Текст
                    СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
“АРХИТЕКТУРА"
В.А.Сосновский
Н.С.Русакова
X
ПРИКЛАДНЫЕ ♦ М; >
МЕТОДЫ W \\1^'
ГРАДОСТРОИТЁЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Москва
Издательство «Архитектура-С»

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ’’АРХИТЕКТУРА” Редакционная коллегия: Ауров В.В. (ответственный секретарь) Дыховичный Ю.А. Ефимов А.В. Кудрявцев А.П. (главный редактор) Лежава И.Г. Мамлеев О.Р. Некрасов А.Б. Подольский В.И. Санкина Л.Л. Степанов А.В. (заместитель главного редактора) Тальковский В.Г. Швидковский Д.О. Щенков А.С.
В.А. Сосновский, Н.С. Русакова ПРИКЛАДНЫЕ МЕТОДЫ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Допущено УМО по образованию в области архитектуры в качестве учебного пособия по направлению 630100 «Архитектура» Москва Архитектура-С 2006
УДК 71 ББК 85.118 С 66 Сосновский В.А., Русакова Н.С. С 66 Прикладные методы градостроительных исследований / Сосновский В.А., Русакова Н.С.: Учеб, пособие. — М.: «Архитектура-С», 2006. — 112 с., ил. ISBN 5-9647-0077-2 В пособии изложены математические и графоаналитические методы исследования гра- достроительных систем. В работе, наряду с описанием методов, показана область их приме- нения и возможные модификации. Описанные методы могут применяться на стадиях пред- проектного анализа и принятия градостроительного решения. Пособие предназначено для студентов и аспирантов архитектурных специальностей специализации «градостроитель- ство». ББК 85.118 УДК 71 ISBN 5-9647-0077-2 © Издательство «Архитектура-С», 2006 © Внешнее оформление «Архитектура-С», 2006 © Сосновский B.A., Русакова Н.С., 2006
ВВЕДЕНИЕ Город, как объект градостроительного проектирования, представляет собой сложную социально-пространственную систему, находящуюся в постоянном развитии — динамике. Условия функционирования города в решающей степени определяются технологией процессов, в этой системе протекающих. Другими словами, город может рассматриваться как пространственная система, обеспечи- вающая протекающие в ней социально-функциональные процессы. Таким обра- зом, знание технологии процессов, происходящих в городе, выявление законо- мерностей их пространственного отражения являются основой формирования структуры города. До последнего времени градостроительное проектирование зачастую опери- ровало такими понятиями как интуиция, здравый смысл, накопленный опыт. Это естественно и закономерно, ибо градостроительство — в значительной степени творческий процесс. В то же время процесс градостроительного проектирования связан с необходимостью учета объективных условий и закономерностей, опре- деляющих принципы функционирования города. Т.е., необходимо сочетание творческого поиска проектировщика и строгого научного, рационального начала в процессе градостроительного проектирования. Сегодня градостроительная теория владеет достаточно широким спектром методов решения градостроительных задач как на уровне анализа сформировав- шейся или формирующейся градостроительной системы, так и на уровне ее мо- делирования. Целью данного учебного пособия является изложение некоторых математи- ческих и графоаналитических методов, сегодня уже достаточно широко приме- няемых в градостроительных исследованиях. Эти методы позволяют: ~ исследовать сложившуюся или формируемую (моделируемую) градостро- ительную ситуацию; ~ получать объективную информацию о характере и принципах функциони- рования отдельных элементов и подсистем градостроительной системы; ~ прогнозировать характер и направления развития различных подсистем города на основе знания закономерностей их функционирования и взаимодей- ствия; ~ принимать корректные и аргументированные проектные решения на осно- ве получаемой с помощью данных методов информации. Часть из представленных методов является развитием или модификацией Уже существующих, широко применяемых в градостроительных исследованиях, Другие являются оригинальными разработками. Значительное место в данном пособии занимает изложение методов, разработанных на кафедре «Основ теории градостроительства» Московского архитектурного института. Представленные Методы, как правило, направлены на решение конкретных градостроительных проблем. В связи с этим в данном пособии, наряду с изложением метода, показа- на область его возможного применения и его модификации.
Данная работа может рассматриваться как продолжение серии учебных посо- бий, подготовленных кафедрой, в частности: Яргина З.Н., Сосновский В.А. «Прак- тические задачи градостроительного анализа» (1986)., Говоренкова Т.М., Моисе- ев Ю.М. «Применение графоаналитических методов для решения градостроитель- ных задач» (1987), Сосновский В.А. «Методы градостроительного анализа» (1993). В этих работах изложены общая методология решения задач градостроительного анализа, а также сведения о существе методов, используемых в процессе градост- роительных исследований, их особенностях и формах описания. В рамках данного пособия основное внимание уделено практическому применению количественных и графоаналитических методов в градостроительном анализе, т.е. описанию конк- ретного инструмента решения прикладных градостроительных задач. Значительная часть изложенного в данном пособии материала используется в учебном процессе в рамках спецкурса «Теория градостроительства», читаемо- го по кафедре «Основ теории градостроительства» на 5-м курсе специализации «Градостроительство». ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ И ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ Проектирование планировочной структуры города должно осуществляться с учетом преемственно-прогнозного характера ее развития и определяться процес- сом развития от прошлого к настоящему и будущему. Другими словами, проек- тирование города есть процесс моделирования развития составляющих его эле- ментов и подсистем во всем многообразии их взаимосвязей. Исходными позици- ями развития города являются: ~ тенденции и прогноз социально-экономического развития города - разви- тие градообразующей базы и, соответственно, численности населения в зависи- мости от распределения капиталовложений в различные сферы города; ~ ресурсный потенциал территории - пригодность территории для того или иного вида градостроительного освоения. Определяется в результате комплексной оценки городских территорий и зонирования по степени возможного освоения; ~ принципы рационального размещения элементов в зависимости от харак- тера формируемых процессов. Размещение населения и объектов тяготения яв- ляется основанием для определения характера и интенсивности связей между элементами города. Тенденции социально-экономического развития города определяются на ос- нове выявления динамики его основных подсистем: ~ населения — количественные, возрастные, квалификационные изменения, внутригородские миграции, приток извне; ~ экономической базы — развитие градообразующих отраслей промышлен- ности, внешнего транспорта, строительства, научного обеспечения, образования, управления;
- социальной инфраструктуры — изменения в градообслуживающих отрас- лях, жилом фонде, системе обслуживания, общественном транспорте. В качестве определяющих выступают программы развития города в соответ- ствии с распределением капиталовложений в развитие основных подсистем. Раз- меры капиталовложений определяют динамику прироста подсистем и всей пла- нировочной структуры города на расчетный период времени. На основе данных комплексного градостроительного анализа в соответствии с ресурсным потенциалом территории определяются возможности развития пла- нировочной структуры — размещение новых объектов, прирост сетей, жилого фонда и т.д. Таким образом, моделирование развития планировочной структуры города есть итерационный, постоянно повторяющийся процесс ее наращивания и изменения от исходного состояния к расчетному, представляющий собой цикл переходов от оценки исходной ситуации к расчету изменений всех элементов и подсистем, а от него — к их размещению. Направление, методы и характер развития каждого конкретного города зави- сят от специфических особенностей его социально-экономического развития и ресурсного потенциала его территории. Особенности эти определяются действи- ем следующих основных факторов: ~ экономические — обусловливаются ролью города в экономической струк- туре региона, страны; внутренними экономическими ресурсами; интенсивнос- тью темпов развития градообразующей базы города; ~ социально-демографические — определяются величиной, темпами роста, концентрацией, половозрастной структурой и составом всех групп населения; ~ ресурсный потенциал территории — складывается из природных ресурсов, сложившегося хозяйственного и градостроительного использования территории, характера и состояния планировки и застройки, общей освоенности территории прошлыми капиталовложениями в застройку, инженерных сетей, благоустройства. ~ архитектурно-планировочные — сложившаяся структура плана и градост- роительная композиция; размещение основных элементов, определяющих струк- туру функциональных и композиционных связей. Экономические и социально-демографические факторы являются решающи- ми при формирования целей развития города и обусловливают прирост городс- кой территории и потребные изменения функциональной структуры города. Они определяются темпами прироста и абсолютной численностью населения, струк- турой его занятости в зависимости от темпов развития градообразующей базы торода, балансом развития народно-хозяйственного комплекса города и отраслей городского хозяйства; пропорциями и эффективностью капиталовложений в раз- витие экономической базы города. Ресурсный потенциал территории города и его архитектурно-планировочные Характеристики определяют комплекс возможностей обеспечения развития горо- да в связи с социально-экономическими тенденциями этого развития. Основой для определения общей гипотезы развития градостроительной сис- темы на основе анализа ее современного состояния и тенденций развития явля- ется комплексные градостроительные исследования, в результате которых вы- является:
-информация о тенденциях социально-экономического развития города (комплекс целей), а также информация о ресурсах территории (комплекс возмож- ностей); - современное состояние и тенденции развития планировочной, простран- ственной и функциональной структур города; характер ландшафта; инженерно- строительные и санитарно-гигиенические характеристики территории города; характеристики планировки и застройки. Состав необходимой градостроитель- ной информации определяется, с одной стороны, особенностями объекта, с дру- гой — характером мероприятий, обеспечивающих потребный уровень развития. В процессе градостроительного анализа проводится всесторонняя системная оценка градостроительного объекта, качественная определенность которого за- висит от особенностей и закономерностей развития города, темпов его роста и характера преобразований его планировочной структуры. В процессе градостро- ительного анализа определяется существующая и потенциальная интенсивность освоения территории города, которая описывается плотностью населения (днев- ного и ночного), застройки, жилого фонда, улично-дорожной сети, а также фун- кциональной плотностью, выражаемой в количестве работающих на единицу территории; интенсивностью связей (пассажирских, грузовых, информацион- ных, энергетических). Дифференциация территории по интенсивности освоения необходима для оценки экономической эффективности освоения площадок, при зонировании го- рода по интенсивности и плотности освоения. В процессе определения интенсив- ности освоения территории тем или иным видом ресурса выявляются существую- щие и потенциальные соотношения характера градостроительного освоения тер- ритории с характером территориальных ресурсов и организуемых функциональ- ных процессов, а также сопоставляются эффективность градостроительного осво- ения территории, ценность территориальных ресурсов и эффективность организу- емых процессов. Т.е., выявляется состав и количественное соотношение элемен- тов в соответствии с характером и ценностью территориальных ресурсов. Характер ресурсов определяет наиболее предпочтительный вид деятельнос- ти и тип функционального использования территории в соответствии с ее харак- теристиками. Примером может служить выбор площадок для размещения жилья по санитарно-гигиеническим качествам территории. От ценности территориальных ресурсов зависит интенсивность использова- ния территории. Примером может служить дифференциация территории города, по условиям доступности. Рассматривая доступность как ресурс, в результате анализа выделяются наиболее доступные, а следовательно, наиболее ценные с рассматриваемых позиций территории, на которых, соответственно, целесооб^ разно размещать наиболее ценные городские функции. Таким образом, задачами градостроительного анализа является определение^ и анализ ресурсного потенциала территории во всех его аспектах. Другими ело-* вами, в ходе исследований проводится пофакторный анализ территорий города с точки зрения их способности удовлетворять современным и перспективным тре^
бованиям, определяемым прогнозом социально-экономического развития горо- да. Комплексная оценка основывается на сопоставлении количественных и каче- ственных характеристик территории города с характеристиками их современно- го и перспективного функционального использования, что служит основой опре- деления путей развития всей планировочной структуры города. Сказанное выше показывает, что моделирование развития современного го- рода (а это и есть процесс градостроительного проектирования) непосредствен- ным образом связано с точной оценкой интенсивности и характера происходя- щих в городе социально-функциональных процессов, а также ресурсного потен- циала городской территории как обеспечивающего выполнимость этих процес- сов. Ввиду объективного характера и первого, и второго они могут быть оцене- ны (формализованы). Т.е. может быть сформулирована достаточно жесткая (в определенных пределах, естественно) закономерность протекания тех или иных городских процессов, что позволяет их выразить количественно или графичес- ки. Результаты анализа ресурсного потенциала, как правило, могут быть выра- жены количественно. Методы, имеющиеся сегодня в нашем распоряжении, направлены, в основ- ном, на решение задач определения ресурсного потенциала, то есть на выявле- ние факторов и условий, определяющих комплекс возможностей принятия про- ектного решения. Эти методы позволяют проектировщику объективизировать существующую информацию, выявив закономерности влияния того или иного фактора на развитие и функционирование градостроительного объекта, что мо- жет служить основой аргументированного принятия проектного решения. 1. РАСЧЕТ ГОРОДСКОГО НАСЕЛЕНИЯ МЕТОДОМ ТРУДОВОГО БАЛАНСА Проектная численность населения (Н), принятая за 100%, складывается из трех групп: градообразующей (А), обслуживающей (Б) и несамодеятельной (В). Численное соотношение между этими группами меняется в зависимости от эта- па строительства города: на первую очередь А может достигать 40%, а группа Б менее 15%, на перспективу группа А не менее 35%, группа Б 23 — 27% от про- ектной численности населения в зависимости от величины города и его места в системе расселения. Проектное население города Н определяется заданной численностью градо- образующей группы А из соотношения: тт 100-Л Н =-----7-----(1) 100-(Б + В)
где: все группы населения принимаются в процентах. Н — проектная числен- ность населения города (тыс. чел.). Расчет проектной численности населения может вестись на основе учета места города в системе расселения, то есть с учетом маятниковых миграций по формуле: н= юо(л-я) 100-5-5’ (2) где: П - превышение количества ежедневно приезжающих в город с трудовыми целями по сравнению с выезжающими из него с теми же целями (маятниковые мигранты). Если (100-5) заменить на долю занятого населения 3, формула (2) приобре- тет вид: 100-U-77) 3-Б (3) Как видно, обе формулы (2 и 3) являются переработкой формулы (1), реко- мендуемой в СНиПе в соответствии с основным понятием занятости населения. Величины А иП прогнозируются (определяются) в соответствии с перспектива- ми развития градообразующих отраслей. Проектная численность населения ре- конструируемого города на расчетный срок определяется из соотношения: н = Л -100 Т-а-б-п+м-Б 9 (4) где: Т — численность населения в трудоспособном возрасте; а — численность занятых в домашнем и личном подсобном хозяйстве в трудоспособном возрасте (%); б — численность учащихся в трудоспособном возрасте, обучающихся с от- рывом от производства (%); п — численность неработающих инвалидов (%); м — численность работающих пенсионеров (%). Количество населения обслуживающей группы ориентировочно может опре- деляться по формуле: 5-0,1- СК‘ЕК, (5) где: Ск — расчетный показатель на 1000 жителей для обслуживающих учреж- дений; Ек — нормативное число обслуживающих кадров, приходящееся на еди- ницу измерения для данного вида обслуживания; к — индекс вида обслужива- ния. Источники:!) СНиП 11-60-75 «Планировка и застрой- ка городов, поселков и сельских населен- ных пунктов». — М., 1981; 2) Технико-эко- номические расчеты обоснования в гене- ральных планах городов. — Киев, 1981; 3) Справочник проектировщика. Градост- роительство. — М.,1978.
2. ОПТИМИЗАЦИЯ СООТНОШЕНИЯ ОТРАСЛЕВОГО БАЛАНСА ПРОИЗВОДСТВ С УЧЕТОМ РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА Для решения задачи может быть использован метод, предложенный У. Изар- дом [2]. Суть графического решения раскрывается в приводимом условном при- мере сочетания двух видов производств. Измеряемые в условных единицах по- требности производств в ресурсах представлены в табл.1. Таблица 1. Расчетные территориальные ресурсы Виды ресурсов Количество ресурсов, необходимых для производства Общий ресурсный потенциал территории I II вода /а/ 0,5 0,6 6,0 земля /б/ 0,2 0,15 1.8 рабочая сила /в/ 0,4 0,2 3,0 капиталовложения /г/ 3,0 2,0 24,0 Рис.1. Графическое решение оптимального соотношения отраслевого баланса произ- водств при заданных ресурсах
На координатных осях (рис.1) наносятся показатели объемов производств I и II. Строятся графики максимально возможного уровня производств I и II при полном использовании каждым из них каждого вида ресурса. Например, отдан- ный полностью производству I ресурс «а» обеспечит 12 условных единиц произ- водства (6,0:0,5) и 10 единиц, если полностью отдать данный ресурс производ- ству II (6,0:0,6). Соединяющая их линия показывает все возможные сочетания видов произ- водств I и II, которые полностью исчерпывают имеющийся ресурс «а». Сочета- ния, лежащие выше линии, невозможны; ниже — неэкономичны. Такие графи- ки строятся для всех видов ресурсов для обоих видов производств (см. рис.1). При решении задачи исследуется вся совокупность ресурсов, для чего графики накладываются друг на друга (рис. 1.5). Получается выпуклый многоугольник (так называемая выпуклая оболочка), на котором лежат все эффективные реше- ния. Внутри многоугольника лежат все приемлемые, но неэкономичные реше- ния; вне его — решения неприемлемые (невозможные). Далее поиск решения сводится к наиболее эффективному сочетанию производств, которым в данной случае является соотношение, фиксированное точкой на многоугольнике, ле- жащей на диагонали графика (точка «к»), проведенной касательно к много- угольнику (рис. 1.6). Диагональ представляет собой линию одинаковой эффек- тивности соотношения рассматриваемых видов производств. Координаты точ- ки «к» в приводимом примере определяются величинами 3,0 на оси ординат и 7,3 на оси абсцисс. Т.е., самым эффективным сочетанием видов производств I и II будет 7,3 условных единиц (или 71%) для производства I и 3,0 единицы (29%) для производства II. В реальных условиях задача решается для более сложного комплекса разных ресурсов и видов производств. Однако принципи- альное решение может быть тем же. Источники: 1) .Изард У. Методы регионального анали- за. — М., Прогресс, 1966; 2) .Хаггет П. Пространственный анализ в экономичес- кой географии.— М., Прогресс, 1968. 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ЗОНЫ ВЛИЯНИЯ ГОРОДА-ЦЕНТРА Основой решения задачи является анализ межселенных связей: производ- ственных, культурно-бытовых, торговых и др. Суть метода заключается в следу- ющем: общее количество трудящихся, работающих в городе-центре и живущих в населенных пунктах, соответствует У.. . Принимая эту величину за 100%,
можно установить, что из i-ro населенного пункта в город на работу приезжает следуюшее количество трудящихся (в процентах): д=Й100’ (1) где: Qi — абсолютное количество жителей i-ro населенного пункта, работающих в городе. Таким же образом выявляются относительные показатели торговых (а), куль- турно-бытовых (б) и других видов связей i-ro населенного пункта с городом-цен- тром: а, = ^Л-100; й, = -^-100 , (2) Z„,A SUB, где: ЕЛ,; и т.д. — абсолютные величины общих объемов связей города-цен- тра с окружающим его районом (торговых, культурно-бытовых и др.); Aif- и т.д. — абсолютные величины соответствующих связей f-го населенного пункта с городом-центром. При определении комплексных границ зоны влияния города-центра приве- денные величины различных видов связей по каждому из тяготеющих населен- ных пунктов суммируются. В результате величина системы связей по z-му насе- ленному пункту имеет выражение: 5, = qt + а,- + у, + - + т,. (3) Полученные показатели системы связей не позволяют оценить их интенсив- ность, а лишь дают представление о величине показателя (объема связей, 5/). Объем связей города-центра с окружающим районом находится в прямой зави- симости от численности населения тяготеющих поселений и в обратной — от расстояния (времени доступности) до города-центра. В качестве основного по- казателя, характеризующего интенсивность связей, принимается количество на- правленных перемещений населения в расчете на 1000 жителей тяготеющих населенных мест: Л = ^1000) (4) Hi где: Jj — интенсивность системы связей i-ro поселения с городом-центром; Н, — население i-ro поселения. Для количественной оценки интенсивности связей определяется средневзве- шенный показатель интенсивности ( S), принимаемый в качестве основного кри- терия при определении границ зоны влияния города-центра: где: 7?, — расстояние от i-ro населенного пункта до города-центра по транспорт- ной сети (может выражаться в единицах времени).
Рис. 2. Схема определения границ зоны влияния города-центра 1 — населенные пункты; 2 — город-центр; 3 — границы зоны влияния города-центра; 4 — номер населенного пункта Населенные пункты, интенсивность связей которых превышает средневзве- шенный показатель, относятся к зоне влияния. По этим населенным пунктам проводится условная граница зоны. В условиях взаимодействующих систем го- родов-центров их сферы влияния могут перекрываться, в связи с чем возника- ет необходимость нахождения разделяющих их границ, т.е. точек соприкосно- вения зон влияния соседних городов-центров. Эти границы устанавливаются по населенным местам, интенсивность системы связей которых относительно соответствующей пары центров равна или имеет преобладающее значение. На рис. 2 и в табл. 2 показан условный пример расчета зоны влияния города-цен- тра. Абсолютные величины количества жителей населенных пунктов, прибы- вающих в город-центр, приняты в условных единицах. На основе проведенных расчетов величина средневзвешенного показателя интенсивности связей (5) составит: -=S^=3950 Ь’Л НО то есть в зону влияния города-центра попадают населенные пункты 1—3, 5—6 и 10, по которым проходит граница зоны влияния города-центра.
Таблица 2. Расчет зоны влияния города-центра №№ насел, пункта Qi Ai Bi Ci Ф ai di ci Si Hi Ji Ri SiRi 1 5 2 5 2 10 8 10 8 36 20 1800 10 360 2 6 1 8 3 12 4 16 12 44 22 2000 10 440 3 7 3 5 2 14 12 10 8 44 20 2200 10 440 4 2 2 4 3 4 8 8 12 32 16 2000 20 640 5 9 6 8 4 18 24 16 16 74 37 2000 5 370 6 3 3 ' 8 4 6 12 16 16 50 10 5000 10 500 7 1 1 3 2 2 4 12 8 26 10 2600 15 390 8 5 1 2 1 10 4 4 4 22 20 1100 10 220 9 3 1 3 1 6 4 6 4 20 25 800 15 300 10 9 5 4 3 18 20 8 12 58 20 2900 5 290 50 25 50 25 100% 100% 100% 100% X=110 21=3950 Источник: Демин Н.М., Тимчук Н.Ф. Метод определе- ния зон влияния городов: В сб. В помощь проектировщику. Районная планировка и расселение.. — Киев, вып.1, 1972. 4. ЛАНДШАФТНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРРИТОРИИ Анализ рельефа является составным элементом комплексного ландшафтного анализа территории. В процессе анализа рельефа решаются следующие задачи: А — территория дифференцируется по условиям градостроительного ос- воения (выделяются участки, пригодные для того или иного вида функциональ- ного использования; участки дифференцируются по размерам необходимых ка- питаловложений на освоение и эксплуатацию); Б — определяются условия формирования композиционной структуры гра- достроительного объекта (определяются пространственно-визуальные характе- ристики территории). Анализ территории по пригодности ее для градостроительного освоения про- водится в следующей последовательности. На основе топографического плана отроится генерализованный рельеф местности. Генерализация (обобщение) про- водится с целью исключения излишней детализация, не влияющей на конечный Результат. На генерализованном рельефе фиксируются водоразделы, тальвеги, Подошвы склонов, бровки обрывов (рис. 3.1).
