Булавина Л.В. Расчет пропускной способности магистралей и узлов

Подождите немного. Документ загружается.

М – интенсивность движения по главному направлению (без правопово-

ротных потоков), ед/ч;

гр

– используемый граничный интервал в главном потоке;

δt – интервалы между автомобилями, входящими в зону переплетения с

второстепенной улицы;

m – математическое ожидание числа автомобилей в единицу времени

(

m = М / 3600).

Величина граничного интервала определяется в зависимости от скорости

движения в зоне переплетения и длины линии слияния по результатам экспе-

риментов [8] (табл. 3.2).

Пропускная способность кольцевого узла в целом определяется по фор-

муле

ку

= 2N

сл

•n, (3.4)

где

сл

– пропускная способность линий слияния (среднее значение для узла);

n – коэффициент, учитывающий интенсивность правоповоротного движения;

n =

, (3.5)

где

– интенсивность правоповоротного движения на впадающих в узел ули-

цах;

Р – полный объем движения на впадающих в узел улицах.

Таблица 3.1

Величина граничного интервала

Скорость движения в зоне

переплетения, км/ч

Длина линии слияния, м

35 55 130-185

Интервалы Δ t

гр

, с

20 9,0 8,4 7,8

30 7,0 5,8 4,0

40 7,0 4,0 3,5

50 9,0 6,4 4,5

60 12 9,0 6,8

70 - 12 9,2

Таблица 3.2

Интервалы между автомобилями второстепенного направления

Состав переплетающихся пото-

ков

Длина линии слияния, м

30–40 50–75 более 150

Интервалы δt, с

100 % грузовых 4,2 3,8 3,6

10 % легковых 4,1 3,7 3,5

25 % легковых 3,95 3,55 3,3

50 % легковых 3,7 3,3 2,9

75 % легковых 3,4 3,1 2,6

100 % легковых 3,1 2,8 2,2

3.3. Пример расчета пропускной способности нерегулируемого узла

Исходные данные

Класс пересекающихся магистралей – магистрали районного значения.

Существующая интенсивность движения в приведенных единицах:

= 550 ед/ч; N

= 250 ед/ч;

= 450 ед/ч; N

= 350 ед/ч.

Главное направление движения – широтное. Количество полос движения

в сечениях:

= 2; n

= 1; n

= 2; n

= 2.

Процент легкового транспорта в потоке – 80 %.

Пропускная способность второстепенного направления

определяется по

формулам (3.1), (3.2).

m = М / 3600 = (550 + 450) / 3600 = 0,278;

гр

= 6,5 с , δt = 3 с;

вт

= 1000*е

–0,278*6,5

/ (1–е

–0,278*3,0

) = 294 ед/ч.

Уровни загрузки сечений второстепенного направления (2) и (4) опреде-

ляются по формуле

Z = N

/(N

вт

•γ),

где γ– коэффициент многополосности,

при

n = 1 γ = 1; при n = 2 γ = 1,9;

при

n = 3 γ = 2,7; при n = 4 γ = 3,5.

Сечение 2

= 250 / 294 = 0,85 > 0,8 – пропускная способность сечения исчерпана.

Сечение 4

= 350 / (294•1,9) = 0,63 < 0,8 – пропускная способность сечения не ис-

черпана.

3.4. Пример расчета пропускной способности кольцевого саморегу-

лируемого узла

Исходные данные

Длина линии слияния 35 м. Скорость движения 30 км/ч. В составе пере-

плетающихся потоков 25 % легковых автомобилей.

Загрузка узла в приведенных единицах.

Пропускная способность линии слияния определяется по формуле (3.3).

При определении пропускной способности линии слияния не учитываются пра-

воповоротные потоки.

Сечение 1

= 500 ед/ч – интенсивность на главном направлении;

= 880 ед/ч – интенсивность на линии слияния без правоповоротных по-

токов.

m = 500 / 3600 = 0,139;

гр

= 7,0 с (табл. 3.1);

δt = 3,95 с (табл. 3.2).

Пропускная способность линии слияния:

сл1

= 500•(1 + е

–0,139*7,0

/ (1–е

–0,139*3,95

)) = 947 ед/ч.

Уровень загрузки Z

= 880 / 947 = 0,93 > 0,80 – пропускная способность

линии слияния исчерпана.

Сечение 2

= 580 ед/ч – интенсивность на главном направлении;

= 810 ед/ч – интенсивность на линии слияния без правоповоротных по-

токов;

= 580 / 3600 = 0,161;

гp

= 7,0 с (табл. 3.1);

δt = 3,95 с (табл. 3.2).

Пропускная способность линии слияния:

сл2

= 580•(1 + е

–0,161*7,0

/ (1–е

–0,161*3,95

)) = 979 ед/ч.

Уровень загрузки

= 810 / 979 = 0,83 > 0,80 – пропускная способность

исчерпана.

Сечение 3

М = 400 ед/ч – интенсивность на главном направлении;

= 730 ед/ч – интенсивность на линии слияния без правоповоротных по-

токов;

m = 400 / 3600 = 0,111;

гр

= 7,0 с (табл. 3.1);

δt = 3,95 с (табл. 3.2).

Пропускная способность линии слияния.

сл3

= 400•(1 + е

–0,111*7,0

/ (1–е

– 0,111*3,95

)) = 918 ед/ч.

Уровень загрузки

= 730 / 918 = 0,80 – пропускная способность исчер-

пана.

Сечение 4

= 430 ед/ч – интенсивность на главном направлении;

= 760 ед/ч – интенсивность на линии слияния без правоповоротных по-

токов;

m = 430 / 3600 = 0,119;

гр

= 7,0 с (табл. 3.1);

δt = 3,95 с (табл. 3.2).

