Как компьютерная симуляция поможет избавиться от грязи в жилых кварталах

Выпускник Университета ИТМО, аналитик Института дизайна и урбанистики Егор Смирнов разработал алгоритм, который моделирует движение пешеходов с учетом их поведенческих особенностей и помогает проектировать удобную пешеходную инфраструктуру. Проект будет представлен на международной конференции по вычислительной науке ICCS, которая пройдет этим летом в Китае. Егор Смирнов рассказал ITMO.NEWS, почему неудачно проложенные пешеходные дорожки – типичная проблема благоустройства дворов и парков и как любой гражданин может начать бороться с этой проблемой, начав использовать пешеходный симулятор.

Источник: shutterstock.com

Как появилась идея заняться проблемой неправильного проектирования пешеходной инфраструктуры?

По образованию я программист, а не архитектор. Одно время жил в доме в Московском районе рядом с парком Победы. Дом, в котором я жил, располагался в квартале пятиэтажек, а сам был точечной высотной застройкой. Очевидно, при проектировании дома его создатели не думали о том, как люди будут подходить к нему, как будут проходить в сторону парка Победы, к метро и другим важным объектам, так как весь год двор был в грязи – люди вытаптывали газон и выносили грязь на асфальт. У меня возникло желание решить проблему. Сначала я пытался бороться общегражданскими методами – писал заявления в местный муниципалитет с просьбой сделать дорожку в конкретном месте. Сегодня мой опыт говорит, что от заявления до появления дорожки проходит от трех до пяти лет. Три года уходит на борьбу со стихийно появляющимися дорожками – ставят заборы, завозят землю, вешают таблички, запрещающие ходить по газонам, и только потом появляется понимание, что людям необходимо тут ходить, и дорожка появляется. Сейчас у дома, где я жил, сделали одну дорожку, о необходимости которой я говорил в своих письмах, однако их требуется гораздо больше.  Когда я понял, что общегражданские методы работают очень медленно, я решил применить свои программистские навыки и создать инструмент для проектировщиков, который смог бы решить эту проблему в корне. На сегодняшний день я занимаюсь этой темой около четырех лет.

Почему при планировании территорий разработке пешеходной сети не уделяется достаточно внимания? Дорожки действительно часто не ведут туда, куда нужно пешеходам, делают непонятные крюки или внезапно преграждаются клумбами и газонами…

Основная проблема в том, что никто не закладывает средства  в бюджет под эту цель. Вторая проблема – нет опыта проектирования. Зачастую пешеходной инфраструктурой в коммерческих компаниях занимаются дизайнеры. Представим, дизайнеры спроектировали квартал, и теперь им надо, чтобы в проект вложили деньги и начали реализовывать, поэтому для красивой презентации инвесторам они проектируют сеть дорожек как художественную композицию, оценить которую смогут лишь птицы, но которая не отвечает потребностям человека. Поэтому часто мы видим, что система пешеходных дорожек выполнена в форме красивых геометрических фигур, по которым невозможно ходить.  Итог – стихийные тропы, возникающие на месте газонов, порча благоустройства, перенос на обуви пешеходов земли с газонов на асфальт, образование открытого грунта – источника пыли. Пока у нас на первом месте  абстрактная красота, а опыт проектирования пешеходной инфраструктуры не накапливается, мы будем испытывать проблемы.  

Пешеходный симулятор. Источник: blog.antroadplanner.ru
Пешеходный симулятор. Источник: blog.antroadplanner.ru

При проектировании пешеходных зон специалисты не думают о том, куда людям будет удобно ходить. Они также не думают о пешеходных переходах. В новостройках может быть один пешеходный переход на километр улицы, поэтому люди бегают напрямик. С этим опять же пытаются бороться заборами, значительно ухудшая ситуацию. Так, если есть забор, водитель не ожидает, что там будет пешеход, а пешеходы перелезают, поэтому на заборах иногда висят венки. Наша система в частности показывает, где пешеходам будет удобно ходить, и может показать, где нужен пешеходный переход.

Существует  документ, содержащий методические рекомендации по проектированию пешеходных сетей ЦНИИП градостроительства, которому уже порядка 30 лет. В нем сказано, что на вдумчивое проектирование кварталов должна уходить неделя работы специалиста – эти 50 часов сегодня никто не хочет тратить. Сейчас порой встречаются проекты с хорошим проектированием, однако это скорее исключения.

Анализировали ли вы, как в советское время подходили к вопросу проектирования пешеходной инфраструктуры, когда скорее ориентировались на эффективность использования, а не на красоту? 