Строится планограмма распределения территории по уклонам. Для этого на генерализованный рельеф накладывается регулярная сетка и в пределах каждой ее территориальной ячейки определяется средний уклон и направление падения рельефа (рис. 3.2). Рационально использовать шкалу уклонов, предусматриваю- щую следующие градации: до 5%, от 5% до 10%, от 10% до 20%, от 20% до 30%, от 30% до 50% и свыше 50%. На основе результатов анализа крутизны рельефа вся исследуемая террито- рия зонируется по степени ее пригодности для того или иного вида функцио- нального использования. При этом на основе нормативных характеристик выде- ляются площадки с благоприятными, удовлетворительными и неблагоприятны- ми условиями освоения (рис. 3.3). В той же последовательности выделяются уча- стки, различные по экспозиции склонов. По ориентации склонов территория подразделяется на участки, соответствующие восьми румбам (север, северо-вос- ток, восток и т.д.) (рис. 3.4). На основе анализа территории по экспозиции скло- нов также выделяются площадки по степени благоприятности для того или ино- го вида функционального использования. Строится результирующая сводная планограмма зонирования территория по степени ее пригодности, на которой выделяются и анализируются площадки для потенциального освоения. Выделенные площадки исследуются по критерию их функционального использования и характера трассировки магистральной улич- ной сети. На основе анализа принимается решение об исключении определен- ных участков территории из застройки: наиболее крутых и неблагоприятно ори- ентированных, неинсолируемых, затеняемых формами рельефа, расположенных вблизи глубоких оврагов, на неустойчивых склонах и т.д. В каждом конкретном случае эти факторы оцениваются в зависимости от общей градостроительной ситуации. Исключенные из застройки участки могут использоваться по другому функциональному назначению. На рис. 3 приведен пример комплексного анали- за рельефа для использования территории под жилую застройку. Анализ ландшафтных условий формирования композиционной структуры проводится в следующей последовательности. На основе генерализованного ре- льефа территории выявляются основные элементы, способные влиять на форми- рование градостроительной композиции градостроительного объекта. В процес- се анализа выделяются пространственные компоненты, определяющие условия визуальных связей. К ним относятся топографические поверхности, единообраз- ные по своему характеру. Границами этих поверхностей являются тальвеги, во- доразделы, которые либо сочленяют, либо нарушают визуальные связи между двумя поверхностями. Выявляются природные доминанты — вершины, мысы, на которые опирается система ориентации. В результате выделяется совокуп- ность соседних элементарных поверхностей, примыкающих друг к другу и об- разующих «емкости», полностью воспринимаемые с любой точки. На рис. 4 по- казана последовательность графического анализа пространственно-визуальных свойств территории. Результаты анализа могут служить основой для формирова- ния градостроительной композиции — выделения основных направлений про- странственных осей, системы композиционных узлов и т.д.
— участки с удовлет- ворительными усло- виями освоения — направление паде- ния и величина укло- на — участки с небла- гоприятными усло- виями освоения — участки с благо- приятными условия- ми освоения ------. — тальвеги ------ — водоразделы ?ис 3. Этапы анализа и оценки рельефа территории. Выделение площадок под жилую застройку: 1) генерализация исходного рельефа; 2) планограмма распределения площадок по направлению падения и величине уклона; 3) зонирование территории (по величине уклонов) по степени при- годности для использования под жилую застройку; 4) планограмма распределения площадок по экспозиции склонов и степени пригодности для использования под жилую застройку; 5) сводная планограмма зонирования территории по степени пригодности для использования под жилую застройку. Ландшафтный анализ территории является основой принятия градо- строительного решения по формированию всей планировочной структуры горо- как на уровне проектирования нового города, так и в условиях реконструк- ции. Анализ дает возможность оценивать соответствие функциональной и ком- позиционной структур градостроительного объекта природной ситуации.
— спрямленные опорные горизонтали — линии отчетливого разграничения визуальных пространств — вспомогательные ограничительные линии — природные доминанты (вершины, мысы) — естественные пространственные оси Рис. 4. Анализ пространственно-визуальных свойств ландшафта Источник: Крогиус В.Р. Город и рельеф. —М., 1979. 5. РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА ПО ИНТЕНСИВНОСТИ СВЯЗЕЙ Основой решения по районированию территории является положение о том, что интенсивность связей между районами города прямо пропорциональна насе- лению районов отправления и обратно пропорциональна расстоянию между рай- онами отправления и прибытия. В процессе решения вся территория города делится на расчетные районы, определяются население каждого расчетного района и расстояния между всеми районами. Расстояния определяются по транспортной сети и могут выражаться в километрах или в единицах времени (мин). Интенсивность связей каждого рас-> четного района со всеми другими определяется из соотношения: где: Д щ — население района отправления; Д Ly — расстояние между районами отправления (i) и прибытия (j). Строится матрица интенсивности связей каждого района со всеми остальными (табл. 3). В приводимом примере расчета интенсивность потока из района 4 в район 1 составляет 19,0 условных единиц, а из района 1 в район 4 — 20,0 единиц
Сумма всех потоков, прибывающих в каждый расчетный район из всех ос- тальных, определяет его место в структуре связей города и обозначается в мат- рице итогом по соответствующему столбцу. Например, суммарная интенсив- ность связей района 5 равна 290 единицам, а района 8 — 65 единицам. Этот итог определяет ранг каждого расчетного района среди всех районов города. Так, высшее значение района 2, равное 337 единицам, определяет его высший ранг в структуре связей города. Все районы ранжируются от высшего к низшему в со- ответствии с интенсивностью прибывающих в них потоков. Таблица 3. Матрица интенсивности потоков между расчетными районами Из района В район 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 00 75 15 20 28 02 03 02 01 20 01 00 2 69 00 45 50 58 12 20 03 06 35 04 02 3 05 51 00 12 40 00 06 01 03 15 00 01 4 19 57 14 00 30 07 06 02 11 18 05 01 5 07 40 48 26 00 07 10 02 37 39 12 06 6 01 06 01 01 10 00 27 01 03 04 02 00 7 02 16 03 03 13 31 00 03 18 08 03 01 8 00 04 00 01 03 03 06 00 12 38 04 00 9 02 28 03 06 43 04 16 12 00 98 13 01 10 07 40 10 08 40 05 17 34 98 00 35 12 11 01 08 02 01 18 00 06 05 12 30 00 15 12 00 02 00 00 07 00 01 00 01 06 12 00 Итого 113 337 141 128 290 71 118 65 202 311 91 39 Ранг 8 1 5 6 3 10 7 11 4 2 9 12 В матрице фиксируются расчетные районы по каждой строке, в которые на- правлен максимальный поток из район отправления (в матрице они выделены), и районы, из которых максимальный поток направлен в районы более низкого ран- га. Последние являются конечными точками — центральными узлами, входящий поток в которые превышает поток исходящий. В нашем примере это районы 2, 5, 6 и 10. В малом и среднем городе центральный узел, как правило, один. В круп- ном городе таких узлов может быть несколько. В этом случае решение задачи Дает возможность не только ранжировать районы по степени их связности, но и Районировать территорию города на планировочные районы (рис. 5). Все районы соединяются векторами с районами более высокого ранга, в ко- т°рые направлен максимальный поток из районов отправления. Изобразив на Плане в соответствующем масштабе все связи между районами, а также макси- мальный суммарный поток в каждый район прибытия, можно наглядно предста- вить иерархию районов и связей между ними.
Рис. 5. Построение иерархии узлов и районирование территории города по интенсивно сти связей Полученная иерархическая система описывает узловое строение территории города, показывает территориальную иерархию и относительную интенсивност] внутренних связей. На основе выявленной иерархии районов по степени связно- сти может строиться иерархическая система культурно-бытового обслуживание населения — центральный узел высшего ранга наиболее предпочтителен для размещения центральных общегородских функций, остальные центральные узлы соответствуют центрам планировочных районов разного уровня. На уровне районной планировки данным методом могут выявляться границы групповые систем расселения и иерархия городов. Величина входящего в каждый расчет- ный район потока позволяет принимать решения по суммарной емкости объек- тов культурно-бытового обслуживания в данном районе. Место района в струю туре связей показывает группы обслуживаемого населения и, соответственно набор объектов обслуживания. Данным методом может проверяться готовое проектное решение, выявляться наиболее предпочтительный вариант планировочной организации города в про1 цессе проектирования или определяться оптимальное местоположение города кого и других центров обслуживания разного уровня. Источник: Хаггет П. Пространственный анализ 1 экономической географии. —М., 1968.
6. РАЗМЕЩЕНИЕ ФОКУСОВ ТЯГОТЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА В качестве фокусов тяготения в городе выступают места приложения труда, главный городской центр, специализированные центры, места отдыха и др. Ос- новная цель — определение точки в пространстве, в которой обеспечивается минимум затрат на транспортные и пешеходные передвижения. Задача может решаться графоаналитическим, графическим и др. методами. В качестве приме- ра рассмотрим решение задачи определения оптимального местоположения го- родского центра тяготения населения графоаналитическим методом. Суть метода заключается в определении центра тяжести территории и рас- пределения населения по этой территории, то есть точки, характеризующиеся наименьшей удаленностью от всей совокупности населения, распределенного по территории определенной конфигурации и размера. Задача решается в следую- щей последовательности. Оконтуривается освоенная территория, содержательно оцениваются и фик- сируются на плане элементы, корреспондирующиеся с центром. В нашем случае таковым является население, фиксируемое на плане в виде точечной планограм- мы (рис. 6). В представленном ниже примере количество населения принято в масштабе 1 точка— 100 чел. Общее количество населения равно 100 000 чел. На точечную планограмму распределения населения наносится координатная сетка с произвольной ориентацией осей X и Y. Определяются координаты центра тяже- сти каждого квадрата сетки относительно принятой системы координат с учетом населения каждого квадрата. Так как координаты всех квадратов, находящихся в одном ряду (для оси У) или в одном столбце (для оси X) одинаковы, расчет ведется в следующей после- довательности. Подсчитывается количество населения, находящегося в одном ряду (для оси Y), и полученное число умножается на координату соответствую- щего ряда. Данные заносятся в табл. 4. Полученные результаты по всем рядам суммируются и делятся на величину всего населения города. Найденное значе- ние фиксируется на соответствующей оси координат (Y) и через полученную точку проводится прямая, перпендикулярная этой оси. В той же последователь- ности расчет повторяется для оси X, для которой подсчитываются данные по всем столбцам. Точка пересечения двух построенных прямых определит поло- жение центра тяжести фигуры с учетом ее формы и распределения населения. То есть координаты центра тяжести всей фигуры с учетом распределения населения °пределяются из соотношений: N ' N (1) гДе: дг — суммарное население города; щ — количество населения в каждом Кв&Драте координатной сетки; — координаты центров тяжести квадратов.
Рис. 6. Определение оптимального местоположения общегородского центра тяготения населения координатным методом Таблица 4. Определение координат центра тяжести населения Определение координат «Хо» 24 165 218 231 186 54 67 48 7 Ей, = 1000 Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 niXi 24 330 654 924 930 324 469 384 63 Z«zx/ = 41O2 Определение координат «У( >» 43 105 123 156 133 165 91 77 58 Ей, = 1000 Уг 1 2 3 4 5 6 7 8 9 43 210 369 624 665 990 637 616 522 Е = 5161 4102 5161 . . X °“ 1000 = 4,1; Y Q ~ —— = 5,16 1000
(2) (3) Другим методом определения точки, минимизирующей затраты на передви- жения, может служить метод, основанный на гравитационном законе Рейли У. [2], суть которого заключается в определении потенциалов территорий города по критерию доступности. Согласно закону Рейли У, притягательность А а, создава- емая точкой а, прямо пропорциональна весу точки Na — (в нашем случае — населению) и обратно пропорциональна квадрату расстояния LaM. Измеряемая в точке М сила притяжения Аам со стороны района А равна: JLK iiam /у \2 j 'Liam' где: К — эмпирически определяемая постоянная. Потенциал каждого расчетного района определяется относительно всех дру- гих районов или территорий из соотношения: P, = N, + ^.,^ ^У где: Pj — потенциал поля расселения в точкеj; Nj — численность населения рас- четного района; Nt — численность населения района i; Ly — расстояние между районами i и j. Метод определения потенциалов поля расселения учитывает абсолютную численность населения и его территориальное распределение. Результаты расче- та потенциала в каждой точке поля расселения наносятся на план города, точки с равными или близкими значениями соединяются изолиниями (рис. 7). Терри- тория, обладающая наивысшим потенциалом, наиболее предпочтительна для размещения главного городского фокуса тяготения с точки зрения минимизации затрат на передвижения. При решении задачи в качестве «веса» расчетного рай- она, кроме численности населения, могут вводиться другие параметры — стро- ительные и эксплуатационные затраты, затраты на инженерное оборудование территории, градостроительные и эстетические характеристики площадок. В качестве расстояния может быть принято время, затрачиваемое на передвижение. На гравитационном законе основывается и метод, предложенный Вебером А. [2] для решения задачи размещения промышленности. Задача в данном случае заключается в выборе местоположения предприятия, при котором суммарные затраты на транспортировку сырья, его переработку и транспортировку готовой продукции, а также дальность поездок работающих на этом предприятии, будут минимальными. Метод основывается на положении: оптимальное место разме- щения производства соответствует точке в пространстве, в которой сумма издер- жек будет минимальна. Предполагается, что издержки пропорциональны рассто- янию и «весу» точек. В результате при «п» пунктов добычи сырья и «т» — реа- лизации готовой продукции образуется многоугольник сил, и проблема сводится к решению задачи классической механики. В самом первом приближении дан- ный метод может быть использован для определения точки в городе, в которой Утраты на передвижения будут минимальны. Рассмотрим наиболее простой графический способ решения задачи. Суть его заключается в следующем.
На плане фиксируются точки, являющиеся основными источниками внутриго- родских передвижений, и методом пробных точек определяется точка, в которой действие всех сил уравновешивается. Для этого строятся силовые многоугольни- ки: выбрав пробную точку, расстояния от нее до центра каждого расчетного райо- на измеряются и взвешиваются. Условно считается, что население каждого расчет- ного района сосредоточено в его геометрическом центре и определяет «вес» точ- ки — источника людского потока. Произведения расстояний от выбранной произ- вольно пробной точки до центров расчетных районов на «веса» (население) всех расчетных районов определяют длины ряда векторов, расходящихся радиально от пробной точки к центрам расчетных районов (рис. 8.1.). Графический способ решения образованного векторами многоугольника сил заключается в том, чтобы последовательно соединить все векторы и получить результирующий, который является их равнодействующей (рис. 8.2). Выбирают- ся еще две произвольные пробные точки и относительно них повторяется та же операция. Три равнодействующие должны пересечься в одной точке, которая и будет точкой оптимального местоположения основного фокуса тяготения в пре- делах исследуемой территории (на рис. 8.2 — точка М). Этот метод в городе может применяться только для определения главного транспортного узла, каким является городской центр. В табл. 5 представлены расчетные данные для реше- ния задачи, показанной на рис. 8.
Рис. 8. Определение местоположения общегородского центра тяготения населения по методу Вебера А. Таблица 5. Пример определения центра тяжести населения векторным методом Номер района Населен, района пг т. т2 Т3 Ц nzLi ь2 пгЬ2 L3 nzL3 1 20 6,5 130 4,5 90 3,0 60 2 16 3,5 56 1,5 24 1,0 16 3 18 1,5 27 5,5 99 4,0 72 4 12 1,5 18 5 0 60 5,0 60 5 2 3,0 6 5,0 10 5,5 11 6 2 4,0 8 4,0 8 5,5 11 7 14 5,5 77 3,5 49 5,5 77 8 16 7,0 112 3,0 48 5,0 80 Примечание: L — расстояние от пробных точек до центров расчетных районов. Источники:!) Якшин А.М., Говоренкова Т.М. и др. Графоаналитический метод в градострои- тельных исследованиях и проектирова- нии. — М., 1979; 2) Мерлен П. Город. Ко- личественные методы изучения. — М., 1977. 3) Хаггет П. Пространственный ана- лиз в экономической географии. — М., 1968; 4) Стрельников А.И. Программа оп- ределения потенциальной транспортной потребности по воздушным расстояни- ям.—М., 1977.
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ УДАЛЕННОСТИ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ И НАСЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ГОРОДСКОГО ЦЕНТРА Компактность планировочного решения города является одной из основных характеристик, определяющих условия доступности основных фокусов тяготе- ния населения города. С точки зрения доступности планировочное решение го- рода зависит от размеров территории, ее конфигурации, размещения по террито- рии города населения и основных фокусов тяготения, трассировки городских коммуникаций. Одним из основных показателей планировочного решения явля- ется средняя удаленность населения города от основных фокусов тяготения. При определении средней удаленности населения применяется графоаналитический метод А.М. Якшина. Этим методом может исследоваться территория города как по отдельным приведенным выше характеристикам, так и по их совокупности. Рассмотрим определение средней удаленности населения города относитель- но городского центра с учетом трассировки транспортной сети. Задача решается в следующей последовательности. На плане города фиксируется распределение населения по территории в виде точечной планограммы. Для расчета выделяют- ся расчетные районы, для чего вся территория членится в системе сложившихся кварталов (для малого города) или транспортных районов (для города крупного). Может применяться и регулярное районирование с применением квадратной координатной сетки. В этом случае в качестве расчетных районов выступают территориальные ячейки. В каждом расчетном районе на основе точечной планограммы определяется количество населения. Для упрощения принимается, что все население расчет- ных районов сосредоточено в их центрах. Определяется расстояние от центра каждого расчетного района до исследуемой точки. Средняя удаленность населе- ния города исследуемого центра составит величину: = ^ni^Lij t z*(«) tv (1) где: nt— население расчетного района; /SLy — расстояние от центра расчетного района до исследуемого центра; дг — суммарное население города. В результате выявляется величина, характеризующая удаленность всех жите- лей города относительно конкретной точки в километрах. Учитывая, что движе- ние в городе носит достаточно сложный характер, более объективной характери- стикой удаленности является время. В этом случае принимается в единицах времени. Графоаналитический метод позволяет определить среднюю удален- ность всех точек города относительно всех других точек. Задача решается в опи- санной выше последовательности, однако при этом резко возрастает количество расчетов. В результате может быть построена поверхность распределения потен- циала территории города по условиям доступности в изолиниях, выявлены ре-
сурсы территории по критерию доступности, определены зоны, наиболее удоб- ные для размещения центральных функций. Одним из важных факторов, определяющих условия доступности, кроме рас- пределения населения, размеров и формы территории, является трассировка транспортных коммуникаций, качество которой определяется показателем не- прямолинейно сти транспортной сети. Коэффициент непрямолинейности пред- ставляет собой отношение средней удаленности всего населения города относи- тельно исследуемого центра по транспортной сети к средней удаленности насе- ления по воздушным расстояниям. Определение средней удаленности населения па воздушным расстояниям может вестись двумя способами. Первый — на основе проведенного райони- рования определяются кратчайшие (воздушные) расстояния от центра каждого расчетного района до исследуемого центра. Второй — из исследуемого центра через равные интервалы проводятся концентрические окружности. В пределах каждой из полученных круговой или кольцевой зоны наложением их на точеч- ную планограмму распределения населения подсчитывается количество насе- ления. Расстояние (AL) принимается до середины каждой кольцевой зоны. Рис. 9. Определение средней удаленности городского центра: 2 — номера расчетных районов; • — центры расчетных районов; — — транспортные коммуникации
Частное от деления средней удаленности населения по транспортной сети на среднюю удаленность по воздушным расстояниям даст показатель коэффициен- та непрямолинейности (у), который показывает, насколько большее расстояние придется преодолевать населению города по транспортной сети по сравнению с кратчайшим, то есть, насколько рационально запроектирована транспортная сеть. Оптимальной является величина у< 1,20. Результаты решения задачи дают возможность оценивать альтернативные варианты проекта с точки зрения обеспечения оптимальной доступности основ- ных фокусов тяготения города. Очевидно, что улучшение условий доступности (то есть снижение средней удаленности населения) исследуемого центра может быть обеспечено: ~ перераспределением населения по территории города; ~ размещением жилых районов в зонах, обеспеченных ~ оптимальными условиями доступности; ~ повышением плотности населения в зонах, примыкающих к центру; ~ изменением трассировки транспортных коммуникаций, снижающим - показатель непрямолинейности сети. В табл. 6 дан расчет средней удаленности населения для города на 100 тысяч жителей, взятого для примера на рис. 9. Таблица 6. Определение средней удаленности населения города относитель- но городского центра №№ районов Население района, тыс. чел. Расстояние до центра района по сети, км Момент по сети Расстояние до центра района по воздушной прямой, км Момент по воздушной прямой 1 2(«,) 3(£г) 4(п,£г) 5(1в) 6(и,Ав) 1 3,5 3 10,5 2,5 8,75 2 2,5 2,3 5,75 1,8 4,5 3 2 2,6 5,2 1,8 3,6 4 6 2,3 13,8 1,1 6,6 5 6,5 1,3 8,45 1 6,5 6 5 0,4 2 0,2 1 7 5,5 0,5 . 2,75 0,4 2,2 8 8 1,7 13,6 1,3 10,4 9 7 0,9 6,3 0,7 4,9 10 5,5 0,4 2,2 0,4 2,2 11 6 1 6 0,9 5,4 12 2 2 4 1,7 3,4 13 1,5 2,2 3,3 1,7 2,55 14 8 2,1 16,8 1,5 12 См. продолжение
Продолжение табл. 6 №№ районов Население района, тыс.чел. Расстояние до центра района по сети, км Момент по сети Расстояние до центра района по воздушной прямой, км Момент по воздушной прямой 15 8 2,5 20 2,3 18,4 16 5,5 2,6 14,3 2,2 12,1 17 3,5 2,8 9,8 1,7 5,95 18 7,5 2,5 18,75 2,7 12,75 19 4 2 8 1,6 6,4 20 2 2,7 5,4 2,2 4,4 Ew =100,0 Ел/Zr =176,90 Ел, Zb =134,00 — _ 176,90 _ Средняя удаленность по сети равна: ~ jqq -i,iikm. — _ 134.00,,. Средняя удаленность по воздушным расстояниям равна: - №км 177 Коэффициент непрямолинейности транспортной сети равен: у = = 1,32 Источник: Якшин А.М., Говоренкова Т.М. и др. Графо- аналитический метод в градостроитель- ных исследованиях и проектировании. — М.; Стройиздат.; 1979. 8. ОПТИМИЗАЦИЯ ТРАССИРОВКИ ТРАНСПОРТНЫХ КОММУНИКАЦИЙ Задача может быть решена досетевым графоаналитическим методом, пред- ложенным А.И. Стрельниковым. Суть метода автор формулирует так: «Считая, что каждая элементарная корреспонденция с наибольшим эффектом в смысле непрямолинейности стремится прийти по кратчайшему направлению по воздуш- ной прямой между объектами отправления и прибытия, можно попытаться отыс- кать транспортную сеть такой ориентации и плотности, которая обеспечила бы прямолинейное движение для основной массы корреспондирующих. Для этого •..в каждой ячейке регулярной сетки в плане города определяется неискаженный спектр корреспонденций по восьми направлениям. Скалярная величина транс- портной работы в узлах этой сетки служит основанием для назначения пло- тности сети, а векторное разложение работы определяет рекомендуемую ориен- тацию магистралей».
Рис. 10. Оптимизация трассировки транспортных коммуникаций Задача решается в следующей последовательности. На точечную планограмму распределения населения города накладывается регулярная сетка, в узлах которой строятся координатные оси по восьми направлениям. В пределах каждого из вось- ми образовавшихся секторов подсчитывается количество населения и полученный результат в принятом масштабе откладывается по оси соответствующего сектора. В результате получается векторная диаграмма тяготения, на которой скалярная величина (длина вектора) определяет интенсивность тяготения в исследуемом узле, а направление вектора — ориентацию этого тяготения (рис. 10). Полученные в результате построения векторные диаграммы для всех узлов сетки в комплексе показывают основные направления трассировки магистралей и интенсивность потока в каждом узле. Кроме распределения населения в каж- дом узле могут приниматься в качестве исходных данных основные фокусы транспортного тяготения города — места приложения труда, центры культурно- бытового обслуживания и др. Для решения необходимо знать интенсивность притягиваемых ими потоков, которые фиксируются на плане в виде точечной планограммы.
