирская, Область
войска Донского, Тамбовская, Калужская, Ковенская, Курляндская, Ря-
занская, Тверская, Нюландская губернии (по 3). Многие центральные
губернии имели по 2 автономных компонента. Как правило, в таких
губерниях был один главный компонент, объединявший между собой
губернский и ряд уездных центров, а на окраинах располагались неболь-
шие автономные компоненты. Например, в Тамбовской губернии, наря
ду с главным компонентом, соединявшим Тамбов, Козлов, Грязи, Отрож-
ку, был изолированный северный компонент в районе Моршанска и Ку-
старевки; для того чтобы проехать поездом из Моршанска в Тамбов, не-
обходимо было пересекать территорию соседней Рязанской губернии,
через Ряжск. Такая же транспортная проблема существовала в Саратов-
ской и Бессарабской губерниях.
Таблица 6
Основные топометрические характеристики
структуры сетей железных дорог гуоернии России в 1317 г.
№ п/п Губернии и области Я и цо' и1 00 р О" К
1 Екатеринославская 1 9 6 6 - 1 1 -
2 Петроковская 1 8 3 3 3 1 1 -
3 Петроградская 1 6 6 6 — 1 - -
4 Пермская 1 5 5 5 — 1 — -
5 Кубанская 1 4 4 4 — 1 — —
6 Подольская 1 3 3 3 — 1 — —
7 Гродненская 1 3 3 3 — 1 — -
8 Витебская 1 3 2 2 1 2 — —
9 Оилыпская 1 2 2 2 — 1 — —
10 Курская 1 2 2 2 — 4 — —
11 Минская 1 2 2 2 — 1 — —
12 Варшавская 0 2 — — 2 1 — —
13 Харьковская 0 2 — — 2 1 — —
14 Херсонская 0 2 — — 2 1 — —
15 Терская 0 1 — — 1 1 - —
16 Лифляндская 0 1 — — 1 1 — —
17 Киевская 0 1 — — 1 1 — —
18 Виленская 0 1 — — 1 1 —
19 Полтавская 0 1 — — 1 1 — —
20 Новгородская 0 1 — — 1 1 — —
21 Люблинская 0 1 — — 1 1 — —
22 Фер! drived* 0 1 — — 1 1 — —
23 Ломжинская 0 1 — — 1 1 — —
24 Нюландская 0 1 — — 1 3 — —
25 Тульская 0 1 — — 1 2 - —
26 Московская 0 1 — — 1 1 — —
27 Смоленская 0 1 — — 1 2 — —
28 Рязанская 0 1 — — 1 3 — —
29 Саратовская 0 1 — — 1 3 - -
30 Черниговская 0 1 — — 1 2 — —
31 Таврическая д — — — — 1 — 8
32 Войска Донского д — — — — 3 — 7
33 Владимирская д — — - — 2 — 7
34 Выборгская Д - — — — 1 — 7
35 Воронежская д — — — — 2 — б
36 Пензенская д — — — — 1 • 6
37 Псковская д — — — — 1 — 6
38 Тавастгусская д — — — — 1 — 6
39 Орловская д — — — — 3 — 5
40 Тамбовская д — — — — 3 — 5
41 Уфимская д — — — — 1 — 5
42 Томская д — — — — 1 — 5
43 Тифлисская д — — - 1 T9 5
Рис. 8. Классы сетей хелезных дорог губерний Российской империи в
1917 г. Выделены по уровню топологической сложности их структуры
Железных
дорог
нет
1 - сеть с одним топологическим ярусом в циклческом остове сети, 0 -
циклическая сеть без остова, Д - сеть-дерево
Слева - Европейская часть, справа - Азиатская
2 п z
£ х
Табл. 6 Окончание
V
Л
лх
XV
>3
ЛЧ
XV
>3
la fa fa fa fa fa ba fa b> fa fa fa fa fa to fafa fa fa fa fa fa Ja fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa fa ba ba ba fa ba fa ba fa fa fa ta fa fa fa fa fa fa fa fa
Таблица 7
Основные топометрические характеристики
структуры сетей железных дорог регионов России в 2000 г.
№ п/п Облает, края, республики Я и ро’ я' н* СО р О’ к
1 Московская 2 15 15 13 2 — 1 — —
2 Ленинградская 1 13 8 8 - 1 1 2 -
3 Свердловская 1 9 9 9 — — 1 - —
4 Самарская 1 4 4 4 — — 4 — —
J Pwv । с/о\_ г а и 1 ч ч ч — — 1 — •—
6 Новосибирская 1 4 3 3 - 1 2 - -
7 Волгоградская 1 3 3 3 — — 2 - —
в Норильская система 1 3 3 3 — — 1 — —
9 Кемеровская 1 5 2+2 2+2 - 1 2 1 —
10 Калининградская 1 3 2 2 — 1 1 — —
11 Брянская 1 3 2 2 - 1 2 — —
12 Алтайский 1 3 2 2 — 1 2 — —
13 Омская 1 3 2 2 - 1 1 — -
14 Краснодарский 1 2 2 2 — — 1 — -
15 Саратовская 1 2 2 2 — — 1 — —
16 Тульская 1 2 2 2 — — 1 — —
17 Кировская 1 2 2 2 — — 4 — —
18 Челябинская 1 2 2 2 — — 1 — —
19 Пермская 0 2 — - — 2 2 - -
20 Приморский 0 2 — — — 2 2 - —
21 Башкирия 0 1 — — — 1 4 — —
22 Татария 0 1 — — — 1 3 — —
23 Оренбургская 0 1 — — — 1 3 — —
24 Тверская 0 1 — — — 1 2 — —
25 Псковская 0 1 — — — 1 2 — —
26 Иркутская 0 1 — —• - 1 2 — -
27 Хакасия 0 1 — — — 1 2 — —
20 Хабаровский 0 1 — — — 1 2 — —
29 Владимирская 0 1 — — — 1 2 — —
30 Сахалинская 0 1 — — — 1 1 — —
31 Красноярский 0 1 — — — 1 1 - —
32 Архангельская 0 1 — — — 1 1 — —
33 Рязанская 0 1 — — — 1 1 W. —
34 Смоленская 0 1 — — - 1 1 — -
35 Калужская 0 1 — - - 1 1 — -
36 Липецкая 0 1 — — — 1 1 — —
37 Карелия д - — - — — 1 — 11
38 Читинская д — — — — •— 2 — 9
39 Мурмлнгкла л — — - — — 1 — в
40 Амурская д — — — — — 1 — 8
41 Коми д — — — — — 1 — 8
42 Нижегородская д - — — г- — 1 — 8
43 Ставропольский д — — — — — 2 — 7
44 Новгородская д — — — — — 2 — 7
45 Воронежская д — — — — — 2 — 7
46 Курская д — - - - - 1 - 7
5s п/п Области, края, республики Я и ро и' со р О" к
47 Костромская д - — — - — 2 - 6
46 Удмуртия д — — — — — 2 — 6
49 Тамбовская д — — — — — 3 — 5
50 Ярославская д - - - — — 2 — 5
51 Дагестан д — — — — — 1 — 5
52 Тюменская д — — — — — 4 — 4
53 Ивановская д — — — — — 2 — 4
54 Мордовия д - - - — - 2 - 4
55 Ульяновская д — — — — — 2 — 4
56 Белгородская д — — - — - 2 — 4
57 Пензенская д — — — — — 2 — 4
58 Еврейская д — - — - 1 - 4
59 Астраханская д — — — — — 1 — 4
60 Вологодская д — — — — — 3 — 3
61 Орловская Л — — — - - 2 — 3
62 Северная Осетия д — — — — — 2 — 3
63 Чечня д — — — — — 1 — 3
64 Ти.МСКс|Я д — — — I — 3
65 Курганская д — — - — — 1 - 3
66 Чувашия д — — — — — 1 — 3
67 Кабардино-
Балкария д — — — — — 1 — 3
68 Адыгея д — — — — — 3 — 2
69 Бурятия д — - — - — 2 — 2
70 Калмыкия Л — — — — — 2 — 1
71 Марий Эл д — — — — - 2 — 1
72 Якутия д — — — — — 1 — 1
73 Карачаево-
Черкесия д — — — — — 1 — 1
74 Ингушетия д — - — — — 1 — 1
Чаще всего разорванность сетей была характерна для губерний
Европейской части страны, тогда как в Сибири, Средней Азии и на
Кавказе сеть была целостной. Это можно объяснить тем, что админи-
стративное управление и связь с основной территорией здесь были
важнее экономических связей. Разорванность сетей в губерниях Ев-
ропейской России можно объяснить тем, что железные дороги в них
соединяли, в первую очередь, важные зклнслшческие, И ТОЛЬКО ВО вто-
рую очередь - чисто административные центры. Сетка губерний была
нарезана еще до появления железных дорог, и последние резали эти
губернии, не считаясь с административными границами. Тем же мож-
но объяснить и феномен «разорванности» сети железных дорог во
многих штатах США, а также в крупных административных единицах
других крупноплощадных стран мира.
Если сети железных дорог губерний Российской империи в
1917 г. имели очень простую топологическую структуру (не выше 1-го
класса), то уровень топологической сложности сетей железных дорог
субъектов Федерации современной России выше: в остове одной
сети (Московская область) имеется 2 яруса, а 17 сетей имеют по 1
ярусу. Число сетей 0 класса составило 18 (или 24%; в 1917 г. их
было 19, или 19%), а всего циклических сетей было 49% (36), тогда
как в 1917 г. только 28% (см. табл. 8). В 2000 г. лидерами по уров-
ню сложности сетей были те же территории, что и в 1017 г.г — Ле-
нинградская. Свердловская области К ним добавились Московская,
Самарская и Ростовская области. Доля регионов с сетями-деревья-
ми в России сократилась с 72% в 1917 г. до 51% в 2000 г., что сви-
детельствует о явном усложнении структуры сетей в целом.
Таблица 8
Распределение сетей железных дорог регионов и стран
по топологическим классам сложности (число стран и регионов)
Я - число топологических ярусов, К - число ярусов разветвления дерева
Название класса Страны мира Штаты США 1990 г. Губернии России 1917 г. Регионы России 2000 г. Итого
Я Циклические сети 86 46 30 36 198
7 С 7 ярусами в остове 1 — — — 1
6 С 6 ярусами в остове 2 — — — 2
S С 5 ярусами в остове 1 — - — 1
4 С 4 ярусами в остове 4 2 — — 6
3 С 3 ярусами в остове 10 .7 — — 17
2 С 2 ярусами в остове 20 21 — 1 42
1 С 1 ярусом в осюнс* 10 12 11 17 58
0 Беэостовная сеть 30 4 19 18 71
К Сети-деревья 52 3 69 38 162
Все деревья, итого 52 3 69 38 162
20 С 20 ярусами разветвления 1 — — — 1
15 С 15 ярусами разветвления — 1 - — 1
13 С 1 3 ярусами разветвления 2 — — — 2
11 С 11 ярусами разветвления — — 1 1
9 С 9 ярусами разветвления 2 — — 1 3
8 С 8 ярусами разветвления 3 — 1 4 8
7 С 7 ярусами разветвления 4 1 3 4 12
6 С 6 ярусами разветвления 4 — 4 2 10
5 С 5 ярусами разветвления 2 — 9 3 14
4 С 4 ярусами разветвления 1 1 6 8 16
3 С 3 ярусами разветвления 8 — 13 8 29
2 С 2 ярусами разветвления 13 — 16 2 31
1 С 1 ярусом разветвления 12 - 17 5 34
Итого 138 49 99 74 360
Сети регионов России сильно уступают по уровню сложное™ се-
тям штатов США (где есть 4 и 3 яруса, а большинство сетей имеют по 2
яруса в остове), несмотря на то что в них за последние 40-50 лет закры-
то более половины всех железных дорог (см. табл. 38 в главе 4).
Регионы с сетями 1 класса (см. карту на рис. 9) образуют по-
лосу, простирающуюся от Кубани через Дон, Нижнее и Среднее По-
волжье, а также очаги на Урале и юге Западной Сибири. Сети 0
класса расположены вокруг Москвы, в южном Предуралье, на юге
Восточной Сибири, на юге Дальнего Востока. Сети-деревья преоб-
ладают в Черноземье, Во л го-Вятке, Зауралье, Забайкалье и Приаму-
рье, а также на севере Европейской части.
Побочные компоненты в сетях крайне редки (только в двух из
74). Внеостовные циклы встречаются реже (в 21 из 74 сетей, т. е. у 29%
сетей), чем в штатах США (у 53%) или странах мира (у 67%).
Степень разорванности сетей к 2000 г., по сравнению с 1917 г.,
возросла - с 35% до 52%. 38 сетей кроме главного компонента имели
более мелкие автономные компоненты. Это объясняется тем, что разме-
ры современных областей и республик стали меньше, чем размеры пре-
жних губерний. Кроме того, административные границы новых областей
и республик проводились без учета топологической целостности их внут-
ренней территориальной структуры, с нарушением их транспортной связ-
ности (здесь важнее были чисто административные или национальные
факторы, а не транспортная связность их частей). Ряд областей остались
по-прежнему разорванными, как и их предшественники губернии (напри-
мер, Тамбовская с Моршанским автономнымкомпонентом; Тюменская
область переняла у Тобольской губернии 4 автономных компонента).
Другие, наоборот, благодаря постройке новых линий, стали целостными
системами (например, Ставропольский край вместо 4 изолированных
компонентов теперь имеет единую сеть). Появились новые разорванные
сети (например, Татария). Число мелких компонентов в среднем сокра-
тилось до 1-2 (в 1917 г. нередки были случаи, когда в сети было 2
или 3 таких компонента), а 3 и 4 изолированных системы встретились
только в 7 сетях (в 1917 г. - в 15 сетях).
Обобщая особенности топологической структуры сетей желез-
ных дорог как на уровне страны, так и на региональном, можно сде-
лать следующие выводы о распределении этих сетей по уровню их
топологической сложности (см. табл. 8). Из таблицы видно, что 55%
всех железнодорожных сетей в нашей выборке являются цикличес-
кими, а 45% - деревьями. Наиболее сложные классы встречаются толь-
ко в высокоразвитых странах и регионах. Число сетей с 5 ярусами
и выше незначительно. Таким высоким уровнем топологической слож-
ности обладают только страны с наиболее развитой территориальной
структурой. По мере упрощения топологической структуры число
сетей увеличивается. Среди циклических сетей чаще всего встреча-
ются сети 2-го, 1-го и 0-го классов.
Среди сетей-деревьев картина сходная: чем сложнее топологичес-
кая структура дерева, тем реже она встречается. Самыми распростра-
ненными классами конфигурации являются деревья с числом ярусов
разветвлений от 4 до 1. Очень сложные деревья встретились в выборке
только несколько раз: сеть Алжира (К=20), штата Вайоминг (К=15),
Грузии и Малайзии (К=13), Карелии (К=11).
Наибилсс с.юлчпшмн d топологическом отношении яоляются
сети железных дорог стран Европы и CHIA в целом, а также шта-
тов США; более простыми - сети стран Азии, Латинской Америки,
Африки, а также сети мезорегионов России.
Почти у всех типов сетей стран и регионов встречаются по-
бочные остовы, внеостовные циклы, автономные компоненты. Повы-
шенная степень «разорванности» сетей, которая проявляется в на-
личии нескольких автономных компонентов, островов, побочных
остовов, многоядерности одного и того же яруса, характерна для
территорий с полицентрической территориальной структурой, а так-
же с обширными площадными природными препятствиями. В ряде
стран и регионов имеет место инверсия размера первого яруса по
отношению к размеру второго яруса.
Из табл. 8 видно, что направлением усложнения топологической
структуры сетей железных дорог является ряд: простейшие деревья
(К = 1-2), простые деревья (К = 3-5), сложные деревья (К>6), безос-
товные циклические сети, циклические сети 1 класса, циклические сети
2 класса, циклические сети 3 класса,... циклические сети 7 класса.
Таким образом, сети железных дорог стран и регионов могут
иметь разнообразные топологические структуры - от простейших до
самых сложных, однако в географической практике чаще встречают-
ся сети среднего и низкого уровня сложности.
§7 . Топоморфологическая классификация сетей
автодорог
На уровне стран изучена топологическая структура 15 сетей,
по которым удалось найти относительно детальные карты автомо-
бильных дорог. В выборку нельзя было включить сети автодорог
всех стран мира, так как в атласах и на картах они показаны с раз-
ной степенью генерализации Выборка оказалась во многом случайной,
так как использовались только детальные картографические материа-
лы из журнала «Cart Actual». В нее попали как страны с густой се-
тью (Бельгия, Южная Корея), так и страны не с такой густой сетью,
но уникальной конфигурацией территории (Вьетнам, Таиланд, Колумбия).
Поэтому в этой небольшой выборке оказались сети с разным уров-
нем топологической сложности (от простой сети дорог Эфиопии до
очень сложных сетей Бельгии, Южной Кореи и Турции). К этой
выборке были добавлены две сети междугородных автобусных мар-
шрутов Финляндии и Венгрии, которые имеют большое сходство с
сетями автодорог, так как автобусные маршруты покрывают в этих
странах почти все автодороги.
Каждая сеть была расчленена на топоморфологические компонен-
ты — циклические остовы, дсн^цриты, автономные компоненты, л никгп<-
ческие остовы - на топологические ярусы. Значения топоморфометри-
ческих показателей этих сетей представлены в табл. 9. В выборке
оказались сети со сложной топологической структурой - в их цикли-
ческих остовах было от 3 до 10 ярусов. Уровень сложности сетей авто-
дорог оказался выше, чем у сетей железных дорог, что связано с раз-
ным уровнем транспортной проницаемости территории железными и
автомобильными дорогами и различием их территориальных функций.
Сеть автодорог гуще сети железных дорог во всех странах, но особенно
различия между ними велики в странах с высоким уровнем хозяйствен-
ной освоенности (например, по протяженности - от 10 до 20 раз; Шлих-
тер, 1995, с. 82). Анализ пространственного взаимодействия сетей автомо-
бильных и железных дорог в ряде стран мира (Тархов, 1989, с. 72)
показал, что соотношение числа циклов в сетях автодорог и железных
дорог колеблется от 1:8 до 1:64, тогда как соотношение числа топологи-
ческих ярусов - 1-2 : 4~6. Т. е. сети автодорог сложнее сетей желез-
ных дорог в топологическом отношении в 2- 4 раза. Там где плотность
автодорог крайне высока, ее сеть превращается в ареальный, площадной
феномен, она практически перестает быть линейным, сетевым объектом.
Наиболее сложные сети автодорог нашей выборки имеют 8. 9 И
даже 10 ярусов в остове, а число циклов превышает тысячу' и даже две
тысячи (самая сложная сеть железных дорог страны (Германии) состо-
яла из 734 циклов и 7 ярусов). При наличии необходимой картогра-
фической информации о топологической структуре сетей автодорог
США, Франции, Германии, Великобритании можно было бы рассчитать
число топологических ярусов и для них и, таким образом, определить
максимально возможный уровень топологической сложности транспор-
тных сетей стран. Он, видимо, равен 14-16. Определение этого «потол-
ка» сложности сетей остается пока одной из нерешенных задач топо-
морфологического анализа транспортных сетей.
Для некоторых сетей автодорог характерна инверсия размера пер-
вого яруса остова. Так, в сети автодорог Бельгии число циклов в пер-
вом ярусе (292) меньше, чем во втором (311); в сети автодорог бывше-
го СССР эта разница еще больше (181 цикл), в Колумбии она
составляла 40 циклов, в сети автобусных маршрутов Финляндии - 23
и Венгрии - 10.
1
I
г
X
я
I
Для сетей автодорог стран менее характерна разорванность сети
(она чаще встречается в сетях железных дорог). Она имеет место в
странах, расположенных на архипелагах (Индонезия, Дания, Филиппины,
Япония), или имеющих полицентрическую территориальную структуру
(Австралия, Канада, Россия, Колумбия, Бразилия, Вьетнам, Таиланд, Чили,
Норвегия), или имеющих вытянутую конфигурацию территории
Для сетей автодорог характерна атрофия внешних дендритов.
Хотя их число значительно, но они очень просты - это ветви с К =
1—2 В сетях жолоэных дорог внешние дендриты имеют более сложную
топологическую структуру (особенно в сетях 0, 1 и 2 классов). Про-
стота структуры дендритов сетей автодорог объясняется тем, что их цик-
лические остовы имеют сложную структуру (3 и более ярусов). А для
более сложных циклических структур характерны более простые типы
дендритов. Иначе говоря, чем сложнее топологическая структура цик-
лического остова сети (число топологических ярусов в нем), тем про-
ще топологическая структура ее внешних и внутренних дендритов; чем
проще топологическая структура циклического остова, тем сложнее ста-
новится структура дендритов сети. Усложнение циклической структу-
ры ведет к упрощению дендритной составляющей сети. Поэтому для
изучения конфигураций более простых структур лучше заниматься ана-
лизом структуры сетей железных дорог, а для изучения более сложных
структур - анализом сетей автодорог стран с большой территорией и
высоким уровнем ее освоенности.
На уровне регионов (внутристрановых районов) мы рас-
смотрели сети основных автодорог регионов России и Украины
(на 1990 г.; см. табл. 10, 11 и карту на рис. 10), показанные на кар-
тах АТД отдельных областей, краев и республик. Большинство се-
тей авюдириг регионов России принадлежат ко 2 классу (в 39
регионах; т. е. 54%), меньше - к 3 классу (15 регионов, или 21%)
и 1 классу (14 регионов, или 19%) Две сети относятся к самому
сложному, 4 классу (Тульская и Орловская), и только по одной
сети - к простейшим классам - 0 классу и деревьям. Это распре-
деление во многом напоминает распределение сетей железных дорог
штатов США (см. табл. 8), где также преобладали сети 2 класса
(43%), затем следовали сети 1 класса (24%) и сети 3 класса (14%),
а самые сложные и самые простые встречались редко.
Регионы с сетями 3 класса (см карту на рис 10) образуют при-
граничную полосу, простирающуюся с северо-запада на юго-восток Ев-
ропейской части. Очагами этого класса являются Московская, Но-
восибирская области, Алтайский край и Амурская область. Самые
многочисленные сети 2 класса занимают почти всю территорию Ев-
ропейской части к востоку от приграничной полосы сетей 3 класса, а
также Зауралье вплоть до Омской области. К востоку эта полоса
возобновляется на юге Восточной Сибири и в Приморье. Самые про
стые сети располагаются во фрагментарно освоенных регионах, а так-
же в горных регионах и районах с очаговым характером освоения.
Таблица 10
Основные топометрические характеристики
структуры сетей автодорог регионов России в 1990 г.
№ л/п Области, края, республики Я н н®* и' н’ и1 н* с» р О" к
1 Тульская 4 87 86 35 34 14 3 1 1 - -
2 Орловская 4 67 66 34 22 9 1 1 1 — —
3 Новосибирская 3 141 93 62 30 1 — 1 1 1 —
4 Ростовская 3 135 129 79 45 5 — — 1 2 —
5 Московская 3 117 117 67 39 11 — — 1 - —
6 Ставропольский 3 117 115 56 47 12 — 2 1 - -
7 Краснодарский 3 105 103 57 41 5 — 2 1 — —
8 Калининградская 3 101 101 73 27 1 — — 1 -г —
9 Брянская 3 91 89 57 31 1 — 2 1 — —
10 Белгородская 3 82 80 46 33 1 — 2 1 — —
11 Алтайский 3 76 76 50 22 4 — — 2 — —
12 Воронежская 3 75 73 46 18 9 — 2 1 — -
13 Псковская 3 68 67 47 17 3 — 1 1 — —
14 Нижегородская 3 67 42 30 11 1 - 1 1 1 —
15 Липецкая 3 39 38 25 11 2 — 1 1 — —
16 Дагестан 3 36 34 22 9 3 — 2 2 — —
17 Амурская 3 29 28 18 9 1 — 1 3 — —
18 Ленинградская 2 117 100 69 31 — — 4 1 1 —
19 Костромская 2 66 64 40 24 — — 2 1 • -
20 Башкирия 2 63 62 45 17 — — 1 1 — —
21 Калужская 2 61 61 40 21 — — — 1 — —
22 Карелия 2 39 50 за 12 — — 5 1 2
23 Челябинская 2 58 51 37 14 — — 2 1 2 —
24 Ярославская 2 55 52 44 8 - — 3 1 — -
25 Чечено-Ишушетия 2 51 51 40 11 - — — 1 — —
26 Новгородская 2 51 48 35 13 — — 3 1 — —
27 Смоленская 2 49 49 33 16 — — — 1 — —
28 Ульяновская 2 48 41 35 6 — — 1 1 2 -
29 Ивановская 2 48 48 41 7 — — — 3 — —
30 Пензенская 2 47 47 38 9 — — — 1 — -
31 Мордовия 2 47 28 22 6 - — — 1 1 -
32 Омская 2 46 46 29 17 — - — 1 — —
33 Приморский 2 44 42 34 8 — — 2 3 — —
34 Кемеровская 2 41 39 30 9 — — 2 1 * —
35 Владимирская 2 43 41 37 4 — — —, 1 1 —
36 Тверская 2 42 37 31 6 — — 2 1 1 —
37 Вологодская 2 32 12 11 1 — — 2 2 1 —
38 Пермская 2 31 24 22 2 - — 3 1 1 -
39 Саратовская 2 31 18 16 2 —• — 1 1 1 —
40 Самарская 2 29 25 22 3 — — 2 1 1 —
41 Кировская 2 30 30 28 2 - — — 2 - -
Таб.ч. 10. Окончание
№ п/п Области, края, республики Я и ЦО' и’ и’ я4 (D р О" к
42 Свердловская 2 27 27 21 6 — - - 1 - -
43 Тамбовская 2 26 26 23 3 — — — 1 — —
44 Рязанская 2 26 26 17 9 — • - 1 — —
45 Чувашия 2 29 28 21 7 - — 1 2 - —
46 Оренбургская 2 29 25 24 1 — - 1 1 1 -
47 MHfMMLKdN 2 27 20 6 • — — 2 1 —
48 Калмыкия 2 24 21 20 1 — — 1 2 1 —
49 Красноярский 2 23 22 18 4 - - 1 2 - —
50 Курганская 2 19 19 17 2 — — — 1 — —
51 Северная Осетия 2 19 16 14 2 - - 3 4 — —
52 Курская 2 18 18 16 2 - - — 2 - —
53 Тюменская (юг) 2 18 18 16 2 — — — 1 — —
54 Волгоградская 2 18 13 12 1 - — - 2 1 —
55 Иркутская 2 17 11 9 2 — — 2 5 2 —
56 Кабардино- Балкария 2 13 12 11 1 — — 1 1 — —
57 Агтрлилнгкля 1 20 10 10 — — — 1 2 1 —
58 Бурятия 1 20 16 16 — — — 2 2 1 -
59 Марий Эл 1 20 15 15 - — — 3 1 1 -
60 Хабаровский 1 19 9 9 — — — 4 12 2 —
61 Удмуртия 1 15 15 15 — — — — 1 — —
62 Хакасия 1 16 8 8 — — — 3 3 1 —
63 Татария 1 13 10 10 - - - 3 1 - -
64 Сахалинская 1 12 11 11 — — — 1 4 — —
65 Томская 1 8 8 8 — — — - 1 - —
66 Архангельская 1 7 4 4 — — — 1 3 1 —
67 Тува 1 5 5 5 — — — — 1 — —
68 Магаданская 1 5 4 4 — — - 1 10 — —
69 Коми 1 5 4 4 — — — 1 4 — —
70 Якутия 1 4 2+2 2+2 - — - - 3 1 -
71 Мурманская 0 3 - — — - - 3 1 — -
72 Камчатская Д - — — — - — — 4 — —
Инверсия размера первого яруса в сетях автодорог регионов
России отсутствовала, как и в сетях железных дорог штатов США,
что свидетельствует об отсутствии этого явления у сетей мезоу-
ровня (он присущ главным образом для транспортных сетей стран
и городов).
Разорванность второго яруса остова была характерна для очень
многих регионов (Новосибирская, Краснодарский и Алтайский края.
Нижегородская, Ленинградская, Карелия, Смоленская, Пензенская,
Мордовия). Она свидетельствует о внутренней полицентричности
территориальной структуры этих регионов или их пространственной
фрагментарности.
Рис. 10. Классы сетей автодорог регионов России. Выделены по уровню топологической сложности
их структуры (числу топологических ярусов в остове)
Цифра и легенде указывает число топологических ярусов в циклическом о.-тове сети, 0 - циклическая сеть без остова,
сеть-дерево
Побочных остовов в сетях 3 и 2 классов мало, но у сетей 1 и
О классов они встречаются При этом размеры второго побочного
остова значительны. Среди таких многоостовных сетей выделяют-
ся регионы двух типов: 1) разделенные большой рекой (Саратовс-
кая, Волгоградская, Астраханская, Нижегородская, Ульяновская обла-
сти. Хакасия); 2) распадающиеся на два остова из-за вытянутой
конфигурации региона и отсутствия второй продольной магистрали
(Мордовия, Марий Эл). Для обоих типов характерно то, что узлмм
сочленения двух больших петлевых остовов обычно является облас-
тной (республиканский) центр.
Пространственная несвязность встречается чаще у сетей с более
простой структурой (преимущественно 1 класса). Большинство таких
автономных компонентов имеют небольшой размер и расположены
на периферии. Однако есть исключения, вызванные либо полицентрич-
ностью территориальной структуры, либо общим низким уровнем хо-
зяйственной освоенности территории, либо специфической геометри-
ей фигуры территории. К НИМ относятся сеть Хабаровского края (с 12
автономными компонентами: главный, самый крупный расположен на
юге края, остальные, мелкие, - в низовьях Амура и на морском побе-
режье); Магаданской области (с главным остовом в южной части и
9 мелкими изолированными элементами по всей территории, преиму-
щественно вдоль морского побережья); Коми (с 4 мелкими компо-
нентами); Иркутской (с 4 мелкими компонентами на севере области)
и Сахалинской (с 4 автономными компонентами) областей. Средние
по размеру автономные компоненты есть в Дагестане (на севере), Ки-
ровской области (на северо-западе), Калмыкии (на крайнем западе),
Северной Осетии (Моздокский).
Очень схожее распределение по классам обнаружено у сетей авто-
дорог регионов Украины (см. табл. 11), где преобладают сети 3 и 2 клас-
сов (соответственно по 11). Как и в России, здесь есть две области с
самыми сложными сетями (Винницкая и Харьковская), а также свой
«изгой» - Черновицкая область, которая из-за незначительных размеров
имеет лишь 1 ярус в остове. Области с сетями 3 класса образуют полосу
на востоке (от Крыма до Донбасса), северную приграничную (от Сумской
до Хмельницкой) с 2 анклавами ( Львовская и Кировоградская). Более
простые сети 2 класса заполняют промежуточные зоны между полоса-
ми сетей 3 класса: Волынь - Восточная Галичина - Закарпатье, среднее
и нижнее Приднепровье с Николаевской и Одесской областями.
Инверсия размера первого яруса в сетях автодорог регионов Ук-
раины отсутствует, повторяя аналогичную закономерность, выявленную
нами у сетей автодорог регионов России. Побочные остовы встреча-
ются в регионах Украины реже, чем в России. К таким случаям отно-
сятся сети Киевской (с 2 побочными остовами - за Днепром и на
') it Кировоградской (с 2 побочными о< овами iмТртгилглт
западе и востоке) областей Многоостовная сеть в Херсонской облас
ти, [инее разделенная Днепром на 3 разных остова, была консолидирова
на в 1986 г., после открытия нового моста через Днепр у Херсона Пос
ле этого в сеги остался один большой остов (с 2 ярусами и 54 циклами)
и небольшой на юго-западе (5 циклов). Небольшой побочный остов
есть и в Крыму, на Керченском полуострове Внеостовные циклы встре-
чаются здесь значительно реже, чем в России. Это объясняется более
высоким уровнем моиелитшэгти территориальных структур.
Таблица 11
Основные топометрические характеристики
структуры сетей автодорог регионов Украины в 1990 г.
№ п/п Области Я И ро' М1 И и’ и* (0 р О"
1 Винницкая 4 141 141 50 42 34 9 — 1 —
2 Харьковская 4 88 88 49 29 9 1 — 1 -
3 Львовская 3 125 124 63 46 15 — 1 1 —
4 ХмельниикаяЗ 98 98 56 36 6 — — 1 —
5 Крымская 3 97 92 60 29 3 - - 1 1
6 Киевская 3 97 64 43 20 1 — 1 1 2
7 Сумская 3 86 86 55 27 4 — - 2 —
в Донецкая 3 84 84 56 27 1 — — 1 —
9 Луганская 3 74 74 45 27 2 - - 3 -
10 Житомирская 3 65 64 41 20 3 — 1 1 —
11 Черниговская 3 63 63 36 23 4 - — 1 —
12 Запорожская 3 63 61 40 19 2 — - 1 1
13 Кировоградская 3 63 55 38 15 2 — — 2 2
14 Одесская 2 100 98 68 30 — — 2 1 —
1 Ь ИВано-Франконская 2 75 75 46 29 — - — 1 —
16 Волынская 2 64 64 40 24 — — — 1 —
17 Полтавская 2 63 62 37 25 - - 1 1 —
18 Херсонская 2 59 54 48 6 — - - 1 1
19 Ровенская 2 57 56 44 12 — — 1 1 —
20 Тернопольская 2 49 49 36 13 - — — 1 —
21 Закарпатская 2 48 48 32 16 — — — 1 —
22 Днепропетровская 2 43 43 35 8 — — - 1 —
23 Николаевская 2 42 39 31 8 — — — 1 1
24 Черкасская 2 31 30 28 2 - - 1 1 -
25 Черновицкая 1 25 24 24 - - - 1 2 —
На уровне 2-го яруса разорванность наблюдалась чаще (так, 2-й
ярус был разделен на несколько ядер в сетях Одесской, Ивано-Фрам-
ковской, Киевской, Кировоградской, Херсонской, Днепропетровской
областей). Разорванностью сети регионов Украины так не страдают,
как в России. Крайне редко встречаются изолированные элементы
сети (шоссе, секущие окраины Сумской, Луганской, Кировоградской,
Черновицкой областей).
Анализ топологической структуры сетей автодорог 15 стран и
97 регионов бывшего СССР подтвердил очевидный вывод о том, что
структура сети страны значительно сложнее структуры сети региона
(как части страны): сеть региона может иметь уровень сложности от
1 до 4 класса, тогда как страны - от 3-4 до 10 класса.
Наиболее сложную структуру имели сети автодорог Бельгии,
главных автодорог бывшего СССР и автобусных линий Финляндии.
Страны среднего уровня развития (такие как Южная Корея, Турция,
Хорватия, Словения) имели сложные сети (от 4 до 7 ярусов), а раз-
вивающиеся - сети со средним уровнем сложности (2-3 класса).
Таблица 12
Распределение сетей автодорог регионов и стран
по топологическим классам сложности
(число стран и регионов)
Название класса Страны мира Регионы России 1490 г. Области Украины 19ЧО г Итого
я Циклические сети 16 71 25 112
10 С 10 ярусами в остове 1 — — 1
9 С 9 ярусами в остове 1 - 1
8 С 8 ярусами в остове 1 — - 1
7 С 7 ярусами в остове 1 — — 1
6 С 6 ярусами в остове 3 - - 3
5 С 5 ярусами в остове 1 — - 1
4 С 4 ярусами в остове 4 2 2 8
3 С 3 ярусами и остове 2 15 11 28
7 С 2 ярусами я остове 7 39 11 42
1 С 1 ярусом в остове — 14 1 15
0 Безостовная сеть - 1 - 1
К Сети - деревья - 1 - 1
Все деревья, итого - 1 - 1
20 С 20 ярусами разветвления - 1- — -
15 С 15 ярусами разветвления — — — —
13 С 13 ярусами разветвления — — — -
11 С 11 ярусами разветвления - - — -
9 С 9 ярусами разветвления — — - -
8 С 8 ярусами разветвления — — — —
7 С 7 ярусами разветвления — — - —
6 С 6 ярусами разветвления — 1 - 1
5 С 5 ярусами разветвления - — - -
4 С 4 ярусами разветвления — - — -
3 С 3 ярусами разветвления - - - —
2 С 2 ярусами разветвления - — л
1 С 1 ярусом разветвления — — — —
Итого 16 72 25 из
Наиболее развитые регионы имеют сети автодорог среднего
уровня сложности (2-3 класса), менее развитые - простую структу-
ру (1 класса), а самые отсталые и периферийные - 0 класса. Сети-
деревья для автодорожных сетей - явление крайне редкое. Боль-
шинство внутристрановых районов нашей выборки имели сети с 3
и 2 ярусами в остове,
У сетей стран и мезорегионов встречаются побочные остовы,
внеостовные циклы (петли и острова), автономные компоненты. Сте-
пень «разорванности» сетей, которая проявляется в наличии несколь-
ких автономных компонентов, островов, побочных остовов, многоядер-
ности одного и того же топологического яруса, у сетей автодорог
встречается реже, чем у сетей железных дорог, и характерна для по-
лицентрических территориальных структур или районов нового ос-
воения. Инверсия размера первого яруса бывает только у сетей стран
и не характерна для сетей мезорегионов Дендриты сетей автодорог
значительно проще, чем дендриты железнодорожных сетей.
Шкала усложнения топологической структуры сетей автодорог
такая же, как и у сети железных дорог, с двумя существенными от-
личиями: здесь крайне редки деревья, безостовные циклические сети
и циклические сети 1 класса, но встречаются очень сложные сети
(8-11 классов). В основной диапазон сложности попадают структу-
ры с 2-11 топологическими ярусами в остове. Теоретически этот
ряд, возможно, имеет максимальный предел в 14-16 ярусов.
Таким образом, сети автодорог стран и регионов могут иметь
разнообразные по сложности топологические структуры - от сред-
них до очень сложных.
§8 . Топоморфологическая классификация сетей
общественного пассажирского транспорта
крупных городов
В выборку включены сети общественного пассажирского
транспорта ряда крупнейших городов мира. Такие же сети крупных
и средних городов уже были изучены нами ранее. Здесь мы рас-
смотрим только небольшое число сложнейших сетей трамвайных,
троллейбусных, автобусных линий, интегральных сетей городского
транспорта (совмещенных сетей нескольких видов наземного транс-
порта - автобусных и/или троллейбусных и трамвайных линий),
а также все сети метрополитена.
Сети наземного городского пассажирского транспорта
Нами взяты 11 интегральных сетей наземного общественного
пассажирского транспорта крупнейших городов мира (см. табл. 13),
так как они обладают самыми сложными структурами, не встреча-
ющимися у более простых сетей. Информация о конфигурации
этих сетей взята со схем транспорта отдельных транспортных ком
паний, планов городов, энциклопедии городского транспорта Джэйнс
(Jane's, 1997/98).
Наиболее сложными являются сети автобусных маршрутов
Лондона (11 ярусов в остове), Нью-Йорка и Чикаго (по 9 ярусов).
За ними следуют Москва, Рим, Вена. У всех этих сетей число ярусов
больше или равно семи, а число циклов в сети превышает 600. По
числу циклов и ярусов интегральные транспортные сети крупнейших
городов мира сопоставимы по своим размерам с сетями железных
дорог (Германии - с 7 ярусами, Франции - с 6 ярусами) и самыми
сложными сетями автодорог, включенными в нашу выборку, - Бель-
гии (10 ярусов с 1600 циклами; она чуть меньше сети автобусных
линий Лондона с 11 ярусами и 1823 циклами), Финляндии (9 ярусов
с 901 циклом, т. е. равновелика сети Чикаго с 9 ярусами). Таким
образом, самые сложные топологические структуры сетей городского
наземного транспорта, железных дорог и автодорог стран имеют не
только один порядок (число топологических ярусов - от 9 до 11),
но даже размер (число циклов). Сети наземного городского транс-
порта больших и средних городов сильно уступают по своим разме-
рам и сложности не только сетям крупнейших городов, но и сетям
железных дорог стран. Но они очень схожи по своей структуре с
сетями железных дорог ряда мезорегионов и автодорог менее раз-
витых стран. Например, сеть городского транспорта Санкт-Петербур-
га равновелика в топологическом отношении сети железных дорог
Огайо и сетям автодорог Таиланда и Словении.
В отличие от сетей железных и автомобильных дорог стран и
регионов, сети наземного городского пассажирского транспорта име-
ют повышенное число внеостовных циклов (островов), очень корот-
кие и мало разветвленные дендриты. Во внешней части остова (в 1
и 2 ярусах) преобладают значительно большие по размерам циклы,
чем в его центре. Это связано с тем, что городские центры раньше
были заселены плотнее, сеть улиц здесь была гуще, а на окраинах -
менее плотной. Поэтому инверсия размера первого (и даже иногда
второго) яруса в сетях городского транспорта - явление более час-
тое, чем в транспортных сетях мезорегионов и стран. Она особенно
явна в Лондоне, Москве и Нью-Йорке.
Спецификой последнего является сильная внутренняя морфоло-
гическая расчлененность территории города реками (три главных
сухопутных части связаны лишь 13 мостами): на Бруклин и Квинс
приходится 899 циклов (т. е. 61% всех циклов сети), Манхэттен -
367 (25%) и Бронкс - 205 (14%). При этом топологический центр
Таблица 13
Основные топометрические характеристики сетей всех видов наземною
общественного пассажирского транспорта ряда крупнейших городов миэа
число топологических ярусов в главном остове, ц - цикломатическос число (число циклов в сел); р', р’. р* и т. д
сети городского наземного транспорта Нью-Йорка расположен в сре-
динной части Бруклина, а не на Манхэттене. В ряде случаев почти
одинаковы размеры некоторых внутренних ярусов (например, 3-го и
4-го - в Риме; 2-го, 3-го и 4-го - в Нью-Йорке; 2-го и 3-го - в
Чикаго).
Для центральных ярусов большинства городов характерны силь-
ная расчлененность и многоядсрность, вызванные действием крупных
площадных препятствий, расположенных между центром и окраинны-
ми частями (в основном они совпадают со складскими, портовыми,
промышленными зонами, речными долинами). Эти препятствия хо-
рошо просматриваются на картах в виде очень больших по площади
циклов. Такие циклы являются одновременно причиной почти всех
транспортных пробок в центрах городов, так как блокируют пропус-
кную способность ограниченного числа входящих радиальных магист-
ралей и тангенциальных связок между ними. Эти огромные по раз-
мерам циклы встречаются во всех городах. Размеры таких циклов
еще больше в тех случаях, когда территория города разделена широ-
кими реками (Дунай в Будапеште и Вене, Исл-Ривер в Нью-Йор-
ке). Несмотря на физическое объединение Берлина, бывшая граница
между обеими частями города хорошо «читается» на карте транспор-
тной сети в виде огромных циклов с неестественными геометричес-
кими формами
В табл. 13 представлены самые сложные сети наземного город-
ского транспорта. Данная таблица не дает полного представления обо
всем разнообразии типов конфигураций этих сетей, так как в ней нет
информации о транспортных сетях городов средних и малых разме-
ров. Нами ранее (Тархов. 1989, с. 33-34) был проведен анализ топо-
логической структуры более 500 сетей наземного общественного пас-
сажирского транспорта (включая почти все крупные и средние
города СНГ), который показал, что по мере упрощения структур сети
возрастает частота их встречаемости и наблюдается ббльшее разно-
образие очень простых структур.
В табл. 14 показана частота встречаемости сетей всех классов по
отдельным видам городского транспорта, а также интегральных сетей го-
родского транспорта (двух или трех видов транспорта вместе). Из этой
таблицы видно, что чаще всего встречались сети 1 и 2 классов, реже -
безостовные сети (0 класса), деревья, а еще реже - сети 3 и 4 классов.
Среди деревьев преобладают простые конфигурации (1 < К < 4).
Интегральные сети имеют более сложную структуру, чем сети одно-
го вида транспорта (это очевидный факт). Более сложную структуру
имеют сети автобусных линий (преобладает 2 класс), более простую -
сети трамвайно-троллейбусных линий; еще проще - сети троллей-
бусных и сети трамвайных линий. Это объясняется ббльшей стоимо-
стью основных фондов и затрат на эксплуатацию городского электротран-
спорта по сравнению с автобусным транспортом. Поэтому для анализа
разнообразия самых простых структур сетей наземного городского транс-
порта лучше изучать конфигурации трамвайных и троллейбусных сетей,
сетей средней сложности - конфигурации интегральных сетей (сетей
всех видов транспорта).
Таблица 14
Распралолеммо гэтрй лбшргтврннпго наземного
пассажирского транспорта больших и средних городов СНГ
по топологическим классам сложности (число городов)
И - интегральные сети (всех видов транспорта вместе - трамвая, троллей-
буса, автобуса), А - сети автобусных линий, Т-Т - совместные сети трам-
вайных и троллейбусных линий, ТМ - сети трамвайных линий. ТБ - сети
троллейбусных линий.
Название класса и А Т-Т ТБ ТМ Число никлое в сетях Итого
я ЦМКЛИЧРГКМР ГРТИ 106 106 69 132 68 1-471 481
5 С 5 ярусами в остове 3 2 - - - 140-471 5
4 С 4 ярусами в остове 3 2 1 1 - 72-231 7
3 С 3 ярусами в остове 21 12 8 - - 26-157 41
2 С 2 ярусами в остове 53 50 24 21 3 6-64 151
1 С 1 ярусом в остове 20 33 32 72 30 2-27 187
0 Безостовная сеть 6 7 4 38 35 1-6 90
К Сети - деревья - 4 1 19 30 0 54
6 С 6 ярусами разветвления - 1 - - 1 - 2
5 С 5 ярусами разветвления - - - - 2 — 2
4 С 4 ярусами разветвления - 1 1 4 6 — 12
3 С 3 ярусами разветвления - 1 - 3 10 - 14
2 С 2 ярусами разветвления - 1 - 3 11 - 15
1 С 1 ярусом разветвления - - - 9 9 — 18
Итого 106 110 70 151 98 - 535
Число циклов в каждом классе сетей городского наземного транс-
порта сильно варьирует, но оно невелико для сетей 1 и 2 класса. Одна-
ко для самых сложных сетей (выше 5 класса) оно превышает 500 и
может достигать 2000. В этом отношении размер циклического остова
сетей наземного городского пассажирского транспорта мало чем отли-
чается от размера циклического остова сетей железных и автомобиль-
ных дорог стран и мезорегионов.
Сети метрополитена
Нами была изучена топологическая структура всех 97 сетей
метрополитена мира (табл 15). Картографическая информация собра-
на из разных источников: планы городов, схемы линий метро, энцик-
лопедии <Джэйнс» (Janes, 1997/98) и «Railway Directory» (2001).
Сеть линий каждой системы метро была закартирована и расчленена
на структурные компоненты (циклический остов, внеостовные циклы,
топологические ярусы). Затем все сети были расклассифицирова-
пи ни jpuoniu 1 viiu-ioi пчсслий слилчтлш.
Таблица 15
Основные топометрические характеристики сетей
метрополитена крупнейших городов мира на 1999-2001 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - пикломатичсское
число (число циклов в сети); ц1, ц2, ц3 - число циклов в t-м, 2-м, 3-м тополо-
гических ярусах в главном циклическом остове сети; цо' - число циклов в
главном циклическом остове сети; ш - число вмеостовиых циклов в сети
(петель и островов); Р - число автономных компонентов (АК, включая
главный компонент): О" - число побочных остовов в сети (без главного
остова); К - число ярусов разветвления в сети-дереве.
Города упорядочены по топологическим классам сложности структуры се-
тей (числу ярусов в остове; числу ярусов разветвления К в дереве).
№ п/п Города Я И ИО' И' И3 и’ со р О" к
1 Токио 3 79 79 35 29 15 — — — —
2 Нью-Йорк 3 75 75 33 29 13 — — — -
3 Париж 3 63 63 29 25 9 - - — -
4 Лондон 3 50 46 31 14 1 4 — — —
5 Мадрид 3 37 37 21 14 2 — — — -
6 Сеул 3 36 35 23 11 1 1 - - -
7 Мехико 2 25 25 17 8 - — - — —
8 Москва 2 24 24 17 7 — — - — —
9 Осака 2 18 17 13 4 - 1 - - —
10 Берлин 2 13 13 11 2 - — — - —
11 Барселона 1 14 14 14 - - - - - -
12 Гамбург 1 7 7 7 - — - - - -
13 Нагоя 1 6 6 6 - - - - — —
14 Вена 1 6 6 6 — — — — — —
15 Чикаго 1 5 2+2 2+2 - — 1 - - —
16 Мюнхен 1 4 4 4 - — — - - —
17 Милан 1 4 4 4 - — - — — -
18 Санкт-Петербур! 1 4 4 4 - - - 1 - -
19 Вашингтон 1 4 3 3 - - 1 — — -
20 Стокгольм 1 4 3 3 — — 1 — • —
21 Буэнос-Айрес 1 3 2 2 - - 1 - - -
22 Филадельфия 1 3 2 2 - - 1 - - -
№ п/п Города Я м ЦО’ и' и’ н’ (0 р О" к
23 Бухарест 1 2 2 2 - - - ** - -
24 Гонконг 1 2 2 2 - - - — — -
25 Монреаль 1 2 2 2 - - - - - -
26 Лиссабон 1 2 2 2 - - — — - -
27 Сингапур 0 1 - - - - 1 - - -
28 Брюссель 0 1 - - - - 1 — - -
29 -/\нип 0 1 — — — — 1 — — —
30 Марсель 0 1 - - - - 1 - - -
31 Франкфурт-на-Майне 0 1 - - - — 1 - - -
32 Лилль 0 1 - - - - 1 — - -
33 Ньюкасл 0 1 - - - - 1 - — -
34 Каир 0 1 - - - - 1 - • -
35 Пекин 0 1 - - - - 1 — — -
36 Торонто 0 1 - - - - 1 — - -
37 Афины 0 1 — - - - 1 — - -
38 Ташкент 0 1 - - — - 1 — - -
39 Хлрькоо 0 1 — 1
40 Тайбэй 0 1 — - - - 1 — - -
41 Неаполь 0 1 - - — - 1 — — -
42 Прага 0 1 - - - - 1 - - -
43 Киев 0 1 - - — - 1 — - -
44 Нюрнберг 0 1 - - - - 1 - - -
45 Глазго 0 1 — - — - 1 — — -
46 Осло д - 6
47 Сан-Франииско д - 4
48 Каракас д — - — - — — — — 4
49 Атланта д — d
50 Роттердам д - 4
51 Саппоро д - 4
52 Амстердам д - 4
53 Бостон д — 4
54 Сан-Паулу д — 3
55 Баку Д — 3
56 Сантьяго Д - 3
57 Будапешт Д - 2
58 Бангкок Д - 2
59 Минск д — 2
60 НовосибирскД - 2
61 Пхеньян Д — 2
62 Рим Д - 2
63 Киото д - 2
64 Шанхай д - 2
65 Тегеран д - 2
№ п/п Г орода Я и ро’ н' и’ CD р О" к
66 Фукуока Д - - - - - - - - 2
67 Хельсинки д — — - - — — — - 2
68 Пусан д - - - — - - - - 2
69 Тбилиси д — 2
70 Рио-де-Жанейро д - - - - - - - - 2
Г1 Ораэилиа д 2
72 Медельин д — - - - - - — - 2
73 Ереван д - 2
74 Йокогама д - — - - - - - - 1
75 Нижний Новгород д - - - - - - - - 1
76 Майами д - 1
77 Кливленд д - — - — - - — - 1
78 Кобе д 1
79 Бильбао д - 1
80 Тяньизинь д - 1
01 Колката (Калькутта) д - - — - - - — - 1
82 София д — 1
83 Варшава д - I
84 Куала-Лумпур д - 1
85 Екатеринбург д — — — - - — - - 1
86 Балтимор д - 1
87 Самара д - 1
88 Днепропетровск д - 1
89 Стамбул д - 1
90 Анкара д - — — - — - — — 1
91 Измир д — — — — — — 1
92 Гуанчжоу д — 1
93 Лос-Анджелес д - 1
94 Сендай д - 1
95 Тулуза д - - - - - - - - 1
96 Тэгу д - 1
97 Инчхон д — 1
Сети линий метрополитена значительно проще сетей наземно-
го городского пассажирского транспорта, так как прокладка подзем-
ных линий и надземных эстакад значительно дороже, чем сооруже-
ние трамвайных, а тем более троллейбусных линий (для открытия
автобусных маршрутов затраты на линейную инфраструктуру вооб-
ще минимальны). Несколько самых сложных из них (Токио, Нью-
Йорк, Париж, Лондон, Мадрид, Сеул) имеют только 3 яруса в осто-
ве. Максимальное число циклов в остовах этих сетей достигает 79
По 2 яруса имеют сети метро Мехико, Москвы, Осаки, Берлина.
Среди циклических сетей преобладают одноярусные (16) и безос-
товные (с одним циклом; их - 19).
Большинство сетей мегро (52 из 97) являются деревьями. Наибо-
лее сложную среди них структуру имеет сеть метро Осло (6 ярусов раз-
ветвления; после замыкания первого цикла в 2006 г. эта сеть превратит-
ся в безостовную циклическую). По 4 яруса разветвления имеют 7
сетей-деревьев, по 3 яруса - 3 сети, по 2 яруса - 17. Среди сетей с
2 ярусами разветвления (К=2) выделяются три типа (см. рис. И):
1) сеть-звезда (Будапешт - с 6 лучами): 2) сеть-крест (Минск. Ново-
сибирск, Пхеньян, Рим, Тегеран); 3) сеть-тройник (вилка; Тбилиси, Ме-
дельин, Фукуока). 24 сети имели простейшую структуру - с одной
линией без разветвлений (например, Варшава, Самара, Днепропетровск).
Сети метро отличаются от всех остальных типов транспортных
сетей своей упрощенной топологической структурой, повышенным
уровнем разветвленности за счет более протяженных внешних ден-
дритов. Острова и побочные остовы, автономные компоненты, мно-
гоядерность топологических ярусов внутри остова у сетей метро —
явления редкие.
$9. Классы топологической сложности
транспортных сетей
Анализ топологической структуры транспортных сетей террито-
рий разного уровня масштаба показывает, что независимо от вида
транспорта (железнодорожный, автомобильный, внутригородской пас-
сажирский) или территориального уровня (страна, мезорегион, город)
вес эти сети устроены одинаковым образом являются, либо цик-
лическими либо деревьями. Циклические сети состоят из дендритов
и циклического остова, в котором может быть от 1 до 11 топологи-
ческих ярусов. При этом топоморфологическое разнообразие струк-
тур возрастает по мере их упрощения.
Эмпирический анализ большого числа транспортных сетей, про-
веденный в §§ 6-8 этой главы, позволил подтвердить, что число то-
пологических ярусов в циклическом остове - удобное и однознач-
ное основание для их классификации. Нами были обнаружены 13
таких классов Классы, подклассы и типы конфигураций всех сетей,
выявленные нами, представлены на рис. 11. Ниже дается краткое опи-
сание этих классов и типов. Все они делятся по частоте встречаемо-
сти (см. табл. 16) на пять больших групп: сложные многоярусные
циклические сети (с 3-11 ярусами), двухъярусные циклические сети,
одноярусные циклические сети, безостовныс циклические сети, сети-
деревья
I. СЛОЖНЫЕ МНОГОЯРУСНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ
Границы топологических ярусов выделены жирными линиями,
а цифрами с их внешней стороны обозначены номера этих ярусов.
Циклическая сеть 11 класса
(с 11 топологическими
ярусами в остове)
Циклическая сеть 10 класса
(с 10 топологическими
ярусами в остове)
Циклическая сеть 9 класса
(с 9 топологическими
ярусами в остове)
Рис. 11. Классы, подклассы и типы транспортных сетей по уровню их
топологической сложности
Цикличес кая сеть 8 класса
(с 8 топологическими ярусами
в остове)
Циклическая сеть 7 класса
(с 7 топологическими ярусами
в остове)
Циклическая сеть 6 класса
(с 6 топологическими ярусами
в остове)
Циклическая сеть 5 класса
(с 5 топологическими ярусами
в остове)
Piic. 11 (продолжение)
IV. БЕЗОСТОВНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ
IV.1. ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ
Многоостровные циклические сети 0 класса
Многопетлевые циклические сети 0 класса
Смешанные полициклические сети 0 класса
IV.2. МОНОНИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ
Число ярусов разветвления (К): К = 1 К = 2 к = з
Циклические сети 0 класса с 4 ветвями
Циклические сети 0 класса с 3 ветвями
Циклические сети 0 класса с 2 ветвями
Циклические сети 0 класса с 1 ветвью
Циклические сети 0 класса без ветвей ь
Деревья сК = 6 Ветвящиеся иепи
Деревья сК = 5 (ветвящиеся иепи)
Деревья сК = 4 Ветвящиеся иепи Ветвящийся крест Куст
Деревья сК = 3 Звездообразные Крестообразные С 2 тройниками
Деревья сК = 2 Кресты Тройники
Деревья сК = 1 (простые иепи и линии)
Рис. 11 (окончание)
I. СЛОЖНЫЕ МНОГОЯРУСНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ
Сети 11-го класса. В циклическом остове выделяется 11 то-
пологических ярусов Это самые сложные по структуре сети. В на-
шей выборке есть только одна такая сеть - автобусных линий Лон-
дона (1823 цикла, в т. ч. 1809 в остове).
Сети 10-го класса. В циклическом остове выделяется 10 то-
пологических ярусов. В нашей выборке к этому классу относится
ттько о л на такая сеть - автодорог Бельгии (с 1600 циклами).
Сети 9-го класса. В циклическом остове выделяется 9 топо-
логических ярусов. Выявлены 3 такие сети: главных автодорог быв-
шего СССР (2862 циклов - максимальное во всей выборке), авто-
бусных маршрутов Нью-Йорка (1471 циклов) и Чикаго (854).
Сети 8-го класса. В циклическом остове выделяется 8 топо-
логических ярусов К ним относится сеть автобусных маршрутов
Финляндии (901 цикл).
Сети 7-го класса. В циклическом остове выделяется 7 тополо-
гических ярусов. К ним относятся сеть железных дорог Германии (734
цикла), сеть автодорог Южной Кореи (735 циклов), 4 интегральные
сети наземного городского пассажирского транспорта (Москва, Рим,
Вена, Будапешт) со средним размером остова 676 циклов.
Сети 6-го класса. В циклическом остове выделяется 6 тополо-
гических ярусов. К ним относятся сети железных дорог США и Фран-
ции, автодорог Турции, Хорватии, Боснии и Герцеговины; интегральные
сети наземного пассажирского транспорта Берлина и Мадрида. Сред-
ний размер остова сети этого класса составляет 577 циклов.
Сети 5-го класса. В циклической остове выделяется 5 топо-
логических ярусов. К ним относятся сеть железных дорог Польши,
сеть автодорог Колумбии, интегральная сеть городского транспорта
Бухареста и нескольких городов СНГ. Средний размер циклическо-
го остова составляет 289 циклов.
Сети 4-го класса. В циклическом остове выделяется 4 топо-
логических яруса. К этому классу относятся 22 сети всех типов.
Средний размер циклического подграфа сетей железных дорог со-
ставляет 206 циклов, сетей автодорог -186, сетей наземного городско-
го транспорта - 174.
Сети 3-го класса. В циклическом остове выделяется 3 топо-
логических яруса. К этому классу относятся 92 сети. Средний размер цик-
лического подграфа сетей железных дорог составляет 98, автодорог - 86,
сетей наземного городского транспорта - 63, метро - 57 циклов.
II. ДВУХЪЯРУСНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ (сета 2-го класса)
К ним относятся большинство сетей, попавших в нашу выбор-
ку (248). В циклическом остове этих сетей выделяется два топо-
логических яруса. Этот класс делится по наличию побочных осто-
вов на два подкласса: одноостовные (с одним остовом) и много-
остповные (когда, наряду с главным остовом, есть один или буль-
шее число побочных остовов). Как правило, размеры побочных
остовов невелики по сравнению с размером главного остова. Чаще
всего эти побочные остовы состоят только из одного топологичес-
кого яруса, тогда как в главном остове их всегда два. Около 70%
всех сетей этого класса - одноостовные, и только 30% - многоос-
товные.
Средний размер циклического подграфа сетей аюю класса для
железнодорожных составляет 38 циклов, автодорожных - 43, город-
ского наземного транспорта - 23, метро - 20 циклов.
III. ОДНОЯРУСНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ (сета 1-го класса)
В циклическом остове этих сетей выделяется всего один тополо-
гический ярус. К ним относится абсолютное большинство сетей выбор-
ки (277). Средний размер циклического подграфа составляет 6 циклов
в сетях железных дорог, 12 циклов - в автодорожных, 7 - в сетях на-
земного городского пассажирского транспорта, 5 — в сетях метро.
Эти сети делятся на два подкласса - одноостовные и многоос-
шовные. Около 2/3 всех сетей t-го класса имеют один остов, а 1/3 -
два и более. Разнообразие типов здесь больше. Изредка встречаются
сети даже с 4 и 5 побочными остовами, которые соединяются друг с
другом либо линейно (образуя цепочку), либо в виде дерева.
IV. БЕЗОСТОВНЫЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ СЕТИ (сета 0-го класса).
Эти сети состоят из разрозненных единичных циклов, и в них
нет циклических остовов. Этот класс сетей также многочислен (181
сеть). У сетей железных дорог и городского транспорта часто встре-
чается по 2-3 цикла, у сетей метро - только по одному. Этот класс
сложности характерен для транспортных сетей территориальных еди-
ниц небольших размеров и средних городов, а также для слабо осво-
енных территорий.
Класс распадается на два подкласса (см. рис. И) : моноцикличес-
кие (имеют один цикл) и полициклические (имеют от 2 до 9 циклов).
Моноциклические сети чаще встречаются в городах. Они
различаются по числу внешних дендритов: с 1 веткой, 2 ветками, 3
ветками, 4 ветками. Бывают редкие случаи, когда цикл вообще не
имеет веток и представляет собой «голый» цикл (например, сеть мет-
рополитена Глазго и сеть трамвайных линий Карпинска до 1994 г. в
виде единственной кольцевой линии). Чаще всего в городских
транспортных сетях встречаются моноциклические структуры с 3-
5 ветками.
П алициклические сети различаются как по числу циклов (от 2
до 9), так и по способу присоединения этих циклов друг к другу: в
многоостровных сетях циклы связаны соединительными дендрита-
ми; в многопетлевых сетях петли соединены через узлы сочленения;
в смешанных есть как петли, так и острова, которые связаны как со-
единительными дендритами, так и узлами сочленения. Полицикличес-
кие сети встречаются в полицентрических территориальных системах.
Изолированным друг от друга циклам соответствуют региональные или
ЛОКаЛЬНЫе очаги освоенности, а В 1 придал изолированные очаги и
пятна застройки или концентрации деятельности.
Особыми типами полициклической сети являются цепи циклов
(см. ЦЦ на рис. 3) и сдвоенные петли («восьмёрки*; СП - см. на
том же рис.).
V. СЕТИ-ДЕРЕВЬЯ
Эти сети не имеют в своей структуре замкнутых циклов и состо-
ят только из ветвей. Все деревья делятся по числу ярусов разветвле-
ния (К). В выборке обнаружены сети пт 1 до 20 ярусов разветвления.
Все деревья можно разделить по числу ярусов разветвления на
сложные (8 и более ярусов разветвления), средние (число ярусов
разветвления варьирует от 4 до 7) и простые (от 1 до 3 ярусов
разветвления).
Сложные сети-деревья встречаются редко. В выборке их всего
16. Все они - сети железных дорог развивающихся стран или сла-
бозаселенных мезорегионов. Самые сложные среди них - сети же-
лезных дорог Алжира (К=20), штата Вайоминг (К=15), Грузии и
Малайзии (К=13), Карелии (К=11).
Сложные деревья чаще всего представлены длинной ветвящейся
цепью, т. е. линией с многочисленными ветвями. Кроме ветвящихся це-
пей крайне редко встречаются ветвящиеся тройники, крестообразные и
звездообразные деревья (см. рис. 11). Наиболее сложный тип такой
структуры - куст - симметричное дерево, в каждой вершине раз-
ветвления которого число ветвей одинаково.
Деревья среднего уровня сложности (с числом разветвлений от
4 до 7) более характерны для сетей железных дорог регионов и самых
слабо развитых стран, сетей наземного городского транспорта. Чаще
всего встречаются сети с 4 5 ярусами разветвления в виде длинной
ветвящейся цепи. Иногда встречается тип, называющийся ветвящимся
крестом (см рис. 11). Всего в этот тип попали 29% всех сетей-деревь-
ев выборки.
Самыми многочисленными (69% всех сетей-деревьев) являются
простые деревья, которые характерны для сетей железных дорог наи-
менее развитых регионов, а также для сетей наземного пассажирского
транспорта небольших городов. Большинство сетей метрополитена име-
ют именно эту структуру. У простых деревьев (1 < К £ 3) - наиболь-
шее разнообразие структур.
Если самые простые сети (К = 1) представляют собой линии без
разветвлений (либо в виде коротких отрезков, либо в виде длинной
цепи), то среди деревьев с К = 2 выделяются такие типы, как тройник,
крест, звезда. У сети-креста из центральной вершины-перекрестка выхо-
дят 4 луча (например, сеть метро Минска), у тройника - 3 (сеть метро
Фукуоки), а в сети-звезде таких лучей может быть от 5 до 11 (но чаще
встречаются звезды с 6-7 лучами, например, сеть метро Вудапсшха).
Деревья с К = 3 представляют собой различные сочетания структур
типа К = 2: тройник с тройником, тройник с крестом, тройник со звез-
дой, крест с крестом, крест со звездой, звезду со звездой.
Распределение всех видов изученных транспортных сетей по
основным классам представлено в таблице 16. Из нее видно, что
77% всех сетей являются циклическими, а 23% - деревьями. Среди
циклических преобладают сети 1 класса (25% всего числа, включая
деревья) и 2 класса (22%), а также сети 0 класса (16%). Наиболее
редки сложные многоярусные сети (13%). Таким образом, простые
циклические сети (с 0, 1,2 ярусами) составляют большинство всех
сетей (63%).
Таблица 16
Распределение транспортных сетей стран, регионов и городов
по топологическим классам сложности
(число стран, регионов, городов)
Название класса Сети железных дорос Сети автоло* рог Сети наземного городское о транспорта Сети ХАСТрО Итого
я ииклические сети 198 112 492 45 847
11 С 11 ярусами в остове ▼ - 1 - 1
10 С 10 ярусами в остове - 1 - - 1
9 С 9 ярусами в остове - 1 2 — 3
8 С в ярусами в остове - 1 - — 1
7 С 7 ярусами в остове 1 1 4 - 6
6 С ь ярусами я остове 2 3 2 - 7
5 С 5 ярусами в остове 1 1 6 - В
4 С 4 ярусами в остове 6 8 8 - 22
3 С 3 ярусами в остове 17 28 41 6 92
2 С 2 ярусами в остове 42 52 151 4 249
1 С 1 ярусом в остове 58 15 187 16 276
0 Безостоеная сеть 71 1 90 19 181
Название класса Сети железных дорог Сети автодо- рог Сети наземного городского транспорта Сети метро Итого
к Сети - деревья 62 1 54 52 269
20 С 20 ярусами разветвления 1 - - - 1
15 CIS ярусами разветвления 1 - - - 1
И С 11 ярусами разветвления 1 - - - 1
9 С 9 ярусами разветвления 3 - - - 3
8 С 8 ярусами разветвления 8 - - - В
7 С 7 ярусами разветвления 12 - - - 12
6 С 6 ярусами разветвления 10 1 2 1 14
5 С 5 ярусами разветвления 14 - 2 - 16
4 С 4 ярусами разветвления 16 - 12 7 35
3 С 3 ярусами разветвления 29 - 14 3 46
2 С 2 ярусами разветвления 31 - 15 17 63
1 С 1 ярусом разветвления 34 - 18 24 76
Итого 360 113 535 97 1105
Среди деревьев также преобладают простые и простейшие топо-
логические структуры с числом ярусов разветвления (К = 1 + 3) - 69%
всех сетей деревьев, средние по сложности структуры (К 3 4 + 7) -
29% всех сетей-деревьев. Самые сложные деревья (К = 8 +• 20) состав-
ляют только 2%.
Таким образом, транспортные сети стран, регионов, городов по
топологической сложности их конфигурации могут быть отнесены
к 13 классам (деревья, циклические сети 0 класса, 1 класса, 2 клас-
са, 3 класса, .... 11 класса). Однако большинство транспортных се-
тей относятся либо к 1 классу, либо ко 2 классу топологической
сложности. У сухопутных транспортных сетей стран и регионов, у
сетей общественного городского пассажирского транспорта преобла-
дают относительно простые топологические структуры, но встречаются
также сети со средним уровнем топологической сложности, редко -
сети с очень сложной структурой.
Уровень топологической сложности выше у сетей автодорог стран
и регионов и сетей общественного наземного транспорта крупнейших
городов Он ниже у сетей железных дорог стран и регионов, сетей
общественного наземного транспорта больших городов, и еще ниже - у
сетей железных дорог слабо развитых стран и регионов, сетей наземного
пассажирского транспорта средних городов и у сетей метрополитена.
Таблица 17
Топологический размер транспортных сетей стран, регионов
и городов (по числу циклов)
В первой колонке для каждого вида транспортной сети указан ра;Лрос числа
циклов о сети (от минимального до максимального), во второй - среднее
число циклов для данного класса.
X ф *- и Сети железных дорог Сети автодорог Сети наземного городского транспорта Сети метрополитена
3 и и J Число ииклов Среднее число ииклов Число никлое Среднее число ииклов Число ииклов Среднее число ииклов Число ииклов Среднее число циклов
11 - - - - 1823 - - -
10 - - 1600 - - - - -
9 - - 2862 - 854-1471 - *- -
8 - - 901 - - - - -
7 734 - 735 - 521-834 676 - -
6 263-655 - 454-881 663,7 547-580 563 - -
5 317 - 640 140-471 235,1 - -
4 108-288 206 88-399 186,3 91-458 174,4 - -
3 39-167 97,9 29-151 85,8 26-157 63,0 36-79 56,7
2 8-134 37,9 13-117 43,3 6-64 22,8 13-25 20,0
1 2-24 5,9 4-20 12,1 2-26 6,9 2-14 4,5
0 1^1 1,4 3 - 1-6 1,6 1 1
Этот вывод подтверждает таблица 17, в которой указаны сред-
ние значения числа циклов (цикломатического числа) в разных ти-
пах сетей по каждому классу. Если у самых сложных транспорт-
ных сетей число циклов может превышать 400-500 и достигать
почти 3000, то для сетей средней сложности (3 и 4 классов) - оно
не более 400 (при средней величине для сетей 4 класса - 170-200
циклов, а для сетей 3 класса - 57-97 циклов). Двухъярусные цик-
лические сети в среднем имеют от 20 до 40 циклов, одноярусные -
от 5 до 12. Для бсэостоопых циклических сетей более характерен
один цикл, хотя в трети случаев встречаются два цикла. Таким об-
разом, каждому классу топологической сложности соответствует
свой средний размер циклического компонента: чем сложнее струк-
тура сети, тем больше ее цикломатическое число.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2
Конфигурация транспортной сети обладает топологическими и
геометрическими свойствами. Топологические более важны, так
как являются структурными, отражают целостность конфигура-
ции, тогда как геометрические — только формосвойства от-
дельных элементов сети.
Все сухопутные транспортные сети состоят из двух простей-
ших топоморфологических элементов — ветвей и циклов. По
их сочетанию все сети делятся на циклические (содержат и
циклы, и ветви) и деревья (состоят только из ветвей). Из
структурных элементов (ветвей и циклов) складываются струк-
турные компоненты сети — циклические остовы и дендриты.
Циклические сети конфигурационно более неоднородны по
сравнению с деревьями и состоят из циклических остовов,
внеостовных циклов и дендритов. Деревья уязвимы, так как в
них не обеспечена внутренняя надежность связей между со-
седними местами. Поэтому в них замыкаются первые циклы,
которые более надежны по своей топологической структуре.
Цикл транспортной сети — главный структурный элемент, от-
личающий сеть-дерево от циклической сети. Он позволяет пе-
ремещаться из одного узла в другой двумя разными путями.
Чем больше циклов в сети, тем надежнее се топологическая
структура. Циклы объединяются в компактные структуры
циклические остовы, которые имеют еще более высокий уро-
вень структурной надежности сети (он измеряется числом
циклов).
Для определения уровня сложности циклических остовов
циклы внутри них объединяются в топологические ярусы —
искусственные и отчасти абстрактные конструкции, которые,
тем не менее, являются чувствительным и адекватным мето-
дологическим инструментом морфологического анализа топо-
логической структуры сетей. Число этих ярусов зависит от
взаимной упорядоченности огромного числа циклов в сети
(т. е. по существу от сложности территориальной структуры
хозяйства и расселения), а также от формы контура (фигу-
ры) территории страны, региона, города. Метод расчленения
остова на топологические ярусы позволяет свести порой
очень сложную структуру циклических компонентов к более
простой, без потери качественно важных топологических
свойств.
Главным признаком выделения классов пространственной слож-
ности является число топологических ярусов в циклическом ос-
тове сети. Если в циклической сети нет ни одного яруса (а сле-
довательно, и остова), она относится к 0 классу, а когда в сети
нет ни одного цикла — к классу деревьев (класс с отрицатель-
ным числом топологических ярусов). Топологическая сложность
деревьев определяется по числу ярусов разветвления.