Я не видел удачных проектов пешеходной инфраструктуры в жилых советских районах. Сейчас в них зачастую все уже не так плохо, потому что люди вытоптали тропы, и их покрыли дорожками, однако на это ушли годы. Я несколько раз слышал байку о том, что при возведении нового городка в СССР, проектировщики не стали делать пешеходные дорожки – жители сами протоптали их, а затем тропы покрыли асфальтом, получилось удобно – куда надо людям, туда и ведет дорожка. В такой ситуации людям не надо вообще ходить по газонам, не нужны заборчики (многие сегодня критикуют проблему повышенной «заборизации» в Петербурге), однако скорее всего это легенда. Не думаю, что кто-то мог так экспериментировать тогда, как и сейчас. Однако, думая об этой идее, я задумался о компьютерной симуляции и решил, почему бы не сделать то же самое на компьютере, то есть не живых людей заставлять бегать по грязи, а запустить компьютерную симуляцию. В виде хобби я начал заниматься развитием этой идеи. Я опубликовал статью на Хабре про свой алгоритм, статья вызвала шквал комментариев и много положительных отзывов – так я понял, что спрос есть, и стал более серьезно заниматься этим вопросом. Позже я познакомился с представителями Института дизайна и урбанистики Университета ИТМО – участниками движения «Красивый Петербург». В группе этого движения опубликовали проект парка, который планируют строить на Комендантском проспекте. Я его обработал своей системой, показал, что есть просчеты  в пешеходной инфраструктуре, работников института это заинтересовало. 

Стихийные тропы. Источник: blog.antroadplanner.ru
Стихийные тропы. Источник: blog.antroadplanner.ru

Вы упомянули, что есть еще и экологическая сторона проблемы, заключающаяся в образовании открытого грунта – источника пыли…

Когда люди ходят по газонам, есть последствия. Во-первых, уничтожается газон. Во-вторых, люди на своих ногах выносят грязь на асфальт, пачкается весь район вокруг. Даже если вы принципиально не ходите по газону, вы все равно наступаете в грязь, потому что она есть на асфальте. Когда грязь высыхает, она в виде пыли поднимается в воздух, и мы этим дышим. Конечно, пешеходы – не главный источник пыли в городе, машины, паркующиеся на газонах, генерируют больше пыли, потому что на колесах выносят грязь, но человек – один из источников.

В своем проекте вы охватываете не только придомовые зоны, но и парки, скверы, сады?

Большое заблуждение, с которым я часто сталкиваюсь, когда я говорю про удобство пешеходной инфраструктуры: люди считают, что в парках не надо делать удобную инфраструктуру, ведь туда люди приходят гулять. Когда мы приходим в парк, мы видим, что стихийные тропы все равно есть, потому что часть людей ходит через парк напрямик, так как приятнее от дома до метро пройти через зеленую зону. Также есть внутренний транзит в парке: если вы идете к озеру гулять, вы хотите пройти к нему, а не делать огромный крюк, поэтому парки не отличаются от дворовых территорий – везде нужно задумываться об удобстве.

Как работает алгоритм?

Базовая идея алгоритма проста: у нас есть загруженная карта местности и агенты-пешеходы, которые пытаются найти кратчайший путь. На оценку пешеходного пути влияет не только дистанция, но и его привлекательность: у твердого покрытия максимальная привлекательность, у газона низкая привлекательность, а у стихийной тропы средняя. Пешеходы, передвигаясь по карте местности, меняют эту карту, появляются новые тропы, которые, в свою очередь,  меняют то, как передвигаются пешеходы. Дальше все нюансы связаны с тем, как учитывать эти тропы. Мы имитируем реальную ситуацию, поэтому иногда тропы исчезают со временем. В системе много технических ноу-хау, про которые мы будем рассказывать на предстоящей конференции в Китае. Так, например, мы делим пешеходов на несколько категорий по их порядочности: «непорядочные» всегда стараются ходить напрямик и служат начальным толчком для образования троп, в то время как «порядочные» пойдут по газону только в крайнем случае, зато готовы расширять уже существующие тропы. Параллельно идущие на небольшом расстоянии тропы со временем сливаются в одну, идущую посередине, так как по ней удобно идти пешеходам с обеих троп, и за счет большего потока людей она лучше вытаптывается и становится удобнее для движения. Чтобы смоделировать это поведение нам пришлось долго экспериментировать с влиянием соседних троп друг на друга и подбирать формулы для распространения этого влияния.

