Введение
Городское планирование, ограничивающее транзитное движение автомобилей
Иерархия улиц – это метод городского планирования для организации дорожных сетей, исключающий транзитное движение автомобилей из жилых районов. Она представляет собой иерархию дорог, в которой важность каждой категории дорог заложена в топологии сети (в связности узлов друг с другом). Иерархия улиц ограничивает или исключает прямые соединения между определенными типами дорог, например, между жилыми улицами и магистральными дорогами, и допускает соединения между улицами одного порядка (например, магистраль с магистралью) или между типами улиц, разделенными одним уровнем в иерархии (например, магистраль с шоссе и коллектор с магистралью). В отличие от этого, во многих регулярных, традиционных сетчатых планах, магистральные дороги (например, артерии) соединены сквозными улицами как низшего порядка (например, местные и коллекторные). Классификация и порядок дорог могут включать несколько уровней и более тонкие различия, например, основные и второстепенные артерии или коллекторы. На самом нижнем уровне иерархии тупиковые улицы, по определению не имеющие сквозного проезда, соединяются со следующей по порядку улицей – первичным или вторичным «коллектором», будь то кольцевая дорога, окружающая район, или криволинейный путь «от фасада к задней части», который, в свою очередь, соединяется с магистралью. Магистрали затем соединяются с междугородними автомагистралями в строго определенных точках на перекрестках, оборудованных светофорами или разнесенными в уровнях. В местах, где сетчатые дорожные сети были проложены до автомобильной эры, в XIX веке, например, на Среднем Западе США, более крупные жилые районы приняли частичную иерархию, имея от двух до пяти въездов на одну или две основные дороги (магистрали), тем самым ограничивая связи между ними и, следовательно, транзитное движение через район. С 1960-х годов иерархия улиц является доминирующей конфигурацией дорожных сетей в пригородах и эксурбанах США, Канады, Австралии и Великобритании. Она менее распространена в Латинской Америке, Западной Европе и Китае. Крупные жилые районы могут иметь трех- или даже четырехъярусную иерархию, ведущую к одной или двум широким магистралям, которые могут быть шириной в десять полос, как Елисейские поля или бульвар Уилшир. Магистрали с таким объемом трафика обычно требуют не менее четырех полос движения; а в крупных современных пригородах, таких как Нейпервилл (Иллинойс) или Ирвин (Калифорния), часто имеют ширину восемь или десять полос. Соседние иерархии улиц редко соединены друг с другом.
История
В доавтомобильную эпоху городов следы концепции иерархии улиц в сети проявляются в греческих и последующих римских градостроительных планах. Основной признак их классификации – размер. В римских городах, таких как Помпеи, главные магистрали (например, декуманус) имели ширину 12,2 м, второстепенные улицы (например, кардо) – 6 м, а третичные улицы (например, вицины) – 4,5 метра. Первая позволяла двустороннее движение повозок, вторая – обычно только в одном направлении, а третья – лишь для гужевого транспорта. Узкие улицы, предназначенные исключительно для пешеходов, также присутствовали как в греческих, так и в римских городах. Таким образом, ограничение на соединения между главными улицами для определенных видов транспорта (карет и колесниц) было обусловлено шириной самой улицы, а не отсутствием связей. Этот подход сопоставим с современной концепцией фильтрованной проницаемости. Более четкие свидетельства строгой иерархии улиц встречаются в сохранившихся и функционирующих арабских исламских городах, возникших в конце первого тысячелетия нашей эры, таких как Медина Тунис, Марракеш, Фес и Дамаск. В этих городах выделяют четыре класса улиц: от тупиковых (шириной 1,84–2,00 м) до местных (соединители третьего порядка), затем коллекторные, обычно окружающие жилой квартал (соединители второго порядка), и, наконец, магистральные (соединители первого порядка). Последний тип соединителя обычно проходил через центр города и вел к городским воротам (см. рисунок). Ширина этих магистралей должна была быть достаточной как минимум для проезда двух навстречу идущих гужевых повозок – 3,23–3,5 м. Эта тенденция к иерархической организации улиц была настолько распространена в арабской исламской традиции, что даже города, изначально заложенные греками или римлянами по регулярной сетке, преображались их последующими исламскими завоевателями и жителями, как, например, Дамаск. В автомобильный век XX столетия концепция иерархии улиц была впервые разработана Людвигом Гильберсаймером