ФЕДЕРАЛЬНОЕ ДОРОЖНОЕ АГЕНТСТВО (РОСАВТОДОР)
ФГУП РОСДОРНИИ

СБОРНИК

ДОРОГИ И МОСТЫ

Выпуск 16/2

МОСКВА 2006

ПРЕДИСЛОВИЕ

Успешная реализация стоящих перед дорожной отраслью задач, связанных с ускорением развития и повышением транспортно-эксплуатационных качеств сети автомобильных дорог общего пользования в значительной степени зависит от целенаправленной технической политики в сфере развития науки и технологий, основанной на получении и эффективном применении новых научных знаний в области проектирования, строительства и эксплуатации дорог.

В очередном отраслевом сборнике научных трудов «Дороги и мосты» нашли отражения последние исследования ученых и специалистов ведущих научных, проектных и производственных дорожных организаций, вузовской науки по широкому кругу практических вопросов, актуальных для дорожного хозяйства.

В сборник вошли статьи, касающиеся развития новых методов экономики и управления в дорожном хозяйстве, в которых предлагается решение вопросов прогнозирования потребности в финансовых ресурсах для реализации программ ремонта автомобильных дорог с учетом результатов их диагностики, проектирования и строительства платных дорог, развития функциональной классификации автомобильных дорог для целей их модернизации, а также оценки и прогнозирования социально-экономических последствий дорожной аварийности в Российской Федерации на основе многофакторного анализа.

Значительное место в сборнике уделено публикациям, содержание которых отражает новые научные подходы к решению проблем повышения качества строительства и проектирования автомобильных дорог, в том числе в особых условиях. В этот раздел сборника вошли новые теоретические разработки в области оценки качества строительства дорог, проектирования дорожных одежд и насыпей на слабых основаниях, представлены прогрессивные методы инженерно-геологических изысканий на дорогах, а также оценки прочности дорожных одежд и долговечности асфальтобетонных покрытий.

В сборнике отражены основные результаты исследований по совершенствованию методов ремонта и содержания дорог. Особое место уделено научным исследованиям, направленным на разработку новых технологий зимнего содержания дорог с учетом международной практики для их применения в северных регионах Российской Федерации. По-новому освещены решения задач уширения проезжей части при капитальном ремонте дорог, оценки прочности жестких дорожных одежд. Представлены результаты исследований, направленных на обеспечение сохранности автомобильных дорог - даны рекомендации по оптимальным срокам ограничения осевых нагрузок, а также уточненные методы расчета воздействия на дорожную одежду грузовых автомобилей.

Один из разделов сборника посвящен исследованиям в области строительства, ремонта и содержания мостовых сооружений. В этом разделе представлены теоретические обоснования и расчетные методы оценки живучести железобетонных пролетных строений мостов, повышения прочности плитных пролетных строений эстакад, а также новые способы определения затрат на ремонт мостовых сооружений.

Завершает сборник серия статей, посвященных решению одной из наиболее актуальных проблем - сокращению дорожной аварийности. В них представлены уточненные методы выявления участков дорог с опасными условиями движения, способы повышения безопасности движения на основе совершенствования параметров поперечного профиля автомобильных дорог, повышения сроков службы дорожной разметки.

В целом, представленные в отраслевом сборнике научных трудов материалы могут быть использованы специалистами-практиками для решения широкого спектра задач повышения качества и эффективности дорожных работ в соответствии с принятой РОСАВТОДОРОМ в 2006 г. Концепцией обеспечения качества в дорожном хозяйстве.

Начальник управления Организации госзаказа и научно-технических исследований РОСАВТОДОРА, канд. экон. наук В.П. Володькин

Раздел I
ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ В ДОРОЖНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

О ПРОГНОЗИРОВАНИИ ПОТРЕБНОСТИ В ФИНАНСИРОВАНИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИАГНОСТИКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Кандидаты технических наук
В.К. Апестин, A.M. Стрижевский
(ФГУП РОСДОРНИИ)

Транспортной стратегией России предусматривается дальнейшее совершенствование дорожного хозяйства и улучшение транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог. В связи с этим поднимаются вопросы потребности обеспечения финансирования дорожного хозяйства и, в частности, необходимости повышения объема затрат на капитальный ремонт федеральных автомобильных дорог.

Для оценки потребности в финансировании капитального ремонта ФГУП Росдорнии разработана методика, позволяющая прогнозировать затраты, опираясь на результаты диагностики дорог из АБДД «Дорога».

Известно, что критерием проведения капитального ремонта является снижение несущей способности дорожной конструкции до уровня, при котором ещё обеспечивается расчетная надежность дорожной одежды и соответствующее ей предельное состояние покрытия по ровности. Поэтому в основу предлагаемой методики положен прогноз изменения фактического состояния дорожных одежд по прочности с оценкой остаточного срока их службы, по результатам которого планируются затраты для ежегодного финансирования капитального ремонта.

Оценку прочности дорожной одежды осуществляют в соответствии с ОДН 218.1.052-2002 [1], предусматривая усиление конструкции в момент, когда ее остаточный срок службы не превышает 1-2 лет, не допуская «лавинного» снижения модуля упругости дорожной конструкции. Величину остаточного срока службы дорожной одежды Тост определяли в соответствии с Правилами диагностики и оценки состояния дорог ОДН 218.0.006-2002 [2] с уточнением используемых показателей по ОДН 218.1.052-2002:

(1)

где

q - показатель роста интенсивности движения во времени (q > l);

N1 - фактическая интенсивность движения, приведенная к расчетной нагрузке;

- параметр, принимаемый в зависимости от типа дорожной одежды;

* - коэффициент, учитывающий агрессивность воздействия расчетных автомобилей в разных погодно-климатических условиях;

А; В - эмпирические коэффициенты, характеризующие способность дорожной одежды сопротивляться воздействию многократно повторяющихся нагрузок;

Еф - фактический модуль упругости дорожной конструкции на рассматриваемый момент времени, МПа;

Xi - параметр, зависящий от проектной надежности дорожной одежды;

КПР - коэффициент относительной прочности дорожной одежды;

КРЕГ - региональный коэффициент;

KZ - показатель, определяющий особенность работы дорожной одежды под воздействием движения;

КСИ - коэффициент, учитывающий сопротивление конструктивных слоев дорожной одежды сдвигу и растяжению при изгибе.

Остаточный срок службы дорожных одежд федеральных автомобильных дорог разных категорий определяли по характерным участкам, различающихся фактической интенсивностью движения транспортного потока и модулем упругости дорожных конструкций. Дифференцирование дорог осуществляли из расчета, чтобы характерные участки различались по модулю упругости не более 12-15%.

Приведение состава движения к расчетным нагрузкам осуществляли в соответствии с ОДН 218.046-01 [3]. Состав движения принят одинаковым для всех дорог, % - в среднем: легковые - 20, грузовые автомобили типа ГАЗ -23, грузовые автомобили типа ЗИЛ -25, грузовые автомобили типа МАЗ - 17, автопоезда типа КамАЗ - 10, автобусы типа ЛАЗ -5.

Требуемые модули упругости дорожных конструкций Еф назначали (в соответствии с [1]) на перспективу, соответствующую региональным нормам межремонтных сроков службы дорожных одежд [4]. При этом для дорог I - III категорий рассматривали конструкции с дорожными одеждами капитального типа, а для дорог IV категорий - облегченные конструкции.

Затраты на капитальный ремонт (СКР) определяли в соответствии с ОДН 218.0.006-2002 [2] по формуле стоимости усиления, уточненной коэффициентом удорожания Куд, учитывающим дополнительные затраты при капитальном ремонте, связанным с перестройкой дорожной одежды, восстановлением водопропускных труб, перестройкой примыканий и устройством дополнительных полос на подъем.

СКР = 4000·(2,7180,0075·Eтр - 2,7180,0075·Еф)·Zд·Вш·Кт·Хд·Куд, руб/км (2)

где

Zд - эмпирический коэффициент, учитывающий затраты по другим видам работ, осуществляемым одновременно с работами по усилению дорожной одежды;

Вш - ширина проезжей части, м;

Кт - территориальный коэффициент стоимости;

Хд - коэффициент изменения стоимости усиления дорожной одежды по отношению к 1991 году:

(3)

где St - текущий курс рубля.

Коэффициент удорожания:

(4)

где

Су - затраты на усиление дорожной одежды по ОДН 218.0.006-2002, руб/км;

Ск - полные затраты на капитальный ремонт, руб/км.

С использование данных Росавтодора о средней стоимости 1 км капитального ремонта в 2006 г. значение коэффициента удорожания колеблется в пределах 1,53 - 5,48 для федеральных дорог I-IV категорий. По данным Росдорнии значение этого коэффициента может достигать, соответственно, величин 2,32 - 4,8.

В качестве примера использования предлагаемой методики в табл. 1 представлены исходные данные из АБДД «Дорога», а в табл. 2 - результаты расчета остаточных сроков службы дорожных одежд, требуемых модулей упругости конструкций и требуемых затрат на капитальный ремонт федеральных автомобильных дорог I - IV категорий, расположенных в I - II дорожно-климатических зонах.

Расчеты свидетельствуют, что при принятом условии ремонта (критерий - остаточный срок службы дорожной одежды) необходимые затраты на капитальный ремонт федеральных автомобильных дорог, расположенных только в I - II дорожно-климатических зон (ДКЗ) составляют более 35 млрд.руб., что в настоящее время [5] значительно превышает фактические объемы финансирование капитального ремонта (15,826 млрд.руб.). Принимая это во внимание, указанная стратегия капитального ремонта участков дорог с остаточным сроком службы до 1-2 лет является преждевременной. В настоящее время целесообразно в первую очередь капитально ремонтировать дороги с полностью выработанным ресурсом по сроку службы дорожной одежды (Тост = 0). При этом потребуется капитально отремонтировать 127 км + 250 км + 180 км соответственно дорог I, II и IV категорий с общими затратами всего ~ 7 млрд.руб. В следующем текущем году капитальный ремонт потребуется на дорогах с остаточным сроком службы 1 год (187 + 557 + 527 км дорог, соответственно, I, II и III категорий) с затратами ~ 12,7 млрд.руб.

Конкретные адреса выполнения работ определяют по данным АБДД «Дорога». В случае если капитальный ремонт будет выполнен не полностью, необходимо предусматривать дополнительные затраты на ликвидацию недоремонта (рис.1).

По результатам ежегодно выполняемых работ уточняют исходные данные (см. табл. 1 и пересчитывают потребность в затратах на капитальный ремонт.

Аналогично может быть оценена потребность в затратах на капитальный ремонт дорог, расположенных в других дорожно-климатических зонах.

Предложенная методика позволяет организовать ежегодный мониторинг изменения состояния дорожных одежд по прочности и осуществлять прогноз потребности в финансировании капитального ремонта федеральных автомобильных дорог по критерию остаточного срока службы дорожных одежд.

Рис.1. Рост дополнительных затрат на капитальный ремонт с учётом задержек проведения ремонтных работ (данные Дирекции Дороги России)

Таблица 1

Исходные данные диагностики автомобильных дорог на 2005 год (I - II ДКЗ)

Категория дорог	Показатели	Фактический модуль упругости (Еф), МПа
		116	124	143	164	188	216	249	287	330	379	436	466
I	N, авт/сут	27700	13640	17214	18483	16873	17071	20434	32282	29755	45805	73961	47735
	L, км	8,64	9,07	11,9	97,41	187,21	295,03	220,78	132,84	36,61	17,85	4,24	4,24
II	N, авт/сут	5207	5303	5032	5655	4952	4863	7977	10317	11041	9995
	L, км	48,12	67,68	134,56	557,06	1103,93	1874,97	1484,9	604,39	220,27	13,87
III	N, авт/сут	1802	1845	2126	3221	2877	3224	4297	3424	5697	4488
	L, км	232,44	294,1	467,39	1320	2126,63	2145,36	935,54	276,95	72,32	0,84
IV	N, авт/сут	2015	2666	3961	1974	3768	3480	2449	2017
	L, км	117,13	38,49	23,65	132,06	254,74	139,85	56,91	2,28

Таблица 2

Результаты расчета остаточного срока службы, Тост (лет)

I	Тост	0	0	0	0	1	2	6	17
II	Тост	0	0	0	1	2	5	9	22
III	Тост	1	1	2	3	9	20
IV	Тост	0	0	0	2	3	10

Величины требуемого модуля упругости дорожной конструкции Етр, МПа

I	Етр	293,9	275	281,2	283,1	280,7	281
II	Етр	253,8	254,3	252,9	256	252,5
III	Етр	192,6	193,2	196,4
IV	Етр	203,4	210	219,2	203

Требуемые затраты на капитальный ремонт Скр, млн.руб								Общие затраты, %
I	Скр	184,8963	154,9841	202,8162	1541,46	2468,151	3002,01	7554,318
II	Скр	640,5337	875,3909	1550,434	5832,237	8663,193		17561,79
III	Скр	2031,911	2392,651	3174,602				7599,165
IV	Скр	1401,51	478,4046	288,4388	830,9475			2999,301
							Итого	35714,57

Затраты по участкам при полном выработанном ресурсе (Тoст= 0) Итого 7318,88 млн,руб.

ЛИТЕРАТУРА

1. ОДН 218.1.052-2002. Оценка прочности и расчет усиления нежестких дорожных одежд.(взамен ВСН 52-89) /Росавтодор Министерства транспорта РФ, -М. : Информавтодор, 2002.

2. ОДН 218.0.006-2002 "Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог" (Взамен ВСН 6-90) /Росавтодор. - М: Информавтодор, 2002.

3. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд /Росавтодор. Министерства транспорта РФ. - М.: Информавтодор, 2001.-145 с.

4. Региональные и отраслевые нормы межремонтных сроков службы нежестких дорожных одежд и покрытий (ВСН 41-88) / Минавтодор РСФСР. - М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1988.-8с.

5. А.В. Чернигов, И.К. Матвеев. Основные направления повышения уровня содержания автомобильных дорог и искусственных сооружений на них. //Сообщение на семинаре «Летнее содержание автодорог и искусственных сооружений и их транспортно-эксплуатационное состояние». - г. Павловск, 26 июня-01 июля 2006 г.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПУНКТОВ СБОРА ПЛАТЫ ЗА ПРОЕЗД ПО ДОРОЖНЫМ СООРУЖЕНИЯМ

Д-р экон. наук Э.В. Дингес (МАДИ-ГТУ),
инж. А.В. Степанов (ОАО «Мосавтодор и партнеры»)

Реализация разработанных в последние годы инвестиционных проектов создания платных автомобильных дорог в России предъявляет повышенные требования к их технико-экономическому обоснованию, так как какой-либо опыт коммерческого строительства и эксплуатации дорожных сооружений в нашей стране до настоящего времени практически отсутствует. Особенно это относится к вопросам создания и обеспечения нормальных условий жизнедеятельности, необходимых в таких случаях систем сбора платы за проезд, которые в целях эффективного функционирования платных дорожных сооружений должны предусматривать:

• выбор оптимальных схем размещения, числа и объемно-планировочных решений пунктов сбора платы за проезд в зависимости от условий функционирования платных дорожных сооружений;

• рационализацию способов сбора платы за проезд и режима работы пунктов взимания платы за проезд;

• наименьшие затраты на организацию и эксплуатацию системы сбора платы за проезд при заданном режиме пропуска транспортных средств через пункты взимания платы за проезд;

• исключение несанкционированного проезда транспортных средств по платному дорожному сооружению;

• пропуск в свободном режиме (без задержек) транспортных средств, обладающих правом бесплатного проезда по дорожному объекту;

• адаптацию системы сбора платы за проезд к изменению условий и режимов движения транспортных средств, а также к проведению различного рода профилактических и ремонтно-восстановительных мероприятий на платных дорожных объектах.