Показанный метод дает возможность трассировать транспортные коммуни- кации на основе знания и учета величин и направлений тяготения населения, что позволяет оптимизировать транспортную сеть. Источник: Яшин А.М., Говоренкова Т.М., Стрельни- ков А.И. и др. Графоаналитический метод в градостроительных исследованиях и проектировании. — М., 1979. 9. РАСЧЕТ ЕМКОСТИ УЧРЕЖДЕНИЙ КУЛЬТУРНО-БЫТОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Расчет проводится на основе определения совокупных потребностей различ- ных групп населения (с учетом мигрантов) в расчете на максимальную нагрузку. Предварительный расчет ведется раздельно для каждого контингента населения (потребителей). Для определения общей емкости предприятий обслуживания может быть использована формула: Y =ажНж+арНр+ауНу+ага]Нг+атНт+апв1Нп > (О i=i где: Y — емкость объекта или группы объектов (рабочие места, вместимость или кв.м); Hj— контингент населения в зоне обслуживания (тыс.чел.); Нж — число жителей в зоне обслуживания; Нр — число работающих на предприятиях зоны обслуживания; Ну — число учащихся в зоне обслуживания; Нг — численность населения города; Нр — численность общегородских транзитных пассажиров в транспортном узле у рассчитываемого объекта; ажарауагарап — нормативные расчетные показатели для каждого вида обслуживания и для каждого континген- та населения; aj — коэффициент, выражающий проектируемую долю емкости всех городских предприятий эпизодического обслуживания, приходящихся на расчетную зону; — коэффициент, выражающий долю потока иногородних посетителей; Нп — численность населения, приезжающего из других населен- ных мест. В результате расчета определяется емкость предприятий культурно-бытового обслуживания в соответствии с балансом обслуживаемого населения. Расчет суммарной емкости культурно-бытовых объектов межселенного об- служивания (Мц) с учетом тяготеющего населения проводится по формуле: Мц-р (НЛ Нзо)+ Р U(&k\ +р Uwkiy (2) где: Нг — численность населения города; Я3о, Н6о, — численность тяготею- щего населения, проживающего в зоне 30-; 60- и 90-минутной транспортной до-
ступности; к\, к2 — коэффициенты посещаемости объекта населением, прожива- ющим в радиусе 30-,. 60- и 90-минутной транспортной доступности; р — рас- четная норма по СНиП. Общая потребность в учреждениях обслуживания может определяться также по формуле, учитывающей наличие мест приложения труда и количество тран- зитных посетителей: тг , Np NT тг Ki Нж т KiH n Н Нт 1000--------------------------1000-1000 (3) где: Нж, Нр, Нт — расчетные нормативные показатели для обслуживания соот- ветственно: постоянного населения, работающих в зоне обслуживания, транзит- ных посетителей. Нж, Нр, Нт — численность постоянного населения зоны об- служивания; численность населения, работающего в дневную смену; возможная численность транзитных посетителей (составляет по данным обследований от 5% в периферийных районах до 50% — в центральных от численности прожива- ющего населения); к\, к2 — коэффициенты, учитывающие, соответственно, ко- личество посетителей, остающихся в зоне обслуживания в дневное время (по данным обследований их количество составляет 0,6—0,8 ) и количество приез- жающих на работу в рассматриваемую зону (0,7—0,8 от общей численности ра- ботающих). Источники: 1) Рекомендации по проектированию ма- лых городов в системах расселения.— М.,1979; 2). Технико-экономические расче- ты и обоснования в генеральных планах городов. — Киев, 1981. 10. БАЛАНС ЕМКОСТИ ЦЕНТРОВ ОБСЛУЖИВАНИЯ Расчет ведется для фиксированного количества населения группы районов и центров культурно-бытового обслуживания. Решение задачи направлено на оп- ределение потребной суммарной емкости n-го количества объектов обслужива- ния для полного обеспечения расчетного населения и распределения этой емко- сти по центрам обслуживания. В качестве исходного принят критерий миними- зации затрат времени на обслуживание, определяемый гравитационным законом тяготения, т.е. тяготение потребителя к центру обслуживания является убываю- щей функцией от расстояния. Суть метода заключается в следующем. Предполагается, что зоны обслужи- вания различных центров пересекаются друг с другом. При этом принимается,
что доля жителей j -го района, посещающих z-й центр обслуживания ( d), нахо- дится в следующей зависимости: dij-ary + bry + c , (1) где: Гу — расстояние между центром i и районом j. Очевидно, что при Гу = 0, dy = 1, в ближайшей окрестности центра обслужива- ния все жители пользуются его услугами. При некотором предельном радиусе Гу = = 7?; dy = 09 то есть существует предельное расстояние, при котором жители рай- она j перестают пользоваться услугами центра z. Наконец, при г у = R/2 dy = а, где а — коэффициент отсева, то есть доля покупателей, пользующихся услуга- ми данного центра обслуживания при данном расстоянии. Пусть 7? и а заданы. 7? определяется предельной изохронной доступности, а может быть выявлено из соотношения, основанного на гравитационной модели Лру=р/гу, тогда ocz = bpj/pj, где: Ару — население района j, тяготеющее к z-му центру при расстоянии ry, pj — население района j . Тогда при условии Гу = 0 dy = 1 следует, что с = 1 , а при ry = R, dy = 0 следует, что aR2 + bR + с = 0. При условии ry= ; dij = a получаем: а -^- + с = а. Используя эти соотношения, можно выразить параметры уравнения (1) через „ _ ! 4а-3 2-4а R и а : с = 1 ; Ь =- ; а = —т— R R2 а уравнение имеет следующий вид : , _ 2-4а 2 . 4а-3 rii (3) Т.е. данное выражение соответствует предположению о том, что население в любом районе города обслуживается различными центрами с вероятностью, за- висящей от расстояния данного района до центра обслуживания. Емкость объектов обслуживания (Х71/), потребная для обслуживания населе- ния j -го района выражается соотношением: X Т ij Р у Ц j S d ij у (4) где: qj — коэффициент пропорциональности, который находится из соотноше- ния (4) и равен: ЪТу Р у dij (5) Учитывая, что ЪТу = kpjy где к — нормативная емкость данной группы объектов обслуживания на одного жителя, и, сократив pj в числителе и знамена- теле, получим: к (6)
Таблица 7. Расчет баланса емкостей центров обслуживания i j pj rv 4 Idy 4j 4jPj T zr h '2 h 6 *2 h i\ '2 h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 71 20 0 5 6 1,00 0,20 0,17 1,00 &20. 0,082 1,28 0,78 15,60 15,60 3,12 1,28 20,0 h 10 3 4 10 0,33 0,25 0,10 0,56 o>_ 0,00 0,92 1,087 10,87 6,09 3,91 0,00 10,0 h 10 3 5 4 0,33 0,20 0,25 0,56 0,36 1,12 0,893 8,93 5,00 1,79 3,21 10,0 И 26,69 8,82 4,49 40,0 Результатом является ориентировочная емкость объектов в зависимости от количества потребителей и распределения их по территории — суммарная ем- кость объектов обслуживания, необходимая для обеспечения данного количества жителей при данном их распределении по территории; баланс емкостей между п-м количеством объектов обслуживания в зависимости от доступности их насе- лением; баланс населения, пользующего различными центрами обслуживания. Пример. На рис. 11 приведена условная схема взаимного расположения го- родских районов и центров обслуживания. На прямых, соединяющих районы, проставлены расстояния г у. Расчеты сведены в табл.7. Сначала определяется величина dy, для чего на пересечении строки района j и столбца i выставляются результаты, рассчитанные по формуле (3). Например, на пересечении строки 2 и столбца 10 стоит число: 0,36 = 2-4x0,25 2 4x0,25-3 -----— х 42 +--------- ю2 ю Суммируя цифры столбцов 9—11, рассчитываем элементы столбца Ijdy. Эле- менты столбца qj получаем из соотношения (6), где : к = 1. Каждый элемент qjpj получается путем умножения величины на численность населения Pj соответ- ствующих районов. Каждый элемент правой части таблицы рассчитывается как произведение величины qjpj на соответствующий элемент левой части таблицы. В результате по строкам получается распределение жителей каждого района между центрами обслуживания, а по столбцам — распределение емкости каждо- го центра по районам. Сумма каждой строки равняется потребной емкости цен- тров, обслуживающих соответствующий район 7} = кр/, сумма каждого столб- ца — емкость соответствующего центра обслуживания. Источник: Матлин И.О. Анализ системы обслужива- ния. В сб. География сферы обслуживания. М., 1972. Рис. 11. Схема взаимного размещения жилых районов и центров обслуживания 11. БАЛАНС СТРУКТУРЫ ЖИЛОГО ФОНДА НА ОСНбВЕ ДЕМОГРАФИЧЕСКОГО СОСТАВА СЕМЕЙ центры население района емкость центра номер района, центра Решение задачи соотношения различных типов квартир в жилом фонде горо- да определяется демографическим балансом населения. Эти данные могут быть получены в результате социологических обследований и анализа статистическо- го материала, на основе которых определяется номенклатура квартир и баланс жилого фонда. При проектировании нового города для расчета баланса типов квартир мо- жет приниматься следующее процентное соотношение семей: из 4-х человек — 33,0%; из 5-ти человек — 15,5%; из 6-ти человек — 8,5%. одиночки — 3,5%; из 2-х человек — 12,5%; из 3-х человек — 27,0%;
Указанные расчетные данные по демографическому составу населения уточ- няются для каждого конкретного района. На основе выявленного баланса семей может быть определена потребная жилая площадь для города в целом, которая в общем виде нормируется показате- лем жилой обеспеченности на одного жителя. Следует отметить, что для семей разного количественного состава показатель жилой обеспеченности отличается от нормативного. Приближенно принимается, что требуемая жилая площадь квартиры линейно зависит от количества членов семьи: S„ = a + bn, (1) где: а и b — эмпирические постоянные; п — число членов семьи. Следовательно, в квартире для семьи из «п» человек на одного человека при- ходится: Sn = ~ + b. (2) п Эмпирические коэффициенты расчетной формулы определяются из соотно- шений: ^_N{Sx-(Q) м _ f b - S\ - а. (3) где: N— количество жителей города; 51 — жилая площадь квартиры (одноком- натной), предоставляемой одинокому; f — количество всех семей (одинокие ус- ловно считаются семьей из одного человека), равное количеству требуемых квар- тир: со — средняя жилая обеспеченность населения (кв.м, жилой площади на 1 человека). Площадь всех квартир, потребная для семей из «п» человек, составит: YnSn = (a + bn)fn, (4) где:/, — число требуемых квартир для семей данного типа (определятся на ос- нове процентного соотношения семей): Отсюда общая жилая площадь по городу составит: (5) В результате определяется вся потребная жилая площадь по городу, ее рас- пределение по типам квартир (и количество типов квартир), исходя из демогра- фической структуры населения города. Ориентировочное количество комнат в квартирах можно принимать для семей, состоящих из: 1 чел. — 1 комн.; 2 чел. —- 2 комн.; 3 чел. — 3 комн.; 4 чел. — 3 комн.; 5 чел. — 4 комн.; 6 чел. и более — 5 комнат и более. Пример ориентировочного баланса квартир и распределения жилого фонда, исходя из демографической структуры населения нового города на 100 тысяч жителей. На основе приведенных выше данных определяется количество семей
каждого типа и соответствующее им количество квартир (табл. 8): Принимая S1 = 18 м ,<о = 15 м, из соотношения (3) находим: а = N~f J fl = 100000 (18-15) 100000 - 27012 = 4,1, b = SX -a = 18-4,1 = 13,9. Таблица 8. Пример расчета структуры жилого фонда Количество членов семьи % Количество семей (квартир) Количество жителей в данном типе квартир Количество комнат в квартире Потребная жилая площадь, м2 1 3,5 950 950 1 17100 2 12,5 3380 6770 2 108160 3 27,0 7291 21910 3 335386 4 33,0 8911 35670 4 536660 5 15,5 4185 20930 5 309670 6 и более 8,5 2295 13770 5 и более 201960 всего по 100% 27012 100000 1708956 городу Общая жилая площадь для каждого типа квартир определена из соотноше- ния (4) и результаты сведены в табл, 8. Источники: 1) Справочник проектировщика. Градо- строительство. —М., 1978; 2) Технико-эко- номические расчеты и обоснования в гене- ральных планах городов. — Киев, 1981; 3) Перепекшем развития жилища в СССР. — М., 1981. 12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ПЛОТНОСТИ ЖИЛОГО ФОНДА И ЗАСТРОЙКИ ПРИ ЗАДАННЫХ САНИТАРНО- ГИГИЕНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРАХ Верхние пределы значений плотностей жилого фонда (нетто) определяются следующими требованиями: ~ обеспечение нормативного времени инсоляции жилых помещений. Требо- вание достигается при соблюдении разрывов между домами меридиональной ориентации 2Н, широтной — Н;
~ обеспечение нормативных площадей открытых пространств — озеленения. Норма озеленения — не ниже 8 кв.м/чел. Площадь озеленения должна состав- лять не менее 40—50% жилой территории. Плотность нетто определяет норму жилой территории, а плотность брутто — общей территории района: N6p = No6u( + N„, (1) где: Nqp — норма территории микрорайона в кв.м/чел; — норма террито- рии общественного пользования в кв.м/чел; NH — норма жилой территории в кв.м/чел. Зависимость между основными элементами жилой территории может быть выражена соотношением: NH = c+f+p, (2) где: р — площадь застроенной территории в кв.м/чел;/— площадь асфальтовых покрытий в кв.м/чел; с — площадь, занятая зелеными насаждениями в кв.м/чел. Величина «с» характеризует относительную плотность населения в жилой части микрорайона и при установлении максимально допустимой плотности нетто является основным постоянным критерием. Закономерность изменений ве- личины «р» определяется по проценту застройки «Р»: N ' Р Р =~100 м2/чел- О) Норма жилой территории на одного жителя (NHemmo) рассчитывается по плот- ности жилого фонда нетто (Awewwo) 104-тл Nнетто ~----- W А нетто где т — норма жилой обеспеченности. Процент застройки (Р) можно определить по формуле: Р =_А=_о/о, (5) а п 100 где: п — количество этажей; а — плотностной коэффициент, характеризующий- ся долей жилой площади зданий от совокупной их площади (принимается для этажности 2—5 = 0,59, для этажности 6—30 = 0,53). Подставляя в формулу (3) значения Nnemmo (4) и Р (5) получим: п а На основе эмпирических данных принимаем, что площадь асфальтовых по- крытий (f) при максимальных значениях плотности фонда нетто примерно равна площади застройки жилых зданий, т.е. / = р. Принимая такое условие, можно рассчитать максимально допустимую плотность жилого фонда (нетто) из соот- ношения (4), подставив вместо NHemmo (2) значения 2р+с: 104,ТИ 2. Анетто “ ' 2т с "I----- а-и
Подставив полученные данные максимальной плотности жилого фонда (Днетто)в формулу (5), можно определить предельную плотность застройки при учете инсоляционных и экологических требований. Полученные соотношения предельных плотностей жилого фонда (нетто) и застройки позволяют определять не только допустимую плотность (нетто) при любых значениях пи с (но не ме- нее 8 кв.м/чел), но и проводить анализ баланса жилой территории микрорайона, выявлять обеспеченность территорией одного жителя до составления проекта с учетом нормируемых санитарно-гигиенических и экологических показателей. Предел плотности застройки при учете санитарно-гигиенических требований может быть рассчитан без расчета плотности жилого фонда из соотношения: В &L 2 В (8) где: В — ширина здания (м), Н — высота здания (м), L — длина здания (м). При этом расчете количество зданий меридиональной и широтной ориента- ции принимается равным. Расчет предельной плотности застройки можно также вести по формуле: Р ~ YAb+2H fc+I ) где: I — разрыв между торцами зданий. Например, при средней этажности микрорайона 9 этажей и норме жилой обеспеченности 15 кв.м/чел. предельная плотность жилого фонда, рассчитанная по формуле (7), равна: 104т 2, 10415 А нетто ~ * М 12Я — —10050 М / . 2т 2 15 с "I---- 8 "I---- а-п 0,53 -9 Предельная плотность застройки, рассчитанная по формуле (5), соответ- ственно, равна: р _ Анетто _ 10050 - 21% а и 100 0,53-9-100 Предел плотности застройки, рассчитанный по формуле (8) при средней ши- рине корпуса здания 10 м и высоте этажа 3 м составит: В В + 1,5Н •100% = 10-100 10+1,5-3-9 = 20%. Источники: 1) Смирное В.,Нестеренок Е. Методика определения плотностей жилого фонда для застройки повышенной этажности; «Архитектура СССР», 1965, № 6; 2) Мало- ян Г. Определение плотности жилого фон- да при реконструкции. Известия ВУЗов.» Строительство и архитектура.», 1969. № 8
13. ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЖИЛОИ ЗАСТРОЙКИ В ГЕНЕРАЛЬНОМ ПЛАНЕ ГОРОДА ПО КОМПЛЕКСУ ПРИВЕДЕННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ Целью данного метода является размещение жилой застройки по территории города и определение оптимального распределения этажности застройки по кри- терию минимизации приведенных строительных и эксплуатационных затрат. Приведенные затраты (Z) определяются из соотношения: Z = К + ЭТ, (1) где: К — капитальные вложения (строительные затраты, руб.), Э — годовые эксплуатационные расходы, руб.; Т — нормативный срок оку- паемости (Т = 10 лет). Требуемая территория жилых районов, исходя из необходимости размещения потребного жилого фонда, составляет величину: 7^=^’ (2) W жр где: Жстр — необходимый объем жилищного строительства (кв.м.); йжр — средняя нормируемая плотность жилого фонда. Проектируемая территория делится на некоторое количество жилых районов (рис. 12), определяются типы жилых зданий по этажности (L) — например, при 5-, 9-, 12-, 16-этажной застройке L = 4. Районы обозначаются индексом i, виды этажности j. Таким образом, Жстр-ij обозначает объем жилищного строитель- ства в кв.м, этажности j в z-м районе. Приведенные затраты на жилищное строительство в z-м районе выражаются формулой: Z = X'=i (н, + Э, Т )жстру > (3) где: Hj — строительная стоимость 1 кв.м жилой площади в доме этажности Lj, включая благоустройство территории (руб. за 1 кв.м.); Э7 — годовые эксплуатационные расходы на содержание домов этажности j (руб. на 1 кв.м, в год). Суммарные приведенные затраты по z-му району составят: Zi — Xу=1 a j Жстру "* bi Жстру + Г X j=1 ~ ~~ + h ’ (4) где: Y‘j=iaj = Нj + 3jT — приведенные затраты на 1 кв.м, жилой площади; ty, г,, h — коэффициенты, определяющие затраты на инженерное оборудование, инженерную подготовку территории, городской транспорт, стоимость выноса
предприятий, оценка отчужденных под жилищное строительство сельскохозяй- ственных земель и т.д. Коэффициент «Ь» рассчитывается из соотношения: „ = , (5) Ж где: 3Ni — годовые эксплуатационные расходы городского хозяйства на одного жителя (руб.); Тщ — оценка потери времени населением на трудовые транспор- тные поездки (руб. на 1 чел. в год). TNi — вводится в расчет для больших, крупных и крупнейших городов и при- нимается: = ® ' tfnp, ’ f ' Ф/ ’ (б) где: со — оценка одного часа потери (30—40% среднечасовой оплаты труда (руб.в час); tmp, — средняя длительность трудовой поездки для жителей района (час); f— число поездок на работу и с работы в течение года (ориентировочно принимается/= 470); ср, — доля населения района, пользующегося транспортом для трудовых поездок. rl=Dpi + Qcxi + 4cxi + ^FiT, (7) где: Dp, — погектарная стоимость инженерной подготовки территории инженер- ного оборудования и благоустройства (руб. на I га); Qcx, — оценка 1 га сельско- хозяйственных земель (руб.); qcx, — доля территории района, занятая сельскохо- зяйственными землями; Bfi — погектарная годовая стоимость эксплуатации на- званных выше видов благоустройства (руб. в год). h = Do, + D*oi + Во}Т, (8) где: Do, — стоимость строительства транспортных коммуникаций и инженерных сетей, связывающих z-й район с остальной территорией города; D*Oj — сто- имость выноса промышленных предприятий; 5о; — годовая стоимость эксплуа- тации объектов городского хозяйства, не зависящая от площади и застройки жилых районов. Минимальные суммарные приведенные затраты по городу, определяющиеся суммой затрат по районам (X;=i Z,), находятся двумя последовательными эта- пами: На первом этапе определяются районы, предпочтительные для размещения жилой застройки, и оптимальное соотношение средней этажности по городу, по- зволяющие получить минимальные суммарные приведенные затраты. В процес- се расчета на первом этапе предполагается, что во всех районах одно и то же соотношение этажности, следовательно, одна и та же плотность жилого фонда,(с?ср), равная средней по городу. Отсюда усредненные приведенные затра- ты составят: Zycped. ~ $стр. ajPj dCp Sz=l fyFj + X/=i riFi + X?=l > (9) где: yt — доля этажности Lj в z-м районе.
Рис.12. Схема размещения жилой застройки в плане города Учитывая принятое допущение об одинаковой этажности, Еу=1У7 = 1 . Минимальная Zycpe$ определяется следующим образом. Вводится последо- вательная нумерация районов, при которой с увеличением индекса района i воз- растает величина стоимости освоения и эксплуатации этого района (Ki) (руб. на 1 кв.м.), которая определяется из соотношения: dcp F Ojdcp (Ю) где: dcp — предварительно принятая средняя плотность жилого фонда по горо- ду- Таким образом, порядок нумерации районов соответствует переходу от ме- нее к более дорогостоящим районам. Во всех рассматриваемых вариантах терри- тория застройки города подбирается путем использования менее дорогостоящих районов в последовательном порядке их нумерации. Следовательно, достаточно рассмотреть варианты: Ж стр наименьшая возможная территория Fmin =------ , d max где: dmax — соответствует застройке города при самой высокой этажности;
__ Жстр наибольшая возможная территория Fmax - ~~ Cl min где: dmin — соответствует застройке при самой низкой этажности; промежуточные между dmin и dmax плотности, соответствующие полному исполь- зованию территории некоторого числа районов (Fz = Foj). Плотность определяется по формуле: ____ Жстр d — > SF,- где Fi — нарастающие итоги площадей районов в порядке их нумерации, попа- дающие в интервал Fmin и Fmax. В расчете используются только эти варианты, так как Zycped имеет минималь- ное значение, если несколько наименее дорогостоящих районов осваиваются за- стройкой целиком, а остальные варианты не используются. Вопрос о соотноше- нии этажностей, соответствующем значению dcp, решается отдельно. При двух типах этажности (L = 2) и di>dz соотношение У, определяется по формуле: У,= 4/1 - —-;У2 = 1-У1 . (П) dch d\~dz Если количество типов этажности превышает два, минимум Zycped. дости- гается путем отбора двух типов этажности с плотностями, ближайшими к ве- личине dcp., причем d\> dcp> d^. Соотношение между ними вычисляется по формуле (И). Ниже приводится пример расчета размещения жилой застройки для города на 100 тысяч жителей. Выделяются 9 расчетных районов (участков) (рис. 12). Их площади (Fo), показатели b, г, h, ли необходимые нарастающие итоги приведе- ны в табл. 9. Предварительно принято, что dcp = 3 500 кв.м /га. Могут быть применены четыре типа этажности (5, 9, 12, 16), показатели по которым приве- дены в табл. 10. Требуется разместить жилую застройку, исходя из норм жилой обеспеченности 15 кв.м/чел. То есть, Жстр = 1 500 тысяч кв. м. Наименьшая площадь территории жилых районов при сплошной 16-этажной застройке составила бы: Fmi„ = 1500 000/4150 = 361,45 га; при 5-этажной застройке : Fmax = 1 500 000/3100 = 483,95 га. В графе табл. 9 между этими площадями находятся 363 га (районы 1—6), 403 га (районы 1—7) и 445 га (районы 1—8). Варианты средних плотностей жилого фонда в полученном интервале равны: 4 150 м2/га, 1 500 000/363 = 4 132,2 м2/га, 1 500 000/403 = 4 722 м2/га , 1 500 000/445 = 3 370,8 м2/га и 3 100 м2/га.