Егор Смирнов
Егор Смирнов

Технически работа выглядит так: мы рисуем карту, рисуем точки притяжения, например, подъезд дома, магазин, а дальше система сама создает пешеходов. Мы ранжируем точки притяжения по величине: метро – большая точка, поэтому для нее генерируется  много компьютерных пешеходов, однако цифры приблизительные. Дело в том, что сегодня у нас нет статистики пешеходов, никто не знает, сколько людей за час выходит из крупного торгового центра. Мы планируем первыми провести такие исследования силами института, потому что сейчас отсутствие статистики – слабое звено алгоритма. Почти все данные подобраны эмпирически: мы взяли несколько дворов и парков и долго гоняли на них разные варианты нашего алгоритма с разным набором параметров, пока не получили похожие на правду результаты и рисунки стихийных троп, после чего решили, что это правильный набор параметров. Параметров много: сколько пешеходов появляется в единицу времени, с какой скоростью они ходят, насколько влияет на их путь наличие стихийной тропы и другие.

Если верить вашим статьям, стихийные тропы – не уникальная российская особенность, а типичная ошибка проектирования городских пространств во многих странах мира.

Да, это так, мы намерены подтвердить это прямо в ходе конференции по вычислительной науке ICCS в Китае: мы планируем провести обследование открытых пространств города Уси (Wuxi), где будет проходить конференция, зафиксировать проблемные участки со стихийными тропами и показать, насколько точно алгоритм предсказывает такие ошибки, а значит, помогает их избежать при проектировании. Мы решили не просто рассказать об абстрактной технологии, а показать на конкретном примере, понятном местному населению, что это не научная разработка, требующая длительного внедрения, а механизм, работающий прямо здесь и сейчас.

Насколько мне известно, алгоритм уже был успешно протестирован на реальных территориях и использовался при оценке проектов благоустройства дворов и парков в Санкт-Петербурге и других российских городах.

В 2017 году мы применили алгоритм при подготовке технического задания для конкурса концепций благоустройства Александровского парка, который проводил Комитет по градостроительству и архитектуре. Тогда же разработка была представлена на Международном форуме пространственного развития, где губернатор Санкт-Петербурга, отметил перспективность ее внедрения в работу районных администраций и муниципалитетов. Если мы видим проект, в который можно зайти с технологией, мы предлагаем свои силы – например, участвуем в публичных слушаниях парков.  Когда государство хочет благоустроить парк, оно собирает публичные слушания, где можно обсудить проект. Мы приходили с замечаниями по Парку Героев-пожарных в Купчине и эко-парку в Приморском районе.

Стихийные тропы. Источник: blog.antroadplanner.ru
Стихийные тропы. Источник: blog.antroadplanner.ru

Кому может быть интересен алгоритм?

Алгоритм может пригодиться трем целевым аудиториям. Первая – проектировочные компании, которые хотят лучше делать свою работу. Последние пару лет начал меняться тренд в строительстве: если раньше в большинстве возводили тридцатиэтажные муравейники с дворами-парковками, то сейчас начали делать дворы без машин. Пришло понимание, что в инфраструктуру тоже надо вкладываться, потому что людям нужны не только квадратные метры, но и среда вокруг них. К нам уже обращались несколько проектировщиков за помощью.

Вторая категория – общественные организации (как «Красивый Петербург») и гражданские активисты, которые узнают о благоустройстве территорий и хотят понять, будет ли там удобно ходить.

Третья категория – администрация города. Мы пытаемся подружиться с Комитетом по градостроительству и архитектуре Санкт-Петербурга. Мы рассчитываем, что его представителям это может быть интересно. Для администрации наш сервис – это возможность оценивать проекты. Предположим, есть проект благоустройства, как можно понять, насколько он хорош? Есть формальные критерии, но для определения качества пешеходной инфраструктуры критериев нет. Наша система скажет, что в конкретном проекте через год случится с газоном и даст понять, во сколько обойдется ремонт.

На сегодня самый большой запрос на использование сервиса у гражданских активистов, все остальные одобряют проект, однако средства на развитие выделить пока не готовы.

Какие дальнейшие действия запланированы?

Сейчас проект уже на том этапе, когда без финансовой поддержки на чистом энтузиазме его уже сложно развивать. Поэтому мы медленно внедряем в сознание людей мысль о том, что пешеходной инфраструктурой надо заниматься, ведь люди зачастую не видят проблемы.  Повышать осведомленность о проблеме мы стараемся прежде всего у тех, кто занимается проектированием или будет заниматься. Так, я читаю лекции у будущих городских планировщников в Институте дизайна и урбанистики Университета ИТМО, а также в Лесотехническом университете и других вузах города, участвую в конференциях. Кроме того, у нас есть блог Ant Road Planner, в котором мы периодически пишем о важности решения проблемы. Некоторые публикации блога можно найти также в группе «Красивого Петербурга». Кроме того, я регулярно говорю о сложившейся ситуации в СМИ. Мы считаем, что нужно создавать информационный шум, чтобы в долгосрочной перспективе люди начали задумываться о проблеме пешеходной инфраструктуры.

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба