Methodology for assessing the accessibility of buildings and structures to low-mobility groups of the population

Full Text

Введение

В настоящее время в России наблюдаются четко выраженные процессы так называемого старения населения, а также рост маломобильных групп населения (МГН) [1]. Согласно многочисленным исследованиям [2], проблема увеличения численности МГН в общей структуре жителей урбанизированных поселений является актуальной для многих регионов. На начало 2023 г. в стране насчитывалось 10,9 млн инвалидов, из них 722 тыс. детей. К регионам с наиболее высоким уровнем первичной детской инвалидности можно отнести Чечню, Ингушетию и Дагестан, с наиболее низким – Астраханскую область [3].

Создание доступной среды и безбарьерного доступа к объектам городской инфраструктуры и транспорту ‒ одно из фундаментальных прав человека [4]. Реабилитация маломобильных групп населения является не только важнейшей проблемой для общества, но и одним из первостепенных направлений государственной социальной политики. Вследствие этого решение задач по обеспечению доступности объектов городской инфраструктуры для данной категории граждан становится перспективным и важным научным направлением.

Одной из главных причин отсутствия безбарьерной городской среды является несовершенство нормативной базы в этой сфере, в том числе недостаточность четко сформулированных критериев оценки адаптированности объектов городской инфраструктуры для наиболее незащищенных групп населения [5], а также отсутствие разработанной методики расчета оценки доступности зданий и сооружений для МГН, учитывающей состояние каждой из имеющихся функциональных зон и их элементов [6].

Недостаточная проработанность планировочных решений при обеспечении необходимого уровня доступной среды влечет за собой социально-психологическую отчужденность инвалидов и других маломобильных граждан. При этом снижается социальная, культурная и экономическая активность данной категории населения, что в дальнейшем может привести к снижению потенциала социально-экономического развития региона [7].

Проблеме обеспечения доступной среды МГН посвящено множество отечественных и зарубежных исследований [8‒10]. В частности, в исследовании [11] предложены рекомендации по поэтапному преобразованию города в доступный и развивающий человека с учетом интересов маломобильных групп населения. Рональдом Мейсом [12] впервые было введено понятие «инклюзивный дизайн», основанный на беспрепятственной доступности среды для всех групп населения.

Понятие «доступность» можно трактовать в различных аспектах:

• территориальная доступность;
• временная доступность;
• персональная доступность (в том числе доступность МГН) [5, 13].

Целью данного исследования является разработка систематизации нормативных требований [14] для объектов городской инфраструктуры и их элементов, а также методики оценки доступности зданий и сооружений социального назначения для МГН.

1. Материалы и методы исследования

Материалы

В качестве исходных данных для настоящего исследования явились результаты мониторинга зданий и сооружений различного назначения г. Орла и Орловской области, проводимого коллективом Архитектурно-строительного института Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева [11]. В рамках мониторинга было обследовано более 500 зданий социального назначения, их отдельные элементы, территории и функционально-целевые зоны.

Эмпирическую базу исследования составили данные мониторинга, нормативные документы в области доступности среды маломобильным категориям граждан [11], а также официальные данные Федеральной службы государственной статистики РФ и территориального органа Росстата по Орловской области.

Методы

Для настоящего исследования были использованы основные методы математической статистики и эконометрики [11]. Методологической основой данного исследования является современное научное направление, разработанное в РААСН под руководством академика В.А. Ильичева. В основе концепции данной методологии лежат принципы симбиоза градостроительных систем и биосферных процессов, обеспечивающих благоприятные и безопасные условия проживания населения [15‒17]. Научные труды академика В.А. Ильичева и других исследователей [18, 19, 20 и др.] посвящены проблемам гармонизации жизнедеятельности человека и его архитектурно-пространственного окружения, построению моделей симбиотического развития общества и природы.

Построение системы нормативных требований

Для решения поставленной задачи предлагается следующая многоуровневая схема зон и составляющих исследуемого объекта [21] (рис. 1).

Рис. 1. Многоуровневая схема зон и составляющих исследуемого объекта

Fig. 1. Multilevel scheme of zones and components of the investigated object

 

Исследуемый объект представляется состоящим из двух зон:

• структурно-функциональной (СФ) [22], раскрывающей структуру и функцию объекта;
• целевой (Ц), отражающей тип объекта [11].

Структурно-функциональная зона состоит следующих элементов: территории Т, входной группы В, путей движения в здании Д, зоны безопасности Б и санитарно-бытовых помещений С [11].

Целевые зоны объекта в зависимости от назначения различны по структуре и также состоят из нескольких частей, образованных группой элементов [11].