Очевидно, что выполнение указанных требований невозможно без соответствующих многовариантных проработок конкурентоспособных схем, способов и организационных форм проектирования систем платы за проезд по дорожным сооружениям и разработки руководства или методических рекомендаций по их экономическому обоснованию. Вместе с тем, следует констатировать, что до недавнего времени такого рода документы никем не разрабатывались.

В связи с этим высокую актуальность и несомненный практический интерес представляет исследование экономических вопросов, связанных с формированием эффективных систем сборы платы за проезд по коммерческим дорожным сооружениям с учетом конкретных условий их строительства и эксплуатации.

Как известно из зарубежного опыта инвестирования в строительство платных автомобильных дорог, плата за проезд транспортных средств в общих доходах от их коммерческой эксплуатации составляет 85-95% [1,2] и поэтому от степени соответствия размеров запланированного и фактического ее сборов в первую очередь зависят результаты финансовой деятельности всех без исключения участников инвестиционного процесса. Практика строительства коммерческих транспортных объектов во всем мире наглядно свидетельствует о том, что именно снижение фактического уровня сбора платы за проезд транспортных средств по сравнению с прогнозируемым приводит к крупным финансовым потерям и даже банкротствам управляющих компаний в этой весьма капиталоемкой и рискованной сфере привлечения частного капитала.

Конечно, главной причиной недосбора платы за проезд является переоценка платежеспособного спроса на дорожные услуги, т.е. допущенные при разработке бизнес-планов строительства платных дорожных сооружений ошибки в сторону завышения ожидаемой интенсивности движения по ним.

Однако, наряду с такими ошибками, существенное влияние на величину фактических размеров движения и, следовательно, платы за проезд оказывают и возникающие при проектировании этих систем просчеты в определении рационального количества пунктов ее взимания, их размещения, способов и технологии сбора платы за проезд.

В связи с этим одной из наиболее важных задач проектирования указанных систем является задача оптимизации количества пунктов сбора платы за проезд, которая в самом общем виде может быть сформулирована следующим образом. Для заданных условий движения транспортных средств по платному дорожному сооружению требуется определить такое количество размещаемых на нем пунктов сбора платы за проезд (ПСП), при котором суммарные дисконтированные затраты на их создание и обслуживание (включая стоимость потерь времени в очереди на ожидание этого обслуживания) были бы минимальными.

В формализованном виде критерий решения этой задачи можно записать следующем образом:

(1)

где

Q - количество пунктов сбора платы за проезд;

q - порядковый номер пункта сбора платы за проезд (q = 1,2,...,Q);

Kq - капитальные вложения в строительство q-гo пункта сбора платы за проезд;

Крд - затраты на строительство дополнительных пунктов сбора платы за проезд в связи с увеличением интенсивности движения по платному дорожному сооружению;

Cобqt - годовые затраты на обслуживание q-гo пункта сбора платы за проезд в t-м году;

tрд - расчетный срок строительства дополнительных пунктов;

qt - потери от простоев транспортных средств у q-гo пункта взимания платы за проезд в t-м году;

Тср - срок сравнения вариантов (рекомендуется принимать равным 10 годам);

Е - норма дисконта при расчете коммерческой эффективности.

Из анализа составляющих критерия (1) следует, что основная сложность его практического применения состоит в расчете потерь от ожидания автомобилями обслуживания у пунктов сбора платы за проезд. Вместе с тем, нетрудно показать [3], что в условиях пуассоновского закона прибытия к ним автомобилей, данные потери могут быть достаточно легко установлены по базовым формулам теории массового обслуживания (табл.1).

Таблица 1

Предельные характеристики функционирования многоканальной системы сбора платы за проезд с ожиданием

№ п/п.	Наименование предельных характеристик	Расчетные формулы
1	Показатель загрузки системы сбора платы за проезд,	= /, - интенсивность движения автомобилей; - интенсивность обслуживания на ПСП
2	Показатель загрузки системы в расчете на один ПСП,	= /n, п - количество пунктов сбора платы за проезд
3	Вероятность того, что все ПСП свободны, р0
4	Вероятность k-го состояния системы рk
5	Среднее число автомобилей в очереди,
6	Среднее время ожидания в очереди,
7	Среднее время обслуживания автомобиля,

На основе критерия (1) и расчетных формул табл.1 авторами статьи была разработана специальная программа расчетов оптимального количества пунктов взимания платы за проезд в системе электронных таблиц Microsoft Excel.

Для иллюстрации возможностей разработанной программы рассмотрим порядок проектирования с ее использованием одноканальной и многоканальной систем сбора платы за проезд.

В первую очередь отметим, что использование одноканальной системы сбора платы за проезд является эффективным только при относительно небольшой интенсивности движения по платному дорожному сооружению, которая, как показали выполненные расчеты, не может превышать 120 авт/ч даже при самой высокой средней скорости их обслуживания на пункте взимания платы за проезд, равной 5 авт./с. Как видно на рис.1, начиная примерно с этой интенсивности движения, имеет место резкое увеличение расходов, связанных с организацией платного проезда, при наличии только одного пункта сбора платы за проезд по сравнению с двумя, что обусловлено существенным ростом стоимости простоев автомобилей в очереди на обслуживание к этому пункту.

Рис.1. Сопоставление суммарных затрат на организацию платного проезда при одно канальной и двухканальной системах сбора платы за проезд
—— одноканальная система – – двухканальная система

Очевидно, что со снижением интенсивности сбора платы за проезд рациональная область использования одноканальной системы становится еще меньше. Так, например, при скорости обслуживания 6 авт/мин ее целесообразно применять при интенсивности движения не превышающей 60 авт/ч, а при скорости обслуживания 4 авт/мин - при интенсивности движения не более 40 авт/ч.