Анализ обширного эмпирического материала на уровнях от
странкт до трпдя плчплама пмяпитк 1 3 гм'иопиых топологичес-
ких классов сложности транспортных сетей: от самых простей-
ших (деревья с числом разветвлений от 1 до 20 циклических
сетей без остова) и простых (циклических с 1 и 2 ярусами в
остове) до средних (циклических с 3 и 4 ярусами в остове) и
сложных (циклических с 5 11 ярусами в остове).
Первый вывод главы: чем сложнее топологическая структу-
ра сети, тем меньше разнообразие ее конфигурационных
форм; чем проще она, тем больше это разнообразие.
Второй вывод: чем проще структура сети, тем больше ве-
роятность наличия в ней таких компонентов и явлений, ко-
торые свидетельствуют о сильном влиянии баръерности тер-
ритории. К ним относятся побочные остовы, внеостовные
циклы, внутренние дендриты, изолированные автономные ком-
поненты (т. е. физическая разорванность сети).
Метод топоморфологического расчленения сети на структур-
ные компоненты и топологические ярусы позволяет сравни-
вать уровень сложности структуры сетей не только разных
видов транспорта, но и не подлежавших ранее сравнению
объектов — страны с городом, региона со страной, региона с
городом. Этот метод можно использовать для анализа кон-
фигурации транспортных сетей всех территориальных уров-
ней, территорий любых размеров, сетей всех наземных видов
транспорта.
Выявленные нами особенности пространственного строения се-
тей разных видов транспорта и разных уровней масштаба ука-
зывают на то, что для всех изученных сетей (железных дорог,
автодорог, городского пассажирского транспорта) характерно
топоморфологическое сходство. Обнаружено, что эти сети
имеют одни и те же структурные элементы (циклы и ветви) и
компоненты (циклические остовы, дендриты, автономные ком-
поненты). Они различаются лишь числом и размерами этих
элементен и компонентов. Сети относятся к одним и тем же
классам топологической сложности — циклическим с О— 11
ярусами либо к деревьям. Различия между топологической
структурой сетей стран, регионов и городов незначительны
Понятно, что сети железных и автомобильных дорог мезоре-
гионов (внутристрановых районов) имеют более простую
структуру, чем эти же сети на уровне страны; а сети городско-
го транспорта проще сетей автодорог стран и регионов. Одна-
ко самые сложные сети городскою транспорта имеют полное
топологическое сходство с сетями автодорог и железных до-
рог самых развитых стран и регионов.
Итак, всем изученным нами в этой главе видам сухопутных
транспортных сетей присущ топологический изоморфизм.
Это — третий главный вывод
Знание о топологической структуре транспортных сетей, клас-
сах ее сложности, полученное в главе 2, является основой для
изучения пространственных закономерностей их эволюции,
чему посвящены две последующие главы.
ГЛАВА 3
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
РОСТА ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
Основная цель всей книги - выявление пространственных зако-
номерностей эволюции сухопутных транспортных сетей за длительные
периоды. Данная же глава посвящена изучению этих закономерностей.
Поэтому сначала мы рассмотрим содержание понятия «эволюция», а за-
тем проанализируем стадии и процессы эволюции транспортных сетей.
$1. Общие представления об эволюции
и закономерностях изменения конфигурации
транспортных сетей
Эволюцию часто отождествляют с развитием. Однако понятие
«развитие» порой трактуется более широко и более расплывчато.
Г. П. Щедровицкий (1976) разделяет развитие на собственно разви-
тие (формирование, рост, становление) и функционирование. «Соб-
ственно развитие» часто связывают с поступательным процессом ус
ложнения массы системы, количества информации в ней, увеличения
числа ее элементов и связей, т. е. в конечном счете - с процесса-
ми усложнения, увеличения организованности и упорядоченности
системы (Седов, 1976, с. 114). Эволюция может иметь и прямо про-
тивоположное, нисходящее направление. В этой трактовке под эво-
люцией (в широком смысле) понимается основной закон однонап-
равленного развития системы, хотя в иных случаях наблюдается и
чередование направлений. Рассматривая рост и функционирование
как диахронную и синхронную формы развития, эволюцию иногда
определяют как закон соответствия этих форм.
В данном случае под эволюцией понимается сложный процесс
долговременной, преимущественно однонаправленной транс-
формации пространственной структуры транспортной сети.
Направление этого процесса может быть как восходящим (условно по-
ложительная форма эволюции; т. е. эволюция в узком биологическом
смысле), при котором происходит постепенное усложнение (разверты-
вание) структуры, так и нисходящим (условно отрицательная форма
эволюции; т. с. инволюция, если использовать биологическую термино-
логию), при котором происходит постепенное упрощение (свертывание)
структуры. Эволюция, в отличие от «динамики», охватывает весь пери-
од существования структуры.
Процесс эволюции транспортных сетей зависит от действия
как внешних (экзогенных), так и внутренних (эндогенных) факто-
ров К пррякгм относятся птитико-географимеские (изменения гра-
ниц страны или региона, вызванные территориальным распадом или
ростом государства; военные действия, изменяющие конфигурации
границ); экономико-географические (сеть расселения, направление и
конфигурация главных транспортных потоков, уровень и характер
хозяйственной освоенности территории и др ); импульсы экономя
ческого роста или спада; распространение технологических нововве-
дений на транспорте (волновым или иерархическим образом) и их
конкуренция со старыми технологиями транспортных сообщений;
физико-географические.
Внутренние факторы этой эволюции суть проявления механизма
пространственной самоорганизации и саморазвития социально-экономи-
ческих территориальных систем. Транспортные сети, как важная состав-
ляющая этих систем, подчиняются законам внутренней пространственной
самоорганизации и саморазвития. Топология и метрика территории, ко-
торую обслуживают транспортные сети, а также пространственная струк-
тура других социально-экономических объектов, расположенных на этой
территории, детерминируют архетип (морфологическую программу разви-
тия) структуры транспортной сети и будущую траекторию ее эволюции.
Эволюционная подвижность либо устойчивость пространствен-
ной структуры транспортной сети зависит от уровня развитости тер-
ритории, внутренних импульсов саморазвития и внешних воздействий.
Объяснение процесса пространственной эволюции транспортной
сети - сложная научная проблема. Ссылки на действие отдельных
факторов (почему проложена та или иная дорога или транспорт-
ная линия) не объясняют того, как и за счет чего происходит рост
или распад всей транспортной сети в целом. Она формируется или
распадается в каждый данный момент своей эволюции под воздей-
ствием сочетания разных факторов. К. Вернер (Werner, 1971, р. 59)
еще 30 лет назад пришел к выводу, что «объяснение эволюции
сложных транспортных сетей в высокоразвитых районах природны-
ми и социально-экономическими факторами невозможно в силу их
обилия и постоянного взаимодействия между ними».
Для объяснения и описания процесса пространственной эволю-
ции транспортных сетей более эффективной оказалась парадигма
про< гранственной самоорганизации и пространственного саморазвития
(Гольц, 1981, 1986, 1989; Родоман, 1994, 1999; Шупер, 1995), согласно
которой все пространственные структуры (конфигурации) террито-
риальных социально-экономических систем эволюционируют в соот-
ветствии с внутренней логикой естественного развития, диктуемой
топологией их строения. Основными элементами пространственного
саморазвития являются эволюционность (постепенность и однонаправ-
ленность процесса), спонтанность (частичная или полная неуправляе-
мость процесса), квазиестественность (из-за сложности, длительности и
uicyiciiMiM единою управления, пи.впики, плана), морфологическая по
устойчивость структуры на ранних стадиях и морфологическая инер-
ционность на поздних стадиях развития. Все эти свойства саморазви-
тия присущи и конфигурациям транспортных сетей.
Процесс пространственной эволюции транспортных сетей рас-
падается на относительно гомогенные процессы пространственного
роста (структурирования) и пространственного распада (деструкции).
Все процессы, приводящие к усложнению топологической структу-
ры транспортной сети, далее мы будем называть сетеобразующи-
ми, я приводящие к снижению уровня топологической сложности
(деструкции) - сетеразрушающими. Пространственная эволюция
транспортной сети, таким образом, представляет собой взаимодействие
этих двух разнонаправленных процессов сетеобразования и сетераз-
рушения. Каждый из них состоит из большого числа отдельных
событий - конфигурационных изменений. События (изменения),
приводящие к усложнению конфигурации сети, мы назвали сетеоб-
разующими актами, а упрощающие конфигурацию - сетеразруша-
ющими актами. По преобладанию тех или других можно судить о
преимущественной направленности процесса эволюции - восходящей
форме (преобладают сетеобразующие акты, что приводит к постепен-
ному усложнению топологической структуры сети) или нисходящей
ее форме (преобладают сетеразрушающие акты, что приводит к по-
степенному упрощению топологической структуры сети).
Характерное время. Анализ и выявление пространствен-
ных закономерностей эволюции требует от исследователя ясных
представлений о характере времени и временных структурах изме-
нений. Ю. Б. Молчанов (1973) выделяет две концепции времени -
субстанционального (абсолютного) и реляционного (относительно-
го). В соответствии с первой из них время рассматривается как
особая сущность, функционирующая независимо от самих событий.
Реляционное время - свойство объекта, совокупность взаимодейству-
ющих событий.
При изучении изменений конкретных систем в основном исполь-
зуется концепция реляционного времени, хотя при этом в качестве
измерительной шкалы чаще всего берется абсолютное (хронологнчес
кое, календарное, астрономическое) время. Изменения и процессы из-
меряются порциями этого абсолютного времени и сопоставляются
друг с другом по их продолжительности (длительности), скорости
протекания (интенсивности) процессов, плотности событий.
В географии наряду с традиционным представлением об абсо-
лютном времени (время как внешняя, абстрактная шкала изменений)
в последние десятилетия получила развитие идея характерного вре
мрни илтпрли прпистркарт ия peiairwnwHom прелстяп пения о нем Впер-
вые идею характерного времени для описания физико-географичес-
ких процессов использовали А. Д. Арманд и В. О. Таргульян (1974).
В соответствии с этой идеей, пределы жизни каждого объекта зави-
сят от размеров и уровня внутренней сложности самих объектов.
Характер пространственного устройства (морфология) объекта опре-
деляет многие особенности протекания процессов, их длительность,
скорость, частоту событий, последовательность развертывания струк-
туры. Иначе говоря, характерность времени - это зависимость быст-
ротечности и событийности времени от структуры объекта, в кото-
ром оно протекает.
Эта идея применима и для анализа пространственных законо-
мерностей эволюции транспортных сетей. Время рассматривается
нами как характерное. Скорость его протекания (интенсивность, на-
сыщенность изменениями) зависит от уровня сложности топологи-
ческой структуры транспортной сети. Изучение процесса эволюции
в соответствии с концепцией характерного времени должно идти
путем фиксации каждого события (изменения структуры), опреде-
ления его роли в изменении всей конфигурации сети; выявления
наиболее важных структурных событий и процессов, а также основ
ных пространственных закономерностей эволюции транспортных
сетей. Под последними мы понимаем долговременные последователь-
ности изменения конфигураций сетей, т. е. повторяющиеся, однотип-
ные временные структуры этих изменений.
Временные структуры процесса эволюции. Процесс про-
странственной эволюции транспортной сети состоит из простых (от-
дельных сетеобразующих и сетеразрушающих актов) и сложных кон
фигурационных событий (таких событий, когда появление или
исчезновение участка сети сопровождается одновременно несколькими
актами; например, одно изменение может заключать в себе 3-4, а иногда
даже 6-7 актов с разными конфигурационными функциями). Из этих
конфигурационных событий складываются определенные временные
структуры (последовательности событий и актов), которые могул иметь
линейный и нелинейный характер. Иногда эти временные структуры
очень сложны, их трудно упорядочить и систематизировать. Одним из
методов упрощенного описания таких временных структур являются
стадиальные схемы.
Среди всех конфигурационных событий особо выделяются струк-
турообразующие и структуроразрушающие. Ими могут быть самые
обычные рядовые акты сетеобразования или сетеразрушения, но толь-
ко те, которые повышают или понижают уровень топологической слож-
ности сетей настолько, что структура сети переходит из одного класса
сложности в другой. Такие структурные события становятся в рамках
нашего подхода временными границами стадий пространственной эво-
люции транспортных сетей. Иначе говоря, каждой стадии эволюции
сети соответствует определенный класс топологической сложности ее
структуры. Для сетеобразования характерна линейная стадиальность с
переходом структуры из более простых в более сложные классы, а для
сетеразрушения - стадиальность с переходом из более сложных в бо-
лее простые классы.
Итак, процесс пространственной эволюции транспортной сети
складывается из разных по своей конфигурационной значимости собы-
тий, временных последовательностей этих событий, а также временных
стадий. Двумя главными процессами эволюции транспортной сети яв-
ляются сетеобразован не и сетеразрушение,
$2. Типы сетеобразующих и сетеразрушающих
актов
Каждое новое пространственное изменение в сети выполняет оп-
ределенную конфигурационную функцию - возникают или исчезают от-
дельные структурные элементы (циклы, ветви) и компоненты (автоном-
ные компоненты, циклические остовы, дендриты, топологические ярусы),
происходит усложнение или упрощение топологической структуры сети.
По своим конфигурационным функциям все сетеобразующие акты
делятся на три группы - коннекционные, древообразующие и
циклообразующие. в то время как сетеразрушающие - на дис-
коннекционные, древоразрушающие и циклоразрушающие.
В результате совершения коннекционных актов происходит со-
единение ранее изолированных компонентов в один общий или
присоединение их к главному компоненту сети; древообразующих ак-
тов - формируются ациклические структурные элементы (ветви) и
компоненты (дендриты) циклических сетей и сети-деревья; тогда как
в результате циклообразующих актов формируются циклы и слож-
ные циклические структуры (циклические остовы, топологические
ярусы).
Сетеразрушающие акты по своим конфигурационным функциям
противоположны сетеобразующим. Дисконнекционные акты приводят
к разрыву сети на несвязные автономные компоненты; древоразру-
шающие - к распаду деревьев пли дендритов циклических сетей;
циклоразрушающие - к распаду циклических структур и превраще-
нию их в древовидные.
В каждой группе выделяются свои типы актов, которые пред-
ставлены на рис. 12 в виде таблицы. Стрелочка сверху (слева —»
направо) показывает направление процесса сетеобразования, а стре-
лочка снизу (налево <- справа) указывает направление процесса
сстсроару шспня.
СЕТЕОБРАЗУЮШИЕ ->
—> Структура до акта Структура после акта
1. Конвекционные V/. Дисконнекшюнные
1. Появление первых элементов сети и новых автономных компонентов (П) • • • 13. Исчезновение автономных компонентов и последних элементов сети (ИК)
2. Связывание компонентов (С) И 12. Разрыв сети на автономные компоненты (PC)
II. Древообразуюшие V. Древоразрушаюшие
3. Удлинение (У) • • • 11. Укорачивание (УК)
4. Ветвление (В) • • . 10. Ликвидация ветви (ЛВ)
III. Циклообразующие /V. ииклоразрушаюшие
5. Замыкание цикла (3) 9. Размыкание цикла (PU)
8. Ликвидация цикла MU)
6. Дробление цикла (Д) * * 7. Укрупнение цикла (YU)
Структура после акта Структура до акта <—
<— СЕТЕРАЗРУШАЮШИЕ
Рис. 12. Типы элементарных сетеобразуюших
и сетеразрушаюших актов
Сстеобразующнс акты пыле лены прямым шрифтом, а сетсразрушаюшие -
курсивом.
Сетсобразующие акты. К коннекционным актам относятся
появление новых компонентов в сети, а также связывание ав-
тономных компонентов; к древообразующим актам - удлинение и
ветвление', к циклообразующем - замыкание и дробление циклов.
Конвекционные акты консолидируют сеть, объединяют ее от-
дельные части. Благодаря актам связывания происходит объединение
автономных компонентов, а благодаря актам появления новых компо-
нентов в сети возникают все новые и новые компоненты. Акт свя-
зывания выполняет одновременно две функции: 1) соединяет несвяз-
ные части (это - главная функция); 2) удлиняет или разветвляет
бывшие автономные компоненты.
Удлинение с топологической точки зрения - простейший акт,
так как после его совершения топологическая структура дендрита
(дерева) не меняется. Удлинение происходит только в концевых час-
тях дерева или дендрита. Этот акт - предпосылка для более слож-
ных актов ветвления, замыкания, реже - дробления.
Ветвление изменяет топологическую структуру дендритов и
деревьев, добавляя в них новые ветви. Этот акт особенно важен для
структурообразования дерева. Возникновение новой ветви означает
увеличение числа ярусов разветвления. Ускоряющийся процесс ветв-
ления дерева и дендритов приводит к последующему замыканию цик-
лов, а ветвление внутренних дендритов - к дроблению крупных цик-
лов. Если удлинения происходят только на концевых ребрах сети, то
ветвления - в любой части сети. Удлинения и ветвления - простые
с топологической точки зрения сетеобразующие акты, но без них не-
возможен процесс сетеобразования и циклообразования.
Замыкание - ключевой тип сетеобразующих актов Благода-
ря замыканиям происходит формирование всех циклических структур.
Основными конфигурационными функциями замыкания являются
образование единичных внеостовных циклов, образование и внешний
рост остова, присоединение к остову внеостовных циклов, присоеди-
нение побочных остовов к главному остову, появление новых топо-
логических ярусов в остове и их пространственное расширение.
Дробление - акт, характерный для более поздних периодов
роста циклических сетей. Благодаря дроблению циклы внутри осто-
ва становятся меньше, сеть циклов - плотнее, увеличивается число
топологических ярусов. Основными функциями дробления являют-
ся усложнение структуры истова, расширение топологических яру-
сов. Дробления преобладают во внутренней части остова, тогда как
замыкания - в его внешней части.
Эмпирический анализ частоты сетеобразующих актов (Тархов,
1989, с. 148-153) на примере роста 28 сетей разных видов транспорта
(8 сетей железных дорог стран и регионов, 3 сетей метрополитена,
12 сетей троллейбусных и 5 сетей трамвайных линий) показал, что
доля древообразующих актов по мере усложнения топологи-
ческой структуры сетей медленно сокращается с 70-86% (от об-
щего числа всех актов, включая коннекцмонные) на стадиях дерева
и 0 класса до 33-60% на стадиях 1-2 классов. Удлинения преобла-
дают на стадиях дерева и 1 класса у сетей железных дорог и на
стадиях 1-2 классов у сетей городского транспорта. Ветвления чаще
происходят в сетях железных дорог и сложных сетях городского
транспорта на стадиях 1-2 классов, в простых сетях городского
транспорта только на стадии 1 класса.
Доля циклообразующих актов, наоборот, постепенно увели-
чивается: с 10% на стадиях 0 и 1 класса до 40-60% на стадиях 2, 3, 4
классов (разброс в процентах зависит от особенностей индивидуально-
го роста сети, вида транспорта). Наибольшее число замыканий у всех
сетей приходится на стадии 1-2 классов, а дроблений у сетей железных
дорог - на стадии 2-3 классов, у сети метрополитена и сложных сетей
городского транспорта - на стадию 2 класса.
Доля коннекционных актов высока на стадиях дерева (от 14%
дп 30%) и 0 ктясся (9-14 %), когдя структура сети только формиру-
ется и очень неустойчива, но на более поздних стадиях эти акты
почти не встречаются, за исключением сетей с ярко выраженной по-
лицентричностью их территориальной структуры. В сетях городского
транспорта они имеют место только на стадии дерева.
Сетеразрушающие акты. К дисконнекционным актам отно-
сятся разрыв сети на автономные компоненты и исчезновение ав-
тономных компонентов и последнего элемента сети; к дре-
воразрушающим - ликвидация и укорачивание ветвей; к
циклоразрушающим - размыкание, укрупнение и ликвида-
ция циклов.
Конфигурационные функции сетеразрушающих актов противопо-
ложны по своей сути аналогичным сетеобразующим актам (см. рис 12).
В результате совершения дисконнекционных актов сеть распадается
на отдельные изолированные части и может исчезнуть вовсе; укорачи-
вания ветвей - сокращаются дендриты и части деревьев, а ликвидации
веток - происходит упрощение структуры дендритов циклических сетей
и сетей-деревьев; в результате укрупнения цикла (акт, обратный дроб-
лению) исчезают топологические ярусы и структура циклического остова
сгановикя проще; в результате размыкания цикла вместо цикла обра-
зуется дендриты, а ликвидации цикла - он полностью исчезает.
При сетеобразовании существует определенный порядок следова-
ния разных актов друг за другом. В сетях-деревьях могут иметь место
только древообразующие акты, которые иногда прерываются конвекци-
онными. При этом в начальных фазах удлинения предшествуют ветв-
лениям, позже - эти два типа актов чередуются друг с другом. В цик-
лических сетях в начальной стадии, наряду с крайне редкими замыка-
ниями, чаше всего происходят ветвления и удлинения. По мере усложне-
ния циклической части сети доля древообразующих актов постепенно со-
кращается в пользу циклообразующих. В сложных циклических сетях
наблюдаются чередующиеся волны замыканий и ветвлений При сетераз-
рушении циклоразрушающие акты предшествуют древоразрушающим.
Обнаружить закономерности чередования разных типов актов се-
теобразования и сетеразрушения в реальных сетях очень сложно. Акты
складываются в сложные временные структуры, которые трудно упо-
рядочить и систематизировать. Эмпирический анализ следования разных
типов сетеобразующих актов на примере только трех сетей - железных
дорог Болгарии и Нидерландов, а также сети метрополитена Лондона
(см. табл. 18), по которым удалось составить детальную хронологию их
роста (точные даты - даже дни - открытия каждого участка сети), -
позволил выявить наиболее типичные пары следования одних актов за
другими (для этого была рассчитана частость их следования; самые ча-
стые пары в таблице выделены жирным шрифтом).
Таблица 18
Частость следования пар сетеобразуюших актов (в %%)
В столбце указаны предшествующие акты, в строке - последующие
Появление ф X X Т X 3 л я 00 и ф X I X Ветвление ф X X HI -с 3 $ СП 1 ф
Сеть желез- ных дорог Болгарии (1866- 1990 гг.) Появление Связывание Удлинение Ветвление Замыкание Дробление 1 1 14 18 3 3 1 1 16 21 3 2 1 1 V» 1 1 4 2
Сеть желез- ных дорог Нидер- ландов (1839- 1910ГГ.) Появление Связывание Удлинение Ветвление Замыкание Дробление 1 3 1 3 1 1 4 1 11 9 3 1 1 3 7 9 6 5 1 4 3 3 6 2 7 3 4
Сеть линий метро Лондона (1863- 1986 гт.) Появление Связывание Удлинение Ветвление Замыкание Дробление 0,8 0,8 0,8 0,8 13,5 13,5 1,7 1,7 0,8 10,2 11 6 4 0,8 0,2 5,1 0,8 0,4 0,4 0.3 0,2 10,2
Наиболее часто следуют: за ветвлением - удлинение, за удлине-
нием - новое удлинение,за ветвлением - новое ветвление. Часто за
удлинением следует ветвление, за ветвлением - замыкание, после замы-
кания - ветвление. Остальные парные сочетания актов крайне редки.
Процессы сетеобразования и сетеразрушения состоят из боль-
шого числа отдельных актов (в очень больших сетях число актов за
весь период эволюции может достигать 300 400). Среди них выде-
ляются главные (структурного значения) и второстепенные (рядо-
вые). Главными являются те акты, в результате которых происходят
важные изменения в топологической структуре сетей. К главным
структурообразующим актам относятся появление первого элемента
сети и новых автономных компонентов, замыкание первого цикла в
дереве (превращение его в циклическую сеть), образование цикличес-
кого остова и новых топологических ярусов в нем, начало и конец
полицентризации, пространственной консолидации автономных компо-
нентов, соединение внеостовных циклов с главным остовом. Главны-
ми структуроразрушающими моментами эволюции сети являются
ликвидация отдельных топологических ярусов в остове, распад осто-
ва на анеостовные циклы, превращение циклической сети в дерево,
распад единой сети на автономные компоненты, их исчезновение и
ликвидация последнего участка сети.
Именно эти главные структурообразующие и структуроразрушаю-
щие акты и являются границами стадий эволюции транспортных сетей.
$3. Стадии пространственной эволюции
транспортных сетей
Изучать процесс эволюции конфигураций транспортных сетей
невозможно, не членя его на части. Деление процесса на единичные
изменения (акты) слишком дробно. За сотнями конфигурационных
событий трудно увидеть общие закономерности эволюции. Поэтому
необходимо агрегирование этих событий в более простые временные
структуры, которые бы включали бблыпие периоды времени, но вы-
делялись бы по важным структурным признакам.
Определение границ стадий (фаз) в прежних моделях роста
транспортных сетей представляло собой сложную методологическую
проблему (см. п. 13 в §3 главы 1). Все стадиальные схемы, до сих
пор предлагавшиеся в географии транспорта, имели два недостат-
ка: 1) в них не было четких правил определения временных гра-
ниц стадий эволюции; 2) число стадий определялось интуитивно, так
как отсутствовало общее основание для их выделения. Именно по-
этому в этих моделях в качестве границ стадий брались случайные
временные срезы, т. е. даты, на которые имелась полная картогра-
фическая информация о состоянии сети Такой выбор «срезных»
дат роста не позволял обнаружить главные структурные измене-
ния конфигурации сети, выявить основные закономерности ее эво-
люции.
Операциональная стадиальная модель эволюции сети должна
иметь единое основание для выделения границ стадий. Мы пред-
лагаем использовать в качестве временных границ стадий момен-
ты перехода структуры сетей из одного класса топологической
сложности в другой - либо из более простого в более сложный
(для сетеобразования), либо из более сложного в более простой
(для сетеразрушения).
Для определения этих моментов, т. е. ключевых структурных
изменений конфигурации сети, необходимо иметь полную ретроспек-
тивную информацию (хронологию открытия и закрытия всех участ-
ков и линий сети) о ее росте и распаде и затем воспроизвести
весь процесс наращивания (или распада) сети шаг за шагом. Каж-
дое событие должно быть оценено с точки зрения вклада вновь
открытого (или закрытого) участка в изменение конфигурации
всей сети в целом. В ходе такой ретроспективной оценки всех кои
фигу'рационных событий выявляются моменты перехода сети из
одного класса сложности в другой. Иного, более простого пути оп-
ределения таких моментов нет. Поэтому использование этого мето-
да выделения стадий весьма трудоёмко, требует большого массива ис-
торической информации о развитии транспортных сетей, а также
времени на воспроизведение процесса роста или распада сети.
Таким образом, в основание стадиальной схемы пространствен-
ной эволюции транспортных сетей положена шкала классов тополо-
гической сложности Границами стадий являются моменты перехода
сети из одного класса в другой. Основной траекторией процесса се-
теобразования является усложняющийся ряд структур: дерево ->
безостовная сеть 0 класса -> циклическая сеть 1 класса -> цик-
лическая сеть 2 класса -> ... —» циклическая сеть 11 класса. Ос-
новной траекторией процесса сетеразрушения является ряд упроща
ющихся структур: циклическая сеть 11 класса -> циклическая сеть
10 класса —» циклическая сеть 9 класса циклическая
сеть 2 класса -> циклическая сеть 1 класса -> циклическая безо-
стовная сеть 0 класса -> сеть-дерево.
Число стадий эволюции транспортной сети не превышает числа
классов топологической сложности. К настоящему моменту нами вы-
явлены 13 классов сетей, поэтому число стадий в тех сетях, которые
изучены нами, также не превышает 13. Если в дальнейшем будут обна-
ружены 12-й, 13-й и 14-й классы топологической сложности (т. е. сети
с 12, 13 и 14 топологическими ярусами в остове), число возможных
стадий эволюции для самых сложных сетей может возрасти на 1-3,
т. е. до 14, 15 или даже 16
Теоретически стадиальная схема имеет линейную шкалу услож-
нения и упрощения. Однако эволюция реальных транспортных се-
тей может иметь более сложную временную структуру: нелинейный
или зигзагообразный характер, т. е. иметь возвраты в уже пройден-
ные ранее стадии, пропуски некоторых начальных стадий (например,
стадии дерева и 0 класса). Пропуск нескольких стадий (обычно -
стадий 0 класса и дерева) возможен и в ходе сетеразрушения.
Стадиальная схема эволюции сетей включает в себя большое
число стадий (13), но большинство реальных транспортных сетей
(это показал анализ распределения сетей по уровню их сложнос-
ти в §§ 6, 7, 8 главы 2) имеет достаточно простую структуру.
Поэтому эти сети не могут пройти даже нескольких стадий в
силу ограниченности своих размеров. Большинство транспортных
сетей стран, регионов и городов проходят только первые 3-4 ста-
дии и затем стагнируют в той стадии, которая является для них
пределом роста. Для выявления пространственных особенностей
всех стадий необходимо изучить процесс эволюции самых слож-
ных в топологическом отношении сетей, которые могут достигать
наивысших стадий.
Стадиальная схема - хорошее методологическое средство для
описания продолжительного процесса эволюции сложных и очень
сложных сетей (выше 2 класса). Она позволяет структурировать этот
процесс, свернуть описание временной структуры в ссылку на назва-
ние стадии или их перечисление. Однако она имеет и свои методо-
логические ограничения: 1) в значительной мере упрощает сложный
процесс сетеобразования и сетеразрушения, сводя временную струк-
туру, состоящую из десятков событий, к 2-3 стадиям; 2) не позволяет
выявить внутристадиальные процессы и закономерности; 3) не улав-
ливает такие внестадиальные процессы (которые не укладываются в
четкие рамки стадий), как полицентризация, пространственная консо-
лидация, дендритизация, цикло- и ©словообразование. Стадиальная
схема малоэффективна при описании эволюции простых структур,
которые проходят в своем развитии 2 или максимум 3 стадии. При
этом каждая такая стадия может состоять всего из несколько актов
(событий).
Таким образом, стадиальная схема, основанная на шкале классов
топологической сложности сетей, может использоваться как метод
описания процесса пространственной эволюции сетей средней и боль-
шой сложности. Мы будем пользоваться ею во всех последующих
разделах книга.
§4. Процессы роста структурных компонентов
транспортных сетей
Наряду с элементарными конфигурационными изменениями,
когда происходит приращение одного или нескольких элементов сети,
имеют место более сложные долговременные изменения, приводящие
к формированию и росту' структурных компонентов (дендритов, цик-
лических остовов, автономных компонентов). Такие изменения мы
назвали покомпонентными процессами, К ни.м относятся простран-
ственная полицентризация и консолидация, дендритизация, цикли- и
остовообразование. Эти процессы состоят из групп однотипных се-
теобразующих актов: пространственная полицентризация и консоли-
дация - из конвекционных; дендритизация - из древообразующих;
цикло- и остовообразование - из циклообразующих. Покомпонент-
ные процессы могут иметь место на всех стадиях эволюции сетей.
При этом дендритизация и остовообразование неразрывно связаны
друг с другом, тогда как полицентризация - консолидация осуществ-
ляются независимо от первой пары процессов.
Для определения особенностей каждого покомпонентного процес-
са сетеобразования был изучен рост 28 сетей разных видов транспорта
и уровней масштаба. Выбор объектов определялся необходимостью ох-
вата процессов роста сложных сетей (2-го класса и выше) и сетей раз-
ных видов транспорта и территориального уровня иерархии; наличием
полной исторической хронологии сетеобразования Для охвата всех воз-
можных тенденций и закономерностей в анализ были включены, по
крайней мере, по три разных сети-примера по каждом}' вид}' транспорта
и территориальному уровню иерархии. В качестве примеров взяты сети
железных дорог 5 стран (бывшего СССР, Испании. Нидерландов. Фин-
ляндии, Болгарии) и 3 мезорегионов (земли Баден-Вюртемберг, Кавка-
за, промышленного востока Украины); 3 метрополитенов (Лондон, Мад-
рид, Москва); троллейбусных линий 12 больших городов СНГ (Москва,
Минск, Алма-Ата, Кишинев, Рига, Баку, Киев, Харьков, Севастополь, Ря-
зань, Стерлитамак, Алчевск (бывший Коммунарск находится в Луганс-
кой обл.)) и трамвайных линий 5 городов СНГ (Одесса, Баку, Харьков,
Магнитогорск, Ульяновск).
Процесс пространственной полицентризации - консо-
лидации. Полицентризация - возникновение множества автономных
компонентов, а пространственная консолидация - противоположный
ему процесс объединения этих компонентов в единый или главный
компонент. Полицентризация представлена актами появления первых
элементов и новых компонентов, а пространственной консолидации -
связыванием, т. е. конвекционными актами.
Оба процесса характерны для территорий с социально-экономи-
ческим и культурным полицентризмом и для городов, которые со-
стоят из нескольких ядер или изолированных частей, т. е. для терри-
ториальных систем, в которых изначально заложена пространственная
множественность центров и существуют разрывы сплошной зоны
освоенности или застройки в городах. Полицентризм чаще встреча-
ется на уровне стран или регионов, реже - на уровне города. Поэто-
му процессы пространственной полицентризации и консолидации
больше характерны для сетей железных дорог стран и регионов, чем
для спей юродскою пассажирскою ipanciiopia.
На территориях с полицентрической структурой рост
транспортной сети начинается с появления нескольких небольших ав-
тономных компонентов. Чем выше уровень полицентризма и барьер-
ности территории, тем больше возникает таких изолированных ком-
понентов. Примером такого изначального полицентризма является
рост сетей железных дорог США и Западной Европы (рис. 13) в
середине XIX века, когда прокладывались первые линии железных
дорог. Первые участки и небольшие сети возникали вокруг круп-
нейших экономических центров и в регионах-ядрах концентрации
промышленности и торговли В США в 1840 г. имелась 31 автоном-
ная система железных дорог (в т. ч. сложные системы вокруг Босто-
на, Нью-Йорка), а в Западной Европе в 1850 г. - 23 таких системы
(с более консолидированными системами в Англии, Бельгии, менее
консолидированными в Германии и Австро-Венгрии и сильно разор-
ванными в Италии и Франции). В некоторых странах Европы в это
время сети железных дорог имели по 6-7 автономных компонентов
(Lartileux, 1949). В ходе формирования сети железных дорог России
ской империи - СССР в разное время возникали поочередно 30 ав-
тономных компонентов. Позже они соединились с главным компонен-
том, и в настоящее время остались только две изолированных
системы - Норильская и Дальнегорская (Тетюхе).
В территориальных системах с моноцентрической структу-
рой рост транспортной сети начинается сразу с древообразования, про-
цессы полицентризации и консолидации в них отсутствуют. Так, в сетях
железных дорог Бельгии и Финляндии сеть изначально имела один
главный компонент, и автономные компоненты здесь не возникали.
Процессы полицентризации и пространственной консолидации
противоположны по своей сути и взаимосвязан!!!)!. Сначала в раз
ных частях территории с полицентрической структурой возникает
множество автономных компонентов. Затем, по достижении предела
несвязности, полицентризация прекращается и сменяется процессом
пространственной консолидации - автономные компоненты начина-
ют объединяться.
Рис. 13. Автономные компоненты в сетях железных дорог США в 1840 г. (слева)
и Европы в 1850 г. (справа)
Таким образом, интенсивная полицентризация порождает сле-
дующую за ней пространственную консолидацию. Этот взаимосвязан-
ный процесс может идти быстро или, наоборот, затягиваться в очень
полицентризованных регионах и странах. Например, в сети желез-
ных дорог Болгарии он длился всего 26 лет, тогда как в сети же-
лезных дорог Испании - 53 года.
Пространственная консолидация автономных компонентов может
идти двумя путями: 1) сначала формируется главный компонент
(ГК). а затем к нему постепенно присоединяются периферийные «w
тономные компоненты (этот тип показан на рис 14-Б на примере кон-
солидации сети железных дорог Нидерландов); 2) сначала соседние
локальные автономные компоненты (АК) соединяются в региональ-
ные и межрегиональные системы (РК), а затем эти последние объе-
диняются в один главный компонент (этот тип показан на рис. 14-А
на примере консолидации сети железных дорог Испании).
Эмпирический анализ подтверждает существование обеих
форм пространственной консолидации сетей. По первому пути шел
рост сетей железных дорог России, Болгарии, Нидерландов; по вто-
рому - Испании, Австро-Венгрии, Германии.
Основным показателем, описывающим особенности процесса по-
лицентризации и пространственной консолидации сети, является уро-
вень консолидированностн сети Егк/е - доля ребер (в %%), вхо-
дящих в состав главного компонента сети, от общего числа ребер
сети. Он фиксирует долю сети, приходящуюся на главный компонент.
Если его значения уменьшаются, это свидетельствует об усилении
полицентризации (увеличении степени «разорванности» сети), если
увеличиваются - об усилении пространственной консолидирован ко-
сти (целостности) сети.
Взаимосвязанный процесс полицентризации - консолидации име-
ет волнообразный характер. Эту' волнообразность изменения уровня кон-
солидированности показывает пример роста сети скоростных автомаги-
стралей Европы в начальный период ее формирования (см. табл. 19).
Из таблицы видно, что число автономных компонентов сети в
послевоенный период уменьшилось. Это произошло в результате про-
странственной консолидации мелких компонентов (отдельных авто-
магистралей и региональных компонентов) Нидерландов и Германии
в национальные или региональные системы. Уровень ирис гране геен-
ной консолидированностн общеевропейской сети к 1948 г. увеличил-
ся до 63%. Затем, в 1960-е годы, в других странах Европы возникло
много новых автономных компонентов, что означало усиление поли-
центризации (уровень консолидированностн упал до 46%). С конца
1960-х гг. стал вновь доминировать процесс пространственной консо-
лидации - многие региональные и национальные системы автострад
Таблица 19
Изменение числа автономных компонентов и уровня
консолидированностн сети скоростных автомагистралей Европы
в начальной фазе ее формирования (1938-1974 гг.)
р - число автономных компонентов, с - число ребер во всей сети, Егк -
число ребер в главном компоненте сети, Егк/с - уровень консолидирован
пости сети, р - число циклов в сети
годы Р е Егк Егк /е (%) И
1938 23 53 10 19 1
1948 12 81 51 63 5
1956 17 101 56 55 5
1960 19 122 68 56 6
1963 24 154 71 46 8
1966 34 197 111 56 14
1974 83 537 373 69 57
постепенно присоединялись к общеевропейской сети, и доля протя-
женности главного компонента вновь возросла, достигнув 69% в
1974 г. В эти же годы появилось большое число новых мелких изо-
лированных автострад в тех странах Европы, где их еще не было
(число автономных компонентов увеличилось по сравнению с 1966 г.
более чем вдвое). Таким образом, сеть автострад Европы прошла две
волны полицентризации (1920-1930-е гг., 1960-е годы) и две волны
пространственной консолидации (конец 1930-х - начало 1940-х гг.
и 1970-е гг.). Пространственная консолидация сети скоростных ав-
томагистралей Европы шла следующим образом. Сначала локальные
системы объединялись в региональные. Эти последние, в свою очередь,
соединялись в межрегиональные или национальные системы и толь-
ко потом - в единый главный компонент.
Чередование полицентризации и пространственной консолида-
ции хорошо видно и на графике рис. 14-В, где показано изменение
уровня консолидированностн сетей железных дорог Нидерландов (1)
и Испании (2).
В сильно полицентризованной сети железных дорог Испании
имели место две волны интенсивной полицентризации - их пики
пришлись на 1857-1859 гг. и 1863 г., когда уровень консолидиро-
ванности главного компонента был ниже 50%. Позже (в 1865 г.,
1866 г. и 1880 г.) повторились слабые волны полицентризации, и
появилось много новых автономных компонентов (всего 22 за весь
анализируемый период).
Вслед за ними, как правило, шли волны пространственной консо-
лидации (в 1859*1860, 1863, 1865-1866, 1885 гг.), когда изолированные
компоненты соединялись друг с другом и с главным компонентом Та-
ким образом, волнам консолидации предшествовали волны полицент-
ризации.
В менее полицентризованной сети железных дорог Нидерландов
(здесь в разное время возникло только 8 автономных компонентов)
таких чередующихся волн полицентризации и пространственной
яи1кли|ид«ции были мало, имелся юльки один значительный спад
уровня консолидированное™ (1865-1869 гг.), когда усилился про-
цесс полицентризации. Вслед за этим началась фаза интенсивной про-
странственной консолидации, когда южный и юго-восточный изоли-
рованные компоненты были присоединены к главному.
Процесс пространственной консолидации в сети железных дорог
Испании продолжался значительно дольше, чем в Нидерландах (как по
шкале абсолютного времени, так и по шкале актов коннекции). В Испа-
нии главный компонент возник только на 6-м акте коннекции, тогда
как и Нидерландах — сразу, в момент ппявчения первой линии Карты
на рис. 14 показывают моменты максимального уровня полицентризации
обеих сетей. В Испании он пришелся на 1861 г., когда сосуществовали
4 крупных изолированных компонента в Кастилии, Каталонии, Андалусии
и Басконии; в Нидерландах - на 1865 г., когда имелся один главный
компонент в центральной части страны, два средних по размеру ком-
понента на юге и юго-востоке (Маастрихт) и 3 мелких на периферии.
Итак, основными закономерностями взаимосвязанного процесса
полицентризации и пространственной консолидации являются воз-
никновение сначала большого числа автономных компонентов, само-
стоятельный рост каждого из них, затем - объединение либо друг с
другом, либо с главным компонентом, поглощение этим последним
всех автономных компонентов. Процесс пространственной консолида-
ции заканчивается формированием единой, консолидированной сети.
Он может протекать в течение одной или нескольких стадий роста,
но чаще всего имеет место только на стадиях дерева, 0 и 1 класса.
Чем выше уровень полицентричиости территориальной структуры,
тем больше волн полицентризации и пространственной консолидации
испытывает сеть. Усиление полицентризации всегда сопровождается
ответным процессом пространственной консолидации.
Процесс дендритизации. Дендритизация - образование и
рост сетей-деревьев и дендритов циклических сетей. Этот процесс
представлен древообразующими актами - удлинениями и ветвлени-
ями. За счет них возникает от 2/3 до 3/4 всех ребер сети. Поэтому
этот процесс - основа сетеобразования и всей эволюции транспорт-
ной сети. На стадии дерева и в начальных циклических стадиях он
Рис. 14. Два типа пространственной консолидаиии сетей
А - объединение небольших периферийных автономных компонентов (АК) в
региональные компоненты (РК) в сети железных дорог Испании (1860-
1880-е гг.): АК-1,5,9 объединились в PK-I: АК-6,7,11 - в PK-II; АК-2,3,10 -
в РК-П1; АК-4,8,12 - и PK-IV
Б - присоединение небольших периферийных автономных компонентов
(АК 2-7) к главному компоненту (ГК) в сети железных дорог Нидерлан
дов (1850-1870-с гг.). I - акты первой волны консолидации, 2 - акты
второй волны консолидации
В - изменение уровня копсолклированности этих сетей 1 - Нидерланды. 2 - Ис-
пания Д, 0, 1, 2 - стадии роста (их границы выделены поперечными штрихами)
охватывает все части сети (центр и периферию), но на более поздних
стадиях постепенно смещается от центра к периферии и затем идет
только на периферии циклического остова, а в центральной части
прекращается.
Дендритизация на стадии дерева. В стадии дерева процесс
дендритизации представляет собой попеременное чередование ак-
тов ветвления и удлинения ветвей дерева. Древовидная структура
может достигнуть максимального уровня своей топологической
сложное।и (К = в + 15). Стадия дерева коротка у сетей городско-
го транспорта (городское пространство требует быстрейшего замы-
кания циклов между соседними радиальными магистралями горо-
да), но более продолжительна у транспортных сетей регионов и
стран.
Рост сети-дерева может идти двумя разными путями в зависи-
мости от формы ареала территории, которую она обслуживает. В ком-
пактном ареале (сеть железных дорог Бельгии; см. рис. 15) сначала
идет ветвление и удлинение первой линии. Вслед за этим происходит
удлинение новых ветвей (не всех), затем следует дальнейшее ветвле-
ние дерева, и сеть превращается в сложное дерево.
В ареале с вытянутой формой (сеть железных дорог Финлян-
дии на том же рис. 15) идет постепенное удлинение первой транс-
портной линии вдоль главной экономической оси этого ареала (она
может иметь зигзагообразный вид или форму подковы). По мере
такого удлинения главной осевой линии (ствола) она начинает вет-
виться. Затем ветвление усиливается - появляется большее число
новых веток, которые уже не ветвятся.
Если в сетях с компактными ареалами акты ветвления и удлине-
ния чередуются друг за другом, то в сетях с вытянутыми ареалами идет
сначала волна удлинений, а затем наступает волна ветвлений. Рост дере
ва происходит за счет появления новых ветвей на периферии и в сре-
динной части, а в центре сети он быстро прекращается. По мере роста
дерева и топологического усложнения его структуры увеличиваются
степень ветвистости и число ярусов разветвления.
Дендритизация в циклических сетях. Появление первого цикла
(или остова) в дереве превращает его в циклическую сеть: оно распа-
дается на цикл (остов) и периферийные древовидные остатки — депд
риты. Последние имеют более простую топологическую структуру, чем
само дерево до момента замыкания первого цикла. После этого процесс
дендритизации продолжается еще интенсивнее, чем это было на стадии
дерева. Некоторые внешние дендриты достигают и даже превышают
размеры исходного дерева.
Рис. 15. Рост сетей в стадии дерева.
Слева - есть желез (ых дорог Бельгии, справа - сеть железных дорог Финляндии.
Процесс дендритизации циклической сети включает в себя появ
ление новых внешних, внутренних и соединительных дендритов; их
рост; затем сокращение их числа, уменьшение длины; постепенное оттес-
нение их циклическим остовом на периферию. Дендритизация идет па-
раллельно процессу цикло- и остовообразован ия (см. ниже).
На начальных стадиях циклической сети (0 и 1 классов) быстро
растущие дендриты составляют 60-80% протяженности всей сети Но,
по мере расширения циклического остова, доля дендритов, начиная со
2 класса, постепенно сокращается, процесс дендритизации начинает мед-
ленно затухать. На стадиях 3-4 классов дендриты становятся просты-
ми и имеют по 1-2 яруса разветвления. Даже на высших стадиях эво-
люции транспортных сетей небольшие дендриты на периферии остова
сохраняются (с К = 1 + 2) и сосуществуют с остовом весь период
стагнации сетей, которые не могут больше расти, так как достигают
максимально возможного для них уровня насыщения циклами.
Таким образом, по мере роста циклического остова структура
дендритов (особенно внешних) упрощается. Некоторые внешние ден-
дриты и результате остовообраэодапня сокращаются, и их час in мо-
гут превращаться во внутренние.
Имеются различия в уровне топологической сложности и сте-
пени ветвистости у дендритов сетей разных видов транспорта и
территориальных уровней. У сетей городского пассажирского транс-
порта дендриты значительно проще (К = 1 + 3), у сетей железных
дорог стран и регионов - сложнее (К = 2-1-4). Ветвление у пер-
вых сетей преобладает в периферийной части дендритов, тогда как
у вторых - вдоль внешней границы остовов.
В процессе дендритизации как внешних, так и внутренних дендри-
тов существуют два этапа: 1) вначале идет усложнение структуры денд-
ритов за счет их удлинения и ветвления; 2) затем начинается упрощение
их структуры. Дендриты растут быстрее вдоль основных экономических
осей территории и радиальных магистралей в городах и значительно
медленнее - вдали от них, в межрадиальных пространствах
Оба этапа дендритизации иллюстрирует пример эволюции внеш-
него Сибирского дендрита сети железных дорог России (рис. 16). Сле-
ва на рисунке показан процесс его одновременного роста на восток и
сокращения с западной стороны, а справа - процесс постепенного его
сокращения и упрощения структуры. Корень дендрита на первом этапе,
благодаря расширению циклического остова сети из центра на восток,
смещался быстро с запада на восток - от Ряжска к Сызрани (1890 г.),
затем к Челябинску (1906 г.) и Омску (1915 г). При этом протяжен-
ность топологического диаметра ствола (главной оси) дендрита, несмот-
ря на постоянное смещение корня дендрита на восток, увеличивалась
вплоть до 1915 г. (см. табл. 20). С этого года, когда Транссибирская
Рис. 16. Эволюция внешнего Сибирского дендрита сети железных дорог России
1 - корень дендрита; 2 - ребра, вошедшие в сэстав ехггова; 3 - ребра, ставшие новыми внешними детритами, 4 - ребра,
превратившиеся во внутренние дендриты
дорога была продлена из Забайкалья вдоль Амура до Хабаровска и со-
единилась там с автономным компонентом Хабаровск - Владивосток
(мы исключили КВЖД, которая соединяла до 1915 г. его с основной
сетью страны, но проходила по территории соседнею Китая), протяжен-
ность ствола стала медленно уменьшаться за счет замыкания новых цик-
лов остова и перемещения корня ствола вновь на восток - из Омска в
Новосибирск (1931 г), далее в Юргу (1934 г.), Ачинск (1957 г ) и Тай-
шет (1965 г.).
Таблица 20
Изменение протяженности внешнего Сибирского дендрита
сети железных дорог России в 1870-1990 гг.
Годы Длина ствола дендрита (топологический диаметр, 3) (км) Протяженность всего дендрита (Ed) (км) Степень ствольности дендрита (8/Ed)
1870 130 130 1,00
1877 1198 1198 1,00
1888 1312 1689 0,78
1890 1590 2014 0,79
1892 1848 2262 0,82
1895 1718 2132 0,80
1896 2606 4314 0,60
1898 3129 4923 0,64
1900 5656 . 8531 0,66
1906 4753 5144 0,92
1915 7308 8777 0,83
1931 6683 8259 0,81
1934 6528 8022 0,81
1957 6106 9886 0,62
1965 5573 9802 0,57
1990 964 1702 0,57
Этот дендрит распался в 1990 г., когда была введена в эксплуа-
тацию вся Байкало-Амурская магистраль вместе с новыми циклами
(Тайшет - Тында - Ургал - Комсомольск-на-Амуре - Волочаевка),
поглотившими булыпую часть этого дендрита вплоть до Волочаевки
(у Хабаровска). В результате длина топологического диаметра ствола
дендрита в 1990 г. составила лишь 13% от его самой максимальной
длины в 1915 г.
Второй пример процесса дендритизации относится к эволюции
внутреннего дендрита сети железных дорог Центрального Казахстана
(см. рис. 17). До 1931 г., когда был введен в эксплуатацию Турксиб, ли-
ния Петропавловск - Акмолинск (ныне Астана) являлась внешним ден-
дритом тогдашней сети железных дорог СССР. Замыкание большого
цикла после открытия Турксиба (линии Семипалатинск - Алма-Ата),
превратило этот внешний дендрит во внутренний (см. рис. 17-1). Затем
он был удлинен до Балхаша и разветвился к Джезказгану и Темиртау
(рис. 17-2). Такого протяженного и разветвленного внутреннего денд-
рита в сети железных дорог СССР ни до, ни после не возникало. Даль-
нейшие его ветвление и удлинение стали предпосылкой для дробления
обширного цикла, внутри которого развивался этот дендрит. В 1943 г.
открытие дороги Акмолинск (Астана) - Карталы привело к первому
дроблению этого цикла и укорачиванию дендрита - его северная часть
от Акмолинска до Петропавловска вошла в состав нового цикла. В 1953
г. уже укороченный внутренний дендрит полностью распался на три не-
больших дендрита к Балхашу', Джезказгану и Темиртау. Это произошло
благодаря двум дроблениям большого цикла Карталы - Орск - Кан-
дагач - Арысь - Чу - Алма-Ата - Семипалатинск - Барнаул - Пав-
лодар - Акмолинск (Астана) - Карталы (см. рис. 17-3). Линия Акмо-
линск (Астана) - Караганда - Моинты была включена в состав циклов,
которые образовались в результате этих дроблений.
Эти примеры хорошо иллюстрируют оба этапа процесса дендри-
тизации - усложнение и упрощение структуры. Как внешние, так и
внутренние дендриты сначала удлиняются и ветвятся, а затем сокра-
щаются и распадаются на более мелкие.
Небольшие по протяженности внешние и внутренние дендриты
могут длительное время не изменять своей структуры. Особенно много
их сохраняется в зонах с высоким уровнем территориальной барьерно-
сти, т. е. с низкой транспортной проходимостью (горные хребты, прибреж-
ные полосы, широкие реки, непроницаемые политические границы). Чис-
ло внутренних дендритов обычно велико в горных районах, а внешних -
на стыке зон сплошной и фрагментарной освоенности территории.
Процесс дендритизации в соединительных дендритах имеет более
простую последовательность. Эти дендриты образуются либо 1) при
превращении сети-дерева в циклическую, когда в ней появляются не-
сколько изолированных циклов (дендрит связывает эти циклы); либо
2) при возникновении в циклической сети новых побочных остовов
и островов (соединительный дендрит связывает их с главным цикли-
ческим остовом). Соединительные дендриты исчезают по мере консоли-
дации тех циклических структур, которые они связывают. При этом
они так же, как и внешние, и внутренние дендриты, распадаются, а их
ребра входят в состав циклов.
Рис. 17. Эволюиия внутреннего дендрита сети железных дорог
Центрального Казахстана
1 - образование внутреннего дендрита в результате замыкания цикла линией
Турксиба, 2 - удлинение и ветвление дендрита, 3 - раепад дендрита на
более мелкие в результате дробления большого цикла.
а - ребра циклов. 6 - ребра внутренних дендритов
Дендритизация циклической сети, таким образом, представляет
собой процесс параллельного возникновения, роста и распада вне-
шних, внутренних и соединительных дендритов. На ранних этапах
эволюции преобладают рост внешних и появление соединительных
дендритов, на более поздних - их распад и появление многочис-
ленных внутренних дендритов. Этот процесс тесно связан с цикло-
и остовообразованием.
Процесс цикло- и остовообразования. Никлообразование -
иилолсиис циклоп, остооооброооошntc — появление и рост циклических
остовов - естественных скоплений нескольких (или большого числа)
циклов. Никлообразование - составной элемент более сложного процес-
са остовообразования. Оба процесса представлены циклообразующими
актами - замыканиями и дроблениями. За счет этих актов возникает
от 1/4 до 1/3 всех ребер сети. Доля этих актов на стадиях 0, 1 и 2
классов низка, но по мере роста сети возрастает от 9-10% (от числа всех
сетеобразующих актов) до 20-30% у сетей железных дорог и от 15%
до 50% у сетей городского транспорта. На более поздних стадиях доля
циклообразующих актов увеличивается у сетей железных дорог до 40%,
а у сетей городского транспорта - до 50-60%.
В результате совершения этих актов возникают наиболее эф-
фективные и надежные в топологическом отношении структурные
элементы (циклы) и компоненты сети (циклические остовы). Цик-
лы позволяют осуществлять сообщение между одними и теми же
вершинами (узлами) двумя разными путями, а потому обладают
большей топологической надежностью, чем ветвящиеся структуры
(при разрыве одной линии всегда остается в запасе второй, обход-
ной путь). Уровень топологической надежности циклического осто-
ва еще выше, так как свобода выбора маршрутов движения (в слу-
чае выхода из эксплуатации нескольких или даже многих участков
и узлов сети) на несколько порядков выше, чем в отдельном цик-
ле или древовидной структуре. Благодаря этой функции остова как
каркаса надежности всей сети процесс цикло- и остовообразования,
наряду' с процессом дендритизации, становится важнейшим структу-
рообразующим процессом эволюции транспортной сети.
Существуют четыре типа образования циклов (см. рис. 18): 1) про-
стое замыкание (рис. 18-1), когда цикл образуется сразу, без участия
древовидных структур; 2) сложное замыкание (рис. 18-2) - цикл об-
разуется за счет поглощения веток внешних или соединительных денд-
ритов (или дерева); 3) простое дробление (рис 18-3) - цикл дробится
на более мелкие циклы без участия внутренних дендритов; 4) слож-
ное дробление (рис. 18 4) - дробление цикла осуществляется за счет
поглощения внутренних дендритов.
Сложные замыкания циклов
преобладают на начальных стадиях
эволюции сетей, а простые - на бо-
лее поздних. Простые и сложные
дробления более характерны для
периода расширения циклического
остова и появления в нем новых
топологических ярусов. У сетей
городского транспорта преоблада-
ют простые дробления (что объяс-
няется стремлением к быстрому
рассечению пустующих внутренних
барьерных «полостей*, мешающих
росту города), тогда как у сетей
железных дорог стран и регионов
доминируют сложные дробления с
использованием уже существую-
щих внутренних дендритов (при
этом достигается значительная
экономия средств на сооружение
новых линий, так как при этом ис-
пользуются уже построенные ра-
нее тупиковые ветви и линии).
Составной частью процесса
цикло- и остовообразования явля-
ется циклическая консолидация -
объединение внеостовных циклов
друг с другом и с остовами (по-
бочными или главным). Эти цик-
лы (в виде петель и островов)
возникают вокруг локальных и
региональных центров, отстоящих
по разным причинам (из-за удален-
ности от главных центров, обшир-
ных ареалов территориальных 6а-
Рис. 18. Типы образования циклов
I - простое замыкание, 2 - слож-
ное замыкание, 3 - простое
дробление, 4 - сложное дробле-
ние (с использованием внутрен-
него дендрита)
1 - первичные циклы, П - денд-
риты циклической сети или вет-
ви сети-дерева, III - замыкание,
IV - дробление
рьеров) от основной зоны сплошной освоенности. Внеостовные циклы
(а позже на их основе - и побочные остовы) возникают обычно в
тех же местах, где до этого ранее появлялись автономные компонен-
ты. На начальных стадиях роста циклической сети (0, 1 классов) воз-
можен процесс полицентризации внеостовных циклов (появляется
много таких циклов). Затем эти циклы, подобно автономным компонен-
там, пространственно консолидируются, соединяясь либо друг с другом
(рис. 19-3 и 19-4), либо с главным компонентом (рис. 19-1 и 19-2), либо
Рис. 19. Типы консолидации
внеостовных ииклов и нескольких
остовов
1 - присоединение цикла-острова
к остову, 2 - присоединение цик-
ла-петли к остову, 3 - объедине-
ние двух циклов-островов в новый
остов, 4 - объединение цикла-пет-
ли, цепи циклов с небольшим ос-
товом в один большой остов, 5 -
присоединение побочного остова к
главному, 6 - объединение двух не-
больших остовов в один главный
с побочным остовом. Они ВХОДЯТ
в состав главного или побочного
остова, образуя либо выступы ос-
това, либо заполняя клинья между
его выступами. Подобным же об-
разом возникают побочные остовы
и происходит их объединение с
главным циклическим остовом
сети (см. рис. 19-5 и 19-6).
Циклический остов возника-
ет тогда, когда 1) два изолирован-
ных цикла объединяются друг с
другом так, что у них образуется
одно общее ребро; 2) рядом с
единичным циклом замыкается
второй и третий цикл, имеющие
хотя бы одно общее ребро с каж-
дым другим; 3) сразу возникают
два (или большее их число) цик-
ла с общим ребром. Остов появля-
ется, как правило, в топологичес-
ком центре сети. Затем начинается
его рост, который складывается из
внутреннего и внешнего (пери-
метрального). Кроме того, остовы
расширяются за счет поглощения
внеостовных циклов (петель и ос-
тровов) и более мелких побоч-
ных остовов. Этот сложный про-
цесс роста остова (внутренний,
внешний и за счет циклической
консолидации) и представляет со-
бой процесс ©словообразования.
Внешний (периметраль-
ный) рост остова - расшире-
ние самого остова и его внешней
границы - происходит путем
простых и сложных периметральных замыканий циклов (т. е. за счет
поглощения прикорневых частей внешних дендритов). Такие циклы,
замкнувшиеся на внешней границе остова, называются первичными.
Внутренний рост идет путем простого или сложного дробления
первичных циклов, расположенных внутри остова (т. е. за счет погло-
щения внутренних дендритов). Первичный цикл может дробиться от
одного до 2-3 раз. Это зависит от его размера, природных условий
(горный или равнинный район), географического положения относи-
тельно центра или периферии остова. Бывают и исключения. Так,
цикл Карлсруэ - Штутгарт - Оффенбург в сети железных дорог
земли Баден-Вюртемберг (Германия) дробился 6 раз. 5 раз дробился
крупный цикл в восточной части сети железных дорог Испании. В го-
родских транспортных сетях некоторые первичные циклы дробились
до 3-4 раз. Но большинство первичных циклов, расположенных на
окраине остова, вообще не дробятся.
Внешний и внутренний рост остова может идти параллельно или
попеременно - временами преобладает первый, временами - второй тип
роста. В начальные фазы остовообразования преобладает внешняя экс-
пансия, а в более поздние - внутренний рост. Индикатором точки пере-
лома, когда начинает доминировать внутренний рост, является стабили-
зация значений топологического диаметра сети. Пока циклический остов
и сеть расширяются экстенсивно, значения топологического диаметра
увеличиваются. Как только внешний рост ослабевает и усиливается
процесс внутреннего дробления, значения топологическою диаметра
больше не изменяются, а иногда даже уменьшаются. Начинается фаза
уплотнения циклов. Она продолжается до тех пор, пока не наступит на-
сыщение территории циклами.
Внешний рост циклического остова хорошо картографируется, тог-
да как внутренний рост из-за частых дроблений отобразить на одной
карте трудно. Анализ внешнего (периметрального) роста циклического
остова сети линий метрополитена Мадрида (рис. 20; на нижней левой
врезке Б указаны даты образования первичных циклов) и интеграль-
ной маршрутной сети городского транспорта Москвы (рис. 21) показал,
что остовы обеих сетей расширялись неравномерно, они имели неком-
пактную форму - в них появлялись выступы и клинья, которые сгла-
живались и заполнялись с большим запозданием.
Особенности внутреннего роста остовов раскрывает анализ
процесса образования и расширения отдельных топологических яру-
сов остова. У полицентрических транспортных сетей он
идет аналогично процессу полицентризации: сначала ярус возникает
в виде изолированных ядер, затем происходит их консолидация в
единый ареал, повторяющий форму внешней границы остова. Даль-
нейшее расширение яруса приводит к появлению внутри него ново-
го яруса более высокого порядка в виде одного или нескольких
разрозненных ядер (в новый ярус переходят циклы из яруса бо-
лее низкого порядка). Эти ядра вновь объединяются в общий аре-
ал, который расширяется до тех пор, пока внутри него не возник-
нет еще один, новый ярус более высокого порядка. Новые ярусы
возникают только в топологическом центре остова. Изолированные
A
Рис. 20. Рост циклического остова сети линии метрополитена Мадрида
А - структуры остова (показаны только циклы без ленлритон) в 1929-1999 гг.
Б - даты возникновения первичных циклов остова
Рис. 21. Внешним рост циклического остова интегральной сети
маршрутов наземного городского пассажирского транспорта Москвы
в 1886-2001 гг.
В легенде значками указаны внешние границы склона на соответствующие
даты.
ядра одного и того же топологического яруса, как правило, соот-
ветствуют локальным и региональным центрам.
Рост топологических ярусов у моноцентрических транспор-
тных сетей носит более консолидированный характер: ярусы оста-
ются целостными кольцеобразными полосами, концентрирующимися
вокруг топологического центра остова. Они постепенно расширяются, а
внутри них возникают все новые и новые ярусы более высокого по-
рядка; старый и новый топологические ярусы имеют приблизительно
одну и ту же форму, повторяющую внешние границы остова. Такой
концентрический рост топологических ярусов продолжается до тех пор,
пока внешний и внутренний рост остова не прекратится.
Итак, остовообраэование складывается из внешнего и внутреннего
роста, т. е. экстенсивной (площадное увеличение, экспансивное располза-
ние) и интенсивной (уплотнение, измельчение циклов в пределах уже ос-
военной территории) фаз. Экстенсивная фаза остовообразования
характеризуется в начальных стадиях периметральным замыканием цик-
лов, поглощением остовом прикорневых частей внешних и соединитель-
пых дсидриюв. Позже этот процесс ослабевает, внешняя граница остова
стабилизируется. В заключительной стадии экспансии остова начинается
интенсивная фаза остовообразования - дробление первичных
циклов внутри остова, его уплотнение как с использованием внутренних
дендритов, так и за счет простых дроблений крупных и средних циклов.
В экстенсивной фазе остовообразования преобладают ветвления внешних
дендритов и замыкания циклов по периметру остова, в интенсивной фазе
возрастает доля внутренних ветвлений и дроблений.
§5. Взаимодействие процессов дендритизации
и остовообразования
Покомпонентные процессы протекают в транспортных сетях по-
чти одновременно, но имеют разную интенсивность. На более ранних ста-
диях роста преобладают полицентризация и консолидация, на более по-
здних - дендритизация и остовообраэование. Процесс дендритизации
интенсивнее идет на стадиях дерева, 0-2 классов; полицентризации -
на стадиях дерева и 0 класса; пространственной консолидации - 0 и
1 классов; внешний рост остова доминирует на стадиях 1-3 классов, а
внутренний - 2-4 классов. Наибольшее разнообразие всех процессов
отмечается в двух наименее устойчивых переходных стадиях - 0 и
1 классов. Если процесс полицентризации и пространственной консо-
лидации относительно независим от процессов дендритизации и осто-
вообразования, то эти два последних тесно взаимосвязаны
В ходе дендритизации возникают новые ветви, которые необходи-
мы для циклообразования и остовообразования.. Расширение остова
приводит к появлению новых и ветвлению и удлинению старых дендри-
тов Таким образом, они взаимозависимы. Сначала преобладает первый
из них - идет рост древовидных структур, их усложнение, образуются
предциклы (несколько рядом расположенных ветвей, почти замыкаю-
щихся друг с другом). Высокая степень ветвистости (дендритности)
сети вызывает потребность замкнуть концы сильно разветвленных
стволов и ветвей дендритов (или дерева), так как длинные пробеги по
такой сети весьма неэкономны. Начинается серия замыканий циклов в
прикорневых частях дендритов. Цикло- и остовообраэованне затем замед-
ляегся и приостанавливается (нет больше предциклов, которые могли бы
замкнуться) и сменяется фазой усиленной дендритизации. Все повторя-
ется вновь. Как правило, фазы дендритизации более затянуты во време-
ни и содержат в себе больше конфигурационных событий (актов), чем
фазы цикло- и остовообразования. Степень цикличности в начальных
стадиях роста низка, она повышается на более поздних стадиях.
Эта смена процессов дендритизации и остовообразова-
ния является главной закономерностью роста цикличес-
ких сетей. Существует своеобразный колебательный механизм вза-
имодействия этих процессов: они стремятся уравновесить друг друга.
Стремление к равновесию между дендритами и циклическим остовом
сети проявляется в постоянном поглощении остовом вновь возника-
ющих и растущих дендритов, превращении внешних дендритов во
внутренние. Дендритизация - предпосылка будущего цикло- и осто-
вообразования. Замедление и полное прекращение дендритизации
приводит к затуханию и прекращению процесса цикло- и остовообра-
зования. Число попеременных фаз дендритизации и остовообразова-
ния превышает число стадий роста, поэтому в пределах даже одной
стадии возможно несколько фаз дендритизации и роста остова.
Однонаправленность этого колебательного процесса (смены денд-
ритизации остовообразованием) связана с феноменом эквифинальнос-
ти эволюции транспортной сети - стремлением ее покрыть всю терри-
торию относительно небольшими циклами так, чтобы максимально
охватить и обслужить все поселения, центры и узлы (узлы и части
города). Неоднородность территории и ее освоенности, ее размеры и
внешние границы лимитируют этот процесс - циклический остов не
может быть шире зоны сплошной освоенности. Поэтому у каждой тер-
ритории есть свои естественные пределы роста ее транспортной сети.
Обнаруженные нами попеременные волны дендритизации и
цикло- и остовообразования хорошо фиксирует показатель степе
ни цикличности сети (доля протяженности сети, входящая в состав
циклов). Его значения увеличиваются при усилении циклообразования
и уменьшаются при дендритизации. Чередование волн циклообразова-
ния и дендритизации носит отчетливый колебательный характер на
стадиях 0.1,2 классов. На более поздних стадиях амплитуда этих ко-
лебаний уменьшается, и наступает период устойчивого равновесия,
когда дендритизацпя и остовообразование уравновешивают друг друга
(степень цикличности близка к 50%).
Мы изучили особенности этого колебательного процесса дендрити-
зации и цикло- и остовообразования, используя индекс степени циклич-
ности, на примере роста 17 транспортных сетей, которые уже рассматрива-
лись в начале главы (железных дорог немецкой земли Баден-Вюртемберг,
Испании, Нидерландов, Финляндии, Болгарии; линий метрополитена Лондо-
на, Мадрида и Москвы; троллейбусных линии Алма-Аты, Ьаку, Севастопо-
ля, Харькова, Атчевска (в Луганской обл.), Стерлитамака; трамвайных ли-
ний Одессы, Магнитогорска, Ульяновска). Для каждой сети были
рассчитаны топологическая протяженность (число ребер графа) всей сети
(в т. ч. отдельно - протяженность всех дендритов и циклических струк-
тур), степень цикличности, длина топологического диаметра (в ребрах). Так
как в сетях-деревьях циклов нет, для стадии дерева вместо индекса степе-
ни цикличности использовался показатель «степени ствольности» дерева
(отношение длины ствола дерева к протяженности всей сети). Этот после-
дний не рассчитывался для трамвайных и троллейбусных сетей, так как
стадия дерева у них была очень непродолжительной (3-7 актов).
Изменение значений степени цикличности сети за длительные
периоды роста каждой сети представлено в виде кривых на графи-
ках рис. 22-25. На каждом рисунке сгруппированы сети одного вида
транспорта, одного территориального уровня и приблизительно од-
ного порядка длительности процесса (она измерялась числом кон-
фи гурационных событий).
Для сетей железных дорог и линий метрополитена в левом верхнем
углу показана динамика степени ствольности, кривая которой соединена с
кривой степени цикличности пунктиром. Для привязки к абсолютному
времени под графиками каждой сети изображена линейная шкала с года-
ми, на которой отмечены даты начата и конца всех стадий роста сети.
На всех графиках хорошо видны чередующиеся резкие подъе-
мы и плавные спады кривых степени цикличности сети. Подъемам
соответствуют фазы цикло- и остовообразования, а спадам - более
затяжные фазы преобладающей дендритизации. Крутые пики подъе-
ма степени цикличности являются косвенным индикатором перехода
сети в более высокую стадию топологической сложности (например,
из 0 класса в 1 класс). Крутизна подъемов и спадов больше в на-
чальных стадиях формирования структуры сети (стадии 0 класса и
начало стадии 1 класса), чем на более поздних стадиях, когда струк-
тура сети уже окончательно сложилась. Небольшим платообразным
участкам на графиках соответствуют фазы равновесия процессов ден-
дритизации и остовообразования.
Рис. 22. Изменение степени иикличности сетей железных дорог земли
Баден-Вюртемберг и Испании
По оси ординат отмечены значения показателя «степень цикличности» (Ец/е),
по оси абсцисс - порядковый номер всех сстсобразующих событии (актов)
В левом верхнем углу показаны кривые изменения степени ствольности
сети Од/ед на стадии дерева (с кривыми степени цикличности они соеди-
нены пунктирной линией)
Под графиком, на шкале сстсобразующих событий каждой сети отмечены
границы каждой стадии: Д - дерева, 0 - стадии 0-го класса, 1 - стадии
1-го класса, 2 - стадии 2-го класса, 3 - стадии 3-го класса топологической
сложности.
Рис. 23. Изменение степени цикличности сетей железных дорог
Нидерландов (1), Финляндии (2), Болгарии (3)
По оси ординат отмечены значения показателя «степень цикличности» (Ец / с),
по оси абсцисс - порядковый номер всех сетеобразующих событий (актов)
В левом верхнем углу показаны кривые изменения степени ствольности
сети 6д' ед па стадии дерева (с кргпяими степени цикличности они соеди-
нены пунктирной линией).
Под графиком, иа шкале сстсобразующих событий каждой сети отмечены гра-
ницы каждой стадии; Д - дерева, 0 - стадии 0-го класса, 1 - стадии 1-го
класса, 2 - стадии 2-го класса топологической сложности
J номер события по порядку
---,------,-----.-----,------, ,------,------- —1--------,
1в 1о Зс---------------Со Io Sc Sc '••о
_____________________________________________Лондон
Д 1П5 о 11Й 1
----^Мадрид
А 0 1 2
««л. kss Москва
гт~i-------------1
о 4 2
Рис. 24. Изменение степени цикличности сетей линий метрополитена
Лондона (1), Мадрида (2) и Москвы (3)
По оси ординат отмечены значения показателя «степень цикличности» (Ец / с),
по оси абсцисс - порядковый номер всех сетеобразуютих событий (актов).
В левом верхнем углу показаны кривые изменения степени ствольиости
сети 8л/'сл на сталии дерева (с кривыми степени цикличности они соеди-
нены пунктирной линией).
Под графиком, па шкале сетеобразуютих событий каждой сети отмечены
границы каждой стадии: Д - дерева, 0 - сталии 0-го класса, 1 - стадии 1-го
класса. 2 - сталии 2-го класса топологической сложности
Рис. 25. Изменение степени цикличности сетей троллейбусных
и трамвайных линий ряда городов СНГ
По оси ординат отмечены значения показателя «степень цикличности» (Ец / е),
по оси абсцисс - порядковый номер всех сстеобразующих событий (актов).