В свою очередь каждая часть включает также определенное количество элементов. Всего 33 элемента [11]. К каждому из элементов согласно действующим нормам [14] предъявляется ряд требований к обеспечению доступности МГН мест целевого посещения, беспрерывности и безопасности передвижения и т. д.

Каждому требованию a_ij (i – номер элемента, j – номер требования) экспертами назначается весовой коэффициент l_ij, характеризующий степень значимости требования для лица МГН. Величина коэффициентов лежит в диапазоне от 0 до 1 [22]. При этом должно выполняться следующее условие:

$\underset{j=1}{\overset{n_i}{}}{l}_{ij}=1$

При выполнении в полной мере всех требований к элементам предполагается, что зоны и объект в целом полностью доступны МГН.

Однако проводимые мониторинги доступности зданий и сооружений для маломобильных категорий граждан часто показывают, что фактические значения параметров, содержащихся в требованиях к элементам, не совпадают с нормативными [23].

Методику построения оценки доступности МГН эксплуатируемого объекта продемонстрируем на примере оценки доступности одной из зон, а именно СФ-зоны.

С целью определения реального уровня доступности МГН эксплуатируемого объекта введем в рассмотрение отношение фактического уровня выполнения j - го требования к i - му элементу к нормативному значению этого требования:

$t_{ij}=$$\frac{a_{ij}^{ф}}{a_{ij}^{н}}$                                                                                                       (1)

Например,– отношение фактического и нормативного значений первого требования к первому элементу (калитка) части зоны «Территория объекта» (рис. 2).

 

Рис. 2. Систематизация нормативных требований aⁱ₍ᵢ₎_j, предъявляемых к элементам структурно-функциональной зоны для «Территории объекта»

Fig. 2. Systematization of regulatory requirements, applied to the elements of the structural and functional zone for the “Facility Territory”

 

На рис. 2 в матричном виде приведена систематизация нормативных требований aⁱ₍ᵢ₎j к элементам части «Территория объекта» Т и их весовые коэффициенты. Требования к элементу удобно представить в виде векторов. Так, требования к элементу из части Т можно представить в виде многокомпонентного вектора

$T_i=\left\{t_{i1}, t_{i2}\dots t_{ni}\right\}$                                                                                                               (2)

где i = 1÷13; i = 1÷n_i (n₁ = 3, n₂ = 2; n₃ = 1; n₄ = 2; n₅ = 1; n₆ = 5; n₇ = 3, n₈ = 2; n₉ = 2; n₁₀ = 8, n₁₁ = 10; n₁₂ = 1; n₁₃ = 2).

Весовые коэффициенты к каждой компоненте вектора T_i также представлены компонентами соответствующих векторов L_i.

Совокупность векторов требований ко всем элементам части СФ-зоны «Территория объекта» можно представить вектором T‾ = {t₁₁; t₁₂; t₁₃; t₂₁; t₂₂; t₃₁; t₄₁; t₄₂;... t₁₃₁; t₁₃₂;}^T, а весовые коэффициенты к этим требованиям – в виде матрицы М размера 13×41:

$M=\left(\begin{array}{c}{l}_{11} l_{12} l_{13} 0 0 0 \dots 0\\ 0 0 0 l_{21} l_{22} 0 \dots 0\\ 0 0 0 0 0 l_{31} \dots 0\\ \dots \dots \dots \dots \dots \\ 0 0 0 0 0 \dots l_{131} l_{132}\end{array}\right)$                                                                        (3)

Тогда вектор доступности элементов части СФ-зоны «Территория объекта» можно представить в виде матричного уравнения

$\overline{{\eta }_T}=M\overline{T}$   или в развернутом виде

$\left(\begin{array}{c}{\eta }_{T1}\\ {\eta }_{T2}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \\ {\eta }_{T13}\end{array}\right)=$$\left(\begin{array}{c}{l}_{11} l_{12} l_{13} 0 0 0 \dots 0\\ 0 0 0 l_{21} l_{22} 0 \dots 0\\ 0 0 0 0 0 l_{31} \dots 0\\ \dots \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \dots \\ 0 0 0 0 0 \dots l_{131} l_{132}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{t}_{11}\\ t_{12}\\ t_{13}\\ t_{21}\\ \dots \\ t_{132}\end{array}\right)$                                                     (4)
     13×1                              13×41                            41×1

Векторы (l₁₁ l₁₂ l₁₃) и (t₁₁ t₁₂ t₁₃) соответствуют векторам ${\overline{L}}_1$ и ${\overline{T}}_1$, тогда вектор доступности элементов части СФ-зоны «Территория объекта» можно представить в следующем виде:

$\overline{{\eta }_{TT}}=$ $\left(\begin{array}{c}{\eta }_{T1}\\ {\eta }_{T2}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \\ {\eta }_{T13}\end{array}\right)$$\left(\begin{array}{c}{\overline{L}}_1 0 0 0 0 0 \dots 0\\ 0 {\overline{L}}_2 0 0 0 0 \dots 0\\ 0 0 {\overline{L}}_3 0 0 0 \dots 0\\ \dots \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \dots \\ 0 0 0 0 0 0 \dots {\overline{L}}_{13}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\overline{T}}_1\\ {\overline{T}}_2\\ \dots \\ \dots \\ \dots \\ {\overline{T}}_{13}\end{array}\right)$                                           (5)
                 13×1                           13×13                               13×1

Если ввести вектор $\overline{L_T}$ – весовые коэффициенты элементов части «Территория объекта»:

$\overline{L_{TT}}=\left\{l_{T1}, l_{T2}\dots l_{T13}\right\}$                                                                                                (6)

где, например, l_T1 – весовой коэффициент 1-го элемента «Калитка» и т. д., то показатель доступности части «Территория объекта» СФ-зоны может быть представлен скалярным произведением векторов $\overline{L_{TT}}$ и $\overline{{\eta }_{TT}}$:

Аналогично строятся показатели доступности остальных четырех частей зоны СФ, содержащих еще 20 элементов:

${\eta }_{ВВ}, {\eta }_{ДД}, {\eta }_{ББ}, {\eta }_{СС}$

Векторы с двумя одинаковыми индексами – это векторы, компонентами которых являются показатели доступности соответствующих элементов частей СФ-зоны. Если ввести один вектор, компонентами которого будет совокупность показателей доступности всех элементов всех частей СФ-зоны и вектор с компонентами весовых коэффициентов всех элементов всех частей, то можно получить вектор показателей доступности частей СФ-зоны из матричного уравнения

$\overline{{\eta }_{ВВ}}=$ $\left(\begin{array}{c}{\eta }_{В1}^{}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \\ {\eta }_{В5}^{}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{l}_{11 }^{В}\dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{V}_{11}^{}\\ V_{12}^{}\\ \dots {}_{}^{}\\ \dots {}_{}^{}\\ \dots {}_{}^{}\end{array}\right)$                                                                      (7)
              5×1                      5×5                5×1

Аналогично строится вектор показателей доступности частей Ц-зоны η_zц.

Если ввести вектор весовых коэффициентов частей зон, то показатель доступности зоны определяется скалярным произведением векторови. Аналогично поступаем с показателем доступности Ц-зоны. Показатели доступности зон определяем из матричного уравнения

$\overline{{\eta }_{ДД}}=$$\left(\begin{array}{c}{\eta }_{Д1}^{}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \\ {\eta }_{Д8}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{l}_{11 }^{Д}\dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \\ \dots \dots \dots \dots \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{d}_{11}^{}\\ d_{12}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \end{array}\right)$                                                                      (8)

Если весовые коэффициенты зон (l_zсф, l_zц) =, то показатель доступности объекта определяется скалярным произведением векторови:

$\overline{{\eta }_{ББ}}={\eta }_{Б1}=\left(l_{11}^{Б}\dots \dots \dots \right)$$\left(\begin{array}{c}{b}_{11}\\ b_{12}\\ \dots \\ \dots \\ \dots \end{array}\right)$                                                                            (9)

2. Результаты исследования и их анализ

Выполним численную реализацию разработанной методики оценки доступности инвалидам и МГН на примере структурно-функциональных зон одного из объектов здравоохранения – поликлиники г. Малоархангельска (рис. 3).

 

Рис. 3. Здание поликлиники БУЗ Орловской области «Малоархангельская ЦРБ»

Fig. 3. The building of the polyclinic BUZ Oryol region “Maloarkhangelskaya CRH” https://flectone.ru/maloarxangelskom-rayone.html

 

В табл. 1‒3 представлены результаты обследования и ранжирования элементов функциональных частей поликлиники [11].