Вместе с тем на практике возможны ситуации, когда даже при интенсивности движения превышающей 120 авт/ч создание двухканальной системы сбора платы за проезд технически невозможно или экономически нецелесообразно (например, в горных условиях). В таких случаях оптимизация проектных решений по организации платного пропуска транспортных средств сводится к определению наиболее рационального режима их обслуживания на единственном пункте ее сбора. Это означает, что, при заданной интенсивности поступления автомобилей на пункт сбора платы за проезд, необходимо так организовать их обслуживание (выбрать такой способ сбора платы за проезд), при котором простои автомобилей в ожидании этого обслуживания находились бы в пределах допустимых значений.

Подобная задача возникает и тогда, когда при определении способа сбора платы за проезд, наряду с уже учтенными факторами (затратами на создание и эксплуатацию пунктов сбора платы за проезд и стоимостью простоев автомобилей), приходится рассматривать и другие факторы: расстояние, скорость и себестоимость пробега транспортных средств по платному дорожному сооружению.

Как следует из теории массового обслуживания, предельным режимом функционирования одноканальной системы сбора платы за проезд является условие =, т.е. ситуация, при которой интенсивность поступления автомобилей на ПСП равна интенсивности их обслуживания. Однако такая ситуация на практике может возникнуть в единичных случаях, так как при наличии альтернативного маршрута только редкий пользователь платного дорожного сооружения согласиться стоять в большой очереди к этому пункту.

Тем не менее, очевидно, что допустимое время ожидания обслуживания любым потенциальным потребителем платных дорожных услуг может быть оценено исходя из выгодности для него этих услуг. При этом предельная ситуация (связанная с отказом от использования платного дорожного сооружения) будет иметь место тогда, когда экономия пользователя от проезда по нему будет равна нулю.

В математической форме указанное условие можно представить в следующем виде:

СПТож = СэТэ, (2)

где

СП - средняя стоимость 1 ч простоя автомобиля, руб.;

Тож - среднее время ожидания автомобилем обслуживания, ч;

Сэ - средняя стоимость 1 ч эксплуатации автомобиля, руб.;

Тэ - среднее время движения по платному дорожному сооружению, ч;

- доля экономии от снижения себестоимости пробега по платному дорожному сооружению по сравнению с альтернативным (бесплатным).

Если исходить, что отношение Сэ/СП в формуле (2) для заданного транспортного потока является постоянным и принять его равным b, то отношение времени ожидания автомобиля в этом потоке ко времени движения можно представить следующим образом:

(3)

Допустим, что доля экономии от снижения себестоимости пробега составляет 5% ( = 0,05), a b = 3, тогда максимальное время ожидания автомобилем обслуживания не должно превышать 15% времени проезда по платному дорожному сооружению (Тож = 0,15Тэ). С использованием формулы Литтла [3] можно установить, что при указанных значениях и b максимально возможное количество автомобилей в очереди Nож не должно превышать 0,15Тэ.

Исходя из этих регламентирующих условий и варьируя показателями интенсивности движения и обслуживания автомобилей на пункте сбора платы за проезд, можно для любой конкретной ситуации определить диапазон возможных их соотношений, при которых потребителям дорожных услуг целесообразно использовать платное дорожное сооружение. Для этого сначала надо рассчитать среднее время движения автомобилей по платному дорожному сооружению, а затем с использованием формулы (3) определить максимально допустимое время их ожидания обслуживания и, следовательно, требуемые параметры проектируемой системы сбора платы за проезд.

С целью упрощения решения этой задачи, предполагающей в конченом итоге установление эффективной области использования одноканальной системы сбора платы за проезд, были построены графики зависимостей основных параметров данной системы массового обслуживания (вероятности ожидания обслуживания, среднего количества автомобилей в очереди и среднего времени пребывания их в очереди) от интенсивности их движения и обслуживания, которые приведены на рис. 2 - рис. 4.

Анализ указанных графиков позволяет сделать следующие выводы:

- имеет место нелинейная связь всех рассматриваемых показателей одноканальной системы сбора платы за проезд с интенсивностью обслуживания автомобилей, так как с ее увеличением степень влияния этого фактора на указанные показатели все более и более снижается;

- зависимости среднего количества автомобилей в очереди и среднего времени их ожидания в очереди от интенсивности прибытия автомобилей к ПСП при достаточно высокой интенсивности их обслуживания (начиная с 10 авт/мин) являются практически линейными.

Покажем порядок использование одного из приведенных графиков на конкретном примере. Предположим, что рассматривается возможность устройства одноканальной системы сбора платы за проезд на мостовом переходе длиной 1,5 км. Средняя расчетная скорость движения автомобилей по нему составляет 90 км/ч. Таким образом, время проезда по сооружению составляет 0,017 ч (1,5/90) или примерно 1 мин.

Если исходить из ранее принятого допустимого соотношения между временем ожидания обслуживания и временем движения по платному объекту, равному 0,15, то, очевидно, что максимально возможное время ожидания обслуживания не должно превышать 0,15 мин.