в его «Плане города» 1927 года. Его основными задачами были повышение безопасности школьников на пути в школу и увеличение скорости движения. Градостроители также начали модифицировать сетку, создавая систему суперблоков, где объекты, привлекающие большой трафик, такие как магазины и жилые дома, размещались вдоль магистральных улиц, формирующих границы суперблока. В центре располагались школы, церкви и парки, а жилые кварталы заполнялись домами. Внутри суперблоков Т-образные перекрестки и тупики выполняли функцию элементов, снижающих скорость движения, замедляя или предотвращая транзитный транспорт. Эта модель доминировала примерно в период с 1930 по 1955 год в «городах-новостройках», таких как Лейквуд (Калифорния) и район Панорама-Сити в Лос-Анджелесе. Иерархия улиц стала доминирующей моделью планировки сети в новых пригородах со времен Левитаунов. В 1960-х годах, когда исследования операций и рациональное планирование были основными аналитическими инструментами, иерархия улиц рассматривалась как значительный прогресс по сравнению с обычной, недифференцированной и «хаотичной» сеткой. Она препятствовала опасному вождению на высокой скорости и уличным гонкам в жилых районах. Новые мастер-планированные пригороды часто закрепляли иерархию улиц в своих правилах зонирования, ограничивая использование сетчатой планировки в жилых районах. В конечном итоге иерархия улиц была адаптирована и для промышленных парков и коммерческих комплексов. Использование иерархии улиц – почти универсальная характеристика «городских окраин», формы городского развития, появившейся примерно после 1970 года и представленной такими местами, как Тайсонс-Корнер (Вирджиния) и Шаумбург (Иллинойс).
Критика и дискуссия
Социальные комментаторы и градостроители часто отмечают серьезные недостатки иерархической организации улиц. Эта критика обычно является частью более широкой критики градостроительства середины XX века, поскольку критики утверждают, что при создании пространственной организации городов конца XX и начала XXI веков планировщики учитывали лишь потребности маленьких детей и их родителей трудоспособного возраста.
Финансовые затраты
Некоторые градостроители и экономисты считают иерархическую структуру улиц финансово неэффективной, поскольку она требует прокладки большего количества километров дорог, чем сетчатый план, для обслуживания значительно меньшего населения. Хотя плотность жилых единиц и, как следствие, плотность населения влияют на стоимость инфраструктуры на душу населения, она не является неотделимой от структуры уличной сети, будь то иерархическая или однородная. Теоретически и исторически квартал может быть застроен с высокой или низкой плотностью в зависимости от градостроительного контекста и стоимости земли: центральные районы имеют значительно более высокие цены на землю, чем пригородные. Стоимость уличной инфраструктуры в значительной степени зависит от четырех переменных: ширина улицы (или полосы отвода), длина улицы, ширина квартала и ширина проезжей части. Эти переменные влияют на общую длину улиц в районе и на долю земельной площади, которую они занимают. Длина улиц пропорционально увеличивает затраты, а площадь улиц представляет собой альтернативные издержки, связанные с недоступностью земли для застройки. Исследования показывают, что регулярные, недифференцированные сетчатые планы обычно приводят к затратам на инфраструктуру примерно на 20–30% выше, чем прерывистые иерархические уличные сети, что отражает аналогичное увеличение длины улиц. В пригородных районах, где действуют ограничения на налог на имущество, такие как Prop 13 в Калифорнии, огромные расходы на душу населения, необходимые для содержания улиц, означают, что только дома стоимостью более полумиллиона долларов могут обеспечить достаточный доход от налога на имущество для покрытия расходов на содержание их уличных иерархий. В районах с низкими взносами застройщиков города часто не обеспечивают надлежащее обслуживание внутренних и магистральных дорог, обслуживающих вновь построенные жилые комплексы. Муниципальные записи показывают, что содержание улиц составляет значительную часть муниципального бюджета, особенно в северных климатических зонах, где к регулярному обслуживанию в течение жизненного цикла добавляется уборка снега. Для решения этих проблем в новых проектах предлагаются две стратегии планирования: сокращение длины улиц или увеличение плотности домохозяйств, либо их комбинация. Из двух стратегий сокращение длины улиц является наиболее эффективным и постоянным; плотность может меняться со временем и не поддается эффективному контролю.
Деградация пешеходов
Новые урбанисты критикуют разрушительное воздействие уличной иерархии на пешеходное движение, которое внутри жилого района становится легким и приятным, но за его пределами практически невозможно. Жилые районы обычно лишены пешеходных связей с соседними коммерческими зонами и часто отделены от них высокими каменными стенами, предназначенными для шумоизоляции. Известные теоретики Нового урбанизма, такие как Андрес Дуани и Джеймс Говард Кунстлер, часто указывают на абсурдность автомобильных поездок, обусловленных уличной иерархией: хотя продуктовый магазин может находиться менее чем в четверти мили от дома в жилом районе, препятствия для пешеходов, создаваемые уличной иерархией, означают, что для покупки галлона молока требуется поездка на машине на километр и более в каждую сторону. Джейн Джейкобс и другие исследователи утверждают, что современный дизайн пригородов, ключевым элементом которого является уличная иерархия, является одной из основных причин малоподвижного образа жизни современных детей. Сторонники общественного транспорта считают, что пренебрежительное отношение уличной иерархии к пешеходам также снижает эффективность общественного транспорта в районах, где она доминирует, существенно ограничивая мобильность тех, кто не имеет автомобиля или не может водить, например, людей с ограниченными возможностями, подростков и пожилых людей.
Причины и средства борьбы с загрузкой
Большинство инженеров-транспортников считают иерархию улиц оптимальной, поскольку она исключает транзитный транспорт со всех улиц, кроме магистралей. Однако некоторые утверждают, что она фактически усугубляет транспортные заторы, приводя к загрязнению воздуха и другим нежелательным последствиям. Альтернативой иерархии улиц являются сети традиционной застройки (TND), рекомендованные Институтом инженеров транспорта, которые, тем не менее, предполагают желательность определенного типа иерархии. В них говорится, что «хотя сети улиц TND не следуют той же строгой функциональной классификации, что и обычные районы с местными, коллекторными, магистральными и другими улицами, улицы TND организованы иерархически для обеспечения необходимых транспортных потоков». Более точное представление о распространенных подходах к структурированию дорожных сетей можно найти в рекомендованной практике ITE/CNU 2006 года по проектированию городских магистралей. В ней функциональные классификации дорог, используемые в транспортном проектировании, заменены тремя основными типами дорог: бульвар, проспект и улица, с добавлением второго типа бульвара – многополосного. Эти типы дорог отражают привычные названия и образы дорог, а также реальные условия городской среды, где каждый тип обычно выполняет несколько функций, но только в пределах иерархических ограничений. Например, бульвар может выполнять функции главной и второстепенной магистрали, но не коллектора или местной подъездной дороги; проспект – главной/второстепенной магистрали и коллектора, но не улицы; а улица может служить второстепенной магистралью, коллектором и местной (подъездной дорогой), но не главной магистралью. Эти исключения функциональных ролей обусловлены стремлением при проектировании сделать акцент либо на пропускной способности, либо на доступности; оба эти аспекта не всегда могут быть обеспечены одновременно. Эти иерархические различия между типами дорог становятся более понятными при рассмотрении рекомендуемых проектных характеристик, таких как количество полос для транзитного движения, расчетная скорость, расстояние между перекрестками и доступ к подъездным путям. По мере увеличения количества полос с двух до четырех и затем до шести, а также расчетной скорости с 40 км/ч до примерно 60 км/ч, расстояние между перекрестками увеличивается с 90–200 м до удвоенного значения (200–400 м). Аналогичным образом, ограничения на доступ к подъездным путям становятся более строгими и, по сути, невозможными в случае требуемой приподнятой разделительной полосы для бульваров и многополосных бульваров. Таким образом, многополосные и обычные бульвары (соответствующие функциональному определению магистрали) считаются более эффективными в обеспечении пропускной способности, когда доступ к ним ограничен интервалами от 200 до 400 м, то есть каждые три-пять обычных городских кварталов шириной 80 м. Распространенной практикой при проектировании обычных жилых районов является схема дорог, ограничивающая доступ к магистралям (или бульварам) небольшим количеством точек въезда и выезда. Эти узкие места создают транспортные заторы в больших жилых районах в часы пик. Заторы также увеличиваются на бульваре (региональной магистрали), если ограничения на доступ не соблюдаются. Кроме того, заторы могут зависеть от плотности застройки, помимо конфигурации дорожной сети. То есть, одна и та же геометрическая конфигурация, идеально подходящая для улучшения транспортного потока, например, круговое движение, перестает функционировать должным образом при превышении определенного порога интенсивности движения. Увеличение интенсивности движения является прямым следствием увеличения плотности населения в районе. Эти взаимосвязи между заторами, геометрией планировки и плотностью населения были проверены в двух исследованиях с использованием компьютерного моделирования транспортных потоков для больших жилых районов. Исследование 1990 года сравнило транспортную эффективность застройки площадью 700 акров (2,8 км2), разработанной с использованием двух подходов: один с иерархической сетью улиц, включающей тупиковые улицы, а другой – с традиционной сетью улиц TND. Исследование показало, что неиерархическая традиционная схема, как правило, демонстрирует более низкую пиковую скорость и более короткие, более частые задержки на перекрестках, чем иерархическая схема. Традиционная схема менее удобна для дальних поездок, но более удобна для коротких поездок. Местные поездки в ней короче по расстоянию, но примерно сопоставимы по времени с иерархической схемой. Более позднее и масштабное сравнительное исследование транспортных потоков в жилом районе площадью 830 акров (3,4 км2) протестировало три типа планировки: традиционную, TND и объединенную сетку (Fused Grid). Оно также протестировало устойчивость всех трех планировок к увеличению транспортной нагрузки, вызванной увеличением плотности населения. Исследование показало, что все типы планировки работают удовлетворительно в большинстве сценариев с низкой и умеренной плотностью населения до определенного порога в 62 человека на гектар (чел/га). При увеличении плотности населения сверх этого порога увеличивалось и время в пути. При увеличении плотности на 50% до 90 чел/га, традиционная иерархическая схема показала наибольшее увеличение времени в пути (20%), за ней следовала TND (13%) и объединенная сетка (5%). При дальнейшем увеличении плотности населения до одного рабочего места на двух жителей задержки увеличились соответственно на 139%, 90% и 71% для традиционной, TND и объединенной сетки. Это подтверждает влияние плотности населения на уровень заторов и то, что иерархическая схема может улучшить транспортный поток, если она разработана с соблюдением ограничений на доступ, предложенных в руководстве по практике ITE/CNU. В городах-спутниках количество автомобилей, выезжающих из большого жилого района на магистраль, соединяющуюся с шоссе, может быть чрезвычайно высоким, что приводит к многокилометровым очередям на съездах на шоссе. См. "Объездные маршруты".
Безопасность
Планировщики транспорта и инженеры дорожного движения выразили обеспокоенность по поводу негативного влияния уличной иерархии на безопасность дорожного движения. Недавние исследования показали более высокий уровень смертности в результате дорожно-транспортных происшествий в отдаленных пригородах, чем в центральных городах и внутренних пригородах с меньшими кварталами и более связанными уличными сетями. Хотя часть этой разницы обусловлена удаленностью от учреждений экстренной медицинской помощи (больницы обычно не строятся в новых пригородных районах до довольно поздней стадии их развития), очевидно, что более высокие скорости, возникающие из-за уличной иерархии, увеличивают тяжесть аварий на магистральных дорогах. Более раннее исследование выявило значительные различия в количестве зарегистрированных аварий между жилыми районами, построенными по однородной сетке, и районами с тупиками и кривыми улицами, организованными по иерархическому принципу. Частота аварий была значительно выше в районах, построенных по принципу сетки. Два новых исследования проанализировали частоту столкновений в двух региональных округах, используя современные аналитические инструменты. Они изучали возможную связь между структурой уличной сети и частотой столкновений. В одном исследовании иерархические сети с тупиками оказались значительно безопаснее однородных сеток, почти в три раза. Второе исследование показало, что сетчатый план является наименее безопасным по сравнению со всеми другими типами уличных сетей. Исследование 2009 года показывает, что структура землепользования играет важную роль в обеспечении безопасности дорожного движения и должна рассматриваться в сочетании со структурой сети. В то время как все типы перекрестков в целом снижают количество смертельных аварий, перекрестки с четырьмя направлениями, часто встречающиеся в однородной сетке, значительно увеличивают общее количество аварий и количество аварий с травмами. Исследование рекомендует использовать гибридные уличные сети с высокой концентрацией Т-образных перекрестков и заключает, что возвращение к сетчатой планировке 19-го века нежелательно.
Запрет на парковку на улице
Запрет на парковку на улице может принести социальную пользу, если водители и население в целом оплачивают парковку в специально отведенных местах.
Соединенные Штаты
Хотя иерархия улиц остаётся стандартным подходом к проектированию пригородов в Соединенных Штатах, её полезность в XXI веке зависит от преобладания малоэтажной застройки. По мере того, как пригодные для застройки земли становятся дефицитными в прибрежных городских районах и географически ограниченных городах, таких как Тусон, Лас-Вегас и Солт-Лейк-Сити, неспособность уличной иерархии эффективно функционировать при плотности населения выше минимальной становится долгосрочным недостатком. Уличная иерархия также непопулярна в прибрежном городе Новый Орлеан из-за его географических особенностей, а также потому, что, как и в Филадельфии, Нью-Йорке и Кливленде, в Новом Орлеане уже существовали пригороды до того, как эта схема проектирования стала широко распространена. В Новом Орлеане использовались сетчатые планировки, чтобы разместить население, которое в своё время достигло более 700 000 человек на площади в 180 квадратных миль (466 км²), при этом более 20% этой площади приходилось на непригодные для проживания заболоченные территории. Там уличная иерархия требовала слишком больших площадей, что было экономически невыгодно. Застройщики в регионах с высокими ценами на землю, таких как Inland Empire в Южной Калифорнии, обнаруживают, что относительно высокая плотность населения современных жилых комплексов приводит к серьёзным заторам на магистральных дорогах, которые ещё десять лет назад были просёлочными. Уличная иерархия также становится менее привлекательной по мере повышения осведомлённости об экологических последствиях градостроительной парадигмы, неотъемлемой частью которой она является. Движение за «умный рост» призывает к созданию уличных сетей с высокой связностью и, как следствие, к более сбалансированному обеспечению различных видов транспорта – как механизированного, так и немеханизированного.
Европа
Проект Милтона-Кейнса 1967 года, с его дорожной сетью в виде сетки с интервалами в 1 км (где действует ограничение скорости, установленное для автомагистралей) и "органичной" планировкой дорог внутри квадратных ячеек сетки, был основан на принципе "иерархии улиц". Планы расширения Милтона-Кейнса, разработанные в 2006 году, предусматривают отказ от этой модели в пользу "традиционных британских городских улиц со смешанным назначением".
Развивающиеся страны
В таких странах, как Индия, где владение автомобилями растет двузначными годовыми темпами, иерархия улиц становится все более распространенной, поскольку пригородное развитие приобретает формы, сильно напоминающие американские пригороды. Однако, города, подобные пригородам в Китае, являются результатом избыточного применения иерархической планировки улиц и стремительного развития городов. С высотными жилыми домами, чрезмерно спроектированными дорогами и системами общественного транспорта, они существенно отличаются от американских пригородов. Теория иерархии улиц лежит в основе китайской системы планирования, которая была адаптирована из советской в 60-х годах. Сегодня китайские учебные заведения по планированию продолжают преподавать эту теорию, не осознавая ее последствий для процесса пригородообразования, транспортных заторов и неэффективного дорожного строительства.