Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков

Подождите немного. Документ загружается.

Слияние

(



3j



3j



)•2

200 400 400 600 600

800 700 900 60 120

0,666 0,72 0,735 0,738 0,666

Отклонение

(



3j



3j



)•2

200 400 400 600 600

800 700 900 60 120

0,222 0,24 0,245 0,246 0,222

Суммарный коэффици-

ент R

2,05 2,17 2,21 2,16 2,0

Примечание:



- интенсивность движения с i- маневром на j- направлении i=1, 2, 3, 4 – маневр

соответственно прямо, направо, налево и разворот для движения в обратном направлении:

j=1, 2, 3, 4. j +1=2, j +2=3, j +3=4 (рис. 1.26).

Поскольку маневры отклонения и слияния являются атрибутами изме-

нения направлений движения и они присутствуют на развязках в разных

уровнях, целесообразно такие транспортные узлы, по нашему мнению счи-

тать удовлетворительными в аспекте сложности. Удовлетворительными так-

же следует считать светофорные объекты, где в условиях двухстороннего

движения исключены конфликтующие направления, т.е. отсутствуют при зе-

леных тактах левые повороты при встречных потоках. Здесь предпочтение

отдается созданию безопасных условий в ущерб снижения задержек (т.е.

экономическому фактору) у стоп – линии регулируемых перекрестков. Не-

удовлетворительными считать перекрестки, где присутствует маневр пересе-

чения в комбинациях прямых направлений движения и последних с левыми

поворотами.

Анализируя результаты расчета суммарной конфликтной загрузки не-

регулируемого перекрестка со всеми маневрами на всех направлениях с рав-

нозначными размерами движения и динамику прямых линий О-О, С-С, П-П,

и R-R (табл. 1.21, рис. 1.25), можно сделать вывод, что суммарная конфликт-

ная загрузка при равнозначном распределении интенсивности по направле-

ниям не зависит от размеров движения. При любой комбинации размеров

движения все три слагаемых формулы (1.47) без срабатывания множителя 5 и

3 – коэффициента опасности – дают в результате относительную величину

0,25 по всем этим слагаемым.

Анализ результатов расчета суммарной конфликтной загрузки перекре-

стка с неравнозначными интенсивностями по направлениям движения (пря-

мо, направо, налево) и изменения линий О1-О1, С1-С1, П1-П1 и R1 а также R1-R1

(см. табл. 1.22, рис. 1.26), выполненного по той же формуле (1.47) несколько

отличается от динамики конфликтования при равнозначных интенсивностях

по направлениям движения. Здесь суммарный коэффициент конфликтной за-

грузки меньше при первом варианте на 9%, а суммарная интенсивность

больше на 37,5% при равнозначном распределении интенсивностей по на-

правлениям движения, соответственно: при втором варианте – на 4% и на

18,7%; третьем – на 2% и на 12,5%; четвертом – на 4% – на 6,25%. Неравно-

значность интенсивностей потоков по направлениям движения уменьшает

суммарный коэффициент конфликтования. Если на перекрестке исключить

пересечения потоков, оставив лишь отклонения и слияния, при равнозначном

распределении потоков по направлениям движения, то суммарный коэффи-

циент конфликтной загрузки будет равен единице.

При неравнозначном распределении потоков по направлениям этот ко-

эффициент (в случае отсутствия маневров пересечений) будет меньше еди-

ницы. Этот показатель оценки конфликтной загрузки несколько логичнее

предыдущего, но требует дальнейшего исследования и сравнения с другими,

влияющими на конфликтность, факторами.

Поскольку в этих показателях отсутствуют пешеходные параметры и

учет вероятности конфликтных ситуаций условно задействованных и участ-

вующих в них ТС имеются все основания продолжить исследование кон-

фликтных ситуаций, разработку методов оценки конфликтности, описание

процессов конфликтования в системном аспекте и создание соответствую-

щей методологии, а также, в конечном итоге, теории конфликтования.

1.10 Обобщение практики, анализ существующих методов

расчета ширины проезжей части в зависимости от скорости и

плотности потоков

Продольный динамический габарит (где скорость является одной

из его составляющих), является основным пространственным парамет-

ром формулы определения пропускной способности одной проезжей

части – максимально возможной интенсивности ТП, построенной на

детерминированных принципах[141]:

мах

VA 





, (1.48)

и регламента безопасности дорожного движения, имеющего вид (рис.