Пид i рафиком, па шкале сстеобразующих событий каждой сети отмечены гра
пины каждой стадии Д - дерева. О - стадии 0-го класса, 1 - стадии 1-го
класса. 2 - стадии 2-го класса. 3 - стадии 3-го класса топологической слож-
ности.
I - сети троллейбусных линий: А - Алма-Ата, Б - Баку, В - Харьков; II -
сети троллейбусных линий. Г - Севастополь, Д - Стерлитамак, Е - Алчевск
(б. Коммунарск, Луганская обл ); III - сети трамвайных линий: Ж - Улья-
новск, 3 - Магнитогорск. И - Одесса.
Чередующиеся пики подъема и спада степени цикличности от-
ражают медленный процесс постепенного поглощения растущим ос-
товом дендритов, сокращение протяженности дендритов по мере ус-
ложнения топологической структуры всей сети. На это указывает
характер кривых на графиках рисунков 22-25: правая их половина
повторяет «хвост» S-образных кривых насыщения. Действительно, по
мере насыщения сети циклами рост ее замедляется, интенсивность
процесса дендритизации снижается, а за ней замедляется и процесс
цикло- и остовообразования. Транспортные сети к этому моменту
уже имеют устойчивую пространственную структуру.
Поэтому степень цикличности почти не изменяется, пре-
вращаясь в константу Так, пределу насыщения циклами для се-
тей железных дорог Баден-Вюртемберга, Испании и Нидерландов
(рис. 22 и 23) соответствовали значения показателя степени циклич-
ности 0,70-0,75 (70-75% топологической протяженности сети при-
ходилось на циклы остова или внеостовные циклы), тогда как для
более простых сетей Финляндии и Болгарии - 0,48-0,55. Для се-
тей метро (рис. 24) максимальные значения этого показателя состав-
ляли 0,50-0,60, а для сложных по структуре сетей троллейбусных и
трамвайных линий (рис. 25) - 0,70-0,80, для более простых - 0,50-
0,60. Итак, для роста циклических сетей характерны два уровня на-
сыщения циклами - 0,50-0,60 (для сетей с относительно простой
структурой) и 0,70-0,80 (для сетей со сложной структурой).
Чем выше плотность покрытия циклами (меньше их периметр,
выше степень цикличности), тем надежнее система транспортного
сообщения. Высокий уровень надежности сети достигается посте-
пенно, в ходе длительного «состязаний» процессов дендритизации и
остовообразования, который заканчивается прекращением роста ос-
това и сети в целом.
Процесс уплотнения циклов в остове хорошо описывается кри-
вой изменения среднего периметра всех циклов сети. Эмпирические
расчеты по сетям железных дорог ряда стран за продолжительный
период (Российская империя, Финляндия, Корея) показали, что в пе-
риод экспансии циклического остова средняя величина периметра
циклов увеличивается. Она зависит также от размера страны, но в
более поздние стадии такой строгой зависимости уже не наблюдает-
ся. Так, в сети Российской империи средний периметр циклов состав-
лял в моменты наиболее экстенсивного роста остова около 1300 км,
затем уменьшился до 900-950 км, а позже - до 750 км; в Финлян-
дии - сначала 420 км, позже - 500-550 км; в Корее - 200 и 320 км
(см. табл. 21). В более поздний период, когда стал преобладать про-
цесс внутреннего роста остова, средняя величина периметра циклов
железнодорожной сети Российской империи уменьшилась до 460 км
(т. е. до уровня Финляндии), Финляндии - с 550 км до 410 км, а
Южной Кореи - с 380 до 360 км. Замыкание каждого нового боль-
шого цикла на периферии остова приводило к увеличению среднего
периметра циклов, а дробление внутри остова - к его уменьшению.
Раздел Кореи в 1945 г. и сокращение территории Финляндии в
1940 г. (утрата части сети на Карельском перешейке и в Западной
Карелии) привели к увеличению среднего периметра циклов соответ-
ственно с 319 до 378 км и с 475 до 528 км. Так геополитические изме-
иеиия повлияли иг» пгтотность и размрр пикппв сетей жрлмных порог
этих стран.
В конечном счете, средний периметр циклов во всех трех при-
мерах стремится к величине 350-450 км. Это стремление циклов
дробиться до минимально возможного уровня плотности - констан-
ты в 400 км - хорошо согласуется с теорией Г. А. Гольца о кон-
стантах временной и пространственной самоорганизации общества
(условный радиус усредненного цикла, приведенного к окружности,
колеблется в диапазоне 56-63-72 км). Аналогичная константа (сред-
няя длина периметра циклов городской транспортной сети колеба-
лась от 3, 5 до 7 км, а среднего радиуса такого цикла - от 640 до
1100 м) для сетей городского общественного транспорта крупных
городов (на примере Новосибирска, Омска, Тбилиси и Ташкента) об-
наружена Д. С. Мерзловым (2002).
Таблица 21
Изменение среднего периметра всех циклов и их числа
в сетях железных дорог России в 1868-1914 гг.,
Финляндии в 1899-1990 гг. и Кореи в 1932-1998 гг.
(с 1945г. только Южной Кореи)
Указаны только те годы, когда образовывались новые циклы; при возникно-
вении нескольких циклов в течение одного года указан средний периметр
цикла на конец года,
Годы Россия Финляндия Корея
Периметр циклов (км) Число ПИКЛОВ Периметр ииклое (км) Число циклов Периметр циклов (км) Число циклов
1868 2263 1 - - - -
1870 1091 4 - - - -
1871 1338 6 - - - -
1872 1162 7 - - - -
1873 1029 12 - - -
1874 922 16 - - - -
1876 964 18 - - - *
1877 907 20 - - - -
1878 807 24 - - - -
Голы Россия Финляндия Корея
Периметр циклов (км) Число ииклов Периметр ииклов (км) Число ииклов Периметр ииклов (км) Число ииклов
1879 751 26 - - — -
1884 735 30 - - - -
1885 708 33 - — - -
1886 669 35 — - — —
1887 611 39 — - - —
1888 609 41 - - - -
1889 618 43 — — - -
1890 617 44 - - - -
1891 610 45 - - - -
1893 601 46 - - - -*
1894 594 49 — - - -i
1895 596 54 — - - -
1896 600 56 — — - —
1897 564 64 — - — -
1898 546 73 - - - -
1899 527 86 429 1 — -
1900 518 91 429 1 - —
1901 495 107 429 1 - -
1902 482 113 429 1 - -
1903 481 118 334 2 - -
1904 462 129 334 2 - -
1906 491 134 334 2 - -
1907 478 143 334 2 - -
1908 476 144 334 2 - -
1909 477 145 334 2 - -
1910 476 146 334 2 — -
1911 464 152 334 2 - -
1912 459 156 334 2 — -
1913 463 161 334 2 - -
1914 463 167 422 3 - -
1918 — — 489 4 - -
1925 — — 493 6 - -
1929 - 559 7 - -
1930 - - 558 8 — -
1932 — — 558 8 155 3
1934 - 517 9 155 3
Годы Россия Финляндия 1 Корея
Периметр ЦИКЛОВ (км) Число циклов Периметр ииклов (км) Число ииклов Периметр ииклов (км) Число ииклов
1935 - — 517 9 192 4
1936 — - 517 9 199 6
1937 - 478 10 186 7
1938 — - 4/5 II 186 /
1940 — - 528/558* 6/7* 186 7
1942 — — 558 7 300 10
1944 - * 558 7 319 11
1945 — — 558 7 378 4
1947 — — 556 8 378 4
1958 — - 556 8 352 5
1960 - - 542 9 352 5
1962 - — 493 10 352 5
1963 — - 493 10 307 6
1966 — - 493 10 295 7
1967 — - 486 11 295 7
1968 — - 486 11 338 8
1969 — - 467 12 338 8
1970 — - 453 13 338 8
1972 — - 432 14 338 8
1973 — - 432 14 329 9
1977 — — 419 15 357 8
1984 — — 396 16 357 8
1987 — — 417 14 357 8
1998 417 14 357 8
2002
(проект) - 399 15 357 8
2004
(проект) - 387 16 357 8
Итак, дендритизации идет активно на ранних стадиях роста цик-
лических сетей, уступая на более поздних стадиях место цикло- и
остовообразованию. Рост сети прекращается по достижении мак-
симального (для конкретной территории) уровня насыщенности
циклами, когда доля циклических компонентов в сети приближа-
ется к 70-75%.
первая цифра на март 1940 г, вторая - на апрель 1940 г.
$6. Пространственные закономерности роста
сетей железных дорог
В этом и последующих параграфах анализируются основные
пространственные закономерности роста сетей по отдельным видам
транспорта и территориальным уровням на конкретных географичес-
ких примерах. Выбор анализируемых объектов определялся следую-
щими обстоятельствами. Изучался рост сетей с наиболее сложными
конфигурациями (2-го класса и выше) от их появления до момента
максимального расширения (т. е. за период от 50 до 150 лет). Для ре-
конструкции этого процесса необходимо было иметь полную истори-
ческую информацию о ходе формирования сети (т. е. хронологичес-
кую таблиц}' с датами открытия движения по каждому участку сети).
Для охвата всех возможных тенденций и закономерностей в анализ
включены по три разных сети со сложной топологической структу-
рой по каждому виду транспорта. Это позволило выявить разнооб-
разие и сходство процессов у сетей разных видов транспорта и тер-
риториальных уровней иерархии. Всем этим критериям отбора
соответствовало лишь небольшое число транспортных сетей, по кото-
рым удалось собрать всю необходимую информацию. Самым трудным
оказался сбор данных о росте сетей автодорог, так что этот процесс
был изучен на примере только двух сетей. Сети троллейбусных ли-
ний были исключены из анализа ввиду полного сходства их эволю-
ции с эволюцией сетей трамвайных линий.
Для выявления закономерностей пространственного роста же-
лезнодорожных сетей мы взяли 3 образца - сети железных до-
рог немецкой земли Баден-Вюртемберг (1840-1972 гг.), Финляндии
(1862-2000 гг.) и Болгарии (1866-1990 гг.). Для них были со-
ставлены хронологические перечни ввода в строй всех новых уча-
стков сети, карты пошагового роста всей сети, оценена конфигура-
ционная роль каждого нового участка в изменении топологической
структуры сети в целом, выявлены моменты начала всех стадий
роста (появление первого участка сети, первого цикла, остова, топо-
логических ярусов), рассчитаны наиболее важные топоморфометри-
ческие показатели (табл. 22, 23 и 24). Рост сетей иллюстрируют
карты на рис. 26, 27, 28.
Продолжи le.iDtiocib и скорость процессов измерялись по шка-
ле событий (актов), на которой для привязки к общепринятой ка-
лендарной шкале отмечались годы, когда произошли существенные
структурные изменения. Сравнение роста разных сетей удобнее про-
водить именно по такой шкале структурных событий. В сети Ба-
ден-Вюртемберга за весь период роста произошло 278, в Финляндии
120, а в сети Болгарии - 102 события. Число самих изменений
свидетельствует о большей сложности первой сети по сравнению с
двумя остальными.
Дальше и быстрее всех прошла по шкале топологического услож-
нения сеть железных дорог земли Баден-Вюртемберг: первый элемент
сети появился в 1840 г., после чего сеть росла как дерево до 1863 г.,
когда в ней возник первый цикл. Циклический остов сформировался
спустя 6 лет (1869 г.), а второй топологический ярус - в 1873 г. Через
8 лет (1881 г.) в остове появился третий ярус. С этого момента и по
1972 г. (последняя дата в хронологии роста) сеть находится в том же
классе топологической сложности - третьем. Средняя интенсивность
процесса роста за весь период у этой сети составила 2,09 событий в год.
При этом ранние стадии оказались более насыщены событиями, чем
последняя: стадия дерева - 1,6 событий в год; 0 класса - 4,17 собы-
тий; 1 класса - 5,5 событий; 2 класса - 4,38 событий; 3 класса - 1,73
событий в год.
Финляндия и Болгария имеют более простую структуру сети же-
лезных дорог - 2-го класса. Стадия дерева в сети Финляндии длилась
37 лет (в Болгарии — 34 года), 0 класса всего 4 года (в Болгарии -
13 лет), стадия 1 класса - 57 лет (в Болгарии - 46 лет), стадия 2 клас-
са началась в 1960 г. (в Болгарии - в 1959 г.). Средняя интенсивность
процесса роста за весь анализируемый период в сети Финляндии со-
ставляла 0,94 события в год, тогда как в Болгарии - 0,82. Стадия дере-
ва в сети Финляндии была более насыщена событиями (0,73), чем в
Болгарии (0,38); нулевая стадия - соответственно 1,25 и 0,85; пер-
вая стадия - 1,25 и 1,41; стадия 2 класса - 0,56 и 0,73.
При сравнении всех трех сетей становится очевидным, что Баден-
Вюртемберг был впереди других во всех отношениях. Более насыщен-
ными конфигурационными событиями отличались стадии 0 и 1 клас-
сов у всех сетей, 2 класса - у сети Баден-Вюртемберг. Наибольшее
число циклов также имела сеть Баден-Вюртемберга (75), тогда как в
сети Финляндии их число достигло 15, а в Болгарии - 13.
Ниже характеризуются основные тенденции и закономерности из-
менения структуры каждой сети (см. табл 22-24 и карты на рис. 26-28).
Баден-Вюртемберг. До 1863 г. сеть являлась деревом, и в ней
шли процессы полицентризации, консолидации и дендритизации. Пер-
вый участок (линия Мангейм - Гейдельберг) сети возник в 1840 г.,
который затем был удлинен на юг до Фрайбурга и Базеля. В 1845 г. в
сети возник второй автономный компонент в районе Штутгарта, а в
1847 г. - третий такой компонент на юго-востоке у Боденского озера.
В 1850 г. два последних компонента объединились в один, образовав
магистраль с юга на север до Хайльброна. В 1853 г. этот объединенный
компонент был соединен с первой линией Мангейм - Базель в один
главный компонент - дерево (см. карту на рис. 26).
Таблица 22
Изменение главных топометрических характеристик
сети железных дорог земли Баден-Вюртембер! в 1840-1972 гг.
Я - число тоиолсл-ичижих ярусов в главном остове, ц- цикломатическое число (число циклов в сети); ц‘, р?, ц’ - число циклов в 1м,
2-м, Я-м топологических ярусах в главном циклическом остове сети; |Г' - число циклов в (лавном циклическом остове сети:
и - число внеостовных циклов в сети (петель и островов); Ец/с - степень цикличности сети (доля ребер в циклах от
общего числа ребер сети), Р - число автономных компонентов (АК; вклютая главный компонент); О' - число побочных
остовов в сети (бег главного остова); К - число ярусов разветвления в стадии дерева (Д).
w
К
«
)!(
л\
Даты важных событий (номер) Наиболее важные структурные события (акты) и их конфигурационное значение я и И** И1 и’ Я* Ei/e <|) р О" к
1840(1) Появление тереого участка (АК-1) Д - - - - - - - 1 - 1
1845 (7) Появление тторого автономного компонента (АК-2) Д - — — — — * — 2 — 4
1847 (12) Появление третьего автономного компонента (АК- 3) Д — — — - — * — 3 - 5
1850(191 Объединение АК-2 с АК-3 в один Л — — — — — - - 2 - 5
1853 (21) Объединение АК-1 с Ак-2-3 в один главный компонент д — - - - • - 1 — 5
1863 (3637 Замыкание 1 -го цикла, появление АК-4 и АК-5 0 1 — — - — 0.11 1 3 — -
1867 (51) Замыкание 2-го никла и соединение АК-4 с главным
ЮЗМГХММ’ШОИ 0 2 - — - - 0,23 2 2 - —
1869 (62) Объединение АК-5 с сетью 0 2 - — - — 020 2 1 — -
1869(62) Образование остова 1 5 5 5 - - 0 34 - 1 — —
1872 (83) Образование 2 островов 1 10 8 8 - — 060 - 1 — —
1873 (85) Присоединение 2 островов к остову и его расширение;
появление 2-го топологического яруса 2 11 11 10 1 — 067 — 1 — —
1881 (1209 Образование 3-го топологического яруса в остове 3 26 26 16 9 1 071 - 1 — —
1890(135) Pat мирение остова на юго-запад 3 32 32 21 10 1 079 - 1 — —
1915 (2591 Расширение 3-го топологического яруса 3 70 70 40 24 6 070 — 1 — —
1934 (277) Последнее дробление и прекрашение внутреннею
роста остова 3 75 75 43 24 8 070 - 1 — —
Таблица 23
Изменение главных топометрических характеристик сети железных дорог Финляндии з 1862 -1990 гг.
Я - число тооакитнеских ярусов в главном остове, ц- цикломатическое число (число циклов в сети), ц1, р1 - число циклов в 1-м, 2-м
топологических ярусах в главном циклическом остове сети; ц* - число циклон в главном циклическом остове сети; а» - число
внеостовных циклов в сети (петель и островов); Еи/с - степень цикличности сети (доля ребер в циклах от общего числа
ребер сети), Р - число автономных компонентов (АК; включая главный компонент); О" - число побочных остовов в сети
(без главного остова); К - число ярусов разветвления в стадии дерева (Д)
Даты важных событий (номер) Наиболее важные структурные события (акты) и их конфигурационное значение Я И И"' И1 И2 (ц/е <0 р О" к
1862 (1) Появление первою участка (АК-1) Д — - — — • - 1 - 1
1870(2) Ветвление АК-1 и соединение с сетью ж. л. России д — - — — — — 1 - 2
1899 (28) Замы<ание 1-го цикла 0 1 — — - 9,11 1 1 - -
1903 (33) Образование циклическою остова 1 2 2 2 - 9,14 - 1 - -
1914 (46; 48) Замыкание изолированного цикла (острова) и появление АК-2 1 3 2 2 9,26 1 2 — —
1918 (52-53) Объединение острова с остовом и появление АК-3 . 1 4 4 4 - 9,31 - 3 - -
1925 (59-62) Расширение остова и появление петли, соединение АК-2 с сетью 1 6 5 5 — 3,42 1 2 — —
1928 (68) Соединение АК-3 с сетью 1 6 5 5 - ),40 1 1 - -
1930172) 1935-38 Завершение внешнего роста остоза на севере 1 8 7 7 — 3,52 1 1 — -
(78-80) Дробление и расширение остова на запале 1 11 10 10 - ),56 1 1 - -
1940 (83) Размыкание и потеря 5 никлое, сжатие остова на запал 1 6 6 6 - 3,42 — 1 — -
1960 (104) Образование 2-го яруса в остове 2 10 10 9 1 3,55 - 1 - -
1977 (118) Расширение 2-го яруса 2 16 16 13 3 3,56 - 1 - -
1987 (123) Размыкание двух циклов на запале 2 15 14 11 3 3,55 1 1 - -
Таблица 24
Изменение главных топометрических характеристик сети железных дорог Болгарии в 1866 -1990 гг.
число топологических ярусов в главном остове, р- цикломатичсскос число (число циклов в сети); р'. р’ - чкло ииклов в 1м
В 1863 г. к северу от Карлсруэ в дереве замкнулся первый
цикл - сеть стала циклической. В этом же году возникли два не-
больших автономных компонента - на юге и на востоке. В 1867 г.
в районе Штутгарта замкнулся второй цикл, и сеть стала полицик-
лической 0-го класса.
В 1869 г. оба изолированных цикла на севере земли объединились
в циклический остов (в нем стало 5 циклов), а южный изолированный
компонент (Констанц) был присоединен к главному компоненту. Из
остова наружу выходили на юг (к Базелю и Боденскому озеру) два
разветвленных внешних дендрита, а на север и восток - ряд корот-
ких. В 1870 г. остов расширился на запад, а на юге замкнулись два цик-
ла острова. Эти последние в 1873 г. присоединились к остову, который
значительно расширился на юг, что привело к возникновению в нем вто-
рого яруса, и сеть перешла из 1-го класса топологической сложности
во 2-й. Дробления внутри остова и замыкание нового цикла на востоке
привело в 1878 г. к расширению второго яруса.
Дальнейшее дробление циклов остова в 1881 г. привело к воз-
никновению 3-го яруса к северу от Штутгарта. В 1890 г. замкнулся
цикл на юго-западе, в результате чего расширился в этом же направ-
лении и остов, и 2-й ярус - тоже на юг (в нем стало 11 циклов).
В 1900 г. внешний рост остова прекратился, его внешняя грани-
ца максимально приблизилась к границам земли. Развернулся процесс
ветвления внутренних дендритов, за которым последовала волна дроб-
лений, что привело в 1908 г. к расширению 2-го яруса на юго-восток
и северо-запад. В 1912-1916 гг. значительно расширился 3-й ярус, ко-
торый к этому моменту имел 3 изолированных ядра.
После серии дроблений внутренний рост остова и 3-го яруса, как
и всей сети, прекратился в 1934 г. Наступило время насыщения терри-
тории земли циклами и сетью. После этого топологическая структура
сети практически не менялась. В ее остове имелось три яруса с 75 цик-
лами. Степень цикличности достигла к 1890 г. почти 0,8, но затем, в на-
чале XX века, за счет ветвления внутренних дендритов уменьшилась
до 0,7 (этот уровень оставался таким же и в 1972 г.).
Сеть железных дорог Финляндии до 1917 г. входила в со-
став сети Российской империи. Росла она значительно медленнее, чем
в Баден-Вюртемберге, что объясняется иным характером заселенно-
сти и хозяйственной освоенности, иными природными условиями.
Первый элемент сети в 1862 г. соединил столицу (Хельсинки) с
Хя мен л и ной. В 1870 г. от него ответвилась линия Рихимяки - Лахта -
Выборг - Петербург (см. карту на рис 27). Она одновременно соедини-
ла сеть Финляндии с остальной сетью железных дорог Российской им-
перии. В 1873-1876, 1883—1889 и 1892-1899 гг. за счет многочислен-
ных ветвлений шел экстенсивный рост дерева.
Рис. 26. Рост сети железных дорог земли Баден-Вюртемберг
в 1840-1972 гг.
В 18S3 г. автономный компонент АК 1 (РсЙп) объединился с ЛК-2 (Штутгарт)
в одну есть. Первый цикл в сети (на запале) возник в 1863 г., а второй - в
1867 г. (на северо-ностокс). Карта на 1869 г. показывает момент объединения
изолированных циклов в один циклический остов с одним ярусом и присое
дииения к сети АК-5 (на юге); карта на 1873 г. - момент образования в
остове 2-го топологического яруса (между Карлсруэ и Пфорцхеймом). рас-
ширения остова на юг; карта на 1881 г - момент появления в остове 3-то
топологического яруса (к северу от Штутгарта), на 1934 г. - момент макси-
мального расширения остова и прекращения роста сети Внешние границы каж-
дого яруса выделены жирной линией с соответствующей цифрой
В 1899 г. в юго западной части сет» замкнулся первый цикл (Ри-
химяки - Карья - Турку), и сеть превратилась в циклическую 0-го клас-
са. Уже в 1903 г. рядом с ним замкнулся второй цикл (Хельсинки -
Карья - Хювинкя), и здесь образовался небольшой остов. Сеть перешла
из 0-го в 1-й класс. После серии ветвлений и удлинений в центральной
и северной частях страны в 1914 г. на востоке образовался обширный
цикл-остров (Коувола - Выборг - Савонлинна - Пиексамяки), который
4 года спустя был присоединен к циклическому остову. В результате ос-
тов охватил южную часть страны. Замыкания новых циклов в 1925-
1930 гг. привели к расширению остова на север. В 1925 г. на Карельском
перешейке образовался цикл-петля (Териоки - Койвисто - Выборг).
В 1914-1918 гг. в разных частях страны возникли мелкие автономные
компоненты (небольшие лесовозные дороги), которые были присоедине-
ны к сети в течение 1940-х гг. В 1935-1938 гт. остов расширился на за-
паде, а на юпо-запэде произошли дробления двух циклов. К весне 1940 г.
сеть достигла максимальной протяженности (155 ребер). В ней было
11 циклов, в т. ч. 10 - в остове.
Передача Карельского перешейка и Западной Карелии в 1940 г.
к СССР привела к утрате сразу 29 ребер и 5 циклов. Структура
сети значительно упростилась (см. карту 27) - остов сжался к
западу, исчезла петля. Это событие привело к сильному сетеразру-
шению и образованию топологических дефектов. Возникла необхо-
димость реструктуризации сети - сооружения линий, которые дол-
жны были восстановить прежний уровень ее связности, что и было
сделано в 1940, 1947, 1967 гг. постройкой рокадных линий вдоль но-
вой финско-советской границы
Дробление цикла внутри остова в 1960 г. привело к образова-
нию в сети 2-го топологического яруса. В 1969 г. и 1977 г. за счет
дробления двух внутренних циклов остова этот ярус расширился.
Закрытие для движения некоторых участков линии Пори - Пар-
кано - Хапамяки привело в 1987 г. к размыканию двух циклов на
юго-западе, но 2-ой ярус в остове при этом сохранился. Строящая-
ся сейчас линия Хельсинки - Лахта - Миккели приведет к за-
мыканию нового и дроблению старого цикла 1-го яруса. В настоя-
щее время сеть имеет циклический остов с 2 ярусами и 14 циклами,
степень цикличности сети - 0,55.
Болгария. Рост сети начался с появления двух автономных
компонентов: Варна - Русе (1866 г.) и Свиленград (из Стамбула) -
Пловдив - Белове (1873 г.). Последний удлинялся и ветвился, дос-
тигнув Софии и Бургаса. В 1897 г. на севере страны возник третий
автономный компонент (линия Ясен - Сомовит). Все три изолиро-
ванные системы были объединены в 1899 г. в одну (главный ком-
понент; см. карту 28).
Рис. 27. Рост сети железных дорог Финляндии
Карта на 1870 г. показывает сеть в начале стадии дерева; 1883 г. - разветвле-
ние дерева и удлинения его северо-западной ветви; 1899 г. - появление
первого цикла в районе Турку; 1903 г. - образование циклического остова
(Турку-Хельсинки); 1939 г - максимальное расширение циклического осто-
ва в старых границах страны; 1940 г. - сокращение сети и ее циклического
остова после потери территорий на юго-востоке (Карельского перешейка и
части Западной Карелии); 1960 г. - образование 2-го топологического яру-
са и циклического остова
© ---© — 1-© — 2—@ ....©
1 - линии железных дорог, 2 - строящаяся линия Хельсинки - Лахта
Миккели, 3 и 4 - внешние границы 1-го и 2-го топологических ярусов, 5 -
государственные границы.
В 1900 г. на северо-востоке страны замкнулся первый цикл
(Русе - Горна-Оряховица - Шумен), а в 1910 г. - второй цикл-остров
(Пловдив - Нова Загора - Марица), и сеть стала полициклической.
В 1913 г. этот второй цикл и вновь замкнутый третий цикл (София -
Пловдив - Стара Загора - Горна-Оряховица - Ясен) образовали ос-
тов (см. картуг 28), а первый цикл (возникший в 1900 г.) превратился в
Рис. 28. Рост сети железных дорог Болгарии в 1866-1990 гг.
Карта на 1899 г. показывает сеть в момент связывания трех автономных компо-
нентов (София - Пловдив - Бургас: Ясен - Сомовит, Русе - Варна), соедини-
тельная линия показана штриховым пунктиром карта на 1900 г. - момент образо-
вания первого цикла в сети на северо-востоке (Русе - Горна-Оряховица - Шу-
мен), цикл выделен жирной линией, замыкающий участок - жирным штриховым
пунктиром; карга на 1913 г. - момент образования циклического остова, внешняя
граница которого обозначена жирной линией с цифрой «1», при этом первый цикл
на северо-востоке превратился в петлю; на карте 1939 г. - внутренний рост остова
за счет дроблений; на карте 1943 г. - объединение петли (Русе - Шумен) с
остовом в 1942 г. и расширение остова на северо-восток и 1943 г.; на 1990 г. -
максимальное расширение циклического остова сети. 2-оЙ топологический ярус
(в районе Пловдива) образовался в остове в 1959 г. Жирными линиями с цифрами
«1» и «2» выделены внешние границы 1-го и 2-го топологического ярусов.
петлю В 1930 г. и 1939 г. остов расширился за счет замыканий и
дроблений, к нему присоединился и этот цикл-петля Структура сети
радикально не менялась после 1959 г., когда в районе Пловдива возник
2-й топологический ярус.
Рост сети железных дорог Болгарии можно свести к пяти
важнейшим структурным событиям - объединению всех трех авто-
номных компонентов (1899 г.), появлению первого цикла (1900 г.),
образованию остова (1913 г.) и значительному его расширению
(1939-1943 гг.), появлению второго яруса в остове (1959 г.).
Анализ роста трех сетей железных дорог показывает, что для
них характерны одни и те же пространственные закономерности:
1) основной последовательностью усложнения топологической струк-
туры является превращение сети-дерева (возможна полицентризация
с последующей пространственной консолидацией) в циклическую
сеть 0 класса, а затем в циклическую сеть 1 и 2 класса (или 3 клас-
са); 2) изолированные циклы объединяются в остов; 3) остов рас-
ширяется сначала периметрально, затем идет его внутренний рост;
4) топологическая структура впсшиих дендритов по мерс усложнения
циклического остова становится проще; 5) внешний и внутренний
рост остова прекращается после насыщения сети циклами; 6) в ходе
пространственного роста сети возможны акты сетеразрушения, выз-
ванные действием внешних и внутренних факторов.
Эти же самые закономерности обнаруживаются и при изучении
роста сетей других стран и регионов (нами ранее был изучен рост сетей
железных дорог более чем 20 стран и экономически развитых регионов).
Анализ процесса роста сетей высокоскоростных железных дорог во
Франции, Японии, Испании (Тархов, 1994) показал, что эти закономерно-
сти наблюдаются и для этого вида сетей. Однако они, в отличие от сетей
обычных железных дорог, имеют простую топологическую структуру (де-
рево). Расширение сети высокоскоростных железных дорог в Европе в
2002-2010 гг. приведет к пространственной консолидации национальных
систем (Испании и Франции, Франции и Германии через территорию
Бельгии и Нидерландов), а в более отдаленной перспективе - к замы-
канию первых циклов и образованию общеевропейского циклического
остова. Элементы пространственной консолидации уже имеют место: с
1998 г. действует участок, соединивший северную линию ТЖВ (TGV)
Франции с порталом тоннеля под Ла Майшем чсрсо территорию Бель
гии; к 2008 г. скоростные линии Франции и Испании будут соединены
через Барселону, Монпелье и Авиньон, а Франции и Великобритании -
после окончания сооружения британского участка Фолкстоун - Лондон.
Таким образом, вышеперечисленные пространственные закономер-
ности роста схожи не только для сетей на уровне страны или региона,
но даже на уровне самых простых структур, формирующихся на ранних
стадиях технологических нововведений
§7 . Пространственные закономерности роста
сетей автодорог
Из-за отсутствия детальных хронологических таблиц роста сетей
автодорог нами были рассмотрены только 2 географических образ-
ца роста таких сетей, по которым удалось собрать необходимую исто-
рическую информацию, - шоссейных дорог Российской империи за
1801-1898 гг. и автострад Италии за 1924-1993 гг. Обе сети имеют
простую топологическую структуру. Поэтому неудивительно, что про-
странственные закономерности их роста идентичны закономерностям,
выявленным для железных дорог. Единственным отличием процессов
роста сетей автодорог от роста сетей железных дорог является по-
вышенный уровень их полицентричности. Поэтому процесс полицент-
ризации и пространственной консолидации является для этих сетей
особенно важной составляющей на протяжении первых трех стадий
их формирования (дерева, 0-го и 1-го классов).
Сеть шоссейных дорог России. По материалам книги «Крат-
кий исторический очерк развития и деятельности ведомства путей со-
общения за 100 лет его существования» (1898 г.) была составлена се-
рия карт роста сети шоссейных дорог Российской империи в течение
XIX века (включая Царство Польское).
В 1801-1825 гг. были проложены первые шоссейные дороги, сеть
которых представляла собой 4 автономных компонента-дерева, в т. ч.
главный - вокруг Варшавы и второй по величине - вокруг Петербур-
га. В 1826-1855 гг. в стране была сооружена обширная сеть шоссейных
дорог, которые соединили между собой главные административные и
экономические центры Европейской части (см. карту на рис 29) R г лян-
ном компоненте сети между Петербургом, Москвой и Варшавой обра-
зовался циклический остов с 1 ярусом и 6 циклами. Число автономных
компонентов в сети увеличилось за этот период до 7 (табл. 25): по од-
ному - в Крыму, на Кавказе, в Прибалтике и Польше, а также два мел-
ких в Центральной России (карта на рис. 29).
В 1855-1881 гт. остов снаружи не расширился, но один его цикл
раздробился. Появился изолированный цикл в автономном компонен-
те Крыма В этот период к главному компоненту присоединились два
автономных (Рига и Смоленск), и появились новые мелкие компо-
ненты на Кавказе (в Дагестане, Чечне, Армении, Западной Грузии).
В период 1881-1898 гг. в циклическом остове главного компонен-
та появился второй топологический ярус в Западной Белоруссии и Во-
сточной Польше. Единственный цикл Крымского компонента превратил-
ся в остов. Число автономных компонентов возросло до 15. Новые
изолированные мелкие компоненты возникли в Подолье, на Черномор-
ском побережье Кавказа, а два закавказских объединились в один.
Габлииа 25
Изменение числа циклов и топологических ярусов в остове
сети шоссейных дорог России в 1801 -1898 гг.
Я - число топологических ярусов н главном остове. - цикломатнческое
число (число циклов в сети); ц', ц- - число циклов в 1-м. 2-м топологических
ярусах в главном циклическом остове сети; g* - число циклов в главном
циклическом остове сети, п> - число внеостовных циклов в сети (петель и
островов), Р - число автономных компонентов (АК; включая главный ком-
iiununi), О ~ inv/iu ииОичныл miuiMJM в сети (Осз ijiobmuiu uciuua), К “
число ярусов разветвления в сталии дерева (Д).
голы Я И И' Н2 ш Р О" к
1825 д - - - - - 4 - 2
1855 1 8 6 (, - 2 7 - -
1881 1 10 7 7 - 3 12 - -
1898 2 20 17 14 3 1 15 1 -
Сеть шоссейных дорог России росла таким же образом, как и
сети железных дорог, - сеть-дерево превратилось в циклическую
сеть сначала с 1 ярусом в остове, а позже в нем возник 2-й ярус.
Для роста этой сети была характерна интенсивная полицентризация
(процесс пространственной консолидации в ней начался позже, в
1930-1950-е гг.).
Точные карты роста сети автодорог СССР в 1930-1980-е гг.
не публиковались. Мы частично реконструировали процесс роста
сети автодорог государственного и республиканского значения за
1960-1980 гг. по административным картам областей и республик
(табл. 26).
Из таблицы видно, что в период с 1898 г. по 1960 г. число яру-
сов в остове увеличилось с 2 до 6, в 1960-1970 гг. - до 7 и в
1970-1980 гг. - до 9. Число циклов возросло почти до 3000. Чис-
ло автономных компонентов сначала увеличивалось за счет появле-
ния мелких компонентов на периферии, но затем немного уменьши-
лось. Старые изолированные компоненты (на Кавказе, в Крыму, на
Украине) были объединены с главным компонентом, остов которо-
го расширился к 1960 г. на восток и юго-восток, охватив всю Евро-
пейскую часть страны. Возникло много побочных остовов - в Сред-
ней Азии, Казахстане, Сибири и на Дальнем Востоке. Там же
появились многочисленные внеостовные циклы. Таким образом, по-
лицентричность в этой сети все время воспроизводилась на всех
структурных уровнях - в виде автономных компонентов, внеостов-
ных циклов и побочных остовов.
Рис. 29. Рост сети шоссейных дорог Российской империи
в 1801 -1898 гг. (начало)
Карта на 1855 г. показывает рост сети с 1801 г по 1855 г.
1 - шоссе, проложенные в 1801-1825 гг.; 2 - шоссе, проложенные в 1826-
1855 гг.; 3 - внешняя граница 1-го топологического яруса остова в 1855 г.
Рис. 29. Рост сети шоссейных дорог Российской империи
в 1801-1898 гг. (продолжение)
Карта па 1881 г. показывает рост сети с 1855 г. по 1881 г.
1 - шоссе, проложенные до 1855 г ; 2 - шоссе, проложенные в 1855-1881 гг.;
3 - внешняя граница 1-го топологического яруса остова в 1881 г
Рис. 29. Рост сети шоссейных дорог Российской империи
в 1801 -1898 гг. (окончание)
Карта на 1898 г. показывает рост сети с 1881 г. по 1898 г.
1 - шоссе, проложенные до 1881 г.; 2 - шоссе, проложенные в 1881-1898 гг.;
3 - заштрихована граница 2-го топологического яруса остова, 4 - внешняя
граница 1-го топологического яруса остова в 1898 г.
Таблица 26
Изменение основных топометрических характеристик
сеги главных автодорог СССР и России* в 1960-1991 гг.
ь.
Для процесса роста сети автодорог России - СССР был харак-
терен тот же порядок усложнения структуры, что и для сетей желез-
ных дорог: чередующийся внешний и внутренний рост главного цик-
лического остова главного компонента, увеличение в нем числа
топологических ярусов; сильная полицентризация сети (появление
большого числа автономных компонентов, изолированных от основной
сети) и медленный процесс ее консолидации; возникновение большого
числа RHeOCTORHWY nwwirnn и побочных циклических компонентов. Для
этой очень сложной сети характерны повышенный уровень полицент-
ризации и разорванности не только самой сети, но и ее циклических
структур. В этом состоит специфика роста столь обширной и структур-
но разнородной сети.
Сеть автострад Италии. Рост сети скоростных автома-
гистралей (автострад) этой страны изучен по материалам компьютер-
ного атласа (51 карта), показывающего приращения сети за каждый
год, начиная с 1924 г. (Carreras, Sefis, 1996). Ключевыми структуро-
образующими событиями этого процесса стали появление большого
числа автономных компонентов, их консолидация, появление первого
Ш<кла в сети, образование циклического остова, возникновение 2-го то-
пологического яруса и его расширение.
Так же, как и в предыдущем примере, для сети автострад Ита-
лии характерна интенсивная полицентризация на начальных стади-
ях роста. Несмотря на небольшие размеры сети (по сравнению с
сетью России-СССР), здесь за весь анализируемый период (1924-
1993 гг.) в разное время возник 41 автономный компонент, боль-
шинство которых объединились с главным компонентом. Но этот
процесс полицентризации пространственной консолидации растянул-
ся на многие десятилетия и закончился только к середине 1970-х
годов (табл. 27 и карта 30).
С 1924 г. по 1935 г. возникло 5 небольших автономных ком-
понентов (все - деревья): в 1924 г. в районе Милана - Комо, в
1929 г. - Неаполя, 1932 г. - Флоренции, 1933 г. - Местре, 1935 г. -
Генуи (карта на рис. 30). Вторая волна полицентризации имела ме-
сто в 1958-1972 гг. (только в 1966 г. их появилось сразу 7, еще по
4 - в 1968, 1969, 1970 гг.), когда на окраинах страны возникло
около 30 новых автономных компонентов
Относительно большой компонент вокруг Милана, сильно вет-
вясь и удлиняясь, к середине 1960-х годов превратился в главный.
К нему постепенно присоединялись все остальные мелкие и сред-
ние компоненты: в 1967 г. - компоненты вокруг Болоньи, Генуи;
в 1968 г. - Флоренции; в 1973 г. - Неапольско-Римский; в 1975 г. -
все остальные небольшие, за исключением двух на французской и
швейцарской границах.
Таблица 27
Изменение топометрических характеристик
сети автострад Италии в 1924-1993 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - никломатичсскос
число (число циклов а сети); ц'. jr - число циклов в 1-м, 2-м топологических
ярусах в главном циклическом остове сети; ц"' - число ииклов в главном
циклическом остове сети; ш - число внеостовных циклов в сети (петель и
островов); Р - число автономных компонентов (АК включая главный ком-
понент). Д - стадия дерева
Годы Я Н Н” И' Д’ со р
1924 Д - — — — — 1
1933 Д - - - - - 4
1935 д - - • - - 5
1958 д — — - - - 6
1962 д - - - — - 4
1964 д - - — - - 5
1966 0 1 — — - 1 14
1967 0 1 — — - 1 14
1968 0 1 - - - 1 16
1969 0 2 — * - 2 18
1970 1 4 2 2 - 2 18
1971 1 5 3 3 - 2 17
1972 1 5 3 3 - 2 15
1973 2 10 9 8 1 1 13
1974 2 10 9 8 1 1 7
1975 2 11 11 . 9 2 — 6
1976 2 11 11 9 2 — 7
1977 2 13 13 10 3 - 8
1978 2 13 13 10 3 - 6
1979 2 13 13 10 3 - 7
1980 2 13 13 10 3 - 8
1981 2 17 17 14 3 - 7
1983 2 17 17 14 3 - 8
1987 2 19 19 16 3 - 8
1988 2 21 21 18 3 - 7
1990 2 21 21 18 3 - 8
1993 2 21 21 1Я 3 - 7
В 1970 г. появляется свой автономный компонент на Сици-
лии, к которому позже добавились еще два. Все они объединились
в общесицилийский компонент (дерево) в 1975-1978 гг., но в 1982 г.
вновь возник еще один небольшой такой компонент на юго-востоке
острова.
Первый цикл в сеги замкнулся в 1966 г в районе Турина, а в
1969 г. - второй цикл возле Милана. Уже в следующем (1970)
году оба цикла объединились и образовали циклический остов в
Ломбардии. Этот остов возник в главном автономном компоненте
сети. В отличие от сети шоссейных дорог России, в сети автострад
Италии не возникали побочные остовы, но в разные моменты ро-
ста формировались острова и петли, которые очень быстро погло-
щались растущим циклическим остовом.
В 1973 Г. благодаря внешнему замыканию цикла в Лшурии, цик-
лический остов главного компонента расширился на юг настолько, что
внутри него появился 2-й топологический ярус с одним небольшим
циклом (см. карту 30). Этот новый ярус расширялся дважды (в 1975
и 1977 г.) за счет внешнего роста остова и дробления внутреннего
цикла. В 1981 г. остов вновь расширился на юг благодаря постройке
кольцевой автодороги вокруг Рима, которая, наконец, позволила свя-
зать изолированные до этого радиальные автострады, выходившие из
столицы на северо-запад, север, восток и юго-восток.
Еще пескильки небольших циклов добавились к первому ярусу ос-
това в западной части Ломбардии и к востоку от Рима в 1987-1988 гг.
После этого рост остова и расширение 2-го топологического яруса пре-
кратились.
К 1993 г. сеть автострад Италии имела обширный цикличес-
кий остов, охватывавший все северную и центральную части стра-
ны. В нем было 2 яруса (во 2-м насчитывались 3 разрозненных
цикла в Ломбардии). Топологический центр циклического остова
располагался между Алессандрией, Павией, Миланом и Пьяченцой.
В сети было 7 небольших автономных компонентов.
Таким образом, для процесса роста сети автострад Италии
были характерны интенсивная полицентризация на стадиях дерева,
О и 1 классов (особенно двух последних); пространственная кон-
солидация - на стадиях 1 и 2 классов. Дерево превратилось в
циклическую сеть через 40 лет после постройки первой автостра-
ды, сеть 0 класса - в сеть 1 класса через 4 года после замыкания
первого цикла, а второй ярус в остове возник 3 года спустя. Остов
расширялся быстрее, чем шел процесс пространственной консолида-
ции автономных компонентов
Оба примера роста сетей автодорог показывают, что для этих
сетей характерны те же пространственные закономерности, что и
для сети железных дорог. Единственное отличие заключается в
более интенсивном процессе полицентризации и пространственной
консолидации.
Рис. 30. Рост сети автострад Италии в 1924-1993 гг. (начало)
Карта на 1935 Г. показывает образование нескольких изолированных (автономных) компонентов в сети - и районе Милана.
Генуи, Флоренции, Местре, Неаполя; на 1962i. - объединение нескольких автономных компонентов in севере, удлинение
компонента Неаполя на север до Рима; на 1966г. - момент образования первого цикла в сети (в районе Гурина, он выделен
жирной линией без цифр) и появления новых автономных компонентов на кие и севере
Рис. 30. Рост сети автострад Италии в 1924-1993 гг. (окончание)
Карта на 1970 г. пскааывает момент образованвя циклического остова на севере страны, автономные гомпоненты на юге
остаются изолированными друг от друга; на 1973 г - образования 2-го топологического яруса в остове i пространственной
консолидации антонемных компонентов, автономные компоненты на юге остаются пока изолированными; на 1993 г. - прскра
щения роста циклического остова, его 2-го топологического яруса и объединения всех автономных комюнентов с главной
сетью Автономные компоненты на Сицилии остаются пока изолированными.
Внешние границы 1 го и 2-го топологических ярусов остова выделены жирными линиями с цифрами «1» и «2».
§8 . Пространственные закономерности роста
сетей городского наземного транспорта
Анализ пространственных закономерностей роста сетей наземного
городского пассажирского транспорта проведен на примерах сетей трам-
вайных и троллейбусных линий, информация по истории формирова-
ния которых более доступна, чем посетим автобусных линий В каче-
стве анализируемых объектов взят рост сетей трамвайных линий
Одессы, Мадрида и Копенгагена, так как их топологическая структура
достигла высокого класса топологической сложности (3-4). Кроме того,
взят 1 пример по автобусной сети.
Трамвайная сеть Одессы. Изучен процесс роста сети линий
электрического трамвая в 1910-1915 гг. До 1910 г. в Одессе существо-
вала сложная по своей структуре сеть линий конного трамвая, которая
в 1910-1914 гг. была электрифицирована и значительно расширена.
Всего за 5 лет сеть прошла 5 стадий роста (табл. 28 и карты на рис. 31).
Именно поэтому (из-за повышенной интенсивности этого процесса) мы
и взяли ее в качестве очень хорошего примера быстрого роста.
Особенностью роста этой сети стало почти моментальное пре-
вращение сети-дерева в циклическую сеть 1 класса: в дереве сразу
образовался циклический остов, минуя нулевую стадию. Вслед за
этим в течение полугода шла волна замыканий новых циклов с
дроблениями, в результате чего уже на 13-м по порядку событии
(26 мая 1912 г.) в остове появился 2-й топологический ярус, число
циклов в остове достигло 18, а степень цикличности сети - 0,85.
После возникновения 2-го яруса усилился процесс дендритизации, за
которым последовала волна дроблений, привел пгя я уже Я октября 1913 г
(28-е по порядку событие) к образованию в остове 3-го топологического
яруса, увеличению числа циклов в остове до 34. Последующие замыкания
и дробления увеличили число циклов до 37, а степень цикличности до
0,92 - уникально высокого уровня по сравнению со всеми другими се-
тями. В августе 1912 г. возник цикл-остров на Слободке, который уже в
июне 1913 г. был присоединен к остову. В 1915 г. рост сети прекратился.
Такого быстрого и интенсивного роста не испытывала больше ни
одна трамвайная сеть: если исключить 1910 и 1915 гг. (каждый их них
имел только по одному изменению конфигурации), интенсивность роста
была чрезвычайно высокой (до 8 событий в год). Эта сеть за 33 собы-
тия (конфигурационных изменения) прошла путь от самой простой
структуры (линии без ветвей в 1910 г.) до циклической сети с 3 яру-
сами в остове и 37 циклами, пропустив нулевую стадию, и обладала
самой высокой степенью цикличности среди всех изученных нами се-
тей. В процессе ее роста преобладало цикло- и остовообразование, кото-
рое дважды прерывалось волнами дендритизации.
Таблица 28
Изменение главных топометрических характеристик
сети трамвайных линий Одессы в 1910-1915 гг.
число топологических ярусов в главном ктове, ц- цикломатическое число (число циклов в сет»);
Рис. 31. Рост сети линии электрического трамвая г. Одесса
в 1910-1915 гг.
Карта на 4 августа 1911 г. показывает сеть на стадии дерева, на 24 августа
1911 г. - превращение дерева в циклическую сеть 1-го класса с пропуском
0-й стадии; на 26 мая 1912 г. - момент образования 2-го топологического
яруса в остове (между улицами Б Арнаутской, РишсльсвскоЙ, Жуковского
и Преображенской).
Карта на 8 июня 1913 г. показывает значительное расширение циклического ос-
това и 2-го топологического яруса; на 8 октября 1913 г. - момент образова-
ния 3-го топологического яруса в остове (между Тираспольской, Успенской
и Прсмбражс-иский улицами), на 1915 г. ~ завершение внешнего и внутрен-
него роста циклического остова, который на юге достиг Большого Фонтана и
дачи Ковалевского, на юго-западе и западе охватил всю Молдаванку, а на севе-
ро-западе - Слободку Внешние дендриты на севере охватили Пересыпь и
Халжибей, на западе - Дальние Мельницы, а на крайнем юге - Люстдорф.
Внешние границы 1-го, 2-ю, 3-го топологических ярусов выделены жирны-
ми линиями с соответствующими цифрами
Трамвайная сеть Копенгагена. Рост этой сети включал в
себя формирование сети линий конного и электрического трамвая с
1863 г. по 1952 г. Структура сети прошла стадии дерева, 0 класса,
1, 2 и 3 классов. Ключевыми структурообразующими событиями
роста стали появление сети-дерева в 1863 г., превращение ее в безос-
товную циклическую в 1866 г., в сеть 1 класса - в 1873 г., 2 класса -
в 1889 г., 3 класса - в 1920 г. (табл. 29 и карты на рис. 32).
Сталия дерева была очень коротка (3 гола. ? события), после чего
сеть стала безостовной циклической. Побочных остовов и автономных
компонентов в сети не возникало, но появлялись острова - на юго-за-
паде (поглощен остовом в 1878 г.), еще три - в 1914 г. и один - в
1923 г. Циклический остов образовался в 1873 г.
Он постепенно расширялся на запад, северо-запад и север. В 1889 г.
в нем образовался второй ярус (с одним циклом). Интенсивный вне-
шний рост остова, наблюдавшийся в 1914-1917 гг., закончился появле-
нием в 1920 г. 3-го яруса. Этот последний расширился за счет новых
внешних замыканий и внутренних дроблений в 1930 г. В 1952 г. расши-
рение остова и топологических ярусов прекратилось, сеть достигла мак-
симального уровня своей топологической сложности (3 яруса в осто-
ве, 51 цикл, в т. ч. 49 - в остове). В дальнейшем начался распад сети
(§3 главы 4). Сеть обогнала по числу циклов в 1918 г. сеть Одессы, хотя
обе они имели один и тот же класс топологической сложности.
В отличие от Одессы, рост трамвайной сети Копенгагена был более
равномерным, плавным. Выделяются волны остовообразования и денд-
ритизации. Рост шел без пропуска 0 класса (как это имело место в Одес-
се). Появление 3-го топологического яруса в остове произошло через
30 лет после появления 2 яруса. Насыщение сеги циклами и активный
рост всей сети завершились почти сразу же после появления 3-го яруса.
Трамвайная сеть Мадрида. Рост этой сети шел с 1871 г. по
1932 г. (табл. 30 и карты на рис. 33). Трамвайная сеть Мадрида возник-
ла сразу как циклическая, пропустив стадию дерева. Через несколько лет
(на 3-м по счету конфигурационном событии) в ней образовался не-
большой остов (1877 г.), который стал расширяться В 1881 г. на севере
появился побочный остов из 2 циклов, который в 1889 г. был поглощен
главным остовом.
Расширение остова в 1880 с годы, внешние замыкания на пери-
ферии сети привели к появлению в 1891 г. 2-го топологического
яруса. В 1890-е и в начале 1900-х гг. шло интенсивное ветвление ден-
дритов, что привело в 1901-1904 гг. к значительному периметрально-
му расширению остова и образованию в нем в 1904 г. 3-го топологи-
ческого яруса. С этого момента для сети была характерна инверсия
размера 1-го топологического яруса, которая отсутствовала в сетях
Одессы и Копенгагена.
Таблица 29
Изменение главных топометрических характеристик
сети трамвайных линий Копенгагена в 1863-1952 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц- цикломатическое число
(число циклов в сети); ц', ц3, р’ - число циклов в 1-м, 2-м. 3-м топологических
ярусах в главном циклическом остове сети; ~ число циклов в главном цик-
лическом остове сеги; w - число внеостовных циклов в сети (петель и остро-
вов); Р - число автономных компонентов (АК; включая главный компонент).
Даты Наиболее структурные события (акты) и их конфигурационное значение я и К” д’ и’ и’ CD Р
1863 Появление первой линии д — — — — — — 1
1866 Замыкание первого иикла на окраине 0 1 — — — 1 1
1873 Образование остова 1 5 4 4 — — 1 1
1878 Поглощение острова остовом 1 6 6 6 — — — 1
1888 Расширение остова 1 9 9 9 - — — 1
1889 Появление 2-го топологического яруса 2 12 12 11 1 — 1
1898 Расширение остова и 7-гп яруса 7 17 17 13 4 — 1
1914 Значительное расширение гхгтова, появление 3 <хтровов 2 30 27 17 10 — 3 1
1915 Расширение 2-го яруса 2 32 30 18 12 - 2 1
1917 Расширение остова и 2-го яруса 2 34 32 18 14 - 2 1
1920 Появление 3-го яруса в остове 3 41 38 21 16 1 3 1
1923 Расширение 3-го яруса, появление 4-го острова 3 41 37 19 16 2 4 1
1927 Расширение остова 3 45 42 23 17 2 3 1
1930 Расширение 2 и 3 ярусов остова 3 46 44 22 19 3 2 1
1934 Расширение остова 3 47 45 23 19 3 2 1
1952 Завершение ргх~тй гх-гпвд и ярусов 3 51 49 24 20 5 2 1
В 1906, 1911 и 1924 гг. произошло значительное расширение как
самого остова, так и всех его топологических ярусов. В 1930 г. на
западной окраине, где до этого долгое время существовал остров,
возник петлевой побочный остов с 3 циклами (он просуществовал до
1932 г.). Как видим, рост трамвайной сети Мадрида отличался от
роста трамвайной сети Одессы и Копенгагена тем, что здесь дважды
возникали побочные циклические остовы. Это свидетельствует о по-
вышенном уровне барьерности территории города.
В 1932 г. за счет периметральных замыканий в западной части
города в циклическом остове появился 4-й топологический ярус. Та-
кого числа ярусов в остове не имели даже трамвайные сети многих
крупных городов США и Европы. Однако уже в 1934 г. начался
распад сети, и число ярусов в остове уменьшилось до трех (см. §3
следующей главы).
Рис. 32. Рост сети трамвайных линий г. Копенгаген в 1863-1952 гг.
Карта на 1863 г. - момент появления первой линии (дерева); на 1866 Г. -
замыкание первого цикла на юго-западной окраине (Фредериксберг); на
1873 г. - образование циклического остова; на 1889 г. - образование 2-го
яруса в остове; на 1914 г. - расширение остова и 2-го яруса; на 1920 г. -
образование 3-го яруса в остове; на 1952 г. - максимальное расширение
остова и 3-го яруса.
Внешние границы 1-го, 2-го и 3-го ярусов выделены жирными линиями с
соответствующими цифрами.
186
Рис. 33. Рост сети трамвайных линии г. Мадрида в 1871-1932 гг.
(начало)
Карга на 1871 г показывает момент появления первой линии с циклом, на
1875 г. - ее удлинения, на 1877 г. - образования в сети циклического остова
(в центре), на 1878 г. - расширения остова и образования цикла-острова в
северной части сети Внешние границы остова показаны жирной линией с
цифрой «1».
Рис. 33. Рост сети трамвайных линий г. Мадрида в 18711932 гт.
(продолжение)
Карта на 1884 г. показывает образование побочного остова в сети. Внешние
границы остова показаны жирной линией с цифрой «1».
Карта на 1891 г. показывает момент объединения побочного и главного
остовов и образования в нем 2-го топологического яруса. Внешние грани-
цы 1-го и 2-го топологических ярусов выделены жирными линиями с
цифрами «1» и «2».
Рис.33. Рост сети трамвайных линии г. Мадрида в 1871-1932 гг. (продолжение)
Карта на 1901 г. показывает расши]х.-ние остова и 2-ГО топологического яруса. Внешние границы 1-го и 1-го топологических
ярусов выделены жирными линиями с цифрами «1» и <2».
Карта на 1904 г. показывает появление в остове 3-го топологического яруса. Внешние границы 1-го, 2-го и 3-го топологических
ярусов выделены жирными линиями с цифрами «1», «2» и *3»
Рис. 33. Рост сети трамвайных линий г. Мадрида в 1871-1932 гг. (окончание)
Карта на 1924 г. показывает расширение 2-го иЗ-го ярусов остова за счет дроблений; карта па 1932 г. момент образования
в остове 4-го яруса. Внешние границы 1-го, 2-го, 3-го и 4-го ярусов выделены жирными линиями.
Таким образом, для трамвайных сетей трех крупных городов,
рост которых мы проанализировали в этом параграфе, характерны -
крайне быстрое протекание начальных стадий и даже их пропуск, от-
сутствие процессов полицентризации и пространственной консолида-
ции, редко появляющиеся побочные остовы, но часто возникающие
острова Сети быстро прошли стадию 1-го и 2-го класса и достигли
3-го класса. Рост остова и ярусов прекращался после периметрально-
го расширения. Дробления преобладали на более поздних стадиях
роста, тогда как ветвления и замыкания - на более ранних.
Сеть автобусных маршрутов Лондона. Изучение зако-
номерностей роста сетей автобусных линий путем пошагового воспро-
изведения процесса невозможно из-за отсутствия детальной хроноло-
гии этого процесса. Поэтому мы использовали для анализа «срезные»
карты на разные даты на примере самой сложной в мире сети такого
рода - сети автобусных линий Лондона в 1966-1999 гг.
В 1966 г. в циклическом остове было 11 топологических ярусов и
861 цикл. В 1999 г. эта сеть оставалась в том же классе сложности, но
число циклоп в пей увеличилось более чем вдвое (табл. 31). Числи цик-
лов в каждом ярусе в 1999 г. было также почти в два раза больше, чем
в тех же ярусах в 1966 г. Такая устойчивая пропорциональность струк-
туры топологических ярусов самой сложной в мире сети городского
наземного пассажирского транспорта просто удивляет. По всей видимо-
сти, объяснение устойчивости топологической структуры следует искать
в размерах самой сети и границах системы, которые во многом опреде-
ляют ее внутреннее устройство.
Таблица 31
Изменение основных топометрических характеристик сети
автобусных маршрутов Лондона в 1966-1999 гг.
Я - число топологических ярусов в главком остове, ц- цикломатическое
число (число циклов в сети); ц1, р3, ц’ и т. д. - число циклов в 1-м, 2-м,
3-м и т. д. топологических ярусах в главном циклическом остове сети;
р1" - число циклов в главном циклическом остове сети; с» - число внеос-
товных циклов в сети (петель и островов). О' - число побочных остовов
в сети.
Го- Я И и' а3 И* а' М* и’ И* И* р'° и" (0 О"
1999 11 1823 1809 184 282 293 287 228 162 118 96 95 56 8 11 1
1966 11 861 852 129 154 129 114 92 81 53 49 40 9 2 4 1
В этом параграфе мы установили, что сети наземного городского
пассажирского транспорта растут точно так же, как и сети железных и
автомобильных дорог стран и регионов Различия между ними состоят
в том, что у городских транспортных сетей практически отсутствует
процесс полицентризации и пространственной консолидации, быстро
протекают начальные стадии сетеобразования (иногда с пропусками), ос-
товообразование идет интенсивнее, чем дендритизация.
§9 . Пространственные закономерности роста
сетей линий метрополитена
Линии этих сетей наиболее капиталоёмкие, и потому их рост
всегда идет медленнее, чем сетей других видов транспорта. Из-за это-
го их структура редко достигает высшего уровня топологической
сложности. В качестве образцов мы взяли самые сложные сети
метрополитена мира - Нью-Йорка (табл. 32; карты роста на рис. 34),
Мадрида (табл. 33 и карты на рис. 35) и Сеула (табл. 34 и карты
на рис. 36). Все они достигли стадии 3-го класса сложности, а сеть
Нью-Йорка ~ даже 4-го (после закрытия надземных линий
«Elevated» структура этой сети стала проще и вернулась в 3 й
класс сложности).
Сеть линий метрополитена Нью-Йорка. Эта сеть - са-
мая сложная среди всех сетей метро мира (табл. 15 в §8 главы 2).
Она формировалась сначала как сеть надземных линий скоростного
рельсового транспорта, проходивших над улицами города на высо-
ких эстакадах (Elevated Lines). В 1904 г. была открыта первая под-
земная линия, после чего развернулся рост сети этих линий.
Надземные эстакадные линии стали закрываться в середине
1930-х годов, и часть их была заменена подземными. Некоторые уча-
стки надземных линий сохранились до сих пор. Линии обоих типов
являлись частью единой сети линий скоростного внеуличного рель-
сового транспорта. Поэтому здесь анализируется процесс роста этой
единой системы, включая надземную сеть, вплоть до начала распада
сети, т. е. с 1870 по 1937 гг. (процесс распада этой сети описан в §3
следующей главы).
Рост сети был наиболее насыщенным среди других сетей метро:
за весь период ее формирования произошло 184 конфигурационных из-
менения (в Лондоне -111, Париже - 87, Токио - 77, Берлине - 60).
Сеть-дерево, появившись в 1870 г., уже через 8 лет (1878 г., или через
7 событий) стала циклической сетью 0 класса, а еще через 2 года
(1880 г., или 14 событий) в ней сформировался циклический остов.
Второй топологический ярус появился в остове лишь в 1905 г. (через
48 событий), 3-й ярус - в 1918 г. (еще через 32 события), а 4-й - в
1933 г. (спустя еще 41 событие). Наиболее насыщены событиями были
стадии 0 класса (4,3 изменений в год), 2 класса (2,6) и 3 класса (2,8).
Таблица 32
Изменение основных топометрических характеристик
сети линий мегрополитена Нью-Йорка в 1870-1937 гг.
Я - число тополо-ических ярусов в главном остове, ц - дипломатическое число (число циклов в сети); л1, ц', р\ ц4 - число
циклов в 1-м, 2-и, 3-м, 4-м топологических ярусах в главном циклическом остове сети; р"' - число циклов в главном
циклическом остове сети; « - число внеостогных циклов в сети (петель и островов); Ец/е - степен. цикличности сети
(доля ребер в циклах от общего числа ребер сети), Р - число автономных компонентов (АК; включая главный компонент),
О - число побочнях остовов в сеги (без главного остова), Д - стадия дерева
Латы важных событий Наиоолее важные структурные события (акты) и их конфигурационное значение Я В Н1 И2 Р’ ц’ Ец/е 0) р О'
14.02.1870 Появление первого участка (АК-1) Д — — — - — «ы — 1 -
8.07 1878 Замыкание 1-го цикла 0 1 — * — — 0,90 1 1 -
1.07.1880 Замыкание 2-го никла (острова) 0 2 — — — 0,55 2 1 —
16 08 1880 Образование остова на Манхэттеге (2-3 Авеню) 1 3 2 2 — — — 0,78 1 1 —
5.11.1888 Образование 2-го остова (в Бруклине) 1 7 2+3 2+3 — — — 0,62 2 1 1
1.08.1900 Значительное расширение остова з Бруклине 1 8 2 + 4 2+4 — - — 0.66 2 1 1
27.10 1904 Образование петлевого остова на Манхэттене 1 10 2+3+5 2+3+! - — 0,67 — 1 2
10 07 1905 Объединение обоих остовов Манхэттена в один главный остов, появление в нем 2-го топологического яруса 2 14 10+3 10+3 1 0,72 1 1
9 01 1908 Остовы Манхэттена и Бруклина объединены в один 2 15 14 14 1 — — 0,68 — 1 —
24.06.1916 Обра угнан петлевой побочный остов в Южном Бруклине 2 27 24 18 6 — 0,66 1 1 1
5.01.1918 В главном остове образовался 3-й топологический ярус 3 34 29 17 11 1 — 0,63 1 1 1
29.05.1919 Поглощение петлевого остова Южного Бруклина главным остовом 3 49 49 28 17 4 — 0,68 — 1 —
1 08 1920 Значительное расширение остова 3 60 60 34 19 7 — 0,72 1 —
30.05.1931 Расшиэение остова 3 71 70 36 21 13 — 0.75 1 1 —
1.02.1933 Появл?ние 4-го яруса в остове и расширение остова 4 88 87 39 30 17 1 0,77 1 1 —
1908.1933 Расшиэение остова 4 98 96 46 31 18 1 0,77 2 1 —
9 04.1936 Внутренний рост остова за счет 7 дроблений 4 112 110 46 40 23 1 0,78 2 1 -
1 07.1937 Последняя волна внутреннего роста остова 4 117 115 46 41 25 3 0,77 2 1 —
11.12.1988 Замыкание большого цикла на вос~оке Квинса 3 72 72 31 28 13 - 0,70 - 1 -
Рис. 34. Рост сети линий метрополитена г. Нью-Йорка в 1871-1937 гг. (начало)
Карта на 5 июня /878 г показывает сеть-дерево (две линии по 9 и 6 Авеню), на 8 июля /878 г - момент образования
первого цикла, га 30 декабря /878 г. - ответвления новой линии вдоль 3 Авеню на север Манхэттега
Карта на 29 сентября 1888 г. показывает момент образования цикла-острова в Бруклине; на Манхэттене есть остов
(выделен жирней линией с цифрами «1») и остров (выделен жирной линией без цифр).
Рис. 34. Рост сети линий метрополитена г. Нью-Йорка в 1870-1937 гг.
(продолжение)
Карта на апрель 1904 г. показывает два изолированных друг от друга
остова (один па Манхэттене, второй - к Бруклине), которые выделены
жирными линиями с цифрами «1».
Рис. 34. Рост сети линий метрополитена г. Нью-Йорка
в 1870-1937 гг. (продолжение)
Карта на 1911 г. показывает появление и расширение 2-го топологического
яруса в остове, а также объединение побочных остовов и островов в единый
главный циклический остов, охватывающий Манхэттен, Бруклин и часть Ныо-
Джерси. Внешние границы 1-го и 2-го топологических ярусов выделены жир-
ными линиями с цифрами «1» и «2».
Рис. 34. Рост сети линий метрополитена г. Ныо-Йорка
в 1870-1937 гг. (продолжение)
Карта на 15 апреля 1918 t. показывает появление 3-го топологического
яруса п остове сети и значительное расширение остова на юг Бруклина Вне
шпис границы 1-го, 2-го и 3-го топологических ярусов выделены жирными
линиями с цифрами «1», <2» и «3».
Рис. 34. Рост сети линий метрополитена г. Нью-Йорка
в 1870-1937 гг. (окончание)
Карта на 1937 г. показывает максимальное расширение остова сети и по-
явившийся 4-й топологический ярус на юге Манхэттена Внешние границы
1-го, 2-го, 3-го и 4-го топологических ярусов выделены жирными линия-
ми с цифрами «1». «2», «3» и «4».
наиболее насыщенными конфигурационными изменениями были годы
1878 (6 событий), 1879 (6). 1888 (10). 1889(7), 1917 (12), 1918 (10),
1919 (7), 1920 (12). Т. е. только за 8 этих наиболее «событийных» из
всех 68 лет роста произошло 70 конфигурационных изменений (более
трети). Таких пиков роста не знала ни одна сеть метро, да и многие сети
железных дорог стран и регионов. Такие пики конфигурационных
событий редки, но именно в эти периоды происходят, как правило, наи-
более радикальные изменения структуры сетей.
Сначала рост сети шел на Манхэттене: в 1870 г. вдоль 9 Авеню
была проложат первая линия Elevated, которая в 18/3—1877 гг. уд-
линялась. В 1877 г. она стала ветвиться, и уже в следующем году в
ней замкнулся первый большой цикл в нижней части острова, и сеть
стала циклической 0 класса. Два года спустя (1880 г.) в восточной
части Манхэттена между 2 и 3 Авеню образовался первый цикличес-
кий остов, а в Бруклине в 1888 г. возник второй, побочный остов. Оба
остова соединяла единственная линия кабельного трамвая через Брук-
линский мост Бруклинский остов расширился на восток в 1900 г., и
в период с 1900 г. по 1904 г. он по площади и числу циклов был
больше Манхэттенского
1904 г. на Манхэттене были открыты первые подземные линии
метро, что привело к образованию здесь второго остова, вытянутого
с юга на север. Он превышал по площади первый остов 1880 г. и
являлся по отношению к нему петлевым. В июле 1905 г. оба остова
объединились в один, охвативший большую часть Манхэттена и даже
крайний юг Бронкса. Одновременно с этим объединением в новом
большом остове возник 2-й топологический ярус чуть южнее Цент-
рального парка.
С открытием в январе 1908 г. первой подземной линии метро от
южной оконечности Манхэттена под рекой Ист-Ривер в центр Брук-
лина циклические остовы Манхэттена (11 циклов) и Бруклина (3 цик-
ла) объединились в один общий остов, который в виде подковы охва-
тывал почти весь Манхэттен (до 145 улицы на севере) и центральную
часть Бруклина. С открытием линии по Вильямсбургскому .мосту в сен-
тябре 1908 г., соединившем},' Манхэттен с северной частью Бруклина, этот
остов расширился.
Вслед за интенсивным цикло- и остовообразованием, имевшим ме-
сто в 1904-1908 гг., в сети в 1915-1917 гг. наступила волна дендрнти-
эации (ее пик пришелся на 1917 г.) - рост внешних дендритов в Брон-
ксе, Квинсе и Бруклине. Этот процесс вновь сменился волной цикло- и
остовообразования с пиком в 1917-1920 гг.: произошли замыкания
обширных циклов в южной части Бруклина, в центральной части Квин-
са и в Бронксе. Циклический остов расширился далеко на юг вплоть до
Брайтон Бич. На противоположном конце города он охватил северную
часть Манхэттена до 161 улицы. В 1920 г. в остове образовались выс-
туп в Квинсе и цикл-петля в Бронксе. Внешний рост остова привел в
январе 1918 г. к появлению в нем 3-го топологического яруса в нижней
части Манхэттена. Волна циклообразования закончилась в 1920 г., ког-
да в остове уже насчитывалось 60 циклов (такого максимума достигли
только сети метро Парижа в 1998 г. и Токио в 2000 г ).
В 1928 г. произошло расширение остова в северной части Брук-
лина. Н 193?-1943 гг — в гАкорной части Манхэттена и Коинсс.
Интенсивный процесс цикло- и остовообразования в 1928-1933 гг.
привел к появлению в феврале 1933 г. 4-го топологического яруса
на Манхэттене. Этот ярус расширился в июле 1937 г. к северу от
Сити Холла благодаря периметральному замыканию цикла между
юго-западом Квинса и северной частью Бруклина. В этот момент сеть
достигла максимального уровня топологической сложности: в ее цик-
лическом остове было 4 яруса с 117 циклами; остов охватил полно-
стью территорию Манхэттена и Бруклина, центральные районы Квин-
са и Бронкса; 2-й топологический ярус покрывал всю нижнюю часть
Манхэттена, а также центральную и северную части Бруклина (в виде
подковы); 3-й ярус охватывал нижнюю часть Манхэттена между 3 и
6 Авеню (к югу от 53 улицы до Уайтхолла). 4-й ярус располагался
возле городской ратуши. Он сохранялся до июня 1942 г., когда сня-
тие линии Elevated по 2 Авеню привело к его исчезновению (о рас-
паде этой сети см. §3 и табл. 47 следующей главы). Дальнейший рост
остова после этого прекратился, и шла только слабая дендритизация
в восточной части Бруклина и в Бронксе. Только в 1988 г. в восточ-
ной части Квинса замкнулся обширный цикл, который сгладил клин
между выступами остова в Квинсе и Бруклине. Число ЦИКЛОВ к
этому моменту увеличилось до 72 (в 1937 г. их было 117), и в ос-
тове по-прежнему было 3 топологических яруса.
На примере роста этой самой сложной в мире сети линий мет-
рополитена хорошо видны основные пространственные закономерно
сти этого процесса - усложнение топологической структуры от
сети-дерева до циклической сети 4-го класса; прохождение всех
классов сложности без пропусков; сменяющиеся волны дендрити-
зации и циклообразования; элементы полицентризации и простран-
ственной консолидации (в виде побочных остовов на ранних ста-
диях и их поглощения главным остовом, а также многоядерности
топологических ярусов); постепенное расширение остова и увели-
чение числа топологических ярусов в остове; ослабление процесса
дендритизации по мере завершения процесса остовообразования
На эти универсальные пространственные закономерности наложи-
ла специфический отпечаток уникальная территориальная структура Нью-
Йорка. Город разделен реками на три сухопутные части - Манхэттен,
Бронкс и Бруклин-Квине. Они связаны друг с другом 14 перемычка-
ми метро (в основном подземными) Город имеет деформированную
морским положением территориальную структуру с явным эксцентри-
ситетом: центр расположен на западной окраине застройки (в нижней
части Манхэттена). На конфигурацию сети линий метро повлияла так-
же и прямоугольная сетка улиц Манхэттена, и радиально-тангенциаль-
ная структура связей между тремя основными частями города Тем
не менее, несмотря на сильное влияние этих географических особенно-
стей территориальной структуры, повышенный уровень барьерности
территории (разорванности территории водными пространствами)
процесс пространственной самоорганизации транспортных сообщений
привел к созданию здесь компактной транспортной сети с высоким
уровнем топологической сложности и степенью связности. В Нью-
Йорке было обнаружено все разнообразие процессов сетеобразования
и сетеразрушения, которые могут иметь место в других сетях метро:
здесь возникали и росли все типы структурных компонентов, обра-
зовывались разнообразные топологические аномалии и дефекты
структуры (например, мелкие, плотно упакованные циклы в нижней
части Манхэттена и огромные циклы на окраинах и в зонах повы-
шенной барьерности; многоядсрность топологических ярусов). Иначе
говоря, на примере роста сети метро Нью-Йорка, несмотря на специ-
фику его территориальной структуры, нам удалось выявить все про-
странственные закономерности роста сетей метро вообще.