 

Таблица 1. Результаты обследования элементов функциональной части объекта (поликлиники) «Территория объекта»

Table 1. Results of inspection of the functional part of the facility (polyclinic) “Facility territory”

i

${\overline{T}}_1$

${\overline{T}}_2$

${\overline{T}}_3$

${\overline{T}}_4$

${\overline{T}}_5$

${\overline{T}}_6$

${\overline{T}}_7$

${\overline{T}}_8$

${\overline{T}}_8$

${\overline{T}}_{10}$

${\overline{T}}_{11}$

${\overline{T}}_{12}$

${\overline{T}}_{13}$

j

1

0×0,1

1×0,5

1×1

1×0,4

2

1×0,2

1×0,5

1×0,1

3

1×0,7

1×0,1

4

1×0,3

5

1×0,1

6

7

8

9

10

 

Таблица 2. Результаты обследования элементов функциональной части объекта (поликлиники) «Пути движения в здании»

Table 2. Results of examination of elements of the functional part of the facility (polyclinic) “Ways of movement in the building”

i	${\overline{Д}}_1$	${\overline{Д}}_2$	${\overline{Д}}_3$	${\overline{Д}}_4$	${\overline{Д}}_5$	${\overline{Д}}_6$	${\overline{Д}}_6$	${\overline{Д}}_8$
j
1	1×0,5	0×0,25
2	0×0,15	0×0,25
3	1×0,15	1×0,35
4	0×0,15	0×0,15
5	0×0
6
7
8
9
10

 

Таблица 3. Результаты обследования элементов функциональной части объекта (поликлиники) «Санитарно-бытовые помещения»

Table 3. Results of inspection of the functional part of the facility (polyclinic) “Sanitary and amenity facilities”

i	${\overline{С}}_1$	${\overline{С}}_2$	${\overline{С}}_3$
j
1	0,7×0,25
2	1×0,25
3	0×0,25
4	1×0,25
5
6
7
8
9
10
11
12

 

Рис. 4. Диаграмма оценки доступности МГН элементов функциональных частей поликлиники в Малоархангельске: Т – территория объекта; Д – пути движения; Б – зона безопасности; С – санитарно-бытовые помещения

Fig. 4. Diagram for assessing the availability of LMP elements of functional parts of the polyclinic in Maloarkhangelsk: T ‒ facility territory; E ‒ movement paths; B ‒ safety zone; С ‒ sanitary facilities

 

На рис. 4 представлена диаграмма оценки доступности МГН элементов функциональных частей поликлиники в Малоархангельске.

На основе полученных численных исследований можно сделать вывод о крайне низком показателе доступности МГН поликлиники в г. Малоархангельске. К примеру, показатель доступности путей движения объекта равен 0,125, при этом зона безопасности практически отсутствует. В целом эта проблема характерна не только для конкретного района или области, но и для каждого территориального подразделения страны [23]. Таким образом, ее необходимо решать не только на федеральном, но и на региональном уровне в комплексе с другими задачами по обеспечению комфортной и безопасной городской среды.

Вывод.

Создание безопасной, комфортной и доступной городской среды для людей с ограниченными возможностями является сложной задачей, требующей комплексного системного подхода с использованием методов математического анализа и моделирования. Внедрение инклюзивного дизайна невозможно без градостроительного анализа, учитывая значимость и серьезность социальных и экономических последствий увеличения численности инвалидов и иных маломобильных граждан.

Предлагаемая систематизация нормативных требований позволит выявить проблемные места в обеспечении доступности городской инфраструктуры, количественно оценить критерии адаптированности городских объектов для людей с ограниченными возможностями, а также может служить инструментами повышения эффективности принимаемых стратегических решений в сфере градостроительной деятельности.

Разработанная методика является универсальной и может быть применена в любых областях градостроительной деятельности, а также при разработке проектов планировки территории.

About the authors

Natalya V. Bakaeva

Moscow State University of Civil Engineering

Email: natbak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0518-6521
Scopus Author ID: 56826095700
ResearcherId: P-1152-2015

Doctor of Engineering Science, Professor of the Urban Planning Chair, Professor, Advisor to RAASN, Chief Scientist Research Institute of Construction Physics of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences

Russian Federation, 129337, Moscow, Yaroslavskoye av, 26

Vladimir A. Gordon

I.S. Turgenev Oryol State University

Email: gordon@ostu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7505-9734
Scopus Author ID: 7007009812
ResearcherId: P-5589-2015

Doctor of Engineering Science, Professor of the Technical Physics and mathematics Chair, Professor, Advisor to RAASN, Chief Scientist Research Institute of Construction Physics of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences

Russian Federation, 302020, Orel, Naugorskoe h., 40

Irina V. Chernyaeva

I.S. Turgenev Oryol State University

Author for correspondence.
Email: schunya87@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0531-7106
Scopus Author ID: 57194336818
ResearcherId: P-7705-2017

PhD in Engineering Science, Associate Professor, Associate Professor, Chief Scientist, Urban Environment Design Chair Research Institute of Construction Physics of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences

Russian Federation, 302030, Orel, Moscow st., 77

References

Supplementary files