1.27):









oaaacrd

llaKVVttL  2/6,3/

, м, (1.49)

где А – коэффициент размерности, А = 1000;

– скорость движения

ТС, км/ч;

– время реакции водителя, с;

– время приведения тор-

мозной системы в состояние эффективного торможения, с; К – экс-

плуатационный коэффициент, К = 1,2



2,2, в принятом нормативе он

не учитывается;

мах



– пропускная способность проезжей части, те/ч; а

– замедление,

/ см

;

– длина автомобиля, м;

– зазор между перед-

ним бампером фиксированного ТС и задним бампером впереди остано-

вившегося автомобиля,

= 1



3 м [141].

В.У. Ренкиным и Д.К. Оппенлендером предложена формула рас-

чета дистанции

, м/ТЕ, между передними бамперами последова-

тельно движущихся ТС [3]:

1000



, м/ТЕ, (1.50)

Рис. 1.27 Схема компонентов продольного динамического габарита,

Примечание: Длина тормозного пути определяется м

уст

 .

где q – плотность ТП, ТЕ/км.

Японскими исследователями Х. Иносэ. Т. Хамада [126] и други-

ми аппроксимирована взаимосвязь между скоростью V и средним про-

странственным интервалом (между передними бамперами ТС, сле-

дующих друг за другом)

, посредством квадратического полинома и

определены его коэффициенты методом наименьших квадратов:

0022.014,07,5 VVd 

, (1.51)

где d в м и V в км/ч.

Результаты проведенных расчетов при адекватных характеристи-

ках дорожного движения помещенные в табл. 1.23, 1.24 и рис 1.28 -

1.34 дают основание выявить противоречивость методов отечествен-

ных и японских специалистов.

Таблица 1.23

Результаты расчетов продольных пространственных и временных динамиче-

ских габаритов при



= 180 ТЕ/ч; (

) =7,4 м; (

) = 1с.

износа

=1,5

λ, те/ч

V км/ч

Исхо

дные параме

ры

Дин

мич.продол.

габарит [141]

 6,3/)(

acrd

VttL

llaKV  2/

,м

Пр

о-

дол.динамич.

габарит





КV

ttL

crd

Vll

/)( 

,с/т

/3600



Пр

странств.

прод.динамич

. габарит.

движ.

Тр.ср.в пото-

ке

мах



/1000

q=λ/v

а, м/с

180

7,4

13,01

2,74

83,33

8,3

83,3

180

7,4

21,52

3,75

166,67

11,9

166,7

180

7,4

32,92

4,91

250,00

16,5

250,0

180

7,4

47,21

6,12

333,33

22,0

333,3

180

2,4

7,4

64,40

7,35

416,67

28,6

416,7

180

7,4

84,48

8,58

500,00

36,1

500,0

180

105

1,71

7,4

107,46

9,82

583,33

44,7

583,3

180

120

1,5

7,4

133,33

11,06

666,67

54,2

666,7

180

135

1,33

7,4

162,09

12,30

750,00

64,7

750,0

180

150

1,2

7,4

193,74

13,55

833,33

76,2

833,3

Метод американских специалистов применим для определения

среднего пространственного интервала через среднюю плотность

транспортного потока, Динамический продольный габарит

по урав-

нению (1.49) направлено на определение контуров, обеспечивающих

безопасность дорожного движения, в то же время это уравнение нуж-

дается в уточнении размерности.

Таблица 1.24

Результаты расчетов продольных пространственных и временных динамиче-

ских габаритов при



= 1800 ТЕ/ч; (

) =7,4 м; (

) = 1с.

износа

=1,5



те/ч

км/

Исходные парамет-

ры

Дина-

мич.продол.

габарит [141]

 6,3/)(

acrd

Vtt

llaKV  2/

,м

Продол. дина-

мич. габарит

 аКVtt

crd

Vll

/)( 

,с/те

/3600



Про-

странств.

прод.динами

ч. габарит.

движ.