И все же, для того чтобы показать универсальность этих законо-
мерностей, мы проанализировали дополнительно рост еще двух слож-
ных сетей метрополитена - Мадрида и Сеула. Обе они испытали ин-
тенсивный рост в течение 1990-х годов, когда их структура перешла из
2-го в 3-й класт топо логической сложности.
Сеть линий метрополитена Мадрида. Эта сеть в первые
десятилетия своего существования росла не столь быстро, как сеть Нью-
Йорка: стадия дерева длилась 10 лет (1919-1929 гг., 7 конфигурацион-
ных изменений), стадия 0 класса - 12 лет (1929-1941 гг., 3 события),
стадия 1 класса - 27 лет (1941-1968 гг., 9 событий), 2 класса - 30 лет
(1968-1998 гг., 23 события). Последняя стадия - 3 класса - началась
недавно - в 1998 г. Таким образом, средняя интенсивность процесса
роста за 82 года существования сети (1919-2001 гг.) составила всего
0,63 события в год. Тем не менее, как и в сети Нью-Йорка, в Мадриде
выделялись пики роста, когда ежегодно структура изменялась 2-3 раза
(1979-1981, 1983, 1986 гт.), а 1998 и 1999 гг. стали наиболее событий-
ными - произошло соответственно 7 и 6 конфигурационных измене-
ний, в результате чего структура сети сразу перешла в новый, 3-й класс
топологической сложности. За два этих года протяженность сети уве-
личилась более чем на 120 км.
Первая линия метро с северной окраины до центра города была
открыта в 1919 г. В 1920-е годы она удлинялась и ветвилась (карта
на рис. 35). В 1929 г. в северном секторе города образовался первый
цикл, а в 1936 г. к югу от центра - второй цикл-петля. В 1941 г. се-
верный цикл был раздроблен новой линией пополам и превратился
в небольшой остов В 1944 г. новая тангенциальная линия с западной
окраины на восточную расширила остов.
В 1960-е годы шла активная дендритизации сети, которая при-
села к ММИКШШЮ D 1968 г. большого ЦИКЛО D юго западной пасти
города. Внутри остова в июне 1968 г. возник 2-й топологический
ярус. Дальнейший процесс циклообразования в 1979-1983 гг. при-
вел к периметральному росту остова, а внутренний рост остова в
1983-1986 гг. - к значительному расширению 2-го яруса. Одновре-
менно с процессом остовообразования в 1975-1983 гг. развернулся
и процесс дендритизации. В 1995 г. периметральный рост цикличес-
кого остова прекратился.
Дробления циклов внутри остова в октябре 1998 г. привели
К появлению в центре города 3-го топологического яруса. Сразу
после этого развернулась дендритизация - в 1998-1999 гг. появи-
лось и удлинилось сразу 7 новых внешних дендритов на дальних
окраинах города. Сейчас продолжается строительство еще одного
протяженного дендрита к юго-западной группе городов-спутников
Алькоркон, Мостолес, Гетафе (здесь к 2004 г. завершится сооруже-
ние кольцевой линии метро «Сур», которая станет циклом-островом,
изолированным от главного остова; карта на рис. 61 в главе 4), а
также удлинение юго-восточного дендрита. В 2002 г. в остове воз-
ник новый северо-восточный выступ благодаря открытию прямой
линии метро из аэропорта Барахас в центральную часть города. Та-
ким образом, только в течение 1998-2002 гг в циклическом остове
сети появились 3-й ярус и 7 новых внешних дендритов, а также
замкнулись 5 новых циклов.
Сеть линий метрополитена Сеула. Такой же быстрый
рост сети, какой наблюдался в Мадриде в 1998-1999 гг., имел мес-
то и в сети Сеула. Эта сеть росла быстрее всех остальных, прой-
дя пять стадий усложнения структуры за 27 лет. Такого быстро-
iu pucia нс испытывала ни одна другая сеть метрополитена. Хотя
средняя интенсивность процесса роста составила за весь период 1
событие в год, были такие годы, когда число конфигурационных
изменений доходило до 8 (1996 г.) и 5 (2000 г.). В этом отноше-
нии сеть Сеула очень похожа на сети Нью-Йорка в 1917-1918 гг.
и Мадрида в 1998-1999 гг.
Таблица 33
Изменение основных топометрических характеристик
сети линий метрополитена Мадрида в 1919-2002 гг.
усов в главном остове, ц - цикломатическое число (число циклов в сети!;
Рис. 35. Рост сети линий метрополитена г. Мадрида в 1919-2002 гг.
(начала)
Карта на 26 декабря 1925 г. показывает максимальное расширение сети-дерева,
на 10 сентября 1929 г. - появление первого цикла в сети, па 16 июля 1941 г. -
дробление большого цикла и образование остова, на 25 марта 1944 г. - рас-
ширение остова на запал и восток Карта на 6 июня 1966 г. показывает момент
образования в остове 2-го топологического яруса; на 11 октября 1979 г. -
расширение остова и 2-го яруса. Внешние границы 1-го и 2-го топологичес-
ких ярусов выделены жирными линиями с цифрами «1» и «2».
Рис. 35. Рост сети линий метрополитена г.Малрида в 1919-2002 гг.
(окончание)
В 1981 г. остов и 2-й ярус расширились на юг, а в 1986 г. - на север. Дальней
шее расширение остова в 1995-1998 гг. в северо-западном направлении при-
вело к образованию в нем 3-го яруса (1998 г). В мае 2002 г. н остове возник
новый северо-восточный выступ в сторону аэропорта Барахас.
Внешние границы топологических ярусов выделены жирными линиями с со-
ответствующими цифрами, а виеостовные циклы - жирными линиями без
цифр Строящиеся линии на карте 2002 г. показаны иприхоным пунктиром.
См. также карты на рис 61 в главе 4
Первая линия .метро соединила в 1974 г. главный вокзал (центр
города) с северо-восточной окраиной. В 1980 г. от нее ответвилась
новая линия на юго-восток, за реку Хан, которая в 1982 г. была про-
длена в заречье в западном направлении (карты на рис. 36). В 1983 г.
в центральной части города замкнулся первый цикл. Продление за-
речной линии в 1983-1984 гг. привело к замыканию большого цикла,
охватившего оба берега реки, и одновременном}' образованию цикли-
ческого остова - сеть перешла в 1-й класс.
В 1985 г. были построены две новые линии, первые участки ко-
торых являлись автономными компонентами. Вообще возникновение
автономных компонентов в сетях метро явление редкое (оно имело
место также в Токио, Стокгольме). Уже осенью того же года оба ком-
понента были присоединены к главному. Одновременно с этим собы-
тием произошло дробление циклов остова, что привело к появлению
в нем 2-го топологического яруса в самом центре города.
В 1990-1996 гг. в сети преобладала дендритизация: в эти годы
возникли 4 новых внешних дендрита и удлинен один старый, которые
охватили окраины и даже пригороды (Ансан на юго-западе, Ори - на
юго-востоке, Таэхва на северо-западе).
Летом и осенью 1996 г. на смену дендритизации пришел интен-
сивный внешний и внутренний рост циклического остова, который
завершился весной 2001 г. Остов в 1996 г. и 1999 г. расширился в се-
веро-западном, северо-восточном, западном и юго-восточном направле-
ниях. В 1996 г. в юго-восточной части города возник цикл-петля.
Дробления имели место в западной (в 1996 и 2000 гг.), северо-вос-
точной (в 2000 г.) и южной (в 2000 г.) частях остова. Последнее
дробление одного из циклов в центре города в феврале 2001 г. при-
вело к образованию в остове 3-го топологического яруса. Так, сеть
метро Сеула, после активной дендритизации и последующей фазы ос-
товообразования, усложнила свою структуру, догнав в этом отноше-
нии старые сети Нью-Йорка, Парижа, Мадрида. Следует отметить, что
3-й топологический ярус появился в конце 1990-х годов также в
сетях метро Лондона и Токио.
Рост сетей метрополитена Сеула и Мадрида имеет те же простран-
ственные закономерности, что и рост всех остальных сетей этого вида
транспорта. Это - однонаправленное усложнение топологической
структуры (дерево -> циклическая сеть 0 класса -> циклическая сеть
1 класса -» циклическая сеть 2 класса —► циклическая сеть 3 класса),
сменяющие друг друга процессы дендритизации и цикло- и остово-
образования, внешний и внутренний рост остова, слабые процессы
полицентризации в сетях с обширными барьерными полосами, посте-
пенное уплотнение и насыщение сети циклами.
Таблица 34
Изменение основных топометрических характеристик
сети линий метрополитена Сеула в 1974 -2001 гг.
Рис. 36. Рост сети линий метрополитена г. Сеула
в 1974-2001 гг. (начало)
Карта на 23 декабря 1982г показывает появление первого участка (сплошная
линия; открыта 15 августа 1974г.) и его постепенное удлинение (штриховым
и точечным пунктиром - соответственно 31 октября 1980г. и 23 декабря
1982 г); на 1983 г. - образование первого цикла (16 сентября 1983 г.) и
удлинение заречной линии на юге (17 декабря 1983 г.); па 1984г. - образова-
ние циклического остова (22 мая 1984 г.); на 12 июля 1985 г. - появление
двух автономных ком1юнс1гтов в северной части города; на 18 октября 1985 г. -
образование в остове 2-го топологического яруса, а также связывание обоих
автономных компонентов с основной сетью.
Внешние границы 1-го и 2-го ярусов выделены жирными линиями с цифра-
ми <1* и «2».
Рис. 36. Рост сети линии метрополитена г. Сеула в 1974-2001 гг. (окончание)
Карта на 30 марта 1996г. показывает пик дендритизации сети; на 2001г. - пик остовообразования и иомснт появления 3-го
топологического яруса (в центре города). У готова появились новые выступы на северо-западе, северо-востоке, юго-востоке.
Внешние границы 1-го, 2-го и 3-го топологических ярусов выделены жирными линиями с цифрам! <1», «2» и «3».
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3
Процесс роста сети состоит из отдельных изменений ее
пространственной структуры. Изменения конфигурации быва-
ют простыми, покомпонентными и общесетевыми. К первым
относятся сетеобразующие акты, ко вторым — покомпонент-
ные процессы полицентризации — консолидации, дендрити-
зат.гии и огтопообрязопания. к третьим — стялияльнпе уелпж-
нение всей структуры сети.
Сетеобразующие акты делятся на три разные конфигураци-
онные группы: конвекционные (соединяют изолированные ча-
сти сети), древообразующие, циклообразующие. Вторая группа
актов приводит к созданию и росту древовидных структур, тре-
тья — отдельных циклов и циклических остовов.
Полицентризация — образование нескольких автономных
компонентов, а последующая за ней пространственная консо-
лидация — их объединение в главный компонент. Дендрити-
зация сводится к появлению веток, их удлинению и ветвле-
нию, а цикло- и остовообразование — к первоначальному
замыканию циклоп и последующему образованию и росту цик-
лического остова. В начальных фа:шх остов формируется за счет
внешнего, а затем — и за счет внутреннего роста. Дендритиза-
ция сети затухает по мере усложнения циклической структу-
ры. Полицентризация и пространственная консолидация (осо-
бенно интенсивно эти процессы идут в сетях автодорог)
характерны для сетей, находящихся па стадиях формирования
структуры (0-1-2 классы); дендритизация — для всех стадий ро-
ста (ее интенсивность снижается по мере увеличения числа то-
пологических ярусов в остове); цикло- и остовообразование идет
вяло на первых циклических стадиях роста (1—2 класса), но
усиливается на более поздних.
Рост циклического остова и всей циклической сети завер-
шается тогда, когда достигается максимальный для конкретной
территориальной системы (страны, региона, города) и вида
транспорта уровень насыщенности территории циклами (уро-
вень размельченное™ циклов). Этому уровню циклического на-
сыщения сети соответствует предельный размер циклов (сред-
ний периметр циклов — 350- 400 км для сетей железных дорог
и 4—7 км для сетей городского транспорта) и предельный уро-
вень степени ее цикличности (70—75%). Предел роста
сети (максимально возможный для нее класс топологической
сложности) и уровень се насыщенности циклами зависят от
размера и формы территориальной системы, плотности и ха-
рактера человеческой деятельности на территории, степени ее
природной и социально-экономической барьерности.
Интенсивность процесса роста (среднее число событий на
одну стадию роста) у сетей разных видов транспорта и терри-
ториальных уровней различается: больше событий происходит в
сетях железных дорог, но еще больше — в сетях автодорог бла-
годаря их 6о.м.шим размером и большему урипппа ирмппцаемм-
сти территории; их меньше в сетях городского транспорта. Но
сети городского транспорта проходят стадии роста быстрее, чем
сети железных дорог и автодорог. Время у сетей городского
транспорта более сжато, чем у транспортных сетей регионов и
стран. Сети городского наземного транспорта проходят стадии
дерева и 0 класса (иногда даже пропуская их, так как в этот
период они невелики по размерам и одна новая линия может
усложнить структуру сети сразу на два класса) быстрее, чем сети
метро, железных и автомобильных дорог. Таким образом, у не-
больших сетей с простой топологической структурой (плотнее
освоенных с заведомо более интегрированными связями) и ме-
нее интенсивным прохождением стадий характерное время ро-
ста сжимается. У таких сетей этот процесс (если измерять его
по шкале относительного времени) идет быстрее, чем у более
сложных сетей. В шкале же абсолютного времени все происхо-
дит наоборот: более простые сети растут медленнее, а более
сложные — быстрее.
Общими для сетей всех видов транспорта и территори-
альных уровней (страна, регион, город) являются следующие
пространственные закономерности роста
1. Топологическая структура всех транспортных сетей
усложняется в одной и той же последовательности про-
стая структура (дерево или циклическая сеть 0 класса) посте-
пенно превращается в многоярусную циклическую сеть с боль-
шим циклическим остовом и небольшими внешними и
внутренними дендритами. Каждому классу топологической
Сложности соответствует своя стадия роста. Сети могут прой
ти столько стадий, сколько предоставляют им социально-эко-
номический и природный потенциал территории и характер
его использования. Небольшие и средние по топологическому
размеру сети чаще всего проходят только первые 3- 4 стадии
роста (от дерева до 1 или 2 класса сложности), большие —
5—6 стадий (от дерева до 3—4 классов сложности), крупней-
шие могут достигать высших стадий (8—11 классов).
2. В сетях происходят одни и те же конфигураци-
онные изменения — акты коннекции, древообразования,
циклообразования — и одни и те же покомпонентные
процессы — полицентризации — консолидация, дендрити-
зация и остовообразование.
3. Две основные функции транспортной сети — 1) мак-
симально возможный охват и 2) относительно равномерное
и надежное обслуживание территории — противоречат друг
другу. Это противоречие разрешается в чередовании двух ос-
новных сете образующих процессов — дендритизации и
циклообразования Поглощение остовом части дендритов
вызывает процесс повторного их разрастания, которое спо-
собствует, в свою очередь, дальнейшему расширению остова.
Число фаз дендритизации и циклообразования превышает
число стадий роста и лимитируется размерами, конфигура-
цией и «начинкой» ареала, в котором идет рост транспорт-
ной сети. Таким образом, основной пространственной за-
кономерностью роста циклических сетей является
колебательный характер процессов дендритизации и
остовообразования. Это — главный вывод главы.
По мере топологического усложнения циклической части
транспортной сети структура ее древовидной части становит-
ся проще, процессы дендритизации ослабевают, а вслед за
ними прекращается и рост остова, и сеть входит в состояние
равновесной стагнации или распада. Анализу этой стороны эво-
люции транспортных сетей посвящена следующая глава.
ГЛАВА 4
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
РАСПАДА И ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
Кроме роста в транспортных сетях может происходить и рас-
пад - закрываются отдельные линии, исчезают части сетей или пол-
ностью ликвидируется ося есть. Такие процессы ие редкость, поэтому
пространственные закономерности деструкции транспортных сетей
также должны быть изучены. Их анализ имеет не только сугубо на-
учную, но и практическую значимость. Зная основные пространствен-
ные закономерности и последовательности распада сетей, можно оп-
ределять возможные изменения в структуре сети, его последствия для
территориальной структуры хозяйства и расселения, учиться регули-
ровать такие процессы, отступая заранее и организованно.
В этой главе рассматриваются пространственные закономерности
как квазиестественного распада сетей, так и особенности деструкции
сетей, вызванные геополитическими изменениями. Вторая половина гла-
вы посвящена анализу топологических дефектов транспортных сетей,
возникающих в результате их распада или быстрого роста.
$ 1. Пространственные закономерности
сетеразрушения
Сетеразрушение представляет собой процесс распада сети, пониже-
ние уровня ее топологической сложности. Основными причинами рас-
пада транспортных сетей являются: 1) диахронная конкуренция (по эк-
сплуатационным затратам, времени сообщения, скорости, комфортности,
ёмкости территории) между сетями «стареющего» и нового видов
транспорта; 2) синхронная пространственная конкуренция двух и бо-
лее видов транспорта (при параллелизме их линий); 3) социально-
экономическая деградация территории (падение уровня накопленной
освоенности, депопуляция и депрессия, забрасывание); 4) политико-гео-
графические (распад государств, их геополитическое расхождение и
прямое противостояние, последствиями чего являются прекращение или
ослабление транспортного сообщения через границы); 5) военные дей-
ствия разрушительной силы с демонтажем и ликвидацией транспортных
линий; 6) природные катастрофы, приводящие к разрушению отдельных
участков сети.
Действие четырех последних причин приводит к частичному, не-
□начитс.'юпмму n oa-uiciyiu лишь временному (обратимому) сетеразру-
шению. Вторая причина приводит обычно к ликвидации отдельных
линий (главным образом второстепенных локальных и периферий-
ных). Примером тому является закрытие местных узкоколейных же-
лезных дорог, фидерных линий в сетях железных дорог многих стран
Европы и Северной Америки; ликвидация трамвайных линий вдоль
вновь построенных линий метро во многих крупных городах.
Первая, наиболее мощная причина может привести к сильному
распаду или полному необратимому исчезновению всей сети одно-
го вида транспорта и полной ее замене сетью нового, более конку-
рентоспособного вида. Новый вид транспорта пространственно вы-
тесняет более старый вид до полной его ликвидации или оставляет
ему периферийные и экономически невыгодные направления и
узлы. Например, появление электрической тяги привело к полной
ликвидации сети линий трамвая на конной тяге (пример США -
см. табл. 35); распространение троллейбусов и автобусов в 1910-
1940-х гг. - к частичной или полной ликвидации трамвайных се-
тей в большинстве крупнейших городов мира (пример США - см.
табл. 36); рост сетей железных дорог - к сокращению сети реч-
ных путей (пример России - см. табл. 37); развитие автомобиль-
ного транспорта в середине XX века - к росту сетей скоростных
автомагистралей и сокращению в 1950-1980-е гг. сетей железных
дорог в наиболее экономически развитых странах мира (пример
США - см. табл. 38). Появление и расширение сети высокоскоро-
стных железных дорог приведет в будущем к сокращению сети
обычных железных дорог, сети авиалиний на средние расстояния и,
возможно, повлияет на дальнейший рост сети скоростных автомаги-
стралей.
Таким образом, у каждого вида транспорта и у его сети есть
своя «конфигурационная ниша» - собственные пространственные и
временные ограничения, которые не дают ему возможности конкури-
ровать с новыми видами транспорта. Рост сети каждого вида транс-
порта прекращается тогда, когда территория насыщается ею, отпадает
потребность в этой сети, когда за старое пространство геокоммуника-
ций начинает бороться новый, более конкурентоспособный вид транс-
порта. Табл. 35, 36, 38 показывают, как первоначальный рост сетей
«новых» видов транспорта (электрического трамвая, железных дорог)
в США сменился через несколько десятилетий деструкцией сетей тех
же, но уже «стареющих» видов транспорта, которые стали вытеснять-
ся автомобильным транспортом
Таблица 35
Изменение протяженности сети линий
конного и электрического трамвая в городах США в 1887-1902 гг.
(на конец года; пересчитано но материалам Withington,1931, р 541)
Протяженность сети линий (км)
Годы на конной тяге на электрической тяге Годы на конной тяге на электри- ческой тяге
1887 8.045 47 1896 1.961 19.522
1890 8.689 4.060 1897 1.524 22.148
1891 8.531 6.534 1898 1.052 25.216
1892 7.176 9.556 1899 669 23 912
1893 5.627 12.029 1900 595 31.076
1894 3.609 14.494 1901 534 35.499
1895 3.080 16.674 1902 439 41.494
Таблица 36
Изменение протяженности сети
трамвайных линий в городах США в 1870 1968 гг.
(на конец года, по всем видам тяги я включая линки метрополитена;
пересчитано по Statistical history of U. S., 1965, p. 464 et al.)
Годы Длина сети линий (км) ГОДЫ Длина сети линий (км) ГОДЫ Длина сети линий (км)
1870 4.827 1934 45.857 1956 9.245
1887 8.666 1937 38.246 1957 8.076
1890 14.541 1940 31.540 1958 6.185
1893 19.625 1943 29.253 1959 5.543
1896 23.282 1946 26.896 1960 5.055
1899 30.914 1950 17.396 1961 4.185
1902 42 524 1951 15.216 1962 4.114
1907 55.025 1952 13.728 1965 3 496
1912 65.660 1953 11 829 1966 3.464
1917 72.083 1954 10.885 1967 3.297
1918 77 756 1955 9.971 1968 3.290
1921 76.564
Таблица 37
Изменение протяженности сетей
разных видов транспорта России в течение последних 100 лет
(тыс. км; 1898 и 1913 ГГ. - в границах Российской империи)
(Лившиц, 2002, с. 229)
1898 1913 1928 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Железные дороги 43,9 71,1 51 58,7 67 71.7 77,6 82,6 87 86
Ao i uaupui и покрытием v । оерлмм 14,2 37,3 20 68 8) 161 264 421 656 754
Внутренние судоходные водные пути 53,3 64,6 61 92 110 118 121 120 103 85
Таблица 38
Изменение протяженности сетей
железных и автомобильных дорог США в 1840-1999 гг.
(тыс. км; на конец года; пересчитано no; Statistical history of U. S., 1965,
p. 464: Statistical abstracts of U S for 1470-1099)
Голы Длина железных дорог Длина автодорог с твердым покрытием Длина скоростных автодорог
1840 4,5 ... ...
1850 14,5 ...
1860 49,3 ...
1870 85,2 ...
1880 148,3 ... ...
1890 263.2 ... ...
1900 311,1 ...
1910 386,6 328,2
1916 409,1 474,7
1920 403,6 593,7
1930 400,7 1.117
1940 376,0 2 200 ...
1950 360,1 3.120 1,2
1960 350,0 3.564 16,1
1965 340,1 з.ооо 33,0
1970 331,5 3.998 51,5
1980 288,0 4.280 66,0
1990 234,9 4.607 ...
1994 ... 4 721 73,4
1997 ... 5.733 74,1
1999 225,8 ... ...
Процат сетеразрушения идет в направлении, противоположном се-
теобразованию: многоярусная циклическая сеть постепенно (или быс-
тро) упрощается, теряет циклы и топологические ярусы, превращаясь
сначала в сеть 1 класса, затем - в сеть 0 класса, и, в конечном счете, -
в сеть-дерево. Последними моментами разрушения сети являются ее
распад на изолированные мелкие части и полное исчезновение.
Процесс сетеразрушения складывается из трех покомпонентных
процессов — шпслораорушспмл, адсгщри 1 пзчции (древиразруШСНИЯ) И
полицентризации с дисконнекцией. Каждый такой процесс состоит из
сетеразрущающих актов (рис. 12 в §2 главы 3). Древоразрушение
(адендритизация) - распад ветвящихся элементов сети - представ-
лено двумя простейшими сетеразрушающими актами - ликвидаци-
ей веток и укорачиванием. В результате совершения этих актов ис-
чезают ветви, упрощается структура дендритов циклической сети,
распадаются сети-деревья. Циклоразрушение представлено размыка-
нием циклов и превращением их в ветки, укрупнением (увеличением
размера) циклов и их ликвидацией. Ос.товаразрушение - процесс
распада остова - сопровождается ликвидацией циклов, упрощением
его структуры и дальнейшей трансформацией его частей в дендриты.
Увеличение размера отдельных циклов ведет к упрощению структу-
ры всего циклического остова.
Дисконнекция - это распад целостной сети на несколько авто-
номных компонентов. Вместо единой, пространственно связной сети
в результате дисконнекционных процессов возникает множество не-
связных частей, которые затем постепенно (или быстро) распадают-
ся и исчезают.
Количественно процесс сетеразрушения описывается теми же
топометрическими показателями, которые использовались нами при
изучении процессов роста. С их помощью фиксируется глубина рас-
пада сети - абсолютные и относительные (в %%) потери по срав-
нению с максимальным уровнем топологической сложности этой же
сети. Доля потери от этого уровня отражает глубину сетеразруше-
ния. Основные количественные признаки этого процесса - уменьше-
ние числа топологических ярусов в циклическом остове, числа цик-
лов в сети, степени цикличности сети (увеличение степени ее
дендритности), уровня консолидиропаппостн сети, а также увеличение
числа автономных компонентов.
По глубине распада и его последствиям для структуры всей сети
можно выделить три основных типа сетеразрушения: 1) слабое, когда
исчезает незначительная ее часть, и структура сети остается в прежнем
классе топологической сложности; 2) неполное сильное сетеразруше-
ние с таким упрощением структуры, при котором уровень ее топологи-
ческой сложности понижается, и сеть переходит в более простой класс
(при этом в некоторых частях сети может наблюдаться рост); 3) пол-
ное сетеразрушение Последний случай предсгавляет собой распад сети
с переходом ее из высокого класса сложности в простой вплоть до О
класса или класса дерева (возможны пропуски одного или нескольких
низших классов) и дальнейшее полное ее исчезновение.
В зависимости от того, какую территориальную структуру обслу-
живает сеть, ее разрушение может идти полицентрически (в виде рас-
пада на несколько автономных компонентов) или моноцентрически
(сеть не распадается на изолированные части, а угасает как монолит-
ная целостная система). Большинство транспортных сетей разруша-
ются моноцентрически Первый тип распада характерен для стран,
регионов и городов с полицентрической территориальной структу-
рой. Хорошим его примером является ликвидация трамвайной сети
Рура: в 1950 г. она была еще целостной системой, но к 1965 г. рас-
палась на 6 автономных компонентов (внутригородские сети Кёльна,
Мёнхен-Гладбаха, Дортмунда, Хагена, Ремшейда, объединенная сеть Зо-
лингена и Вупперталя) и главный компонент, охватывавший ядро
Рура от Дюссельдорфа и Дуйсбурга до Бохума и Гельзенкирхена
(Waltking, 1965).
Основные пространственные закономерности распада транспор-
тных сетей мы проанализируем на примере двух их видов, по кото-
рым имеется полная или частичная информация, - железных дорог
и маршрутов городского общественного пассажирского транспорта.
Сети автодорог более устойчивы, их распад - явление редкое, поэто-
му он здесь не рассматривается.
§2. Закономерности распада сетей железных дорог
Здесь анализируются пространственные закономерности квази-
естественного распада сетей железных дорог стран и регионов, ко-
торый вызван не политико-географическими факторами (такой вид
распада будет рассмотрен в §5 этой главы), а главным образом эко-
номическими причинами. Конкуренция со стороны быстро развивав-
шегося в 1950—1970-е годы автомобильного транспорта привела к
закрытию многих узкоколейных линий, фидерных ветвей и линий
местного значения и общему сокращению сети железных дорог в
США (табл. 38), большинстве стран Европы, некоторых странах Ла-
тинской Америки
Для выявления пространственных закономерностей такого ква-
зиестественного распада сетей были изучены процессы сетеразру-
шения железных дорог пяти стран за 1945-1980 гг. и всех конти-
ментальных штагов США за 1928-1982 гг. Последние, хотя и не
являются естественными территориальными ячейками и их сети
режутся искусственными границами штатов, взяты потому, что рас-
пад этих сетей был особенно динамичен и представлял яркий при-
мер пространственного разнообразия этого процесса. Из-за отсут-
ствия хронологических перечней закрытия участков сети, мы
вынуждены были использовать карты, показывавшие состояние се-
тей до к после их распада. Это нс позволило проаналпоприоа i о
временную структуру самого процесса сетеразрушения. Были рассчи-
таны основные топометрические показатели структуры сети до и
после распада.
Распад сетей железных дорог стран Европы. Выбор
стран определялся наличием карт, фиксировавших этот процесс, а так-
же стремлением охватить все типы распада - слабый, сильный и пол-
ный. Полного распада сетей железных дорог в экономически разви-
тых странах не наблюдалось. В выборку включены 5 стран Европы
(Люксембург, Ирпандия, Дания, Франция, Югославия), по которым
собрана необходимая для анализа информация. Топометрические по-
казатели процесса распада этих сетей представлены в табл. 39.
Сильный распад имел место в сети железных дорог Люксем-
бурга (карты на рис. 37). До его начала в циклическом остове этой
сети было два топологических яруса, а сам остов охватывал боль-
шую часть территории страны. Закрытие местных линий привело
сначала к исчезновению 2-го яруса, уменьшению числа циклов в ос-
тове с 9 до 3 (1966 г.) и его «съеживанию» на юго-западе страны.
Затем распался и сам остов, от которого остался лишь один пикч
на крайнем юго-западе (1969 г.). Так циклическая сеть 2-го класса
превратилась в сеть 0 класса, потеряв при этом 89% циклов и 65%
своей топологической протяженности (числа ребер)
Сильному разрушению подверглась также и сеть железных
дорог Ирландии (без Ольстера). До его начала в остове было
два топологических яруса и один автономный компонент на край-
нем севере, связанный с сетью соседнего Ольстера и ориентирован-
ный на узел в Лондондерри. Распад сети привел к полному ис-
чезновению этого компонента, а также к исчезновению в остове 2-го
яруса. Сеть потеряла в результате размыкания и укрупнения цик-
лов 68% циклов и 75% своей топологической протяженности. Кон-
тур циклического остова «съёжился» на севере и юго-востоке
(карта на рис. 38). Несмотря на значительное сокращение и пере-
ход из 2-го в 1 й класс, сеть испытала не столь сильное разруше-
ние, как сеть Люксембурга, структура которой упростилась на два
класса.
cr
m
X
z
c
Рис. 37. Распад сети железных дорог Люксембурга в 1950-1969 гг.
На карте 1950г. есть имеет циклический остин с 2 топологическими ярусами, на 1966г - остов с 1 ярусом, на 1969г. -
единственный имел. Внешние границы l-ro и 2-го топологических яруссн выделены жирными линиями с цифрами «1» и
Рис. 38. Распад сети железных дорог Ирландии в 1950-1968 гг.
На карте 1950г. сеть имеет циклический остов с 2 топологическими ярусами и автономным компонс1том-дсрсвом на севере
страны, на 1968'. - циклический остов с одним топологическим ярусом, а автономный компонент исчзз полностью. Внешние
границы 1-го и 2-го топологических ярусов выделены жирными линиями с цифрами «1» и «2».
Рис. 39. Распад сети железных дорог Дании в 1945-1969 гг.
На карте 1945 г. с:ть имеет главный циклический остов с 3 топологическими ярусами, 5 побочных остовов с 1 ярусом и 2
автономных компонента-дерена на островах; га карте 1969г - главный циклический остов с 2 топологическими ярусами
и 2 побочных остоиа с 1 ярусом на о. Зеландия, а автономные компоненты исчезли полностью. Впсшнж границы 1-го, 2-го,
3-го топологических ярусов выделены жирными линиями с соответстнуюними цифрами
Неполное сильное разрушение испытала и сеть железных дорог
Дании, где структура упростилась тоже на одну «ступеньку», перейдя
из 3-го класса во 2-й. До начала распада в сети имелись главный цик-
лический остов с тремя ярусами (охватывал весь полуостров Ютлан-
дия; карта на рис. 39) и пять побочных остовов (все с одним ярусом;
два петлевых - на о. Фюн, два - на о. Зеландия и один на о. Лолланн),
два автономных компонента-дерева (на островах Борнхольм и Ланге-
ланд) Побочные остовы были связаны друг с другом соединительны-
ми дендритами и паромными линиями (огтрлкя Фюн и .'Чрпяилмя)
Сеть железных дорог Дании, в отличие от Люксембурга и Ирландии,
имела самое большое число циклов (49).
Закрытие многих местных линий в 1950-е и первой половине
1960-х гг. привело к укрупнению и размыканию многих циклов глав-
ного остова на полуострове Ютландия. Этот остов к 1965 г. «съё-
жился» на севере и потерял 3-й ярус. Кроме того, южный петлевой
остов на о Фюн распался, превратившись в дендрит; структура по-
бочного остова на о. Лолланн стала проще; исчезли цикл-остров в
Дюрсланде (восток Ютландии) и автономный компонент сети на
о. Лангеланн.
К 1969 г. площадь главного остова сократилась. Этот остов по-
терял свою часть к северу от Виборга, а число циклов 2-го яруса
уменьшилось с 5 до 1. Распались побочные остовы на островах Фюн
и Лолланн, исчез последний автономный компонент на о. Борнхольм.
Всего в сети остались два небольших побочных остова - на о. Зе-
ландия, а главный остов потерял еще 10 циклов. В результате распа-
да сеть железных дорог Дании потеряла 67% циклов и 47% своей
топологической протяженности, перейдя на один класс ниже. Тем не
менее, по сравнению с распадом сетей Лкмсссмбурга и Ирландии, сетс-
разрушение здесь было не столь интенсивным.
В сети железных дорог бывшей Югославии процесс сетеразру-
шения носил характер слабой деструкции В течение 1960-1980 гт. здесь
были закрыты некоторые узкоколейные линии в горных (Босния и Гер-
цеговина), а также равнинных сельскохозяйственных районах (в Хорва-
тии и Воеводине), часть линий была перешита на нормальную колею или
перетрассирована (например, Белград - Бар). В ходе слабого разруше-
ния структура сети упростилась незначительно (карты на рис. 40) - ее
топологическая протяженность сократилась лишь на 11 % (в Дании -
на 47%, Ирландии - 75%, Люксембурге - 65%), число циклов - на 33%.
Она осталась в том же классе топологической сложности (2 яруса в
остове). Контур циклического остова сократился на юге за счет размы-
кания циклов в Боснии и Герцеговине. 2-й ярус сократился, число цик-
лов в нем уменьшилось с 14 до 6. Таким образом, распад этой сети был
слабым, уровень сложности ее структуры не изменился.
Рис. 40. Слабый распад сети железных дорог Югославии
в 1960-1980) I.
См также карты на рис 52
На карте I960 г сеть имеет циклический остов с 2 топологическими ярусами,
на карте 1980 г. - также с 2 ярусами. Слабое сстсразрутсние привело к сокра-
щению остова на юге (Босния и Герцеговина), распаду и сокращению 2-го
яруса (он разъединился на лва небольших ядра в Хорватии и Воеводине).
Внешние границы 1-го, 2-го топологических ярусов выделены жирными ли-
ниями с соответствующими цифрами
Разрушение сети железных дорог Франции было сильным, так
как в течение 194.5-1969 гг. она перешла из 7-го в 4-й класс, потеряв
62% циклов (на западе, севере и востоке страны) и 55% своей топо-
логической протяженности. В 1970-1980-е гг. некоторые локальные
линии и ветки были восстановлены или открыты только для гру-
зового движения В результате этого уже к 1987 г. в ее остове на-
считывалось 6 ярусов и 263 цикла (табл. 3 главы 2), и сеть железных
дорог Франции заняла второе место н Европе пл урпяню снежности
своей структуры.
Итак, в 1950-1960-е годы сильный неполный распад сетей желез-
ных дорог наблюдался во Франции и Люксембурге (понижение
сложности на 2-3 класса), а также в Дании и Ирландии (понижение на
1 класс), а слабый - в бывшей Югославии (сохранение того же класса
сложности).
Распад сетей железных дорог штатов США. Глубина и
пространственный характер распада этих сетей были более разнооб-
разны. чем у изученных выше сетей европейских стран. Абсолютные
потери от распада (табл. 41) были рассчитаны для всех континенталь-
ных штатов по двум датам - 1928 г. и 1982 г. (по ним имелись де-
тальные карты сети каждого штата). Сравнивались только главные
топометрические показатели - число циклов сети в целом и в каж-
дом топологическом ярусе (табл. 40).
Глубина распада сетей различалась (табл. 41). Наиболее ради-
кально упростилась структура сети Нью-Гэмпшира - она преврати-
лась из циклической сети 2-го класса в сеть-дерево. Понижение
уровня топологической сложности сети на два класса произошло в
штатах Айова (перешла из 5-го в 3-й класс), Мичиган (из 4-го во
2-й), Массачусетс и Коннектикут (из 3-го в 1-й), Южная Дакота (из
2-го в 0-й класс). Радикальные изменения структуры двух наибо-
лее характерных сетей показаны на картах рис. 41 (Айова) и 42
(Южная Дакота). На них видно уменьшение числа самих циклов и
топологических ярусов (на два), укрупнение циклов и разуплотне-
ние сети в целом.
Структура сетей упростилась на один класс в следующих штатах
(см. табл. 41): из 5-го класса в 4-й перешла сеть Иллинойса; из 4-го клас-
са в 3-й - сети Огайо, Индианы, Техаса, Пенсильвании, Висконсина; из
3-го класса во 2-й - сети Джорджии, Миннесоты, Небраски, Миссури,
Алабамы, Нью-Йорка, Оклахомы, Флориды, Луизианы, Нью-Джерси; из
2-го класса в 1-й - сети Миссисипи, Колорадо, Мэриленда, Мэна, Мон-
таны; из 1-го в 0-й класс - сети Род-Айленда и Аризоны; из 0 класса
в дерево превратилась сеть Вайоминга.
Изменение основных топометрических характеристик сетей железных дорог штатов США
в результате их распада в 1928-1982 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - число циклов в сети; р1, р2, р5 и т. д. - чнгло циклов в 1-м, 2 м.
3-м и т. д. топологических ярусах главного циклического остова; р"1 - число циклов в главном сстовс сети; го число
внсостовных циклов (петель и островов); Р - число автономных компонентов (АК), включая гласный компонент; О" -
число побочных остовов (без главного остова), Д - стадия дерева
£
Штаты упорядочены по числу ярусов и циклов в них в 1928 г.
Штаты Голы Я Ц р- И1 И1 И1 и4 и* (0 р О*
Иллинойс 1928 5 421 421 109 114 106 61 31 — 1 <
1982 4 262 262 91 92 60 19 — — 1 —
1928 5 294 294 93 76 64 46 15 1 —
Айова 1982 3 83 83 41 34 8 «ж *• — 2 —
Огайо 1928 4 371 369 109 139 87 34 - 2 1 -
1982 3 150 150 80 61 9 - — — 2
1928 4 306 303 139 117 43 4 — 3 2 1
Пенсильвания 1982 3 112 103 65 37 1 — 2 1 2
1928 4 294 294 98 119 61 16 — 1 —
Индиана 1982 3 136 136 78 48 10 — - 4 —
Техас 1928 4 229 227 67 75 69 16 — - 3 1
1982 3 130 126 59 52 15 — * 2 1 2
1928 4 211 211 86 78 39 8 — 1 -
Канзас 1982 4 108 107 53 41 12 1 — 1 2 -
1928 4 162 143 62 54 21 6 — — 2 2
Мичиган 1982 2 59 54 41 13 — — * - 5 1
1928 4 141 140 75 42 21 2 1 2 —
Висконсин 1982 3 63 63 38 17 8 — — - 1 -
1928 3 196 188 100 79 9 * * 1 1
Нью-Йорк 1982 2 41 34 28 6 — — 4 3 1
1928 3 143 142 84 56 2 — — 1 2 —
Миссури 1982 2 53 53 42 11 — - — • 1
Штаты Годы Я И р- н' м’ М’ н* и’ (1) Р О"
Миннесота 1928 3 136 136 71 54 11 1
1982 2 62 62 45 17 2
Нью-Джерси 1928 3 135 132 83 41 8 1 1
- - . 1.992 2 33 30 27 3 1 1
Массачусетс 1928 3 131 122 74 47 1 3 2 1
1982 1 24 24 24 1
Джорджия 1928 3 111 111 52 51 8 — 3
1982 2 63 63 42 21 — 1
Небраска 1928 3 105 105 40 41 24 — — 1
1982 2 55 54 31 23 — — — 1 1 —
Оклахома 1928 3 98 98 49 40 9 3
1982 2 37 37 35 2 — 4
Флорида 1928 3 81 77 43 28 6 4 3
1982 2 35 32 26 6 — — — 1 1 1
Коннектикут 1928 3 71 67 42 24 1 4 1
1982 1 5 3 3 — 2 2
Луизиана 1928 3 59 58 36 21 1 1 1
1982 2 35 35 30 5 — а. — 1
Алабама 1928 3 57 55 31 23 1 — 2 3
1982 2 43 43 35 8 3
Северная Дакота 1928 3 53 53 32 19 2 2
1982 3 39 39 29 9 1 — 3
Южная Каролина 1928 2 76 24 52 22 2 2
1982 2 34 14 28 6 3
Вашингтон 1928 2 68 67 50 17 1 4
1982 2 22 17 12 5 — 2 2 1
Северная Каролина 1928 2 67 66 47 19 1 5
1982 ? 42 41 30 11 1 4
Арканзас 1928 2 55 47 39 8 — 1 2 1
>982 2 23 23 22 1 - - - 1
Штаты Г оды Я В ц»' в‘ в’ в’ в* в4 со Р О"
Калифорния 1928 2 53 52 42 10 — — — 1 2 —
1982 2 41 40 37 3 «в — — 1 1 -
Мэн 1928 2 52 37 33 4 — — ж 8 1 1
1982 1 11 5 5 — — — — — 1 2
Виргиния 1928 2 47 36 29 7 — — — 4 4 3
1982 2 39 30 23 7 - — — 1 3 3
Кентукки 1928 2 46 45 29 16 — • — 1 5 —
1982 2 24 22 18 4 — * — — 5 1
Миссисипи 1928 2 45 45 36 9 — — йй 3 —
1982 1 16 15 15 — - — — 1 2 -
Западная Виргиния 1928 2 39 28 17 11 — — — 11 4 -У
1982 2 18 12 11 1 — — — 4 2 -
Южная Дакота 1928 2 38 36 29 7 — — — 4 1
1982 0 2 — — — — — — 2 3 -
Юта 1928 2 37 16 14 2 — — —— 6 2 4
1982 2 8 6 5 1 — — — 2 1 —
Мэриленд 1928 2 37 29 25 4 — — — 8 4 —
1982 1 14 3+3 3+3 — — — — 5 5 2
Орегон 1928 2 24 22 15 7 - - — 2 3 1
1982 2 15 15 10 5 — 3 —
Колорадо 1928 2 24 10 9 1 - — - 1 3 1
1982 1 16 11 11 — — — — 1 2 1
Нью-Гэмпшир 1928 2 23 23 16 7 — — - - 2 -
1982 Л — — 6 —
Монтана 1928 2 22 18 16 2 - — — 2 3 1
1982 1 5 4 4 — — - — 1 3 —
Теннеси 1928 1 29 15 15 — — — — 5 1 2
1982 1 12 7 7 — — - — 3 3 1
Род-Айленд 1928 1 12 5+5 5+5 — — — — 2 2 2
1982 0 1 - - - - - - 1 2 -
о
W
>:<
Т
и
)!(
Штаты Годы Я в цО> в’ в: в1 В* В’ (1) р О"
Вермонт 1928 1 10 8 8 — __ 2 5
1982 1 4 3 3 — «Ч — — 1 4 —
Айдахо 1928 1 10 3+2 3+2 — - - 5 6 2
1982 1 9 3 3 — — 6 6 —
Делавэр 1928 1 6 4 4 — — м — 2 1 —
1982 1 5 4 4 — «а —1 — 1 1 -
Нью-Мексико 1928 1 5 3 3 — — i. 2 3 -
1982 1 3 2 2 — — — — 1 1 *
Аризона 1928 1 5 5 3+2 — — * — 1 2
1982 0 1 — — - * U — 1 1 *
Невада 1928 0 4 — — - — 4 3 —
1982 0 3 — — — — — — 3 2 —
Вайоминг 1928 0 1 — — — — * 1 2
1982 д — - - - - - - 2
Рис. 41. Распад сети железных дорог штата Айова в 1928-1982 гг.
На карте 1928 г. сеть имеет циклический остов с 5 топологическими яруса-
ми, па карте 1982 г. - с 3 ярусами. Внешние границы 1-го, 2-го и т.д. топо-
логических ярусов выделены жирными линиями с соответствующими циф-
рами
Рис. 42. Распад сети железных дорог штата Южная Дакота
в 1928-1982 гг.
На карте 1928 г. сеть имеет циклический остов с 2 топологическими ярусами,
на карте 1982 г. - только два изолированных цикла-острова (сеть 0 класса)
Внешние границы 1-го, 2-го топологических ярусов выделены жирными
линиями с соответствующими цифрами Жирные линии без цифр оконту-
ривают безостовныс циклы.
Не изменился класс топологической сложности в 18 штатах: в
4-м классе осталась сеть Канзаса; в 3-м классе - Северной Дакоты;
во 2-м классе - сети Северной и Южной Каролины, Виргинии, Кен-
тукки, Западной Виргинии, Орегона, Юты, Калифорнии, Вашингтона; в
1-м классе - сети Теннеси, Айдахо, Делавэра, Вермонта, Нью-Мекси-
ко; в 0-м классе - сеть Невады.
Таким образом, в 1928-1982 гг. класс топологической сложнос-
ти понизился у сетей 30 штатов, остался прежним у сетей 18 шта-
тов. Структурный распад затронул наиболее динамично развивавши
схл шкпы и почти не коснулся более отсталых штатов. Еост сети
скоростных автомагистралей и экономический упадок на железнодо-
рожном транспорте в первой группе штатов привели к сильному
сокращению сети железных дорог и ее структурной деградации.
Для всех штатов было характерно уменьшение числа циклов в
сети (табл. 41). Самая большая потеря числа циклов отмечена в сетях
штатов Огайо (221), Айова (211), Пенсильвания (194), Иллинойс (159),
Индиана (158), Нью-Йорк (155), Массачусетс (104), Канзас (103), Ми-
чиган (103), Нью-Джерси (102), Техас (99).
Таблица 41
Степень (глубина) распада структуры
сетей железных дорог штатов США в 1928-1982 гг.
Штаты упорялочены по числу стадий распада (уменьшению числа классов) и
числу исчезнувших в сети циклов
Штаты Из какого класса в какой перешла Насколько классов утростилась .труктура (число стадий) Число ПИКЛОВ 1928 г. Ц Число циклов в 1982 г. И Абсолютная пэтеря - Ар за 1928-1982 гг. % потери числа пиклов за 1928- 1982 гг. Ар
Нью-Гэмпшир 2-кД 3 23 — 23 100%
Айова 5-+3 2 294 83 211 72%
Массачусетс 3-М 2 131 24 104 82%
Мичиган 4->2 2 162 59 103 64%
Коннектикут 3-М 2 71 5 66 93%
Южная Дакота 2->0 2 38 2 36 95%
Огайо 4-»3 371 150 221 60%
Пенсильвания 4-»3 306 112 194 63%
Иллинойс 5—>4 421 262 159 38%
Индиана 4-»3 294 136 158 54%
Нью-Йорк 3->2 196 41 155 79%
Нью-Джерси 3-»2 135 33 102 76%
Техас 4 > :! 229 130 99 43%
Миссури 3-+2 143 S3 90 63%
Табл. TI. Окончание
Штаты Из какого класса в какой перешла Насколько классов упростилась структура (число стадий) Число ПИКЛОВ в 1928 г. М Число ПИКЛОВ в 1982 г. Р Абсолютная потеря - Ар за 1928-1982 гг. % потери числа циклов за 1928- 1982 гт. Др
Висконсин 4->3 1 141 63 78 55%
Миннесота 3->2 1 136 62 74 54%
Оклахома 3-»2 1 98 37 61 62%
Небраска 3->2 1 105 55 50 48%
Джорджия 3-»2 1 111 63 48 43%
Флорида 3-»2 1 81 35 46 57%
Мэн 2-М 1 52 11 41 79%
Миссисипи 2-М 1 45 16 29 64%
Луизиана 3-»2 1 59 35 24 41%
Мэриленд 2-»1 1 37 14 23 62%
Монтана 2-М 1 22 5 17 77%
Алабама 3->2 1 57 43 14 25%
Род-Айленд 1-ь0 1 12 1 11 92%
Колорадо 2-М 1 24 16 8 33%
Аризона 1-»0 1 5 1 4 80%
Вайоминг 0->Д 1 1 — 1 100%
Канзас 4->4 — 211 108 103 49%
Вашингтон 2->2 — 68 22 46 68%
Южная Каролина 2-»2 - 76 34 42 55%
Арканзас 2-ь2 - 55 23 32 58%
Юта 2-ь2 - 37 8 29 78%
Северная Каролина 2-+2 - 67 42 25 37%
Кентукки 2-»2 - 46 24 22 48%
Западная Виргиния 2->2 - 39 18 21 54%
Теннеси 1-М — 29 12 17 59%
Северная Дакота З-ьЗ - 53 39 14 26%
Калифорния 2-»2 - 53 41 12 23%
Орегон 2-»2 - 24 15 9 38%
Виргинии 2 >2 47 39 0 17%
Вермонт 1-М — 10 4 6 60%
Нью-Мексико 1-М - 5 3 2 40%
Айдахо 1-М - 10 9 1 10%
Делавэр |->1 - 6 5 1 I 7%
Невада 0-»0 - 4 3 1 25%
232 • С-Х-
233
Это штаты с повышенной моторизацией населения и высокой
плотностью сети автомагистралей. Наибольший процент потери циклов
имели как сети со сложной структурой (93% - Коннектикут, 82% -
Массачусетс, 79% - Нью-Йорк, 76% - Нью-Джерси, 72% - Айова), так
и с простой структурой (100% - Нью-Гэмпшир и Вайоминг, 95% -
Южная Дакота). Особенно много циклов исчезло в небольших по пло-
щади северо-восточных штатах (Массачусетс, Нью-Гэмпшир, Род-Ай-
ленд, Коннектикут, Мэн, Нью-Джерси). Структура сетей этих штатов к
198?. г сталя очень простой по сравнению с 1Q9R г Си пкнп упрости пись
структуры сетей слабо освоенных штатов (Южная Дакота, Вайоминг,
Аризона, Юта, Монтана), где многие местные фидерные линии желез-
ных дорог в 1940-1960-е гг. были разобраны.
Большинство сетей железных дорог штатов США за анализируе-
мый 55-летний период распада перешли в более простой класс тополо-
гической сложности, их топологическая протяженность сократилась на
40% - 90%. Это явилось следствием структурной перестройки всей си-
стемы транспорта США, вызванной вытеснением мало конкурентоспо-
собного железнодорожного транспорта экономически более эффектив-
ным и гибким автомобильным. Эту закономерность подтверждает
общая тенденция сокращения сети железных дорог США (табл. 38).
Главной пространственной закономерностью распада сетей железных
дорог является упрощение их топологической структуры: понижение их
сложности на 1 или 2 класса (с потерей высших топологических яру-
сов), значительное уменьшение числа циклов в сети, их укрупнение и раз-
мыкание. При распаде исчезают мелкие фидерные соединительные линии
и ветки, сохраняется каркасная (магистральная) сеть. Возможна потеря
побочных остовов и автономных компонентов (пример Дании). Сильный
неполный распад сетей железных дорог (переход из высокого в низкий
класс сложности) наблюдался в наиболее экономически развитых стра-
нах и штатах США. Слабый распад (сеть остается в том же классе слож-
ности) характерен для более отсталых в экономическом отношении тер-
риторий. Случаи полного сильного распада сетей в нашей выборке не
встречались, хотя это явление имело место в нескольких слабо развитых
странах третьего мира (Суринам, Ливия, Сьерра-Леоне, Кипр).
$ 3. Закономерности распада сетей городского
пассажирского транспорта
Каковы типы распада и какие закономерности этого процесса ха-
рактерны для сетей городского пассажирского транспорта? Для ответа
на этот вопрос мы изучили процесс деструкции нескольких сетей, взяв
в качестве примеров те же сети, рост которых уже был проанализи-
рован в главе 3, - трамвайных линий Копенгагена, Мадрида (к ним
добавлены сети Москвы и Тбилиси), линий метрополитена Нью-Йорка,
а также троллейбусных линий Льежа (Бельгия). Для трех последних
удалось составить полные хронологические перечни закрытия всех
участков, что позволило выявить закономерности распада на уровне
отдельных событий (сетеразрушающих актов). При анализе процесса
распада остальных сетей использовались срезные карты на каждый год,
что позволило определить моменты ключевых структуроразрушающих
событий. Сети Копенгагена, Мадрида и Льежа полностью распались и
исчезли. Поэтому на их примере удалось изучить весь процесс сетераз-
рушен ня от пика роста до полного исчезновения сети.
Полный распад сетей трамвайных линий больших го-
родов. Основной причиной их сетеразрушения являлась автомоби-
лизация. Трамвайные пути мешали автомобильному движению на го-
родских улицах, и поэтому власти большинства крупных городов
мира были вынуждены ликвидировать трамвай сначала на централь-
ных улицах, а затем и на окраинах. Процесс полного распада трам-
вайных сетей представляет собой однонаправленное упрощение то-
пологической структуры от сложной до простой циклической и
сети-дерева, распад дерева на части и полное исчезновение сети.
Этот процесс очень динамичен и имеет разнообразные простран-
ственные формы.
Трамвайная сеть Копенгагена Рост этой сети достиг своего
пика в 1952 г. (табл. 29, рис. 32 в §8 главы 3). С 1955 г. началось медлен-
ное, а с 1964 г. — быстрое сетеразрушение, вызванное решением авто-
бусных лоббистов городской мэрии заменить трамвай дизельными ав-
тобусами (из Англии сюда были поставлены дешевые двухэтажные
автобусы, а местные трамваи отправлены в Египет). Изменения основ-
ных топометрических показателей в ходе разрушения этой сети пред-
ставлены в табл. 42, а наиболее важные структуроразрушающие момен-
ты показаны на картах рис. 43.
В 1952 г. в сети имелись циклический остов (с 49 циклами) с
тремя топологическими ярусами (последняя карта на рис. 32) и два
небольших цикла-острова на периферии. Процесс распада начался в
1953 г. с ликвидации периферийных ветвей. В 1955 г. и 1958 г. про-
изошло размыкание и укрупнение многих циклов как на периферии,
так и в центре остова, что привело к сокращению площади как всего
остова (особенно на юю-западе), 1ак и З-i о яруса. Дальнейшее раз-
мыкание центральных циклов в 1964 г. стало причиной исчезновения
3-го яруса, а в 1965-1966 гг. - сильного сокращения 2-го яруса и рас-
пада его на три изолированных очага (карта на 1966 г. на рис. 43).
Ликвидация ветвей и размыкание циклов в 1967 г. и 1968 г приве-
ло к упрощению структуры циклического остова и исчезновению в
1968 г. в нем 2-го яруса.
Таблица 42
Изменение основных топометрических характеристик сети трамвайных линий Копенгагена
в процессе ее распала в 1952-1972 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - число циклон в сети; ц1, ц3. ц’ и т. д. - число циклов в 1-м, 2 м, 3-м и т. д
топологических ярусах главного циклическою остова; р* - число циклов в главном остове, со - чило внеостовных циклов
(петель и островов); Р - число автономных компонентов (АК), включая главный компонент
Г оаы Наиболее важные структурные события (акты) и их конфигурационное значение Я Р Н"' и' и2 и’ (0 р
1952 Максимальный пик роста остова и ярусов 3 51 49 24 20 5 2 1
1958 Размыкание 5 циклов, сокращение остова и 3-го яруса 3 44 42 23 18 1 2 1
1964 Размыкание циклов в центре и исчезювение 3-го яруса 2 38 36 22 14 - 2 1
1965 Сокращение 2-го яруса и исчезновение 1 остроьа-иикла 2 29 28 21 7 - 1 1
1966 Сокращение остова, образование у него клиньев и сокращение 2-го яруса 2 20 19 15 4 - 1 1
1967 Ликвидация никла-острова и нескольких веток 2 17 17 14 3 - - 1
1968 Сокращение остова и исчезновение ’-го яруса 1 7 7 7 - - - 1
1969 Распад и исчезновение остова 0 2 - - - - 2 1
1971 Размыкание одного цикла-острова 0 1 - - - - 1 1
1972 Исчезнонение сети * - - - - - - -
Размыкание пяти больших циклов в 1969 г. стало причиной пол-
ного распада циклического остова и перехода сети из 1-го класса в
0-й - сохранились только два небольших цикла в центре города.
Один из них вместе с двумя ветвями исчез в 1971 г., а последний
фрагмент сети с небольшим циклом (линия Хусум - Формосвей с
запада на юго-восток через центр города) - в 1972 г. Так, сложная
циклическая сеть с 3 ярусами в остове в течение 1964-1971 гг. рас-
пяттягк до уровня О класса и полностью мслсола о 1972 1. Если На
образование остова этой сети ушло 7 лет, то на его распад только
один год; на образование 2-го яруса - 16 лет, а на его распад - 4
года; на образование 3-го яруса - 31 год, а на его распад - 12 лет.
Сам распад занял 20 лет, тогда как рост - почти 90 лет.
В отличие от многих других случаев ликвидации трамвая (где
сначала исчезала сеть в центре, а затем - на периферии), некоторые
линии в центре Копенгагена сохранились до последнего момента
своего существования потому', что выполняли важные внутригород-
ские коммуникационные функции.
Трамвайная сеть Мадрида Пик роста наблюдался в 1932 г.
(табл. 30 и рис. 33 в §8 главы 3). С 1934 г. началось медленное, а с
1958 г. - быстрое сетеразрушение, вызванное решением городских
властей заменить трамвай дизельными автобусами (как и в Копен-
гагене). Формальным поводом для ликвидации трамвая послужила
изношенность путей и подвижного состава, но главная причина состо-
яла в том, что он мешал движению автомобилей на центральных го-
родских магистралях. Изменения основных топометрических показа-
телей сетеразрушения представлены в табл. 43, а наиболее важные
структуроразрушающие моменты - на картах рис. 44.
В 1932 г. трамвайная сеть Мадрида достигла пика своего рос-
та - в ней были циклический остов с 4 топологическими яруса-
ми (на один больше, чем в Копенгагене) и 74 циклами (в Копен-
гагене - 49), один побочный петлевой остов на западной окраине
и цикл-остров на северной окраине. Внешние дендриты выходили
далеко за пределы городской черты (карта 1932 г. на рис. 33). Уже
через 2 года после возникновения 4-го яруса из-за размыкания не-
скольких циклов в центральной части сети этот ярус распался и
исчез (карта 1934 г на риг 44).
Дальнейшее размыкание циклов в центре в 1940-е годы приве-
ло к исчезновению в 1948 г. 3-го яруса и распаду в 1945 г. побочно-
го петлевого остова на западной окраине. В 1946-1948 гг. возобно-
вился рост сети - шло ветвление на периферии и замыкание новых
циклов. В отличие от Копенгагена, распад сети Мадрида в центре
сопровождался одновременным ее ростом как на периферии, так и в
центре, т. е. преобладающего распада здесь не было до 1960-х годов.
го
3
£
Q
,«S
О" - — 1 1 1 — — 1 1 1 1 1 1
О. — - 1
г — — ГО Г> ГП Гх in W см — 1
ч гч 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
ъ. ф X ч© чО | 1 1 1 1 1 1 1 1
ъ. 27 22 27 m о гч гч w 1 1 1 1 1 1 1 1
"а. 29 26 24 —ОС гч гч - — СО ч© ч© 1* 3 1 1 1 1
к 74 54 ZS ГП — •* in Г* — СО О ч0 С* > 1 1 1 1
а. 78 58 О ЧГ5 Гч Ш LT 1П тР г 40 — m — — а Х? ГЧ - I
ас СП СП СП ГЧ Г — — — — я- - О О е ।
Наиболее важные структурные события (акты) и их хOHrhurvnaiiMOHHoe значение -Г ,1 Максимальным пик роста остова и ярусов Распад и исчезновение 4-го яруса Исчезновение побочного петлевого остова, размыкание и дробление ииклов в центре Появление нового никла-остиова. оазмыкание и и клоп в центре остова Исчезновение в остове 3-го яруса в результате размыкания ииклов в иентре х—vrcv чах. гзгтз. ль.-» vz _»а х_-»к-| irizx unrvtwu iz uv 1 1 Исчезновение в остове 2-го яруса, образование побочного остова на юге Сокращение остова на востоке Распад южюго побочного остова, образование 3 никлов-островов, ликвидация ветвей Исчезновение никлов-островов и части се-и на юге С ) | OU LTVIV/DU Исчезновение остова Исчезновение двух ииклов-островов Исчезновение одного иикла-острова, ликвидация ветвей Ликвидация сети
Голы 1932 1934 Ш Ф ? 3 00 г 1/ О' 0 1958 1959 1963 1965 1 ГЧ X чО ч£> С' О'. 1971 1972
Рис. 44. Распад сети трамвайных линий Мадрида
в 1934-1972 гг. (начало)
На кари- 19341. сеть имеет циклический остов с 3 топологическими ярусами,
на карте 1948 г. - с 2 ярусами К 1948 г. исчез 3-й ярус, число циклов в остове
уменьшилось - они стали крупнее. Внешние границы 1-го, 2 го и т.д. топо
логических ярусов выделены жирными линиями с соответствующими циф-
рами. Жирные линии без цифр оконтуривают безостовные циклы.
Рис. 44. Распад сети трамвайных линий Мадрида в 1934-1972 гг.
(продолжение)
На карте 1957 г сеть имеет циклический остов с 2 топологическими ярусами
(у второго яруса - два изолированных ядра), на Kajvrc 1958 г. - главный и
южный побочный остовы с 1 ярусом. Сеть сильно упростилась. Внешние грани-
цы 1-го, 2-го топологических ярусов выделены жирными линиями с соответ-
ствующими цифрами Жирные линии без цифр оконтуриваютбезостовные циклы
Рис. 44. Распад сети трамвайных линий Мадрида в 1934-1972 гг.
(продолжение)
На карте 1959 г. сеть имеет два циклических остова с 1 топологическим яру-
сом (на юге и севере), на карте 1963 г. - остался один остов с 1 ярусом
(выделен жирной линией с цифрой «1») и 7 внсостовных циклов (их окон-
туривают жирные линии без цифр).
Рис. 44. Распад сети трамвайных линии Мадрида в 1934-1972 гг.
(окончание)
На карте 1969 г. сеть имеет два внсостовных цикла с 3 внешними и 1 соеди-
нительным дендритами.
На карте 1972 г. показана последняя линия накануне се закрытия (с одним
циклом). Внсостовиыс циклы выделены жирной линией без цифр.
Вторая волна размыканий циклов в центре имела место в 1949-
1955 гг. и сопровождалась ликвидацией ветвей дендритов на перифе-
рии. В 1954 г. исчез цикл-остров на севере. Третья волна размыканий
циклов в центре в 1957-1958 гг. привела к сокращению остова на юго-
западе, и как следствие - к исчезновению в 1958 г. 2-го яруса и от-
щеплению от остова небольшого побочного остова на юге города. Этот
последний просуществовал до 1963 г., когда распался на два цикла-
острова.
В 1939-1906 гг. продолжались дальнейшее сокращение главного
остова (он занимал теперь уже только северную часть города) и раз-
мыкание его циклов в центре: в единственном топологическом ярусе
вместо прежних 11 осталось только 6 циклов (в 1963 г), а затем
(в 1966 г.) только 3. Распад циклического остова сопровождался
в 1963 г. увеличением числа циклов-островов (с 3 до 7). Процесс
цикло- и остоворазрушения завершился в 1967 г. полным распадом
остова. Вместо него в сети остались 4 цикла-острова: два из них ис-
чезли в 1968 г., третий - в 1971 г. Сеть 0 класса (с 1 циклом) про-
существовала до 1972 г., когда была окончательно ликвидирована.
Пространственно распад сети шел неравномерно: сначала исче-
зали участки в центре города, затем была полностью ликвидирована
южная часть сети, позже - на западе и в центре, на северо-западе и
севере. Последним был закрыт фрагмент на востоке. Особенностями
распада сети трамвайных линий Мадрида (в отличие от многих дру-
гих городов) были слабый рост на периферии в первой половине
1960-х гг. и образование нескольких изолированных циклов-островов
в стадиях 1-го и 0-го классов. Эта сеть (как и сеть Копенгагена)
исчезла в 0-й стадии, так и не превратившись в дерево.
Полный распад сети троллейбусных линий изучен на
примере деструкции сети Льежа - одной из самых крупных в свое
время троллейбусных систем континентальной части Западной Евро-
пы. В 1954 г. (табл. 44) в ее циклическом остове было 2 топологи-
ческих яруса и 10 циклов (карта 1955 г. на рис. 45). Троллейбус пол-
ностью в 1930-1940-е гг. вытеснил здесь трамвай. Ликвидация сети
троллейбусных линий была осуществлена в 1960-е годы и вызвана
той же причиной, что и ликвидация трамвая, - убыточностью эксплу-
атации. В качестве более дешевой замены троллейбуса был выбран
тот же автобус.
Распад сети троллейбусных линий шел в течение 10 лет - с
1961 г. по 1971 г. Сеть в этот период постепенно перешла из стадии
2-го класса в стадию дерева (последняя была относительно затяжной).
Этой стадии так и не достигли ни сеть трамвайных линий Копенга-
гена, ни сеть Мадрида. На примере Льежа были изучены особеннос-
ти распада сетей-деревьев (серия карт на рис. 45).
Рис. 45. Распад сети троллейбусных линий г. Льеж (Бельгия)
в 1955-1971 гг.
На картах 1955—1964 гг. сеть имеет циклический остов с двумя топологически-
ми ярусами Каждая карта отображает распад сети шаг за шагом Жирными
линиями с цифрами выделены топологические ярусы остова, без цифр -
внсостовиыс циклы На карте па 10 февраля 1965 г остов распался, от него
остался только один цикл Этот цикл разомкнулся 30 августа 1965 г., и сеть
превратилась из циклической 0-го класса в сеть-дерево В 1966-1971 гг. сеть-
дерево постепешю разрушалось, его структура упрощалась. 4 января 1969 г. лере
во распалось па два автономных компонента, к 1 марта 1969 г. второй автоном-
ный компонент (па юго-западе) исчез, а главный вновь распался па два 30 марта
1969 г. юго-восточный компонент исчез Единственная линия в сентябре 1971 г
была укорочена с запада и окончательно закрыта 9 ноября 1971 г
В начальный этап распада сеть теряла внеостовные циклы (петли)
на южной окраине. Он сопровождался ликвидацией ветвей и даже не-
сколькими актами сетеобразования (в 1956 г.). Затем стал сокращаться
сам остов, и последовала ликвидация нескольких ветвей. В феврале
1965 г. размыкание циклов в центре и иа севере привело к исчезнове-
нию не только 2-го яруса, но и всего остова (сеть перешла из 2-го клас-
са в 0-й). В ней сохранился один большой цикл, который уже в августе
1965 г. разомкнулся, и сеть превратилась в дерево Такой быстрый пе-
реход из 2-го класса в класс дерева наблюдался только в сети желез-
ных дорог штата Нью-Гэмпшир, которая проделала тот же путь в 1928—
1982 гг. Такой быстрый переход объяснялся желанием городских
властей быстрее осуществить замену троллейбуса более дешевым в эк-
сплуатации автобусом.
Дерево, образовавшееся в августе 1965 г., имело 9 ярусов раз-
ветвления Как же распадалось оно в дальнейшем? Уже в следующем
(1966) году исчезла юго-западная ветвь, и число ярусов разветвле-
ния уменьшилось до 7. В 1968 г. исчезли еще две ветви этого дере-
ва, но число ярусов разветвления не изменилось. В январе 1969 г.
произошел разрыв сети на два изолированных компонента - глав-
ную сеть и небольшой автономный компонент в юго-западной части
города.
Этот последний исчез уже в следующем месяце. А 1 марта того
же года оставшаяся сеть вновь распалась еще на два новых компо-
нента - широтную линию и линию, соединяющую центр города с юго-
востоком В конце марта 1969 года этот второй компонент исчез, и в
сети осталась единственная линия, укороченная в сентябре 1971 г. с
запада. Оставшийся, восточный, участок этой линии был закрыт в но-
ябре 1971 г., что стало последним событием сетеразрушения.
Таким образом, полный распад сеги может идти не только медлен-
но, путем постепенного снижения уровня топологической сложности, но
и быстро, с резким его падением: переходом сети из 2 го класса слож-
ности в класс деревьев. Число ярусов разветвлений в дереве по мере
распада уменьшается, и дерево, в конечном счете, превращается в про-
стую цепь. Сеть-дерево может несколько раз распадаться на изолирован-
ные части, одни из которых долговечны, а другие нет.
Неполный распад сетей городского транспорта. Такой
распад этих сетей вызван геми же причинами, и которых мы писали
выше, но он не приводил к полному их исчезновению и сопровож-
дался иногда даже небольшим ростом с усложнением их топологичес-
кой структуры. Чаще же распад количественно преобладает над рос-
том, и структура сети становится проще. Такой неполный распад
может быть сильным (когда сеть переходит в низший класс сложно-
сти) или слабым (она остается в том же классе сложности).
Неполный сильный распад характерен для сетей трамвая, реже -
троллейбуса, и даже - метрополитена (единственное исключение в
мировой практике - ликвидация линий надземного метрополитена
Нью-Йорка). Он сопровождается большим сокращением топологи-
ческой протяженности сети, упрощением структуры циклического
остова и дендритов. В качестве примеров такого распада мы взяли
сети трамвайных линий Тбилиси и Москвы, а также метрополитена
Ныо-Йорка.
J рамваиная сеть Тбилиси. Снятие трамвайных линий здесь
началось в 1952 г. и осуществлялось в несколько этапов. Сильный
распад сети в центре города сопровождался незначительным ростом
ее на периферии (рис. 46 и табл. 45).
Накануне распада сеть имела два петлевых остова (каждый - по
1 ярусу): один охватывал 3 цикла в центральной части города на обоих
берегах р Кура, второй - 2 мелких цикла у вокзала. В 1955 г. привок-
зальный петлевой остов расширился на север за счет замыкания ново-
го цикла в Дидубе. В 1957 г. в центральном остове разомкнулся цикл
(закрыта линия по ул. Дзнеладзе), и оба остова перестали быть петле-
выми - между ними образовался разрыв: северный остов оказался
связанным с южным единственной линией - соединительным дендри-
том. „осле закрытия линии по мосту Бараташвили в 1963 г. южный
остов распался на единичные циклы.
Несмотря на остоворазрушение и адендритизацию (закрытие за-
падной линии в Ваке), в 1960-1968 гг. на окраинах шла дендритиза-
ция. В 1970 г. распался и северный побочный остов - от него оста-
лись два цикла-острова (с обеих сторон вокзала), в результате чего
сеть перешла иэ 1 го в 0-й класс сложности.
В 1974 г. произошло еще одно важное сетеразрушающее собы-
тие - разрыв всей сети на два автономных компонента (северный и
южный), который был вызван закрытием линии из центра города в
юго-восточную часть Навтлуги (Самгори). В северном компоненте со-
хранились два цикла-острова, тогда как южный стал деревом (в виде
единственной линии со своим собственным депо). В 1970-1980-е
годы в северном компоненте шла дендритизация, и образовалось не-
сколько новых циклов-островов. Южный компонент не изменил сво-
ей структуры до сегодняшнего дня. В 1989-1994 гг. северный компо-
нент частично распался и в настоящее время представляет собой
циклическую сеть 0 класса с 2 циклами-островами (карта на рис. 46).
Таким образом, в трамвайной сети Тбилиси существуют два автоном-
ных компонента - 0 класса и дерево В результате распада эта сеть
перешла из 1-го в 0-й класс сложности с разрывом сети на два ав-
тономных компонента.
1Л
-r
ч
3
X
о
Рис. 46. Неполный распад сети трамвайных линий Тбилиси
в 1950-2000 гг.
В 1950 г существовал главный остов с 1 ярусом и небольшой по размерам
петлевой остов в районе вокзала. Последний в 1955 г расширился на се-
веро-восток, охватив Дидубе и Грма-Геле. К I960 г. главный остов в центре
города сократился, а в 1963 г. распался Прежний петлевой остов с 1957 г.
стал главным, но и он в 1970 г. распался. С этого момента сеть перешла из
1-го в 0-й класс.