Пропускная способность линии слияния:

сл4

= 430*(1 + е

–0,119*7,0

/ (1–е

–0,119*3,95

)) = 929 ед/ч

Уровень загрузки Z

= 760 / 929 = 0,82 > 0,80 – пропускная способность

исчерпана.

Пропускная способность всего узла.



550 250 450 350 50 20 50 20 1740

1, 088

550 250 450 350 1600

+++++++

===

+++



ку

947 979 918 929

2 1,088 2052 ед/ч

+++

==

Уровень загрузки узла

ку

= 1600 / 2052 = 0,78 – пропускная способность

близка к исчерпанию, но при этом пропускная способность всех линий слиянии

исчерпана.

4. Пропускная способность магистралей в сечении стоп-линии

регулируемых узлов

Пропускная способность магистрали в сечении стоп-линии определяется

пропускной способностью одной полосы, количеством полос движения, орга-

низацией движения в узле, режимом регулирования.

Пропускной способностью полосы улиц и дорог регулируемого движения

называется зависящее от условий и организации движения максимальное коли-

чество транспортных средств, проходящих по полосе (через линию – стоп) в

течение 1 ч в одном направлении при соблюдений условий безопасности дви-

жения. Условия организации движения выражаются через долю времени от

продолжительности цикла, выделяемого для движения транспортных средств

каждом направлении, в котором определяется пропускная способность (

При расчете пропускной способности приняты два допущения:

все автомобили, проходящие через перекресток, могут задерживаться

перед светофором;

все автомобили после включения зеленого сигнала проходят через пе-

рекресток с одинаковой скоростью и равными интервалами времени.

Исходя из этого, для расчета пропускной способности одной полосы

движения выбрана формула

за

ц n

3600( )tt

−

, (4.1.)

где

– продолжительность разрешающего сигнала светофора, с;

– отрезок времени между включением зеленой фазы светофора и пресе-

чением стоп=инии первым автомобилем, с;

– интервал времени между автомобилями при прохождении стоп-

линии, с.

По результатам наблюдений

составляет 1–3 с, рекомендуется прини-

мать в расчетах

= 2 с.

Величина

по наблюдениям составляет для легкового транспорта 1–3 с,

для грузового – 3–5 с, для смешанного потока

рекомендуется принимать

= 2–3 с.

Учитывая особенности организации и регулирования движения в узлах,

можно выделить несколько типичных случаев для расчета пропускной способ-

ности магистрали в сечении стоп-линии.

4.1. Простые пересечения

1-й случай

В сечении стоп-линии – две полосы движения. Прямые потоки занимают

обе полосы, правые повороты осуществляются с крайней правой полосы, ле-

вые – со второй, создавая при этом помехи для следующего за ним прямого по-

тока.

Движение транспорта в данном сечении во всех направлениях осуществ-

ляется на одну фазу. Пропускная способность магистрали в сечении стоп-линии

(

) определяется по формуле

м n

ηNN

, (4.2)

где η – коэффициент, снижающий пропускную способность за счет помех от

левоповоротного движения и зависящий от доли левого поворота η

= f(α).

Рис. 4.1. Распределение потоков разных

направлений по полосам

Рекомендуется принимать

η 2,0 1,65 1,60 1,55 1,50

α, % 0 10 20 30 40

Если в сечении только одна полоса движения для всех направлений, то

следует принимать:

η 1,0 0,65 0,60 0,55 0,50

α,% 0 10 20 30 40

2-й случай

В сечении стоп-линии – 3 и более полосы движения, регулирование осу-

ществляется без дополнительных секций, все направления движения разреше-

ны на одну общую зеленую фазу. Указатели распределения направлений по по-

лосам отсутствуют либо предписывают такое распределение.

Рис. 4.2. Распределение потоков разных

направлений по полосам

В этом случае пропускная способность проезжей части определяется по

формуле

мп

η (1)NNn

−

, (4.3.)

где n – количество полос движения в сечении стоп-линии;

– коэффициент, учитывающий пропускную способность полосы лево-

поворотного движения:

. (4.4.)

где

Р – общее количество транспортных средств в сечении стоп-линии в час;

– количество транспортных средств в сечении, совершающих левый

поворот в час.

При отсутствии данных наблюдений принимается η

= 1,1–1,2.

3-й случай

В сечении стоп-линии – 3 и более полос движения. Регулирование осуществля-

ется без дополнительных секций, все направления движения разрешены на од-

ну общую фазу. Распределение направлений по полосам предписывается сле-

дующее:

Рис. 4.3. Распределение потоков разных

направлений по полосам

Две крайнее полосы отводятся для поворотного движения, прямые потоки

осуществляются с одной или двух внутренних полос.

Расчет пропускной способности производится по формуле:

м nn

η (2)NNn

−

, (4.5)

где η

– коэффициент, учитывающий пропускную способность полос поворот-

ного движения:

n л

РР

, (4.6)

где

– количество транспортных средств в сечении, совершающих правый по-

ворот в час.

При отсутствии данных наблюдений можно принимать η

= 1,2–1,4.

При определении пропускной способности магистрали в условиях трех- и

четырехтактного регулирования с дополнительными секциями для пропуска

поворотных потоков необходимо учитывать, что полосы, предназначенные для

правых и левых поворотов, не могут быть использованы прямым движением.

Это приводит к снижению пропускной способности транспортного узла.

Расчет пропускной способности проезжей части в этом случае

следует вести

отдельно для полос движения в прямом направлении, правоповоротных и лево-

поворотных.