Обратившись к рис. 4, нетрудно видеть, что данное условие будет соблюдаться при скорости обслуживания автомобилей на ПСП от 6 до 12 авт/мин при любой рассматриваемой интенсивности их движения (0,4-2 авт/мин), а также при скорости обслуживания 4 авт/мин при интенсивности движения до 1,5 авт/мин. Указанные параметры в конечном итоге и определяют область рациональных решений по проектированию одноканальной системы сбора платы за проезд.

Теперь перейдем к рассмотрению порядка оптимизации принимаемых решений при проектировании многоканальной системы сбора платы за проезд. Для его иллюстрации решим следующую задачу.

Пусть прогнозируемая интенсивность движения автомобилей по платному дорожному сооружению составляет 10 авт/мин (600 авт/ч), а скорость их обслуживания на одном пункте взимания платы за проезд - 6 авт/мин. Известно также, что стоимость строительства одного ПСП (включая затраты на устройство соответствующей расширительной площадки, а также плату за землю) по ориентировочным расчетам может быть принята в размере 1050 тыс. руб., а стоимость его годового обслуживания - в размере 786 тыс. руб. Средняя стоимость простоя одного автомобиля в ожидании обслуживания для прогнозируемого состава транспортного потока составляет 140 руб./ч.

Требуется рассчитать оптимальное количество пунктов взимания платы за проезд, если известно, что принятая коммерческая норма дисконта составляет 12%.

Результаты выполненных расчетов по критерию (1) приведены на графиках рис. 5. Как видно из этого рисунка, при заданных условиях движения и обслуживания автомобилей наиболее целесообразным является создание пяти пунктов взимания платы за проезд, так как только при таком их количестве обеспечивается минимум суммарных дисконтируемых затрат на организацию платного проезда, который в данном случае равен 30,091 млн.руб. Любое другое решение, как в сторону снижения количества создаваемых пунктов сбора платы за проезд, так и в сторону их увеличения приводит к росту этих затрат.

Анализ представленных (см. рис. 5) графиков позволяет сделать вывод также и о том, что темп роста затрат на строительство и обслуживание системы сбора платы за проезд значительно меньше, чем темп снижения стоимости потерь автомобилей от ожидания в очереди в результате увеличения количества создаваемых ПСП. Это свидетельствует о том, что снижение потерь от простоев автомобилей у пунктов взимания платы за проезд является наиболее значимым и, как правило, решающим фактором при проектировании любых систем ее сбора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иностранный опыт в области платных дорог и привлечения частного капитала в дорожном секторе. Выступления на международной конференции «Финансирование автомобильных дорог» Всемирный банк. - М, 12-13 ноября 1998 г.

2. Положение в области организации платных автодорог и перспективы на будущее. Материалы семинара «Опыт Японии по финансированию строительства платных автомобильных дорог». -М: Корпорация «Трансстрой», 1998.

3. Лабскер Л.Г., Бабешко Л.О. Теория массового обслуживания в экономической сфере. Учебное пособие для вузов. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998.

О МЕТОДОЛОГИИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИХ МОДЕРНИЗАЦИИ

Кандидаты техн. наук М.М. Девятое,
И.М. Вилковя (ВолГАСУ)

Обзор состояния безопасности дорожного движения в Российской Федерации [1], выполненный Европейской конференцией министров транспорта (ЕКМТ), совместно со Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Всемирным банком реконструкции и развития, свидетельствует о том, что дорожная сеть России конструктивно не рассчитана ни на безопасное пользование легковыми автомобилями при все более возрастающих объемах движения, ни на обеспечение безопасности пешеходов. В целом, нормы и правила инженерного обеспечения безопасности движения, в отношении всей дорожной сети, низкие, лишены четкой детализации и плохо соблюдаются.

В связи с этим становится очевидным, что безопасность дорожного движения должна стать центральным элементом планирования, проектирования, эксплуатации и модернизации дорожной сети, включающим целый спектр стратегий и мероприятий.

Как показывает опыт европейских стран, планирование с учетом безопасности движения включает классификацию дорог и установление пределов скорости движения в соответствии с функцией дороги, а также разделение, где это возможно, моторизованного движения от немоторизованного. Эффективное проектирование - это самоочевидное, легко понятное пользователям расположение дорог, снижение скорости на определенных участках, обеспечение равномерности движения, использование защитных дорожных ограждений и внедрение аудита безопасности.

Одним из мероприятий, необходимых для повышения безопасности движения в России, по мнению ЕКМТ [1], является изменение классификации дорожной сети, которое предлагается включить в разрабатываемую в России программу инженерного обеспечения безопасности дорожного движения.

Рекомендуется пересмотреть существующую в России классификацию дорог по подчиненности, прежде всего на городских территориях, с тем, чтобы создать систему функциональной классификации, в достаточной мере учитывающую вопросы землепользования, участки возникновения ДТП, транспортные и пешеходные потоки и задачи обеспечения безопасности движения, включая регулирование скорости. Это позволит создать основу для системного управления безопасностью движения через стандарты на дорожные конструкции, ограничение скорости, планировку и эксплуатационные условия дорог, а также для повышения безопасности движения, в частности, за счет поощрения надлежащего выбора скорости движения в установленных пределах. Именно этому отвечает введенная, в соответствии с постановлением правительства РФ, новая классификация автомобильных дорог [2]. Для обеспечения ее реализации на инженерном уровне представляется целесообразным проанализировать зарубежный опыт и предложить комплексную систему определения классификационных признаков конкретных автомобильных дорог общего пользования.