D 1974 I. сечь распалась па дна автономных компонента - северный (с 3
единичными циклами) и южный (дерево). В 1975-1986 гг северный ком-
понент сети разветвился, и в нем образовались еще 2 цикла-острова. Пос-
ле 1986 г структура северного компонента упростилась - 3 цикла-острова
и ряд ветвей исчезли В 2000 г сеть состояла из двух автономных компо-
нентов: 1) северного - 0-го класса с 2 циклами-островами и слабо ветвя-
щимся внешним дендритом; 2) южного - дерева К=1.
Внешние границы 1-го яруса выделены жирными линиями с соответству-
ющими цифрами, а виеостоиныс циклы - жирными линиями без цифр.
Трамвайная сеть Москвы. Распад этой сети был более
сильным и интенсивным, чем в Тбилиси, - с 1935 г. по 2002 г. она
постепенно перешла из 4-го в 1-й класс топологической сложности
(табл. 46 и рис 47): к 1940 г из 4-го класса сложности - в 3-й, к
1961 г. - во 2-й, к 1974 г. - в 1-й класс. С 1935 г. по 1989 г. она
потеряла 77% всех циклов (от уровня 1935 г.) и 40% своей топо-
логической протяженности Процесс сетеразрушения имел четыре
пика - 1936-1937 гг., 1955-1958 гг., 1961-1963 гг. и 1990-е гг.
Ликвидация трамвайных линий была вызвана многими причинами,
но главными среди них можно считать автомобилизацию, шумовое
загрязнение и узость центральных улиц.
Таблица 46
Изменение основных топометрических характеристик сети
трамвайных линий Москвы в процессе ее распада в 1935-2002 гг.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - число циклов в
сети; |Л |? и т. д. - число циклов в 1-м, 2-м и т. д. топологических ярусах
главного циклического остова; и" - число циклов в главном циклическом
остове; со - число внеостовных циклов (петель и островов); Р - число
автономных компонентов (АК), включая главный компонент; О” - число
побочных остовов (без главного).
Даты Я М И”' н' и* и' CD Р О"
1 сентября 1935 4 61 61 30 18 11 6 - 1 -
15 декабря 1940 3 51 51 26 21 4 - - 1 -
1 сентября 1948 3 48 48 24 22 2 - - 1 -
1950 3 40 40 19 14 7 — — 1 —
1 октября 1955 3 31 31 13 16 2 — — 1 -
10 февраля 1961 2 27 25 21 4 - * 2 2 -
1974 2 19 14 13 1 - - 5 2 •
1989 1 14 9 9 - - - 5 2 —
2002 1 9 3+2 3+2 - - - 4 2 1
Циклический остов, охватывавший в 1935 г. весь город до Ка-
мер-коллежского кольца (с выступами на восток, юг и северо-запад),
постепенно сокращался и к 19G1 г. был вытес нен на вис гик и севе-
ро-запад. В 1960-е и 1970-е гг. он окончательно сместился на вос-
ток и северо-восток города. Сокращение остова на юге привело к
выделению из него двух больших циклов-островов (Черемушки, ав-
тозавод ЗИЛ).
В 1957 г. сильное разрушение привело к разрыву сети на два
автономных компонента - на западной окраине возник небольшой
компонент-дерево (Фили - Киевский вокзал - Лужники; он был
ликвидирован в 1962 г.). В 1974 г. такой разрыв сети повторил-
ся, теперь уже на северо-западе - от главного компонента была ото-
рвана сеть линий на Красной Пресне, по Ленинградскому проспекту,
в Тушино, Щукино, Михалкове и Петровско-Разумовское. Этот ком-
понент существует и в наши дни, сократившись в последние годы
(сняты линии на Пресне и Масловке).
Процесс распада сети сопровождался ее ростом на периферии,
особенно в 1940-е, а также в 1960-1970-е годы (проложены новые
линии в Новогиреево, Медведково, Тушино, Строгино, Чертаново). Се-
теразрушение имело следующие фазы: укрупнение циклов в центре
(1935-1955 гг), преобладающее размыкание периферийных циклов
остова сначала на западе, а позже - на юге (1956-1966 гт.), размыка-
ние и укрупнение циклов и ликвидация ветвей (1967-2000 гг.).
Слабый рост на периферии не мог компенсировать ускорявшийся
распад. Из-за закрытия в 1990-е годы ряда линий в восточной и се-
верной частях города циклический остов распался на два небольших
остова (карта 2002 г. на рис. 47). Один из них располагается к северу
от шоссе Энтузиастов, другой - в Сокольниках
Рис. 47. Неполный сильный распад сети трамвайных линий Москвы
в 1934-2002 гг. (начало)
На карте 1934 г. сеть имеет циклический остов с 4 топологическими ярусами,
на карте 1940 г. - с 3 ярусами. К этому времени исчез 4-й ярус, число циклов
в остове уменьшилось, они стали крупнее Внешние границы 1-го, 2-го и т.Д.
топологических ярусов выделены жирными линиями с соответствующими
цифрами. Жирные липни без цифр оконтуривают бсзостовные никлы.
1955 11.1961
Рис. 47. Неполный сильный распад сети трамвайных линий Москвы в 1934-2002 гг. (продолжение)
На карте 1955 г. есть имеет циклический остов с 3 топологическими ярусами (два небольших цикла); на карте 1961 г. - с
2 ярусами, на запале образовался автономный компонент до Филей. Внешние границы 1-го, 2-го и т.д. типологических ярусов
выделены жирными линиями с соответствующими цифрами. Жирные линии без цифр оконтуривают беэостовпые циклы
Таким образом, структура сети трамвайных линий Москвы ста-
ла проще, перейдя из 4-го в 1-й класс сложности при слабом росте,
не компенсировавшем потери. Такое сильное разрушение привело к
ухудшению транспортного обслуживания города трамваем, резкому
снижению надежности всей трамвайной сети. Теперь она состоит из
главного компонента с двумя остовами и 3 циклами-островами, а так-
же автономного моноциклического компонента на северо-западе. Рас-
пад сети трамвайных линий Москвы - типичный образен неполно-
го сильного сетеразрушения.
Сеть метрополитена Нью-Йорка. Распад охватил здесь
только сеть надземных участков линий Elevated (табл. 47 и рис. 48) и
не коснулся подземных. В середине 1930-х годов было решено снести
эти высокие и громоздкие конструкции вдоль 2, 3, 6 и 9 Авеню Ман-
хэттена, которые мешали расширявшемуся в это время автомобильно-
му движению Вместо шумных линий, построенных на уровне 5-го эта-
жа зданий, в это время были проложены новые подземные. Надземные
линии в других частях Нью-Йорка сохранились до наших дней (напри-
мер, в Бруклине и Квинсе), но были демонтированы в 1938-1973 гг. в
Манхэттене и Бронксе.
Пик роста сети пришелся на 1937 г., когда в циклическом остове
сети было 4 топологических яруса, 117 циклов (табл. 32 и рис. 34 в
главе 3). Первой была ликвидирована линия Elevated вдоль 6 Авешо (де-
кабрь 1938 г.). Это привело к размыканию сразу 9 циклов (их число
сократилось со 117 до 109), сокращению числа циклов в 1-м и 3-м яру-
сах. Вместо нее в декабре 1940 г. была открыта новая подземная линия
под 6 Авеню.
Вторая фаза распада пришлась на май-июнь 1940 г., когда были
закрыты линии по 2 Авеню (севернее 60-й улицы) и 9 Авеню на
Манхэттене, а также по Фултон Стрит (с заменой на новую под-
земную линию), 5 и 3 Авеню в Бруклине. Эти события привели к
размыканию сразу 12 циклов, сокращению топологической протяжен-
ности сети, уменьшению циклов во 2-м, 3-м и 4-м ярусах. Новая
линия под 6 Авеню на Манхэттене, открытая в конце 1940 г., час-
тично компенсировала потери, вызванные закрытием этих двух важ-
ных линий.
Самым важным сетеразрушающим событием стало закрытие в
июне 1942 г. линии Elevated по 1 и 2 Авеню от центра до 60-й улицы.
В результате этого остов лишился 7 циклов и 4-го яруса. В марте
1944 г. была закрыта линия по Бруклинскому' мосту', что привело к раз-
мыканию двух циклов во 2-м и 3-м ярусах В 1950 г. была ликвидиро-
вана линия Elevated по Лексингтон-авеню в Бруклине (разомкну'лея еще
один цикл).
£
Таблица 47
Изменение основных тонометрических характеристик сети линий
метрополитена Нью-Йорка в процессе ее распада в 1938-2002 гт.
Я - число топологических ярусов в главном сстовс, ц - число циклон в сети; р’. у?, р1, pt* - число циклов в 1м,
2-м, 3 м, 4-м топологических ярусах главного циклического остова; р^ - число циклоп в главном циклическом остове; <о - число
внеостовных циклов (петель и островов); Ец/е - степень цикличности сети (доля ребер в циклах в обцем числе ребер сети),
Р - число автономных компонентов (АК), включая главный компонент; О" - чкло побочных остовов в сети (без главного остова).
Даты Наиболее важные структурные события (акты) и их конфигурационно? значение Я и и„. и' Р3 р’ ц4 Еи/е со р о-
1937 Максимачьный пик роста остова и читла ярусов 4 117 115 46 41 25 3 0,77 2 1 -
4 12.1938 Размыкание 9 ииклов в связи с закрытием линии по 6 Авеню 4 108 106 41 41 19 3 0,76 2 1 -
31 05 и Размыкание большого чиста ииклов вдоль 6 и 9 Авеню
11.06.1940 Манхэттена; в Бруклине 4 96 94 43 38 12 1 0,75 2 1 —
15.12.1940 4 дробления ииклов в связи с пуском новой линии под 6 Авеню 4 100 98 43 38 16 1 0,75 2 1 -
13 06.1942 Размыкание 7 ииклов, исчезновение в остове 4-го яруса в связи с закрытием линии по 2 Авеню 3 93 91 42 37 12 — 0,74 2 1 —
5 03.1944 Размыкание 2 циклов в связи с закрытием линии по Бруклинскому мосту 3 91 89 42 36 11 — 0,74 2 1 -
28.11.1948 Два замькания ииклов 3 93 91 44 36 11 - 0,74 2 1 -
22 12.1950 Размыкание 6 циклов в связи с закрытием линии по 3 Авеню 3 84 82 43 29 10 - 0,75 2 1 -
12 05.1955 Размыкание 8 ииклов в связи с закрытием линии по 3 Авеню 3 74 72 41 26 5 - 0,72 2 1 -
3.10.1969 Закрытие линии вдоль Миртл-авеню (эруклин) 3 72 70 40 24 6 - 0,69 2 1 -
28.04.1973 Размыкание цикла в Бронксе в связи с закрытием там линии по 3 Авеню 3 71 70 40 24 ь — 0,66 1 1 -
11.12.1988 Замыкание большого цикла в восточной части Квинса, расширение 2-го и 3-то ярусов, присоединение к остову цикла-острова 3 72 72 31 28 13 — 0,70 - 1 -
29.10.1989 Два дробления ииклов и ветвление 3 74 74 32 29 13 — 0,70 - 1 -
10 11 2001 Замыкание никла на стыке Манхэттена и Квинса 3 75 75 33 29 13 - 0,71 - 1 -
Закрытие в декабре 1950 г. линии по 3 Авеню в нижней части
Манхэттена привело к размыканию 6 циклов и небольшом)' сокращению
всех трех ярусов в центре. В мае 1955 г. была демонтирована северная
часть этой линии вдоль 3 Авеню от центра до начала Бронкса, что выз-
вало размыкание еще 8 циклов и сокращение всех трех ярусов Число
циклов уменьшилось с 90 до 74. Последним этапом распада сети стало
закрытие в 1969 г. линии вдоль Миртл-авеню в Бруклине и в 1973 г. -
вдоль 3 Авеню в Бронксе, после чего число циклов сократилось до 70.
Распял сети метро Нкю-Йориа был неполным сильным: уровень
топологической сложности снизился всего на 1 класс - с 4-го до 3-го,
число циклов сократилось со 117 до 75.
Итак, общими закономерностями распада сетей городс-
кого транспорта являются: упрощение топологической структуры
с понижением класса сложности и уменьшением числа циклов в осто-
ве; чередующиеся волны адендритизации и остоворазрушения. У сетей
городского транспорта встречается большее разнообразие типов распа-
да, чем у сетей железных дорог: полный, неполный сильный и слабый.
$4. Пространственные закономерности распада
транспортных сетей
Главной траекторией распада транспортных сетей являет-
ся упрощение их топологической структуры в следующем порядке:
циклическая сеть с несколькими топологическими ярусами —» цик
лическая сеть с / топологическим ярусом -> безостовная цикли-
ческая сеть -> сеть-дерево. При распаде циклический остов теряет
циклы, которые становятся частью дендритов. В нем уменьшаегся чис-
ли типологических ярусов, а затем он и сам распадается на единич-
ные циклы. Далее происходит размыкание последних циклов, и сеть
становится деревом, структура которого также упрощается. Сеть мо-
жет распасться на несколько автономных компонентов. Последней
фазой разрушения является полное исчезновение сети.
В ходе распада циклический остов разуплотняется, растет степень
дендритности и уменьшается степень цикличности сети, увеличивают-
ся топологический диаметр и средний периметр циклов остова, растет
число автономных компонентов. Уровень топологической надежности
сети снижается, и она становится более уязвимой для катастроф и ава-
рий. Распад может идти повсеместно или только в определенных час-
тях сети (например, только на периферии или только в центральной
части). Он может протекать моноцентрически (сеть не разрывается на
автономные компоненты) и полицентрически (сеть распадается сразу
на несколько автономных компонентов) Преобладает моноцентрический
тип сетеразрушения.
Основными элементами процесса распада сетей явля-
ются древоразрушение (адендритизация), циклоразрушение, остовораз-
рушение, а также дисконнекционные процессы, которые более редки
в сетях городского транспорта и чаще встречаются в сетях желез-
ных дорог.
Эмпирически выявлены три типа распада транспортных сетей:
слабый, неполный сильный, полный Последний наиболее харак
терен для сетей городского транспорта, которые могут полностью ис-
чезать па стадии О пласса или дерева. Hnicnuiimuiiв распада у се-
тей городского транспорта выше, чем у сетей железных дорог. Не все
сети распадаются до конца. Распад некоторых из них может приос-
танавливаться, и сеть продолжает существовать в одном и том же
классе топологической сложности. Глубина распада измеряется абсо-
лютной и относительной потерей протяженности сети, числа циклов
и ярусов по отношению к максимальному ее размеру в пик ее роста.
Для слабого распада характерно несущественное топологическое
упрощение, в результате которого уровень сложности циклического
остова не меняется. При этом сеть теряет незначительную свою часть,
число топологических ярусов в циклическом остове остается пре-
жним; сокращаются лишь число циклов, ветвей и общая протяжен-
ность сети. Несмотря на преобладание актов сетеразрушения, в сети
одновременно с ними могут иметь место элементы роста.
Неполный сильный распад характеризуется большим уровнем
потерь как в циклическом остове, так и в дендритной части сети, а
также значительным сокращением протяженности сети. В результа-
те этого уровень топологической сложности сети снижается на 1-
2 класса. Например, остов, сети может потерять один или даже два
топологических яруса; циклическая сеть 1-го класса может превра-
титься в безостовную или даже в сеть-дерево, а безостовная - в
дерево. Несмотря на интенсивный распад, сеть, однако, полностью не
исчезает - от нее остаются либо какие-то периферийные или цен-
тральные части, либо она распадается на автономные компоненты, в
которых даже возможен небольшой рост.
Полный распад происходит при вытеснении сети устареваю-
щего вида транспорта сетью нового вида. Этот процесс интересен для
географов своей динамичностью и многообразием пространственных
форм. Сеть может пройти «обратный путь* от сложнейшей до про
стейшей топологической структуры за несколько лет, несмотря на то,
что рост этой структуры занял несколько десятилетий. Процесс та-
кого распада насыщен большим числом сетеразрушающих событий.
Последовательность полного распада во многом повторяет в обрат-
ном порядке процесс роста, но с некоторыми вариациями и откло-
нениями.
§5. Быстрый распад транспортных сетей,
вызванный геополитическими изменениями
Выше были рассмотрены квазиестественные процессы роста и
распада транспортных сетей, которые носят постепенный, плавный ха-
рактер. Однако кроме таких замедленных эволюционных процессов в
географической практике встречаются эволюционные скачки - рез-
кие изменения структуры сети, вызванные действием внешних обсто-
ятегтьгтя К этим последним относятся главным обраоом политике
географические - распад государства, передача части территории из
состава одной страны в состав другой, потеря территорий в результа-
те военных действий. Распад политико-географического таксона так
или иначе влечет за собой распад обслуживающей его транспортной
сети. Примерами таких геополитических событий, которые приводят
к резкому распаду или росту транспортных сетей, являются полити-
ческий распад Австро-Венгерской монархии в 1918 г., Российской
империи в 1917—1920 гг., Британской Индии в 1947 г., Германии в
1949 г., Югославии и СССР в 1991 г., Чехословакии в 1993 г.;
объединение Румынии и Югославии в 1918 г., Германии в 1990 г.
Далее на разных географических примерах мы проанализируем
закономерности распада и роста топологической структуры транспор-
тных сетей, вызванные такими геополитическими событиями.
Деструкция транспортных сетей как результат по-
литического распада стран изучена нами на примере сетей же-
лезных дорог. Она имеет то же направление, что и медленный эво-
люционный распад сети, но отличается повышенной интенсивностью.
Существуют три типа такого распада: полицентрический (на три и
более частей), бицентрический (на дне части) и моноцен три чес кии
(отщепление части сети). Первый тип деструкции мы проанализиро-
вали на примере распада сетей железных дорог Австро-Вен герской
монархии в 1918 г. и СССР после 1991 г.; второй - распада сетей
железных дорог Кореи (1945-1953 гг.) и Чехословакии (1993 г.);
третий - сети железных дорог Финляндии.
Полицентрический одномоментный распад
Австро-Венгерская монархия к моменту своего распада в
1918 г. имела одну из самых протяженных сетей железных дорог в
Европе, уступая ЛИШЬ Германии. Великобритании и России. История
формирования этой сети подробно изучена П. Иорданом (Jordan.
1993; Atlas der Donaulander..., 1986). Густота сети и ее распределе-
ние по территории были неравномерными: южные и восточные ок-
раины имели более низкую плотность, тогда как остальные части
монархии - приблизительно одинаково высокий уровень, за исклю-
чением Богемии, Моравии, Нижней Австрии с самым высоким. В цик-
лическом остове этой сети к 1915 г. насчитывалось 7 топологичес-
ких ярусов и 498 циклов (табл. 48). Главный остов почти полностью
покрывал территорию всей монархии, за исключением восточной (Бу-
ковина) и южной (Босния) частей. В 1-м ярусе остова имелась ин-
версия числа циклов (130 циклов в 1-м ярусе и 129 ~ во 2-м). Цен-
тральные (5-й, 6-й и 7-й) ярусы располагались между Веной и
Будапештом, а топологический центр всей сети - в районе Дьёра и
Папа (в северо-западной части современной Венгрии) - самой внут-
ренней части монархии
Распад Австро-Венгрии завершился образованием двух новых
стран - Чехословакии и Югославии, резким сокращением площади
обеих метрополий - Австрии и Венгрии; передачей ее восточных ок-
раин Румынии (Трансильвании, части Баната, Марамуреша, Кришаны,
Буковины) и Польше (Галиции), а двух западных частей территории
Австрии (Южного Тироля, а также Триеста с Истрией и Фиуме) -
Италии. Большая сеть, таким образом, распалась на 9 разных частей
(табл. 48). Самую сложную структуру сети стали иметь Чехословакия
(4 яруса; несмотря па чрезвычайную вытянутость ес конфигурации) и
более округлая Венгрия (3 яруса). По два яруса имели сети Австрии,
Югославии (без Сербии и Черногории) и Галиции (юг Польши), по
одному - Трансильвания и Триестская область. Сеть железных дорог
Южного Тироля (отошедшего к Италии) являлась сетью 0 класса, а
Буковины - деревом. Результатом распада большой сети на небольшие
части стала потеря трех ярусов, 82 циклов (16% от общего их числа).
Сети железных дорог новых стран стали проще, на их окраинах обра-
зовалось 26 автономных компонентов (мелких «обрезков» за счет того,
что новые границы нарушили прежнюю естественность конфигурации
сети), появились мелкие побочные остовы (Банатский в Югославии, на
востоке Словакии, Банатский в Румынии). Прежде целостная сеть в не-
которых местах была искусственно нарушена новыми политическими
границами, при проведении которых руководствовались преимуще-
ственно этническими принципами и совершенно не учитывалась внут-
ренняя транспортная связность частей новых стран.
От этого почти одномоментного распада больше пострадали ок-
раинные, а не центральные части бывшей монархии. Топологическая
структура сетей новых малых стран в центральном ядре бывшей монар-
хии стала конфигурационно более естественной и ориентировалась на
новые границы и национальную, а не дуальную столицу. Топологичес-
кая струтстура сетей новых малых периферийных (по отношению к Вене
и Будапешту) стран, наоборот, была сильно нарутпена, оборвана с како-
го-то одного края Их эксцентриситет усилился еще больше, чем при пре-
жнем ЭГП в рамках монархии. Обе бывшие столицы метрополий оказа-
лись на окраинах своих новых малых государств.
Таблица 48
Изменение основных топометрических характеристик сетей железных дорог
в результате распада Австро-Венгерской монархии в 1918 г.
Во вновь возникших малых странах образовались новые топо-
логические дефекты в виде автономных компонентов, оторванных от
главной сети; уровень связности соседних частей одной и той же
страны понизился; усилилось влияние площадных и линейных пре-
пятствий (например, Дунай стал разделять территорию Венгрии силь-
нее, чем прежде).
Так в Чехословакии (которая меньше всех пострадала от распа-
да Австро-Венгрии и приобрела наибольшие выгоды от него) топо-
.1шптм>1 uipyaiypa сет к западной части страны (Чехии и Мо-
равии) стала более естественной. В то же время в ее восточной
части появились новые дефекты: оторванный от главного остова по-
бочный остов на юге Словакии, изолированные циклы-острова на
востоке Словакии и в Подкарпатской Руси (Закарпатье), 3 автоном-
ных компонента на границе с Румынией и Польшей (в восточной
части Закарпатья). Топологический центр страны оказался на запа-
де - в районе Праги и Брно. Таким образом, уже в 1918 г. сложил-
ся явный западный эксцентриситет этой новой, широтно вытянутой
страны.
Основной пространственной диспропорцией структуры сети же-
лезных дорог Венгрии стало разделение Дунаем сети (на уровне
2-го топологического яруса) на две части. Разрыв сети вдоль новых
границ на северо-востоке, востоке и юго-востоке (с Чехословакией,
Румынией и Югославией) привел к сжатию остова и сдвигу его
восточной границы внутрь страны. Так же как и в Чехословакии,
топологический центр сети новой Венгрии сдвинулся к северо-запа-
ду и разместился к северу от озера Балатон (т. е. близ топологичес-
кого центра прежней монархии).
Циклический остов сети железных дорог Австрии после поте-
ри Южного Тироля сжался к востоку, и его западная граница про-
шла по линии Зальцбург - Филлах. В северной части Тироля обра-
зовался один автономный компонент, а вдоль новой, сдвинутой на
восток австро-венгерской границы сразу оказалось три линии -
автономных компонента, которые заходили из Венгрии и заканчива-
лись тупиками на территории Австрии. Второй топологический ярус
оказался разорван на два изолированных ядра - Верхнюю и Ниж-
нюю Австрию.
О слиянии распада Австро-Венгрии на изменение структуры и
появление новых топологических дефектов и диспропорций в сетях
железных дорог Румынии и Югославии будет сказано ниже.
СССР к моменту своего распада в 1991 г. имел одну из самых
протяженных сетей железных дорог в мире (147 тыс. км), уступая
лишь США. Густота сети и территориальное ее распределение были
неравномерными, как и во многих других странах. В ее остове к это-
му моменту было 6 топологических ярусов и 382 цикла (табл. 49).
Он охватывал западную и южную части страны и практически не
покрывал территорию Восточной Сибири и Дальнего Востока, за ис-
ключением их крайнего юга. Центральные (5-й, 6-й) топологические
ярусы располагались между Москвой и Донбассом, а топологический
центр всей сети - в районе Харькова - Курска - Орла.
В конце 1991 г. СССР распался на 15 стран. Большая сеть с 6
топологическими ярусами в остове также распалась на 15 сетей
(табл 49). Самую сложную структуру теперь стали иметь сети Рос-
сии (4 яруса; несмотря на чрезвычайную вытянутость ее конфигу-
рации; карта 55) и более округлой Украины (3 яруса). По два яруса
имеют сети Белоруссии и Казахстана, по одному - сети Латвии,
Литвы, Азербайджана. Сеть 0-го класса имеют Узбекистан (полицик-
лическая); Эстония, Армения и Туркмения (каждая по одному цик-
лу). Сети остальных бывших республик являются деревьями, при-
чем в Таджикистане и Киргизии они разорваны соответственно на
2 и 5 автономных компонентов.
Результатом распада сети СССР стала потеря в самой боль-
шой по размерам сети (России) двух ярусов и 40 циклов (10% от
их числа в прежней сети). Структура сетей новых стран стала про-
ще, на их окраинах возникло много мелких автономных компонен-
тов вследствие того, что новые границы «разрезали» прежнюю сеть
(всего 32 изолированных кусочка); появились мелкие побочные
остовы (сибирский и калининградский в России, южный в Казах-
стане). Прежде целостная сеть была разрушена новыми политичес-
кими границами, проведенными еще в начале XX века, когда на мно-
гих окраинах железные дороги только строились или их не было
вообще.
От этого одномоментного распада больше всего пострадали ок-
раинные части бывшего Союза - республики Центральной Азии и
Закавказья Топологическая структура сетей новых малых стран в
центральном ядре бывшего СССР стала более естественной (в смыс-
ле ее конфигурации) и не была нарушена в такой степени. Они ста-
ли ориентироваться на сети соседних европейских стран (для чего
были построены новые соединительные линии; например, между Ук-
раиной и Польшей, Литвой и Польшей). Во вновь возникших малых
странах обрадовались новые топологические дефекты (см. 8 и 9
настоящей главы).
Бицентрический одномоментный распад
На примере раскола Чехословакии и Кореи проанализирова-
ны пространственные закономерности бицентрического распада се-
тей железных дорог.
-----Чехословакия распа.кн ь н начале 1993 г. на Чехию 11 С лов.i-
кию. До этого раскола в циклическом остове общей сети насчитыва-
лось 4 топологических яруса и 176 циклов (табл. 50 и карта 1991 г.
на рис. 49). После 1918 г. в Чехословакии были построены новые
соединительные линии, благодаря чему остов расширился на восток
Словакии и охватывал уже к 1939 г. всю территорию страны до Уж-
города и Чопа. Топологический центр по-прежнему (как и в 1918 г.)
находился на западе страны в районе Праги. Таким образом, эксцентри-
ситет территориальной структуры, возникший в момент образования
нового государи. 1 mi, ne изменился и оказался крайне инерционным, не-
смотря на утрату' в 1945 г. Подкарпатской Руси. 2-й топологический
ярус охватывал не только Чехию, но и центральную часть Словакии.
Распад страны на две части не понизил класс топологической
сложности сети Чехии (в ее остове остались те же 4 яруса), но в Сло-
вакии он понизился (2 яруса) Это означает, что топологическая струк-
тура сети Чехии оказалась очень устойчивой и по-прежнему обладает
высоким уровнем надежности; структура сети Словакии, наоборот, ста-
ла проще, уровень ее надежности резко понизился. Топологический
центр сети Чехии ис изменился и расположен чуть западнее Праги,
т. е. там же, где был прежний топологический центр сети всей Че-
хословакии (карта 1993 г. на рис. 49).
Таблица 50
Изменение основных топометрических характеристик сетей
железных дорог Чехии и Словакии в результате распада
Чехословакии в 1993 г.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц число циклов;
ц1, ц’ и т. л. - число циклов в t-м, 2-м и т. д. топологических ярусах
главного остова; ц"’ - число циклов в главном остове; о - число внеос-
товных циклов (петель и островов); Р - число автономных компонентов
(АК), включая главный компонент; О" - число побочных остовов (без
главного остова); К - число ярусов разветвления в дереве
Страны упорядочены по уровню топологической сложности их сетей.
Страны после распада Я и И” Н’ Н’ м’ И* 00 р О"
Чехия 4 140 138 64 44 25 5 - 1 1
Словакия 2 24 24 21 3 - - — 2 -
Сумма по обеим странам - 164 162 85 47 25 5 - 3 1
Чехословакия до распада 4 176 174 78 64 29 3 - 1 1
Абсолхиная потеря от рлаыха 2 12 12 7 17 4 2 - 2 -
Потеря от распллл в % 7 7 -9 27 14 - - - -
Рис. 49. Распад сети железных дорог Чехословакии в 1993 г.
Карта на 1991г. показывает сеть до раскола страны, на 1993 г. - после се
распада на Чехию и Словакию. До 1993 г. в циклическом остове обшей сети
было 4 яруса; после этого в Чехии число ярусов осталось прежним <4), а в
Словакии их стало два.
1 - границы топологических ярусов и их номера.
В Словакии топологический центр оказался между Нитрой и
Жаром (т. е. к северо-востоку от Братиславы и к западу от Банска-Би-
стрицы; карта 1993 г. на рис. 49) Число циклов в обеих сетях уменьши-
лось, но в Чехии их значительно больше (140), чем в Словакии (24),
хотя территория обеих стран почти одинакова. Обе страны вместе по-
теряли в результате распада 12 циклов (7% от общего их числа). По
всем топологическим показателям очевидно большое различие в уров-
не сложности структуры сетей Чехии и Словакии. В этом случае рас-
пада, как и при любом распаде, одна из частей оказывается всегда в вы-
игрышном, а другая - в проигрышном положении.
Корея распалась на Северную и Южную в 1945 г. Сначала гра-
ница проходила по 38° северной широты. Война 1950-1953 гг. приве-
ла к разрушению железных дорог, часть из которых так и не была
восстановлена. По перемирии 1953 г. была установлена новая граница
(карта 1950 г. на рис. 50).
До распада страны сеть железных дорог охватывала все ее части, а
циклический остов - территорию от Анчжу (северо-запад Кореи) до
Пусана (юго-восток). В нем был только один топологический ярус и
7 циклов (табл. 51). В районе Сеула (в центре страны) этот остов имел
уокуго горловину (перешеек) и СОСТОЯЛ ИЗ Двух ПОЧТИ изолирован-
ных остовов (южного и северного). На крайнем северо-востоке стра-
ны существовал небольшой побочный остов в районе Чхончжина (кар-
та 1944 г. на рис. 50). Кроме того, имелись два цикла-острова - в районе
Хамхына (северо-восток) и Кванчжу (юго-запад), а также один авто-
номный компонент на юго-восточном побережье. Сеть имела несколько
топологических дефектов: горловина остова в Сеуле, оторванность се-
веро-восточного побочного остова, один автономный компонент.
После раскола страны число топологических ярусов на Юге и Се-
вере осталось прежним (один), распался один цикл (между Югом и Сс
вером через Вонсан, Пхеньян, Кэсон и Сеул). Остов на южной половине
страны сжался к югу' и узкой полосой охватывал территорию от Сеула
до Пусана. Цикл-остров (в районе Кванчжу) так и остался оторванным
от этого остова.
Таблица 51
Изменение основных топометрических характеристик сетей
железных дорог Севера и Юга в результате распада Кореи
в 1945-1953 г.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - число циклов в сети;
И1 - число циклов в 1-м топологическом ярусе главного циклического осто-
ва; - число циклов в главном остове; о> - число внеостовных циклов
(петель и островов); Р - число автономных компонентов (АК). включая
главный компонент; О* - число побочных остовов (без главного остова); К -
число ярусов разветвления в дереве.
Страны после распада Я м ц1” И* ф р о
Южная Корея 1 5 4 4 1 2 -
Северная Корея 1 5 2 2 3 1 -
Сумма по обоим странам - 10 6 6 4 3 -
Корея до распада 1 11 7 7 2 2 1
Потеря после распала - 1 1 1 2 -1 -
Потеря от распала в % - 9 14 14 - - -
Рис. 50. Распад сети железных дорог Ксреи в 1945-1953 гг.
Карта на 1944г. показывает сеть всей страны до ее раздела, карта на 1950’. • сети Северной и Южной Корти после раздела.
Жирными линиями с нифртми показаны внешние границы топологических ярусов остова, без цифр - внсостовные циклы
Граница между Севером и Югом показана по состоянию на 1953 г.
На Севере прежний остов распался - от него остались только
два цикла-острова (в районе Пхеньяна-Анчжу и Кэсона). Небольшой
побочный остов на крайнем северо-востоке (Чхончжин) стал един-
ственным, но на самом деле он состоял всего из двух циклов (большо-
го и малого). Фактически этот остов был островом, и сеть Севера
превратилась в полициклическую 0-го класса. Она была топологически
более уязвимой, чем южная, так как большая ее часть представляла
собой соединительные и внешние дендриты. Дальнейшее интенсивное
железнолорлжнпе гтрпитрпкгтпо на севере страны о 1950—1080 с гг.
привело к тому, что в настоящее время уровень топологической слож-
ности сети железных дорог КНДР повысился до 2-го класса, и в
ней имеется 18 циклов, тогда как в остове сети Южной Кореи ос-
тался прежний один ярус с 8 циклами. В этом отношении Юг значи-
тельно уступает Северу, тогда как по уровню сложности сети авто-
магистралей Север сильно уступает Югу.
Моноцентрический одномоментный распад сводится к
потере сетью одной (или нескольких) ее периферийной части, вызван-
ной сокращением площади страны. Например, в результате такого рас-
пада в сети железных дорог Финляндии, вызванного потерей Карель-
ского перешейка и Западной Карелии в марте 1940 г., к СССР
полностью отошли цикл-петля (Выборг - Койвисто) и юго-восточ-
ная часть сети (карты 1939 г. и 1940 г. на рис. 27 и табл. 23 в §6
главы 3). При этом новая граница рассекла 4 цикла, и они разомкну-
лись. Структура остальной, большей части сети упростилась: хотя
число топологических ярусов в остове осталось прежним, число цик-
лов в остове сократилось вдвое (с 11 до 6), а остов, имевший округ-
лую форму, сжался к западу, вытянувшись с юга на север. Это собы-
тие привело к слабому сстсразрушскию. Они были компенсировано в
1940, 1947, 1967гг. постройкой рокадных линий вдоль новой финско-
советской границы, после чего остов принял вновь округлую форму,
и в нем в 1960 г. даже образовался второй топологический ярус
(карты 1960 г. и 2000 г. на рис. 27).
Такие же случаи моноцентрического распада зафиксированы
нами при анализе пульсирующего роста и распада сети железных
дорог Румынии в 1940 г. (см. следующий параграф). Моноцентричес-
кий одномоментный распад сети железных дорог - явление частое
в географической практике Он связан с передачей пограничных и
периферийных территорий соседним государствам и в большинстве
случаев приводит к упрощению топологической структуры сети без
потери ярусов и уменьшению числа циклов. Однако бывают и та-
кие случаи, когда в результате утраты части территории происхо-
дит сильный распад сети с потерей одного и даже двух топологи-
ческих ярусов.
Итак, быстрый распад сети, вызванный геополитическими факто-
рами, может носить полицентрический, бицентрический и моноцентричес-
кий характер. Распад большой сети на несколько более мелких может
давать некоторые преимущества небольшим сетям, которые имели бо-
лее высокий уровень топологической сложности. Но он может привес-
ти к возникновению новых (часто очень серьезных) топологических де-
фектов к диспропорций в сетях тех территорий (стран}, уровень
топологической сложности сетей которых был до этого низким, или тех,
которые имели периферийное географическое положение по отношению
к прежней метрополии (ядру территории). Сети этих периферийных
территорий длительное время остаются «обрубками* прежней большой
сети. Для них характерны неестественность топологической структуры
в новых политических границах, усиление топологического эксцентри-
ситета, обилие топологических дефектов в структуре (разорванность
сети, остовов и топологических ярусов), слабая транспортная связность
соседних частей страны.
Полицентрический и бицентрический распад большой сети мень-
ше влияет на структуру в ее центральных частях и сильнее - в пери-
ферийных, тогда как моноцентрический особенно сильно - на структу-
ру той новой периферии, которая соседствует с утерянной частью
территории: сеть в этом месте теряет циклы, в остове образуются глубо-
кие клинья. Распад приводит к физическому разрыву новыми полити-
ческими границами сети на части, нарушает гармонию (естественность)
конфигурации сети, привнося в нее новые топологические диспропор-
ции. Топологическая структура реагирует на эти нарушения с запоздани-
ем. Ликвидация дефектов и диспропорций растягивается на длительное
время. Конечным результатом этого процесса структурной релаксации
является превращение дефективной структуры в более естественную
(с конфигурационной точки зрения), имеющую большее число циклов,
топологических ярусов и меньшее число автономных компонентов, по-
бочных остовов, внеостовных циклов.
$6. Пульсирующий процесс роста и распада
транспортных сетей, вызванный
геополитическими изменениями
Расширение ареала приводит к быстрому неестественному росту
транспортных сетей, а его сокращение - к быстрому сетеразрушению.
Последний процесс уже проанализирован в предыдущем параграфе.
Здесь рассматриваются особенности пульсирующего процесса роста и
распада транспортных сетей, когда расширение приводит к быстрому
росту, а следующее за ним сокращение ареала - к быстрому распаду
сети. Этот процесс изучен нами на примере изменения структуры сетей
железных дорог Румынии и Югославии и сети линий метрополитена
Берлина.
Пульсирующий процесс роста и распада сети желез-
ных дорог Румынии. Сеть железных дорог претерпела несколько
изменений, которые были связаны с расширением и сокращением
территории страны: в 1918-1919 гг. из частей соседних государств
была образована большая Румыния, но в 19-40 г. она потеряла ряд
территорий, а в 1945 г. конфигурация государственных границ вновь
изменилась. Все эти политико-географические изменения повлияли на
топологическую структуру сети.
Быстрый рост сети в результате объединения в 1918-
1919 гг. Почти до конца 1918 г Румыния включала в себя Валахию,
Молдову и Добруджу, т. е. около половины нынешней территории. Сеть
железных дорог, сложившаяся к этому времени, имела простую тополо-
гическую структуру, конфигурация которой во многом определялась
формой контура страны в виде трех лепестков. В ней имелся цикличес-
кий остов с единственным топологическим ярусом и 7 циклами, кото-
рый охватывал Молдову и восточную часть Валахии (карта на январь
1918 г., рис. 51). Остальную часть Валахии и Добруджу пронизывали
внешние дендриты (в т. ч. западный с 8 ярусами разветвления от Буха-
реста через Крайову до венгерской границы на Дунае).
В марте 1918 г. в результате распада Российской империи в состав
старого румынского королевства была включена Бессарабия с сетью же-
лезных дорог в виде дерева (с 6 ярусами разветвления). От слияния двух
простых сетей - циклической 1-го класса с деревом - остов общей сети
увеличившейся страны расширился на восток и охватил южную и цент
ральную часть Бессарабии. Число ярусов в нем не изменилось (один), а
число циклов возросло с 7 до 9 (карта на май 1918 г., рис. 51).
В конце октября - начале ноября 1918 г. распалась Австро-Вен-
герская монархия, граничившая на востоке со старым румынским коро-
левством. Ее восточные части в течение нескольких месяцев перешли
под румынский контроль. Первой в состав Румынии в ноябре 1918 г.
была включена австрийская земля Буковина с сетью-деревом (11 яру-
сов разветвления), что добавило к циклическому остову всей сети на
севере еще один цикл на стыке Бессарабии, Буковины и Молдовы. Ос-
тов по-прежнему охватывал только восточную половину страны.
В декабре 1918 г. и первой половине 1919 г. к Румынии были при-
соединены части бывшего Венгерского королевства - Трансильвания,
Кришана, Марамуреш, Банат. Сеть железных дорог этой территории к
1918 г. уже сформировалась полностью и состояла из двух изолирован-
ных друг от друга циклических остовов. В главном остове, охватывав-
шем Трансильванию, Кришану и юг Марамуреша, был один топологи-
ческий ярус с 13 циклами. Другой остов, поменьше (1 ярус, 10 циклов),
охватывал Банат. Оба остова (карта на январь 1918 г., рис. 51) были
связаны единственной линией Алба-Юлия - Дева. Более интенсивные
транспортные контакты Трансильвании, Баната и Кришаны до 1918 г.
были направлены в хартланд - Венгрию.
К лету 1919 г. эта сеть с двумя остовами была включена в состав
Румынии, и уровень топологической сложности общей сети сразу по-
высился на один класс - с 1-го до 2-го (карта на 1919 г., рис. 51). Рас-
ширшшшйсл при этом циклический остов илоатл пс iuudmj Милдиву,
Бессарабию и Буковину, но и всю Валахию, Банат, Трансильванию и часть
Кришаны. Число циклов в сети возросло с 10 сразу до 36 (для сравне-
ния - в старом королевстве их было только 7). Так как западная гра-
ница новой большой Румынии проводилась по этническому принципу,
она порезала транспортную сеть «по живому», и вдоль нее возникло 5
небольших автономных компонентов-деревьев.
Объединение 4 сетей железных дорог (малой Румынии, восточной
части Венгерского королевства, Буковины и Бессарабии), две из кото-
рых имели циклические остовы с 1 ярусом, а две были деревьями, при-
вело к единовременному образованию большой сложной сети 2-го клас-
са. Однако новая сеть железных дорог имела много пространственных
диспропорций и топологических дефектов. К ним относились пять ав-
тономных компонентов (в т. ч. северный Марамуреш) вдоль новой за-
падной границы; транспортные связи между соседними частями новой
страны были слабыми (между' малой Румынией и Трансильванией, а
также Румынией и Бессарабией - по 3 соединительных линии; между
Румынией и Банатом, Банатом и Трансильванией, Буковиной и Румы-
нией, Бессарабией и Буковиной - по 1 линии); отсутствовали прямые
соединительные линии между' некоторыми парами соседних частей
(Кришаной и Банатом (связь осуществлялась через территорию Венг-
рии), Буковиной и Трансильванией). Низкий уровень транспортной связ-
ности соседних частей внутри новой большой Румынии объяснялся
тем, что основные транспортные связи прежде были ориентированы на
Венгрию. Эти основные дефекты и диспропорции топологической
структуры частично были устранены в период между обеими мировы-
ми войнами, а также после 1945 г.
Устранение ряда топологических дефектов структуры (прокладка
линий Салонта - Арад и Ватра Дорней - Илва Микэ, соединившие со-
ответственно Банат с Кришаной и Буковину с Трансильванией) и не-
большой рост привели к усложнению структуры сети. В ее цикличес-
ком остове в 1940 г. сохранились те же два яруса, но число циклов
увеличилось с 36 до 42. Северный и западный клинья остова были за-
полнены новыми циклами, сам он округлился и охватил территорию
всей страны (карта на июнь 1940 г. на рис. 51). Второй топологический
ярус значительно расширился.
Рис. 51. Пульсируюшии рост и распад сети железных дорог Румынии
(начало)
Карта в левом верхнем углу показывает сеть железных дорог Трянсильпаннк и
Буковины; карта в правом верхнем углу - сеть старого королевства Румынии
на январь 1918 г.; на май 1918 г. - увеличение сети после присоединения Бесса-
рабии; на ноябрь 1918 г - сеть после присоединения Буковины; на 1919 г. -
после присоединения Трансильвании, Баната, Кришаны и Марамурсша (сеть пе-
решла из 1-го во 2-й класс); на июнь 1940 г. - максимальное расширение сети
накануне потери некоторых пограничных территорий.
Жирными линиями без цифр выделены внеоетовныс циклы, жирными ли-
ниями с цифрами - внешние границы топологических ярусов.
Рис. 51. Пульсирующий рост и распад сети железных дорог Румынии
(окончание)
Карта на октябрь 1940 г показывает сеть после утраты территорий Северной
Трансильвании, Бессарабии, Северной Буковины и Южной Добруджи; на
март 1944 Г. “ сеть, включай территории Бессарабии и Северной Буконины,
на август 1944 г. - сеть сразу после потери территории Бессарабии и Се-
верной Буковины; на декабрь 1945 г. - сеть после возвращения территории
Северной Трансильвании; на 1958 г. - сеть после достройки некоторых но-
вых линий, соединивших разрозненные части страны; па 2000 г. - современ
пая сеть с указанием недостроенных дорог (мелкими точками) и предлагае-
мых нами к постройке (штриховым пунктиром) для устранения топологи
ческнх дефектов (см текст в конце §9 главы 4).
Жирными линиями без цифр выделены внеостовныс циклы, жирными ли-
ниями с цифрами - внешние границы топологических ярусов.
Частичный распад сети в 1940 г. В июне 1940 г. Ру-
мыния уступила СССР Бессарабию и Северную Буковину, а в сен-
тябре 1940 г. Южную Добруджу - Болгарии, а Северную Трансиль-
ванию - Венгрии. В результате этих территориальных потерь сеть
железных дорог значительно сократилась (табл. 52). Остов сжался
к югу и востоку, в нем исчез 2-й ярус (карта на октябрь 1940 г.,
рис. 51), а число циклов сократилось с 42 до 25. Повторное присо-
единение Бессарабии и Сспсрпмй DynurinnDi леюм 1941 Г. привело
к небольшому расширению сети и остова на северо-восток (карта
на март 1944 г., рис. 51). Число циклов в остове увеличилось на 4,
а в 1942-1943 гг., благодаря постройке ряда новых линий, - еще
на 6. Летом 1944 г. Бессарабия и Северная Буковина были возвра-
щены в состав СССР, и территория Румынии вновь сократилась
до границ октября 1940 г. К этому времени остов сети железных
дорог имел в своем составе все тот же один топологический ярус
с 31 циклом.
Быстрый рост сети в 1945 г. В декабре 1945 г. границы
Румынии очередной раз изменились и получили современные очер-
тания. Стране была возвращена Северная Трансильвания, в результа-
те чего структура сети вновь стала похожей на структуру до июня
1940 г. - в остове вновь появился 2-й ярус. Границы остова почти
совпали с его границами до 1940 г., за вычетом 4 северо-восточных
циклов Бессарабии и Буковины. В сети имелись два автономных
компонента - в северной части Марамуреша и на юге Баната. Пер-
вый из них был присоединен к основной сети в 1949 г. с помощью
новой линии.
Дальнейший квазиестественный рост сети привел к расширению
как самого остова, так и 2-го яруса, который продвинулся на юг в
Олтению (карта на 1958 г., рис. 51). Достройка дорога Тыргу-Кэрбу-
нешть - Бэбень, которая соединила два соседних уезда Олтении
(Горж и Вылча), привела в 1990 г. к образованию в остове 3-го топо-
логического яруса с 1 циклом в районе Брашова - тем же самым,
который стал первым циклом нового 2-го яруса еще в 1919 г. К нача-
лу 1990-х гг. рост сети прекратился. В ее остове имелись три тополо-
гических яруса, 50 циклов (карта 61).
Так, сеть железных дорог Румынии несколько раз расширялась
и сокращалась из-за геополитических изменений: ее структура очень
быстро усложнилась в 1918-1919 гг., превратившись из сети 1 клас-
са (7 циклов) в сеть 2 класса (36 циклов); затем в 1940 г. потеря-
ла 2-й ярус, вновь приобретя его в 1945 г. Квазиестественный рост
сети закончился в 1990 г. образованием в остове 3-го топологи-
ческого яруса.
Таблица 52
Изменение основных топометрических характеристик сети железных
дорог Румынии в процессе ее быстрого роста и распада в 1918-1945 гг.,
вызванного присоединением и потерей новых территорий
Я - число топологических ярусов н главном остове, р - число циклов в сети;
ц', р-, р1 - число циклов в 1-м, 2-м, 3-м топологических ярусах главного остова,
- число циклов в главном остове; о - число внсостовных циклов (петель
И островов); Р - ЧИСЛО автономных компонентов (АКУ пипюиаа главный
компонент; О* - число побочных остовов (без главного); К - число ярусов
разветвления в дереве.
Даты Составные части будущей большой Румынии Я И И* М1 И2 н’ со р О к
1917 г. Малая Румыния 1 7 7 7 - - - 1 -
1917 г. Бессарабия д - - - - - - 1 - 6
1917 г, 1917 г. Буковина Трансильвания и Банат д 1 23 13+1 3 13н 10 - - 1 6 11 1
Присоединение этих частей
Начало 1918г. Малая Румыния 1 7 7 7 - - - 1 Y -
Март- апрель 1918 г. Присоединение Бессарабии 1 9 9 9 - - - 1 *
Ноябрь 1918 г. Присоединение Буковины 1 10 10 10 - - 1 - -
Декабрь 1918г. - весна 1919г. Присоединение Трансиль- вании, Кришаны, Марамуреша и Баната 2 36 36 34 2 — 6 —
Май 1940 Г. Сеть накануне распада 2 42 42 32 10 - - 3 - -
Потеря и присоединение отдельных территорий
Июнь и октябри 1940 г. Потеря Бессарабии, Северной Буковины и Северной Трансильвании 1 25 25 25 - - 2 - -
Июль 1941 г. Присоединение Бессарабии и Сряррмпй Буковины 1 35 35 35 - - - 2 - -
Лето 1944 г. Потеря Бессарабии и Северной Буковины 1 31 31 31 - - - 2
Декабрь 1945 г. Присоединение Северной Трансильвании 2 46 46 37 9 — — 3 — —
1958 Современные границы 2 54 53 40 13 - 1 2 - -
1982 Современные границы 2 50 49 37 12 - 1 1 - -
2000 Современные границы 3 51 50 38 11 1 1 1 - -
Пулъсирующий процесс роста и распада сети желез-
ных дорог Югославии
Эта сеть испытала одномоментный рост только один раз (в 1918-
1919 гг.), также как и один распад (в 1991-1992 гг.).
Быстрый рост сети. Почти до конца 1918 г. на территории
будущей Югославии существовали два государства - Сербия и Чер-
ногория, а остальные ее районы являлись южной частью Венгерского ко-
ролевства и Австрии в составе Австро-Венгерской монархии.
Структура сети железных дорог Сербии к 1918 г. являлась де-
ревом с 10 ярусами разветвления (карта на октябрь 1918 г., рис. 52).
Сеть железных дорог Черногории имела одну короткую линию на Ад-
риатическом побережье.
Словения (Краина), Далмация, Босния и Герцеговина находились
формально в составе Австрии. Более сложную сеть среди них имела
Словения - в ней был один цикл-остров в районе Марибора и один
небольшой автономный компонент вдоль реки Мура (на границе с
Венгрией). Она была ориентирована на сеть Австрии и Триест. Сеть
железных дорог Боснии и Герцеговины являлась сложным деревом
(с 10 ярусами разветвления), ветви которого охватывали некоторые
горные долины и выходили в четырех местах на побережье Адриа-
тического моря
Сеть, расположенная в южной части Венгерского королевства
(Jordan, 1990), была самой сложной. В ней имелись два циклических
остова. В главном из них, который охватывал большую часть нынеш-
них Хорватии и Воеводины, было 2 яруса с 27 циклами. Второй
остов (с 3 циклами) покрывал южную часть Баната. Общий остов
Хорватии и Воеводины был связан единственной линией с остовом
Баната (по мосту через Тису). Эта часть сети, принадлежавшая до
ноября 1918 г. Венгерскому королевству, была самой густой по срав-
нению с другими частями будущей Югославии.
В начале ноября 1918 г. Австро-Венгерская монархия распалась.
В течение ноября Сербия, Черногория и территории, где прожива-
ли хорваты, боснийцы, словенцы, были объединены в новое госу-
дарство - Королевство сербов, хорватов и словенцев (с 1929 г. пе-
реименовано в Югославию). Сети железных дорог всех этих частей
будущей Югославии были объединены (карта на 1919 г., рис. 52)
в одну общую. Она унаследовала от бывшей венгерской части пре-
жний уровень топологической сложности - два топологических
яруса. Циклический остов новой большой сети расширился на юг,
охватив северную часть Боснии, и на запад, включив большую часть
Словении. Главный остов вытянулся с востока (Бачки) вдоль рек
Сава и Драва на запад до Любляны и Марибора. Число циклов в
нем увеличилось с 27 до 31. Второй топологический ярус при этом
совсем не изменился Объединение сетей никак не повлияло на ус-
ложнение структуры сетей Сербии и Далмации, а тем более Чер-
ногории, которая оставалась изолированной от общей сети вплоть
до середины 1970-х годов.
Если же рассматривать все австрийские и венгерские части
сети как единую часть сеги бывшей Австро-Венгерской монархии, то
прибавление к ней сетей Сербии и Черногории никак не изменило
топологическую структуру всей сети новой Югославии в целом.
Число ярусов и циклов нс изменилось и осталось прежним. Един-
ственными прибавлениями стали сербский дендрит и черногорский
автономный компонент.
Топологическая структура вновь объединенной сети как имела ста-
рые дефекты, доставшиеся в наследство от австро-венгерской сети, так
и приобрела новые дефекты и диспропорции. Ими являлись автоном-
ные компоненты вдоль реки Мура и в Черногории; оторванность по-
бочного остова Баната от главного (они были объединены в 1925 г.
после постройки нового моста через р. Тису); отсутствие циклов и ос-
това в сети Сербии; слабая транспортная связность между соседними
частями нового государства в противоположность сильной связности
с бывшими метрополиями (Австрией и Венгрией). Так, сеть бывшей
южной части Венгерского королевства по-прежнему была ориентиро-
вана на венгерскую железнодорожную сеть (16 пересечений новой гра-
ницы), хотя многие соединения с Венгрией позже были закрыты. Сеть
Словении имела 6 соединений с бывшей австрийской и только три -
с хорватской частью сети. Зато сеть Сербии имела единственное соеди-
нение с бывшей венгерской сетью, сеть Бачки — одно соединение с се-
тью Баната. Отсутствовали транспортные соединения между Сербией и
Черногорией, Черногорией и Боснией-Герцеговиной, Сербией и Босни-
ей, Сербией и Банатом, Хорватией и Далмацией. Сеть Черногории была
изолирована ото всех остальных частей нового государства.
Таким образом, образование Югославии привело к небольшому
усложнению топологической структуры новой большой сети желез-
ных дорог. Однако старая неравномерность распределения ее по тер-
ритории осталась. Вновь объединенные части новой страны оказались
связаны по-разному: северная часть страны была теснее связана с
прежними метрополиями, а окраины-соседи слабо или вообще не
связаны друг с другом.
В новой большой сети появилось много новых пространственных
диспропорций и топологических дефектов, часть которых была устра-
нена до 1941 г., а остальные - только в 1950-1970-е гг. Топологическая
структура сеги железных дорог Югославии еще долгое время сохра-
няла свойства части, оторванной от ранее целостной сети бывшей мо
нархии, и имела высокую степень внутренней несвязности.
Рис. 52. Сеть железных дорог Югославии до и после ее объединения
в 1918-1919 гг. (начало)
Карта на октябрь 1918г показывает состояние сети каждого региона страны
отдельно до их объединения в Королевство сербов, хорватов и словенцев
(части Австро-Венгрии, Сербии и Черногории); на 1919 г - общую сеть
после их объединения. Число ярусов (2) в остове сети после объединения
по изменилось Жирными линиями с цифрами показаны внешние границы
циклического остова
1991
Рис. 52. Сеть железных дорог Югославии в 1991 г.накануне
и после ее распада (окончание)
Карта на 1991 г. показывает состояние сети накануне распада страны; в осто-
ве имелось два яруса (второй ярус представлен тремя ядрами - в Хорватии.
Воеводине и Шумадии); на 1992 г. - сети новых государств, возникших
после распада страны: в сети Хорватии в остове остался один ярус, в «Ма-
лой» Югославии - два, сети Боснии и Словении стали сетями 0-го клас-
са. а Македонии - деревом. Жирными линиями с цифрами показаны вне-
шние границы топологических ярусов остова для каждой страны отдельно;
штриховыми пунктирами - строящиеся железные дороги
Распад сети. Югославия распалась в 1991-1992 гг. - почти
одновременно с СССР. Из нее выделилось 5 малых стран В цикли-
ческом остове большой сети к моменту распада было 2 топологичес-
ких яруса и 38 циклов (табл. 53). Он охватывал почти всю террито-
рию страны, за исключением юга Боснии, Герцеговины, юго-востока
Далмации, Черногории и Македонии (карта на рис. 52). Второй ярус
остова (он же топологический центр сети) имел три изолированных
ядра. Ни побочных компонентов, ни внеостовных циклов, ни авто-
номных компонентов в сети не было. Она была монолитной, ее цик-
лический остов был вытянут с запада (от Любляны) на юго-восток
(до Скопье).
Таблица 53
Изменение основных топометрических характеристик сети
железных дорог Югославии в процессе ее образования
в 1918-1919 гг. в результате объединения Сербии,
Черногории и частей Австрии и Венгерского королевства
Я - число топологических ярусов н главном остове, р - число циклов в
сети; р1, р1 - число циклов в 1-м, 2-м топологических ярусах главного
остова, р”' - число циклов в главном остове; о> - число внеостовных цик-
лов (петель и островов); Р - число автономных компонентов (АК), вклю-
чая главный; О* - число побочных остовов (без главного); К - число яру-
сов разветвлении в деревьях (перед и за дробью указано число ярусов раз-
ветвления в самом большом автономном компоненте, менее крупном и т. д.)_
Годы Страны после распада Я я Я’’ н1 И2 со р О" к
1918г Сербия Д - - 2 - 10/1
1918г Черногория д - - - - - 1 - 1
1918 г. Босния и Герцеговина (в составе Австрии) д - - — - - 1 - 10
1918 г; Далмация (в составе Австрии) д — - — - — 3 - 4/1/1
1918 г Словения (в составе Австрии) 0 1 - - - 1 2 - /1
19181. Хорватия и Воеводина 2 30 27+3 25+3 2 - 2 1 /1
Октябрь 1918 г. Все части вместе до обьединения, обшая сумма 31 27+3 25+3 2 1 11 1 1СИКУ4/1/ 1/1/1/1/1
1919 г Вся сеть после обьединения 2 34 31+3 29+3 2 — 4 1 —
Прирост сети м счет объединения - 3 4 4 - - -7 - —
После распада большой сети на 5 небольших (табл. 54) в самой
большой и сложной из них - Малой Югославии (Сербия + Черного-
рия + Воеводина + Косово) - осталось 2 прежних яруса, но с меньшим
числом циклов (18). Ее топологический центр сместился к югу от Бел-
града (Марковац - Чуприя - Равна Река). Остов охватывает всю тер-
риторию, за исключением юго-запада (Черногории). Уровень сложнос-
ти сетей других стран понизился: в Хорватии летя лея тпггкгп пдин ярус
в остове вместо прежних двух; сети Словении и Боснии и Герцего-
вины стали безостовными циклическими; сеть Македонии - деревом.
Два цикла в сети Словении образуют сдвоенную петлю с узлом сочле-
нения в Любляне, а в Боснии единственный цикл расположен на край-
нем северо-западе и не обеспечивает надежного сообщения в остальной
части страны (здесь сеть имеет древовидный характер).
Таблица 54
Изменение основных топометрических характеристик сетей
железных дорог в результате распада Югославии в 1991 -1992 11.
Я - число топологических ярусов в главном остове, ц - число циклов в сети,
р', ц2 - число циклов в 1-м, 2-м топологических ярусах главного остова; ц“' -
число циклов в главном остове; о - число внеостовных циклов (петель и
островов); Р - число автономных компонентов (АК), включая главный, О" -
число побочных остовов (без главного): К - число ярусов разветвления в
дереве Страны упорядочены по уровню топологической сложности их сетей.
Страны после распада Я и И»' И1 И2 С) р О" к
Малая Югославия 2 18 18 17 1 - 1 — -
Хорватия 1 9 9 9 - - 3 - -
Словения 0 2 - - — 2 2 - -
Босния и Герцеговина 0 1 - - — 1 3 - -
Македония Д - - - - - 1 - 5
Сумма по всем новым странам - 30 27 26 1 3 9 — —
Югославия до распада 2 38 38 31 7 — 1 - —
Потеря от распала ЧГ 8 11 5 6 - -8 - -
Потеря от распяла в % - 21 29 16 86 - - - -
Так как распад Югославии пошел совсем по иной простран-
ственной схеме, чем шло ее объединение в 1918 г., то и результаты
этого одномоментного упрощения сильно отличаются от исходной
ситуации, существовавшей на этой территории до 1918 г.
Распад большой сети привел к возникновению совсем иных то-
пологических дефектов и диспропорции. Теперь основными топологичес-
кими дефектами новых малых стран на территории бывшей Югославии
являются: 1) для Сербин - узкая горловина остова в районе Белграда
(необходим новый мост через Дунай к востоку от него по трассе
-tfsi 781
Смедерево - Конин), отсутствие прямой связи между Черногорией и
Косово; 2) для Хорватии - изолированность сети Истрии от главно-
го компонента (сейчас идет сооружение соединительной линии от Рие-
ки до Лупоглава); 3) для Словении - уязвимый узел сочленения в
Любляне (нужен обход его либо с севера, либо с юга); 4) для Боснии
и Герцеговины - изолированность от главного компонента восточных
участков сети и древовидность структуры (необходимо восстановить
закрытую ранее линию Лаптя — Травник — Яйца — Липка Калдрииа для
связи центральной и западной частей Боснии); 5) Македонии - дре-
вовидность структуры (строится линия Кичево - Сопотница, которая
замкнет сеть) и отсутствие транспортных соединений с соседними стра-
нами (проектируется сооружение линий Кичево - Дебар в Албанию и
Куманово - Гюешево в Болгарию).
Наиболее тесны транспортные связи между Словений и Хорва-
тией (8 пограничных переходов), Хорватией и Боснией (6). Крайне сла-
бы связи между Малой Югославией и Хорватией (2 перехода), Малой
Югославией и Македонией (2 перехода), ею и Венгрией (2 перехода), а
также внутри самой Югославии - между Сербией и Черногорией -
только одна линия. Крайне слабы связи между Малой Югославией и
соседними странами - Болгарией, Румынией, Албанией - и совершен-
но отсутствуют с Боснией.
Таким образом, топологическая структура сети железных дорог
Югославии испытала сначала одномоментный быстрый рост (1918-
1919 гг.), принесший незначительное усложнение структуры. Появивши-
еся в новой сети топологические диспропорции и дефекты устраня-
лись в течение 70 лет, в результате чего структура сети усложнилась
(остов расширился на 4 цикла, но число ярусов пета тось прежним). По-
литический распад страны в 1991 г. привел к распаду общей сети на 5
разных частей, структура каждой из которых (за одним исключением)
упростилась. Прежний уровень топологической сложности сохранила
только Малая Югославия, а не Хорватия, которая до 1918 г. имела са-
мую сложную структуру сети.
П улъсирующий бицентрический распад и рост сети
метрополитена Берлина также стал следствием геополитических со-
бытий. Сеть линий метрополитена была построена в период с 1902 г. по
1930 г., после чего длительное время не изменялась. После раздела Бер-
липа жители западного и восточного секторов пользовались метрополи-
теном для поездок из одного сектора в другой вплоть до 1961 г. При
этом три линии пересекали территорию как западного, так и восточного
секторов. Только одна линия на востоке до Фридрихсфельде проходила
целиком по территории восточного сектора (структура сети линий до
возведения Берлинской стены, а также граница между западным и вос-
точным секторами показаны на карте рис. 53). В сети имелся один цик-
лический остов с одним ярусом, охватывавшем центральную часть города.
В ночь на 13 августа 1961 г. между Западным и Восточным Бер-
лином была возведена стена, которая разделила город на две изолиро-
ванные части (карта на 13 августа 1961 г., рис. 53). В эту ночь на терри-
тории Восточного Берлина были замурованы входы на все станнин 6-й
и 8-й линий метро, которые начинались и заканчивались в западном
секторе. 2-я линия, проходившая от Панкова через Александерплац и
Потсдамерплац до Гляйсдрайэк была обрезана с востока на станции
Тепкмэнппаи (ппстпиный сектор), а ее участок к западу от этой стоп
ции до Гляйсдрайэк был закрыт. Было также прекращено движение
поездов на небольшом участке линии U1 Западного Берлина, который
заходил в Восточный Берлин в районе Варшавского моста. За один день
сеть метро была разделена на две изолированные системы, причем сеть
западного сектора в некоторых местах пересекала территорию восточ-
ного сектора: поезда западных линий U6 и U8 стали проходить через
территорию Восточного Берлина без остановок. В Восточном Берлине
действовали только две линии, а в Западном - 6. После раздела сети в
восточном секторе сеть превратилась в дерево-тройник (справа на
карте на 13 августа 1961 г., рис. 53); в западном - от прежнего осто-
ва и петли остались только два цикла, и структура этой сети перешла
из 1 -го класса в 0-й. Степень цикличности сети метрополитена Запад-
ного Берлина после раздела снизилась с 0,28 до 0,15.
Власти западного сектора, опасаясь ненадежности структуры сети
метро (в случае закрытия линий 6 и 8 сеть могла распасться на изоли-
рованные части), еще в 1956 г. начали строить новую обходную линию
(U9) для соединения западных и северо-западных радиусов в обход
территории восточного сектора. Сооружение этой линии закончилось
спустя месяц после постройки Берлинский стены. Введение ее в эксп-
луатацию в начале сентября 1961 г. (карта на 2 сентября 1961 г., рис. 53)
улучшило связность сети западного сектора: замкнулся большой цикл
в западной части города, который соединил линии U6 и Ш и образо-
вал новый циклический остов, состоявший из 4 циклов и 1 топологи-
ческого яруса.
В отличие от прежнего остова, распавшегося после раздела сети, но-
вый остов охватывал уже не центр, а только западную часть города. Бла-
годаря образованию остова степень цикличности сети повысилась с 0,15
до 0,41.
В 1960-1980-е годы сеть линий метрополитена Западного Берлина
быстро росла: в ней увеличилось не только число циклов, но даже дваж-
ды появлялся второй топологический ярус (табл. 55) - первый раз
только на один год (с января 1971 г. по январь 1972 г.; см. карту на
29 января 1971 г. на рис. 53; он исчез в 1972 г., после закрытия южного
участка центрального кольца Гляйсдрайэк - Нолендорфплац), второй
раз - в апреле 1978 г. (на Курфюрстендамм).
Рис. 53. Распад и объединение сети линии метрополитена Берлина
Карта на 1960 г. показывает единую сеть накануне ее распада; на 13 августа
1961 г. - распад сети после разделения города па две части (слева - сеть
Западного, справа - Восточного Берлина); на 2 сентября 1961 г. - сеть метро
Западного Берлина после открытия новой полуколъцевой линии U9 в обход
территории Восточного Берлина; на 29 января 1971 г. - момент образования
2-го топологического яруса в сети метро Западного Берлина; на 1989 г. -
максимальное расширение сети метро Западного Берлина, па 1990 г. - сеть
после объединения обеих частей города; па 2001 г. - сеть после достройки
соединений между обеими частями города.
1- внешние границы 1-го и 2-го ярусов остова, 2 - остальные линии сети,
3 - граница между Западным и Восточным Берлином в 1961-1990 гг , 4 -
строящаяся новая линия.
— Западный Берлин - — - — - Восточный Берлин - — Объединение сетей Восточного и Западного Берлина в одну общую »
8 — ГЧ «- 1 | I 1 1 1 4 1
Eu/e 0,28 LT, — rf Г*4 М", — ’Г ’Г tn О о' О О О’ 1 1 0,44 0,46 0,44
'i 1 1 1 — 1 *- 1 1 — ГМ OI
=L СП 1 -е вс ( <т 1 1 о _ —
к <*| О 1 ГГ СО т- 1 1 11 13 13
a. ч о <N СП С*. СО — 1 1 — m m
Ж — О — «Ч — О» =3 ч *4 O| tN
Наиболее важны? структурные события (акты) И И¥ КГкЫгЬиГк' пл нипиили lUJUOUU^ Сеть накануне распала Распал сети Переход из 1-го в 0-й класс сложности, распад остова Образование остова с 1 ярусом Образование в остове 2-го топологического яруса Исчезновение в остове 2-го яруса Образование в остове 2-го яруса Переход в класс дерева Удлинение еетви дендрита на восток Образование нового цикла Два дроблет-ия цикла в центре, увеличение 2-го яруса Удлинение дендрита
Даты 0961 1961 80 fl 13.08 1961 02.09.1961 29.01.1971 01.01.1972 28.04.1978 13.08.1961 1988-89 0661 1990 1993 16.09.2000
Остов сети Западного Берлина к 1989 г. охватывал централь-
ную, южную и западную части города и сместился на запад В нем
имелось 10 циклов и 2 яруса. В этот же период сеть Восточного
Берлина не расширялась, за исключением продления в 1973 г. 5-й ли-
нии от Фридрихсфельде на восток до Тирпарка и в 1987-1988 гг.
до нового жилого района Хёнов. Несмотря на это удлинение, топо-
логическая структура сети метро Восточного Берлина так и оста-
валась деревом весь период с 1961 г. по 1990 г
В 1990 г. обе части Берлина и обе сети метро были объеди-
нены. Сеть усложнилась за счет добавления одного цикла в центре
города (между линиями 1 и 2) и двух дендритов Восточного Бер-
лина. Второй ярус не изменился ни количественно (состоял из од-
ного цикла), ни географически (располагался на Курфюрстендамм).
Позже были восстановлены участки 2-й линии от Александерплац
до Гляйсдрайэк и 1-й - до Варшавского моста, что привело к дроб-
лению цикла в центре (см. карту на 2001 г., рис. 53) и увеличению
числа циклов 2-го яруса до двух.
Сейчас началось сооружение новой центральной линии, кото-
рая соединит центр Восточного Берлина с новым центральным
вокзалом на Лертерштрассе в Западном Берлине. Она увеличит
число циклов в остове на 1, но не изменит структуру сети (2-й
ярус остова останется таким же).
Таким образом, сеть линий метрополитена Берлина стала уникаль-
ным эволюционным объектом, в котором сочетались как быстрый би-
центрический распад, так и быстрый рост. Здесь сначала произошел
распад сети на две части с понижением класса топологической слож-
ности каждой: одна часть сети превратилась в дерево и не изменяла
свою структуру весь период, другая восстановила прежний уровень
сложности, а затем и повысила его, перейдя во 2-й класс. Объедине-
ние этих сетей в одну общую после почти 30 лет изоляции привело
к незначительному ее усложнению, но не изменило класс ее тополо-
гической сложности.
* * *
Итак, пульсирующий процесс быстрого роста и распада транс-
портной сети, вызванный политико-географическими факторами, -
особый тип эволюции транспортных сетей в форме скачков. Струк-
тура сети во время этих скачков может усложняться или упрощать-
ся на один или большее число классов. В отличие от медленного
(квазиестественного) роста или распада, интенсивность процесса се-
теобразования или сетеразрушения в таких случаях значительно
выше, характерное время изменений сильно сжато (сильные и ради-
кальные изменения структуры происходят почти одномоментно, в
одно или несколько событий). Число таких скачков зависит от осо
бенностей политической истории территорий.
Примеры быстрого роста сетей железных дорог Румынии и
Югославии, вызванного территориальным расширением стран, подтвер-
ждают старый тезис о том, что целое больше суммы его частей. Объе-
динение частей (малых сетей) с простыми структурами в одну слож-
ную систему (большую сеть) приводит к увеличению уровня ее
топологической сложности. Из четырех небольших сетей с просты-
ми структурами (1 класса и деревьями) на территории большой
Румынии в 1918-1919 гг. сформировалась сложная сеть (2 класса).
Объединение к прежним 30 добавило еще 6 новых циклов, которые
и являются мерилом новою качества целостности. В Югославии из
шести частей (2 и 0 классов, 4 сетей-деревьев) образовалась новая
сеть 2-го класса. Создание этой страны принесло сети еще три до-
полнительных цикла. Объединение сетей железных дорог Германии
в 1990 г (ГДР с 4 ярусами и 221 циклом и ФРГ с 5 ярусами и
491 циклом) добавило к общей сети 22 новых цикла и 12 соедини-
тельных линий, хотя суммарная протяженность сети не изменилась.
Новые циклы и топологические ярусы, образовавшиеся от одномо-
ментного роста сети, и прямые транспортные соединения, открытые
через прежние границы, являются основным результатом объединения
или расширения сети.
Следствиями пульсирующего процесса роста и распада сети, выз-
ванного политико-географическим и причинами, являются попеременное
увеличение и уменьшение топологической сложности структуры сети;
возникновение в ней топологических дефектов, для устранения которых
необходимы большие затраты и продолжительное время. Каждый но-
вый виток быстрого роста и распада приводит к появлению новых де-
фектов и диспропорций, необходимости адаптировать структуры к но-
вым границам территорий.
§7 . Топологические дефекты в структуре
транспортных сетей
При изучении быстрых эволюционных скачков мы обнаружили,
что именно в эти периоды нарушается естественность процесса услож-
нения (упрощения) топологической структуры транспортных сетей. Эти
нарушения приводят к появлению топологических дефектов и простран-
ственных диспропорций в уже сложившейся структуре сети.
Топологические дефекты - отсутствие в сети важных
структурных элементов и компонентов, без которых уровень слож-
ности всей сети понижен, или такие нарушения топологической
структуры отдельных элементов и компонентов транспортной сети,
которые снижают уровень ее надежности. Они мо1ут возникать как
в ходе квазиестественных процессов роста и распада, так и при
быстром росте или распаде сети, вызванных геополитическими или
иными внешними факторами. Причины их появления те же, что и
причины распада или быстрого роста транспортных сетей (см. выше).