Таблица 9. Расчетные показатели по районам яон-d n о Efo(ra) Ь(руб/м) О ZbFo гР(тыс.р.) сх Q н % м Ъ(тыс.р.) сх 6 3 й Л (руб. на 1м2) 1 65 65 9 585 585 1800 117 117 — — 9,5 2 68 133 19 1292 1877 4200 286 403 4500 4500 20,2 3 50 183 34 1700 3577 8000 400 803 3500 8000 36,3 4 65 248 45 2925 6502 17000 1105 1908 7000 15000 50,0 5 70 318 57 3990 10492 25000 1750 3658 12000 27000 64,2 6 45 363 63 2835 13327 30000 1350 5008 10000 37000 71,6 7 40 403 64 2560 15887 40000 1600 6608 15000 52000 75,5 8 42 445 65 2730 19617 41000 1722 8330 15000 67000 76,8 9 55 500 72 3960 22577 60000 3300 11630 25000 92000 89,3 Таблица 10. Стоимость 1 кв. м и плотность жилого фонда в зависимости от этажности Этажность aj усл. руб/м2 dj кв.м./га Этажность aj усл. руб/м2 dj кв.м./га 16 196 4 150 9 164 3 700 12 175 3 950 5 150 3 100 Плотность 4132,2 кв.м/га достигается применением 16- и 12-этажной заст- ройки (цифра 4132,2 в графе dj табл.10 находится между 4150 и 3950) при соот- ношении этажностей (11): У,6 = (4150/4132,2) • (4132,2 - 3950)/(4150 - 3950) = 0,9149 (91,49%); У12 = 1 - У16 = 0,0851 (8,51%). Плотность 3722 кв.м/га — при 12- и 9-этажной застройке: У12 = (3950/3722) • (3722 - 3700)/(3950 - 3700) = 0,0934 (9,34%); У9 = 1 - У,2 = 0,9066 (90,66%). Плотность 3 370,8 кв.м/га — при 9- и 5-этажной застройке: У9 = (3700/3370,8) • (3370,8 - 3100)/(3700 - 3100) = 0,4954 (49,54%); У5 =1 - У9 = 0,5046 (50,46%). Показатели застройки и основные элементы суммарных приведенных затрат по формуле (9) и пяти вариантам равномерной средней этажности застройки приведены в табл. 11, из которой видно, что наиболее экономичным является вариант III ( Zycped = 365 279,4). Второй этап решения задачи направлен на отбор вариантов с целью опреде- ления оптимальной этажности для каждого района. Решение на этом этапе со- стоит в следующем. Районы располагаются в порядке нумерации, соответствующем воз- растанию коэффициента Ь. В нашем примере этот порядок не отличается от ра-
нее принятого порядка возрастания %,-. Из типов этажности, принятых в соот- ветствии с усредненным оптимальным составом застройки, отбирается тип, да- ющий более высокую плотность (в нашем примере — 12 этажей), и им запол- няются все районы, начиная с первого, пока не будет построено принятое ко- личество зданий данной этажности. В нашем примере 12-этажные здания дол- жны дать: 1500 • 9,34%= 140,1 тыс. кв.м жилой площади. Таблица 11. Характеристики сопоставляемых вариантов и расчет приведен- ных затрат при равномерной средней этажности застройки Показатели Единицы измерения Варианты Общая площадь жилых домов этажностью тыс. кв.м. 1 2 3 4 5 16 1 500 1 372,3 — — — 12 — 127,7 140,1 — — 9 — — 1 359,9 743,1 — 5 — — — 756,9 1 500 Итого 1 500 1 500 1 500 1 500 1 500 Тер-рия УРо га 361,45 363 403 445 483,95 Номер р-она 1—5 и 6 1—6 1—7 1—8 1—8, 9 Ср.плотност кв.м/га 4 150 4 132,2 3 722 3 370,8 3 100 Vajyj руб/кв.м 196 194,22 165,03 156,94 150 ЖстрУщу) тыс.руб 294 000 291 318 274 540 235 404 225 000 УЫРо 13 229,4 13 327 15 887 18 617 21 421 dcpybiFo тыс.руб 54 901,8 55 070 59 131,4 62 754 66 406 yriiFo 4 961,5 5 008 6 608 8 330 10 667 УШ 37 000 37 000 52 000 67 000 92 000 Итого Zycpedn. 390 863,3 388 396 365 279,4 373 488,2 394 073,3 Вторым, следующим по плотности типом (9-этажные здания), заполняются остальные районы: 1500 - 140,1 = 1359,9 кв.м, жилой площади. При этом из четы- рех слагаемых, входящих в состав Zycpeb_, по формуле (9) изменяется только второе (dcpybiFi). Остальные остаются без изменения. Расчет приведен в табл. 12. Из сопоставления данных табл.9 и 10 видно, что оптимальное размещение застройки (сосредоточение в варианте III более высокой этажности в районе с наименьшим показателем Ь) дает экономию затрат по сравнению с равномерным размещением во всех районах: 59 131,4 - 58 861,6 = 269,8 тыс. руб. Общая сумма приведенных затрат составит: Z = 365 279,4 - 269,8 = 365 010,1 тыс. руб. Таким образом, в результате определено оптимальное размещение жилой за- стройки по районам и порайонное распределение этажности застройки и всего Жилого фонда. Оптимальное размещение жилой застройки каждого района су-
Таблица 12. Определение оптимального размещения застройки № района Fo, га Застройка при равномерной плотности dcp= 3 722 м2/га Застройка с оптимальным размещением тыс. м2 м2/га тыс.ру б. тыс.м2 ТЫС. усл.руб. 12 эт. 9 эт. ИТОГО d dbF 1 65 241,93 2177,4 140,1 109,2 249,3 3836,3 2244,2 2 68 253,1 1808,9 — 251,6 251,6 3700 4780,4 3 50 186,1 6327,4 — 185 185 3700 6290 4 65 241,94 10887 — 240,6 240,6 3700 10822,5 5 70 260,55 14851 — 259 259 3700 14763 6 45 167,5 10553 — 165,5 165,5 3700 10489,5 7 40 148.88 9528,3 — 149 149 3700 9472.0 Всего 403 1500 59133 140,1 1359,9 1500 3719,5 58861,6 щественно зависит от общего решения генерального плана города, от показате^ лей приведенных затрат на строительство во всех других районах. Данный метод позволяет размещать наиболее высокую этажность в районах с наименьшим показателем Ь, какими являются, как правило, центральные и примыкающие к ним районы. При этом учитывается величина потерь времени населением на трудовые поездки. Метод позволяет получать наибольшую плот- ность населения в тех районах, где транспортные условия наилучшие. Источник: Технико-экономические расчеты и обосно- вания в генеральных планах городов. — Киев, 1981. 14. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ЖИЛОГО РАЙОНА Функциональное зонирование жилого района в данном варианте осуществ- ляется на основе учета интенсивности использования каждой функциональной зоны жителями района во взаимосвязи с условиями доступности. Суть метода заключается в зонировании территории по критерию затрат времени на передви- жения в пределах района и на основе нормативного баланса территории жилого района — его функционального зонирования. Принимается допущение — на- чальными и конечными точками движения потоков жителей района являются
остановочные пункты общественного транспорта, которые связывают данный район со всей территорией города. Последовательность решения задачи. На плане оконтуривается территория проектируемого района. На ограничивающих исследуемый район магистралях размещаются остановочные пункты общественного транспорта с интервалами 500—600 м. В целях упрощения в приводимом на рис. 13 примере не учитывают- ся показатели времени прибытия и отправления для каждого остановочного пун- кта в масштабах всего города, то есть, не учитывается взаимосвязь района со всей структурой города. Относительно каждого остановочного пункта общественного транспорта строятся концентрические изохроны, исходя из скорости пешеходного движения 60—70 м/мин (изохроны строятся с интервалом в 1 мин) (рис. 13.1). На получен- ной статистической поверхности изохрон остановочные пункты общественного транспорта соединяются кратчайшими линиями с наименее доступными точка- ми в пределах района и относительно остановочных пунктов строятся изохроны пешеходного движения по выделенным направлениям (рис. 13.2). На план исследуемого района наносится регулярная сетка и, на основе пост- роенной выше изохронограммы строится цифровая планограмма времени дос- тупности каждой территориальной ячейки относительно остановочных пунктов общественного транспорта (рис. 13.3). В каждой ячейке выставляется соответ- ствующее число. Далее строится кумулятивная (с нарастающим итогом) кривая Лоренца, ха- рактеризующая распределение территории по времени доступности ос- тановочных пунктов общественного транспорта. Для этого на оси Y наносят вре- менные интервалы между изохронами, определяющие доступность каждой тер- риториальной ячейки, а на оси X — соответствующее им число территориаль- ных ячеек в пределах данной изохроны. Определяется баланс территории райо- на на основе нормативных положений СНиП. Для расчета могут быть использо- ваны данные табл. 13. Таблица 13. Баланс территории жилого района при различной этажности жилой застройки Этажность 5 6 7 8 9 12 Территория центров 10,85 11,30 11,75 12,18 12,95 13,51 Жилая территория 58,43 57,69 56,00 54,40 52,62 50,57 Школы и детские учр. 14,09 13,70 14,25 14,77 14,60 15,23 Микрорайонный сад 16,63 17,81 18,00 18,65 19,83 20,69 На основе баланса территории и кумулятивной кривой определяется размеще- ние основных функциональных зон в пределах района, исходя из допущения, что Центры располагаются на территории с минимальным временем доступности для Жилья, детских учреждений и зон отдыха. Время доступности последовательно Увеличивается до максимальных значений. Соответственно, на оси X наносятся

I — территории центров — жилая застройка | | — школы и детские сады — зоны отдыха (районный сад) • — остановки обществ, транспорта Рис. 13. Последовательность функцио- нального зонирования территории жило- го района 1 — Картограмма доступности территории района 2 — Картограмма доступности территории района с учетом преимущественных направ- лений пешеходного движения 3 — Цифровая планограмма доступности тер- ритории района 4 — Кумулятивная кривая соотношения меж- ду доступностью территории и балансом тер- ритории района 5 — Картограмма функционального зонирова- ния территории жилого района ми зонами (рис. 13.4) и из полученных точек восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с ними кумулятивной кривой. Полученные на кривой точки сно- сятся на ось У, в результате чего определяются временные параметры, ограничи- вающие территории каждой функциональной зоны. На планограмме очерчиваются ячейки, соответствующие каждой функциональной зоне (рис. 13.5). В результате строится территориальное распределение основных функциональных зон района и их размеры, основанные на отношении основных функциональных элементов к условиям их доступности всем населением жилого района. С учетом места жилого района в структуре города для каждого ос- тановочного пункта общественного транспорта предварительно рассчитываются средневзвешенные показатели времени отправления и прибытия по городу в це- лом, которые являются начальными величинами при расчете. Расчет ведется в описанной выше последовательности. При этом показатели затрат времени на передвижения внутри района складываются с показателями затрат времени на передвижения к каждому остановочному пункту в целом по городу. Данный метод принципиально может быть использован и при решении зада- ли функционального зонирования территории города. При этом в качестве ка- нальных и конечных точек движения населения, относительно которых ведется Расчет, принимаются основные узлы и фокусы тяготения потоков — места при- ложения труда, городской центр, центры жилых районов и др. Расчет ведется на основе нормируемого баланса территории города. Источник: Сладкое Д.В. Пути и средства повышения обоснованности проектов детальной пла- нировки. — М., 1882.
15. АНАЛИЗ УСЛОВИИ РАЗМЕЩЕНИЯ РАЙОНА РЕКОНСТРУКЦИИ В ПЛАНЕ ГОРОДА Функциональная оценка каждого участка городской территории в большой мере определяется удобством связей его о другими районами: местами приложе- ния труда, центрами обслуживания, жилыми районами, зонами отдыха. Количе- ственной мерой удобства принято считать средние затраты времени на передвижек ния. Экономия затрат определяет привлекательность участков для расселения, по- этому анализ условий размещения участка в плане города основывается на выяв- ления условий его доступности — «потенциала территории» по доступности: V ir= X j Aij hijr (1) где: Aj — общее количество возможностей удовлетворения потребностей вида г в исследуемом районе j; hyr — коэффициент, учитывающий влияние затрат вре- мени на передвижение между районами inj, используемый в гравитационной модели связей для описания снижения вероятности передвижения между этими районами с ростом затрат времени на передвижения (табл. 14). Таблица. 14. Коэффициент вероятности поездок в зависимости от затрат времени на передвижения Поездки Затраты времени (мин) до 10 10—20 20—30 30^10 40—50 50—60 трудовые 2,1 1,5 1,2 0,9 0,3 0,2 культурно-бытовые 3,0 2,3 1,5 1,0 0,5 0,3 рекреационные 3,5 2,5 2,0 1,4 0,9 0,6 Коэффициент влияния затрат времени на передвижения может также рассчи- тываться по формуле: A‘ = |W , (2) \tiJ ) где: tcp — средние затраты времени на передвижения (для трудовых связей 25- 30 мин.; для культурно-бытовых 30—35 мин.; для рекреационных 35—40 мин.) а — коэффициент, определяющий эмпирическую постоянную гравитационной модели связей (для трудовых связей а равно 2; для культурно-бытовых — 1,9 для рекреационных — 1,8). В качестве примера рассмотрим оценку размещения жилых районов относи тельно двух промышленных районов и городского центра (рис. 14). Исходные данные: в первом промрайоне работают 15 тыс. человек, во втором промрайоне — 10 тыс. человек, а в центре размещены места приложения труда для 20 тыс. человек. Данные о затратах времени на передвижения от жилых рай-
I — городской центр У////Л — жилые районы — пром, районы J_y — номера районов Рис. 14. Схема к примеру оценки размеще- ния жилых районов относительно мест при- ложения труда онов до мест приложения труда и коэффициенты эффективности, рассчитанные по формуле (2), приведены в табл. 15. Там же в графе 5 приведены оценки раз- мещения, определенные по формуле (1). Таблица 15. Оценка размещения жилых районов по отношению к местам приложения труда №№ рай- она Затраты времени на поездку, мин Оценка разме- щения, v Средний коэффи- циент эффектив- ности связей, (h). Средние затраты времени, мин Населе- ние, тыс. чел. Оценка удобства, Q Коэффициенты эффективности 1 пром. Р-н 2 пром. Р-н центр города 1 32 0,53 28 0,76 10 3,86 92,75 2,06 17,0 20 1,409 2 33 0,487 18 1,88 17 2,05 67,20 1,49 20,06 25 1,02 3 16 2,25 25 1,00 20 1,568 75,08 1,668 19,3 15 1,14 4 30 0,637 45 0,165 40 0,259 16,39 0,364 36,2 12 0,25 5 35 0,407 20 1,568 18 1,877 59,33 1,318 21,9 18 0,90 В среднем по городу 65,84 1,646 19,5 90 1,00 На основании полученных оценок размещения (V) определяются средние затраты времени на трудовые связи. Для этого определяется средневзвешенная оценка коэффициента эффективности связей:
_ Aj hjj ‘ ^jAj ’ (3) а затем рассчитываются затраты времени по формуле (2). Результаты расчета приведены в графах 6 и 7 табл.15. Средняя оценка размещения может быть оп- ределена взвешиванием порайонных оценок: У _ 'ZiViNi , (4) N гор Nj, N?op — население района i и города (тыс. человек). В нашем примере: 92,75 • 20 + 67,2 • 25 + 75,08 • 15 +16,39 • 12 + 59,33 • 18 ^СОЛ 90 На основании формул (2) и (3) могут быть получены средние величины ко- эффициента эффективности связей и средние затраты времени на трудовые по- ездки, равные в нашем примере 19,5 мин. Средняя оценка размещения, опреде- ляющая удобство размещения каждого района в сопоставлении с такой средней величиной, используется в оценке размещения районов: С = (5) Данные удобства размещения районов по отношению к местам приложения труда приведены в графе 9 табл. 15. Как видно, наилучшую оценку получил первый центральный район (величина удобства размещения более чем в 1,4 раза превышает среднегородскую оценку), а наихудшую — четвертый, оценка кото- рого составляет 0,25 от средней оценки размещения населения относительно мест приложения труда. Оценка функционального удобства размещения района по приведенной ме- тодике может проводиться для связей с различными объектами (местами разме- щения жилья, труда, отдыха, центрами обслуживания и т.д). Для комплексной оценки удобства размещения района в городе проводится анализ по всем груп- пам влияющих показателей. Совокупная оценка размещения района определяет- ся по трем частным оценкам путем их усреднения: Qf = KcQi* + KnQr + KeQiK; = 1 (6) где: ~КЖ, \т, — удельные веса, соответственно, — селитебной, про- изводственной территорий и территорий учреждений обслуживания в террито- риальном балансе города. Приближенно можно принимать: = 0,6; = 0,3 Хкб = 0,1. Источник: Заблоцкий ГА. Оценка функционального удобства городсксй территории. В сб «Развитие и застройка городов Украи- ны». — Киев. Буд1вельник, 1984.
16. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ И ЗАСТРОЙКИ РАЙОНА РЕКОНСТРУКЦИИ Предпроектные исследования реконструируемого района складываются из следующих этапов: I. Анализ состояния застройки. На основе натурных обследований выявляются характеристики капитальности, физического и морального износа застройки, ве- личина жилого фонда, стоимость реконструкции (рис. 15.1—15.2). Капитальность застройки определяется материалом стен и конструкций, а также конструктивной схемой здания. К опорным относятся здания и сооружения с показателем капи- тальности 100 и более лет (рис. 15.1). Амортизация (физический износ застройки) определяется процентом износа зданий. К опорным относятся здания с физичес- ким износом менее 40% (рис. 15.2). Моральный износ определяется степенью обес- ценивания здания в результате несоответствия архитектурного решения, уровня внутреннего благоустройства и отдельных инженерных устройств действующим нормам и техническим условиям, а также изменяющимся требованиям населения. Выражается в процентах к восстановительной стоимости. К опорному фонду мо- жет быть отнесена застройка с моральным износом до 25%. Анализ этажности застройки, наряду с историко-архитектурным анализом, является основанием для принятия решения по формированию градостроительной композиции. 2. Историко-архитектурный анализ застройки проводится на основе натур- ных обследований, изучения архивных литературных и картографических мате- риалов. В процессе анализа устанавливается наличие архитектурных и истори- ческих памятников, степень их ценности, характер взаимодействия памятников с окружающей их застройкой, основные элементы зрительного восприятия ар- хитектурных ансамблей (рис. 16). В результате комплексного анализа состояния и историко-архитектурной цен- ности застройки проводится ее классификация по категориям ценности, на осно- ве которой составляется опорный план, позволяющий определять масштаб и ха- рактер реконструкции застройки (см. рис. 16). Кроме анализа застройки в процессе предпроекгных исследований района реконструкции проводятся нижеследующие виды исследований. 3. Анализ социально-демографической структуры района. Данные по демог- рафической структуре получаются путем выборочного статистического обследо- вания. В результате анализа выявляется численность населения и его состав (поло-возрастной, семейный, социальный, профессиональный ). 4. Анализ характера использования территории проводится путем выявления всех функциональных элементов района, размеров участков различного назначе- ния. В результате анализа устанавливается целесообразность определенных ре- конструктивных мероприятий, полноценность состава функциональных зон, со- ответствие размеров участков и баланса территории действующим нормативам. 5. Анализ культурно-бытового обслуживания населения, целью которого являет- ся выявление уровня обслуживания населения, характера использования сложив- шейся системы культурно-бытового обслуживания в исследуемом районе и в при-
1. Капитальность застройки ЦЦ -1 категории - 150 лет - II категории - 120 лет - III категории - 100 лет s - IV категории - 50 лет ] - более 80% 2. Степень амортизации застройки/физический износ/ -до 20% ШИ -до 60% - до 40% ИИ -до 80% Рис. 15. Комплексный предпроектный анализ района реконструкции
— здания, составляющие ценную городскую среду — здания, искажающие историческую городскую среду Рис. 16. Историко-архитектурный анализ застройки памятники архитектуры — памятники истории мыкающей к нему зоне. В процессе анализа уточняется перечень и размещение дей- ствующих учреждений, радиусы их обслуживания, технологические данные и тех- ническое состояние имеющихся объектов обслуживания, их уровень соответствия нормам, изучаются возможности и необходимость размещения новых объектов. 6. Организация отдыха населения и озеленение внутриквартальных тер- риторий. Выявляется посещаемость озелененных территорий различными воз- растными группами населения, характер отдыха. Анализ существующей струк- туры озелененных территорий проводится путем выявления основных типов дворов и их оценки по степени озелененное™, благоустройства, возможностей использования для отдыха, а также приемов озеленения. 7. Анализ санитарно-гигиенических условий проводится в трех направлени- ях: установление границ вредного влияния промышленных предприятий, распо- ложенных вблизи исследуемого района; определение степени отклонения от норм инсоляции и аэрации жилых помещений и территорий; установление гра- ниц нормального для человека санитарно-гигиенического режима на территории района и в пределах жилых помещений. Для жилой застройки составляются кар- тограммы инсоляционных условий, устанавливаются территории и помещения, на которых наблюдаются отклонения от санитарных норм. 8. Анализ транспортного движения. Выявляется место исследуемого района в транспортной структуре города, характер и интенсивность транспортного и пешеходного движения по основным направлениям. Исследуются подвижность населения, закономерности расселения относительно мест приложения труда, скоростной режим движения транспорта.
сносимый (ветхий) фонд Рис. 17. Сводный опорный план района реконструкции 9. Экономические данные. Проводится сбор и анализ материалов, характерна зующих эффективность использования территории, технико-экономические пока- затели застройки, стоимостные показатели по жилому и общественному фонду. Итоги предпроектного градостроительного анализа сводятся в комплексный опорный план (рис. 17). ! ------------------------------------------ Источники: ^.Реконструкция крупных городов. — М., 1972. 2). Методика реконструкции го-? родов.— М., 1975. 3). Методика реконст^ рукции жилых кварталов центра Ленину града. 1970. 4). Предпроектные исследо- вания реконструкции жилых районов в ro-j родах Белоруссии. —Минск, 1980. 17. АНАЛИЗ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ПО ТЕРРИТОРИИ РАЙОНА При анализе плотности решается проблема определения действительных: функциональных границ зоны влияния пространственно распределенных объек-! тов. Областями решения задачи являются: анализ плотности распределения ис-! следуемых элементов или интересующего нас признака по территории (наприч мер, плотность населения, плотность размещения объектов обслуживания и др-)5
выделение зоны наивысшей концентрации объектов (например, выделение фун- кциональных границ городского центра); зонирование территории по условиям обслуживания; анализ плотности движения и др. Для решения задачи используется графоаналитический аппарат и проделыва- ются нижеследующие операции. Исследуемые элементы представляются в виде точечной планограммы (рис. 18.1), которая на основе регулярной сетки приводит- ся к формализованному виду. В каждой территориальной ячейке подсчитывается количество элементов и полученное число выставляется в соответствующую ячей- ку (рис. 18.2). Определяется непрерывное поле «ближайшего соседства», в резуль- тате чего устанавливаются и учитываются взаимосвязи каждой территориальной ячейки со всеми окружающими ее ячейками. Для этого определяется выровненное значение исследуемого признака в каждой ячейке, для чего подсчитывается сред- нее арифметическое от суммы удвоенного значения признака в исследуемой ячей- ке и в восьми окружающих ее ячейках. Так как в данном случае нам необходимо определять относительные (а не абсолютные) величины, характеризующие не ко- личество элементов в каждой территориальной ячейке, а их соотношение с други- ми, можно не определять среднее значение признака в каждой ячейке. Достаточно к удвоенному значению признака в исследуемой ячейке прибавить значения при- знака в восьми окружающих ее ячейках (рис. 18.3). Устанавливается иерархическая последовательность присоединения ячеек планограммы. Для этого ячейке с наивысшим показателем плотности объектов (признака) присваивается номер 1. К ней с номером 2 присоединяется соседняя, ближайшая к ней ячейка, имеющая наибольшее значение плотности объектов, и так далее, пока все пространство, занятое объектами, не будет ранжировано. Полученные номера ячеек фиксируются на планограмме (рис. 18.4). Если ячейки с большими числовыми значениями оказываются изолированными друг от друга ячейками с меньшими числовыми значениями, последние «присоединяются» до момента «сращивания» с первыми. Затем присоединение продолжается по об- щему правилу. По результатам анализа строится характеристическая кривая Лоренца. Для это- го на графике в прямоугольных координатах откладываются в соответствии с иерархией присоединения кумулятивные значения территории и числа объектов (рис. 18.5). Откладывается сначала значение ячейки, имеющей первый номер, за- тем сумма ячеек, имеющих первый и второй номера, и т.д. Для определения фун- кциональных границ зоны распределения элементов достаточно оконтурить тер- риторию, в пределах которой размещено 75% или 90% элементов (в зависимости от требуемой точности). На планограмме (рис. 18.4) оконтуривается такое количе- ство ячеек, в котором размещены требуемое количество элементов. Площадь по- лученной территории показывает функциональные границы зоны распределения элементов, а конфигурация территории — характер их распределения. Данный метод интересен тем, что в наглядном виде в графической форме позволяет описать интенсивность освоения территории, проанализировать плот- ность распределения исследуемого признака и выявить границы распределения этого признака.