Исследования, проведенные в Нидерландах [1], показали, что 2/3 городской сети можно перевести в категорию дорог в жилых районах с ограничением скорости до 30 км/ч, чтобы уменьшить риск ДТП с участием пешеходов.

По графику, согласованному с правительством и органами дорожного надзора, новая система классификации была внедрена за два года. Нидерландская функциональная иерархия дорог позволяет устанавливать соответствующие ограничения скорости, геометрические параметры, стандарты ровности и эксплуатационного состояния дорог с транзитными, распределительными и подъездными функциями. В городских районах делается различие между подъездными дорогами к жилым кварталам, (на которых, в масштабе всего района, можно устанавливать пониженный предел скорости) и другими подъездными дорогами.

Нидерландская иерархия дорог выглядит следующим образом:

Дороги с функцией Потока: дороги для транзитного движения от места отправления до места прибытия, предназначенные для безостановочного сквозного движения. Предельные скорости составляют 100-120 км/ч при полном разделении транспортных потоков.

Дороги с функцией Доступа: дороги для въезда/выезда в определенный район, которые состоят из распределительных дорог (с приоритетом транзитного движения) и местных распределительных дорог (с равными правами моторизованного и не моторизованного местного движения, но с разделением пешеходного и автомобильного движения, где только возможно). Эти дороги имеют функцию соединения движения легкового транспорта въезжающего или выезжающего с территорий больших городов, деревень и сельских районов, со смешанным движением на ограниченных участках. Предельные скорости составляют 50 км/ч в зонах застройки и 80 км/ч вне. Обязательными характеристиками являются: отдельные дорожки для пешеходов и велосипедистов, двухполосные дороги, разделение транспортных потоков на всем протяжении дороги, регулирование скорости и право преимущественного проезда на главных перекрестках.

Дороги для Доступа к жилью: дороги для подъезда к личному жилью, магазину или компании - с приоритетом пешеходов, велосипедистов. Преобладающее большинство дорог выполняет функции доступа для транспортных средств с постоянным чередованием движения. Предельные скорости в городах и сельских населенных пунктах составляют не более 30 км/ч. В сельской местности приемлемы скорости не более 40 км/ч на перекрестках и въездах и 60 км/ч - в остальных местах.

Там, где дорога выполняет несколько функций, обычно используется самая малая из предельных скоростей, допустимых для каждой из этих функций.

В США автомобильные дороги классифицируются в соответствии с их функциональным назначением - функциональная классификация (табл. 1), и по подчиненности - частные, муниципальные, штатов и федеральные дороги [3].

Таблица 1

Функциональная классификация автомобильных дорог США

Внегородские дороги	Городские дороги
1. Основные автомагистрали: - междуштатные скоростные автомагистрали (без доступа) - freeways -автомагистрали	1. Основные автомагистрали: - основные скоростные автомагистрали (без доступа) - другие скоростные автомагистрали (с ограниченным доступом) - express ways - автомагистрали
2. Второстепенные автомагистрали	2. Второстепенные магистральные улицы
3. Коллекторные дороги - основные - второстепенные	3. Коллекторные соединительные улицы
4. Местные дороги	4. Местные улицы

Разница между терминами (freeway) и (expressway) в том, что первые характеризуются полным контролем въезда, означающим, что въезд и выезд на эти автомагистрали допустим только на въездах и выездах с транспортных развязок, а вторые имеют частичный контроль въезда, означающий что въезд и выезд на этих магистралях может осуществляться непосредственно с прилегающих территорий или через ограниченное число пересечений в разных уровнях [3].

В Германии в основу классификации дорог, которая представляет собой довольно сложную систему, положен принцип категорирования дорог в зависимости от их расположения (внутри или вне застроенной территории), функционального назначения дороги, что является решающим при ее проектировании (соединение населенных пунктов, узлов транспортной сети и т.п.); освоения различных территорий - дороги различного класса в застроенной зоне, участки подъездов в застроенной зоне и т.п.; подъездные дороги, выполняющие функции соединения, а в большей степени функции стоянок и остановок) [4].

В отдельных случаях классификация автомобильных дорог основывается на тех или иных видах работ по содержанию. Так в северных странах, где зимнее содержание дорог является очень важным видом деятельности, дороги классифицируются на основе своей функциональной иерархии и интенсивности движения в зависимости от стандарта работ по зимнему содержанию (табл. 2). Разным классификациям дорог соответствуют разные стандарты и уровни вмешательства.

Таблица 2

Функциональная классификация автомобильных дорог в зависимости от стандарта работ по зимнему содержанию

Интенсивность движения	Автомобильные магистрали	Главные дороги	Местные дороги
> 12 000	А	А	-
6000-12 000	А	В	С
2000-6000	В	С	С
500-2000	С	С	D
< 500	-	D	Е

Примечание. А-Е разные стандарты зимнего содержания и уровни вмешательства.

В предлагаемой, новой классификации дорог России [1,5] в качестве одного из основных принципов предлагается обеспечение нормативного уровня потребительских свойств дороги, которые будут определяться уровнем обеспечиваемой скорости движения транспортного потока и уровнем удобства и безопасности движения для дорог различных категорий. В предлагаемой градации дорог для большинства категорий предполагаются постоянные значения расчетной скорости и ограничения по вероятной интенсивности движения.

Вместе с тем, проведенный выше анализ позволяет предложить в качестве главенствующего критерия функциональный подход к классификации эксплуатируемых дорог в целях их модернизации.

На наш взгляд, с учётом анализа традиционных понятий [6], ранее выполненного автором, а также идей, заложенных в современных работах, посвященных проблемам модернизации автомобильных дорог, но не дающих чёткого определения этому понятию, более обоснованным представляется следующее современное понятие. Модернизация автомобильных дорог - это приспособление сети, отдельных участков или элементов дорог, на основании результатов мониторинга, к современным условиям эксплуатации, связанным с изменением функционального назначения дорог, их участков, элементов, или прилегающей зоны, путём проведения комплекса соответствующих мероприятий, корректирующих потребительские качества дорог.

Рис.1. Блок-схема принципиального подхода к обоснованию системы потребительских качеств для оценки автомобильных дорог с учётом многообразия их функций

Из предложенного понятия и сути процесса модернизации следует, что он может проводиться последовательно на основе постоянно ведущегося мониторинга состояния автомобильных дорог, транспортных условий, безопасности движения, окружающей среды и с учётом общественного мнения. В сложных условиях эксплуатации автомобильных дорог, складывающихся под воздействием многообразных факторов и разнообразного влияния дороги на транспортные, экономические, социальные и общественные процессы, представляется целесообразным разностороннее системное рассмотрение этого вопроса.

При этом, воспользовавшись принципами системного анализа (принцип конечной цели, единства, связности, модульности и иерархии цели и задач), представим блок схему принципиального подхода к обоснованию системы потребительских качеств для оценки автомобильных дорог (рис. 1) [7], в соответствии с которой, роль автомобильных дорог кроется в многообразии их функций, являющихся основой национального развития страны. При конкретизации роли, в зависимости от разнообразия функций прилегающих к дороге территорий, можно выделить две области, которые с одной стороны имеют противоречивые функциональные свойства, а с другой - накладываются друг на друга: это транспортная роль и роль дорог, как мест общественного пользования. Противоречивость заключается в разной оценке их назначения непосредственными активными пользователями дорог и пассивными пользователями - теми, кто проживает в зоне их воздействия на окружающую среду, но вместе с тем, наряду с негативным воздействием, пользуется и благами близкого расположения транспортных артерий. В свою очередь противоречивая роль дорог порождает многообразие их непосредственных функций и потребительских качеств, необходимых для их оценки и требует детальной проработки.

Удобно для разделения сети дорог на классы, ввести концепцию функциональной иерархии, в рамках которой дороги отвечают определенным общим целям, нормам и уровням внешнего воздействия. На основе такой иерархии, можно строить соответствующую систему потребительских качеств, необходимых для обоснования модернизации автомобильных дорог или их отдельных участков. Такой подход позволяет также учесть соответствующий уровень финансирования дорог различных категорий, в соответствии с постановлением Правительства РФ № 209 от 11 апреля 2006г. [1].

Потребительские свойства дороги, по мнению авторов, должны определяться ее ведущими функциями и условиями проложения. В качестве ведущих (определяющих) потребительских функций предлагается выделить три основных: соединение, освоение и остановки.

Соединение - функциональное назначение дороги, означает обеспечение транспортных связей крупных регионов, больших и малых населенных пунктов, внутригородских районов.

Освоение (подъезды) - функциональное назначение дорог - собирать транспортные потоки тех дорог, которые выполняют (подъездные дороги) соединительные функции, т. е. роль, связанная с освоением грузообразующих территорий.

Остановки - функциональное назначение дорог - подъезды непосредственно к грузообразующим точкам. В таких местах, как правило, наблюдается значительное количество останавливающихся транспортных средств (торговый, общественный, личный, служебный транспорт, мусороуборочные машины и т.п.). Здесь выполняется большое число маневров, связанных с остановками, стоянками, троганием с места.

Допустим, если дорога имеет в качестве ведущей функции соединение населенных пунктов, то главенствующая роль при проектировании будет отводиться скорости и безопасности движения транспортного потока. Если же дорога имеет функцию освоения каких-либо территорий, то предпочтение отдается удобству и безопасности движения транспортных потоков и пешеходов, а также удобству работы и проживания на прилегающих территориях. Исходя из этого, предлагается изменить принципиальный подход к определению категории дороги, прежде всего в сторону удовлетворения потребительских свойств дороги, которые диктуются её ведущей функцией, а также характером прилегающей к дороге территории (застроенная, незастроенная, предполагаемая для (освоения) застройки) и значением дороги с точки зрения выполнения связующих функций в сети автомобильных дорог.

Безусловно, отдельные категории дорог не могут выполнять в чистом виде одну из функций - происходит наложение функций друг на друга в разном объеме. Поэтому категорийный индекс предлагается определять по преобладающей функции, т. е. той функции, которую дорога выполняет для 50 % транспортных средств, движущихся в общем потоке (рис. 2).

Учитывая изложенное, предлагается, с учетом принятого постановления [1], классифицировать автомобильные дороги общего пользования на шесть категорийных групп. При этом в качестве ведущего принципа отнесения дороги в ту или иную группу принять связующую роль дороги (табл. 3) в общей сети дорог.

Таблица 3

Предлагаемая классификация автомобильных дорог в России

Категорийная группа дороги	I	II	III	IV	V	VI
Связующая роль дороги	Дорожные связи федерального значения	Дорожные связи регионального или межмуниципального (территориального) значения	Дорожные связи местного значения
			В границах населенных пунктов	Между населенными пунктами в границах муниципальных районов	Между населенными пунктами и в населенных пунктах в границах городских округов	Частная и иных форм собственность