На периферии их возникает больше, чем в центре. Пространствен
ныс диспропирции - обширные структурные нарушения (дефор-
мации) всей сети в целом, возникающие в результате внезапных де
струкций. Диспропорции включают в себя, как правило, несколько
дефектов. Несколько вновь появившихся топологических дефектов
могут понизить уровень сложности конфигурации транспортной
сети на один и большее число классов. Примерами пространствен-
ных диспропорций являются отщепление части главного цикличес-
кого остова, его распад на побочные остовы, сильное сокращение
остова, распад сети на две (и более) изолированные равновеликие
сети. Топологическая структура транспортной сети компенсирует эти
нарушения с запозданием - ликвидация дефектов и диспропорций
растягивается на длительное время.
Эмпирическим путем мы выявили основные типы топологичес-
ких дефектов транспортных сетей (рис. 54), которые в зависимости
от того, в каком структурном компоненте сети возникают, сгруппиро-
ваны в коннекционные, древовидные и циклические.
Основным коннекционным дефектом структуры транспорт-
ных сетей является пространственная несвязность, т. е. наличие в сети
автономных компонентов и их оторванность от главного компонента
(ситуация, когда в пределах одной территории отсутствует транспорт-
ная связь между ее соседними частями). Этот дефект очень распрост-
ранен в географической практике и вызван действием непроницаемых
территориальных барьеров. Примерами несвязности являются большие
и многочисленные автономные компоненты в сетях железных дорог
США и Европы в середине XIX века (рис. 13), Испании и Нидерлан-
дов в середине XIX века (рис. 14), Болгарии в 1899 г. (рис. 28); в сетях
шоссейных дорог России (рис. 29) и скоростных автострад Италии
(рис. 30); сетях троллейбусных и трамвайных линий Льежа (рис. 45),
Тбилиси (рис. 46) и Москвы (рис. 47). Несвязанность возникает как при
росте сетей (в ходе полицентризации), так и при их распаде. Этот дефект
можно устранить, либо объединив несколько небольших автономных ком-
понентов в один более крупный, либо присоединив их к главному компо-
ненту Очень мелкие автономные компоненты, которые удалены от глав-
ного, присоединить невозможно. Связь между ними устанавливается с
помощью линий других видов транспорта (водного, воздушного), которые
могут преодолевать эти территориальные барьеры.
К дефектам древовидных структур относятся следующие.
Предциклы (незамкнутые циклы) возникают во внешних ден
дритах циклических сетей и на ветвях сетей-деревьев в условиях по-
вышенной дендритности сети. Они - крайне неэффективная про-
странственная структура, в которой путь между двумя близко
расположенными пунктами из-за отсутствия прямой дороги слиш-
ком длинен Предциклы часто встречаются в прикорневых частях
внешних депдршио ЦИП.1Н-1ССКИЛ ueietl. Нрсдцикл в сети метро Се-
ула на 1983 г и 1984 г. показан на рис. 36. Этот дефект устраняется
путем замыкания цикла.
Ацикличность сети - отсутствие в ней циклов и резерва про-
странственной надежности. Такая сеть наиболее уязвима любыми вне-
шними воздействиями (катастрофами, военными действиями и т. д.),
так как при выходе из строя хотя бы одного центрального участка или
узла она превращается в несвязную, распадаясь на изолированные части.
Ацикличность имеет место на стадии дерева и устраняется путем замы-
кания одного или нескольких пикпоя
Повышенная степень дендритности означает, что в сети
мало циклов, и большая ее часть приходится на дендриты. Этот де-
фект наиболее характерен для сетей 0-го и 1-го классов. Он затруд-
няет транспортное сообщение между периферийными частями, и все
потоки и связи между ними проходят через ребра нескольких цик-
лов, узлы которых в результате этого сильно перегружаются. Такой
дефект возникает как при росте, так и при распаде сетей; напри-
мер, в сети железных дорог Баден-Вюртемберга в 1867 г. (рис. 26)
и Финляндии в 1899 г. и 1903 г. (рис. 27). а также трамвайных ли-
ний Тбилиси (рис. 4Ь). Устраняется он путем замыкания циклов в
прикорневых частях дендритов Его разновидностью является протя-
женный и разветвленный внешний дендрит. Этот дефект устраняет-
ся тем же путем - замыканием ветвей дендрита (см. эволюцию си-
бирского дендрита сети железных дорог России на рис. 16).
Большой разветвленный внутренний дендрит - при-
знак слабой освоенности внутренних частей территории и сильного
влияния барьерности. Такие дендриты возникают во внутренней, сре-
динной периферии. Типичный пример показан на рис. 17 (эволюция
пнутренисго дендрита сети железных дорог Центральною Казахста-
на). Устраняется включением дендрита в состав новых циклов, обра-
зованных дроблением.
Соединительный дендрит (топологический мост) свя-
зывает несколько циклических структур - либо остовы, либо внеос-
товные циклы друг с другом или остовом Выход из строя хотя бы
одного элемента такого дендрита приводит к разрыву сети и изоля-
ции этих циклических структур.
Топологические
дефекты
Примеры конфигураций
с этими дефектами
(пунктиром показаны пути их устранения)
Рекомендации
по их устранению
Несвязанность сети
Разорванность
сети на большие
автономные
(изолированные)
компоненты
Обьелинить их
вместе в более
крупные
компоненты
ИЛИ ПриГЛААиЫЫТЬ
к главному
компоненту
Дефекты сетей-деревьев и дендритов циклических сетей
Разветвленные
внешние
дендриты,
повышенная
степень
лендритности
сети
Включить их
прикорневые части
в состав остова,
замкнув циклы
во внешней лоне
остова; замкнуть
ветви внешних
дендритов в циклы
Разветвленный
внутренний
дендрит
Раздробить цикл
и включить дендри)
в состав циклов
Соединительный
дендрит
(топологический
мост)
Включить дендрит
в состав остова,
замкнув вдоль
него новые никлы
Рис. 54. Дефекты топологической структуры транспортных сетей
и пути их устранения
Дефекты циклических структур
Большой цикл
неестественной
формы
Раздробить его
на более мелкие
никлы
Полииикличность
i наличие нес к гик* не-
изолированных
единичных
циклов-петель
и/или островов)
Многоостовность
(наличие
нескольких
остовов)
Объедининть
»п п пстсг
циклы в новый остов
или присоединить
их к главному
остову
Объединить
побочные остовы
с главным
Узел сочленения
(два петлевых
остова,
соединенных
в одной вершине)
Построить обход
вокруг этого узла
и объединить таким
образом оба
петлевых остова
в один общий
Сильная изрезан-
ность внешней
границы
циклического
остова с далеко
выходящими
наружу выступами
и глубокими
клиньями
Горловина
(перешеек) остова
(узкая перемычка
между двумя
ядрами остова)
Размытость
(многоядерносгь)
топологического
яруса
Объединить все ядра
и анклавы яруса в
многолитный ареал
путем дробления
внутренних циклов
Топологические мосты возникают в полицентрических террито-
риальных структурах (рис 19) Этот дефект устраняется путем за-
мыкания цикла (или нескольких циклов) вдоль дендрита, части ко-
торого становятся ребрами новых циклов.
Вышеперечисленные дефекты топологической структуры явля-
ются более опасными для сети, так как при выходе из строя хотя
бы одного участка сеть-дерево или дендриты циклических сетей мо
гут распасться на несвязанные, изолированные части.
К дефектам циклических структур относятся следующие.
Крупный цикл неестественной формы (например, чрезмерно вы-
тянутый), больших размеров или содержащий внутри себя внутренние
дендриты. Такие циклы образуются на периферии освоенной террито
рии либо там, где активно действуют линейные или площадные барье
ры. Такие циклы нарушают ярусность остова, мешают осуществлять пря-
мые транспортные сообщения (приходится ехать в объезд). На рис. 36
(1985 г.) показан такой крупный цикл сети метро Сеула. Из-за отсут-
ствия спрямляющей линии поперек цикла движение из центра в южную
часть Сеула шло в обход либо - через восточную, либо - западную ок-
раину. Устраняется этот дефект дроблением цикла, что и было сделано
там 18 октября 1985 г., когда открылась новая спрямляющая линия из
центра в южную часть города. Цикл должен дробиться в том месте, где
его ребра ближе всего подходят друг к другу. При этом лучше всего
использовать части внутреннего дендрита, чтобы уменьшить протяжен-
ность дробящей линии и таким образом минимизировать затраты на
новое строительство. В результате дробления больших циклов транспор-
тное сообщение улучшается не только в этом районе, но и соседних
частях сети.
Полицикличность сети - признак фрагментарности и по-
лицентричности территориальной структуры. Такие сети обладают
низким уровнем надежности, так как в них еще высок уровень ден-
дритности, а циклы не сгруппированы в остовы. Они, конечно, име-
ют более высокий уровень надежности, чем деревья, но единичные
циклы - слабый топологический резерв прочности ее структуры.
На рис. 42 (сеть железных дорог штата Южная Дакота в 1982 г.)
и 46 (сеть трамвайных линий Тбилиси в 2000 г.) показаны сети, со-
стоящие всего из 2 циклов. Дефект устраняется объединением изоли-
рованных циклов в один небольшой остов либо присоединением их к
главному остову.
Многоостовность сети также признак полицентричности
территориальной структуры Однако уровень надежности такой сети
значительно выше, чем полициклической, так как остовы обеспечива-
ют множество вариантов сообщения между одними и теми же пун
ктами сети Наиболее слабым местом многоостовных сетей являют-
ся соединительные дендриты и вершины сочленения, связывающие
остовы друг с другом (примеры на картах сети метро Нью-Йорка на
1904 г. - на рис. 34, железных дорог Дании - на рис. 39, трамвайной
сети Мадрида на 1959 г. - на рис. 44 и трамвайной сети Москвы на
2002 г. - на рис. 47). Этот дефект устраняется созданием параллель-
ной транспортной линии, дублирующей соединительный дендрит или
обходящей узел сочленения. При этом побочные остовы присоеди-
няются к главному остову, и уровень надежности всей сети значи-
le.ibnu повышается.
Разновидностью многоостовности является узел сочленения,
т. е. случай, когда два петлевых остова или несколько циклов-петель
имеют единственную общую вершину, объединяющую их. При выходе
из строя этого узла сеть распадается на изолированные части. Типич-
ный узел сочленения трамвайной сети Тбилиси показан на рис. 46
(1955 г.) - он связывал тогда центральный и северный петлевые
остовы. Устранить такой дефект можно, построив транспортную линию
в обход этого узла. И тогда петли и петлевые остовы включаются
н состяи гпявного остова.
Изрезанность формы циклического остова является
признаком незавершенности топологической структуры транспортной
сети. Выступы, далеко выходящие наружу и чередующиеся с глубо-
кими клиньями внутрь остова, свидетельствуют о том, что остов
сформировался недавно или что периферийные барьеры настолько
препятствуют осуществлению межрадиальных коммуникаций, что не
позволяют остову принять более округлую форму. Выступы и кли-
нья нарушают монолитность топологических ярусов, разрывают их на
отдельные очаги. Между перифериями соседних выступов остова
отсутствуют кратчайшие транспортные соединения, и сообщение меж-
ду ними приходится осуществлять окружным путем через срединные
части или даже центр остова. На карте 31 (8 октября 1913 г.) хоро-
шо видны клинья и выступы остова трамвайной сети Одессы, кото-
рые уже к 1915 г. были сглажены Выступы и клинья еще рельеф-
нее видны в сети метро Нью-Йорка на рис. 34 (карты на 1918 г. и
1937 г.). На территории городов таким глубоким клиньям обычно со-
ответствуют долины рек или транспортные коридоры, обросшие про-
мышленно-складскими зонами; на территории регионов и стран -
линейные и площадные барьеры с низким уровнем транспортной про-
ходимости.
Для ликвидации этого конфигурационного дефекта необходимо
заполнить клинья остова новыми циклами. Так, в сети метро Нью-Йорка
клин между выступами остова в Манхэттене и Бруклине был заполнен
к 1937 г. несколькими циклами на севере Бруклина и юге Квинса. Сгла-
живание таких глубоких клиньев сопряжено с большими затратами, так
как необходимо сооружение протяженных хордовых и тангенциальных
магистралей, а в городах - длинных туннелей и путепроводов через
транспортные коридоры и широкие реки. Однако такие спрямляющие
линии повышают надежность структуры, увеличивая число циклов и
даже топологических ярусов в остове.
Горловина в остове представляет собой перемычку между
двумя глубокими клиньями циклического остова, которые своими кон-
цами близко подходят друг к другу и образуют своеобразный переше-
ек, почти разрывающий остов на части (остается небольшая перемыч-
ка, сил раня ющая его монолитность). Выход из строя одного или двух
участков этой перемычки может привести к распаду остова на два по-
меньше или даже к разрыву сети. На картах рис. 50 (1944 г.) и рис. 52
(1992 г.) хорошо видны горловины циклических остовов в сетях же-
лезных дорог Кореи (такой «перешеек» находился до раздела Кореи в
районе Сеула, соединяя две части остова - северную и южную) и
Малой Югославии (в районе Белграда; соединяет Воеводину с Серби-
ей). Для устранения этого дефекта необходимо заполнять новыми цик-
лами клинья между выступами остова.
Размытость (мноеоядерпость) топологических ярусов
остова - не самый опасный дефект, но он создает осложнения при
осуществлении коммуникации и перегрузку в ряде важных транс-
портных узлов. Такая разорванность яруса обычно вызвана действи-
ем барьерности территории, с одной стороны, и полицентричности
территориальной структуры - с другой. Тем местам, где ярус разры-
вается на изолированные ядра, соответствуют внутренние барьеры,
препятствующие объединению их в общий ареал. В транспортных уз-
лах, расположенных в местах таких разрывов, концентрируются все
потоки, идущие из одной внутренней части сети в другую. Эти узлы
перегружены и требуют разгрузки На карте 26 (1934 г.) видна мно-
гоядерность 3-го топологического яруса остова сети железных дорог
Баден-Вюртемберга (три ядра к северу и югу от Штутгарта), а на
карте 34 (1911 г.) - многоядерность 2-го яруса в остове сети мет-
рополитена Нью-Йорка. Устраняется этот дефект дроблением больших
циклов, которые до этого мешали объединению изолированных ядер
одного и того же топологического яруса. Как правило, такие дробле-
ния происходят быстро, и ярус становится монолитным, иначе невоз-
можно дальнейшее усложнение остова.
Среди этих дефектов и диспропорций выделяются более и менее
значимые. Самыми уязвимыми являются сети с большими автономны-
ми компонентами, повышенной степенью дендритносги, а также сети-дере-
вья. Если в сети есть циклы и остовы, они обладают более высоким
уровнем топологической надежности. Поэтому дефекты циклических
структур, хотя и ухудшают качество надежности сети в целом, но не
так опасны и катастрофичны, как несвязность или древовидные дефек-
ты. При ограниченных возможностях их смягчения и ликвидации в
первую очередь должны устраняться несвязность и дендритность сети;
во вторую - многоостовность, узлы сочленения, глубокие клинья в цик-
лическом остове, мосты; в третью - остальные дефекты.
Идентификация топологических дефектов и поиск путей их уст
ранения имеют большую практическую значимость, так как позволяют не
только noDixcinu OKunui4HческуЮ эффективность фУНКЦИОНИроВЭНИЯ
транспортных сетей, но и уровень их топологической надежности. Де
фекты топологической структуры сетей можно определять по картам,
составленным с использованием методов топоморфологического расчле-
нения сетей. Ниже на конкретных географических примерах показано,
как определяются эти дефекты и пути их устранения.
§8 . Топологические дефекты в структуре
транспортной сети России
Сеть железных дорог. Распад СССР привел к тому, что в
сети железных дорог России возникли новые топологические дефек-
ты, которые отсутствовали прежде в сети железных дорог СССР.
В результате этого распада сеть утратила почти 200 циклов (т. е. 48%)
и 2 топологических яруса (таблицы 49 и 56).
Внешняя граница остова в северо-западной, северной и восточ-
ной частях не изменилась. В западной части внешняя граница ос-
това сместилась из Прибалтики, Белоруссии и Украины на Северо-
Запад и в Центр, в южной части - из Закавказья на Северный
Кавказ. Из-за отчленения всей сети Казахстана сильное сокраще-
ние остова произошло на востоке. Главная магистраль Челябинск -
Омск оказалась перерезана территорией Казахстана в районе Пет-
ропавловска (карта на рис. 55). В результате этого весь восточный
выступ бывшего главного остова сети в Сибири оказался изоли-
рованным от Европейской части, превратившись в два побочных
петлевых остова (один от Новосибирска до Тайшета с 13 циклами,
второй от Тайшета до Хабаровска с 4 циклами).
На крайнем западе, из-за анклавного положения, сеть железных
дорог на территории Калининградской области превратилась в авто-
номный компонент. Паромное сообщение между Советской Гаванью и
Холмском, ставшее нерегулярным с начала 1990-х гг., превратило сеть
железных дорог Сахалина в такой же автономный компонент, как и
калининградскую сеть. По-прежнему остается изолированным автоном-
ный Норильский компонент.
Инверсия размера 1-го топологического яруса остова после
1991 г. исчезла, так как многие крупные циклы оказались за пре-
делами России (в основном в Казахстане). Размеры 2-го и 3-го яру-
сов уменьшились, а 4-й ярус, покрывавший до 1991 г. всё Чернозе-
мье, Центр и часть Поволжья, теперь сжался в небольшую меридио-
нальную полосу, вытянутую от Александрова до Новомосковска,
примыкая к Москве с востока. Он теперь является топологическим
центром всей сети. Если до 1991 г. в остове сети СССР было 6
ярусов, то теперь их в сети России осталось только 4.
Сеть автомобильных дорог. После распада СССР внешний
остов сети автодорог страны сжался на западе, юге и юго-востоке. Из-
аа этого чпели । миологических ярусов уменьшилось с 9 до 5, а общее
число циклов - с 2862 до 647 (табл. 56). Топологический центр сети
(теперь это 5-й ярус) после 1991 г. сместился из Белоруссии на северо-
восток Центра (Тверь - Москва - Коломна - Рязань - Шацк). Таким
образом, сокращение сети автодорог оказалось более радикальным, чем
сети железных дорог. Весь главный циклический остов сети автодорог
страны теперь сжался и умещается в пределах Европейской части. Во-
сточной его границей вместо Кулунды стали Тюмень и Курган. К во-
стоку от них вытянулась цепочка изолированных друг от друга реги-
ональных и локальных остовов, включая два вновь образовавшихся
(в результате потери территории Северного Казахстана): Новоси-
бирско-Кузбасско-Алтайский и Горно-Атгайский. Таким образом, в Си-
бири теперь расположены 12 побочных остовов, «нанизанных» на Мос-
ковский тракт. А всего их в сети главных автодорог России теперь 17.
Кроме того, есть 23 единичных цикла и 30 автономных компонентов,
которые изолированы от главной сети. К самым крупным из них отно-
сятся Калининградский, Сунтар-Якутский, Сковородино-Магаданский,
Приамурско-Приморский, Сахалинский. Сеть автодорог Калининградской
области из-за анклавного положения оказалась изолированной от основ-
ной сети. Здесь образовался новый автономный компонент с побочным
остовом (18 циклов).
Основные топологические дефекты и диспропорции
структуры транспортной сети и пути их устранения.
Нарушение прежней системы пространственной целостности и связ-
ности придало территориальной структуре России усеченный харак-
тер. Теперь она должна приспосабливаться к новому суженному про-
странству. Эта адаптация после распада идет медленно. В ее
транспортной сети возникли новые топологические дефекты и про-
странственные диспропорции. К ним относятся: территориальное со-
кращение и упрощение структуры главного циклического остова; от-
щепление и раздробление восточной (сибирской) части сети на
полуизолированные и изолированные системы; усиление эксцентри-
ситета главных центров (приближение их к западной границе); об-
разование северо-кавказского выступа (с тенденцией к простран-
ственной полуизоляции); наличие глубоких клиньев в северной и
северо-восточной частях главного остова; образование новых авто-
номных компонентов, изолированных от основной сети; усиление
уязвимости ряда узлов сочленения; превращение многих внутрен-
них центров в пограничные
Таблица 56
Изменение топологической структуры сетей
железных и автомобили iux дорог России о сояэи с распалим СССР
Топологические Сеть железных дорог Сеть автодорог государственного и республиканского значения
показатели СССР 1991 г. Россия в 2001 г. СССР коней 1980-х гг. Россия • 1992 г.
Число циклов в сети в целом 382 184 2862 647
Число циклов в главном остове, в т. ч. по отдельным ярусам: 370 161 2685 495
Число циклов в 1 ярусе 98 69 534 195
Число циклов во 2 ярусе 100 53 715 160
Число циклов в 3 ярусе 72 31 484 82
Число циклов в 4 ярусе 63 8 383 49
Число циклов в 5 ярусе 30 - 249 9
Число циклов в 6 ярусе 7 - 184 -
Число циклов в 7 ярусе - - 108 -
Число циклов в в ярусе - - 26 -
Число циклов в 9 ярусе - - 2
Число побочных остовов 2 2 15 17
Число отдельных внеостовных циклов 4 - 16 23
Число автономных (изоли- рованных) компонентов 1 3 38 30
Как исправить или хотя бы частично улучшить эти прост panel вен-
ные диспропорции и устранить топологические дефекты в транспорт-
ной сети России? Как должна пространственно она вести себя в этих
новых условиях?
Территориальное сокращение и упрощение структуры можно
компенсировать только путем уплотнения существующего остова, а
также сглаживания его выступов и клиньев, особенно в юго-запад-
ных и западных пограничных ареалах. Это уплотнение, простран-
ственная консолидация сети на западе и юго-западе России может
привести к медленному возвратному движению топологического цен-
тра на запад и юго-запад. Для выравнивания клиньев остова на запа-
де и юго-западе было бы целесообразно построить следующие же-
лезные дороги (показаны пунктиром на карте рис. 55): Алакуртти -
Софпорог - Юшкозеро (вдоль финской Гранины с ныхолом н сЬчч.
ляндню), Гдов - Псков - Себеж, Новосокольники - Велиж - Смо-
ленск (или Сошно - Жарковский для обхода узла сочленения в Вязь-
ме), Белгород - Валуйки - Россошь. На юго-восточном фланге
Европейской части необходимо сооружение отдаленных приграничных
дорог Бузулук - Салават, Магнитогорск - Учалы, Челябинск - Тю-
мень. Для уплотнения главного остова сети, повышения уровня его
пространственной надежности, ликвидации многоядерности внутрен-
них топологических ярусов остова в Европейской части страны не-
обходимо сооружение следующих железных дорог (рис. 55): Орел -
Волхов - Су хин и чи, Ряжск - Касимов - Муром, Лихославль -
Сонково, Новгород - Старая Русса - Соблаго - Земцы, Яранск -
Котельнич, Подборовье - Лодейное Поле, Лодейное Поле - Коноша,
а такж^ достройка железнодорожного моста через Волгу у Кинешмы
(не завершенный до сих пор долгострой). Благодаря этим линиям од-
новременно ослабляется эксцентриситет Москвы и Центра.
Для выравнивания глубоких клиньев главного остова сети желез-
ных дорог и остова сети магистральных автодорог на севере и северо-
востоке необходимо завершить сооружение железной дороги «Белко-
мур» ПО Трассе Карппглры - Вендинга — Сыктывкар — Кудымкар
Пермь; строительство автомагистралей по трассе Беломорск - Архан-
гельск - Котлас - Киров - Омутнинск - Кудымкар. Это позволит за-
полнить глубокий клин остова между Поморьем и Средним Уралом. Уро-
вень пространственной надежности структуры сети можно также
повысить, восстановив и достроив часть « Мёртвой» дороги от Салехар-
да до Надыма (участок Надым - Уренгой действует уже около 20 лет).
Заметным дефектом топологической структуры сети является да-
леко выдающийся на юг выступ остова на Северном Кавказе, главные
железные дороги которого проходят вдоль границы с Украиной на за-
паде (Воронеж - Ростов-на-Дону) и Казахстаном на востоке (Сара-
тов - Баскунчак - Астрахань). Обе дороги пограничные и не обеспе-
чивают надежной связи Северного Кавказа с центральной частью остова.
Для консолидации северо-кавказского выступа с остальной частью сети
необходимо: 1) создание третьей, целиком внутренней магистрали из Цен
тра на Кавказ по трассе Елец (или Липецк) - Графская - Анна - Тало-
вая - Калач - Павловск - Морозовская - Волгодонск - Куберле -
Светлоград с продлением ее от Буденновска на Нефтекумск и Кочубей
(до стыка с линией Астрахань - Кизляр); 2) создание линии вдоль лево-
го берега Волги от Урбаха (близ Энгельса) через Волжский и Волгоград
с продлением ее на юг до Элисты. Эти линии обеспечили бы более на-
дежную связь остальной части страны с Северным Кавказом. Связь меж-
ду Центром и Кавказом была бы более надежной благодаря постройке
новой автомагистрали в промежутке между шоссе Воронеж - Ростов и
Тамбов - Волгоград, приблизительно по трассе предлагаемой железной
дороги от Липецка па Оилюдипик — Элиту ~ Левокумск ~ Кизляр.
Наиболее серьезным дефектом топологической структуры сетей
железных и автомобильных дорог России является отщепление после
1991 г. от главного остова всей сибирской части сети, которое произош-
ло в результате потери связующего звена, проходящего через север
Казахстана (Петропавловского узла). Следствием этого отщепления
стал распад сибирской части сети на отдельные автономные компо-
ненты. Для устранения этого дефекта необходимо сооружение север-
ной магистрали (железной дороги и автодороги), параллельной
Транссибу. Наиболее удачной ее трассой может стать направление
Алапаевск - Ирбит - Тавда - Тобольск - Усть-Ишим - Тара - во-
дораздел Васюгана - Кожевниково - Томск - Мариинск с южными
ветвями-примыканиями к Транссибу в Ишиме, Омске, Татарске, Ново-
сибирске, Юрге (пунктирные линии на карте рис. 55). Вновь возникший
Курганский выступ остова необходимо сгладить новой железной доро-
гой Челябинск - Шадринск - Тюмень.
Новая, более северная трасса Транссибирской магистрали увели-
чит уровень надежности транспортной связи между Европейским яд-
ром сети и цепочкой из 12 полуизолированных локальных и региональ-
ных подсистем Сибири и Дальнего Востока. Для снижения уровня их
изолированности необходимо проложить параллельные линии в обход
наиболее слабых узлов сочленения: шоссе Кемерово - Шарыпово,
Кичера - Улюнхан на севере Бурятии, Сретенск - Могоча - Сковоро-
дино - Магдагачи. Часть этих дорог уже строится.
Структурной проблемой является уязвимость ряда крупных
транспортных узлов, которые до 1991 г. были внутренними, но после
распада СССР превратились в пограничные. Топологическая уязви-
мость таких узлов устраняется путем создания дублирующих и па-
раллельных обходов. Среди них наиболее уязвим Омск, который стал
единственным узлом сочленения между главным остовом сети желез-
ных и автомобильных дорог Европейской части и остальной сибир-
ской сетью. В случае выхода из строя железнодорожного моста че-
рез Иртыш сеть железных дорог страны разрывается на две
изолированные части. Существовавшая до этого Южно-Сибирская ма-
гистраль, обходившая Омск с юга, проходит теперь через территорию
Казахстана. Для устранения этого крупного топологического дефекта
следовало бы построить северный железнодорожный обход Омска
через Красный Яр, Чернолучинский до Калачннска.
Среди других уязвимых узлов сочленения выделяются Тайшет
(необходимо создание северного и южного его железнодорожных
обходов), Троицк (необходимо новое шоссе Южно-Уральск - Кар-
талы - Орск), Волгоград (необходим восточный заволжский обход
от Красноармейска к Волжскому с новым мостом через Волгу),
Ростов-на-Дону (необходимо создание третьей Кавказской магист-
ра in череч RnirnAnHrv)
Старые и новые автономные компоненты представляют собой
еще одну разновидность дефектов структуры транспортной сети
России Единственным способом его устранения является сухопут-
ное или надежное водное соединение их с главным компонентом.
Так, проблема соединения с Сахалином решалась прежде с помощью
надежной паромной переправы Советская Гавань - Холмск, кото-
рая ныне лишилась большинства своих паромных судов. В 1990-е
годы намечалось сооружение сначала железнодорожного тоннеля под
Татарским проливом. Позже, в 2000-2001 гг. был готов проект стро-
ительства железнодорожного моста между* Сахалином и материком.
Сейчас этот проект отклонен, и Сахалин по-прежнему испытывает
трудности из-за своей транспортной изолированности. Для соедине-
ния Калининградского анклава в пассажирском сообщении исполь-
зуются транзитные поезда через территорию Литвы и Белоруссии,
а в грузовом сообщении единственным выходом может стать толь-
ко морской железнодорожный паром Калининград - Санкт-Петер-
бург, который пока не действует.
Предложенные выше рекомендации по устранению топологичес-
ких дефектов в структуре сети могут повысить уровень ее сложно-
сти, тем самым улучшив качество транспортного сообщения внутри
страны, снизив транспортные издержки и т. д. Если все предлагае-
мые линии железных дорог будут построены (заметим, что эти ли-
нии не относятся к числу фантастических и сверх дорогостоящих,
а часть из них давно проектируется), структура сети усложнится
следующим образом. Циклический остов значительно расширится на
северо-западе и северо-востоке Европейской части; будет ликвиди-
рована уязвимость Омского узла; побочные остовы Западной и Во-
сточной Сибири войдут в состав главного остова; северо-кавказс-
кий выступ остова получит более надежную связь с остальной сетью
страны В конечном счете, число ярусов в сети возрастет тогда
до 5, и ее структура частично вернется к состоянию сети СССР
уровня 1989 г. Пространственная надежность и степень межрегио-
нальной связности повысится.
§9 . Топологические дефекты структуры других
транспортных сетей и пути их устранения
В этом параграфе анализируются дефекты топологической
структуры других транспортных сетей и даны рекомендации по их
устранению В качестве объектов анализа выбраны сети железных
дорог ряда стран, а также одна сеть метрополитена.
Сртм ЖР1Р1ЧК1Г Лорог стран СИГ. Распад СССР привел
к тому, что во многих странах СНГ в топологической структуре се-
тей их железных дорог возникли серьезные дефекты. Вызвано это
тем, что в дореволюционное время губернские границы внутри Рос-
сийской империи, а в советское время границы между союзными рес-
публиками не являлись барьерами для транспортного сообщения.
Поэтому железные дороги прокладывались исходя только из эконо-
мической и стратегической целесообразности, нередко пересекая эти
фиктивные границы по нескольку раз, что не вызывало никаких по-
граничных проблем. Как только эти границы после 1991 г. преврати-
лись в реальные барьеры, выяснилось, что они рассекли транспорт-
ную сеть «по живому». В ряде случаев, о которых будет сказано ниже,
сеть железных дорог оказалась разорванной (несвязной). В других
странах СНГ из-за этого возникли серьезные топологические дефек-
ты и пространственные диспропорции.
Украина. Структура сети железных дорог Украины пострадала
от распада СССР меньше, чем в России. Ее остов остался относитель-
но компактным, за исключением двух глубоких клиньев на юго-запа-
де и одного клина на севере. Заполнение этих клиньев остова новы-
ми циклами может усложнить топологическую структуру сети
(пунктирные линии на карте рис. 56). Для этого необходимо пост-
роить следующие линии: Великий Бычков - Рахов (вдоль румынс-
кой границы для обеспечения транспортной связи между Закарпа-
тьем и Покутьем; замкнется большой цикл Стрый - Мукачево —
Рахов - Ивано-Франковск - Стрый), Новоселица - Хотин -
Каменец-Подольский (в обход территории Молдавии для обеспече-
ния надежной связи Черновцов с центром страны). Ларга - Моги-
лев-Подольский - Ямполь - Рудница (в обход территории Молда-
вии для создания прямой связи между южными частями Подолья),
Чернигов - Щорс - Семеновна (для обеспечения внутренней связ-
ности северных районов страны). Расширение остова возможно и
на востоке страны путем постройки трех небольших участков в
Донбассе: Купянск - Белокуракино (в обход узла Валуйки, распо-
ложенного в России), Антрацит - Красный Луч - Торез, Комсо-
мольск - Янисоль.
Рис. 56. Сеть железных дорог Украины в 2001 г. и пути устранения дефектов ее топологрческои структуры
Карга показывает современную сеть и предлагаемые к постройке линии, которые должны устранить суисствуюшис топологи-
ческие дефекты ее структуры (они выделены штриховыми линиями). Жирными линиями с цифрам» отмечены внешние
границы топологических ярусов остова.
Существуют небольшие диспропорции в структуре 2-го и 3-го
ярусов. Для ликвидации клиньев в ареале 2-го топологического яру-
са необходимо построить линии Бучач - Галич (восстановить закры
тый участок) и Ровно - Новоград-Волынский в Западной Украине;
Гадяч - Лебедин (проектировался в 1920-е годы) на северо-востоке
страны: Первомайск - Вознесенск - Доброе - Снегиревка на юге.
Для объединения изолированных ядер 3-го яруса в один ареал было
бы целесообразно построить линии Шлола — Нопомиргород и Миро
новка - Канев, Золотоноша - Кременчуг - Новомосковск (эта линия
проектировалась еще до Первой мировой войны).
Если построить все указанные выше линии и участки, остов
сети усложнится и расширится при тех же трех ярусах на запад, а
три очага 3-го яруса объединятся в один ареал. Протяженность но-
вых участков не столь велика, но они могут повысить уровень топо-
логической сложности сети и ее надежности. Многие транспортные
узлы будут разгружены, улучшится транспортная связь в Иодолии,
Южной Украине, Закарпатье.
Белоруссия. Структура сети железных дорог этой страны так-
же мало пострадала от распада СССР Ее дефекты не столь серьезны,
как в России. Однако в ней сохранились старые дефекты - глубо-
кий клин остова на западе (к Барановичам; см. карту 57), большой
внутренний дендрит к Лепелю и новый клин на юго востоке (между
Кричевом и Гомелем). Для их устранения было бы целесообразно
построить новые линии (они обозначены пунктиром на рис. 57) Вол-
ковыск - Пружаны (заполнить Барановичский клин), Гомель - Кри-
чев, Полоцк - Лепель - Борисов, Лепель - Крулсвщизна.
Если построить эти участки, остов приобретет более округлую
форму (улучшится связь между концами его выступов), сократит-
ся путь из Полоцка в центральную часть страны, из Гродно в Брест
(в обход Барановичей); число циклов в остове увеличится с 11 до
18, значительно расширится 2-й топологический ярус. Это будет оз-
начать повышение уровня топологической сложности всей сети, ее
надежности
Казахстан. Структура сети железных дорог сильно пострадала
от распада СССР, так как до этого она полностью ориентировалась
на территориальную структуру метрополии. В сети в 1992 г. имелось
три автономных компонента (в районе Уральска, Иртышское - Ка-
расук, Усть-Каменогорск - Лениногорск; см. карту на рис. 58) на се-
вере страны, которые были связаны с остальной ее частью только
через территорию России. По межгосударственному соглашению линия
на Уральск была связана с сетью казахских железных дорог путем
отдачи в аренду им российского участка Яйсан - Илецк - Чингир-
лау (по территории Оренбургской области) в обмен на Петропавлов-
Рис. 57. Сеть железных дорог Белоруссии в 2001 г. и пути устранения
дефекюв ее топологической структуры
Карта показывает современную сеть и предлагаемые к постройке линии, кото-
рые должны устранить существующие топологические дефекты ее структу-
ры (они выделены штриховыми линиями). Жирными линиями с цифрами
отмечены внешние Гранины топологических ярусов петлял
ский участок Транссиба, отошедший к МПС России. Тем не менее,
изолированные компоненты - главный топологический дефект сети
железных дорог Казахстана. Для устранения разорванности сети на
изолированные части сейчас идет сооружение новой железной доро-
ги Чарская - Усть-Каменогорск, которая свяжет автономный компо-
нент Восточно-Казахстанской области с основной сетью.
Другими дефектами структуры этой сети являются высокая
степень ее дендритности, а также побочные петлевые остовы, покры-
вающие восточную и северную части страны. В 2000 г. было завер-
шено стро”-”“льство дороги Конечная (Курчатов) - Павлодар, кото-
рая замкнула большой цикл на востоке страны, в результате чего
образовался второй побочный (петлевой) остов. Для установления
прямой транспортной связи между Северным и Западным Казах-
станом сейчас ведется сооружение новой линии вдоль российской
границы по трассе Арыстансор (к югу от Кустаная) - Карабутак -
Хромтау (возле Актюбинска); между Центральным и Северным
Казахстаном - линии Борлы - Экибастуз (сократит путь из Кара-
ганды в Павлодар); между Центральным и Южным Казахстаном -
линии Джезказган - Кзыл-Орда; между Западным Казахстаном и
Туркменией - линии Ера л лево (Мангышлак) - Бекдаш - Туркмен-
баши (Красноводск). После окончания постройки этих линий (пока-
заны пунктиром на рис. 58) степень дендритности сети понизится, в
ней сформируется большой циклический остов, который поглотит уже
существующие побитные пстлсоыс uviuddi. D пси iivmdhivm 2-й iunu-
логический ярус (небольшие циклы в районе Караганды).
Несмотря на радикальное улучшение структуры сети, в ней, тем
не менее, остается изолированным Уральский автономный компонент,
который необходимо в отдаленном будущем соединить с основной
сетью путем продления линии Макат - Индерборский (она была
построена в советское время как часть будущей линии Макат -
Александров Гай - Энгельс в Саратовской области) вдоль р. Урал
до Уральска.
К дефектам структуры относятся также большой внутренний
дендрит к Джезказгану и разветвленный внешний дендрит в Запад-
ном Казахстане. Для устранения этих дефектов следовало бы пост-
роить новые железные дороги Аркалык - Джезказган (для связи
Северного и Центрального Казахстана с Южным), Челкар - Бейнеу
(для прямой связи Западного Казахстана и Мангышлака с южной и
центральной частями страны). Улучшили бы структуру циклического
остова короткие соединительные линии Кентау - Жанатас (между
Чимкентской и Джамбульской областями) и Айсары (конечный пункт
дендрита, начинающегося от станции Ерментау на линии Астана -
Павлодар) - Чкалово (линия Кокчетав - Иртышское), которые мо-
гут включить в свой состав уже существующие внутренние дендри-
ты. Если все эти линии будут построены (они обозначены пунк-
тиром на рис. 58), сеть железных дорог Казахстана будет иметь более
округлый циклический остов, охватывающий большую часть страны;
2-й топологический ярус (с внешней границей Аркалык - Джезказ-
ган - Караганда - Астана - Есиль) и даже 3-й ярус (мелкие цик-
лы Карагандинского бассейна). Исчезли бы все большие автоном-
ные компоненты. Структура сети в этом случае перешла бы из 1-го
в 3-й класс сложности, в остове вместо нынешних 9 стало бы 16 цик-
лов, что повысило бы уровень пространственной надежности и то-
пологической сложности всей сети.
Узбекистан. Приобретение независимости привело к тому, что
государственные границы рассекли сеть железных дорог Узбекис-
тана на пять автономных компонентов (Ферганская долина, централь-
ный главный компонент от Ташкента до Самарканда и Бухары, Сур-
хандарьинский, Каракалпакия, Хорезм; см. карту 59). Это - главный
дефект топологической структуры всей сети. Для проезда из одной
части в другую приходится пересекать территорию Туркмении или
Таджикистана
Рис. 59. Сеть железных дорог Узбекистана в 2000 г. и пути устранения
дефектов ее топологической структуры
Карта показывает современную сеть и строящиеся линии, которые должны
устранить существующие топологические дефекты се структуры (они выде-
лены штриховыми линиями). Жирными линиями без цифр отмечены гра-
ницы инеткюиных ЦИКЛОВ.
Чтобы ликвидировать этот главный дефект структуры - разор-
ванность сети, в 2001 г. завершено строительство новой железной доро-
ги Учкудук - Мискин - Турткуль, которая вместе с построенной ра-
нее линией Турткуль - Нукус позволила связать центральную часть
сети с Каракалпакским автономным компонентом. В настоящее время
ведется сооружение новой линии с мостом через Амударью Мискин -
Питняк близ Туямуюнской ГЭС (она соединит в конце 2002 г. главный
компонент с сетью Хорезма), а также линии Гузар (близ Карши) - Кум-
курган (близ Денау), которая свяжет основную сеть с Сурхандарьинс-
ким компонентом После завершения этих двух строек (показаны пунк-
тиром на карте 59) четыре из пяти автономных компонентов будут
объединены в общую сеть. Единственным изолированным компонентом
останется сеть Ферганской долины. Она отделена от остальной части
страны территорией Таджикистана и горами, через которые пока невоз-
можно проложить прямую линию железной дороги.
—:ЗОЯ
После завершения всех этих проектов сеть железных дорог Узбе-
кистана станет более связной, но останется полициклической. В ней по-
прежнему будут существовать 4 изолированных цикла (Ташкентский,
Сырдарьинский, Ферганский, Самаркандско-Бухарский). В отдаленной
перспективе было бы целесообразно объединить три из них (за исклю-
чением Ферганского) в один циклический остов, чтобы повысить уро-
вень надежности сообщения и усложнить топологическую структуру
сети. Для этого необходимо построить линию параллельную главной
Среднеазиатской магистрали по северному краю освоенной территории
Голодной степи.
Туркмения. Сеть железных дорог этой страны сразу же после
распада СССР оказалась разорванной новыми политическими грани-
цами. В ней существовали три автономных компонента - главный
(Красноводск - Ашхабад - Мары - Чарджоу - Лебап с ветвью к Куш-
ке), Керкинский (на крайнем востоке) и Ташаузский (на крайнем севере
страны). Мелкий цикл в районе Красноводска не имел никакого значе-
ния для структуры сети, которая фактически являлась большим по про-
тяженности деревом.
Рис. 60. Сеть железных дорог Туркмении в 2000 г.
и пути устранения дефектов ее топологической структуры
Карта показывает современную сеть, а также строящиеся и предлагаемые к
постройке линии, которые должны устранить существующие топологические
дефекты ее структуры (они выделены штриховыми линиями).
Для устранения этого главного дефекта структуры - несвязнос-
ти ее частей - в 1990-е годы была построена линия Чарджоу (ныне
Туркменабат) - Халач - Керки вдоль левого берега Амударьи. Она
объединила Керкинский автономный компонент с главным (карта 60).
Почти одновременно с этим были сооружены две ветви на террито-
рию Ирана (Теджен - Серахс - Мешхед и Артык - Люфтабад к вос-
току от Ашхабада), которые дали транспортный выход на юг в Иран, к
портам Персидского залива.
Для соединения северного автономного компонента с главной се-
тью началось сооружение железной дорого через Каракумы. После окон-
чания ее постройки произойдет полное связывание всей сети. Тем не
менее ее структура останется по-прежнему древовидной, т. е. ненадеж-
ной. В более отдаленной перспективе намечено строительство линии
Керки - Тахта-Базар - до линии Мары - Кушка (вдоль афганской
границы), в результате чего в сети замкнется первый большой цикл, и
сеть перейдет из класса дерева в 0-й класс сложности. К сети также
будут добавлены две новые ветви: Казакджик - Кызыл-Кая (на север
от основной магистрали) и Казанджик - Кызылатрек - Горган (на юг
от нее с выходом на иранскую сеть железных дорог).
Таким образом, для сетей железных дорог стран СНГ ха-
рактерны два типа дефектов - 1) изрезанность внешней гра-
ницы циклического остова, многоядерность внутренних топологичес-
ких ярусов, побочные остовы - для более экономически развитых
стран; 2) несвязность, разорванность сети на несколько автономных
компонентов - для более экономически отсталых стран (Казахстан,
Узбекистан, Туркмения, Киргизия, Таджикистан).
Сеть железных дорог Румынии. Структура сети в основ-
ном сложилась к 1990 г., когда в ее остове возник 3-й топологичес-
кий ярус (карта на 2000 г. на рис. 51, таблица 52 и текст в начале §6
этой главы). Тем не менее она не лишена топологических дефектов,
как почти любая транспортная сеть. Циклический остов сети свои-
ми внешними границами уже с 1940-х годов вплотную придвинулся
к внешним границам страны. Исключением является Добруджа (край-
ний восток) и северные горные районы Марамуреша и Буковины
Для улучшения структуры остова было бы целесообразно замкнуть
хотя бы один цикл между Галацем и Тулчей (в нижнем течении
Дуная; на карте на 2000 г. на рис. 51 эта линия показана пунктиром).
Для улучшения (усложнения) структуры циклического остова и
расширения 2-го и 3-го ярусов необходимо построить ряд новых ли-
ний, которые раздробили бы большие циклы с включением в их со-
став некоторых внутренних дендритов. Строительство некоторых из
них было начато в конце 1980-х гг., но из-за экономического кризиса
1990-х гг. прекратилось (они показаны на карте 2000 г. на рис 51
точками: Питешти - Рымнику-Вылча в Олтении, Ботошани - Хыр-
лэу на севере Молдовы). Такими линиями, которые раздробили бы
большие циклы, могли бы стать (на карте обозначены простой штри-
ховой линией) Морени - Кымпина (западный обход Плоешти), Тыр-
говиште - Питешти, Плоешти - Титу - Виделе (для связи Плоеш-
тского узла с линией Бухарест - Крайова), Урзичени - Бузэу (для
разгрузки Плоештского узла и линии Бузэу - Плоешти - Буха-
рест), Псгойу Нпторсура Буэоулун (неосуществленный проект
1930-х гг. вдоль р. Бузэу для связи Брашова с Молдовой в обход
Плоешти), Абруд - Брад (в западной части Трансильвании для раз-
грузки главной магистрали Клуж - Апахида - Алба Юлия - Дева).
Необходимо также восстановить движение по недавно закрытой ли-
нии Карансебеш - Хацег. Одной из основных причин современного
кризиса транспортной сети страны является перегрузка Плоештского
узла и линии Плоешти - Бухарест, где проходят около 70% всех
поездов страны. Большинство вышеупомянутых линий могли бы раз-
грузить как этот узел, так и эту линию.
Если построить все вышеупомянутые линии и участки (карта
на 2000 г. на рис. 51), в циклическом остове сети стало бы 62 цикла
вместо прежних 50; 2-й ярус приблизился бы к границам остова; 3-й
ярус расширился и включил бы в себя еще 4 цикла. Все эти линии
повысили бы уровень топологической сложности остова, уровень
надежности и связности сети, а главное - разгрузили бы, наконец-
то, два важнейших элемента сети в районе Плоешти.
Сеть линий метрополитена Мадрида в последние 10 лет
является одной из самых динамично растущих в мире сетей метрополи-
тена (наряду с Токио, Сеулом и Мехико). В конце 199в г. она перешла
из 2-го в 3-й класс, а ее остов значительно расширился (карта на рис. 35
и табл. 33 в §9 главы 3). Рост этой сети продолжается. В мае 2002 г.
открыт еще один участок - от центра города до аэропорта Барахас.
В период с 2003 г. по 2010 г. будут построены кольцевая линия «Сур»
в юго-западной зоне городов-спутников (2004 г.) и ряд других приго-
родных и тангенциальных линий (штриховые линии на карте 2002 г. на
рис. 61). Когда все эти проектируемые линии будут открыты, структу-
ра циклического остова усложнится так, что он вытянется с юго-запада
на северо-восток; число ярусов останется прежним, но каждый из них
значительно расширится (ср. карты на 2002 г. и 2010 г.). Появится изо-
лированный цикл-остров (линия «Сур»).
В этой новой структуре 2010 г. появятся новые дефекты -
длинные выступы на северо-восток и северо-запад, крупные циклы
внутри остова, повышенная степень дендритности сети; изолирован-
ный цикл остров на юго-западе. Для устранения этих дефектов струк-
туру сети могли бы улучшить три новые линии метро (указаны на
Рис. 61. Перспективы роста сети линий метрополитена Мадрида
в 2003-2010 гг. и пути устранения дефектов
ее топологической структуры
Карта на 2002 г. показывает существующие, а также строящиеся и проектиру-
емые (выделены штрихом) линии, которые должны быть открыты до 2010 г.;
на 2010 г действующую в 2010 г. сеть (сплошные линии), а также предла-
гаемые нами новые линии, которые должны устранить старые и новые
топологические дефекты сс структуры (они выделены штрихом),
Жирными линиями с цифрами отмечены внешние границы топологических
ярусов остова
карге 2010 г. рис. 61 штриховыми линиями), трассы которых пред-
ложены нами. В случае их постройки клинья остова можно было бы
сгладить, цикл-остров - присоединить к главному остову, снизить
уровень дендритности всей сети. В конечном счете, если построить
все предлагаемые линии, структура сети усложнилась бы и перешла
из 3-го в 4-й класс. Внешняя граница остова расширилась бы значи-
тельно, за ним бы расширились 2-й (от 21 до 33 циклов) и 3-й (с 3 до
77 циклил) ярусы, я ппаиилга бы 4-й ярус и самом центра
сети (с 4 циклами). Всего число циклов к 2010 г. должно возрасти
с 39 до 50, а в случае постройки предлагаемых нами линий - до 91.
Такой высокий уровень сложности структуры имела только сеть мет-
рополитена Нью-Йорка, да и то в 1937-1942 гг. При таком уровне
топологической сложности транспортная надежность расширенного
таким образом остова была бы самой высокой. Это означает, что раз-
грузятся основные пересадочные узлы и наиболее перегруженные
участки сети.
§10. Идентификация дефектов
и топоморфологическая оценка проектов развития
транспортных сетей
Разработанная нами топоморфологическая методология и вы-
явленные закономерности эволюции транспортных сетей позволяют
не только идентифицировать топологические дефекты, но и предла-
гать и оценивать разные пути их устранения, т. е. давать научно обо-
снованные рекомендации по изменению и улучшению существующей
структуры транспортных сетей стран, регионов, городов.
Методика определения и устранения дефектов и дис-
пропорций топологической структуры транспортных сетей включает
в себя: 1) выявление всех существующих дефектов (§ 7 и рис. 54);
2) топоморфологическую (качественную) оценку этого дефекта для
всей сети в целом (что он нарушает в топологической структуре,
какие пространственные проблемы создает); 3) определение способов
устранения этого дефекта (рекомендации указаны на рис. 54 и в тек-
сте); 4) топоморфологическую (качественную) оценку каждого вари-
анта устранения дефекта и топометрическую (количественную) оцен-
ку того, как изменится топологическая структура всей сети в целом
после его устранения. Таким образом, каждый топологический дефект,
их группы и все они вместе понижают уровень целостности и есте-
ственности структуры (конфигурации) сети, а топометрическая оцен-
ка последствий их устранения количественно показывает, насколько
сильно они нарушали (или нарушают) естественность топологичес-
кой структуры конкретной транспортной сети.
При принятии решения об устранении того или иного дефек
та топологической структуры транспортной сети необходимо учиты-
вать пространственные закономерности их роста и распада. Если в
сети есть несколько топологических дефектов, то ее структура ме-
нее надежна, сильнее дезорганизована и требует улучшения. Основ-
ной принцип, которым необходимо руководствоваться при выборе
способов устранения дефектов, - улучшать структуру сети так, что-
бы увеличился уровень сложности ее главного циклического осто-
ва (число топологических ярусов и число циклов), была снижена
степень дендритности сети, ликвидирована ее несвязность (автоном-
ные компоненты присоединены к основной сети). На самом деле для
устранения топологических дефектов и пространственных диспро-
порций необходимо создание очень небольшого числа коротких
транспортных соединений, но они значительно улучшают структуру
всей сети.
По мере усложнения топологической структуры транспортной
сети становятся менее важными простые типы дефектов (несвяз-
ность и прочие, характерные для сетей-деревьев и дендриюв), зато
растет значение сложных дефектов (связанных с несовершенством
структуры циклического остова и его топологических ярусов). По-
этому для сложных циклических сетей важнее дробить внутренние
циклы остова, а для более простых - создавать в полициклической
сети новый остов или наращивать и расширять уже существую-
щий; для самых простых сетей (деревьев и 0 класса) - важнее
связывать разобщенные части в единое целое. Для городских
транспортных сетей основными типами дефектов являются круп-
ные циклы (их надо дробить), глубокие клинья в циклическом ос-
тове (их надо заполнять новыми циклами, для чего строить длин-
ные путепроводы и мосты, тангенциальные магистрали).
Топоморфологические методы определения и устранения про-
странственных дефектов в структуре транспортных сетей можно эф-
фективно использовать в предпроектных работах и при экспертизе
транспортных проектов, а также при планировании и прогнозировании
развития сетей всех сухопутных видов транспорта. Теоретические ре-
зультаты и методологические подходы, полученные и использованные
в этой работе, являются основой для такой топологической экспер-
тизы транспортных проектов и схем Ее целью является каче-
ственная (топоморфологическая) и количественная (топометрическая)
оценка уже строящихся, проектируемых и предлагаемых к постройке
новых транспортных линий. Основными ее принципами являются: со-
ответствие порядка их постройки и ввода в эксплуатацию квазиесте-
ственным пространственным закономерностям роста или распада;
улучшение (усложнение) топологической структуры сети в целом
(противоречат ли им или совпадают с ними) и отдельных ее струк-
турных компонентов (остова, дендритов); понижение уровня «дефект-
ности» сети (появляются или устраняются старые и новые топологи-
ческие дефекты ее структуры).
Топоморфологическая и топометрическая оценка вклада каждой
новой линии (или расширения части сети) в улучшение структуры всей
сети позволяет сделать выводы о том, как может измениться структура
всей сети в целом - усложнится ли эта структура и насколько, какие
дефекты будут устранены, и как это улучшит структуру сети. Новые
линии должны проектироваться и трассироваться так, чтобы увеличи-
вать уровень сложности структуры сети, в т. ч. интегральной, т. е. сети
всех видов транспорта. Усложнение структуры возможно при увеличе-
нии числа топологических ярусов и циклов в остове, периметральном
и внутреннем расширении остова, заполнении его клиньев новыми цик-
лами, присоединении к остову внсостовных циклов и побочных осто-
вов, увеличении степени цикличности сети, соединении автономных
компонентов с главным компонентом, устранении старых и возникно-
вении минимального числа новых топологических дефектов.
Новые линии и участки транспортной сети должны иметь мини-
мальную протяженность, использовать ветви уже существующих внут-
ренних, соединительных и внешних дендритов, превращая их в циклы, и
стремиться максимально расширить циклический остов и его топологи-
ческие ярусы. Соблюдая эти принципы, можно повысить уровень топо-
логической сложности структуры сети, уровень ее пространственной
надежности и уровень транспортной обслуженности территории. Необ-
ходимо также помнить о том, что существует определенный баланс меж-
ду процессами сетеобразования и сетеразрушения, который не позво-
ляет понижать общий уровень сложности интегральной транспортной
сети (совмещенной сети всех видов транспорта на одной территории).
Закрытые линии одного вида транспорта должны замещаться вновь
открытыми линиями другого вида транспорта.
Топоморфологическая оценка и топометрические расчеты всех воз-
можных вариантов изменения структуры сети, последствий постройки
каждой транспортной линии (или части сети) должны сопоставляться с
информацией об эволюции этой сети в прошлом, стадиях ее роста (или
распада), чтобы не повторять прежние структурные просчеты и ошибки.
Для этого следует использовать карты состояния сетей па все струк-
турообразующие и структуроразрушающие моменты перехода ее из
одного класса топологической сложности в другой и оценивать послед-
ствия постройки каждой новой линии для нынешней структуры сети.
Сравнивая эти карты, можно делать выводы о том, как и насколько
улучшается (усложняется) или ухудшается (упрощается) нынешняя
структура сеги по сравнению с прежними ее состояниями.
При проектировании и планировании новых транспортных ли-
ний должны учитываться феномены квазиестественности (простран-
ственной самоорганизации и пространственного саморазвития) и
инерционности процесса эволюции транспортных сетей как целост-
ных систем, пространственные закономерности их роста и распада.
Если дефекты структуры длительное время не устраняются, то в
ней постепенно нарастает конфигурационный кризис, который
ВЫражаеТСЯ В перегрузке узллв и ywarrwoe сети транспортными
потоками, частом выходе из строя ключевых соединительных ли-
ний. Пространственные диспропорции нарушают естественность то-
пологической структуры всей сети и приводят к замедлению ква-
зиестественных процессов ее эволюции, а также к понижению уровня
ее пространственной надежности и связности.
Каждая новая линия или участок - лишь небольшой элемент
сложного процесса пространственной самоорганизации и саморазвития
транспортной сети. Об этом необходимо постоянно помнить, составляя
и предлагая проекты и планы нового транспортного строительства.
Главным мерилом важности каждой новой транспортной линии явля-
ется то, как она может улучшить и усложнить структуру всей сети в
целом (в т. ч. интегральной сети в условиях квазиестественной дест-
рукции сетей стареющих видов транспорта) и ее ключевых структур-
ных компонентов, какие дефекты топологической структуры при этом
она может устранить или создать.
Итак, методика идентификации топологических дефектов и пу-
тей их устранения имеет практическую значимость, так как позволя
ет найти наиболее слабые места в структуре транспортных сетей и
наметить пути их ликвидации. Конечно, они требуки определенных
затрат, но предлагаемая методика по существу позволяет их мини
мизировать, в то же время увеличивая эффект для всей сети. С ее
помощью можно проводить топоморфологическую оценку новых
транспортных проектов и схем развития транспорта стран, регионов,
городов.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
Распад (сетеразрушение) — одна из форм эволюции
транспортных сетей. Он часто встречается у сетей железных
дорог и маршрутных сетей городского транспорта, и поэтому
его необходимо изучать. К основным процессам распада сетей
ОТНОСЯТСЯ ДНСКОМПСКЦИЛ, ШСПИГ, ЦИКЛО" И ОС ГОВО-
разрушение. Главной закономерностью сетеразрушения являет-
ся упрощение топологической структуры: понижение класса
сложности на 1 или 2 класса, значительное уменьшение числа
циклов в сети, их укрупнение и размыкание. В ходе распада
исчезают мелкие фидерные линии и ветки, но сохраняется
каркасная (магистральная) сеть.
Выделяются следующие типы распада сетей: полный
(сеть разрушается, быстро переходя из высшего класса топо-
ли! инкский сложности в низший до полного ее исчезновения),
неполный сильный (быстро разрушается при понижении
класса ее сложности, но часть сети сохраняется), слабый
(разрушение сети не приводит к понижению класса ее топо-
логической сложности).
Сильный неполный распад сетей железных дорог обнару-
жен нами в наиболее экономически развитых странах мира и
штатах США. Слабый распад (сеть остается в том же классе
сложности) характерен для более отсталых в экономическом
отношении территорий. Случаи полного сильного распада се-
тей были характерны для сетей городского транспорта, а так-
же для сетей железных дорог нескольких самых слабо разви-
тых стран. Сети городского транспорта могут распадаться
полностью и исчезать либо как сеть 0 класса, либо как сеть-
дерево. Интенсивность распада сетей городского транспорта
выше, чем сетей железных дорог. У сетей городского транс-
порта встречается большее разнообразие типов распада, чем у
сетей железных дорог.
Наряду с постепенным сетеразрушением (называемым
здесь квазиестественным) в географической практике встреча-
ются быстрые распады транспортных сетей, вызванные измене-
нием конфигурации политических границ. При государственном
распаде больших империй, монархий, государств на несколь-
ко стран транспортные сети также распадаются на части, то-
пологическая структура которых становится проще. Такой ис-
кусственный распад сети может носить полицентрический,
бицентрический и моноцентрический характер В результате
этого структура сети одних территорий упрощается значитель-
но, тогда как других почти не изменяется и ничего не теряет.
Поэтому при таком быстром распаде всегда возникает струк-
турное неравенство между центральными (здесь возникает
меньше дефектов) и периферийными территориями (здесь
число дефектов больше). Сокращение территории страны ве-
дет к упрпщдымю структуры транспортной сети, после *tciv
необходимо продолжительное время на устранение возникших
в ней топологических дефектов. Пульсирующий рост и распад
сети, вызванный расширением и сокращением территории,
представляет собой уникальный тип ускоренной (сжатой во
времени) эволюции транспортных сетей. Он характеризуется
попеременным повышением и понижением класса топологи-
ческой сложности сети в виде скачков.
Быстрое сетеразрушение, вызванное политико-географичес-
кими причинами, приводит к образованию дефектов в топо-
логической структуре сетей. К ним относятся несвязность час-
тей сети, повышенная степень ветвистости сети-дерева и
дендритности циклической сети, большие циклы, полициклич-
ность сети, многоостовность, глубокие клинья и выступы ос-
това, многоядерность его топологических ярусов. Эти дефекты
имеют негативные последствия для территориальной структу-
ры хозяйства и расселения в целом, нарушают естественность
конфигурации транспортных сетей, понижают транспортную
связность территории, замедляют процесс усложнения струк-
туры сети. Более простые типы топологических дефектов ха-
рактерны для сетей-деревьев и сетей 0 и 1 классов, тогда как
более сложные — для циклических сетей 2, 3 и более высоких
классов.
Эти дефекты возникают и существуют продолжительное
время. Их можно и необходимо определять с помощью пред-
ложенной нами методики, и желательно устранять среди них
наиболее опасные (с точки зрения всей сети) путем построй-
ки небольших. НО важных линии и участков. Недоучет и иг-
норирование топологических дефектов тормозят процесс эво-
люции сети и усугубляют конфигурационный кризис, так как
структура сети весьма инерционна, реагирует на эти дефекты
нс сразу, медленно, стремясь элиминировать их негативные
последствия постепенно. В этом особенно ярко проявляются
такие имманентные свойства сетей, как квазиестественность и
самоорган изация.
Транспортные проекты и планы расширения и реконст-
рукции транспортной сети страны, региона, города должны
подвергаться тщательной топологической экспертизе. Это по-
зволит заранее исключить из них крупные структурные дефек-
ты и диспропорции, найти наиболее эффективные пути улуч-
шения топологической структуры всей сети. Таким образом,
топоморфологический анализ структуры транспортных сетей и
пространственные закономерности их эволюции позволяют не
только определять существующие, но и оценивать потенциаль-
ные структурные диспропорции, которые могут возникнуть в
этих сетях в будущем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Долговременные топологические закономерности эволюции
траиспортиых сетей нс били дм сил пир изучены. В ЭТОЙ КНИГв
предложена методология анализа этих закономерностей, учитывающая
географические особенности строения транспортных сетей конкрет-
ных территорий и городов. Она включает в себя топоморфологи-
ческий анализ структуры транспортных сетей и анализ процессов
их эволюции.
1. Топоморфология транспортных сетей. В ходе эмпири-
ческого анализа конфигураций сетей разных видов транспорта обнару-
жено, что все они состоят из замкнутых (циклов) и незамкнутых (вет-
вей) линейных структур. Эти два структурных элемента — проявления
двух противоположных принципов построения сетей: ветви строятся,
исходя из экономии форм и расстояний, циклы - исходя из надежно-
сти связи (удобства сообщения). Из этих элементов складываются
структурные компоненты транспортных сетей: дендриты (ветвящиеся
структуры) и циклические остовы (скопления циклов). По их сочета-
нию все сети делятся на деревья (циклических структур нет) и цикли-
ческие (есть и циклические структуры и дендриты). Сети-деревья раз-
личаются по числу ярусов разветвления, а циклические - по числу
топологических ярусов в циклическом остове.
В ходе анализа пространственного строения большого числа
транспортных сетей стран, регионов, городов выявлены 13 классов их
топологической сложности: сети-деревья, безостовные циклические
сети, циклические сети с остовом, в котором выделяется от 1 до 11
топологических ярусов. Эта топоморфологическая классифика-
ция сетей позволила не только однозначно описать конфигурацию
любой транспортной сети, но и обнаружить их топологический
изоморфизм, т. е. топоморфологическое сходство. Структурные эле-
менты и компоненты универсальны и выявлены во всех типах изу-
ченных сетей — железных дорог, автодорог стран и регионов, марш-
рутов городского транспорта. Все эти виды транспортных сетей
относятся к одним и тем же классам топологической сложности. Ана-
лиз показал, что чем сложнее топологическая структура сети, тем
меньше разнообразие ее конфигурационных форм; чем проще она, тем
это разнообразие больше; чем проще структура сети, тем сильнее вли-
яет на ее конфигурацию барьерпость территории.
2. Топоморфологический анализ конфигурации транспортных
сетей является наглядным средством изучения пространственных
особенностей территориальных структур хозяйства и расселения, а
также типов хозяйственной освоенности территории.
Сплошная освоенность территории. Циклические остовы,
выделенные с помощью метода топоморфологического расчленения,
оконтуривают зону сплошной освоенности Если внутри этой зоны
имеются очаги и ядра концентрации деятельности человека, то внут-
ри циклическою остова четко вычленяются эти ядра и очаги, которым
соответствуют сгущения более мелких циклов или изолированные оча
ги топологических ярусов более высокого класса. Если же, наоборот,
внутри зоны сплошной освоенности существуют зоны «демоэкономи-
ческой пустыни» (лакуны, умирающие очаги и ядра с падающим уров-
нем ранее накопленной освоенности), в циклическом остове в этих мес-
тах наблюдаются крупные циклы, внутренние дендриты, которые
свидетельствуют о спаде здесь уровня освоенности.
Пространственная неоднородность внутри зоны сплошной осво-
енности проявляется в различных морфологических особенностях
сети: 1) в виде нескольких побочных остовов и внеостовных цик-
лов, 2) в многоядерности внутренних топологических ярусов остова
(второго, третьего), 3) в физической разорванности сети (изолиро-
ванности ее частей).
Линейная освоенность территории. В рисунке цикличес-
кого остова конфигурационно «читаются» и коридоры экономичес-
кой концентрации, и транзитные полимагистрали, не взаимодействую-
щие с территорией, по которой они проходят. Такие морфологические
образования проявляются на карте в виде вытянутых выступов глав-
ного или побочных остовов либо в виде цепи внеостовных циклов.
Фрагментарная освоенность территории. Этот тип ос-
военности представлен сетью изолированных очагов первичного
освоения, которые многочисленны. Конфигурации не сплошного, а
полицентрического, многоочагового освоения территории проявля-
ются в топологической структуре транспортной сети либо в виде
сильно разветвленного дерева, когда эти многочисленные очаги
соединены друг с другом, либо в виде сети многочисленных изолиро-
ванных друг от друга автономных компонентов, т. е. простых деревьев.
Очаговая (дисперсная) освоенность территории харак-
теризуется единичными, малыми по площади очагами первичного
освоения. Этот тип представлен конфигурационно в виде редких, про-
стейших по структуре изолированных деревьев.
3. Природная баръерность территории (ареальная, линейная и оча-
говая), внутренняя и периферийная неоднородность территориальной
структуры хозяйства и расселения проявляются в морфологических
особенностях конфигурации транспортных сетей на нескольких уров-
нях: 1) примитивном (элементарной связности = коннекционности) -
в физической разорванности сети, т. е. в виде большого числа автоном-
ных компонентов; 2) на уровне древовидных структур - в виде про-
стой разветвленности; 3) на уровне циклических структур - в виде
нескольких побочных остовов и внеостовных циклов; 4) на уровне
внутриостовной структуры - в многоядерности и фрагментарности
2-го, 3-го, 4-го топологических ярусов.
Ellie ОДНИМ прианакпм пппышрннлй периферийной барьориости
территории является инверсия размера первого яруса остова.
4. Процессы сетеобразования и сетеразрушения. Каждое
изменение топологической структуры сети выполняет определенную
конфигурационную функцию, в зависимости от которой эти изменения
(события) разделяются на элементарные сетеобразующие (удлинение,
ветвление, замыкание, дробление, коннекция) и сетеразрушающие акты.
Они одновременно являются элементами покомпонентных процессов
сетеобразования и сетеразрушения. Каждая пара таких процессов диа-
лектически взаимосвязана: усиленная дендритизация вызывает процесс
остовообразования, насыщение сети циклами приводит к новой волне
дендритизации. Полицентризация заканчивается пространственной кон-
солидацией.
5. Две основные функции транспортной сети - 1) максимально
возможный охват и 2) относительно равномерное и надежное обслу-
живание территории - противоречат друг другу. Это противоречие
разрешается в чередовании двух основных сетеобразующих
процессов — дендритизации и циклообразования. Общий тренд,
однонаправленность этого, казалось бы, колебательного процесса связан
с феноменом эконфипалыюсти стремлением покрыть всю 1ерриюрию
небольшими циклами, с тем, чтобы максимально охватить и обслужить
транспортной сетью все поселения, центры и узлы.
6. Для упрощенного описания процессов сетеобразования и се-
теразрушения их удобнее делить на временные стадии. Границами
таких стадий являются моменты перехода структуры сети из одно-
го класса топологической сложности в другой. Так как максималь-
но обнаруженное нами число классов - 13, то пока таково же и
число стадий эволюции.
Теоретически стадиальная схема имеет линейную шкалу услож-
нения (для роста) или упрощения (для распада). Однако реальные
транспортные сети могут иметь более сложную временную структу-
ру - не линейную, а зигзагообразную, т. е. возможны возвраты в уже
пройденные ранее стадии или пропуски некоторых коротких началь-
ных стадий (чаще всего пропускаются стадии дерева и 0 класса,
особенно сетями городского транспорта).
7. Основные пространственные закономерности эво-
люции транспортных сетей
Эволюция транспортной сеги может идти путем либо усложнения
ее структуры (рост) либо упрощения структуры (распад). Эмпиричес-
кий анализ эволюции многих транспортных сетей позволил выявить
следующие пространственные закономерности их роста и распада.
7.1 Общими для сетей всех видов транспорта и территориаль-
ных уровней (страна, регион, город) являются следующие про-
стрлиетаримш мнлип uppufunin pnrmn
1) Топологическая структура всех транспортных сетей усложня-
ется в одной и той же последовательности: дерево или циклическая
сеть 0-го класса постепенно трансформируется в многоярусную цикли-
ческую сеть с обширным остовом и небольшими внешними и внут-
ренними дендритами.
2) Предел роста сети зависит от размера и формы территории, осо-
бенностей территориальной структуры хозяйства и расселения, уровня
социально-экономического развития и хозяйственной освоенности тер-
ритории (плотности и характера застройки территории города).
3) В сетях происходят одни и те же конфигурационные изме-
нения (акты коннекции, древообразования, циклообразования) и одни
и те же покомпонентные процессы роста (полицентризация и про-
странственная консолидация, дендритизация и остовообразование).
4) Основной закономерностью роста циклических се-
тей является смена процессов дендритизации и остовооб-
разования.
5) Процесс дендритизации ослабевает по мере усложнения цикли-
ческой структуры сети, а вслед за этим прекращается и рост остова.
7.2 . Общими для сетей всех видов транспорта и территориаль-
ных уровней (страна, регион, город) являются следующие про-
странственные закономерности распада
1) Структура сети становится проще: уровень ее топологической
сложности понижается на 1-2 класса (или более), уменьшается число
циклов в сети.
2) Сильный неполный распад сетей (переход структуры из выс-
шего в низший класс сложности) характерен для наиболее экономи-
чески развитых стран и регионов; слабый распад (сеть остается в
том же классе сложности) — лля экономически отсталых террито-
рий; полный распад - для сетей городского транспорта.
3) В сетях происходят одни и те же конфигурационные из-
менения (акты дисконнекции, древоразрушения, цикло- и остовораз-
рушения) и одни и те же покомпонентные процессы распада - по-
переменные нолны адендритизации и цикло- и остоворазрушения,
и дисконнекционные
4) У сетей городского транспорта встречается большее разнооб-
разие типов распада, чем у сетей железных дорог.
5) Не все сети распадаются до конца. Этот процесс в некото-
рых из них приостанавливается, и сеть продолжает существовать в
низком классе топологической сложности.
6) Распад может идти полицентрически, бицентрически и моно-
центрически.
7) При быстром распаде, вызванном политико-географическими
изменениями, на периферии сети топологических дефектов вАшига-
ет больше, чем в ее центре.
8) При пульсирующем процессе быстрого роста и распада, выз-
ванного расширением и сокращением территории, структура сети мо-
жет попеременно усложняться или упрощаться на один или большее
число классов.
8. Топологические дефекты структуры сетей. В резуль-
тате быстрого распада или роста в топологической структуре транспор-
тной сети могут появляться дефекты. К ним относятся несвязность
частей сети, повышенная степень ветвистости (или дендритности), боль-
шие циклы, полицикличность, многоостовность, глубокие клинья и выс-
тупы циклического остова, многоядерность топологических ярусов ос-
това. Эти дефекты имеют негативные последствия для
территориальной структуры хозяйства и расселения, понижают уровень
транспортной связности территории, замедляют усложнение структуры.
Необходимо в первую очередь устранять наиболее опасные среди них,
сооружая небольшие линии и участки, которые могут повысить уровень
топологической сложности всей сети в целом.
9. Основные типы пространственной эволюции транс-
портных сетей. Эволюция транспортных сетей представляет собой
сложный процесс, в котором могут преобладать или сочетаться элемен-
ты роста и распада. Поэтому реальные типы эволюции сетей значитель-
но сложнее, чем ее идеальные составляющие - чистый рост или чис-
тый распад. Процесс эволюции индивидуален для каждой конкретной
транспортной сети и территории, которую она обслуживает, и имеет
свою специфическую временную структуру. Возможны следующие типы
такой эволюции.