125 101 95 98 105 93 88 103 126 120 100 Рис. 18. Выявление концентрации распределе- ния элементов по территории. 1 — точечная планограмма распределения элемен- тов, 2 — формализованная цифровая планограмма распределения элементов, 3 — планограмма выров- ненных значений распределения элементов, 4 — иерархия присоединения и выделение ареалов распределения элементов (территории, содержащие, соответственно, 25%, 50%, 75% и 90% элементов), 5 — кривая Лоренца, характеризующая неравномер- ность распределения элементов по территории. 3 1 4 5 4 3 5 6 4 1 1 4 11 15 13 16 24 23 11 1 3 10 23 31 30 39 46 40 14 2 6 17 37 56 68 71 69 45 17 3 5 18 37 65 84 89 68 46 19 4 3 10 44 72 86 75 59 37 15 3 4 19 47 71 69 58 43 25 12 1 6 27 48 65 64 55 38 20 8 6 27 48 60 58 55 47 29 12 2 2 21 45 51 47 46 47 28 15 3 1 7 30 34 31 33 26 26 12 3 1 8 15 18 14 11 14 10 6 1 1 3 6 5 3 2 3 3 1 107 82 91 65 94 62 102 81 99 89 90 115 123 124 127 60 50 51 68 74 66 56 80 55 79 119 57 79 114 106 61 97 67 104 77 48 26= 28: 49 47 52 53 76 69 63 72 78 73 83 87 92 96 110 117 111 112 121 118 581-32- 86 89 113 5
Математическим методом выявления плотности и характера пространствен- ного распределения элементов является метод «ближайшего соседства» Клар- ка—Эванса. Суть метода заключается в определении степени концентрации рас- пределенных по территории элементов. Этот метод дает возможность численно- го выражения любого распределения и заключается в измерении расстояния от каждой точки до ближайшей к ней. Вся совокупность полученных значений оп- ределяет характер распределения элементов в пространстве, численное выраже- ние которого может быть получено из соотношения: где: Rn — статистика распределения; D — среднее расстояние между ближайши- ми соседями; А — изучаемая территория в тех же единицах измерения; N — число точек на изучаемой территории. Значения находятся в пределах от 0 до 2,15. Если точки скучены, R = 0, если точки равномерно распределены по территории — 7? = 2,15. Если точки распределены случайно, R = 1,0. Таким образом, на непрерывной числовой шкале можно фиксировать с учетом смысла экстремальных значений (от 0 до 2,15) любое распределение элементов в пространстве. Модификация описанного метода разработана для выделения композицион- ного каркаса и определения характера и направлений его развития в связи с тер- риториальным ростом города [4]. Данная модификация основывается на допу- щении адекватности функциональной и композиционной структур города и свя- зана с выделением функционального каркаса и определением на этой основе композиционного каркаса. Процедура выделения функционального каркаса опи- сана выше. Непосредственное выделение композиционного каркаса города проводится в данном случае методом экспертной оценки путем фиксации наиболее активных в композиционном отношении элементов и связано с особенностями простран- ственного размещения процессов: «А» — генерирующих людские потоки, «Б» — организующих людские потоки, «В» — равномерно распределяющих эти потоки. Особенности эти заключаются в том, что названные процессы занимают в пространстве строго определенное положение относительно друг друга. Это находит отражение в композиционном построении города, что позволяет выде- лить зону наибольшей композиционной значимости — композиционный каркас. В структуру композиционного каркаса включаются значимые элементы природ- ного ландшафта и исторически сложившиеся элементы предшествующего раз- вития города. При этом фиксируются значимые элементы и связи между ними. Данный этап основывается, таким образом, на комплексном всестороннем ана- лизе композиционной активности элементов градостроительной композиции и, наряду с визуальной оценкой, включает сопоставление функционального карка- са с пространственной локализацией процессов, а также с ландшафтом и исто- рически сложившейся структурой плана.
Первая и вторая процедуры выделения композиционного каркаса дополня* ют друг друга. При этом первая (выделение функционального каркаса) реали- зуется на более объективной основе с использованием количественных харак^ теристик, вторая — в большей степени реализуется на качественном уровне. Сопоставление результатов, полученных при первой и второй процедурах, по- зволяет с достаточно высокой точностью определить композиционный каркас города. Источники: 1). Якшин А.М. Говоренкова Т.М., Стрель- ников А.И., Меркулова З.Е. и др. Графоана- литический метод в градостроительных исследованиях и проектировании.— М., 1979; 2). Стрельников А.И., Меркулова З.Е. Определение границ коммуникацион- ной территории в городах и системах рас- селения для описания транспортной ситу- ации: В сб. Транспортно-планировочная организация городов и групповых систем населенных мест, 1980; 3). Хаггет П. Про- странственный анализ в экономической географии.— М., 1968; 4). Мамаков Н.В, Влияние территориального роста городу на развитие его планировочной компози! ции.— М., 1980. 18. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРРИТОРИИ РЕКОНСТРУИРУЕМОГО РАЙОНА ГОРОДСКОГО ЦЕНТРА Анализ может проводиться на качественном (выявление набора и характе- ристик функциональных элементов) и количественном (соотношение функций) уровнях. Рассмотрим получение количественных характеристик функциональ- ной организации территории с помощью территориального распределения по- казателя (ИФИ), характеризующего соотношение общественных и жилой фун- кций. Рассмотрение его значений на разных участках позволяет установит!» присущую для каждого участка степень развитости общественных функций от- носительно жилой. Применение данного показателя для дифференциации тер* ритории реконструируемого района позволяет выявить границы зон с различ- ными количественными характеристиками взаимосвязи общественных и жи- лой функций. Исследование может вестись методом, суть которого заключается в построе- нии планограмм локализации показателя, характеризующего соотношение обще- ственных и жилой функций по ареалам, границы которых устанавливаются по
значениям данного показателя в заданных интервалах. Анализ проводится в сле- дующей последовательности. На масштабную подоснову накладывается регулярная сетка. На основании данных поквартального натурного обследования и обработки статистических данных определяется количество общественных и жилой функций в пределах каждой территориальной ячейки (рис. 19.2). Размеры территориальных ячеек принимаются близкими к размерам кварталов. В каждой ячейке подсчитывается показатель соотношения общественных и жилой функций. При этом сопоставляются не абсолютные емкости рассматрива- емых функций, а их доли относительно всей массы общественных и жилой фун- кций в границах исследуемой территории. Это позволяет измерять емкость фун- кций в различных единицах (площадь и кубатура зданий, количество проживаю- щего населения, данные функционального поквартального зонирования и т.д.). Вычисление показателя соотношения общественных и жилой функций осу- ществляется по формулам: ИФИ= Н 100% ’ W Н+Ж где: Н— площадь территории, занятой общественными функциями (по данным поквартального функционального зонирования); Ж — площадь территории, за- нятой жилой функцией. Ki ИФИ = —100% , (2) XKi SG где: Ki — кубатура всех зданий, относящихся к общественным функциям в z-й ячейке; IKj — кубатура всех зданий, относящихся к общественным функциям по району в целом; Сг — численность населения, проживающего в z-й ячейке; XCZ — численность всего населения района. На основе полученных количественных характеристик соотношения показа- теля локализации общественных и жилой функций строится планограмма функ- циональной принадлежности (рис. 19.3). При этом принимаются такие интерва- лы между полученными значениями показателя локализации, которые позволя- ют получить наглядность планограммы и дать ясную интерпретацию распреде- ления исследуемых признаков. Целесообразно принимать следующие интерва- лы значений показателя локализации (процент общественных функций в преде- лах расчетной территориальной ячейки).(рис. 19.3) : менее 25%, 26—50%, 51— 75% и более 75%. Построенная планограмма наглядно иллюстрирует реальное территориаль- ное распределение жилой и нежилой функций и позволяет классифицировать территорию по признаку преимущественной функциональной принадлежности, выявить зоны с различным балансом общественных и жилой функций, опреде- лить закономерности взаимного расположения этих зон.
Рис. 19. Определение соотношения жилой и общественных функций в пределах рекон- струируемого района 1 — Схема функционального зонирования района 2 — Территории, занятые общественными и жилыми функциями (а — территории жилой функ- ции; б — территории общественных функций) 3 — Планограмма распределения показателя локализации общественных и жилой функций (а - общественных функций менее 25%; б — 26— 50%; в — 51—75%; г — более 75%)
В процессе функционального анализа исторически сложившегося района за- частую приходится иметь дело с большим разнообразием функций и зонировать территорию не только по признаку соотношения общественных и жилой функ- ций, но и по соотношению общественных функций между собой. При этом вста- ет задача выделения из всего многообразия функций основного функционально- го типа той или иной территории. В качестве метода выделения одной или нескольких ведущих функций, ха- рактеризующих ту или иную территорию, может быть использован метод «ин- декса комбинирования» Уивера [2], который применим при изучении данных о любом распределении любых элементов или явлений, выраженных в процентах. Суть метода заключается в графическом моделировании условных ситуаций процентного распределения элементов и сопоставлении их с реально существую- щими на основе статистического метода «наименьших квадратов». В процессе решения задачи на основе результатов натурных обследований выявляется процен- тное распределение различных функций в пределах исследуемой территории. Каждой функции присваивается определенный номер или индекс. Строится гра- фик, на котором по оси X с равными интервалами откладываются индексы функ- ций, а по оси У — доля каждой функции во всей территории исследуемого района. Точки, характеризующие удельный вес каждой функции в структуре района, со- единяются между собой. Полученная ломаная линия определяет на графике дей- ствительное соотношение разных функций (на рис. 19 показана тонкой линией). Далее выявляется ведущая функция (или группа функций), определяющая место района в функциональной структуре города. Для этого на графике модели- руются условные ситуации: наносится однофункциональная ситуация, то есть условно считается, что вся территория (100%) занята какой-нибудь одной функ- цией и 0% — всеми остальными (рис. 20.1). Далее моделируется двухфункцио- нальная ситуация — соответственно 50%, 50% на две функции и 0 % — на все остальные (рис. 20.2); трехфункциональная — по 33,3% каждой из трех функ- ций и 0% — на все остальные (рис.20.3) и так далее. Линии условных ситуаций наносятся на график с действительным распреде- ление функций и по ним статистическим методом «наименьших квадратов» оп- ределяется степень подобия каждой кривой, отражающей условную функцио- нальную ситуацию реальной кривой. Для этого измеряется разность (У) между условными, смоделированными и фактическими данными (на графике представ- лены вертикальными линиями). Полученные данные возводятся в квадрат (/2) , а затем суммируются (Xf2). Самое близкое соответствие между условными мо- делями и кривыми, построенными на фактических данных, означает минималь- ную сумму квадратов отклонений. В приведенном на рис.20 примере минималь- ная сумма квадратов отклонений равна Е/2 = 628,27 (рис.20.3). Т.е., преобладаю- щими в приведенном примере функциями являются «а», «б» и «в». Приведенный метод позволяет выделять группу преобладающих элементов, отделять их от второстепенных и, таким образом, выявлять основной, преобла- дающий функциональный тип исследуемой территории. Проводя поквартальный анализ территории района, можно определять функциональный тип каждого
Рис. 20. Графический метод определения ведущей функции методом наименьших квад- ратов: а—е — функции квартала. В результате может быть получена схема сложившегося функциональ- ного зонирования территории района. Анализ может вестись на основе регуляр- ного районирования или поквартально. Приведенным методом можно исследовать распределение по территории любых элементов (признаков), соотношение между которыми может быть выра- жено в процентах. Например, может выделяться основной тип застройки по кри- терию этажности, стилевых характеристик и др., а также выявляться демографи- ческая структура района. Источники: 1). Рожина Н.И. Архитектурно-планиро- вочная организация зон городского цент- ра.— М., 1984; 2).Хаггет П. Простран- ственный анализ в экономической геогра фии. — М., 1968.
19. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УЧАСТКОВ ПРОГНОЗИРУЕМОГО РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВЕННЫХ И ЖИЛОЙ ФУНКЦИЙ Предлагаемый метод ориентирован на прогнозирование функционального развития отдельных участков городского центра на основе «инерционности про- цесса реконструкции» с учетом сложившегося ресурсного и архитектурно-худо- жественного потенциала. Метод базируется на применении пространственного варианта регрессион- ного анализа (тренд-анализа), в основе которого лежит положение о том, что пространственное распределение какого-либо признака является результатом действия двух родов причин — объективно присущих данному признаку регио- нальных тенденций и ошибок измерения (локального эффекта). В соответствии с этим метод определения участков прогнозируемого развития общественных и жилой функций направлен на выделение генеральной тенденции распределения признака на основе анализа его фактического распределения. На основании определения значений показателя локализации соотношения общественных и жилой функций в каждой ячейке стандартизированной сетки строятся исходные изолинии, образующие фактическую статистическую повер- хность. Исходные линии строятся лишь в зоне, ограниченной контуром ячеек с величиной показателя локализации не менее 5%, в пределах которой осуществ- ляется непрерывное изменение показателя локализации от его максимальных значений до установленной 5%-й величины. В этой зоне особенно тесно прояв- ляется взаимодействие общественных и жилой функций. Исходные изолинии проводятся через равные интервалы и соединяют 5%, 50% и 95% значений показателя локализации функций, что позволяет выявить границу равного соотношения общественных и жилой функций, а также зафик- сировать максимальную активизацию этих функций (рис. 21). Критерием для выделения участков прогнозируемого функционального раз- вития является генерализованная статистическая поверхность (тренд). Эта по- верхность отражает потенциально возможное функциональное соотношение для каждого участка исследуемой территорий, которое могло бы здесь сложиться под влиянием комплекса факторов, систематически действующих по всей анализиру- емой территории. В основе метода лежит прием «спрямления горизонталей», который предпола- гает определение исходных точек фактической статистической поверхности и по- лучение их усредненных значений с помощью введения дополнительных радиаль- ных расчетных сеток. При совмещении центров радиальных сеток с ядрами превалирующего развития общественных функций лучи этих сеток коррелируют с Направлениями, по которым осуществляется изменение соотношения обществен- ных и жилой функций. Пересечением радиальными лучами исходных линий (изо- линий) фактической статистической поверхности фиксируется местоположение точек с различным функциональным соотношением. В дальнейшем расчет усред- ненных значений показателя локализации функций производится именно по этим Точкам, что соответствует особенностям пространственно-временного развития
общественных и жилой функций. Количество радиальных сеток зависит от коли- чества ядер превалирующего развития общественных функций (изолиний с 95%- ми значениями показателя локализации общественных функций). Шаг лучей всех радиальных сеток принимается единым, равным 15°. Лучи радиальных сеток по- крывают исследуемый район в границах 5%-й изолинии (см. рис. 21). Построение генерализованной статистической поверхности осуществляется с помощью определения усредненных значений для каждой точки фактической статистической поверхности, зафиксированной исходной изолинией и лучом ра- диальной сетки. Для этого в пределах каждой сетки для каждой исходной изоли- нии (соответствующих 5%, 50% и 95% показателя локализации функций) стро- ится ее трендовый аналог по точкам, определенным из соотношения: jt =. , (1) z 3 где: // — расстояние по лучу от центра радиальной сетки до исходной изолинии; L) — расстояние по лучу от центра до изолинии тренда; i — номер луча радиаль- ной сетки. Определение трендовых значений по данной формуле обеспечивает выпол- нение критерия «сходимости тренда» (сумма всех положительных и отрицатель- ных значений отклонений исходных изолиний от трендовых равна 0). Расчет трендовых значений для каждой исходной изолинии ведется последовательно по точкам их пересечения с радиальными лучами. В ряде случаев изолинии имеют участки, на которые распространяются действия лучей различных сеток. При построении каждой трендовой изолинии необходимо строго разграничивать зоны действия радиальных сеток, соответствующих определенным ядрам прева- лирующего развития общественных функций. Построенные по трендовым значениям изолинии образуют генерализованну- го статистическую поверхность (рис. 22), являющуюся приближением к резуль- татам действия систематической компоненты и характеризующую сложившиеся функционально-планировочные тенденции на исследуемой территории. В ре- зультате могут быть получены три ситуации. I. Исходное значение показателя локализации функции больше трендового (Ц < Цт)> то есть величина полученного отклонения положительна. Это указыва- ет на возможность увеличения общественных функций. 2. Исходное значение показателя локализации функции меньше трендового (li > lim), то есть величина полученного отклонения отрицательна. Это указывает на возможность увеличения жилой функции. 3. Исходное значение показателя локализации равно трендовому (Ц = Цт), то есть величина полученного отклонения равна 0. В данном случае увеличение плот- ности и распространение общественной и жилой функций не прогнозируются. ) Ц < lim = (+)w — увеличение общественных функций ' > = — увеличение жилой функций
Стандартизированная сетка для расчета показателя локализации функций Исходные изолинии статистической поверхности Размещение радиальных сеток для расчета генерализованной тенденции распределе- ния показателя локализации функций Рис. 21. Размещение радиальных сеток для расчета генерализованной тенденции рас- пределения показателя локализации функций
Определение участков прогнозируемого развития общественных и жилой фун- кций осуществляется путем сопоставления фактической и генерализованной ста- тистических поверхностей. Согласно положениям регрессионного анализа, полу- ченные при этом отклонения являются вероятностными — случайными. Поэтому в данном случае отклонения исходных значений показателя локализации функции от трендовых являются случайными. Сопоставление фактической и генерализо- ванной поверхностей производится с помощью проведения изолинии, соединяю- щей точки, где исходные значения показателя локализации функций равны его трендовому значению, то есть отклонение равно 0. Изолинии нулевых отклонений являются границей, за пределами которой действуют случайные факторы, влияние которых не распространяется на территорию города в целом. Территории, распо- ложенные внутри этой изолинии, характеризуются отрицательной разностью ис- ходных и трендовых значений показателя локализации функций, указывающей на увеличение жилой функции. Территории, расположенные вне нулевой изолинии, характеризуются положительной разностью исходных и трендовых значений пока- зателя локализации функций, указывающей на увеличение общественных функций Прогнозирование развития общественных и жилой функций может осуще- ствляться лиЩь на тех участках, где отличие исходных значений показателя ло- кализации от трендовых превышает по абсолютному значению отклонения обусловленные случайными факторами. Для выявления таких участков опреде- ляется доверительный интервал изолинии нулевых отклонений и исследуются в дальнейшем только те участки, на которых отклонения от тренда выходят за гра- ницы этого интервала. В данном случае доверительное отклонение от тренда может быть вычислено из соотношения: Рис. 22. Совмещение фактического и генерализованного распределения показателя ло- кализации функций 1 — изолинии фактического распределения показателя локализации; 2 — изолинии генерализо- ванного распределения показателя локализации функций.
1 Рис. 23. Размещение ареалов развития жилой и общественных функций: 1 — ареал наиболее вероятного увеличения общественной функции; 2 — ареал вероятного увели- чения общественной функции; 3 — ареал наиболее вероятного увеличения жилой функции; 4 — ареал вероятного увеличения жилой функции; 5 — граница зон увеличения жилой и обществен- ных функций. Di = [/? -/']= j > (2) где: // — расстояние от центра радиальной сетки до изолинии нулевых отклоне- ний; Ifl — расстояние от центра радиальной сетки до доверительных изолиний; W— среднеквадратичное отклонение трендовых изолиний от изолинии нулевых отклонений; D, — доверительное отклонение; b — доверительная вероятность. Доверительная вероятность выбирается в данном случае из тех соображений, что участки прогнозируемого развития общественных и жилой функций локали- зуются там, где вероятность изменения показателя локализации функций более 50%. Поэтому в силу нормальности закона распределения отклонений фактичес- ких изменений от трендовых доверительным интервалом являются отклонения от изолинии нулевых отклонений на величину, равную £=0,6756. Значения отклоне- ний, превышающие по абсолютной величине доверительный интервал, картиру- ются изолиниями (рис. 23). Отрицательные отклонения находятся в зонах увели- чения жилой функции, положительные отклонения — в зонах увеличения обще- ственных функций. Участки внутри доверительных изолиний являются местами прогнозируемого развития общественных и жилой функций. Представленный ме- тод применим для выявления зон локализации практически любых территориаль- ных ресурсов, выявления их соотношения и тенденций развития. Источник: Рожина Н.И. Архитектурно-планировоч- ная организация общественных зон город- ского центра, 1984.
20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫХ РЕЗЕРВОВ ПЛАНИРОВОЧНОЙ СТРУКТУРЫ ГОРОДА В процессе развития города изменяются требования как к отдельным его эле- ментам, так и ко всей планировочной структуре. В соответствии с развитием городской структуры во времени возникает необходимость выявления потенци- альных возможностей (резервов) количественных и качественных изменений городских территорий, что связано с необходимостью интенсификации исполь- зования территорий, а зачастую и изменения их функционального содержания. Метод основывается на учете факторов, влияющих на трансформацию эле- ментов планировочной структуры города в процессе его развития во времени. К таким факторам относятся: доступность, социальная значимость территории, центральность, наличие коммуникаций, затраты, связанные с переоборудовани- ем территории и наличием пространственных резервов. Каждый из этих факто- ров в той или иной степени предопределяет возможность размещения новых объектов на данном участке территории. Для выявления потенциальных резер- вов каждого участка проводится пофакторный анализ. Исследуются нижеследу- ющие факторы. Доступность, измеряемая в минутах. В процессе анализа выявляются харак- теристики доступности каждого участка территории города. В результате стро- ится совокупная карта-схема наиболее благоприятных территорий по условиям доступности, центральности и связности. Наличие коммуникаций рассматривается по двум показателям: транспорт- ные коммуникации и инженерные сети. По транспортным коммуникациям учи- тывается категория магистрали и ее пропускная способность, позволяющие су- дить о возможности обеспечения связности данной территории с другими райо- нами города. Наличие инженерных коммуникаций позволяет выявить резервы их развития. В совокупности наличие транспортных и инженерных коммуникаций определяет необходимый объем капиталовложений при новом строительстве. Территории, обладающие резервами по данному фактору, могут быть оценены как потенциально изменяемые, так как наличие резервных коммуникаций, как правило, вызывает размещение новых объектов. Затраты на освоение территории складываются из затрат на инженерную подготовку территории, которые зависят от гидрогеологических природных ус- ловий. Территории, требующие наименьших затрат на их освоение, выступаю! как наиболее благоприятные для первоочередного освоения. Наличие пространственных резервов включает социальную значимость тер- ритории, определяемую предпочтением населением того или иного ее участка. В результате анализа составляется совокупная карта-схема. Для этого все размерные характеристики преобразовываются в безразмерные, чтобы иметь возможность их сопоставления. В рамках данного метода предлагается задавать- ся диапазоном изменения для отвлеченных единиц по десятибалльной шкале. При составлении таблицы с безразмерными числами наилучшим показателя^
Рис. 24. Определение пространственных резервов территории: 1 — анализ территории по сумме факторов; 2 — картирование территории по сумме безразмер- ных единиц; 3 — определение количественных резервов; 4 — приемы включения территориаль- ных резервов
приписывается значение 1, а остальным — соответственно до 10 (табл. 16). При этом устанавливается весовой коэффициент (Кв), который может быть получен на основании экспертной оценки для каждой конкретной градостроительной ситуации. Полученная максимальная сумма с применением поправочного коэф- фициента будет определять потенциальные возможности изменяемости террито- рии (рис. 24). Определив кадастр значимых территорий, влияющий на потенциальные воз- можности территории по перечисленным критериям, можно определить про- странственный резерв того или иного участка. Этот резерв позволяет включать новые объекты, необходимость размещения которых возникает по мере услож- нения функционально-пространственной структуры города. Наибольшая сумма по перечисленным показателям может свидетельствовать о реальных предпосыл- ках будущих перемен на данном участке. Оценив по баллам каждый из показате- лей, вся территория может быть ранжирована по потенциальным возможностям ее изменяемости. Соответственно, территории с наиболее высокими баллами обладают более благоприятными условиями для их дальнейшего более интен- сивного использования. Каждый из оцененных в баллах участок территории об- ладает соответствующим потенциалом насыщения первоначальной планировоч- ной структуры. Таблица 16. Соответствие размерных и безразмерных характеристик Доступ- ность, мин Безраз- мерная шкала Затраты на 1 га, Безраз- мерная шкала Простран- ственный резерв, га Безраз- мерная шкала Коммуникации (ширина в красных линиях Безраз- мерная шкала 50 1 2 400 1 3 1 20 1 45 2 2 300 2 6 2 30 2 40 3 2 200 3 9 3 35 3 35 4 2 000 4 12 4 40 4 30 5 1 900 5 15 5 50 5 ; 25 6 1 800 6 18 6 60 6 20 7 1 400 7 21 7 75 7 15 8 1 300 8 24 8 90 8 10 9 1 200 9 27 9 100 9 5 10 1 100 10 30 10 130 10 Данный метод позволяет учитывать изменения на уровне планировочного каркаса города в^ целом, то есть определять возможности его донасыщения струк- туроформирующими элементами. Источник: Манукян В.А. Реализация генерального плана на начальных этапах строительства города, 1988.