Тр.ср.в по-

токе

мах



/1000

Vq /





aо



/ с

1800

120 7,4 1 9 13,01 2,74 8,33 2 8,3 8,3

1800

60 7,4 1 9 21,52 3,75 16,67 2 11,9

16,7

1800

40 7,4 1 9 32,92 4,91 25,00 2 16,5

25,0

1800

30 7,4 1 9 47,21 6,12 33,33 2 22,0

33,3

1800

24 7,4 1 9 64,40 7,35 41,67 2 28,6

41,7

1800

20 7,4 1 9 84,48 8,58 50,00 2 36,1

50,0

1800

105

17,14

7,4 1 9 107,46 9,82 58,33 2 44,7

58,3

1800

120

15 7,4 1 9 133,33 11,06 66,67 2 54,2

66,7

1800

135

13,33

7,4 1 9 162,09 12,30 75,00 2 64,7

75,0

1800

150

12 7,4 1 9 193,74 13,55 83,33 2 76,2

83,3

Рис. 1.28 Изменение дистанции

между

передними бамперами последовательно

движущихся ТС от плотности и скорости

движения

Рис. 1.29 Изменение

среднего пространс

т-

венного интервала между передними бам-

перами от скорости движения

Рис. 1.30. Изменение среднего временного продольного д

намического

габарита L

от скорости движения

Поперечный динамический габарит, понимаемый как ширина ав-

томобиля и боковые зазоры, определяемые эмпирическим методом

[140], разработанный профессором Д.П. Великановым, в зависимости

от скорости движения рассчитывается по формуле:

3,0015,0 

аaп

ВVВ

(1.52)

где

- скорость движения км/ч;

- ширина автомобиля, м; 0,015 –

коэффициент, отражающий психофизиологию труда водителя; 0,3 –

величина боковых зазоров, по 0,15 м на боковой зазор, м.

В уравнении (1.52) не учитываются интенсивность или плотность

ТП, а также зависимость от продольного динамического габарита.

Американскими специалистами [3] обращается внимание на зависи-

Рис. 1.31. Изменение дистанции

между передними бамп

е-

рами последовательно движущихся ТС в зависимости от

плотности и скорости движения

Рис. 1.32. Изменение среднего пространс

венного

интервала между передними бамперами в зависимо-

сти от скорости движения

Рис. 1.33. Изменение среднего временного прод

ольного д

намического

габарита L

в зависимости от скорости движения

мость ширины проезжей части от интенсивности движения [3, с. 326].

Ими рекомендуется проектировать автомагистрали, скоростные и гор-

ные дороги с шириной проезжей части не менее 3,6 м, дороги местного

значения – 3,3, при низкой интенсивности – 3 и даже 2,7 м.

Вертикальный динамический габарит, представляющий высоту

транспортного средства влияет отрицательно на попутно движущиеся и

встречные автомобили. К высокогабаритным транспортным средствам

можно отнести рефрижераторы, автокраны и прочий подвижной со-

став, перевозящий легковесные и сверх установленного габарита гру-

зы. Как правило, рефрижераторы при движении по причинам неровно-

сти дороги, вибрирования рулевого колеса (из-за люфта в рулевом

управлении), изменения направления и скорости ветра, преодоления

встречного сопротивления воздуха и т.п., раскачиваются в поперечном

Рис. 1.34. Зависимость продольных динамических габаритов от скорости

движения: 1 -

при



= 180 ТЕ/ч; 2 -

при



= 360 ТЕ/ч; 3 -

при



= 540

ТЕ/ч; 4 -

при



= 720 ТЕ/ч; 5 -

при



= 900 ТЕ/ч; 6 -

при



= 1080 ТЕ/ч;

7 -

при



= 1260 ТЕ/ч; 8 -

при



= 1440 ТЕ/ч; 9 -

при



= 1620 ТЕ/ч;

10 -

при



= 1800 ТЕ/ч; 11 -

0022.014,07,5 VVd 

;

12 -













oaacrd

llaKVVttL  2/6,3/

; 13 - l

сечении. На это также влияет неадекватное внутреннее давление в ши-

нах (рис 1.35).

Только транспортные средства с независимой подвеской такому

эффекту не подвержены. Эффект раскачивания легковых автомобилей

не опасен из-за их малой высоты. Кроме того, способствует раскачива-

нию в поперечных направлениях аэродинамика встречных разъездов

транспортных средств, которая не прекращается по причине присутст-

вия данного действа у вышеперечисленных факторов во встречных по-

токах. Достаточно интересные исследования факторов, влияющих на

увеличение ширины проезжей части, проведены профессором, д-р тех.

наук В.Н. Ивановым [121]. Методы расчета поперечного динамическо-

го габарита, в зависимости от продольного и вертикального габаритов,

автору неизвестны, что и побудило к проведению исследования.

Из ряда факторов, рассмотренных отечественными и зарубежны-

ми специалистами, факторов, достаточная ширина проезжей части яв-

ляется одним из основных параметров в создании условий для безопас-

ного движения и удобств ТС. Наличие противоречий в результатах

расчета ширины проезжей части, а тем более отсутствие анализа зави-

симости поперечного от продольного и вертикального динамических

габаритов ТС дают основание к углубленным исследованиям этих ха-

рактеристик.

1.11 Анализ методов расчета временной длины группы ТС дви-

жущихся от генерирующего до следующего перекрестка

При координированном управлении транспортными потоками их

группообразный характер движения в уплотненном варианте обеспечи-

Рис. 1.35. Схема раскачивания движущегося ТС в поперечном сече-

нии

вает эффективный пропуск через перекрестки, близкорасположенные

друг к другу на магистрали. Чрезмерная частота перекрестков и соот-

ветственно мест концентрации маневров, конфликтов с одной стороны

снижает уровень создания условий для безопасного движения, с другой

– в условиях координации управления способствуют эффективному

пропуску ТП. По данным многочисленных наблюдений [147] установ-

лено, что группа полностью распадается при длине перегона более 800

– 1000 м.

Для количественной оценки распада группы автомобилей на пе-

регоне в работах [132, 133], а также в учебнике [147] предложена эмпи-

рическая формула:

гx

еtt

008,0



(1.53)

где

- временная длина группы автомобилей на расстоянии х от пере-

крестка, генерирующего эту группу, с;

- временная длина группы,

непосредственно за генерирующим перекрестком, с;

- время движе-

ния группы от генерирующего перекрестка до сечения х на перекрестке

магистрали, с.

По формуле (1.53) осуществлены расчеты, результаты которых

помещены в табл. 1.25.

В соответствии с результатами расчетов, помещенными в табл.

1.25, построен график на рис. 1.36.

Временная длина t

каждой пачки ТС при t

=12; 24; 36 с соответ-

ственно увеличивалась на 10; 21; 33% при t

=5; 10; 15; 20; 25 с. В част-

ности, при t

=12 с - t

= 1,1 t

; t

=24 с - t

= 1,21 t

; t

=36 с - t

= 1,33

, т.е. на каждые t

=12 с к t

прибавляется по 10% . При t

=120 с, t

= 2

. Наклон линий k

–k

; k

–k

; k

– k

; k

– k

; k

– k

соответствен-

но tg α=2°33', 5°17', 7°54', 10°30', 13°02', угол наклона линий k

tг

- k

tг

из-

меняется с линейной зависимостью (рис. 1.37).

Таблица 1.25

Результаты расчета временной длины группы ТС в зависимости от

времени ее движения от генерирующего перекрестка

Временная длина группы ТС, t

При t

, с 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36

При t

=5с 5,12 5,27 5,37 5,5 5,63 5,77 5,91 6,05 6,2 6,35 6,51 6,66

При t

=10с 10,24

10,49

10,74

11,00

11,27

11,54

11,82

12,11

12,41

12,71

13,02

13,33

При t

=15с 15,36

15,73

16,11

16,51

16,91

17,32

17,74

18,17

18,61

19,06

19,53

20,00

При t

=20с 20,48

20,98

21,49

22,01

22,54

23,09

23,65

24,23

24,82

25,42

26,04

26,67

При t

=25с 25,6 33,34

При увеличении временного размера группы

в процессе ее распада

длительность разрешающего такта на последующем перекрестке h+1 необхо-

димо увеличивать длину (что отрицательно скажется на потоке конфлик-

тующего направления). Если не увеличивать длительность зеленого сигнала,

то следует не пропускать хвостовую часть группы запрещающим сигналом,

которая проедет перекресток в следующем цикле в голове очередной группы.

Таким образом, поскольку генерирование группы ТС, как правило,

происходит у стоп – линии в период действия запрещающих движение так-

тов, а в формуле (1.53) это не учитывается, есть необходимость провести уг-

лубленное теоретическое исследование на базе светофорного регулирования

и выяснить существующие закономерности на логической основе.

Время движения группы t

,с

Временная длина очереди

Рис. 1.36. Зависимость временной длины группы

ТС от времени ее движения

Наклон k

- k

в градусах, tg α

Временная длина пачек у стоп

линии

генерирующего пер

е-

крестка, t

, с

Рис. 1.37. Зависимость наклона k

- k

от размеров t

100