П реобладающий рост - процесс, когда сетеобразование яв-
ляется доминирующим. Особенности этого типа описаны в разделе о
закономерностях роста. При этом возможен слабый распад, который
охватывает незначительную часть сети и никак не влияет на уровень
ее топологической сложности.
Преобладающий распад - процесс, когда сетеразрушение
является доминирующим, а сетеобразование - лишь первоначальной
фазой эволюции, при которой закладывается структурный каркас
сети Его конечным результатом может стать частичный распад сети
или полная ее ликвидация. Этот процесс может идти медленно, бы-
стро, скачкообразно, волнами. При этом структура сети может перей-
ти в низшие классы, пропустив сразу несколько промежуточных.
Стагнация - особый тип эволюции, когда не происходит ни
усложнения, ни упрощения конфигурации сети. Его можно назвать
«нулевым» или «спящим» развитием. Обычно в начальной стадии
такой эволюции быстро (иногда в ходе 2-3 событий) формируется
простая топологическая структура, которая затем «застывает» и дли-
тельное время не меняется. Только сильные внешние импульсы могут
вывести сеть из этого затяжного состояния равновесия, изменив ее
конфигурацию. Чем проще топологическая структура сети и функ-
циональная структура территориальной системы, которую обслужива-
ет эта транспортная сеть, тем дольше может продолжаться это состо-
яние «ни роста, ни распада».
Распад в центре и рост на периферии. После того как
сеть сформировалась, начинается распад ее центральной части и про-
должается пространственный рост периферийных частей. Наиболее
часто этот тип эволюции наблюдается у сетей общественного транс-
порта больших и крупнейших городов.
Продолжающийся рост в центральной части сети и
распад на периферии. После продолжительной фазы формирова-
ния идет процесс интенсивного сетеобразования в срединной части, и
начинается медленное сетеразрушение в некоторых периферийных
секторах. Случаев такой эволюции немного, но они иногда имеют
место в транспортных сетях больших городов и некоторых регио-
нов и стран (особенно в секторах и коридорах интенсивного эконо-
мического роста, где новые виды транспорта быстро вытесняют сеть
устаревших видов).
Одновременный повсеместный рост и распад начинает-
ся после продолжительной фазы формирования сети. Рост и распад
могут охватывать одновременно как центральные, так и периферий-
ные части сети. Этот тип эволюции имеет место тогда, когда идут
параллельные процессы освоения новой и забрасывания уже давно
освоенной территории, т. е. тогда, когда возникают новые, активно дей-
ствующие полюсы роста, а старые затухают и гаснут.
Первоначальный рост, сменяющийся медленным рас-
падом или стагнацией - наиболее часто встречающийся тип эво-
люции транспортных сетей на всех территориальных уровнях (стра-
ны, региона, города).
Быстрый рост и распад, вызванный геополитически-
ми изменениями, характеризуется почти одномоментным усложне-
нием (или упрощением) структуры сети на один или большее число
классов. Это происходит в результате либо увеличения территории
и самой сети, либо потери территории и сокращения сети.
Пульсирующий рост и распад чаще всего вызван полити-
ко-географическими факторами. Размеры сети в результате расши-
рения территории резко увеличиваются одновременно с ростом уров
ня ее топологической сложности. Затем территория сжимается,
сокращается сеть и упрощается ее структура. Позже вновь наступает
период расширения территории, роста сети и усложнения ее тополо-
гппмкой структуры.
Среди вышеперечисленных типов эволюции наиболее часто
встречаются преобладающий рост, распад в центре при росте на пе-
риферии, длительный рост с последующим слабым распадом или
стагнацией.
10. Рост и распад сетей может быть квазиестественным
(процесс, схожий с природным, естественным в силу их сложности,
длительности и отсутствия единого управления, политики или пла-
на) и скачкообразным (вызван политико-географическими и дру-
гими внешними импульсами). Эволюция транспортных сетей идет
в основном квазиестественным путем, сообразуясь с внутренними
принципами пространственной самоорганизации и саморазвития их
структуры. У этого процесса есть свои пространственные законо-
мерности, которые выявлены в настоящем исследовании.
11. Механизм самого процесса эволюции транспортных сетей
пока не изучен в силу чрезвычайной сложности структуры сетей.
Объяснить, почему вообще идет процесс эволюции, почему именно
так, а не иначе, далеко не просто. Наиболее общим объяснением
роста транспортных сетей является присущая людям постоянная по-
требность в перемещениях все дальше, быстрее, надежнее и дешев-
ле, а распада - уменьшение потребности в этих сетях в связи с
замещением сетями других видов транспорта или по иным причи-
нам. Таким образом, изучение механизма эволюции транспортных
сетей - отдельная научная проблема, требующая обширных и де-
тальных исследований. Для адекватного объяснения этого механиз-
ма эволюции необходимо создание теории. В ее основу могут быть
положены гипотеза о пространственном саморазвитии территориаль-
ных структур, объясняющая пространственное устройство социаль-
но-экономических систем жесткими инвариантами, представлении о
квазиестественности развития упомянутых сложных систем, спонтан-
ности и ограниченной управляемости эволюционных процессов,
инерционности и эквифинальности развития.
С помощью разработанной нами топоморфологической методоло-
гии были изучены особенности топологического строения сетей раз-
ных видов сухопутного транспорта. Анализ процессов роста и распада
этих сетей позволил выявить пространственные закономерности их
эволюции, а также прийти к следующим основным выводам.
1. Конфигурациям транспортных сетей всех видов сухопутного
транспорта и на всех территориальных уровнях географических сис-
тем (от макрорегиона до города) присущ топологический изоморфизм
(инвариантность топоморфологических структур).
2. Несмотря на изоморфный характер процессов эволюции
транспортной сети, полицентризм, линейная и площадная барьерность
территории или преодолеваются, или сохраняются, многократно
воспроизводясь на всех последующих стадиях эволюции сети. Эти
явления носят исключительный, тогда как общий процесс эволюции
сети - регулярный, характер. Универсальный процесс эволюции
вынужден адаптироваться к своеобразию территории, ее аномалиям.
Новые транспортные технологии позволяют свести до минимума
действие ее барьерности, но они не в состоянии преодолеть поли-
центричность структур. Элиминирование негативного влияния поли-
центричности идет по пути сокращения времени сообщения (бла-
годаря увеличению скоростей).
3. Пространственная эволюция транспортных сетей - квазиес-
тественный процесс изменения их конфигураций. Подобное сходство
с естественными, природными, процессами являегся следствием слож-
ности топологической структуры сетей, противоречивости принци-
пов их пространственного устройства (одновременного стремления
и к экономности, и к надежности конфигурации), а также процес-
сов их эволюции (противоборства дендритизации и остовообразо-
вания). Процессу эволюции присущи саморазвитие (наличие внут-
ренней программы развития, частичная или полная неуправляемость),
инерционность, эквифинальность (стремление транспортной сети мак-
симально насытить территорию циклами) и пространственная само-
организация.
4. Эволюция транспортной сети есть одно из проявлений уни-
версального процесса транспортного освоения и переосвоения терри-
тории, ее уплотнения и насыщения, для которого характерны четыре
этапа: 1) очаговое (дисперсное) освоение, конфигурационно выражен-
ное в виде автономных компонентов-деревьев с простой структурой;
2) фрагментарное освоение - в виде либо сильно разветвленного
дерева, либо множества изолированных сетей-деревьев; 3) линейное
непрерывное освоение - в виде длинных выступов циклических
остовов или цепи внеостовных циклов; 4) сплошное освоение - в
виде циклических остовов с ядрами и очагами сгущения циклов.
Транспортная сеть в процессе роста охватывает своим циклическим
остовом всю освоенную территорию страны, региона или ареал сплош-
ной застройки города. Пределом роста является размельчение циклов
и их максимальное уплотнение. Квазиестественный по характеру рас-
пад сетей возможен и, если уже начался, во многом подобен (но не
обязательно полностою симметричен) Процессу ИХ рОСТЭ.
5. Рост транспортной сети протекает волнообразно: преобла-
дающая сначала дендритизация сменяется цикло- и остовообразо-
ванием. Оба процесса чередуются, повторяясь много раз, в зависи-
мости от длительности эволюции и размера сети. Эволюционный
процесс развития сети идет неравномерно: периоды, насыщенные
изменениями, сменяются затяжными периодами стабильности (кон-
сервации структуры). Чем сложнее структура транспортной сети, тем
больше конфигурационных событий в ней происходит, тем интен-
сивнее, продолжительнее и ближе к естественному протекает ЭВО-
ЛЮЦИОННЫЙ процесс, тем насыщеннее характерное время этой сети.
ЛИТЕРАТУРА
1 Авондо-Бодино Дж Применение в экономике теории графов - М : Прогресс.
1Э0С. 100 с.
2. Авсеенко А А , Бычков С. В. Оценка уровня развития сети автомобильных дорог
в регионе // Экономика, планирование и организация автомобильного транспорта
и дорожного строительства - М., 1981. - С. 118-122
3 Алаев Э. Б Социально-экономическая география Понятнйно-терминологический
словарь. - М. Мысль, 1983 - 350 с.
4 Арманд А. Д Самоорганизация и саморегулирование географических систем. -
М : Наука, 1988 - 259 с.
5. Арманд А. Д. Эволюционный изоморфизм в природе и обществе // Вторые
Сократические ‘пения по географии (Плес, 26-29 мая 2001): Сборник докладов. -
М. УРАО, 2001 - С. 52-59
6. Арманд А. Д и др. Анатомия кризисов. - М.: Наука, 1999. - 238 с.
7. Арманд А. Д ., Таргульян В. О. Принцип дополнительности и характерное время в
географии // Системные исследования: 1974 - М , 1974. - С. 146-153.
8. Баранский Н. Н. Экономическая география. Экономическая картография - И :
Географгиз, 1956. - 367 с.
9. Батурин А. П. Оптимальное развитие линейных транспортных систем. - М.: Транс-
порт, 1991. - 176 с.
10. Бернштейн Коган С. В. Очерки географии транспорта. - М -Л., 1930. - 348 с.
11 Бордуков И. В. Проблемы городского движения и транспорта Москвы //Го-
родское хозяйство Москвы. - 1962. - N»1 - С. 26-30.
12. Брайловский Н. О., Грановский Б. И. Моделирование транспортных систем - М.,
1978 - 125 с.
13. Бугромснко В Н Современная география транспорта (сущность, проблемы, перс-
пективы) // Территориальные аспекты развития транспортной инфраструктуры. -
Владивосток, 1984 - С 6-17.
14. Бугроменко В Н Графо-аналитический метод оценки конфигурации траислир|-
ных сетей // Известия ГО СССР - 1985 - Вып 1. - С. 48-53.
15. Бугроменко В Н Транспорт в территориальных системах. - М.: Наука, 1987 -
112с.
16 Бугроменко В Н. Надежность систем путей сообщения в регионе: теория и
практика // География и хозяйство - Вып 2 Территориальные транспортные
системы - Л.: ГО СССР, 1988. - С. 64-76
17. Бугроменко В Н и др Концепция и программа развития сеги автомобильных
дорог Вологодской области в условиях перехода к рынку с учетом приоритета инте-
ресов территории. М , 1994. - 133 с
18. Ваксман (. А. Социально экономические проблемы прогнозирования развития
систем массового пассажирского транспорта в городах - Екатеринбург- Уральский
гос. экономический университет, 1996 - 289 с.
19 Валесян А. Л. Пространственная устойчивость систем расселения и эволюционная
морфология транспортных сетей // Известия РАН, серия географическая. - 1994. -
№6 - С. 52-60
20. Валесян А. Л. Синхронность в пространственной эволюции систем расселения и
транспортных сетей Автореферат дне. на соискание ученой степени доктора геогр.
наук. - М.: ИГ РАН, 1995 - 46 с.
21. Вайке А И К вопросу о градостроительной теории Метод оценки транспортных
сетей // Сборник научных трудов Ташкентского политехнического института. -
1981. - Вып. 315 - С 38-40
22. Вардомский Л. Б. Проблемы географии транспорта социалистической Европы и
Кубы - М.: МГУ, 1981. - 113 с.
23. Василевский Л. И. Транспортная система США: сравнительный экономический
анализ //Соревнование двух систем. - М., 1963. - С. 182-222.
24. Василевский Л. И. Основные проблемы географии транспорта капиталистических
и развивающихся стран //Вопросы географии - 1963. - № 61. - С. 153-176
25. Василевский Л. И. Некоторые возможные направления в изучении территориаль-
ной структуры хозяйства с применением математических методов // Количествен-
ные методы исследования в экономической географии. - М., 1964. - С. 8-29.
26. Василевский Л И Густота путей сообщения: Конфигурация транспортных путей //
Транспортная система мира - М , 1971. - С. 25-37.
27. Василевский Л. И., Чижов Н Н О системах показателей для типологической
характеристики Tpanvnupia стран Африки / / Современные проблемы развития и
размещения производительных сил в Африке - М Наука, 1971. - С. 42-51.
28. Василевский Л. И., Чижов Н. Н. Типология транспортных систем стран Африки //
Труды ИКТП. - 1971. - Вып. 27. - С. 176-220.
29. Василевский Л. И., Персианов В. А. Структурный анализ схем территориальной
организации транспорта на разных иерархических уровнях // XXIII Международ-
ный географический конгресс. Симпозиум «География транспорта»: Тезисы докла
дов, N»1. - М., 1976 - С. 22-28
30 Воробьев А А Политранспортныс магистрали // Вестник МГУ, серия геогра-
фия - 1973. -М3.- С 88-91.
31. Гельфер А А Очерк развития дорожного и мостостроительного дела в ведомстве
путей сообщения. - СПб., 1911. - Том 1: Краткий исторический очерк развития
устройства шоссейных дорог и их значение в прошлом и нынешнем государствен-
ном хозяйстве. - 130 с.. 12 карт
32. Голиков Н. Ф География инфраструктуры. - Киев, 1983 - 124 с.
33 Гольц Г А Основные факторы, влияющие на развитие дорожных сетей /.'
Городской транспорт и расселение. Киев, 1969. - С 4-8
34 Гольц Г А. Исследование закономерностей развития сети местных автомобиль
пых дорог // Труды ИКТП - 1971. - Вып 26 - 95 с.
35. Гольц Г. А Транспорт и расселение. - М : Наука, 1981. - 284 с.
36 Гольц Г. А Стадии развития, структурные уровни и константы территориальных
общностей расселения и хозяйства // Известия АН СССР, серия географическая -
1986. - №2. - С. 34-48.
Л/ 1ольц 1 А Синергетический подход к изучению динамики инфраструктуры в сис-
темах расселения // Эволюция расселения в СССР - М., 1989, часть 2. - С. 43-59.
38. Давидович В. Г Планировка городов и районов. Инженерно-экономические ос-
новы Изд. 2-е. - М.: Стройиздат, 1964 - 326 с.
39 Дове К. География путей сообщения - М.: Траиспсчать, 1924. - 97 с.
40 Дронов В. П. Инфраструктура и территория. Географические аспекты теории и
российской практики - М . 1998. - 244 с.
41. Дубслир Г. Д. Планировка городов и устройство сети трамваев в их взаимной
связи //Электричество - 1911. - №3. - С. 77-88.
42. Жуковский А. Вопросы городского транспорта. Закономерности эволюции на-
чертания трамвайной сети городов // Транспорт и дороги города - 1933 -
№7-8 - С. 14-16.
43 Зильберталь А. X. Основные вопросы трамвайного движения. План сети и марш-
рутов // Вопросы коммунального хозяйства. - 1924. - №3 - С. 121-127.
44 Зильберталь А. X Трамвайное хозяйство. - М.-Л.: Гострансиздат, 1932. - 304 с.
45 Зубков Г. О влиянии планировочной структуры городских магистралей на их
пропускную способность // Актуальные вопросы современного градостроитель-
ства - М., 1970. - С. 84-93.
46 Зубков Г. Н. О надежности транспортных городских сетей и ее оценке в про-
цессе проектирования //Развитие системы городского транспорта. - Киев, 1971. -
С. 30-33.
47. Зубков Г. Н. Метод оценки пропускной способности сети магистралей в процес-
се формирования ее структурной схемы / / Автоматизация процессов градострои-
тельного проектирования. - М., 1973. - С. 17-27.
48 Зубков Г. Н. О надежности улично-дорожной сети крупного горала (на примере
Москвы) // Транспортная система городов различной величины. - Киев, 1974. -
С. 15-21
49 Зубков Г. Н. Применение моделей и методов структурного анализа систем в
градостроительстве - М.: Стройиздат, 1984 - 149 с.
50 Иваничка К. Социально-экономическая география - М.: Прогресс, 1987. - 390 с.
51. Каганский В. Л., Тархов С. А. Функционализация коммуникационных территориаль-
ных сетей //III Всесоюзный симпозиум по теоретическим вопросам географии -
Киев, 1977. - С. 128-129
52. Каргин Д И. Нормальная обслужешкх'ть железными дорогами //Сборник
Ленинградского института инженеров путей сообщения - 1927 - Вып 94 . - С
45-52
53. Каючкин Н. П. Географические основы транспортного освоения территории -
Новосибирск Наука, 2003- - 166 с.
53а Кирзнер Ю С. О выборе видов городского пассажирского транспорта / /Науч-
но-технический тематический сборник «В помощь проектировщику-градостроите-
лю» Вып. 8. - Киев. 1972. - С 19-25
54. Коваленко П П. Проектирование пассажирских транспортных сетей города: Учеб
ное пособие. - Горький: ГПИ, 1983 - 52 с.
55. Колосовский И. Н. Основы экономического районирования. - М.: Госполитиадат,
1958. - 200 с
56. Кондаков А. М. Территориальная структура атомной энергетики США // Изве-
стия АН СССР, серия географическая - 1985. - N» 4. - С. 81-88.
57. Краткий исторический очерк развития и деятельности ведомства путей сообще-
ния за 100 лет его существования (1798-1898). - СПб., 1898 - 221 с.
58. Кудрявцев О. К. Методика построения маршрутных схем горале кого транспор-
та/ / Сборник докладов 2-й научно-технической конференции по вопросам органи-
зации движения городского пассажирского транспорта - М , 1956. - С. 57-78.
59. Кудрявцев О. К О структуре транспортных сетей // Проблемы советского
градостроительства. - М., 1963, Вып. 10. - С. 36-58.
60 Курнышев В. В. Математико-географическая модель рационального построения сети
автомобильных дорог //Вестник МГУ. серия география - 1968. - №5. - С 105-112.
61. Курнышев В В Общие закономерности в формировании транспортной сети
территориальных хозяйственных образований // Проблемы комплексного разви
тия транспортной системы Прибалтийского экономического района. - Вильнюс,
1981 -С 26-28.
62 Лалло Г. М. Экономические линии в территориальной структуре хозяйства //
Вопросы географии. - 1979 - №112. - С. 60-75.
63 Леонтьев Р. Г. Формирование единой региональной транспортной системы (Про-
граммно-целевой подход). - М.: Наука, 1987 - 152 с.
64. Лёш А. Географическое размещение хозяйства. - М.г изд-во иностранной литера
туры, 1959. - 455 с.
65. Лившиц В. Н. Транспорт России за 100 лет //Россия в окружающем мире
Аналитический ежегодник 2002. - М : МНЭПУ, 2002. - С. 54-77
66. Лобанов Е. М. Транспортная планировка городов. - М.: Транспорт, 1990. - 240 с.
67. Любарский Р. Об о!гтимальной протяженности линий в системе метрополитена //
Метрострой - 1985 - № 3. - С. 30-32.
68. Маергойэ И М. Методика мелкомасштабных экономико-географических исследо-
ваний - М : МГУ, 1981. - 138 с
69. Маергойэ И. М. Территориальная структура хозяйства. - Новосибирск Наука,
1986 - 300 с
70. Мерзлот» Д. С. Сравнительно-географический анализ развития сетей городско-
го транспорта Омска и Новосибирска Известия РАН, серия географическая. -
2002. - №1. - С. 57-66
71. Мерзлое Д С. Экстенсивная и интенсивная составляющие роста городского
электротранспорта Ташкента // Социально-экономические проблемы развития
транспортных систем городов и зон их влияния. Материалы 8-й международной
(11-й Екатеринбургской) научно-практической конференции - Екатеринбург, 2002
- С 66-68.
72 Методика оценки обеспеченности территории транспортными путями Сост.
В. Н Ьугроменко. - Владивосток, 198,1. - 37 с.
73. Молчанов Ю. Б Проблема синтеза различных концепций времени // Синтез
современного научного знания - М., 1973. - С. 587-603.
74 Николаенко Д В Пространственно временная динамика процессов соцно-куль-
турного освоения территорий. Автореферат диссертации на соискание ученой степе-
ни доктора географических наук. - Харьков, 1999. - 64 с.
75. Никольский И В. География транспорта СССР - М.: МГУ, 1978 - 286 с.
76. Никольский И. В., Самойленко 3. В О картографической оценке транспортного
обслуживания территории //Оценочные карты природы, населения и хозяйства
М., 1973. - U 193-199.
77. Нутенко Л. Я Использование проблемы Штейнера и се обобщений для постанов-
ки и решения некоторых задач пространственной экономии. Обзор литературы. -
М., 1968 - 82 с.
78 Оре О. Теория графов - 2 издание - М.: Наука, 1980. - 336 с.
79. Орешкин В. В., Циганков Р. Я. Влияние размещения производства на начертание
дорожной сети // Известия вузов, серия строительство и архитектура. - 1969. -
№2 - С 172-176
80. Панферов В П Местная сеть путей сообщения и условия ее формирования. «
М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 136 с.
81 Петров В И Проблемы эффективного развития единой транспортной сети СССР.
Автореферат диссертации ... д. Э. н. - М-, 1968. - 54 с.
82 Поляков А. Графики Эртеля, лающие характеристику трамвайной сети // Ком-
мунальное хозяйство (М). ~ 1927 - №11-12
83. Полякова Г А Экономическое обоснование развития сети автомобильных дорог.
Учебное пособие - М.: МАДИ, 1983 - 86 с.
84. Полякова Г А Развитие сети местных дорог как элемента региональной инфра
структуры // Территориальные аспекты развития транспортной инфраструктуры.
Владивосток, 1984. - С. 81-87
85 Полян П. М. Методика выделения и анализа опорного каркаса расселения. - М.:
ИГ АН СССР, 1988 - 220 с.
86 Потриковски М Проблема формирования системы транспортной сети //Мето-
ды и модели регионального анализа - Новосибирск, 1977 - С. 272-276.
87 Поттгофф Г Учение о транспортных потоках. - М : Транспорт, 1975. - 344 с.
88 Проблемные регионы ресурсного типа Экономическая интеграция Европейско-
го Северо-Востока. Урала и Сибири - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2002. -
356 с.
89. Пшеничная Л. М. Оценка дорожной сети в проектах районной планировки //
Проблемы моделирования в градостроительстве и районной планировке. - Киев,
1977. - С 71-78
90. Развитие единой транспортной сети СССР в десятой пятилетке. - М.: Транспорт,
1977. - 126 с.
91. Ратцель Ф Политическая география / / Землеведение. - 1898. - книжка 1-2. -
С. 52-108; книжка 3-4. - С. 21-74; 1899. - книжка 3. - С- 78-127
92. Рациональная трамвайная сеть // Вопросы коммунального хозяйства (Л). -
1926. - №6.
93. Рейхов X Б Автомобильное движение и планировка городов Пути преодоления
хаоса в городском движении -Мл Стройиздат, 1964. - 80 с.
94. Рекомендации по формированию и развитию транспортной инфраструктуры груп-
повых систем населенных мест /ЦНИИПград - М., 1987. - 89 с.
95 Родоман Б. Б. Узловые районы // Вопросы географии - 1971. - Ь» 88. - С. 97-118
96. Родоман Б Б Пространственная дифференциация и районирование Автореферат
диссертации ... д г. н. - М . 1973. - 44 с.
97. Родоман Б. Б Деформация растущих моноиентрических ареалов //Теоретичес-
кие проблемы географии. - Рига, 1976. - С. 78-89.
98 Родоман Б Б Эволюция моноиентрических транспортных сетей //Известия
РАН, серия географическая. - 1994. - .\ЬЗ - С. 14-23
99. Родоман Б. Б. Территориальные ареалы и сети. Очерки теоретической геогра-
фии - Смоленск: Ойкумена, 1999. - 256 с.
100. Римм А. П К проблеме синтеза коммуникационных сетей / /Экономика и мате-
матические методы - 1972. - том 8 - Вып 3 - С 437-441
101. Седов Е. А. Эволюция и информация - М.: Наука, 1976 - 232 с.
102. Стснбринк П. А. Оптимизация грат портных сетей. - М. Транспорт, 1981. - 320 с.
103. Стрелецкий В. Н. Цикличность в эволюции социалы1о-|?ографического про-
странства // Вторые Сократические чтения по географии (Плёс, 26-29 мая 2001).
Сборник докладов - М.: УРАО, 2001. - С. 59-72
104. Струве О. Обслуженность России железными дорогами в отдельных ее частях
и по сравнению с другими странами //Железнодорожное дело. - 1909. - Л?43 -
С. 235-239
105. Суворов А. К. Топологические методы разработки картографических изображе
ний - М ИГ АН СССР, 1986 - 209 с.
106. Сытенко Н. А. Экономические вопросы железнодорожной практики по Лаун
гардту - СПб, 1884. - 44 с.
107 Тархов С А Приложение теории графов к анализу конфигураций городов /
Вестник МГУ, серия географическая - 1975. - №2. - С. 86-89.
108. Тархов С А Классификация пространственных структур крупных городов //
Проблемы градостроительного проектировании и моделирования развития городов —
Ташкстгт. 1980. часть 1. - С. 107-109
109 Тархов С. А. Топология транспортных сетей // 1-й Всесоюзный семинар «Про-
блемы функционирования и развития производственной инфраструктуры» Тезисы
докладов - М , 1981. - С. 115-117.
ПО Тархов С А Метод классификации конфигураций крупных городов СССР //
Известия АН СССР, серия географическая - 1981.’- АЙ4. - С. 75-82
111. Тархов С А Типы взаимодействия транспортных путей с линейными препят-
ствиями //Географические границы., - М МГУ, 1982. - С. 73-80.
112. Тархов С. А. Закономерности формирования пространственной структуры
транспортных сетей // Известия АН СССР, серия географическая - 1983. - N»3. -
С. 63-74
113- Тархов С. А. Топологические дефекты структуры транспортных сетей /1 /. 2-я
Всесоюзная школа-семинар «Проблемы развития народнохозяйственной и региональной
П]х>изводсгвенной инфраструктуры». Тезисы. - М. - Душанбе, 1983. - С. 95-96.
114. Тархов С А Стадии развития транспортных сетей// Террмюриа-тьмые ocuckidi
развития транспортной инфраструктуры - Владивосток, 1984. - С. 36-46.
115 Тархов С. А. Сравнительно-географический анализ структуры сетей городского
транспорта Москвы и Ленинграда // Известия Всесоюзного Географического обще-
ства - 1986 - Том 118 - Вып 2 - С. 133-141
116. Тархов С. А. Особенности современной географии транспорта // Динамика
территориальных систем производства и населения в странах разных типов. - М.:
МФГО, 1986 - С. 79-100
117. Тархов С. А. Типология конфигураций метрополитенов мира // Метрострой. -
1987 -М3".- С. 27-29.
118. Тархов С. А. Закономерности саморазвития конфигурации транспортных сетей
//Факторы и механизмы устойчивости геосистем. - М., 1989. - С. 31-45.
119. Тархов С. А Эволюционная морфология транспортных сетей: методы анализа
топологических закономерностей. - М : ИГ АН СССР, 1989 - 221 с.
120 Тархов С. А. Изменения инфраструктуры как фактор развития территориальной
структуры народного хозяйства в период НТР // Территориальная структура на-
родного хозяйства СССР: сдвиги и тенденции. - М.: Наука, 1989 - С 125-152.
121. Тархов С. А Скоростные железные дороги и территориальная структура хозяй-
ства // Биполярная территориальная система Москва - Санкт-Петербург: Методо-
«лгичегкис пллходы к изучению М 1994 — С. 93—110
122. Тархов С А Динамика развития транспортной сети районов и их транспортно-
географическое положение //Территориальная структура хозяйства староосвосн-
ных районов. - М.: Наука, 1995. - С. 132-156.
123. Тархов С А Морфология транспортных сетей //Тархов С. А., Шлихтер С Б.
География транспортных систем. Курс лекций. - М , 1995, - С 38-52,
124 Тархов С А. Транспортная интеграция и дезинтеграция постсоветского про-
странства: Изменение пассажирских связей после распада СССР . Известия РАН.
серия географическая -1997 - № 3. - С 73-81.
125. Тархов С. А- Пространственные закономерности эволюции транспортных се-
тей // Известия РАН, серия географическая. - 2002 - № 2 - С. 15-22
126. Тархов С А. Диспропорции пространственной структуры транспортной сети
современной России // Третьи Сократические чтения по географии (Старая Рус-
са, 2-5 мая 2002 г ). Россия в современном мире: поиск интеллектуальных подхо-
дов - М., 2002 - С 145-169
12/. 1 архов С А , Шлихтср С. Б. География транспортных систем. Курс лекций
М. РОУ, 1995 - 147 с.
-I
128. Территориальные аспекты развития транспортной инфраструктуры. Сборник
научных трудов. - Владивосток, 1984 - 112 с.
129. Тидсвелл В , Хилтон К Сетевые модели в географии //Новые тенденции в
изучении и преподавании географии в школе - М.: Прогресс, 1975. - С. 195-216
130. Топчиев А Г. Формализованный анализ и оценка ТПТ городов // Вестник
МГУ. серия география - 1974. - № 4 - С 47-54
131. Транспорт и связь России Статистический сборник. - М : Госкомстат России.
2001. - 222 с.
132. Транспортная система мира - М. Транспорт, 1971. - 216 с.
133- Филлипс Д., Гарсиа-Диас А Методы анализа сетей. - М.: Мир, 1984 - 496 с.
134. Фишельсон М С. Городские пути сообщения. Изд. 2-е. - М.: Высшая школа,
1980. - 292 с.
135. Фишельсон М. С. Транспортная планировка городов. - М : Высшая школа,
1985. - 239 с.
136. Хаггет П Сетевые модели в географии // Модели в географии. - М.: Про-
гресс. 1971 - С 287-343
137. Хамуков Е Д. Транспорт и размещение производства. - М.: Трансжелдориздат.
1955. - 412 с.
138 Харари Ф Теория графов. - М.: Мир, 1973 - 300 с.
139. Хачатуров Т С. Размещение транспорта в капиталистических странах и в СССР -
М.: Соцэкгиз, 1939 - 719 с.
140. Хомяк Я. В Проектирование сетей автомобильных дорог - М : Транспорт,
1983. - 207 с.
141. Черепанов В А. Транспорт в планировке города - 2-е изд. - М.: Стройиздат.
1981. - 215 с.
142. Шаблий О. И Географические и тополо1ические особенности железнодорож-
ной сети Прикарпатья// Вестник Львовского университета, серия геогр. - 1971. -
Вып. 6. - С. 59-64 (на украинском языке).
143. Шереметевский М Заметки по трамвайному Делу //Железнодорожное дело. -
1907 - №6-7 - С 65-83; №18-19 - С. 188-194
144 Шлихтср С Б Сеть нефтяных трубопроводов США Анализ структуры //
Труды ИКТП -1973- - Вып 38 - С. 177-192
145 Шлихтср С. Б. О некоторых количественных методах исследования в геогра-
фии транспорта развивающихся стран // Географический сборник ВИНИТИ -
1975 - №5. - С. 396-408
146 Шлихтср С Б. Транспортные системы в территориальной структуре капиталис-
тического хозяйства// ВИНИТИ. Итоги науки и техники География зарубежных
стран. Том 17. - М., 1990. - 195 с.
14/ Шлихтер С. ь. 1еография мировой транспортной системы. Взаимосвязь транс-
порта и территориальных систем хозяйства. - М.: МП', 1995. - 103 с.
148. Шлихтср С. Б- Транспорт и сфера услуг // Липец Ю. Г.. Пуляркин В. А.,
Шлихтер С Б География мирового хозяйства - М : Владос, 1999 - С. 269-309.
149. Шуланов С. У. Основы концепции и оценка надежности развития сети желез-
ных дорог Республики Казахстан - М.: МГУ путей сообщения, 1997. - 32 с. (Де-
понировано в ЦНИИТЭИ МПС 15.05.97 №6095-жд97)
150. Шупер В А. Самоорганизация городского расселения - М.: РОУ, 1995. - 166 с.
151 Щедровицкий Г. П. Проблемы построения системной теории сложного «популяци
онного» объекта // Системные исследования: 19/5. - М Наука, 1976. - С. 172-214
152. Якшин А. М Транспорт и планировка городов //Архитектура СССР. - 1938. -
№5. - С. 20-28.
153. Якшин А. М. Планировка транспортных сетей: Опыт градостроительного иссле
дования - М : Го с. архитектурное изд-во, 1946 - 88 с
154. Якшин А. М. Перспективы развития городских магистралей - М.: Стройиздат,
1975. - 111 с.
155. Якшин А. М. и др. Графоаналитический метод в градостроительных исследова-
ниях и проектировании. - М.: ЦНИИПград, 1979 - 204 с.
156 Abdo A. The ideal-typical sequence model: its applicability to the development of transport
in Saud: Arabia, the Sudan and other M iddle Eastern countries //GeoJoumal (Dordrecht). -
1986 - vol. 13. - nr. 2. -p. 173-181
157 Adams P. Network topologies and virtual place II Association of American Geographers,
Annals. - 1 998 - vol. 88. - nr. 1 . - p. 88-106.
158. Alao N Some aspects of network theory .Geographia polonica. - 1973. - nr. 25. - p. 107-137
159 Aloba O. Evolution of rural roads in the Nigeria Cocoa Belt H Singapore journal of tropical
geography - 1983. - vol. 4 - nr. I - p. 1-10
160. Arlinghaus S. L. On geographical network theory Thesis Michigan University. I 077
161. Arlinghaus S. L„ Nystuen J D Geography of the c ity terrain based on bus routes U
Geographical Review - 1987. - vol. 77. - nr. 2 . - p. 183-195
162 Arlinghaus S L. Nystuen J. D. Street geometry and flows // Geographical Review. - 1991. -
\W. 81. -nr 2- p 206-214
163 Arnold P.,Beguin H. Structure geographiquedu reseau de transport et localization
optimales U Flux: Cahiers sci. int.res. et terr - 1997. -nr 27-28 - p. 9-16 •
IM Ashworth G J , Rradber J В Predicting the past a study of railway network of the Isle of
Wight II South Hampshire Geographer. 1 977 vol 9. - p 12-18
165. Atlas der DonaulSnder. Atlas of the Danubian countnes Map 353; Verkehr Communications. -
Wien, 1986
166. Barber G. M. Sequencing highway network improvements: a case study of South Sulawesi //
Economic Geography - 1977. - vol 53 - nr. 1 . - p. 55-69
167. Barber G M. Optimizing the spacing of feeder road systems // Geographical research forum
(Beer-Sheva). - 1 983. - nr. 6. - p. 37-49
168. Barre A. Le reseau autorutier fran^aisun outil rapidement valorize, des eflfets controversies
//Annales de geographic (Pans). - 1997 - 106 Annee.-nr. 593-594,- p.81-106
169. Bassols В. A. Constderaciones geograficosy economicas у vias ferreas en Mexico //
Investigacion economica. -1959. - vol. 19 - nr. 73. - p. 4 1-82
170. Beckmann M. J. A continuous model of transportation // Economctrica. - 1952. - vol. 20. -
nr. 4 p. 643-660
171. Beckmann M J Principles of optimal location for transportation networks i/Quantitative
geography. - Evanston (111), I 967. - Part 2 - p. 95-119
172 Bell M. G. H., Yasunori I. Transportation network analysis. — Chichester; New York: John
Wiley, 1997. - 216 p., ill
173 Black W. R Growth of the railway network of Maine: a multivariate approach// University
of Iowa, Dept of Geography, Discussion Paper nr. 5 (Iowa City). - 1 967. -28p.
174. Black W. R. The generation of transportation networks: their growth and structure. -
Iowa city, 1 969 -2O3p. (thesis)
175. Black W. R An iterative model for generating transportation networks//G eographical
Analysis. -1971. - vol. 3. - nr 3. - p 283-288
176. Black W. R. Network autocorrelation in transport network and flow systems // Geographical
Analysis. - 1992. - vol. 24 -nr. 1 - p 207-222
177 Bon R Allometry tn topologic structure of transportation networks //Quality and quantity
- 1979. - vol 13. - nr. 4 - p. 307-326
178 BOttcherH Massfilr Dichteder Eisenbahnnetze//Geographische Zeitschrift- 1900 -
Bd 6 . - Heft 11. - S. 635-639
179. Boots B. N. Evaluating principal eigenvalues as measures of network structure // Geographical
Analysis. - 1984 - vol. 16. - nr. 3. - p 2 70-275
180. Bovy P H. L., Stem E Route choice: wayfinding i n transport networks. - Dordrecht-
Boston-London: Kluwer Academic Publishers, 1 990 -3O9p.
181. Boyce U. t. Ihe generation ot synthetic transportation networks. Submitted under Contract
DA 44-177-TC-685, U. S. Army Transportation Research Command -Fort Eustis (Virginia),
1963- 99p
182 Boyce D E. Urban transportation network-equilibrium and design models: recent
achievements and future prospects // Environment and Planning. Ser. A. 1984 - vol. 16 - nr
11. -p. 1445-1474
183. Bnggs К. I ntroducing i ransportation networks. - L ondon, 1 972. - 4 8p.
184 Brown L. A. Models for spatial diffusion research// Оffice of naval research. Geography
branch - 1965 - Task 389-140, Technical report, nr 3, p I 9-25
185 Burghardt A Theorigin and d evelopmcnt of the road network of the Niagara Peninsula,
Ontario, 1770-1851 //Association of American Geographers, Annals. - 1969.-vol 59 p.
417-440
186. Burton I Accessibility in Northern Ontario: an application of graph theory to a regional
highway network. - Toronto: University of Toronto, 1 962. - 50p
tar. Buucuficid в r Line structure in grapntc ana geographic space I nests ot Ph. D. -
University of Washington. - 1984.
188. Buzctti L. Scarmellini G., Staluppi G. Une application des graphes en geographic //Cahiers
geogr. Besanfon. -1975. - nr. 13,- p. 47-57
189 Bixzetti L. Experience d'application des moments statistiques a 1 ’analyse geographique //
Cahiers geogr. Besamjon • 1976. - nr. 14. - p. 219-263
190. Cammaerts E. J. G. Kohl etla geographic des communications// Bulletin de laSociete
Royale Beige de geographic. - 1904 -vol. 28. - p. 36-61, 110-132,225-243
191. Cantarella G. E , Cascetta E. Dynamic processes and equilibrium in transportation networks
towards a unifying theory H Transportation Science. 199$. vol. 29. nr. 4. - p. 305-329
192. Carreras A., SefisE. The development of the Italian highway network, 1924-1993: A
computerized atlas. -Badia Fuesolana: EUI, 1996 - 63p.,maps
193. Carter F. W. An analysis the medieval Serbian oecumene: a theoretical approach //Geografiska
annaler. - 1969 - Ser B. - vol. 51 - nr. 1. - p 39-56
194. Cerne A. ZnaCilnosti cestnega omreija // Usmerjanje regionalncga razvoja Slovemje
Slovenske Alpe, Severovzhodna Slovenija, Bela Krajina. / Geograhica Slovenica. Nr. 14. - Ljubljana,
1983, a. 28-37
195. Chang H., Hanham R. Q Urban accessibility and the railroad network of China// Geographical
Research (Taipei). — 1979 — January — p 183-188 (in Chinese)
196. Chatterjee S, Bagchi K. G. An analytical study of the transport system of the Sundarbans
region // Geographical review of India. - 1979. - vol. 41. - nr. 1. - p. 77-82
197. Christaller W.Central placesin Southern Germany - Englewood Cliffs, 1966. -230p
198. Comey A. C Regional planning theory: a reply to the British challenge, - Cambridge
(USA), 1 923. - 1 8p
199. Cope D. R. A network analysis of the growth of the London underground system and its
relation to population c hanges. 1863-1972 - Thesis - Cambndge(U. K), 1967.
200. Crotty T. M History of road development in the territory of Papua and New Guinea//
search. -1У/0. - vol. 1. - nr 5 . - p. 239-243
201. Cummings L. P. The structure of networksand network flows. Thesis Ph. D. - Iowa
University. -1967
202. Cunent J. R. The design of the h ierarchical transportation network with transshipment
facilities // Transport Science (Baltimore). - 1988. - vol 22 - nr. 4. - p. 2 70-277
203. Dacey F Description of line pattern // Northwestern University studies in geography. -
1967. -nr. 13 - p 277-287
204 Dalton R etai. Networks in geography London G Philip, 1973 60p , ill., maps
205 Dasgupta К formation о I'transport network in the Brahmaputra Valley (1839-1914)//
Geographical review of India - 1982 - vol 44 -nr I. - p. 50-01
206. Deva Singh N Manipur - a study in inter-regional linkage system // Deccan geographer
(Puna).-1991- vol. 29 -nr 1.- p. 37-50
207 Development о f a geographic transportation network generation a nd evaluation model:
final report by Lee A. Bertman eta I. - Evanston (III.): Northwestern University, Transportation
Center for Transport S ystems Planning Division. - 1 969. - 1 ft nts in 0 vol
208. Dicks T R В Network analysis and historical geography H Area 1972. - vol. 4. - p. 4-9
209. Domahsky R Metody analtzy ukladu sieci drogowcj //PAN, Komitet przestrzennego
zagospodarowama kraju, Biuletyn - 1961. - nr. 5 - s. 89-109
209a Domahsky R Tcoretyczne tnodele sieci komunikacyjnej // Czasopismo geograficzne -
1963.- tom 34 - nr. 2. - s. I 49-167
210 Dotnansky R Zcspoly sieci kotnunikacvjnych //Pracc geograficzne - 1963. - nr 41. -
110s.
211 Domahsky R Siec transportowa Polski jako graf // Poznanski roeznik ekonomiezny
(PTPN) 1974. - nr. 26 - p. 1-4
212. Dupuy G. Vers une thcoric temtonale des reseaux: une application au transport urbain/7
Annales de geographic (Pans). - 1987. - 96 Annee nr. 538. - p 658-679
213. Dupuy G. Les stations nodales du metro de Pans: Ie reseau metropolitan et Ic revanche de
I’historie И Annales de geographic (Pans). - 1993. - Annee 1 02 nr 569 - p I 7-31
214 Dutta G. Thenetwork pattemof Indian n ational highways from majorurban ccntcrsto
the national capital // Geographical Review of India. - 1 976 - vol. 38. - p. I 21-131
215. Ekstrdm A., Williamson M. Transportation and urbanization // Wilson A G. (cd ) Urban
and Regional Planning -London: Pion, 1971, p 3 7-46
216. Engden G. Accessibilite du territoire. Unc approchc quantitative par la recherche
operationelle // Cahicrs geogr Besan^on. Semin ct notes rech. I 980. - nr. 20. - p 107-142
217 Erdost F. A del-dunantuii regio kozlekedesi halozatanak a termelocrok es a telepulcshaiozat
temleti sajatos-sagaival osszefuggesben // Foldrajzi ertesito (Budapest) - 1980. - 29. Erf - 1 .
Fuset -p. 61-93 (in Hungarian: The formation of transport network in the South-Transdanubian
region in connection with the territorial features of settlement pattern)
218 Ftedorowicz К Ksztalty sieci komunikacyjnych na terenie Polski // Zeszyty naukowe
Politechmki warszawskiej. - 1 966. - nr. 130. - s. 95-107
219. FlOrke F. Wechselwirkungen und Verkehrsforderungen undvon eigenwirtschaftlichen
Gesichtspiinklm bei der Nctzgcetaltung von Autobahnen 7 VcikcliistcuhnischC Woche. - 193/.
Heft 1 0
220. Forbes)., Ross J. Communicationsand networks. - London: Heinemann Educational
Books, 1978 - 80 p.
221. Fraser D The cutpoint index: a simple measure point connectivity//Area. -1980. - vol
12. -nr. 4 - p. 301-304
222. Fnedrich P Grundziige einer Verkehrsnctzgestaltung vom Gesichtspunkt dcr genngsten
Aufwcndungen TBauplanung and Baulechnik - 1947 Bd I - nr. 5. - S. 143-148
223 Fujime S. Interdependence between the degree of urbanization and the development level
ofa transportation system: a case of 59 municipalities in Ehime Prefecture//Geographical
sciences (Hiroshima) 1984. - vol. 39. - nr. 1 - p. 1-11 (in Japanese; English summary)
224 Garrison W. L Connectivity of the interstate highway systcm/ZRegional Science Association,
Papers and Proceedings. - 1 960 vol. 6. - p. 1 21-137
225. Garrison W. L. Intra- and Interurban Transportation Networks Urban systems and economic
development -Eugene University of Oregon, 1962
226 Garrison W. L. Connectivity of the interstate highway svstem U Spatial Analysis a reader
in statistical geography. - Englewood Cliffs ( NJ): Prentice-Hall, I 968. p. 2 39-249
227. Garrison W. L., Marble D F Approaches to the development of forecasting capability for
national and regional transportation systems. - Fort Eustis (Virg.), 1962. - 32 p.
228 Garrison W. L., Marble D. F The structure of transportation networks. -Technical
reports, US Army Transportation Command. DA 44-177-TC-685. - Fort Eustis (Virginia),
1962 - 56 p.
229 Garrison W. L, Marble D, F. Factor-analytical study of the connectivity of a transportation
network // Papers of Regional Science Association. - 1963 (1964). - vol. 12. - p. 2 31-238
230. Garrison W. L., Marble D. F. A prolegomenon to the forecasting of transportation
development. - Evanston (III ), 1 965. - 1 25p
231. Geisler W. Melhodtk von Eisenbahndichtkarten // Petermans Gcographischc Mitteilungen -
1932. - 241 S .K.
232 The Geography of Urban Transportation. Edited by Susan Hanson. - New York & London:
The Guilford Press, 1986. -4 24p,
233. Goheen P. G. The changing biasof inter-urban communications in 19-th century Canada
//Journal of histoneal geography (London). - 1990. - vol. 16. - nr. 2. - p. 177-196
234. Gould P. Space searching p rocedures in geography and social sciences// University of
Hawaii. Social science research institute, Working papers - 1966. -nr. 1,- p. 15-27
235 Hafner J. A Highway network expansion in Central fhailand, 1917 to 1967 //International
Geography, 1972. -Montreal, 1972, vol. 2.- p. I 200-1203
236 Haggctt P. An extension of the Horton combinatorial model to regional highway n etworks
//Journal of Regional Science. - 1967. -vol. 7 - nr. 2 (supplement).- p. 281-290
237 Haggett P The edges of space // European progress in spatial analysis - London, 1981, p.
51-70
238. Haggctt P., Chorley R J. Network analysis in geography. - london: Edward Arnold, 1969 -
348p.
239 Hanham R Q , Chang H. -V. Scalar variation and nodal accesaibility in llic Chinese railroad
network //Professional Geographer.- 1979. - vol. 3 1. - nr 4. - p. 388-392
240. Hassert K. Allgemeine Verkehrsgeographie. 2-te Auflage. - Berlin-Leipzig: W. de Gniyter,
1931. - Bd. I. - 408 S., Bd 2. - 376 S.
241. Haufe H. Die gcographische Struktur desdeutschen Eisenbahnverkehrs. - Langensalza-
Beltz, 1 931. -152 S
242 Hay A. Transport for spatial economy: a geographical study - Seattle, 1 973. - 1 92p
243. Haynes К E , Ip P Population, economic development and the structure of transportation
in theprovmce of Quebec. Canada //Tijdschnftecon. en socialc geografie 1971. - vol
62. - nr. 6 - p 356-363
244, Helmy H В .. Dellinger D. C., Volpp L D An algebra for the analysis and design of
transportation networks /i Transportation Science - 1 972. - vol. 6. - nr. 4 . - p. 3 54-378
245. Henkel L Berechnung der Dichte des Eisenbahnnetzes II Geographische Zeitschrift. -
1900. - Bd 6 - Heft 4 -S. 220-221; Het) 12. - S 705
246 Hetrick V R. Transport net classification for selected cities'/Program abstract 75“ anniversary
meetings of Association of American Geographers. 1979. Philadelphia, 1979, p 31
247 Hcttner A Der gegenwartige S tand des Verkehrsgcographie // Geographische Zeitschrift -
1897. - Bd. 3,- Heft 1 I. - S. 624-634; Heft 12. S. 694-704
248 Hettner A Allgemeine Geographic des Menschen. - Stuttgart, 1952. - Bd 3 - 201 S.
249. Hilling D. The evolution of a port system: the case of Ghana H Geography - 1977 - vol.
62.- p. 97-105
250. Hodgson M J., RosingK. E, Zhang J Locating vehicle i nspection stationsto protecta
transportation network //Geographical Analysis.- 1996 - vol. 28. - nr. 4. - p 2 99-314
251. Hoffmann R. Die Gcstaltung der VcrkchrsneUc // VciOffcntlivliuiigcn dm Akadcinie fOi
Raumforschung und Landesplanung, Abhandlungen (Hannover). - 1961 Bd. 39. - 207 S.
252 Holsman A Higher-order factor analysis and its application to transport n etworks //
Professional Geographer. - 1980,- vol. 32. - nr. 2 - p l 92-198
253. Horton E E. (ed.) Geographic studies of urban transportation and network analysis. -
Evanston (111 ): Department of Geography, Northwestem University, 1 968 - 1 70p
254. Huber H. J Strassennctzgestaltung in landischen Ritumen Ein Beitrag zur Quantifizicrung
des Ansprdchsmveau unter besondercr Bertlcksichtigung raumordnenscher Zielvorstcllungen.
Dissertation Doktorgrad. Ingenieurwiss. Hohen Landwirt. Fak Rhein Friedrich-Wtlhelms-
Univ. - Bonn, 1973 - 288 S.
255. Hutchinson P. Networks and Roman roads // Area - 1972. - vol. 4. - p. 2 79-280
256 James G. A., Cliff A. D.. Haggett P., Ord J. K. Some discrete distributions for graphs with
applications to regional transport network // Geografiska annaler. - 1970. - Ser. B. - vol. 52. -
nr. 1 . -p. 14-21
257. Janccki R. Wykorzystanie metod grafowychdo topologicznej a nalizy sieci кomunikaeji
miejskiej naprzykladzie niektorych miast aglomeracji GOP-u // Zeszyty naukowe Politechniki
Slaskiej, Transport. -1986. - nr. 3.- s. 19-28
258 Jane's Urban Transport Systems. Ed. C. Bushell. 16* edition. 1997/98. - Coulsdon, 1997. -
698 p.
259 Javier P E. La estructura especial de las infrastructures viarias en Espana (1960-1985)//
Estudios Geograficos. -1987 - vol. 48. - nr 188. - p 4 39-456
260. Jefferson M. The civilizing rails //Economic Geography. - 1928. - vol. 4 - nr 3. - p 217-231
261. Jemiolo .1. Accessibility of Polish Carpathians in a graphs concepts // Zeszyty Naukowe
Universitet Jagicllonski. - nr.709. -1984. - Prace geografiezne, zeszyt60, s.47-58
262 Jordan P Razvitak ielezniCke mreZe na podrufju denaSnje Jugoslavia (do 1918 godme) И
Institut za istoriju u Sarajevu. - Prilozi . - 1990. - God XX1Y. br. 25/26. - s. 143-159
263 Jordan P The development of the railway network in the Danubian countries // Geografski
glasmk (Zagreb) - 1993. - nr. 55.- p 67-79
264 Kadmon N Cartograms and topology // Cartographies (Canada). - 1982. - vol. 19. - nr
3-4,- p 1 -17
265 Kanaan N J. Structure and requirements of transport network of Syria Washington (D. C ).
Brookings Institute, 1965.
266. Kansky К J. Structure of transportation networks relationships between network geometry
and regional characteristics /’/Chicago University, Department of geography, Research Paper.-
1963. - nr 84 -156p
267 KehrC. A National Plan. A basis for co-ordinated physical development of the United
States of America. With a suggestion for a world plan. - New York & a. o.. Oxford university
press, 1926. - 210 p.
268 Kessler G. К The interrelationship between alternative configurationsand function of
land transportation networks. Thesis/ Clark University, I 977
269 Kimmel К Einige Beitrige zur Eiscnbahngeographie Bayems // Petermanns Geographische
Mitteilungen - 1 913. - Bd. 59. - S. 296-300, 327; Kanen 42, 43 tn Bcilage
270 Kirby H. R. Accessibility indices for abstract road network // Regional Studies - 1976 -
vol. 10. - nr. 4. - p. 479-482
271 Kissling С. C. Transportation networks, accessibility and urban functions: an empirical and
theoretical analysis. Thesis. - McGill, 1 967.
272 Kissling С. C. Linkage importance in a regional highway network И Canadian Geographer -
1969 - vol 113 -nr. 2 - p 1 13-127
273. Klima J. Problematika sitove analyzy v gcografu dopravy// SouCasm stav a perspektivy
dopravni geografie. - Brno, 1988, s. 53-63
274. Kohl J. G. Der Vcrkehr und die Ansiedhingen der Menschen in ihrer Abhangigkeit von der
Gestaltung der Erdoberflache. - Dresden-Leipzig, 1 841. -602S.
275. Kolars J., Malin H J. Population and accessibility: analysis ofTurkish railroads //Geographical
Review. -1970. - vol 60. - nr. 2. - p. 229-246
276. Korec P Porovnanic zmten vo vyvoji 2clczniCnych sieti na uzemi Zapadoslovenskcho a
Vychodoslovenskeho kraja pomocou grafovych metod//Acta facultatis rerum naturalium
Universitatis Comenianae, Geographica (Bratislava) - 1981. - nr. 19. - s. 65-84
277. Koziarski S M Struktura i funkcjc sicci kolejowej w aglomcracjach miejsko-przcmyslowych
makroregionu poludniowego // Przeglqd geografiezny - 1990. - tom 62 - nr. 34. - s. 289-309
278 Krtlger M. J. T. An approach to built-form connectivity at an urban scale: system description
and its representation И Environment and Planning 1979. - Ser В - vol. 6. - nr. 1 - p. 67-88
279 Lachene H. Networks and location of economic activities //Regional Science Association,
Papers and Proceedings - 1 965. - vol. 14. - p. 183-196
280 Laconte P Transportation networks in urban Europe // Ekistics (Athens). - 1992. - vol. 59 -
nr. 352-353,- p. 93-113
281. Lalannc L Essai d’une theone des reseaux de chemins de for, fondee sur 1'observation des
faits et sur les lots pnmordiales qui president au groupement des populations //Comptea rendus
des seances de l’Academic des sciences - 1863. - vol. 57. - nr 4. - p 206-210
282. Lartilleux H. Geographic universellc des t ransports. - Pans, 1949-1953. - T. I et 2
283. Launhardt W Kommerztelle Trassierung dcr Vcrkehrswege //Zeitschnft fur Archttekten
und Ingeneurwesen - 1872. - Bd 18. -S. 515-534, 540
284. Launhardt W. Theonc des Trassierens Heft 1: Die kommerzielle Trassierung. Hannover,
1887. -1I2S
285. Lee K., Lee H -Y. Anew algorithm for graph-theoretic n odal accessibility measurement
// Geographical analysis. - 1998. - vol. 30. - nr I. - p. 1-14
286. Leinbach T. R Transportation and the development of Malaya // Association of American
Geographers. Annals - 1975. - vol . 65 - nr. 2. - p. 270-282
287 Leinbach T Transport development and modernization in Malaya // Geografiska annaler -
1975. - vol 57 - Ser В - nr. 1. - p 63-67
288. Leinbach T. R. Networks and flows ii Progress in geography. - 1976. - vol 8. - p. 178-207
289. Lesley L. J. C Synthesising networks //Traffic Engineering and Control. - 1972. - vol. 14. -
nr. 7 - p 327-329
290. Lesley L LG. A comparison between t he p erformance of a synthesized and regular grid
networks H Traffic Engineering a nd Control - 1973 - vol. 15 -nr. 2.- p. 86-89
291 Leung Chi-Keung China: Railway patterns a nd national goals //Univcisity of Chicago.
Department of Geography, Research Papers - 1980,- nr. 1 95. -2 33p
292. Leung С. -K. Railway transportation and national integration H University of Chicago,
Department of Geography, Research Papers. -1981. - nr. 196. - p. 3-29
293. LeungC. -K. The analysisand interpretation of national transportation networks. W ith
special reference to the case of China // Third World Planning Review. - 1982. - vol. 4. - nr. 2. -
p I 77-191
294. Leusmann C. Near. Ein Uberblick Uber Methoden ihrer strukturellen Erschliessung in der
Geographic // Erdkunde. - 1974. - Bd. 28 - Heft 1. - S. 55-67
295. leusmann C Zur Gliederung von Neuron // Zaiuchnft fur Wirtsohaftsgeographic 1974.
Bd 18. - Heft 8. - S. 239-247
296. Leusmann C. Struktunerung eines Verkehrsnetzes. Verkehrsgeographische Untersuchungen
unter Verwendung graphentheoretischcr Ansitze am Beispiel des sdddeutschen Eiscnbahnnetzes
// Bonner Gcographischc Abhandlungen. - 1 979 - Heft 61. - 157 S.
297. Lijewski T Differentiation of transportation infrastructure as a consequence of former
political divisions И Geographia Polonica. - 1 984 nr. 50. - p. 67-74
298. Lijewski T. Geografia Iran sport u Polski. - Warszawa: PWE, 1986 -286s.
299. Light rail networks and lines. Basic network layoutsand their application // Light rail in
Germany. - Dosseldorf. 7 ООП. p Я 1.01
300. Lundquist L , Mattsson (eds). Network infrastructure and the urban environment: advances
in spatial systems modeling. - Berlin, New York Springer, 1 998. - 4 14p.
301. McCalla R J. A consideration of a complex road network as a graph theoretic tree//
Area - 1977 - vol. 9 - nr. 4,- p. 2 52-258
302. Mackiewicz A., Ratajczak W Towards a new definition of topological accessibility//
Transportation research ( Exeter). - 1 996 - vol. 30, ser В nr. 1. - p. 47-49
303 MacKinnon R .Hodgson M J Optimal transportation networks: a case study of highway
systems П Environment and Planning 1970. vol 2 - nr 3. - p 267-284
304, MacLean W. H Regional and Town Planning in principle and practice. - London: C. L-
Wood, 1930 - I48p
305. Malic A. Promet i centralna nasclja H Sovr Promet 1980 vol 2 - nr 2 - s 375-378
306 Marchand B. Deformation of a transportation surface // Association of American
Geographers, Annals 1973.- vol. 63. - nr. 4 p 507-521
307 Marinelli O. Uber Henkels Bcrechnung der Dichte des hisenbahnnetzcs fl Geographische
Zeitschnft - 1900 - Bd 6 Heft 7. - S 395-396
308 Miller A. J. On spiral road networks II Transportation Science. - 1967. - vol. 1. - nr. 2. -
p. 109-125
309 Miller H. J. Measunng space-time accessibility benefits within transportation networks:
basic theory and computational procedures // Geographical Analysts. - 1999 - vol. 31 . - nr. I. -
p. 1-26; nr. 2.- p. 187-212
310 Misdorp P , De P ater В . G raph theoryand conceptual networks in human geography//
Tijdschrift voor econ. en sociale geografie. - 1 984. - nr. 5. - p 3 63-368
311. Modem transport geography. 2nd ed. Ed. By В Hoyle and R Knowles. - Chichester: John
Wiley & Sons, 1998. 374p
312. Mohan D. S. Introduction to network accessibility measures // Indian highways. - 1976. -
vol. 4. -nr. 10. - p. 5-13
313. Morin D., Gauthier P., BematchezM La theonc des graphes: Ie cas du reseau routierde
I’umversite Laval // Cahiers Geogr. Quebec. - 1976. - vol. 20. - nr. 51 - p. 551-560
314. Momll R. L. Simulation of central place patterns over time // Lund studies in geography,
Ser. B. Human geography - 1962. - nr. 24. - p 109-120
315 Morrill R L Migration and spread and growth of urban settlement // Lund studies in
geography, Ser. B, Human geography - 1965. - nr. 26. - 208p. (transport networks in chapter
7,p. 74-81)
316 Muraco W. A Intraurban accessibility /.'Economic Geography. - 1972 vol. 48. - nr 4. -
p. 388-405
317. Nagel F. N. Die E ntwicklung des E isenbahnnetzes in Schleswig-Holstein und Hamburg:
unter besonderer Berucksichtigung der stillgelegten S trecken -Hamburg: Geographische
Gesellschaft' Wiesbaden Franz Steiner Verlag, 1981 - 144 S (Mitteilungcn der geographischen
Gesellschaft tn Hamburg, Bd. 71)
318. Nijkanip P, Reggiani A. Space-time synergetics in innovation diffusion: a nested network
simulation approach//Geographical Analysis. - 1996 - vol. 28 -nr l.-p 18-37
319 Okabe A., Yomono H. Statistical methods tor evaluating the geometrical hierarchy ota
network //Geographical Analysis. - 1988,- vol 20. - nr 2 - p. 122-139
320. Ollivro J. Permanence et rupture dans la diffusion de 1'innovation ferroviaire une comparison
entre I’extension e uropeene due hemin defer auXIX sciecle et ccllc de la grande vitesse//
L'Information geographiquc (Paris) - 1995.- vol. 59 -nr 3 - p, 126-132
321 O'Sullivan P Dividing a transport n etwork into regions // Geographical Perspectives.-
1976 -nr. 38 - p 39-46
322. O’Sullivan P Regions of a transport network !/ Association of American Geographers,
Annals. -1978 vol 63. -nr. 3 - p 396-401
322a Peeters D., Thissc J -F.. Thomas I. Transportation networksand the location of human
activities // Geographical Analysis. 1998. - vol. 30. - nr 4 p 355-371
323 Peters W. The transportation network as a region // Proceedings of the 34 Annual
Conference of Western Economic Association - I 959. - p. 50-58
324 Pi^cinski W Zaleznosci pomitjdzy 1I0SC14 sieci ulic a wiclkoiciit miast w Polscc /.' Prace
naukowe politechniki Lubclskiej (Lublin). - 1988. - nr. I 76 - 113s.
325. Pirath К Das Raumzcitsystem der Siedlungen. - Stuttgart: Wittwer, 1947. 39 S.
326. Pirath K. Die Verkehrsplanung Grundlagen und Gcgenwartsprobleme. - Stuttgart, 1948
60 S.
327. Pirath К. Die Grundlagen der Verkehrswirtschaft. 2-te Auflagc - Heidelberg- Berlin,
1949. - 316S.
328. Pirath К. Die Vcrkehrsteilung Schiene-Strasse 1 n landwirtschaftlichen Gebicten undihre
volkswirtschaftlicbe Bedeutung - Gottingen - Heidelberg, 1954,- 56 S.
329 Pirie G. H. Measurement of geographic accessibility. - Monticello (HI.): Vance Bibliographies,
1981. - lip.
330. Pitts F R. A graph theoretic approach to historical geography //Professional geographer
1965. - vol. 17. - nr. 5. - p 15-20
331 Polese A. Schemi tipo dt rete dt metropolitana H Polesc A Trasporti urbani. Napoli, 1974,
p. 2 86
332. Pooler J. A The use of spatial separation in the measurement of transportation accessibility
U Transportation research (Exeter). - 1995. - vol. 29, Ser. A. - nr. 6 . - p. 421-427
333. Potrykowski M Rozwoj spolcczno-gospodarczy a zagospodarowanie drogowc w Polsce. -
Warszawa. 1983 - 96 s
334. Potrykoweki M . Socio-economic development and the transport network tn Poland //
Geographia Polonica -1984. - nr. 50 - p. 89-100
335. Potrykowski M , Taylor Z. Geografia transportu. Zarys problem6w, modcli i me tod
badawczych. - Warszawa: PWN, 1982. - 266s.
336. Pumain D Chemin de fer et croissance urbaine en France au XIX siecle// Annales de
geographic (Pans).- 1982,- 91 Annee -nr. 507,- p 527-550
337. Quandt R. R. Models of t ransportation and optimal network construction П Journal of
Regional Science. - 1960. - vol. 2. - nr. 1 - p. 27-45
338. RajCevic D Struktuma analiza transportnih sistema //Produktivnost (SFRJ) -1980 - tom
25 -nr II. - «.4 37-445
339. Ralston BA., Barber G. M. A theoretical model of road development dynamics // Association
of American Geographers, Annals - 1982 vol. 72 -nr 2 - p 2 01-210
340 Ratajczak W Melody grafowe w geografu ekonomicznej It Melody iio&iowc 1 modele w
geografii. - Warszawa, 1 977, s 147-157
341. Ratajczak W Prediction models for structural elements of transport n etworks //Studia
Komitctu przestrzennego zagospodarowania kraju. - 1 980 -nr. 75 - p 185-197
342 Ratzcl F Die Entwicklung des Vcrkchrswcgc '/Ratzcl F Politischc Geographic - Miinchen -
Leipzig, 1 897. S 413-415
343 Ratzel F. Pohtische Geographic - 3-te Auflage - Munchen-Berlin. 1923.- 626 S.
344. Ray D. M ., Villeneuve P , Roberge R. A. Funciional prerequisites, spatial diffusion, and
allometric growth // Economic Geography. - 1974.- vol. 50. - nr. 4.- p. 341-351
345 Railway Directory. 2001 - Sutton RGI. 2001 - 317d
346 ftehak S. Hromadna osobni doprava ve vyzkumu prostorove struktury stalu (na pfikladu
ncKdcjstno CcsKoslovcnska; i-iaoiiltacni prace - Bmo, 1994. - 75s.
347. Richardson D. E., Thomson R. C. Integrating thematic, geometric and topological
information i n the generalization of road networks // Cartographica (Toronto). - 1 996. - vol
33. - nr. I - p. 75-83
348. Rickaby P. A. Six regional settlement patterns: alternative configuration for energy-efficient
settlement H Environment and Planning - 1981 -Ser. B. - vol. 8. - nr. 1 - p 191-212
349. Riddell J. В An expansion of the Horton stream-ordering model to circuited transportation
networks // Geographical Analysis - 1973. - vol. 5. - nr. 4. - p. 351-357
350. Rimmer P. J. The changing status of New Zealand seaports. 1853-1960// Association of
American Geographers, Annals - 1907. - vol. 37. - p. 88-100
351. Rimmer P. J. The search for spatial regularities in the development of Australian seaports,
1861-1962 // Gcografiska Annaler. - Ser. B, Human Geography - 1967. - vol. 49, nr. 11
352. Rimma- P. J. Transport geography H Progress in human geography. - 1985. - vol. 9. - nr. 2. -
p 2 71-277
353. Rimmer P. J Transport geography // Progress in human geography. - 1986. - vol. 10. - nr. 3. -
p. 397-406
354. Rimmer P. J. Transport geography // Progress tn human geography - 1988 - vol. 12. - nr. 2. -
p. 2 70-281
355. Rimmer P. J. Transport geography a bit of a caveat here and there // Australian geographical
studies. - 1988. - vol. 26. - nr. I. - p. 172-183
356. Ripley W. Z. Geographical limitations of consolidated systems //American Economic Review. -
1924. vol. 14. supplement, nr. 1. p. 52-64
357. Ritscma van Eck J. R. Analyse van transportnetwerken in G1S voor social-geografisch ooderzoek
// Nederlandse geografische studies (Utrecht). - 1993. - vol. 164. - p. 197
358 Runge J Komunikacja kolejowa na obszare wqjewodstwa katowickiego w latach 1880 i 1980
Analiza sieci i ukladu hierarchicznego // Prace naukowe Uniwersytetu Slaskiego w Katowicach,
Geogr Stud. & diss. - 1986. - nr. 9. - s. 117-131
359. Ruppert H. R Zur Bedeutung der Verkehrserschliessung in EntwicklungslSnder 7 Zeitschrift flir
Wirtschafisgeographie. - 1974. - Bd. 18. - Heft 7. - S. 217-220
360. SchickoffJ Matnzentheoretischc Verfahren zur Bestimmung der Zugfinglichkeit von
Knotenpunkten eines Verkehrsnetzes H Tijdschrift voor economische en sociale geografie - 1977. -
Bd 68. - Heft 3 . - S. 152-167
361. Schlichtcr S.. Tarkhov S Das Netz des Landverkehrs im post-sowjetische Raum // Angewandte
Geographic (Bonn). - 2001. - 25. Jg. - Heft 2,- S. 13-25
362 Schlichter S.. Tarkhov S The land transport network in the post-soviet space: Problems and
prospective development .'/Promet - Traffic - Traffico (Trieste - Zagreb) 2001 vol. 13. -
nr 2-3. - p. 139-151
363 Schoenberg P. E. The evolution of transport i n Turkey (eastern Thrace and Asia M inor)
under Ottoman rule, 1856-1918 // Middle Eastern Studies - 1977. - vol 13 nr. 3. p. 359-372
364 Segebaden G. Studies ofcross-country transport d istances and road net extension. -
Stockholm, 1964 - 69 p
365 Semple R. K., Wang L H. A geographical analysis of changing redundancy in interurban
transportation links /' GvvjufiAa ailliuler. - tV/l. - Ser. B. - Vol. 53. - ПГ. I. - p 1-5
366 Shidelcr W. W. A geographic analysis of the Ohio road system Thesis. Ohio State University,
1959.
367. Siedentop I. Methodik von Eiscnbahndichtekarten, Eisenbahnintensitits und
Verkehrsdichtekarten/7 PetermannsGeographische Mitteilungen. - 1933. - S 14-16
368. Sierks H. L Wirtschaftlicher Stadtebau und angewandte kommunale Verkehrswissenschaft
Dresden. 1926 - 285 S
369. Sierks H. L. Grundriss der sicheren, reichen, ruhigen Stadt. - Dresden, 1929 - 308 S.
370. Singh D. N. Patterns о f transportation 1 inks i n Bihar. North of the Ganga //National
Geographical Journal of India. - 1970 - vol 16 -nr. 2. - p 161-174
371. Singh H. P. Spatial structure of transport network. A case study of В undelkhand region //
National Geographer (Allahabad).- 1976 - vol. I 1. - nr. 1. - p 4 3-55
372. Singh J. Research methodology in spatial functional interaction H Decan Geographer. -
1974 -vol. 12. - nr. 2 - p 126-135
373. Singh J. Nodal accessibility and central hierarchy A case study in Gorakhpur region (U. P.)
H National Geographer (Allahabad). - 1976. - vol 1 I. -nr. 2. - p 101-112
374. Singh K. N. Transport network and level of urbanization: a case study of eastern U. P. //
National Geographer (Allahabad). - 1984,- vol. 19. - nr. 1.- p. 49-57
375. Slenczck M., Swi^tek H Rozwoj systemu sicci tclefoniczncj we Wroclawiu w ujeciu grafowyni
II Acta Universitatis wratislaviensis. - 1984. - nr. 656. - s. 53-66
376. SouCasni stav a perspektivy dopravni geografie - Brno. 1988 - 168s
377. Stanley W. R Transport expansion in Liberia'/ Geographical Review. - 1970. - vol. 60. -
nr 4,- p. 529-547
378. The statistical h istory of the United States Chapter: Transportation - Stamford, 1965,
p. 427-464
379. The structure of transportation networks: transportation forecast and prediction study
progress report. Prepared by the Transportation Center at Northwestern University. Evanston
(Ill.) by Garrison W L., Marble D. F. Evanston, 1962. - 100 p.
380. Stutz F. Accessibility and the effect of scalar variation on the powered transportation
connection matrix // Geographical Analysis. - 1973.- vol. 5. - nr. 1. - p 61-66
381. Sumimoto Ryohei. Toshi kotsu. - Tokyo, 1963. - 240p (The Problems of development of
urban transport networks; in Japanese)
382. Taafe E. J., Gauthier H . L Geography of transportation - Englewood Cliffs: Prentice
Hall. 1973. -226p
383 Taafe E. J., Gauthier H L., Kelly M О Geography of transportation. 2" edition. -
Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1996 228 p
384 Taafe E J., Morrill R L , Gould P Transport expansion m underdeveloped countries: a
comparative analysis II Geographical Review. - 1963. vol 53. - nr. 4 p. 503-529
385 Tan T. Road networks in an expanding circular city //Operations research. -1966 - vol.
14 nr. 4. - p. 607-613
386. Tancos-Szabo L., Simon I., Dovenyi Z Az Alfold kozuthalozatanak foldrajzi viszgalata//
roturajzt Koziemenyex (Huaapest) 1981. - 29 cv, kotet I, szam - p. 62-73 (in Hungarian: A
geographical investigation of road network i n the Hungarian Great Plains)
387. Tanner J. C. Hexagonal motorway networks// Ministry of transport of U. K_, Road
research laboratory, report LR -78. - I 967.