21 .ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ЕМКОСТИ ОБЪЕКТОВ РАЙОНА ПО КРИТЕРИЮ ТРАНСПОРТНОЙ ЕМКОСТИ Взаимозависимость количества посетителей и транспортных средств, прибыва- ющих на территорию исследуемого района, а также определенные транспортные возможности сложившейся уличной сети района, позволяют определить допусти- мую степень его функционального насыщения, исходя из планировочных характе- ристик сложившейся уличной сети, которые непосредственно влияют на величину и распределение транспортных потоков. То есть, максимально допустимое количество посетителей, которое может быть обслужено всеми объектами исследуемого района за единицу времени, не должно превышать общего количество пассажиров, которое может быть перевезено за то же время таким количеством транспортных средств, которое не превышало бы «транспортной емкости» района. Максимальное количество транспортных средств (в условных приведенных единицах), движущихся по стабильной уличной сети и находящихся в комфорт- ных условиях движения, зависит от суммарной пропускной способности этой уличной сети. При этом необходимые условия комфортности достигаются толь- ко в том случае, когда суммарное количество транспортных единиц не превыша- ет практически допустимую нагрузку уличной сети района по условиям пропус- кной способности. Максимальный транспортный поток, который может за единицу времени вхо- дить в пределы исследуемого района, определяется из соотношения: п п (1) И=1 И=1 п где: X Mnpi — количество приведенных транспортных единиц, прибывающих в час «пик» на территорию исследуемого района; NiKi — пропускная способность отдельных входящих магистралей у внеш- ней границы района. Количество приведенных транспортных единиц, проходящих в течение расчет- ного времени по наиболее загруженному участку уличной сети района, не должно превышать его пропускной способности, что определяется соотношением: ^Mnp'l ср ' куч -----------<N -кл> <2> L где: 1ср — средняя дальность пробега по уличной сети района; L — суммарная Длина магистральных улиц; N — пропускная способность одной ленты движе- ния; Куч — коэффициент перегрузки отдельных участков улиц по отношению к средней; Кл — коэффициент многополосности. Расчет ведется отдельно для легковых автомобилей и общественного транс- порта, исходя из различной провозной способности и различной площади улиц,
занимаемой каждым видом транспортных средств при движении. Оптимальное количество посетителей, прибывающих в исследуемый район на транспорте, может быть определено из соотношения: ^ZA/zylOOO (3) А+в кпр ’ где: А и В — количество единиц, соответственно, легковых автомобилей и обще- ственного транспорта на 1000 перевезенных пассажиров; Кпр — коэффициент при- ведения подвижного состава общественного транспорта к условным единицам. Количество посетителей района, прибывающих из зоны пешеходной доступ- ности, составит величину: k'-PtH 365 (4) где: к ’ — коэффициент, показывающий удельный вес передвижений, приходя- щихся на час «пик»; pt — посещаемость зоны исследуемого района с культурно- бытовыми целями жителями зоны пешеходной доступности; kt — коэффициент пользования транспортом; Н — расчетное население зоны пешеходной доступ- ности исследуемого района. Ориентировочное количество посетителей, прибывающих на автомобилях, находящихся в расчетное время на автостоянках, можно определять, исходя из наличия территорий для размещения автостоянок: _F п 10000 Рс= 7 ’ где: F — территория, пригодная для размещения автостоянок (га); п — наполня- емость кузова приведенного автомобиля; f — площадь автостоянки, занимаемая одним автомобилем. Общее количество посетителей, которые могут прибывать и находиться на территории исследуемого района в час «пик», не создавая дискомфортных усло- вий функционирования его элементов, составят сумму Pt и Pg. Оптимальная сум- марная емкость объектов исследуемого района, исходя из его транспортной ем- кости, может быть рассчитана на основе полученной величины ZP. Данный метод позволяет определять ориентировочную нагрузку транспортным и пешеходным движением района со сложившейся и стабильной уличной сетью и планировать интенсивность входящего потока, а также его распределение по терри- тории. Полученные результаты возможного насыщения посетителями исследуемого района могут сопоставляться с реальными данными суммарной емкости, получен^ ными на основе существующей статистики. На основе полученных результатов при^ нимается решение о функциональной нагрузке района в процессе реконструкции. 1 Источник: Сосновский В.А. Трансформация функцио^ нальной и транспортной структуры исто-* рических центров крупных городов, 1974.,
22. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ И ГРАНИЦ ГОРОДСКИХ УЗЛОВЫХ РАЙОНОВ Городской узловой район — относительно обособленный элемент функцио- нально-пространственной организации города, формирующийся на основе важ- нейших транспортно-коммуникационных узлов и реализующий в своих преде- лах комплекс основных видов городской активности. Центральным элементом структуры городского узлового района является транспортно-коммуникацион- ный узел и тяготеющие к нему участки транспортно-коммуникационной сети. Границы городского узлового района определяются удобством функционирова- ния составляющих его объектов и радиусом пешеходной доступности коммуни- кационного узла. Фактическая граница узлового района зависит от условий его расположения в системе планировки города. Предлагаемый метод направлен на функциональную дифференциацию тер- ритории городского узлового района, а также на определение целесообразности размещения того или иного объекта в пределах исследуемой территории. Метод основывается на зависимости функциональной емкости объектов, размещаемых в пределах городского узлового района, и условий доступности объектов разной функциональной емкости. Существует прямая зависимость между размещением функциональных объектов в пределах узлового района и интенсивностью их функционирования. Интенсивность функционирования объекта (т) может быть оценена показателем условной суммарной посещаемости: т = а х w, (1) где: а — функциональная мощность объекта, измеряемая количеством работаю- щих в одну смену для предприятий, зрительных мест — для зрелищных учреж- дений, рабочих мест обслуживающего персонала — для учреждений обслужива- ния; w — частота посещаемости объекта, измеряемая отношением продолжи- тельности времени функционирования объекта в течение суток (tp) и условного времени единичного посещения (ten). Условная суммарная посещаемость объекта, т.е. общее количество посетите- лей безотносительно к функциональному профилю, характеризует интенсивность его функционирования или его функциональную емкость. Установлено, что объек- ты с высокими значениями суммарной посещаемости располагаются, как правило, в интервале расстояний 70—150 м (1—2 мин) от контактных распределителей, тя- готеющих к транспортно-коммуникационному узлу; объекты с относительно низ- кими значениями показателя располагаются на периферии узлового района. Таким образом, возникает необходимость определения зон размещения объектов разного уровня суммарной посещаемости в пределах узлового района, т.е. необходимость дифференциации его территории. В соответствии с этим в пределах исследуемой территории узлового района выделяются две основные зоны — ядро и периферия. Ядро — область концентрации объектов с высокой
Ч - (2) 0 при tij > Т, интенсивностью функционирования в пределах комфортной пешеходной дос- тупности транспортно-коммуникационного узла. Периферия — внешняя зона уз- лового района, где размещаются объекты с более низкими показателями интен- сивности функционирования. Критерием выделения области пространственной локализации ядра город- ского узлового района может служить плотность функционально-пространствен- ных связей между объектами. Для этой цели может быть использован показатель связности (dy): dit = Ху ’ ку при условии: ку где: i — индекс оцениваемого объекта;у — индекс объекта, отличного от i; - суммарная посещаемость объекта i ; ty — время пешеходной доступности по кратчайшему маршруту от i до у ( пороговое значение t = 4 мин). Анализ связности объектов позволяет объективно выявить ядро узлового района как область высоких значений этого показателя. Более наглядная картина получается, если использовать интегральный показатель — структурно-функци- ональный показатель объекта, учитывающий не только его связность, но и ин- тенсивность функционирования: Ру— Qi • JZT , (3) где: — связность объекта (4 мин.); Qi — относительная посещаемость объек- та /, определяемая как отношение его суммарной посещаемости mi к общей по- сещаемости всех объектов узлового района Zw, выраженное в процентах: т с=-^юо%. (4) 2-,т ' ' Формальным методом выявления структурообразующего ядра может слу- жить процедура определения точки перегиба на кумулятивной кривой распреде- ления структурно-функционального потенциала. Пороговое значение для опре- деления принадлежности объекта ядру функционально-пространственной орга- низации узлового района устанавливается на основе конкретного распределения значений структурно-функционального потенциала. Для определения целесообразности размещения объекта в той или иной зоне узлового района может применяться такая характеристика как степень проявле- ния объектом свойств коммуникативности (К), которая может быть определена из соотношения: К = —^—100% (5) т + п v где: т - количество посетителей объекта в течение суток; п - количество работа- ющих, учащихся и т.д.
Таким образом, применение данного метода дает возможность дифференци- ровать зону влияния транспортно-коммуникационного узла в зависимости от ее потенциала по критерию доступности и отношения к этому критерию характе- ристик размещаемых объектов. Емкость каждой группы объектов может быть определена, исходя из удель- ного веса каждого объекта в общей структуре передвижений населения: тх + т2 + т3 +... + тп ’ w где: nii — коэффициент, показывающий удельный вес объекта в общей структуре передвижений его зоны влияния; zni,zn2...— соответствующие коэффициенты со- пряженных объектов данной зоны влияния. Источники: 1) Токарева Г Ш. Формирование и разви- тие городских узловых районов, 1985; 2) Сосновский В.А. Трансформация функ- циональной и транспортной структуры ис- торических центров крупных городов, 1974. 23. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ТЕРРИТОРИИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЦЕНТРОВ ТЯГОТЕНИЯ ПО УСЛОВИЮ ДОСТУПНОСТИ Метод определения границ территории размещения центров тяготения заклю- чается в том, что размеры и форма территории выявляются по факторам, входя- щим в параметр доступности. Вводятся следующие показатели: «поле тяготения объекта» — территория, за пределами которой вероятность совершения передви- жений к объекту пренебрежительно мала. Характеризуется площадью; предель- ным радиусом (Rum) — затратами времени на передвижение от центра поля до наиболее удаленных по времени точек поля; допустимым радиусом (duim) — вели- чиной нормируемых затрат времени на передвижение к центрам тяготения данно- го ранга; координатами каждого корреспондирующегося объекта. Все перечислен- ные показатели определяют характеристики параметра доступности, который включает учет двух условий: затрат времени на передвижение к объекту людей и грузов и условий соответствия потенциала места потребностям объекта. Решение проблемы складывается из последовательного выполнения ниже- следующих операций. 1. Определение границ поля тяготения. Объекты тяготения каждого функци- онального типа ранжируются. Ранжирование производится на основе зависимос- Ти di ит от tUH — среднего интервала между потреблением отдельных видов услуг, включенных в объект. Для каждого ранга устанавливается своя величина di цт. В
качестве основания для определения количества рангов может служить зависи- мость между количеством (Nj) услуг, возможностей и др., предоставление которых входит в i -ю функцию, и величиной среднего интервала d, ин между потребностя- ми в этих видах услуг каждого жителя. Для каждого ранга в j -й функции устанавливается величина предельных затрат времени на передвижение (d, iim) для соответствующего z-ro ранга: — ilog2 — ^ilim=<-/ Z+bx, (1) d где: L — количество рангов, определяемых указанным способом; log2 -7— — — ”z показатель меры информативности; dt— средняя величина затрат времени на передвижение для объектов данного ранга. 2. Определение индекса привлекательности каждого объекта тяготения из системы существующих объектов исследуемого функционального типа. Опреде- ление ведется, исходя из учета влияния на него следующих показателей: Кк — комфортность передвижения; j — мера информативности; Ку — близость к дру- гим объектам тяготения, входящим в цепочку. 3. Построение границ поля тяготения. Построение осуществляется по следующему принципу. Территория города делится на элементарные терри- ториальные ячейки. На план города наносятся соответствующие объекты тяготе- ния одного из вычлененных рангов. В каждой территориальной ячейке опреде- ляется значение вероятностей совершения передвижения к каждому из суще- ствующих объектов этого ранга, которое может быть определено из соотноше- ния, предложенного Хуффом: FFyX1 -dj2 PiJ ~ • dj2 ’ (2) где: dy — расстояние между z-й ячейкой и у-м объектом; Wj — индекс привлека- тельности у-го объекта тяготения. Для того, чтобы полученная информация была более наглядной и удобной для дальнейших преобразований, строится векторная планограмма. Для этого в каждой ячейке по направлениям, соединяющим центр ячейки с существующими объектами, откладывается величина вероятностей совершения передвижений к этим объектам. Границы поля тяготения существующих объектов пройдут по тем ячейкам, в которых максимальные значения Pij окажутся равными для двух и более существующих объектов или будут равны пороговому значению. Граница поля тяготения нового объекта пройдет по ячейкам, в которых Pij окажется по- роговым. То есть, выявляются проблемные территории, к которым условия пере- движения в существующей системе объектов неудовлетворительны. 4. Определение основных пространственных параметров выявленного поля тяготения (площади территории, предельного радиуса (Rum), величины до- пустимого радиуса (dt iim). Предельный радиус измеряется в единицах времени. Поэтому, для того, чтобы определить наиболее удаленные от центра поля тяготе-
ния точки и выявить сам центр, целесообразно провести преобразования метри- ческого изображения поля тяготения с переходом к масштабу времени (анамор- фоз). (Метод проведения подобных преобразований см. далее в разделе «Графи- ческое преобразование метрики городского пространства»). Для определения центра на границе поля тяготения выбирается произвольно ряд равноудаленных друг от друга точек, в совокупности характеризующих кон- фигурационные особенности границы. От каждой точки строятся изохроны. Да- лее проводится преобразование метрического изображения территории во вре- менное (анаморфоз). Предельный радиус поля тяготения (7?/zw) в данном слу- чае — это радиус описанной вокруг полученного анаморфированного изображе- ния окружности. Из условия di цт = Кцт определяется величина dt цт и ранг объектов тяготения, который соответствует пространственным параметрам поля. 5. Определение местоположения, размера и формы территории объекта тяготения по затратам времени на передвижения людей. В пределах территории поля тяготения определяются зоны с наилучшими ус- ловиями доступности основной массы охватываемого населения. Для этого может быть применен известный метод построения объемлющих изохрон М.О. Хауке*: Y.tkl Ъ"к1 ’ (3) где: t — средневзвешенная величина удаленности любой точки города от цент- ров массового посещения (мин); t — удаленность этой же точки от каждого из учитываемых пунктов посещения; к — коэффициент «вероятности» расселения в зависимости от удаленности точки от пункта; I — посещаемость каждого из учитываемых пунктов посещения, выраженная в относительных величинах (в процентах от суммарной посещаемости всех учитываемых пунктов). Изолинии средневзвешенной доступности могут быть построены графичес- ким методом, разработанным Надыршиным Н.М**. В результате построения можно выделить границы зон с наилучшими условиями средневзвешенной дос- тупности t — по условию, что t -» min (Рис. 25). Далее выбирается территория по условию обеспечения доступности, не пре- вышающей нормативные ограничения затрат времени. Для этого выявляются наиболее удаленные точки поля тяготения — вершины описанного выпуклого многоугольника относительно анаморфированного изображения поля, из вершин многоугольника проводятся в поле тяготения дуги окружностей радиусом, рав- ным допустимому. Наименьшая площадка, образованная пересечением этих дуг, и будет являться территорией, рекомендуемой для размещения объекта по усло- вию dimin (рис. 26). Если di цт < Лцт , необходимо расчленить исходную террито- рию выявленного поля тяготения на части для размещения не одного, а несколь- ких объектов тяготения. * Хауке М.О Расселение в городах. Основные закономерности и методы расчета.—М., ЦНИИПградост- роительства, 1965. ** см. метод построения картограмм затрат времени на передвижения (хронографа) Надыршина Н.М.
Рис. 25. Определение границ территории центра тяготения по условию доступности населения 1 — границы поля тяготения; 2 — определение ограничений территории по затратам времени от наиболее удаленных точек (2.1 — построение изохрон от оси поля тяготения; 2.2—2.3 — постро- ение анаморфированного изображения поля тяготения); 3 — карта объемлющих изохрон; 4 — выявление ограничений территории объекта тяготения по условию соответствия потенциала ме- ста потребностям объекта; 5 — определение границ участка центра тяготения по условиям 2, 3,4
Рис. 26. Графический принцип определения границы территории объекта тяготения по условию обеспече- ния доступности, не превышающей нормативную (на анаморфированном изображении). 6. Карты поля тяготения с выявленными территориями для размещения объекта тяготения по условиям t —> min и сЦ цт = Rjim накладываются друг на друга. Далее определяется площадь пересечения выявленных участков террито- рии (рис. 25.5). Площадь их пересечения является территорией, удовлетворяю- щей требованиям к размещению объекта по двум условиям. Если площадь пересечения отсутствует, это означает, что в данном поле тяго- тения не существует рационального решения по размещению объекта тяготения заданного типа и ранга привлекательности, позволяющего обеспечивать требуе- мый уровень затрат времени на передвижение населения. Следовательно, необ- ходимо изменить параметры поля тяготения, условия доступности или рас- смотреть возможность размещения не одного, а нескольких объектов. Источник: Надыршина Л.И. Графический метод оп- ределения территорий объектов тяготения по условию доступности, 1986. 24. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ТЕРРИТОРИИ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ТЯГОТЕНИЯ ПО УСЛОВИЮ СООТВЕТСТВИЯ ПОТЕНЦИАЛА МЕСТА ПОТРЕБНОСТЯМ РАЗМЕЩАЕМОГО ОБЪЕКТА Потенциал территории оценивается при помощи следующих показателей: ~ среднесуточная резервная плотность общественного транспорта; ~ среднесуточная резервная плотность грузовых дорог; ~ среднесуточная резервная плотность пешеходных путей; ~ резервная плотность сетей общественного транспорта в час пик; ~ резервная плотность грузовых дорог в час пик; ~ резервная плотность пешеходных путей в час пик.
Суть предлагаемого метода состоит в следующем. 1. Поле тяготения делится на элементарные территориальные ячейки. В каж- дой территориальной ячейке определяется значение каждого из перечисленных потенциалов. Получаются 6 карт оценки территории по каждому из показателей. 2. На каждой из шести карт вычленяются территории, в которых удовлетво- ряется условие Pki^ > Pki(^ , где Рт — средневзвешенные возможности транс- портной (пешеходной) сети; Ро — среднесуточные потребности перевозок (лю- дей, грузов). В результате получаем шесть ареалов для дальнейшего анализа. 3. Наложив карты полей тяготения с изображениями всех выявленных ареа- лов, выявляем область территории, принадлежащую всем ареалам. Эта террито- рия соответствует потребностям размещаемого объекта тяготения с необходимы- ми ограничениями по показателям потоков. Отсутствие области пересечения всех ареалов означает, что в данном поле тяготения не существует места, в кото- ром можно было бы разместить объект тяготения, поскольку в существующих сетях нет резервов для дополнительного прироста плотности потоков. Т.е. при решении данной задачи соотносятся существующие возможности сети и органи- зации движения с потребностями размещаемого объекта. 4. Для выявления области, принадлежащей всем шести ареалам, выявленным по каждому из критериев, в каждой ячейке просчитывается значение потенциала по каждому из шести показателей по формуле: ^ = z—+z-^ lJ vD* ’ l*J J l*J J где: PkQ) — значение £-го показателя в z-й ячейке ареала по отношению к у-й; Dy — затраты времени на передвижение из z-й в j-ю ячейку. 5. Полученные в результате расчетов карты оценки территории приводятся к единой системе измерения, что позволяет сравнивать и складывать значения по- тенциалов по всем показателям. Для составления интегральной, результирую- щей карты на каждой из карт производится оценка потенциалов ячеек террито- рии в долях от максимального значения, приравненного к единице. Это дает возможность суммировать значения потенциалов по всем показателям по каж- дой ячейке. В результате получаем интегральную карту потенциалов. 6. На карте интегральных значений потенциалов отбираются ячейки с мак- симальными значениями потенциала и оконтуриваются зоны, включающие эти ячейки. В результате получаем территорию (определенного размера и формы, с определенными координатами местоположения в системе градостроительного объекта), рекомендуемую для размещения объекта тяготения по условию соот- ветствия потенциала места потребностям размещаемого объекта тяготения (рис, 25,4). (1) Источник: Надыршина Л.И. Графический метод оп- ределения территорий объектов тяготения по условию доступности, 1986.
25. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕРРИТОРИИ ОБЪЕКТА ТЯГОТЕНИЯ ПО ЗАТРАТАМ ВРЕМЕНИ НА ПЕРЕВОЗКУ ГРУЗОВ Предлагаемый метод основывается на учете характера размещения коррес- пондирующихся объектов, характеристик поля грузового тяготения, принципов организации связей корреспондирующихся объектов и веса корреспондирую- щихся объектов. Определение формы и размера территории для размещения объекта по затра- там времени на передвижение грузов производится на основе модификации из- вестного графического метода определения точки, в которой минимизируется сумма перемещений от корреспондирующихся объектов. Графическая интерпре- тация метода минимизации перемещений была в свое время предложена Zemansky и Sears*. Метод позволяет определить точку территории, в которой сумма перемещений (или затрат времени на перевозку) минимальна. Точка опре- деляется на пересечении равнодействующих сил — результирующих векторов, величины которых пропорциональны затратам на передвижения к исследуемым объектам, (рис. 27.1). Смысл предлагаемой модификации состоит в том, что вместо оптимальной точки выявляется участок определенных формы и размера. Анализ показывает, что существуют характерные интервалы перевозок в программе грузовых пере- движений — устойчивые в зависимости от типа объекта программы перевозок, сочетания маршрутов к корреспондирующимся объектам. Исходя из этого поло- жения, суть предложенной модификации сводится к следующему. Составляются исходные карты, количество которых равно количеству интер- валов перевозок. На каждую карту наносятся корреспондирующиеся объекты. Для «М» интервалов перевозок получаем «М» карт. На каждой карте для сово- купности корреспондирующихся объектов данного интервала определяется точ- ка оптимального местоположения объекта тяготения упомянутым методом сло- жения векторов. Для «М» карт получаем «М» точек оптимального местоположе- ния (рис. 27.3, 27.4, 27.5). Последовательно соединив полученные точки, получа- ем контур, внутри которого заключена территория определенного размера и фор- мы. В пределах этой территории оптимизированы затраты времени для всей про- граммы грузовых перевозок по всем интервалам (рис. 27.6). Таким образом, вы- явленный участок и является решением задачи. Определение окончательного решения — местоположения, размера и формы территории для размещения объекта тяготения по совокупности ограничений и условий, входящих в параметр доступности, осуществляется наложением карт поля тяготения с изображением ареалов, выявленных при решении описанных выше задач. С помощью этих карт и определяются границы площади пересече- ния ареалов и область, принадлежащая всем трем ареалам. Эта территория и есть решение задачи. * Хаггет П. Пространственный анализ в экономической географии. М., 1971.
Источник: Надыршина Л.И. Графический метод ой ределения территорий объектов тяготение по условиям доступности, 1986.
26. ПОСТРОЕНИЕ УЛИЧНОИ СЕТИ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ Метод построения уличной сети основывается на учете закономерностей движения и принципов тяготения населения к центрам тяготения. Данный метод позволяет конструировать основные трассы уличной сети на основе моделирова- ния движения из всех точек исследуемой территории до объектов тяготения с учетом неравномерности их размещения. Ниже показаны основные принципы решения проблемы на базе предлагаемого метода на примере построения пеше- ходной сети моделированием пешеходного движения по рельефу. Предполагается, что пешеход стремится к центру тяготения с некоторой си- лой, направление которой совпадает с воздушной прямой, а величина определя- ется усилием, которое человек совершает при движении (в зависимости от укло- на и изменения скорости), а также возрастанием этого усилия по мере прибли- жения к цели (в виде функции тяготения) и при отклонении от прямой (под воз- действием силы тяжести). Расстояние в функции тяготения представляет собой потенциальное время на передвижение, оцениваемое пешеходом в каждой конк- ретной точке территории города. Основные трассы конструируются в нижеследующей последовательности. 1. Карта рельефа в горизонталях преобразовывается в векторную планограм- му. Для этого на рельеф накладывается регулярная сетка. В пределах каждой территориальной ячейки определяется значение уклона (i), которое может быть получено из соотношения: Г О,785б/Ати ri\ 1 S ’ где: h — шаг горизонталей; S — площадь ячейки; т — количество пересечений со стороной ячейки; d— длина сторон ячейки (рис. 28.1—28.2). Полученные значения вектора уклона откладываются в каждой ячейке орто- гонально к горизонталям рельефа с учетом того, что F=mg sina (рис. 28.3). 2. Задается зависимость скорости движения пешехода (V) от величины укло- на местности (х) отдельно для спуска и подъема (рис. 28. 5 — график). Эта зави- симость может быть выявлена по формуле: _ ) (2) <2) гДе: Уп — скорость движения пешехода на горизонтальной поверхности; х — ук- лон местности. В каждой ячейке картограммы определяется скорость движения пешехода. Движение это происходит под воздействием двух сил — силы тяжести (Fm) и Центростремительной силы (Fc), с которой пешеход стремится из данной ячейки
Рис. 28. Построение сети пешеходного движения методом моделирования движения пешехода по рельефу
в центр тяготения. Величина Fc определяется оценкой пешеходом своего место- положения — расстояния до центра тяготения по воздушной прямой, затратами времени на передвижение. Расстояние оценивается пешеходом в виде функции тяготения Fc=e~bd/y (b — влияет на крутизну функции тяготения, изменяется от О до 0,25 и зависит от цели передвижения). Помимо расстояния в функцию вхо- дит скорость передвижения, задаваемая в зависимости от уклона в каждой ячей- ке картограммы. Отношение расстояния до центра и скорости передвижения в ячейках дает потенциальное время, необходимое на преодоление воздушного расстояния с одинаковыми условиями передвижения (с постоянной скоростью). Таким образом, величина вектора центростремительной силы будет опреде- ляться соотношением: Fc= FT[0,5 - cosy + e~bd/y] . (3) Направление вектора совпадает с воздушной прямой (рис. 28.8). 3. Направление действительного пути совпадает с траекторией действия силы, которая является суммой векторов. Сумма вычисляется по правилу парал- лелограмма в каждой ячейке картограммы (рис. 28.10). Из каждой ячейки произ- водится трассировка действительного пути. При трассировке наглядно видно, что отдельные пешеходные пути сливаются в трассы. Длина каждой построен- ной трассы измеряется и записывается в соответствующую ячейку картограммы. На отдельных участках пешеходных путей определяется скорость передвижения. Определяется средняя скорость передвижения, взвешенная с учетом длин отрез- ков (на которых скорость считается постоянной). 4. Определяются действительные затраты времени на передвижения как от- ношение пути к средневзвешенной скорости. Путем интерполяции проводятся соответствующие изохроны относительно центра. Ортогонально им строятся линии наименьших затрат времени . 5. Зная величину силы F^, с которой пешеход движется к центру, можно оп- ределить работу, совершаемую пешеходом. Произведение силы (F^ ), пути (<7д), коэффициента непрямолинейности (к) и косинуса угла (р — уклона) есть работа пешехода: P=Fz соф к . (4) По аналогии с полем затрат времени на передвижения можно построить изолинии равной работы и ортогонально им — траектории наименьшей рабо- ты (рис. 28.14). 6. Трассировка оптимального пути с учетом минимизации затрат времени и работы может быть проведена путем решения задачи линейного программирова- ния графическим способом. На основе сложения векторов наименьших затрат времени и работы определяется их равнодействующая и строятся кратчайшие траектории движения, которые в конечном итоге и формируют основные трассы сети Модификации данного метода могут применяться при конструировании транспортной сети и инженерных сетей. При этом фактор рельефа может быть
интерпретирован как поверхность «цен». В результате сеть может быть трасси- рована с учетом минимизации затрат (времени, материальных ресурсов, энер- гии и др.) Источник: Надыршин Н.М. Графическое моделирова- ние планировочной структуры города с учетом динамики внутригородского рассе- ления, 1985. 27. ПОСТРОЕНИЕ КАРТОГРАММ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ Предлагаемый графический метод построения картограмм затрат времени на передвижения из каждой точки территории к одному или нескольким центрам тяготения основывается на построении траекторий наименьших затрат времени на передвижения с учетом изменения скоростей передвижения. Траектории наи- меньших затрат времени на передвижения представляют собой семейство линий при движении вдоль которых по направлению к исследуемому центру затраты времени минимальны. Эти линии касательны в каждой точке поверхности затрат времени (представленной рядом изолиний) к вектору-градиенту и ортогональны изохронам. Наложенные друг на друга, изохроны и траектории наименьших зат- рат времени образуют сеть ячеек, представляющую собой картограмму затрат времени на передвижения. Для построения картограмм затрат времени на передвижения (хронографа) необходимы: карта расстояний (изолинии удаленности относительно исследуе- мого пункта) и карта скоростей сообщения (в виде изолиний либо в виде вектор- ной планограммы движения). Затраты времени могут быть определены из соот- ношения пройденного пути к скорости сообщения. В связи с этим предлагается графический метод построения изолиний равной удаленности (изодистант) от- носительно нескольких точек и кратчайших траекторий, связывающих пункты отправления и прибытия, а также изохрон с учетом изменения скоростей движе- ния. Суть метода построения изодистант состоит в следующем. Изолинии удален- ности относительно точки — окружности с определенным шагом; при наличии двух точек изолинии расстояний проводятся по пересечениям окружностей в результате их наложения и соединения одинаковых значений суммы расстояний + X?) до первой и второй точки. С учетом того, что есть число посто- янное, равное среднему расстоянию, получим ряд эллипсов (рис. 29). При коли-
Рис. 29. Принцип построения изолиний средних расстояний относительно: А — двух точек по пересечениям окружностей; Б — двух точек с разными весами Б честве объектов более двух исходные построения усложняются путем последо- вательного добавления точек. Ортогонально изолиниям строятся кратчайшие траектории. На основе траекторий, соединяющих пункты отправления и прибы- тия, могут быть построены граф-деревья проектируемой уличной сети либо кратчайшие связывающие маршруты по сети существующей . Для этого может быть использован прием «сшивания» траекторий в «деревья». Он сводится к определению точки ветвления на медианной траектории, проведенной между сшиваемыми линиями. Для сшивания медианная траектория делится на равные отрезки. Строится график изменения суммы расстояний от каждой точки на тра- ектории до пары сшиваемых пунктов и длины траекторий от точки до пункта прибытия. Если сложить эти графики, то получим кривую с экстремумом, абс- цисса которого укажет на местоположение точки «ветвления» сшитых линий, а ордината — на длину построенной ветви. Последовательно сшивая все траекто- рии, можно построить сеть. Построение изохрон. В процессе построения изохрон относительно иссле- дуемого центра определяется скорость сообщения в каждой точке пространства города, которая может быть получена из соотношения: V(x) = Vs - Vt- exp (~bx), (1) где: V(x) — социально-экономический параметр скорости, характеризующий в целом уровень развития районов города; Vt — транспортно-планировочный па- раметр скорости, характеризующий ее изменения в каждой точке пространства города; х — среднее расстояние до совокупности объектов трудового и культур- но-бытового тяготения (изодистанты). Карта скоростей сообщения строится в результате определения величины скорости в ряде пунктов, равномерно распределенных по территории (например,
по регулярной сетке), и проведения изолиний путем интерполяции полученных значений. Социально-экономический параметр скорости сообщения определяется экс- плуатационной скоростью транспорта и рядом коэффициентов, учитывающих ее изменение в связи с величиной города, размером и формой (компактностью) его территории, плотностью сети улиц, концентрацией объектов и трудностью сооб- щения, а также подвижностью населения. Транспортно-планировочный параметр скорости определяется плотностью сети, перекрестков, параметрами транспортной сети. Время, необходимое на передвижение, есть отношение длины пути к ско- рости передвижения. Поэтому, при постоянной скорости, изохроны представ- Рис. 30. Пример построения изохрон с учетом изменения скорости сообщения по мере приближения к условному центру У(х)= кх
ляют собой ряд окружностей с центром в исследуемой точке. Имея параметры изменения скорости движения с удалением от исследуемой точки, можно пост- роить поверхность в изолиниях (поле скоростей). Для построения можно ис- пользовать теоретическое распределение (изменение) скорости передвижения относительно исследуемого центра (например, центра города), исходя из пред- положения, согласно которому скорость перемещения падает по мере прибли- жения к центру (действительно, скорость в городах особенно в их централь- ных районах падает). Согласно характеру изменения скорости от расстояния до центра города мо- жет быть построено поле скоростей. Рассмотрим простейший осесимметричный случай. В этом случае поле будет представлено рядом окружностей — линий Рис. 31. Построение картограммы затрат времени на передвижение(хронографа) с уче- том изменения скорости сообщения V(x)= Vo+ кх
равных скоростей, очерченных вокруг центра города. Через точку «О», относи- тельно которой строятся изохроны, проводится ряд прямых с произвольным угловым шагом и количеством. Точки пересечения с изолиниями скоростей фик- сируются. На полученных таким образом отрезках определяется средняя скорость в измеряется их длина. При этом поверхность воздушной удаленности изотроп- на, что позволяет измерять длины в обычной метрике. Разделив длину отрезка (пути) на среднюю скорость, получим значение времени, необходимого на пре- одоление этого отрезка. Последовательно складывая эти значения, на- растающим итогом получаем затраты времени на передвижения из каждой точ- ки пересечения до исследуемой. После этого путем интерполяции можно пост- роить соответствующее количество изохрон. Необходимо помнить, что при оп- ределении средней скорости на отрезке прямой мы заменяем криволинейный характер изменения скорости на ломаный. Построив ортогонально полученным изохрон 7 ректоры, поручаем траектории наименьших затрат времени на пере- г (гоуки пространства в исследуемый центр тяготения Источник: Надыршин Н.М. Графическое моделирова- ние развития планировочной структуры города с учетом динамики внутригородс-? кого расселения ,1985. 28. ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МЕТРИКИ ГОРОДСКОГО ПРОСТРАНСТВА Построение графических изображений, позволяющих наглядно отобразить взаимосвязи пространственной организации города и происходящих в нем фун- кциональных процессов является целью описанного ниже метода, который ос- новывается на положении: любой градостроительный объект характеризуете^ пространственной организацией территории и протекающими в нем социальны- ми процессами. Первое определяет геометрию пространства и графически изоб- ражается в масштабах расстояний, второе — движение в этом пространстве, из- меряемое в масштабе времени. На разрешение этого противоречия направлен предложенный метод, который базируется на преобразовании метрики городско- го пространства (анаморфозе) и трансформации плана города из масштаба рас- стояний в масштаб времени. Метод дает определенную возможность графичес- кими средствами отобразить процессы функционирования градостроительных объектов, то есть показывает реальную временную удаленность территорий И элементов города от исследуемого центра.
Процедура получения анаморфоз, использующих время в качестве метрики изображения, сводится к следующему. На исходном графическом изображении города строится система изохрон относительно выбранного центра (рис. 32.1). Затем проводятся ортогональные к изохронам траектории — линии уклонов. Для этого на исходное изображение наносится вспомогательная система радиальных равноотстоящих лучей, точки пересечений которых с крайней изохроной служат начальными пунктами для проведений линий уклонов, идущих к центру. После этого вычисляется среднее значение величины уклона между изохронами. Рассчи- тывается среднее значение градиента от центра до первой изохроны, затем подоб- ная процедура проделывается для других зон, лежащих между изохронами. Рис. 32. Принцип построения анаморфированного изображения городского плана
Вычисляется величина: - А m ---- R=—^R,„ (1) где: I — номер изохроны ( z = 1,2,.m),j — номер пункта (/ = 1,2, ...л); Ry — отрезок линии уклона, заключенный между z-й и j+1-й изохронами. — i „ — Величина R =—Zz=i/?z устанавливает соответствие между временем доступ- п ности точек и масштабом плана и определяет постоянную величину увеличения радиусов равноудаленных друг от друга концентрических окружностей изохрон на анаморфированных изображениях (см. рис. 32.1). На исходной схеме получи- лась сетка, состоящая из радиальных лучей и системы изохрон, которой в ана- морфированной плоскости соответствует сетка полярных координат, представ- ляющая собой радиальные лучи (в точности повторяющие лучи на сетке исход- ной схемы) и равноудаленные друг от друга концентрические окружности. Пос- ледние топологически соответствуют неправильным кривым изохрон исходной сетки. При этом на полученной схеме все точки изображения территории сдви- гаются только вдоль радиальных осей, то есть сохраняется азимут любого пунк- та относительно выбранной центральной точки. Это является основным свой- ством полученного в результате преобразования изображения (рис. 32.2). Вместе с тем такое изображение обладает строгим топологическим соответствием всех очертаний преобразованной карты очертаниям исходной карты — т.е. сохраняет- ся непрерывность линий и площадей и без всякой инверсии сохраняется после- довательность пунктов на каждой линии. С целью автоматизации построения анаморфоз может быть использована следующая методика. Исходное изображение покрывается регулярной сеткой (например, квадратной). Вычисляется время доступности всех ячеек от началь- ной точки. Устанавливается соответствие между масштабом исходного плана и средним временем доступности ячеек, которое используется в качестве постоян- ной величины. Эта константа умножается на время доступности всех ячеек от начальной точки, что и определяет степень смещения ячеек вдоль линии, соеди- няющей их центры с начальным пунктом. Построение анаморфированных графических изображений градостроитель- ных объектов с использованием данного метода позволяет наглядно отобразить процессы функционирования, все изменения временного пространства, связан- ные с изменением характера и скоростей движения в пределах города. Использо- вание анаморфированных изображений как имитационных моделей дает воз- можность наглядно изобразить реакцию градостроительного объекта, его плани- ровочной структуры на изменение транспортной ситуации, т.е. моделировать традиционными для архитектора графическими средствами динамику функцио- нирования данного объекта. Метод может являться инструментом анализа при исследовании эффективности использования территориальных и градострои- тельных ресурсов в процессе жизнедеятельности города. Он позволяет описы- вать и определять социальную ценность территорий города и эффективность их
Рис. 33. Анаморфированное изображение города с переходом к масштабу времени: I — исходное изображение уличной сети города с нанесенными изохронами и линией скоростно- го транспорта (показана пунктиром); II — анаморфированное изображение, показывающее транс- формацию плана города и «сжатие» городского пространства в направлении линии скоростного транспорта
планировочной организации. Применение метода плодотворно при определении степени компактности планировочной структуры города, а также при решении типологических задач. Пример практического применения данного метода показан в разделе 23 в процессе решения задачи определения границ размещения центров тяготения. На рис. 33 показано преобразование плана реального города из масштаба рассто- яний в масштаб времени. Источник: Юдин С.А. Преобразование метрики про- странства как средство градостроительно- го анализа, 1984. 29. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА НА ОСНОВЕ УЧЕТА ФАКТОРА ДОСТУПНОСТИ Задача формирования функциональной структуры города базируется на следу- ющем исходном условии — группы функций различных уровней социальной цен- ности распределяются по территориям соответствующих им уровней градострои- тельной ценности. Т.е. каждый функциональный элемент должен занимать соот- ветствующее ему по ценности место в общей функциональной структуре города. Таким образом , задача сводится к: 1 — построению ценностной иерархии территорий города по критерию дос- тупности; 2 — построению ценностной иерархии функциональных элементов города; 3 — определению удельного веса каждого функционального элемента в об- щем балансе функций исследуемой территории; 4 — размещению функциональных элементов на соответствующих им по ценности и размерам участках и территориях. В данном пособии применены графоаналитические методы и методы про- странственной статистики, которые позволяют наглядно в графической форме решать поставленную задачу. Исходными материалами для расчета являются: 1 — схема генерального плана города с нанесенными границами расчетных районов, границами города и транспортной сетью; 2 — баланс функций на исследуемой территории с установленной ценност- ной иерархией функциональных элементов; 3 — характеристики внутригородского расселения с распределением населе- ния по расчетным районам. Предлагаемый метод включает в себя нижеследующие операции: 1. Территория города районируется по интенсивности связей (рис. 34.1). Метод районирования описан в разделе 5 данного пособия (рис. 5). Определяется
35 30 30 25 25 30 20 20 20 25 20 20 15 15 10 20 20 15 10 5 25 20 15 10 10 20 15 10 15 10 25 20 10 15 10 20 15 10 15 10 20 15 10 5 10 15 10 10 15 15 15 10 5 10 10 20 10 10 15 15 25 15 15 20 20 25 20 15 25 25 4 40 45 45 50 50 40 40 45 45 45 35 40 40 45 45 35 35 40 45 45 25 30 30 35 40 10 15 20 25 30 35 10 5 10 15 20 25 10 10 15 20 20 25 10 15 20 20 25 15 20 15 20 25 10 15 10 15 10 10 5 10 10 10 10 15 10 5 10 10 5 15 25 36 32 33 25 22 20 35 23 34 27 26 34 28 33 15 25 14 14 15 15 25 25 28 14 12 23 15 13 12 10 24 28 30 15 25 24 25 43 46 40 48 35 34 39 40 35 38 56 52 38 40 34 38 40 32 33 33 44 19 25 24 43 28 21 28 34 39 26 29 34 45 48 50 55 45 40 35 35 40 30 45 45 40 50 35 45 30 30 35 39 40 40 50 30 35 40 40 48 37 40 45 41 37 46 48 36 37 40 45 50 40 35 44 50 30 51 34 45 41 35 45 31 27 35 45 40 50 45 58 35 30 25 35 20 34 45 49 55 58 50 5 1 2 3 01 -15%02 20% фЗ-25% 04 -20% ф5- 15%ф6 -5% 1. Районирование территории по интенсивности связей 2. Определение центральных мест 3. Изохронограмма доступности центральных мест 4. Цифровая планограмма дос- тупности центральных мест 5. Цифровая планограмма Ценности территории 6. Ценностное зонирование территории 7. Кумулятивная кривая Ценности территории 8. Предварительное функцио- нальное зонирование территории Рис. 34. Предпроектное функциональное зонирование городской территории
«вес» центрального места каждого планировочного района. Вес (Qy) определя- ется размерами входящего в каждый планировочный район суммарного потока и может быть получен из соотношения: Qij = nLij ’ (О где: и — расчетное население района отправления; Ly — расстояние по сети меж- ду расчетными районами. Полученный в результате расчета вес центрального места (Ц.М.) каждого планировочного района соответствует его «ценности» на уровне всего города. 2. Определяются местоположения центральных мест, как наиболее ценных с точки зрения доступности (рис. 34.2). При этом определяется Ц.М. для всего города и система Ц.М. планировочных районов. Первое — наиболее ценное ме- сто на уровне всего города наполняется центральными функциями, работающи- ми на весь город, но не связанными в большой степени с обслуживанием населе- ния. Вторые — формируются из центральных функций, обслуживающих прямые потребности населения. Здесь может быть использован приведенный в данной работе метод Вебера А. или любой другой, позволяющий решить поставленную задачу. Полученные в результате расчетов Ц.М. планировочных районов являют- ся фокусами тяготения населения 1-го, высшего в пределах данного планировоч- ного района, уровня. В качестве фокусов тяготения более низких уровней при- нимаются центры расчетных районов и крупные транспортные узлы. Таким об- разом, получаем иерархическую систему центральных мест. Потенциальная ем- кость расчетных фокусов тяготения (Ц.М.) дает их «веса». Емкость центральных мест может определяться размерами расчетных суммарных входящих потоков. Полученные центральные места фиксируются на плане исследуемой территории. Их «вес» фиксируется в выбранном произвольно масштабе. 3. Определяется средневзвешенная доступность каждого из полученных ра- нее центральных мест. Она характеризуется средней временной доступностью расчетных центральных мест относительно всей территории города и составляет величину: 77/ Lu = (2) где: — средняя доступность всего населения города относительно исследу- емого центрального места; щ — население расчетного района; Ly — расстояние от центра расчетного района до исследуемого центрального места; N — суммар- ное население города. В результате выявляется величина, характеризующая среднее время, затрачи- ваемое население всего города на передвижение до исследуемой точки. Получен- ные величины средневзвешенной доступности всех центральных мест в пределах городской территории показывают их иерархию по критерию доступности. 4. Строится изохронограмма с начальными точками в полученных выше Ц.М. (рис. 34.3). Изохронограмма показывает ценность каждого участка исследуемой территории по критерию доступности. Введенные при расчете веса начальных точек изохрон дают возможность объективно учесть относительную ценность каждого Ц.М.