388. Tarkhov S. Types of t ntcraction between t ransport r outes a nd linear obstacles //Soviet
Geography - 1983. - vol 24 - nr. 2. - p. 129-134
389. Tarkhov S. Technique for classifying the configuration of large cities in the USSR /.'Soviet
Geography. - 1983 - vol. 24. - nr. 3. - p. 222-230
390. Tarkhov S. A comparative-geographical analysis of the structure of urban transport networks
in Moscow and Leningrad //Soviet Geography. - 1986. - vol. 27. - nr. 7. - p 445-455
391 Tarkhov S. Influence of splitting of the USSR upon passenger links and transport integration
along new state borders //Prace komisji gcografii komunikaeji Polskiego Towarzystwa
Geograficznego. - Warszawa - Rzeszow, 1 999. - Tom 6. - p. 3 51-355
392. Taylor M A. P. Knowledge-based systems for transport network analysis: a fifth generation
perspective on transport network problems И Transportation research (NY). - 1990.- vol 24
A. - nr. I. - p. 3-14
393. Taylor Z Proba badania dostepno&i micjskiego systemu transportowego na przykladzie
Zielonej G6ry// Prace z zakresu gcografii ekonomieznej - Poznan, 1 973, s. 7 1-82
394. Tayloi Z. Zasiusuwatna inetod grafowych w badaniach p rzestrzenno-ckonomicznych //
Czasopismo geograficznc - 1974.- tom 45. -nr. 3.- s. 337-348
395. Taylor Z. Charaktcrystyka zmian w strukturze sieci transportowych w ujeciu grafowym //
Przcglad geograftezny - 1975. - tom 47. - nr 3. - s. 501-517
396 Taylor Z. Accessibility of urban transport systems. The case of Poznan city // Geographia
polonica.- 1976 nr. 3 3. -part 2. p. 121-141
397 Taylor Z Przestrzenna dostepnose miejskiego systemu transportowego na przykladzie
Poznania Warszawa: PWN, 1 979. - 93s.
398. Taylor Z. Zastosowania metod grafowych do badania struktury sieci // Przeglqd zagranieznej
litcratury geografieznej - 1980. - ill. 4 - s. 1 1-31
399 Taylor Z. The diffusion of railway network in Poland as a space-time process // Geographia
Polonica. - I 984 nr 50 - p 75-87
400 Tidswell W. V. An introduction to the analysis of road networks. - Sheffields, 1971. - 26p
4O).Tictzc W Onthe modernization о f the Central European railway nctafter theend of
division II GeoJoumal - 1990. - vol. 20 - nr. 3. - p 325-331
402 Tinkler К J. Bounded planar n etworks atheory ofradtal structures//Geographical
Anlysis -1972. - vol. 4 - nr I . - p. 5-33
403. Tinkler К I An introduction to graph theory methods i n geography. - Norwich Geo-
Abstracts, 1977 56 p
404 Tinkler К J. Graph theory H Progress in geography. - 1979. vol. 3. - nr I. - p 85-116
405. Tobler W. R. Studies tn the geometry of transportation - Fort Eustis (Virg), 1962. - 42 p
406 Transport planning and policy issues geographical perspectives. Ed. Jean Andrey - Waterloo
(Ontario): Department of Geography, University of Waterloo, 1995. - 2 43 p
407. Tsai W -T. A geographical study on transportation network and living space of settlements
w P*ccadorc Iclandc Goographical Rcocerch ( Taipvi). — t 903 ~ in 9. — p. 240-270
408. Urbano E. Si mu lac ion de una red de transportes: el caso de los ferrocamles espanoles //
Revista geografica - 1972. - vol. 6. - nr. I. - p. 34-54
409. Varlet J. Le fonctionnement spatial du reseau ferre voyageurs francais// L'Association de
geographes francais. Bulletin (Paris).- 1989 - 66 Annee -nr. 2,- p. 143-153
410 Vetter F Netztheoretische Studicn zum mederslchsischcn Eisenbahnnetz. F.in Bcitragzur
angewandten Verkchrsgeographie // Abhandlungen des I. Gcographischen Instituts derFreien
Universitat Berlin (Neue Folge). - 1970. - Bd 15. - 152 S.
411. Vetter F. Netztheoretische Untersuchungen zur Okonomisch optimalen LinienfUhrung
in susgewahlten Fisanbahnteilnetzen Mittclcuropaj H Erdc. — I 974. - Bd. 105. - Heft 2. -
S. 135-150
412. Viturka M Metodologicke aspekty teoriesiti ajeji pouSti v dopravno-geograftekem
vyzkumu // Zpravy geograftekeho ustavu CSAV - 1976, - tom 13. - nr. 5. - s. 117-129
413. Vuoristo К. V. Tieverkko talous maantieteen tutkimuskohteina U Tie ja liikenne. - 1977. -
vol. 47. - nr 4-5. - p. 121, 146-149
414. Wallace W. H. Rail-road traffic densities and patterns H Association of American
Geographers, Annals - 1958. - vol. 48. - nr. 4- p. 3 52-374
415. Waltking D. Die Strassenbahn i m Rheinisch-Westfalischen Industnegebiet Ein Vergleich
der Jahre 1950-1964/; Stadtverkehr - 1965 - Bd 1 0. - Heft 11 12. S. 3 06 309
416 Wang L. H. The articulation of a transportation network graph - Singapore Dept, of
Geography, Nanyang University, 1977. - 15 p.
417. Wasiutynski 2. О ksztaltowaniu ukladdw komunikacyjnych - Warszawa. 1959. -217 s.
418 Wasiutynski Z Optunalizacja ukladdw komunikacyjnych - Wroclaw, 1976 - 160s
419. WeaverD.C The transport expansion sequencein Georgia a nd the C arolinas, 1670 to
1900: A search for spatial regularities. Thesis. Florida University, 1972.
420. Wegener M Transport n etwork equilibrium and regional deconccntration //Environment
and Planning - 1986. - Ser B. - vol. 18. - nr. 4. - p. 437-456
421. Wellington A M. The economic t heory о f the location of railways. An analysis of the
conditions controlling thelaying out of railways to effect the mostjudicious expenditure of
capital - 6th edition. -New York, 1 911. -980p
422. Werner Ch Zur Geometne von Verkehrsnetzen. Die Beziehung z wischen rSumlicher
Netzgestaltung und Wirtschaftlichkeit//Abhandlungen des I Geograph i sc hen Instituts der
Freien UniversiUt Berlin (Neue Folge). - 1 966 - Bd. 10 - 136 S.
423. Werner Ch. etall. Research seminar i n t heoretical transportation geography; n etworks
and their service areas H Northwestern University studies in geography !968. - nr, 16. -
p 128-170
424 Werner Ch The role of topology and geometry i n о ptimal network design // Regional
Science Association. Papers -1968 -vol. 21 - p. 1 73-189
425. Werner Ch. The I aw of refraction in transportation geography: i ts multivariate extension
H Canadian Geographer - 1968. - vol. 12. - nr. 1. - p 28-40
426. Werner Ch. Networks of minimum length H Canadian Geographer. - 1969. - vol. 13 - nr. I. -
p . -i 7 so
426a Werner Ch. formal study of the evolution of the railway network in Schleswig-Holstein
// Northwestern University studies in geography (Evanston, III.). - 1 971. №18. p. 59-79
427 West M 1 Transportation n etworks as determinants of effective national territory: the
case of Bolivia // Ohio geographers (Akron). - I 982. - vol. 10. - p. 3 1-42
428 Withington S Railroad electrification of 4, 500 miles H Electric Railway Journal. - 1931.
- 1 5 September - p. 541
429. Wolfaardt P. J. Die geskiktheid van enkele Kansky netwerkstrukturindekse vir ‘n
Padnetwerkanali.se van dieOostelike Kaapse M iddelland H The South African Geographer
(D»nn«eig). -1079. - vol. 7 - nr. I - p. 2 7-38
430. Yong C. Transportation network development: the railroad network of Southern Michigan.
Thesis. - Michigan State University, 1970.
431 2agar M Osnovno prometno omrezje Jugoslavije // Geografski vestnik. - 1977. - tom 49. -
s. 133-146
432. ?.agar M. Analiza prometnega omreija v geografiji.- Ljubljana, 1979. - 106s.
433 Zagozdzon A Wykorzystanie metod i technik grafowych w analizc stroktur przcstrzcnnych
// Metody ilosciowc i modclc w geografu - Warszawa, 1977, s. 158-169
434 Zhan F. В , Noon Ch. Shortest path algorithms: an evaluation using real road networks H
Transportation Science(Linthicium, MD) 1998.- vol. 32. -nr. I,- p 65-73
DR. SCI. (HAB.) SERGEI TARKHOV
EVOLUTIONARY MORPHOLOGY
OF TRANSPORT NETWORKS
The LcaI uf the dissertation presented for the degree of
Dr. hab (Dr. Sci.) by specialization nr. 25.00.24 «Econom-
ic, social and political geography», and promoted on 1st
November 2002 in the Institute of Geography of the Rus-
sian Academy of Sciences (Moscow). It contains 61 maps
and 56 tables. Edited by Alan Peachy.
Introduction. This book is dedicated to the analysis of the evolu-
tion of the configuration of transport networks (spatial territorial pat-
terns). Our 30-years’ experience of studies of the network configurations
of different land transport modes of various countries, regions and cities
enables us to draw the following general conclusions: these configura-
tions have complicated structures and a large variety of spatial forms;
they have their own immanent principles of spatial (territorial) self-
organization; they are changing in a quasi-natural way, the main feature
of which is their self-development. The main hypothesis of this book is:
general topological regularities of evolution are inherent in the various
types of network forms of different land modes of transport (railway,
road, urban transit).
The main problem of this study is the identification of the topo-
logical regularities of texture (spatial structure or composition) and evo-
lution of land transport networks. Topology means the connectivity of
the territorial structure, the feature which is independent of geometrical
forms of configuration.
The study of transport network configurations was confined to
verbal descriptions of the geometrical types thus far. Verbal compari-
sons do not permit the making of exact measurements and for this rea-
son the analysis of the structures was impossible. Another reason for the
lack of attention to network configurations was causal explanation par-
adigm dominated in the geography up to the middle of 20th century.
According to this paradigm the investigation of the functions of indi-
vidual transport trunk and other routes, the analysis of the causes and
factors of their location were believed to be more important than analy-
sis of the spatial morphology' of transport networks themselves. But
transport networks are key and connecting elements in the territori-
al structure of the economical and settlement systems. This is why
sition of a network. The direction of this process could be ascending (when
the structure gradually becomes more complicated; so called evolution in
the narrow sense of this word) or descending (when the structure be-
comes more simplified morphologically; in another words, convolution or
involution). The main features of the evolutionary process of transport
network configurations are spatial (territorial) self-development and
quasi-naturalness. In other words the most complicated man-made spa-
tial structures on the earth's surface (including the configurations of
transport network) arc co organising and developing in a quaainatuial
way, copying the natural systems, and independent of the people's will.
They are evolving accordingly to their own principles of self-organiza-
tion laid in its inner spatial arrangement and to their own spatial-tem-
porary invariants. Long-term spatial regularities of growth and destruc-
tion of transport networks are studied using the concept of characteristic
time of geographical objects. The evolution process is considered as not
discontinuous, but continuous and as a time-structure depending on the
complexity of object being studied.
The main goal of this study is to discover the topological regu-
larities of transport network evolutions and its spatial and temporal
invariants.
The main ideas of this book are based on the concepts, methods and
approaches of classical human geography and spatial analysis (theoret-
ical geography). The works of J. Kohl, L. Lalanne, L.I. Vasilevsky, K. Kan-
sky, P. Haggett, G.A. Gol’ts, B.B. Rodoman and others influenced the
author’s scientific views. A detailed review of these works is incorporat-
ed in chapter 1.
K. Kansky, P. Haggett et al offered in the 1960s the terminology
and indices taken from mathematical theory of graphs for the quantita-
tive descri ption of the spatial structure of transport networks. However,
neither they nor other researchers attempted to study the features of the
topological structure of transport networks of real territory at different
scale levels or identify the regularities of their long-term evolution. The
clear descriptions measuring and comparing of the configurations of
different transport networks are expanded in this book. New method-
ology of the analysis of the transport network configurations based on
this terminology is offered and includes three techniques: 1) topomor-
phological decomposition of the network into natural configurational
parts (circuital framework, dendrites, isolated components); 2) dividing
the evolutionary process into structure-forming and structure-destroying
acts; 3) topomorphological synthesis of the networks, i.e. quantitative
and qualitative evaluation of the level of spatial (topological) complex-
ity and identifying the base phases of their evolution.
The maps and atlases of railway networks, road networks of the
countries and regions of Europe, Asia, U.S.A., C.I.S.; urban transit maps
(metro, tramway, trolleybus, bus routes) of the largest cities for the past
100-150 years; chronological lists of the growth and contraction of
railway, motorway and urban transit networks were used as informa-
tion sources for this book.
The techniques offered and proved in this study can be used in de-
veloping master plans or schemes for the development of transport, sys-
tems and networks or individual transport projects; in the estimation of
strategic consequences of any change in the configuration of individual
transport networks in order to avoid structural errors in these plans,
schemes and projects. Spatial regularities and invariables found in this
book can be used for the identification of the priorities for transport con-
struction, the degree of corresponding transport schemes to natural long-
term regularities of network spatial evolution, the identification of topo-
logical defects in the spatial structure of individual transport networks to
avoid it. The described methodology of identification and eliminating of
topological defects in spatial structure of transport networks could be
used as the backbone for topological expert examination of transport
plans, programs and projects of countries, regions and cities.
This book consists of four chapters. The first one gives a detailed
analysis of the bibliography. The terminological system and methodol-
ogy of description of topological structure of transport networks are
given in the second chapter. Thirteen classes of topological complexi-
ty of transport network configurations are discovered by using this
methodology. Another method for the description of spatial processes
of transport network evolution is offered and used for the analysis of
the processes of the growth of railway and road networks of countries
as well as metro, tramway and trolleybus networks in third chapter.
The main spatial (topological) regularities of such growth are identi-
fied there. The topological regularities of the destruction of railway
networks in some highly developed nations and of tramway and trol-
leybus networks of some of the largest world cities are found in the
forth chapter. The peculiarities of the destruction of transport networks
influenced by geopolitical changes (expansion or reduction of nation-
al area) and the identification of topological defects of individual
transport networks are also considered in this chapter.
The main results and conclusions of this book are:
1. Main directions of geographical investigation of transport
network configurations
The analysis of the main theoretical ideas and scientific directions
of the study of spatial structure and evolution of transport networks in
more than 300 works published between 1841-2001 is carried out.
Fourteen directions are identified and united into three big groups by
predominance of used methodologies: idiographic (descriptionaI),nonna-
tive (deductive models and schemes prescribed the determined spatial
structure of network), and nomothetic (searching the regularities of spa-
tial composition).
Idiographic research directions are:
1) Analysis of adequate service of a particular territory by a
transport network means the application of different indices of trans-
port network densities and does not describe the peculiarities of net-
work configurations.
2) Analysis of the factors affecting the network configuration: natu-
ral conditions, the level and type of economic development of the area, the
cultural way of its use, metrics and main features of the geographical
area, political geographical factors, localization of population, main trans-
port flows, the network configuration of older mode of transportation.
3) Tracing theory gives proof of the economically optimal traces
of individual transport lines.
4) Analysis of optimal geometry of network means the optimiza-
tion the network configuration under certain cost limits. The configu-
ration here is the final product of accounting of the costs for netW'ork
construction, and evolution processes and spatial reliability of network
are neglected in this approach.
5) The theory of routes and their choice on the network investi-
gates only geometrical forms of routes and paths.
6) Study of polymagistrals (parallel linear complexes of many
different transport modes in one transport corridor) is dedicated to the
analysis of different functions of each transport mode in this corridor
and co-ordination of different modes in one linear space.
7) Typology of transport network configurations means the reduc-
tion of very complicated geometry of a network to simple geometrical
forms. There are, for example, the following types: linear networks, radial
networks, radial-semicircular, radial-circular, tree-like, rectangular grids etc.
Normative models of transport networks are:
8) Theoretical models of regional transport systems suggested
by L. Lalanne, H. Haufe, W. Christaller, A. Lflsch, B.B. Rodoman. These
models design the ideal or most desirable structure of transport net-
works for a particular region or country.
9) Models of rational lay-out of urban transport networks. The
most effective lay-out is considered the mixed planning scheme (rect-
angular grid in the center and radial-circular segments in outskirts)
suggested by A.H. Silberthal.
Nomothetic research directions are:
10) The analysis of topological structure of a network using the
mathematical theory of graphs (works of W. Garrisson, K. Kansky and
their followers).
11) The analysis of the topological accessibility of transport nodes
(works of W. Garrisson. P Haggett, A G. Topchiev, Z. Taylor, V.N. Bu-
gromenko).
12) The application of the graph theory for the study of trans-
port network growth of regions and countries (works of Ch. Werner,
W. Black et al).
13) Models of growth and territorial expansion of transport net-
works (works of F. Ratzel, A.M. Yakshin, B.B. Rodoman; the model of
E. Taafr, R. Morrill, P. Gould).
14) The analysis of spatial regularities of development and inter-
action of networks of different transport modes (K. Kansky, G.A. Gol’ts).
Statistical analysis of the publications for transport networks (see
tables 1 and 2 in the main text) indicated the decline of interest of
geographical studies of transport network configurations due to both
the change of methodological paradigms in human geography (from
spatial analysis to applied studies) and dissatisfaction by the low ef-
fectiveness of quantitative methods.
A few special works analyzing the spatial regularities of tianspuil
network evolution (the best was the article of B.B. Rodoman (1994)
devoted to the cyclic recurrence its development) have been published.
This is why the elaboration of a new approach to the study of spatial
processes of transport network evolution is necessary. It was an im-
pulse which persuaded the author to carry out this investigation and
to work out a new topomorphological methodology of analysis of these
processes based on the integration of graph theory and the practical
knowledge of morphological texture of transport networks of individ-
ual countries, regions and cities. This methodology consists of two
parts: 1) topomorphological analysis of spatial structure of networks
and 2) analysis of its evolution processes (network-formation and net-
work-destruction ).
2.Topomorphological structure of the transport networks
The network of land transport routes, its elements and parts have
topological and geometrical features. Topological ones are connectivity,
disconnectivity, spatial coordination of its elements, spatial neighbor-
hood relations, circuitness and branchness (degree of ramification) of
linear elements of network; geometrical features are orientation and cur-
vature of individual transport routes, form and compactness of closed
contours (circuits), angles between branches etc. Topological features
represent the transport network as whole, but geometrical ones common
to only its elements (transport routes and its sections, closed contours)
or parts (the set of closed contours), but not whole network itself. Thus,
topological features of transport network configuration are more impor-
tant, structure forming in comparison to geometrical ones. Thus the main
subject of this book is the study of topological features of individual
(not theoretical) transport networks on the earth surface, which referred
to here as topological morphology (or shortly topomorphology).
Transport networks could consist of isolated parts disconnected
from each other - isolated components (see AK-1 and AK-2 in Fig.3 of
the main text). Main, biggest part of the network is known in graph the-
ory as the main component: the points: and nodec of transport networks
as vertices; the vertices, where the network is branching, - the vertices of
branching; linear sections between vertices are known as edges.
Our practical analysis indicated all the land transport networks
consist of two different topomorphological elements: 1) the branches
(see 2 on Fig.1) and 2) closed contours, which are known in graph
theory as circuits (see 1 on Fig.l). Both elements are the manifestation
of two different principles of spatial structure of networks: branches
form by the principle of economy of the form and distances,circuits -
by the principle of spatial reliability of connection (convenience of
communication). A branching structure is the most economical form of
topological arrangement (organization; with minimal construction and
operation costs). At the same time it is the least reliable because this
network would be disconnected and decomposed into isolated parts,
if at least one edge (or more linear segments) has broken down and is
not operating. The circuit is a more reliable form of topological organi-
zation of a network because it supplies polyvariantness of communica-
tion between two different points (vertices) of the network. If some
sections or transport lines are blocked or do not operate, the network
keeps its connectivity und docs not split into isolated, disconnected
parts. The more circuits the network has, the higher the level of its to-
pological reliability and vital capacity is.
The configurations of land transport networks have the circuits,
but river networks do not have them. The latter consist only of branch-
es that were formed by nature by the principle of economizing the
forms and distances. The exclusions are artificial river channels with
connected neighboring river basins forming the circuits.
All land transport networks are divided into three big groups by
the presence of branches and circuits in their morphological structure
(see Fig. 2). A network consisting only of branches is known as a net-
work-tree or tree (left-hand picture in Fig.2); one consisting only of
circuits (closed contours) is known as a cellular network (right-
hand picture in Fig.2); both branches and circuits are known as cir-
cuital networks (middle position on Fig.2). Statistical analysis of fre-
quencies of these three types in the world (see table 16) indicated the
most frequent networks were circuital ones (77% of the total), whilst
network-trees comprised the remaining 23% Cellular networks are very
rare phenomena.
Network-trees consist of branches and differ in the number of
topological layers of ramification (K). This number is equal to the
number of the vertices of branching along the shortest topological
route between two the most remote vertices of the network minus 1.
This route corresponds to the topological diameter of network d (a term
of graph theory) and is measured in the number of edges (linear seg-
ments Between transport nodes)
Our study indicated that circuital transport networks consist of
circuital and non-circuital (acircuital) components (see Fig.3). The cir-
cuital components are: 1) circuital framework - agglomeration (com-
pact group) of circuits, each pair of which has at least one common
transport route (edge); such a framework consists only of the circuits:
from 2-3 to some hundreds or thousands; 2) the single circuits or off-
framework circuits, which do not belong to such circuital frameworks,
are called «circuits-islands» (they have no connections to other cir-
cuits; O4 and O. on Fig.3) or «circuits-loops» (have only a single com-
mon node (vertex) with other circuits; on Fig.3 it is 11 - circuit-loop,
СП - double-loop, ЦЦ - a chain of circuits). Transport networks can
consist of one or more circuital framew’orks - it depends on the com-
plexity of the spatial structure of the «economical textile» of the area If
there are some circuital frameworks in the network, the framework with
the most number of circuits and circuital topological layers (see below)
is known as main (O( on Fig.3), other ones as secondary (O2and O. in
Fig.3); the circuital framework having the only common vertex with
main framework - loop-formed framework (O3 in Fig.3). For example,
the railway network of Germany consists of one big circuital framework
with 733 circuits, but the railway network of Denmark consists of two
small circuital frameworks (one on the Jutland peninsula and the other
on the island of Zealand) with 10 and 6 circuits respectively. The biggest
such framework is knowm as the main circuital framework However, there
are cases where the network has two such frameworks with almost the
same size (for example, Canada's railway network with two big frame-
works - western and eastern with 71 and 70 circuits respectively).
The non-circuital components are dendrites - parts of the net-
work consisted only of branches with one common vertex (point) with
some circuital component. By their location to circuits and circuital
framework the dendrites divide into: external ones (located from the
outside of circuital structures; see V on Fig.3), internal ones (located
inside circuital structures; see IV on Fig.3) and connectional dendrites,
which connect isolated circuital structures (see III on Fig.3). Den-
drites of circuital networks differ in the number of topological layers
of ramification (K) as network-trees.
Table of contents for Fig.3.
I - the limits of circuital frameworks and topological layers. Bold num-
ber - number of external limits of topological layer, usual number — number of
circuit. Circuital frameworks: O, - main, O2 - secondary, O, - secondary loop-
formed. Topological layers of the main circuital framework: first - circuits nr.
1-8, second - circuits nr. 9~15, third - circuits nr. 16—18 Topological layers in
secondary framework O2: first - circuits nr. 19*22; in loop-formed framework
O3: first - circuits nr. 23-26.
II .— off framework circuits: and viiuuits-islauds, П — CllCUll-
loop, СП - double-loop, ЦЦ - the chain of circuits
III - connectional dendrites; IV - inner dendrites; V - external den-
drites.
VI - linear sections of circuital structures; VII - linear sections of iso-
lated (autonomous) component (tree)
VIII - nodes-roots of dendrites; IX - nodes of branching; X - nodes
of articulation of circuital structures.
AK-1 и AK-2 - isolated (autonomous) components.
The circuital frameworks of many transport networks have very
complicated topological structures (dozens, hundreds or thousands of
circuits). This is why its quantitative description requires a simpler
form. We offered in this book the technique of splitting the circuital
framework (circuital «body») into circuital topological layers (below we
use the shorter term «topological layers» as a synonym), which are con-
centric ring-formed strips,consisting of circuits. They form the struc-
tures like isolines (in the Fig.3 the inner and external limits of each to-
pological layer are indicated by bold lines with a number). The
identification procedure of such «layers» is starting from external limits
of circuital framework which have natural external limits (borders; lines
with number 1 in Fig.3), and continues to inside the framework until its
central core. These «layers» are very similar to the rings seen in the cross-
section of sawn tree trunks. The layers are numbered from the external
limits of the circuital framework All circuits, which have common sec-
tions or nodes with this external limit (border; indicated by the bold
line with Nr.l), belong to the first topological layer. The second layer is
identified by the inclusion of all circuits which have the common sec-
tion or node within the inner limit of the first layer (it is the external
limit of the second layer at the same time). The external border of the
second topological layer is indicated as a bold line numbered 2 in Fig.3.
The procedure of identifying topological layers is completed when all
circuits include the final topological layers. For example, in Fig.3, the
circuits with Nr. 1-8 belong to the first topological layer, circuits Nr.9-
15 - to the second topological layer and circuits Nr. 16-18 to the third
layer. Thus this network has a large circuital framework with three to-
pological layers (TL = Я in Russian). This last number is the main spa-
tial characteristic of the topological complexity of the networks. The
most complicated national railway networks have 4-7 topological layers
and road networks have 9-11 layers. This number corresponds to the
level of economic development of different countries and regions.
In addition to the number of topological layers (TL) there are
other topomorphometric indices of the structure of transport net-
works. These are:
— niimhpr nf isolated components p, including the main com-
ponent;
- topological diameter of network 8 - shortest topological route
between the two most remote vertices of the network;
- number of circuits in the network (cyclomatic number) m;
- number of circuits in each topological layer (I*, 2nd, 3rd etc.) in
the main circuital framework m', m2, m3 etc.;
- number of circuits-islands and circuits-loops w;
- number of other circuital frameworks (except the main frame-
work) On;
- circuitness degree of network - metric length (or topological
length E accounted by edge number) share of circuital part of network;
- index of topological form of network (from graph theory)
p= E/8- relationship between topological length of network (E)
to its topological diameter.
These indices were used in the analysis of static configurations of
transport networks and in their evolutionary processes as well.
We offered the decomposition technique of network into topomor-
phological parts (circuital and non-circuital elements and components,
topological layers) to identify the spatial structure of transport net-
work, the level of its topological complexity. This technique can give not
only a quantitative estimation but also its verbal single-valued de-
scription in offered terminological system. For example, the transport
network shown in Fig.3 has next topomorphological structure: it is a
circuital network consisting of a main circuital framework O( with
three topological layers; a secondary circuital framework O2 and sec-
ondary loop-formed one O3 (each with one a topological layer). There
are off-framework circuits: two circuit-islands Ot and Os, one circuit-
loop П. double-loop СП and one chain of circuits П.П. The latter are
connected with the main and secondary frameworks by 5 connectional
dendrites (indicates on Fig. 3 as III). In addition this network has six
inner dendrites located inside circuits nr. 2, 6, 7, 8, 9, and 12, and 23
external dendrites. Two isolated (autonomous) components AK-1 (tree
with three layers of ramification) and AK-2 (circuital component with
one circuit and three external dendrites) exist in the eastern part of the
network. The structure of this network is described by the following
quantitative topomorphometric indices: TL=3 (three topological layers
in main circuital framework), p = 3 (three isolated components, includ-
ing the main one), d = 16 (the edge number between the most remote
vertices - external dendrite of circuit-island O4 at the east and exter-
nal dendrite of circuit chain ЦЦ at the north-west), m = 35 (total num-
ber of circuits in the network), w = 9 (number of off-framework cir-
cuits), O" = 3 (three secondary circuital frameworks).
3. Topomorphological classification of transport networks
The spatial complexity of a network of different transport modes
depends on the degree of its permeability (penetrating capacity) of ter-
ritory and the ubiquity of territorial distribution. Thus, a network of
normal roads has a much more complicated topological structure than
a railway or motorway netw’ork, since it covers the territory by small-
er (by size) circuits more densely and penetrates more deeply than a
railway' network with bigger circuits or a motorway network without
circuits. The complexity level of the topomorhological structure of net-
works of the same transport mode depends on the area size and hierar-
chy level of region as well as on individual features of the area: met-
rics and saturation of its space, natural conditions, historical and
geographical peculiarities of its development.
The comparison of the complexity level of topological structures
for different transport modes and different areas (countries, regions,
cities) can be carried out by using topomorphometric indices or by
dividing their configurations into classes and types. We follow the sec-
ond method because it can generalise all the real diversity of configu-
rations (topomorphological structures) in a simple way. The basis of
this classification is the main topomorphological feature of a land
trans port network - the number of topological layers in its circuital
framework. Such classification has a linear scale of structure complica-
tion: the greater the number of topological layers in the circuital
framework, the higher is the class of network complexity.
To obtain universal and general classification of all possible topo-
morphological structures of transport networks we needed to take into
account as much as possible the variety of such structures worldwide.
The purpose was to provide the answers to basic questions: is there any
similarity between different networks and what kind of distinction in
the complexity level does exist among the networks of different modes
of land transport and different size of areas. We took as our objects
the transport networks of countries, regions and cities, and covered
1105 networks in detail (see table 16). These were:
f) railway networks of all countries worldwide (tables 3 and 4,
maps 5 and 6), all states of the U.S.A, (map 7, table 5), regions of
Russia in 1917 (map 8, tabic 6) and in 2000 (table 7 and map 9). A
general table for all railway networks is shown in table 8;
2) road networks of 15 countries (table 9), all regions of Russia
(table 10 and map 10) and the Ukraine (table 11). A general table for
al] road networks is shown in table 12;
3) public urban transit networks of the 11 biggest cities world-
wide (table 13), 535 tram, trolleybus or bus route networks in the cit-
ies of Europe and C I S. (table 14);
4) metro line networks in 97 cities of the world (table IS).
Table 4
Topological (spatial) complexity of big national railway networks
Я (TL) - number of topological layers in the main circuital framework;
m - number of circuits in the network; m‘, m2, mJ etc. - number of circuits in
each topological layer (Iм, 21*1, 3rd etc.) in main circuital framework; go' -
number of circuits in the main circuital framework; co - number of circuits-
islands and circuits-loops; p - number of isolated (autonomous) components
in the network, including main one; O" - number of another circuital frame-
w’orks (except the main framework).
The countries are show n in the order of the number of topological layers,
and within the same number by the number of circuits.
№ n/n Countries Я H po' И’ И3 H* И’ p’ a p O’
1 Germany 7 734 733 163 165 141 122 108 33 1 1 1 —
2 USA. 6 655 650 167 139 104 125 96 29 — 5 1 —
3 France 6 263 263 77 78 59 38 10 1 — — 3 —
4 Poland 5 317 317 86 85 88 39 19 — — — 1 —
5 India 4 288 277 111 99 57 10 — — 4 2 1
6 U.K. 4 254 251 IOC 85 55 11 — 3 3 —
7 Russia 4 184 161 69 53 31 8 — — — — 5 4
8 Czech Republic 4 140 138 64 44 25 5 - — — — 1 1
9 Argentine 3 167 161 59 68 34 — — — * — 5 1
10 Canada 3 141 71 + 44ч 22+ 5 — — — — — 7 1
70 52 18
11 China 3 113 112 53 38 21 — — — — 1 2 —
12 Ukraine 3 111 110 55 44 11 — — 1 2 —
13 Switzerland 3 109 106 32 58 16 — — — — 3 1 1
14 Spain 3 80 78 57 20 1 — — — — 2 1
15 Hungary 3 73 73 45 25 3 —
16 Belgium 3 59 59 32 22 5 — 1 —
17 Egypi 3 59 46 20 20 6 — — — — — 2 2
18 Romania 3 53 52 38 13 1 — — — 1 1
19 Italy 2 134 128 85 43 — - — — — 1 3 1
20 Japan 2 107 72 62 10 — — — — □ 1 1 2
21 Sweden 2 70 70 47 23 — * — — 1 —
22 South Africa 2 46 46 31 15 * — — — — 1 —
23 Cuba 2 49 44 42 2 — — — — — 1 2 1
24 Austria 2 44 44 ” 1 11 - - - - - 1 -
№ n/n Countries Я P UO H W и’ pJ P' p' h’ (0 Р O"
25 Austral i<i 2 41 24 22 2 — — — — — * 4 2
26 Mexico 2 39 36 33 3 — - — - - 3 2 —
27 Brazil 2 32 24 20 4 — - — — — 2 6 1
28 Netherlands 2 31 28 26 2 — - — — — 1 1 1
29 Indonesia 2 25 24 21 3 - — — - — 1 3 —
30 Slovakia 2 24 24 21 3 — — — — - — 2 —
31 Pakistan 2 23 21 18 3 — — — — 2 1
32 Yugoslavia 7 1Я 18 17 1 — — — — 1
33 North Korea 2 18 17 15 2 — — — — — 1 1 *
34 Denmark 2 16 10 9 1 — — — — — — 1 2
35 Finland 2 15 14 11 3 — — — — * 1 1 —
36 Kazakhstan 2 13 8 6 2 — — — — 1 3 1
37 Belarus 2 12 12 10 2 - — — — — — 1 —
38 Bulgaria 2 13 12 11 1 — — - - - 1 1 -
39 Portugal 1 15 9 9 — 1 1
40 Croatia 1 9 9 9 — 3 —
41 Chile 1 9 2+2 2+2 — - — — — * 5 2 1
42 South Korea 1 8 8 8 - 1 -
Practical analysis of topomorphological structure of all these 1105
networks could enable us to discover 13 classes of topological complex-
ity in land transport networks. If we take from the analysis the road
network of the biggest (by size) road networks of U.S.A, and some
European countries, the maximal number of classes could be as high as
15-16 (maximal possible level). 12 discovered classes cover circuital
networks (with 1-11 topological layers in their circuital frameworks
and one - without topological layer as 0-class) and one presents the
network-trees (without circuits). Theoretical configurations of all net-
work classes and sub-classes are shown in Fig.ll. Each class of networks
corresponds to the number of topological layers in its circuital frame-
work (from 0 to 11). The class of network-trees has no circuits and is
designated by <D (Д - in Russian)». By the number of topological
layers of ramification (K), netw'ork-trees are divided into 20 groups:
from 20 (the most complicated structures with 19 branches) down to
1 (the simplest ones, i.e. simple lines without any branches).
All these 13 classes of netu'orks can be combined into 5 large
groups (see Fig.ll): composite poly-layer circuital networks (with 3-11
topological layers in a circuital framework), tw’o-layer circuital net-
works, one-layer circuital networks, circuital networks without a cir-
cuital framew’ork (so called networks of class «0», they have only
simple circuits) and trees. The most complicated national railway net-
works have 4-7 topological layers and road networks 9-11 layers.
This number corresponds to the level of economic development of var-
ious countries and regions. The most frequent structures are first class
circuital transport networks (with one topological layer in circuital
framework) - 25% of our sample and second class (with two layers) -
22% of our sample. The networks of О-class (without circuital frame-
work) comprised 16% of the sample. Thus simpler networks are the bulk
of all transport networks.
The composite poly-layer circuital networks have from 11 topolog-
ical layers in the framework (London’s network of bus routes) down
Lu Linet (Lhrir were 92 such networks). The main circuital framework
has some hundred circuits. The number of the most complicated net-
works with five or more layers is small (27 networks out of 1105). The
networks with 3-4 topological layers are in the majority. Two-layer and
one-layer circuital networks are divided into two sub-classes by the
number of their frameworks: with one framework (70% of networks of
these classes) and with several frameworks (30% with 2-5 frame-
works). Circuital networks of the 0-class are divided into two sub-
classes: mono-circuital (for example, Estonia's railway network with 1
circuit) and poly-circuital (consisting of 2-9 Isolated circuits; for exam-
ple, the railway network of Uzbekistan with 4 circuits-islands). Mono-
circuital networks are divided by the number of external dendrites
(from 1 to 4) or its absence (for example, the metro network of Glasgow
takes the form of one closed circular line without branches), and poly-
circuital - by the number of circuits and the way of its connection. All
these sub-classes and types of configurations are shown in Fig. 11.
Network-trees are divided by the number of topological layers of
ramification (K). The most composite trees (K>8) are very rare and are
common to territories with extreme natural conditions (extreme cli
mate, high mountains, deserts, swamps, under-developed and no popu-
lated areas etc.), which put obstacles to close the branches into circuits.
The railway networks of Algeria (K=20), the state of Wyoming in
U.S.A. (K=15), Georgia (the country) and Malaysia (K= 13) have the
maximum number of layers of ramification. Trees with a mid-range of
topological complexity (4<K<7) are more common. Composite trees are
presented as long branching chains, branching crosses or bush-formed
structures. Simple trees (K<3) are the most common group of network-
trees (69% of the total) They are network? with K=3 (star-formed,
cross-formed, double triangles), with K=2 (triangles - metro systems of
Tbilisi, Fukuoka, Medellin with 3 branches; crosses - metro systems of
Minsk, Novosibirsk, Rome, Pyongyang with 4 branches; stars - Budap-
est’s metro system writh 6 branches), and simple chains without branch-
es with K=1 (metro systems of Samara and Warsaw).
The road networks of different countries and regions and the sys-
tems of urban transit routes in the largest cities have more complicat-
ed topological structures (see tables 16 and 17) than railway networks
of different countries and regions or the networks of urban transit
routes in large cities. The railway networks of developing nations and
their metro systems have the simplest structures. The most complicated
networks can have between 400-500 circuits (or even 3000 as the max-
imum), the networks with average topological complexity - usually
50-100 circuits, with 2 topological layers - only 20-40 circuits and
networks with 1 topological layer - 5-12 circuits.
Maps 5 and 6 (table 3) indicate the distribution the countries by
level of topological complexity of its railway networks. Some countries
have isolated zones with different levels of network structures because
their geographical parts are divided by water (such as Indonesia or
New Zealand) or have some secondary circuital frameworks connected
by just one line (Russia has such a framework in Siberia and Japan
has secondary frameworks on the islands of Hokkaido and Kyushyu).
The railway networks of Canada, Chile and Iraq have two practically
equivalent (by size) circuital frameworks. All these cases are common
for countries and regions with polycentric territorial structures.
Europe's railway networks (see table 4 here) have the most
complicated structures (the networks of 22 countries have two or
more topological layers, including Germany with 7 layers). The rail-
way network of the U.S.A, has six topological layers in its circuit-
al framework, India has four; Argentine, Canada, China, Egypt each
have three. There are 37 countries out of 138 where the railway net-
works have two or more topological layers; 19 countries have 1 layer;
30 countries have no circuital framew’orks at all (networks of O-class)
and 52 countries have network-trees. 63% of the latter have networks
with K=l~3.
The general principle is this: the more complicated topological
structure of a transport network, the less the variety of its configuration
forms The simpler the structure, the larger the variety and influence of
territorial barriers in the country (in the form of secondary circuital
frameworks, single circuits, inner dendrites or isolated components).
The practical analysis of topological structures of a large num-
ber of networks of different transport modes and size (country, re-
gion, city) indicates they all have topomorphological similarity. All
these networks have the universal structural elements (circuits and
branches) and components (circuital frameworks, isolated compo-
nents). Their distinctions are related to the number and the size of
these elements or components, but not to their topological arrange-
ment. They have the same classes of topological complexity: circuital
structures with 0-11 topological layers or trees. The distinctions in
this respect are small. In other words the topological isomorphism is
its common feature.
4. Network-generating and network-destroying processes
The transport network evolution is a long process of slow, mainly
unidirertinnal change of its configuration (topological atructuic). Tiadi-
tional causal models cannot explain this process. We use here the more ef-
ficient paradigm of spatial (territorial) self-organization and self-devel-
opment, the main elements of which are evolution, spontaneity (processes
which are partial or fully out of control), quasi-naturalness, morphological
non-stability of a structure at early phases and inertia at later stages.
The evolution of a transport network’s configuration can be re-
duced to two ideal processes: spatial growth (network-generating pro-
cess or complication of its topological structure) and spatial disintegra-
tion (network-destroying process or simplification of its topological
structure). Each process presents a large number of small structural
events - changes of configuration. Such changes, which lead to the com-
plication of the topological structure of a transport network, are known
as network-generating acts, and making it simpler - as network-de-
stroying acts (see Fig. 12). The network-generating acts are divided by
their role in the formation of structural elements and components into:
connectional (they connect isolated components in one structure), tree-
generating (the creating of branches and the extension of old branches
and dendrites), circuit-generating (closing new circuits and dividing
old circuits into smaller ones). The network-destroying acts are deter-
mined by their role in the disintegration of the whole network and are
divided into: disconnecting (they cut the network into isolated parts),
tree-destroying (closing and shortening of branches of trees or dendrites
in circuital networks), circuit-destroying (enlargement of circuits due to
closure of small circuits and complete closure of circuits themselves).
The practical analysis of growth processes of transport networks
at different territorial levels (country, region, city) indicates that the
share of tree-generating acts is decreasing - from 70-86% at lower
phases of complication of topological structures (for the network-trees
and networks of 0-class) step-by-step to 35-60% at higher phases
(networks of 1-3 topological classes), and that the share of circuit-gen-
erating acts is slowly increasing. Statistical analysis of pairs of se-
quence of acts (see table 18) indicates: 1) the linear extension and
branching follow after branching, linear extension - after linear exten-
sion, and both pairs are the most frequent; 2) branching follows the
linear extension, branching act - after closing of circuits, and closing the
circuit - after the closure of circuit less frequent.
The main structure-generating events in the evolution of transport
network are:
1) emergence of the first component of the network and new iso-
lated components;
2) closing of the first circuit in network-trees, i.e. transforming the
lattci into circuital networks;
3) formation of circuital frameworks;
4) generating new topological layers in circuital frameworks.
The main structure-destroying events in the evolution of transport
networks are:
1) disappearance of the topological layer in circuital frameworks;
2 disintegration of circuital frameworks into single circuits;
3t ransforming the circuital network into trees;
4 disintegration of the network into isolated components;
Sdislippcarancc of isolated components and the last element of
the network
5. The stages of spatial evolution of transport networks
The evolutionary process is a very complicated time-structure
which consists of a large number of single changes of configuration. The
best way to reduce this number and to simplify the time-process is the
amalgamation of these configurational events into homogenous tempo-
rary sections or stages. The old stage models of network growth were
subjective and equivocal since one single base for periodisation does not
exist. Such schemes were useless because it was impossible to establish
the exact time-boundary of each stage. These stages were speculative
and not practical for the study of individual evolution.
We suggest using as the time-boundary of these stages the mo-
ments of transfer of the topological structure of networks from one
class of complexity to another. For example, from simpler to more com-
posite structures, or from more complicated structures to simpler ones
(disintegration or destruction). Thus the theoretical stage scale of the
network-generating process is the next series of becoming complicated
structures: network-tree -> circuital network of O-class —> circuital
network of I” class -> circuital network of 2nd class -> ... —> circuital
network of 11th class; and network-destroying process next: circuital
network of 11th class —> ... -> circuital network of 2nd class —» circuit-
al network of Iя class -> circuital network of O-class -> network-tree.
The spatial evolution of transport networks can have not only lin-
ear, but also zigzag or more complicated characters with returning back
to previously traversed phases or jumping forward through one stage or
passing over some stages (for example, the structure of a tree or O-class).
The number of evolution stages is equal to the number of classes
of topological complexity of transport networks, i.e. 13 in our large
sample. Since most of the networks have simple topological structures
(I- or 2"’ class), they could not pass through many stages of evolution
due to their small maximum spatial size or low level of topological
complexity. This is why the great majority of transport networks of dif-
ferent countries, regions and cities pass only the first 3-4 stages, and
then their structure stagnates slowly inside the stage of Iе or 2"d class.
6. Spatial processes of growth of topomorphological components
The following types of processes are found in this study: 1) spa-
tial poly-centering and consolidation; 2) dendritization; 3) circuit-
generation and framework-generation.
Spatial poly-centering - the appearance many (or a great num-
ber of) isolated components, and spatial consolidation - its integra-
tion (joining or connecting) into one network. These processes take
place in those territories with many socio-economic and cultural cen-
tres (see map 13) and inter-related: an intensive poly-centering pro-
cess leads to subsequent consolidation. Spatial consolidation can take
two forms (see map and diagram 14, table 19): 1) the formation of
one main component to which the small isolated components are
gradually joined (Fig. 14-Б), or 2) the connection of adjacent local
systems into regional ones which are merged into one big component
at a later stage (Fig. 14-A).
Dendritization - the formation and growth of network-trees and
dendrites of circuital networks. This process covers all networks at the
tree-stage (see map 15 with examples of railway network growth in
Belgium and Finland). It has two forms: branching out in all direc-
tions or linear extension along the main axle of an area and its subse-
quent branching (ramification) as shown in Fig. 15 (right, Finland).
Dendritization of circuital network includes the appearance of new
external dendrites initially and inner and connectional dendrites lat-
er, their complication (linear extension and ramification). After that
the growth of all dendrites finishes and its number, length and degree
of ramification decreases sirp-by-slep. The topological structure of den-
drites becomes simpler as the circuital framework grows and the num-
ber of inner dendrites increases (see table 20 and map 16 showing the
evolution of the Siberian dendrite in the Russian railway system and
map 17 showing the evolution of the inner dendrite Kazakhstan's rail-
way network).
Circuit generation and framework generation - the appearance and
growth of circuits and circuital frameworks. The circuits are generated
in four ways (see map on Fig. 18): simple closure (without any contribu-
tion of dendrites - so-called primary circuits), complicated closures (by
including the former external and connectional dendrites in the circuit),
simple splitting (without contribution of inner dendrites) and complicat-
ed splitting (inner dendrites becoming part of new circuits). Circuital
ftaiuewurks are generated (see big. 1У) by 1) joining single circuits into
one «body», 2) closing the second circuit from the outside of the first sin-
gle circuit. A type of frame-generation is the joining of single circuits
(circuit-islands or circuit-loops) into a main circuital framework. There
are two modes of framework growth: 1) external (perimeteral) - by clos-
ing circuits along its outside perimeter; 2) inner - by splitting its old
inner circuits into smaller ones. External and inner growth replaces one
by another (see in Figs. 20 and 21 these phases of growth for circuital
framework of the metro network in Madrid and the urban transit sys-
tem in Moscow): external expansion dominates at first, inner growth
follows at a later stage. Circuital topological layers are formed polycen-
trically (isolated cores of one layer appeared, then they connect into one
«body») or monocentrically (a new layer appears as one zone at the
beginning which then expands step-by-step concentrically).
The main growth's regularity of circuital transport networks is
dialectic interrelation between two contradictory and rotatory spatial
processes: dendritization and frame-generation. Intensive dendritization
finishes and gives way to a process of circuit- and framework-genera-
tion This configurational process of the transformation of dendrites
into circuital structures has also not only morphological, but function-
al character, because dendritization is the manifestation of the process
of transport developing in new areas and generating circuits and cir-
cuital frameworks - the process of increasing the spatial reliability of
a network structure and the level of transport accessibility of densely
settled areas.
Some waves of dendritization and generation of circuital frame-
work are possible even in just one stage of growth. The best indicator of
changes of these waves is increases and decreases of the degree of the
circuitness of the network, which is the length share of circuit elements
in whole length of the network. The dendrite absorption of a growing
circuital framework, dendrites reduction and the complication of struc-
ture of a circuital framework corresponds to the rise of the circuitness
degree; the complication of dendrite structures and its growth - to the
decline of the circuitness degree. We indicated that the practical maxi-
mum value a circuitness degree could achieve was 0,75-0,80. This means
chat 75-80% of a network's length falls within circuital structures and
only 20-25% within dendrites (see diagrams 22-25). The saturation of a
network by circuits comes when the expansion (grow th) of a transport
network approaches this value (75-80%).
The average size of circuits is decreasing, but the number of cir-
cuits is increasing as the structure of circuital framework becomes more
complicated. We carried out the practical topomorphological analysis
of the circuit framework growth of throe railway networks (Russian
empire, Korea and Finland) over a long period and found that the
middle perimeter of its circuits has been decreasing step-by-step and
stagnating at the level 360-460 km (see table 21). Splitting circuits
into smaller ones is the consequence of equifinality of transport net-
work growth: it aims to cover the territory by small circuits evenly
and to serve all centers and nodes reliably and to maximum effect.
The size of an area, its heterogeneity and technological peculiarities of
each transport mode determine possible limits for network growth and
the minimum size of its circuits
7. Spatial (topomorphological) regularities of transport network
growth
We have studied and identified the main spatial (topomorpholog-
ical) regularities of network growth of different modes of transport:
railway and road networks as well as tram route and metro networks.
We have chosen the most complicated (by their topological structure)
networks and made an analysis of the evolution of their configuration
(topomorphological structure) from the moment of the appearance of
their first sections to the point of their maximum expansion, usually
for 50-150 years. The complete chronological information about their
development was necessary to trace all the growth processes for each
network. We have collected such historical information using three ex-
amples of each transport mode:
1) railway networks in the state (land) of Baden-Wtirttemberg,
Germany, for 1840-1972 (table 22 and Fig.26), Finland 1862-2000
(table 23 and Fig.27) and Bulgaria 1866-1990 (table 24 and Fig.28);
2) the main road network of the Russian empire between 1801-
1898 (table 25 and three maps in Fig.29) and the motorway network
of Italy for the period 1924-1993 (table 27 and 6 maps in Fig.30);
3) the tramway networks of Odessa during the electrification period
of the old horse tram network between 1910-1915 (table 28 and maps in
Fig.31), Copenhagen between 1863-1952 (table 29 and maps in Fig. 32)
and Madrid between 1871-1932 (table 30 and 4 maps in Fig. 33);
4) metro networks of New York for 1870-1937 (table 32 and 3
map sheets in Fig.34), Madrid for 1919-2002 (table 33 and maps in
Fig.35) and Seoul for 1974-2001 (table 34 and maps in Fig.36).
Several dozen maps for different dates were designed for each of
these eleven systems which could afford to follow all their development
and indicate the order and direction of structural complication of their
configurations and account for the main topomorphometric indices.
Eventually we discovered that all these networks have the same spatial
(topomwipLulugitdl) regularities of growth:
1) their topological structure becomes complicated in the same se-
quence: tree or circuital networks of 0-class transforms step-by-step into
multi-layer circuital networks with large circuital frameworks and small
dendrite parts;
2) the same configurational changes (acts of connection, tree-gener-
ating and circuit-generating) and the same processes of component growth
(poly-centering, spatial consolidation, dendritization and framework-gen-
erating) take place;
3) circuital frameworks expand to the periphery in the first phases,
and inner splitting process then follows;
4) phases of dendritization give way to phases of generating the
circuital framework;
5) dendritization finishes as the complication of circuital structure
of the network arrives, after which the framework growth ceases.
These conclusions prove the evolutional isomorphism in transport
network growth does exist. The distinctions are reflected in the intensity
of the processes: faster (urban transit networks) or slower (railway net-
works) passing the temporal stages; in more intensive polv-centering and
spatial consolidation (road networks) or the absence of these processes
all together (urban transit networks).
e.Spotial (topomorphological) regularities of disintegration of
transport networks
Network-destroying - the process of disintegration of the spatial
structure of transport networks and the lowering of topological complex-
ity of their structures. This includes the processes of circuit-destroying,
framework-destroying, tree-destroying and disconnection. There are three
main types of network-destroying:
1) weak disintegration: the main part of a network retains the same
class of topological complexity, and only a small part is destroyed;
2) incomplete intense disintegration: the destruction of a network
leads to the lowering of its class of topological complexity;
3) complete disintegration: the destruction of a network with in-
tense simplification of its topological structure up to the complete dis-
appearance of the network.
Most networks are destroyed monocentrical ly, but some - polycen-
trically (disintegrate into isolated components).
The main reasons for the disintegration of transport networks are:
1) diachronic spatial competition (by operational costs, speed etc.)
between networks of «old» and «new» transport modes (for example, a
tramway network with horse and steam traction was replaced by a net-
work with electric traction - see tables 35 and 36);
2) synchronic spatial competition between two or more transport
modes, when its lines are parallel:
3) socio-economic degradation of an area (decreasing the level of
economic activity or the population resulting in the depopulation of the
area and deep socio-economic depression);
4) geopolitical reasons (disintegration of the state, geopolitical con-
flicts between two or more nations, which lead to the disconnection or
partial reduction of transport communications across the border);
5) military action resulting in widespread destruction of the infra-
structure, including railways, roads, bridges, tunnels;
6) natural disasters, leading to the closure of transport routes.
The spatial regularities of network disintegration were studied. The
main objects were railway, tram, trolleybus and metro line networks
with complicated topological structures (2nd topological class or more).
The chronological sequence of the disintegration of each network was
determined by chronological lists of closure dates for each section. The
transport networks of 5 countries, 48 regions and 6 cities were studied:
1) railway networks of some European countries for the period
1945-1980 (table 39), when many feeder and branch lines were closed
due to their inefficiency and inability to compete with road competi-
tion: Luxemburg for 1950—1969 (see maps in Fig.37) had intense dis
integration with the transfer of the network from 2nd class to O-class;
Ireland for 1950-1968 (Fig. 38) - intense disintegration with transfer
from 2nd to 1“ class; Denmark for 1945-1969 (Fig.39) - from 3,d to
2nd class; the former Yugoslavia for 1960-1980 weak disintegration
(Fig.40); France for 1945-1969 with intense disintegration from 7"1 to
4,h class;
2) the railway networks of 48 states the U.S.A, for 1928-1982 (see
tables 40 and 41, maps in Figs. 41 and 42, examples of Iowa and South
Dakota; class of topological complexity decreased in 30 states and re-
tained the same level in 18 states);
3) the tramway networks of Copenhagen (for 1952-1972; table 42
and Fig.43; complete disintegration of the network from 3rdclass until
its complete disappearance), Madrid (for 1932-1972; table 43ind Fig.44;
complete destruction of the network from 4th class to disappearance),
Tbilisi (for 1950-1994; table 45 and Fig.46; intense destnetion with
transfer from I4 to О-class), Moscow (for 1934-2002; table 46 and maps
in Fig.47; intense destruction from 4lh to Iй class);
4) the trolleybus network of Liege, Belgium (between 1955-1971
with complete destruction and transfer from 2'"1 class straight to O-class
and then disappearance; table 44 and Fig.45);
5) the metro system of New York (between 1938-1973, when the
network of «Elevated» lines was closed and the whole metro net wort-
reduced in structure from 4th to 3rd class; table 47 and maps in Fig.48).
Several dozen maps were designed for each of 53 different net-
works which demonstrate the sequence of the destruction process and
the main topomorphometric indices were produced Analysis of this in-
formation could find out the next general spatial regularities of net-
work-destroying processes: 1) the simplification of network structures
decreases their topological complexity down to 0-class or network-
tree; 2) shrinking of circuital frameworks, the decreasing of circuital
topological layers and circuit numbers; 3) tree-destroying and circuit-
destroying substitute each other. Intense incomplete disintegration of
railway networks usually takes place in highly economic developed
countries, weak - more backward and peri phery areas. Complete dis-
integration takes place in the networks of «aging» modes of urban
transit (tramways or trolleybus networks). The intensity of disintegra-
tion of the latter is higher than that of railway networks, but the vari-
ety of the types of degradation is greater. Not all transport networks
are destroyed until their complete disappearance. The structural de-
creasing process can be arrested if the network of «new» transport
modes takes more attractive directions than the sections and routes
used previously by «older» modes of transport. The sequence of com-
plete network destroying is partially similar and repeats the process of
spatial growth, but in the reverse direction with some small variations.
9. Fast disintegration of transport networks, caused by
geopolitical changes
The fast disintegration of the transport network of a country, re
gion or large city can be caused by political-geographical reasons: the
disintegration of the country concerned, the transfer of part of a tern
tory from one country to another and the lost of territory following a
war. The political disintegration of an area leads to the disintegration
of the transport network serving that area. It can be poly-centric (na
tional railway networks after the dissolution of the Austro-Hungarian
empire post-1918 (table 48), British India after 1947, the USSR aftei
1991 (table 49), Yugoslavia after 1991 etc ); bi-centric (the examples
of the railway networks of Korea after 1945 (table 51 and map 50),
Czechoslovakia after 1993 (table 50 and map 49; before its dissolution
the whole network of the country had the circuit framework with four
topological layers. After the dissolution the Czech Republic has re-
tained the same four layers but Slovakia has now only two), Sweden
after 1909); mono-centric (partial disintegration of the Finnish railway-
network in 1940 due to the lost of its south-eastern corner to the
USSR: see map on Fig. 27). The negative consequences of disintegra-
tion are less sensitive in the central area but are very strong in periph-
eral parts of the former large network in the two first cases mentioned
above. The level of topological complexity of a new reduced network in
the first case does not change at all or decreases at the 1” and 2nd class-
es and at the 2nd and 3rd classes in the second instance. The mono-cen-
tric disintegration influences most intensely on the structure of those
new peripheries that are adjacent to the lost parts of a territory. Here the
network looses the circuits that have been cut by the newly arranged
border and new deep wedges are formed within the body of the cir-
cuital framework.
Non-stability of political border can lead to a special kind of
transport network evolution - a pulsating process of growth and de-
cline. The topological structure of a transport network can complicate
this case or simplify one or more classes. This process was investigated
in the following examples: 1) growth of the railway network of Roma-
nia in 1918-1919, its disintegration in 1940 and its renewed growth in
1945 (table 52 and maps in Fig.51); 2) the growth of the railway net-
work of greater Yugoslavia in 1918-1919 and its disintegration in
1991-1992 (tables 53, 54 and maps in Fig. 52); 3) the disintegration of
the metro network of Berlin in 1961 after its division into West and
East Berlin and its growth in 1990 re-unification of the city (map 53
and table 55).
The intense expansion of the territory of a country, region or city
leads to a rapid complication of the topological structure of the trans-
port network serving the area; and a spatial reduction of an area to its
simplification. Continued expansion can complicate its structure in Г’
and 2nd classes. When political borders change the original topological
structure of a transport network changes as well and new topological
defects appear in its structure. The elimination of these defects can take
a long time. Thus the main results of a pulsating process of growth-de-
cline of a transport network due to geopolitical changes are the shift of
complication and simplification of its topological structure, and the ap-
pearance of new topological defects and spatial disproportions in it.
10.Types of topological defects of transport networks and
the ways of Its elimination
Topological defects are disturbances of the topological structure of
individual elements or parts of a network, and spatial disproportions -
vast structural disruptions of whole networks. Both types of structural
disruption can appear in the quasi-natural processes of growth or decline,
as the consequences of fast growth of a network or degradation due to
geopolitical or other external factors. The reasons for its appearance are
the same as the causes of disintegration or fast growth (see above). The
defects appear more often at the periphery of,rather than in the core of,
the network. The topological structure of a transport network compen-
sates for these disruptions by delays, because the elimination of the de-
fects and disproportions takes a long time.
Topological defects (see Fig. 54) are divided into connectional,
tree-formed and circuital by location (by the kind of topological com-
ponent). The main connectional topological defect in a network struc-
ture is its disconnectivity (the presence of isolated components), which
is caused usually by the poly-centricity of this area. The tree-formed
defects are usually due to the lack of circuits in a network, a higher
degree of dendrites in the circuital network (few circuits and a high
share of dendrite length), fore-circuits (non-closed potential circuits at
the branches of dendrites), large branch-type dendrites or connectional
dendrites (topological bridges between circuital structures). The de-
fects of circuital structures in transport networks are: large circuits
with very elongated forms or crooked forms, poly-circuitness of a net-
work, its multi-framework structure, nodes of articulation, jagged con-
tours of a circuital framework, neck-formed narrow spot in circuital
framework, isolated nodes of the same circuital topological layer. The
elimination of these defects can result in increasing the level of topo-
logical complexity of a transport network, eliminate its non-connectiv-
ity, decrease the degree of its dendriteness, increase the degree of circuit-
ness and increase the numbers of circuits and topological layers in the
circuital framework. The spatial (topological) reliability of the whole
network increases, transport communication accelerates and transport
costs decrease as a result.
The simple types of defects (in dendrites and trees, or simple ones
in circuital structures) become less crucial for a whole network as the
topological structure becomes more complicated, but more critical are
the complex defects related to the structural imperfection of a circuital
framework and its topological layers This is why each network class of
spatial complexity has own group of topological defects.
Spatial disproportions in network structures lead to the delay of
quasi-natural processes in network evolution and to a decrease in the
level of its topological (spatial) reliability and connectivity. Examples
of such disproportions are the disintegration of a main circuital frame-
work and its splitting into some isolated secondary frameworks; in-
tonco ehrinking of thio framework and the splitting uf <1 uclwuik lulu
two or more isolated almost equal components.
Typically the topological defects of transport networks have an
applied character. This might be used for their identification in real
networks, for their elimination and for the critical evaluation of trans-
port projects and transport development schemes in different regions.
We used this technique to identify the main topological defects and
disproportions in the railway networks of Russia (table 56, map on Fig.
55), the Ukraine (Fig. 56), Belorussia (Fig. 57), Kazakhstan (Fig. 58),
Uzbekistan (Fig 59) and Turkmenistan (Fig. 60), which appeared af
ter the dissolution of the USSR. For example, the following topological
defects formed after 1991 in the Russian railway network: the circuit-
al framework has split into two isolated frameworks (the main one in
European part of Russia and the smaller one in Siberia). The number
of topological layers decreased from six to four and its area reduced
as well; some inner transport nodes transformed into external and
even border ones; the eccentricity increased and a new isolated com-
ponent appeared (Kaliningrad region's network). It is necessary to
build some new railways (indicated on the map in Fig 5.5 as dotted
lines) to eliminate these defects and disproportions. The defects of to-
pological structure of some another networks were identified (railways
of Romania - see Fig. 51, map for 2000; metro network of Madrid -
Fig.61), and the recommendations made for its elimination.
11. Types of spatial evolution of transport networks
The evolution of transport network configurations is a complicat-
ed process of pulsation in its spatial (topological) structure, in which
both elements of growth and degradation can either dominate or com-
bine together. This process has an individual character for each net-
work and territory which it serves, and has its own specific time struc-
ture. The following types of evolution are possible: 1) dominating
growth; 2) dominating degradation; 3) stagnation of configuration (no
complication, no simplification of topological structure); 4) disintegra-
tion in the centre and growth at the peri phery; 5) growth in the central
part and degradation at the peri phery; 6) simultaneous growth and degra-
dation occurring everywhere; 7) initial growth substituted by slow degra-
elation or stagnation; 8) fast growth or degradation caused by geopoliti-
cal and other external changes; 9) pulsating growth and degradation
The growth and degradation can have both quasi-natural (a process
similar to the natural one due to its complexity, long duration; and ab-
sence of whole management, clear politics or plan) and artificial character
(when this quasi naturalness is disturbed) The transport network evolu
tion is mainly quasi-natural and follows inner principles of spatial (topo-
logical) self-organization and self-development of its structure.
Main conclusions of the book.
1. Topological isomorphism (invariantness of topomorphological
structures) is common for the configurations of networks for all forms
of land transport (railway, road and urban transit networks) and all
territorial levels (from large countries and regions through to large cit-
ies). They have the same topomorphological elements (branches and cir-
cuits), components (circuital frameworks, dendrites, topological layers).
2. Time isomorphism is the main feature of evolution of network
configurations for different forms of land transport. It is reflected in
the same sequence of topological complication and simplification of its
structure; the same processes of network-generation (connectional, tree-
generating and circuit-generating acts) and network-destroying (dis-
connectional, tree-destroying, circuit-destroying acts).
3. Key processes of network growth are circuit- and framework-
generation, but disintegration - circuit-destroying. The spatial growth
of transport networks is interaction between two differently oriented
processes: dendritization and circuit-generation.
4. Intensity and duration of the transport network evolution
process depends on the level of complexity of its topomorphological
structure.
List of figures and maps
1 Structural elements of transport networks
2. Transport network types by the presence of circuital elements
3. Topomorphological parts of circuital transport networks
4. Decomposition of networks into topomorphological components
with example of the railway networks of Zimbabwe and New Zealand
(map)
5. Classes of world-wide national railway networks by the level of
topological complexity of their structures (by the numbers of topolog-
ical layers in circuital framework) (map of structure types)
6. Classes of European national railway networks (identified by
the level of topological complexity of its structure) (map)
7. Classes of railway networks in the states of the U.S.A, accord-
ing to the level of topological complexity of their structure (map)
8. Classes of local railway networks in Russian regions in 1917 ac-
cording to the level of topological complexity of their structures (map)
9. Classes of local railway networks in Russian regions in 2000 ac-
cording to the level of topological complexity of their structures (map)
10. Classes of local road networks in Russian regions in 1990 ac-
cording to the level of topological complexity of their structure (map)
11. Classes, sub-classes and types of transport networks according
to the level of topological complexity of their structures: Eleven class-
es for circuital networks and one class of «trees» (dendrites) with fif-
teen different types (theoretical table with typical patterns).
12. Types of elementary acts (small topological changes) of
growth and degradation of transport networks (theoretical scheme)
13. Isolated components in railway networks of the U.S.A, in
1840 and Europe in 1850 (map)
14. Tw'o types of spatial consolidation of networks with examples
of railway networks of Spain (1860-1880) and the Netherlands
(1850-1870) (maps with diagrams)
15. Growth of networks in the tree-stage (railway network of Bel-
gium in 1835-1842 and Finland's railway network in 1870-1894) (2
maps)
16. Evolution of external dendrite of Siberian railways in Russia
in 1870-1989 (map)
17. Evolution of inner dendrite (located inside the circuit) of the
railway network of Central Kazakhstan 1931-1940-1953 (map)
18 Types of circuit generating (closures and splitting) (theoreti-
cal scheme)
19. Types of consolidation of peripheral circuits and separate cir-
cuital frameworks (theoretical schemes)
20. Growth of circuital framework of Madrid’s metro network
from 1929 to 1999 (maps for 1929, 1944, 1968, 1975, 1979, 1983, 1999)
21 Expansive growth waves of circuital framework of Moscow’s
urban transit network between 1886 and 2001 (map)
22. Dynamics of degree of circuitness of the railway networks of
Baden-Wiirttemberg (1840-1972) and Spain (1848-1976) (diagram)
23. Dynamics of circuitness degree of the railway networks of the
Netherlands (183У-1У10), Einland (1862-1987) and Bulgaria (1866-
1983) (diagram)
24 Dynamics of circuitness degree of metro networks of London
(1863-1986), Madrid (1919-1987) and Moscow (1935-1989) (diagram)
25. Dynamics of circuitness of trolleybus and tram networks in
some cities of the CIS (trolleybus route networks of Alma-Ata, Baku,
Kharkov, Sevastopol, Sterlitamak, Alchevsk; tram networks of Uly-
anovsk, Magnitogorsk and Odessa) (diagrams)
26. Growth of the railway network of Baden-Wiirttemberg (1840-
1972) (maps for 1853, 1867, 1869, 1873, 1881, 1934)
27. Railway network growth in Finland (1870-2000) (maps for
1870, 1883, 1899“ 1903, 1939, 1940, 1960, 2000)
28. Railway network growth in Bulgaria (1866-1990) (maps for
1899, 1900, 1913, 1939, 1943, 1990)
29 Main road network growth in the Russian Empire (maps for
1855, 1881, 1898)
30. Motorway network growth in Italy (1924 1993) (maps for
1935, 1962, 1966,1970, 1973, 1993)
31. Electric tram route network growth in Odessa (1910—1915)
(maps for six dates of this period)
32. Tramway network growth in Copenhagen (186.3 1952) (maps
for 1863, 1866, 1873, 1889, 1914, 1920, 1952)
33. Tramway network growth in Madrid (1871- 1932) (maps for
1871, 1875, 1877, 1878, 1884, 1891, 1901, 1904, 1924, 19.32)
34. Metro lines network growth in New York (1871 1937) (3
maps for 1878, 1888, 1904, 1911, 1918, 1937)
35. Metro lines network in Madrid in 1919 2002 (maps for 1925,
1929, 1941, 1944, 1968, 1979, 1981, 1986, 2002)
36. Metro lines network in Seoul in 1974 -2002 (maps for 1982,
1983, 1984, 1985, 1996, 2001)
37. Decline of the railway network in Luxemburg (1950 1969)
(maps for 1950, 1966, 1969)
38. Decline of the railway network in Ireland (1950 1968) (maps
for 1950 and 1968)
39. Decline of the railway network in Denmark in (1945-1969)
(maps for 1945 and 1969)
40. Slow disintegration of the railway network in Yugoslavia
(1960-1980) (two maps)
41. Decline of the railway network in the state of Iowa U.S.A.
(1928-1982) (two maps)
42. Decline of the railway network in the state of South Dakota
U.S.A. (1928-1982) (two maps)
43. Decline of the tramway network in Copenhagen (1952-1972)
(maps for 1958, 1964, 1966, 1968, 1969, 1972)
44. Decline of the tramway network in Madrid (1934-1972)
(maps for 1934, 1948, 1957, 1958, 1959, 1963,1969, 1972)
45. Decline of the trolleybus network in Liege (Belgium) (1955-
1971) (maps for 1955, 1961, 1963, 1964, 1965, 1966, 1969)
46. Partial decline of the tramway network in Tbilisi (Georgia)
(1950-2000) (maps for 1950, 1955, 1960, 1963, 1970, 1974, 1986, 2000)
47. Partial decline of the tramway network in Moscow (1934—
2002) (maps for 1934, 1940, 1955, 1961, '1974, 2002)
48. Partial decline of the subway network in New York (Elevated
lines) 1938-1973 (one map showing abandoned and existing lines)
49. Breakdown of the railway network of the former Czechoslova-
kia after the disintegration of the country in 1993 (networks as at 1991
and separately after 1993 for the Czech Republic and Slovakia)
50. Breakdown of the railway network of Korea in 1945-1953 af-
ter dividing the country (maps for 1944 and 1950)
51. Pulsating process of growth and decline of the railway net-
work of Romania as the result of moving the country 's borders (maps
for January 1918, May 1918, November 1918, 1919, June 1940, October
1940, March 1944, August 1944, December 1945, 1958, 2000)
52. Railway network of Yugoslavia before and after unification in
1918-1919 (maps for October 1918 and 1919); railway network of
Yugoslavia in 1991 and 1992 (before and after its disintegration)
53. Division and reunification of the metro network in Berlin
(maps for 1960, 13 August 1961, 2 September 1961, 29 January 1971,
1989, 1990, 2001)
54. Types of defects of topological structure of transport networks
and the recommendations their elimination (theoretical scheme includ-
ing 13 types of spatial defects)
55. Topological defects of the current Russian railway network
and recommendations to improve it (map showing current network
and proposed sections and lines which could eliminate large defects in
the structure)
5b. lopological detects ol tne currein railway network ol me
Ukraine and recommendations to improve it (map showing current
network and proposed sections and lines which could eliminate large
defects in the structure)
57. Topological defects of the current railway network of Belorus-
sia and recommendations to improve it (map showing current network
and proposed sections and lines which could eliminate large defects in
the structure)
58. Topological defects of the current railway network of Kazakh
stan and recommendations to eliminate it (ruap showing cun<nt n< i
work and proposed sections and lines which could eliminate large
defects in the structure)
59. Topological defects of the current railway network ol Urlx ki
stan and recommendations to improve it (map showing current net
work and proposed sections and lines which could eliminate large
defects in the structure)
60. Topological defects of the current railway network of Turk-
menistan and recommendations to eliminate it (map showing current
network and pioposed sections and lines which could eliminate large
defects in the structure)
61. Topological defects of the current metro network of Madrid
and recommendations for their elimination (map showing current net-
work and lines under construction in 2002; map for 2010 with
planned extensions, also showing the new sections and lines (suggest-
ed by the author) which could eliminate large defects of the future
structure).
Сергей
ТАРХОВ
Анатольевич
Доктор географических наук, старший научный сотрудник Ин-
ститута географии Российской академии наук.
Родился 17 июня 1953 г. в Минске, вырос в Крыму. В 1976 г.
окончил географический факультет Московского государственного
университета им. М.В. Ломоносова. С 1979 г. работает в отделе соци-
ально-экономической географии Института географии РАН, где в
1982 г. защитил кандидатскую, а в 2002 г. - докторскую диссерта-
ции. Опубликовал более 186 научных и научно-популярных работ
(в т.ч. 15 книг и монографий) по теоретической географии, гео-
графии транспорта; истории трамвая и троллейбуса ряда городов
бывшего СССР, стран Восточной Европы и Кореи; истории разви-
тия сети железных дорог бывшего СССР и Китая; истории адми-
нистративно-территориального деления России-СССР и Румынии; эт-
ногеографии стран Восточной Европы.
С.А. Тархов - автор многочисленных статей о странах и го-
родах мира, опубликованных в энциклопедических, справочных и
картографических изданиях. Разработал курсы лекций по геогра-
фии транспорта, социально-экономической географии и туристс-
кому страноведению, которые читаются в ряде вузов Москвы.
Сергей Анатольевич Тархов
ЭВОЛЮЦИОННАЯ МОРФОЛОГИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ
ЛР № 071005 от 25.01.99
Подписано в печать 07.02.2005. Формат 60 х 90 ’/
Бумага офс. №1. Гарнитура Kudriashov.
Офсетная печать. Печ. л. 24. Тираж 1000 экз.
Издательство «Универсум*
Смоленского гуманитарного университета
214014, г. Смоленск, ул. Герцена, 2.
тел./факс: (0812) 68-33-35