5. Полученное «поле времени» переводится в регулярную сетку и на основе построенной выше изохронограммы строится цифровая планограмма временной доступности каждой территориальной ячейки относительно системы централь- ных мест города и планировочных районов (рис. 34.4). Для этого к величине средневзвешенной доступности исследуемого центрального места прибавляется величина доступности каждой рассчитываемой территориальной ячейки по изохронограмме. В каждой ячейке выставляется соответствующее число. В ре- зультате получается непрерывное статистическое поле доступности всей терри- тории города относительно центральных мест. 6. Определяются расчетные поправочные коэффициенты, характеризующие вес и значимость каждого центрального места и, соответственно, его место в ценностной иерархии территорий. Для этого на изохронограмме определяются границы равной удаленности территорий относительно соседствующих цент- ральных мест (рис. 34.3). На основе цифровой планограммы временной доступ- ности (рис. 34.4) строится цифровая планограмма ценности территорий по кри- терию доступности с учетом значимости всех расчетных центральных мест в структуре передвижений населения города. Для этого определяется суммарный поток, входящий во все центральные места исследуемой территории. Получен- ная величина делится на величину потока, входящего в каждое из центральных мест, расположенных на исследуемой территории. В результате получается ко- эффициент, показывающий обратный удельный вес каждого центрального места в общей структуре передвижений населения . 7. Строится цифровая планограмма ценности исследуемой территории. Для этого числа, характеризующие доступность каждой территориальной ячейки (см. рис. 34.4) в пределах зоны влияния каждого центрального места, умножаются на полученные в п. 6 поправочные коэффициенты, соответствующие значимости данного центрального места в структуре передвижений населения. В соответ- ствующей ячейке планограммы выставляется соответствующее число (рис. 34.5). В результате в каждой территориальной ячейке получается интегральный пока- затель, характеризующий уровень ее ценности по критерию доступности с уче- том значимости Ц.М , в зоне влияния которого данная ячейка находится. 8. Очертив ячейки с одинаковыми показателями, выделяются территории с рав- ными ценностными характеристиками (рис. 34.6). Полученное зонирование показы- вает относительные характеристики ценности территории по условиям доступности с учетом интенсивности передвижений населения в пределах исследуемой зоны. 9. Строится кумулятивная (с нарастающим итогом) кривая, характеризующая распределение территории по времени доступности системы центральных мест города (рис. 34.7). Для этого на оси Y наносятся показатели, определяющие от- носительную ценность территориальных ячеек, а на оси X — соответствующее им число территориальных ячеек в пределах каждой ценностной зоны. Вся ис- следуемая территория соответствует 100% территориальных ячеек. 10. Определяется баланс территории, то есть удельный вес каждого функци- онального элемента (или их группы) в общей функциональной структуре города. 11. На оси X строится вторая шкала, 100% которой соответствуют 100% тер- ритории и 100% функциональных элементов. На этой шкале в соответствии с
функциональным балансом территории последовательно от центра координат фиксируются кумулятивные значения каждой функции, начиная с самой ценной. Из полученных точек восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с ку- мулятивной кривой. Полученные на кривой точки сносятся на ось У, в результате чего могут быть определены средневзвешенная доступность и относительная ценность каждого функционального элемента в общей функциональной струк- туре исследуемой территории (рис. 34.7). 12. На планограмме очерчиваются ячейки, соответствующие каждой функ- циональной зоне (рис. 34.8). В результате строится территориальное распределе- ние функциональных элементов и их размеры, основанные на отношении к ус- ловиям доступности ценности и весу функциональных элементов в общем фун- кциональном балансе территории. Данный метод может использоваться в ходе многостадийной процедуры фун- кционального зонирования городской территории. 1-й этап — на базе баланса территории города формируются основы функ- ционального зонирования на уровне всего города, 2-й этап — вычленяются расчетные планировочные районы. На базе полу- ченного в процессе 1-го этапа функционального зонирования определяется ба- ланс территории исследуемого планировочного района и на его основе строится схема функционального зонирования территории планировочного района. 3-й этап — подобная процедура проводится для каждого расчетного района. На основе полученных в результате достаточно детальных схем зонирования корректируются все более высокие уровни города. То есть, предлагается следу- ющая многоуровневая последовательность операций: город — планировочные районы — расчетные районы — планировочные районы — город. Подобная ста- дийность позволяет учитывать требования, предъявляемые градостроительной системой более высокого уровня к системе уровня более низкого, и наоборот. Источник: Сосновский А.В. Функциональное зониро- вание селитебной территории города на основе учета фактора доступности. — М., 2004. 30. ИСТОРИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЛАНИРОВОЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕРРИТОРИИ РЕГИОНАЛЬНЫХ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Предлагаемый метод основывается на выявлении своеобразного фонда преемственных историко-градостроительных ценностей (практических, эсте- тических, материальных, духовных), аккумулированных на той или иной терри- тории в ходе ее исторического освоения — так называемого «исторического
потенциала района расселения». Суть метода состоит в комплексном анализе ди- намики становления форм расселения и факторов, определяющих характер их эволюции. Метод основан на изучении временных срезов планировочной орга- низации территории и включает три основные этапа. 1 этап — Предварительный анализ и оценка сложившейся структуры рассе- ления и хозяйства. Включает сбор информации об историческом освоении региона в максималь- но допустимом объеме: изучение старых планов, архивных и фондовых статис- тических материалов, то есть осуществляется историковедческий синтез, кото- рый позволяет представить не только хронологию событий и факторов, но и процесс становления во времени основных характеристик сложившегося рассе- ления. Суммарным результатом этого этапа является определение пространственно- временных границ объекта исследования. Пространственные границы устанав- ливаются, исходя из особенностей градостроительного освоения района. Это могут быть административные границы в случае традиционно совместного раз- вития входящих в него территорий. В случае, если в силу действия ряда факто- ров территориально-историческое единство не сложилось, то территория может быть разделена на ряд зон, отражающих те или иные аспекты их организации, функционирования и развития. Временные границы определяются, исходя из особенностей, масштаба, сложности, «возраста» объекта, а также степени со- хранности исторических корней в его планировочной структуре. Устанавливает- ся периодизация, отражающая основные, наиболее типичные для региона этапы в развитии планировочной организации исследуемой территории. 2 этап. Исследуются изменения, происходившие в планировочной организа- ции территории региона с течением времени в различные социально-экономи- ческие эпохи по периодам. Изучение ведется в хронологическом порядке, что дает возможность выявления элементов и характеристик, отличающихся наи- большей устойчивостью во времени и пространстве. При изучении каждого из периодов проводится комплексный многофакторный анализ, где равный интерес представляют исторические, социально-экономические и природные особеннос- ти изучаемого района. По каждому из периодов выявляются сформировавшиеся планировочные центры, оси и районы; проводится их дифференциация на главные и второсте- пенные; устанавливаются функционально-пространственные отношения между элементами структуры, а также выделяются факторы, от которых в наибольшей степени зависят остальные. Результаты исследований оформляются в графичес- ких схемах развития планировочной структуры расселения на различных этапах эволюции. Учитываться должны не только дошедшие до нас элементы, но и ут- раченные части структуры. Таким образом, главная задача этого этапа — получение полного истори- ческого среза по каждому из периодов. В результате получаем историко-гене- тический ряд региональной системы расселения, содержание которого состав-
ляет блок комплексной историко-генетической информации по исследуемому объекту. 3 этап. Синтез и обработка информации по отдельным периодам. Цель ‘это- го этапа состоит в том, чтобы связать исторические срезы и определить в резуль- тате сравнения данных по каждому периоду факторы, оказавшие решающее вли- яние на формирование сложившегося в регионе расселения, и устойчивые тен- денции в его развитии за все время существования. В результате выявляются и объясняются исторически обусловленные особенности и закономерности про- цесса расселения в исследуемом регионе. На основе полученных данных составляется сводная историко-генетическая схема, задача которой — синтезировать накопленную информацию и графически отобразить в пространственном аспекте на современной картоснове все стороны дошедшего до нас градостроительного наследия. На схеме показываются: ~ зонирование территории региона по основным периодам ее освоения; ~ традиционные межселенные связи и системы расселения; ~ генетические типы городских поселений, их пространственная локализа- ция, величина и иерархия в системе расселения; - исторически сложившиеся важнейшие функциональные зоны, связанные с определенным типом хозяйственного использования территории; ~ планировочные оси, развитие которых шло по пути преемственности и от- личается наибольшей устойчивостью во времени. Здесь также выделяются: города и сельские поселения, планировка и заст- ройка которых имеет большую историко-градостроительную ценность, участкц исторически ценного природного и антропогенного ландшафта; зоны концент-? рации памятников истории и культуры; другие данные, обусловленные конкрет- ными местными качествами. ( Таким образом, выявляются и фиксируются устойчивые тенденции и объек? тивные закономерности пространственного и временного развития региона, ко- торые должны быть положены в основу модели прогнозируемой пространствен^ ной организации региона. Т.е. последовательно применяя изложенные методи-г ческие принципы, решаются три основные задачи: раскрываются генетически^ корни современной планировочной структуры и отдельных ее элементов; изуча^ ются стадии и циклы развития и изменения структуры; дается прогноз будущего состояния элементов и всей структуры региона в целом, что в сумме обеспечивав ет целостное видение оптимально-вероятностного развития усложняющейся си-^ стемы расселения. Данный метод может быть использован для проведения ретроспективны^ историко-генетических исследований для всех иерархических уровней градост-? роительных объектов, начиная с отдельных районов и элементов города и кончая крупными региональными системами. Источник: Чесноков Г.А. Преемственность развития региональных градостроительных систем» 1985. --------------—-----------—-----------——4
31. МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМПОЗИЦИИ ГОРОДА Морфологический анализ основывается на принципиальном положении, что объективную картину современного состояния планировочной композиции горо- да можно получить лишь в том случае, если рассматривать исторический город как пространственный организм, развивающийся преемственно и целенаправ- ленно от основания и до нашего времени и на всех этапах своего развития стре- мящиийся к созданию гармоничной и целостной городской композиции в соче- тании разновременных структур. Метод включает в себя нижеследующие операции. 1. Проведение ретроспективного историко-эволюционного анализа планиро- вочной композиции города для определения особенностей ее формирования и индивидуальных тенденций преемственного развития. 2. Историко-зональная дифференциация территории города для определения характера взаимодействия разновременных структур и места исторической структуры в композиции современного города. 3. Определение композиционного типа планировочной структуры города и анализ характера современного сочетания и разделения разновременных струк- тур. 4. Проведение структурного анализа взаимодействия разновременных плани- ровочных структур, направленного на выделение устойчивых узлов и связей и поля их композиционного влияния. 5. Выделение композиционно-планировочного каркаса, отражающего архи- тектурно-художественные свойства планировочной структуры исторического города. 1. Историко-эволюционный анализ композиции исторических плани- ровочных структур опирается на два ряда факторов. А — комплекс объективно-исторических факторов, включающий в себя ана- лиз: ~ социальных факторов, определяющих функциональное содержание города и его преемственное развитие; ~ природно-географических условий размещения города; формальных свойств плана, определяемых природными и социальными факторами и выража- ющийся в его геометрических характеристиках; Б — комплекс нормативно-эстетических факторов, включающий в себя эсте- тические нормы и представления эпохи. Анализ комплекса факторов, влияющих на планировочную структуру, приво- дит к выявлению характера и параметров планировочной композиции города. В результате выявляются геометрия планировочной структуры и качества террито- риальной целостности (расчлененность территории, ее центричность, плотность инфраструктуры). Результатом данного этапа является определение устойчивых исторических ПЛЯНИПЛИЛЧМКТУ ^TTPIVTCHTOR* ofvVC ттттоиьплгмэгчтти/лтх т/гал-гтпттып
ствами естественного ландшафта; роль исторических планировочных структур в структуре города; характер преемственного развития и степень пространствен- ного обособления разновременных планировочных структур. 2. Историко-зональная дифференциация территории города проводится с це- лью выявления современных границ исторических структур, их планировочных связей и их роли в композиции всего города. В процессе анализа выявляются ядра и основные оси планировочной композиции, выделяется функциональная, коммуникационная и архитектурно-планировочная подсистемы города и тенден- ции их развития. 3. Определение композиционного типа планировочной структуры города сво- дится к выделению пяти основных типов городов. Первый тип — стабильные планировочные структуры. Типологическими признаками являются сохранение или незначительное увеличение численности населения и территории, практически полное сохранение исторической плани- ровочной структуры и 85% исторической застройки. Второй тип — развитие планировочных структур в исторических границах. Типологическим признаком является сохранение границ исторического города, развивающегося за счет увеличения плотности населения в реконструируемых периферийных районах. В городах этого типа наблюдается незначительное уве- личение численности населения при сохранении территории застройки, а также сохранении до 75% исторической планировочной структуры и до 60% — исто- рической застройки. Третий тип — развитие планировочных структур за историческими грани-, цами за счет территориального количественного роста с застройкой неосвоен- ных ранее территорий. Отличается значительным увеличением территории, со- хранением до 85% исторических планировочных структур и 75% исторической застройки. Четвертый тип — развитие планировочных структур в исторических гра- ницах и за ними. Характеризуется увеличением численности населения до 50%, ростом территории до 60%, сохранением 70% исторической планировочной структуры и до 55% — исторической застройки. Пятый тип — параллельное развитие структуры нового города. Города это-г го типа выделяются высокими темпами развития — увеличением численности населения за расчетный период до 80—100%, территории — на 100—120% прч высокой сохранности исторической структуры (до 100%) и исторической за- стройки (75—90%). 4. Структурный анализ планировочной композиции направлен на выявление комплекса факторов, отличающихся устойчивостью, которые определяют стат бильность и преемственное развитие планировочной композиции и ее основные свойства. В процессе анализа исследуются: а) историко-зональные границы города в соответствии с этапами его разви* тия; б) улично-дорожная сеть, отражающая систему наиболее устойчивых элемен- тов в структуре города;
в) основной коммуникационный канал города, как композиционно-планиро- вочная ось, отражающая общие планировочные свойства города и характер раз- вития его центра; г) историко-градостроительные доминанты структуры города как отражение потенциала историко-архитектурного наследия, которые представляют собой систему пространственных элементов, фиксирующих композицию; д) элементы естественного ландшафта как наиболее устойчивый естествен- ный комплекс в планировочной композиции города. 5 . Выделение композиционно-планировочного каркаса - проводится последо- вательно на трех иерархических уровнях: ~ историческое ядро, определяющее основное содержание и потенциал кар- каса, заключенный в центральных узлах и генеральных связях ядра; ~ историческая планировочная структура, каркас которой отражает разви- тую структуру композиционной организации исторического города и включает узлы и связи уровня исторического города; ~ город, на уровне которого выделяется исторический каркас всего поселе- ния и выявляется композиционная роль исторического ядра. На этом уровне кар- кас строится из укрупненных узлов (исторический и новый центры, подцентры) и связей (основные магистрали города, пешеходные оси и т.д.). При этом выде- ляется поле композиционного влияния историко-планировочного каркаса, как зона активного пространственного воздействия исторической структуры. Для определения границ поля влияния историко-планировочного каркаса может быть применен модифицированный метод «ближайшего соседства», суть которого сводится к следующему. Методом экспертных оценок определяются пространственные границы поля композиционного влияния; по пятибалльной шкале проводится дифференциация точек в зависимости от их расположения в той или иной зоне влияния и местных ландшафтных и архитектурно-планировочных условий. Составляется формализованная планограмма размещения точек наибольше- го влияния. Строится планограмма выровненных поверхностей, в результате чего полу- чается средняя кумулятивная плотность точек наибольшего композиционного влияния. Составляется схема иерархии присоединения точек для определения харак- тера поля композиционного влияния. Наглядное представление о пространственных характеристиках выделенного поля дает построение характеристической кривой Лоренца. Выделенное таким образом поле композиционного влияния историко-архи- тектурного каркаса представляет собой дифференцированную систему зон, оп- ределяющих при развитии города место возможного размещения композицион- но-планировочных узлов, направления и точки наилучшего экспонирования ис- торического узла и т.д. По характеру размещения поле композиционного влия- ния делится на внутреннее, фиксирующее зону влияния в границах поселения, и внешнее, определяющее зону и структуру влияния историко-планировочного каркаса за границами города.
Далее выделяется композиционный потенциал (П) исторической планировоч- ной структуры, который может быть получен из соотношения: _ К — композиционная емкость каркаса Т — степень нарушения структуры ’ где композиционная емкость каркаса зависит от количественных характеристик его развитости — суммы композиционных узлов и связей (У и С) и степени их пространственного внешнего влияния, которая комплексно отражает характери- стики развитости каркаса и площади внешнего поля композиционного влияния и является показателем композиционной значимости и активности исторического ядра К = (У + С). Степень нарушения структуры (Т) зависит от места города в предложенной выше типологии. Показатель (П) может служить условным количественным критерием компо- зиционных качеств планировочной структуры, позволяя производить объектив- ный сравнительный анализ исследуемых городов и дифференцировать их по зна- чению композиционного потенциала. Размер композиционной значимости исто- рического ядра, структура каркаса, величина и характер его внешнего влияния определяют направления перспективного композиционного развития города. Источник: Лемегов А.В. Исторические планировоч- ные структуры в композиции совре- менного города , 1984. 32. ГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОМПОЗИЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ГОРОДА Данный метод основывается на принципе многоуровневого построения ком- позиционного каркаса. Суть метода заключается в последовательном построении композиционного каркаса на локальном, зональном и городском уровнях с пос- ледовательным переходом с одного уровня на другой. Метод складывается из последовательного выполнения трех этапов в соответствии с уровнями компози- ционного каркаса. Первый этап. Построение композиционного каркаса локального уровня — включает покомпонентное выявление использования композиционных приемов на исследуемой территории. На отдельных чертежах последовательно выявляют- ся: ансамблевые образования; ритмометрические закономерности застройки; ха- рактер уличных пространств, их контрастные и нюансные проявления; взаимо- действие масс зданий и прилегающих к ним пространств. При построении схемы ансамблевых образований выявляется расположение и взаимодействие композиционных осей, полученных на основе выделения сим-
метричных и асимметричных комплексов. Длина композиционных осей опреде- ляется до соприкосновения с застройкой или композиционным акцентом. Неко- торые композиционные оси при этом вытягиваются в цепочки, что свидетель- ствует об их удлинении и принадлежности к композиционному каркасу более высокого уровня. Схема ритмометрических особенностей застройки строится на учете повто- ряющихся зданий и пространств по их конфигурационному признаку. Каждый элемент ритмики или метрики обозначается как точка. Прямая, проходящая че- рез эти точки, соединяет один ряд элементов. Дуга, соединяющая точки, показы- вает характер повторений. Схема ритмометрических построений дает возмож- ность обнаружить акцентирование каких-либо композиционных осей более вы- сокого уровня, определить характер учащения или разрежения ритмических по- строений — векторность композиционных осей, уяснить принцип чередования застройки и пространств. Схема взаимодействия масс зданий и прилегающих к ним пространств стро- ится, в основном, по магистральным направлениям движения. Она показывает парность расположения зданий и соответствующих им пространств. При этом определяется их конфигурация и действительная иерархия. Схема должна пока- зать открытость и замкнутость планировочных образований. Полученный композиционный каркас локального участка сопоставляется с рельефом местности, схемой функционирования данной территории и системой видимости архитектурно-планировочных объектов. Второй этап. Построение композиционного каркаса зонального уровня включает объединение каркасов локальных участков. Помимо этого выявляются композиционные оси и направления, не входящие в каркасы локального уровня. Композиционные оси проводятся на всю территорию зоны независимо от окон- чания улиц. Особое внимание уделяется поворотам улиц, ибо здесь пересекают- ся две или более осей. Предполагается, что своими направлениями оси ориенти- руются на композиционно значимые участки планировки и помогают выявлять композиционные фокусы зоны. Композиционными узлами считаются пересечения трех и более композици- онных осей, так как пересечение двух осей в большинстве случаев случайно и не имеет композиционной значимости. Места пересечения большого количества композиционных осей свидетельствуют о наличии композиционного узла город- ского уровня. Построенная таким образом схема композиционного каркаса зо- нального уровня представляет собой густое переплетение композиционных осей и узлов (рис. 35.3). Она сопоставляется с функционально-планировочным зони- рованием территории и ландшафтом местности. Предполагается, что все наибо- лее значимые узлы планировочной структуры и особенности рельефа и озелене- ния в той или иной мере отразятся на композиционной структуре направлением осей или узлами. Путем генерализации параллельных композиционных осей получаем компо- зиционный каркас зонального уровня, адаптированный для перехода на уровень городской (рис. 35.4). Композиционные направления одной зоны, фиксирующи-
Рис. 35. Этапы композиционного анализа города: 1 — Система городских пространств; 2 — Взаимосвязь планировки с природными элементами; 3 — Композиционная сетка планировки зоны; 4 — Генерализованный композиционный каркас. (1) — композиционные узлы, (2) — композиционные оси
еся на территории другой, свидетельствуют о принадлежности к композицион- ному каркасу городского уровня. Третий этап. Построение композиционного каркаса городского уровня пред- полагает те же операции, что и на зональном уровне. К числу различий можно отнести большую зависимость построения каркаса городского уровня от глав- ных природных доминант и внешних связей. Особое внимание уделяется тем связям (осям), которые ориентированы на природные композиционные акценты, на искусственные сооружения и вертикальные доминанты. Данный метод применим для анализа градостроительной композиции как существующих, так и проектируемых градостроительных объектов. Главное от- личие составляет последовательность построения уровней композиционной структуры. Так при проектировании порядок должен соблюдаться соответствен- но стадиям проектирования и ведется «от общего к частному», т.е. от построе- ния композиционного каркаса городского уровня и последовательного перехода к фрагментам буду- щей планировки. При построении композиционной структуры существующего города используется принцип «от частного к общему», то есть от построения композиционного каркаса локального участка к каркасу городского уровня. Источник: Иванов В.И. Композиционная структура планировки новых промышленных горо- дов, 1989. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, мы рассмотрели некоторые количественные и графоаналитические ме- тоды исследования градостроительных систем разного уровня. Естественно, что представленный материал далеко не исчерпывает весь спектр разработанных на сегодняшний день методов, позволяющих объективизировать градостроитель- ную информацию. В данном учебном пособии авторы стремились показать, что многие исследовательские и проектные градостроительные задачи могут быть решены на основе точного знания принципов и закономерностей функциониро- вания градостроительного объекта, выявления взаимозависимости и взаимосвя- зей его элементов и подсистем. Конечно, получаемые с использованием того или иного метода решения не являются абсолютными, так как город как объект проектирования представляет собой сложную, непрерывно развивающуюся в пространстве и во времени сис- тему, все элементы которой в той или иной степени взаимосвязаны друг с дру- гом. Градостроительное проектирование есть процесс учета влияния многих факторов, и никакое решение, основанное на учете только их части, не может
быть объективным и окончательным. Однако выявление механизма работы каж- дого отдельного фактора, определение закономерностей его влияния на всю гра- достроительную систему в целом, безусловно, способствуют принятию более обоснованных и аргументированных проектных решений. Представленные в пособии методы являются инструментом, с помощью ко- торого знания о механизме функционирования того или иного элемента градос- троительной системы, его взаимосвязи с другими элементами могут быть реали- зованы в проектном решении, принятие которого основывается не на здравом смысле, интуиции или опыте, но на точном знании принципов и законов форми- рования города, как сложной системы. Другими словами, точные количествен- ные и графоаналитические методы градостроительного анализа, с одной сторо- ны, способствуют более глубокому пониманию закономерностей формирования и развития города и его элементов и повышению обоснованности проектной деятельности в целом — с другой.
ЛИТЕРАТУРА Основы теории градостроительства (Яргина З.Н., Косицкий Я.В., Владимиров В.В.. Гутнов А.Э., Микулина Е.М., Сосновский В.А.), М. 1986. 2. Говоренкова Т.М., Моисеев Ю.М. Применение графоаналитических методов для решения градостроительных задач М. 1987. 3. Графоаналитический метод в градостроительных исследованиях и проектировании. ( Якшин А.М., Говоренкова Т.М., Каган М.И. и др.), 1979. 4. Мерлен П. Город. Количественные методы анализа —М. 1977. 5. Сосновский В.А. Планировка городов. М., 1988. 6. Сосновский В.А. Методы градостроительного анализа. М., 1993. 7. Тойн П., Ньюби П. Методы географических исследований. (Экономическая геогра- фия. Вып. 2) М., 1977. 8. Хаггет П. Пространственный анализ в экономической географии. М. 1968. 9. Яргина З.Н. Градостроительный анализ. М., 1984. 10. Яргина З.Н, Сосновский В.А. Практические задачи градостроительного анализа. — М. 1986.
СОДЕРЖАНИЕ Введение..................................................................3 Область применения количественных и графоаналитических методов............4 1. Расчет городского населения методом трудового баланса..................7 2. Оптимизация соотношения отраслевого баланса производств с учетом ресурсного потенциала.....................................................9 3. Определение границ зоны влияния города-центра........................ 10 4. Ландшафтный анализ территории........................................ 13 5. Районирование территории города по интенсивности связей.............. 16 6. Размещение фокусов тяготения населения города........................ 19 7. Определение средней удаленности городских территорий и населения относительно городского центра......................................... 24 8. Оптимизация трассировки транспортных коммуникаций.....................27 9. Расчет емкости учреждений культурно-бытового обслуживания.............29 10. Баланс емкости центров обслуживания..................................30 11. Баланс структуры жилого фонда на основе демографического состава семей ... 33 12. Определение максимально допустимой плотности жилого фонда и застройки при заданных санитарно-гигиенических параметрах..........................35 13. Оптимизация размещения жилой застройки в генеральном плане города по комплексу приведенных строительных и эксплуатационных затрат..........38 14. Функциональное зонирование территории жилого района..................44 15. Анализ условий размещения района реконструкции в плане города........48 16. Анализ и оценка территории и застройки района реконструкции .........51 17. Анализ плотности распределения объектов по территории района.........54 18. Функциональный анализ территории реконструируемого района............58 19. Определение участков прогнозируемого развития общественных и жилой функций..................................................................63 20. Определение территориально-пространственных резервов планировочной структуры города.........................................................68 21. Определение суммарной емкости объектов района по критерию транспортной емкости..................................................................71 22. Определение емкости и границ городских узловых районов..............73 23. Определение границ территории размещения центров тяготения по условию доступности............................................................. 75
24. Определение границ территории размещения объектов тяготения по условию соответствия потенциала места потребностям размещаемого объекта......79 25. Определение параметров территории объекта тяготения по затратам времени на перевозку грузов .....................................................81 26. Построение уличной сети методом моделирования движения..............83 27. Построение картограмм затрат времени на передвижения ...............86 28. Графическое преобразование метрики городского пространства..........90 29. Функциональное зонирование территории города на основе учета фактора доступности..............................................................94 30. Историко-генетический анализ планировочной организации региональных градостроительных систем.................................................98 31. Морфологический анализ композиции города............................ 101 32. Графический анализ композиционной структуры города................ 104 Заключение.............................................................. 107 Литература.............................................................. 109
Учебное издание Сосновский Владимир Аркадьевич, Русакова Наталья Сергеевна Прикладные методы градостроительных исследований Редакторы И.В. Попова, К.Б. Санкина Верстка А.В. Агнистиков Подписано в печать 20 12.2005. Формат 70x100 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л. 9,1. Уч.-изд. л. 9,7. Тираж 2000 экз. Изд. № А-129. Заказ № 1823 ООО Издательство «Архитектура-С» 107031, Москва, ул. Рождественка, И Отдел реализации (495) 928-51-64 E-mail* sankinall@mtu-net.ru При участии ООО ПФ «САШКО» Отпечатано в ОАО « ИПК «Ульяновский Дом печати» 432980, г. Ульяновск, ул. Гончарова, 14