Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков
Подождите немного. Документ загружается.
435
● применение комплекса принципов ОДД, в частности
горизонтальной разметки проезжих частей, распределения потоков на них,
остравков безопасности, других технических средств ОД и канализирование
движения ТП с созданием мест въезда и съезда с k-й полосы проезжей части
РКД [141].
К недостатком можно отнести трудность организации пешеходного
движения и необходимость больших площадей для устройства РКД.
Несмотря на этот РКД – промежуточное инжинерное решение в двухмерной
плоскости между СО на пересечении с ограниченными площадями и
развязкой в трехмерном пространстве. В связи с тем, что между диаметром
центрального островка и шириной полосы проезжей части существует
обратно пропорциональная зависимость, а последняя еще линейно зависит
от базы и ширины автомобиля [179], есть целесообразность рассмотреть
специально в одной из глав вопрос о зависимости ширины проезжей части от
длины продольных, поперечных и вертикальных габаритов.
Исходя из принципа, что выездов из РКД должно быть больше чем
въездов на нее, в худшем случае равно, то количество полос РКД при
примыкании четырех лучей с однорядным движением должно быть менее
трех, при примыкании с двурядным движением – не менее пяти полос
движения.
По нашему мнению, полосы движения на РКД целесообразно
производить в виражном исполнении, что позволит уменьшить диаметры
центральных остравков и размеры ширины полос, и в то же время повысит
пропускную способность и скорость движения в еденицу времени.
Методы организации и управления дорожным движением на РКД
целесообразно применять на принципах павариантных проработок с целью
поиска и принятия оптимальных решений.
471
5. ТЕОРИЯ КОНФЛИКТОВАНИЯ
ТРАНСПОРТНЫХ И ПЕШЕХОДНЫХ ПОТОКОВ
ДТП, как правило, являются результатом невыполнения установок
Правил дорожного движения, связанных с очередностью проезда, при пере-
строении и переплетении потоков, действием дорожного знака, сигналов све-
тофора, разметки проезжей части в местах маневрирования ТС. В этих мес-
тах, как следствие, концентрируются происшествия. Установлено, что между
ДТП и конфликтной ситуацией, как между местом концентрации ДТП и ме-
стом конфликтования существует прямая зависимость. Конфликт возникает
между соблюдающим и не соблюдающим правил дорожного движения. Бы-
вают случаи, когда соблюдающий правила прекратит свое движение, т.е. даст
возможность нарушителю совершить свой опасный маневр, который станет
безопасным благодаря Блюстителю правил движения. В противном случае
конфликт неизбежен.
В данной главе излагаются принципы, логика, теория конфликтования
транспортных и пешеходных потоков, методы расчета интенсивностей кон-
фликтования, определения коэффициента транспортной опасности и оценок
конфликтных загрузок [7, 8, 9, 154] на перекрестках и подходах к ним с це-
лью разработки методологии по оценке конфликтной загрузки и уровня
обеспечения безопасности дорожного движения на разных типах перекрест-
ков, перегонах дорог, магистралях, УДС в целом, а также при разных схемах
организации движения на них.
5.1. Математическая модель перекрестка как объект исследования
конфликтности на нем
Перекресток улиц и дорог со всеми его геометрическими параметрами
и конфликтующими транспортными и пешеходными потоками даже в усло-
виях полного их взаимодействия-согласованности составляет сложную мате-
матическую модель [68, 69, 70, 71, 72, 74, 76, 77, 78]. Рассмотрим ее основ-
ные характеристики на перекрестке со средней сложностью в аспекте схемы
ОДД (рис. 5.1).
472
j+1
j
j+
3
j+2
j+3п
jл
j+2п
j+3л
j+2л
j+1п
jп
j+1л
Рис. 5.1. Схема конфликтования ТП на четырехстороннем перекрестке с одноряд-
ным движением в каждом направлении
С целью обеспечения безопасности пешеходного движения, как прави-
ло, переходы должны находиться вне пределов мест отклонений ТС от пото-
ков, в составе которых они двигались и слияний с ТП движущимися в попе-
речном направлении. По этой причине пешеходные переходы удаляются от
пересечения бордюрных (граничных) линий в глубь квартала, что требует ус-
тановки пешеходных управляющих ограничений. И можно удалить от пере-
сечения проезжих частей места отклонений и слияний с ТП. В последнем ва-
рианте отклонения направо будут до пешеходного перехода, а слияния за
пешеходным переходом, что будет оборудовано дополнительной канализи-
рованной проезжей частью с островками безопасности.
А. Одни транспортные потоки с интенсивностью
jk
на подходах к пе-
рекрестку с направления j=1, определяются с выбором направления даль-
нейшего движения и осуществляют отклонения
i
оj
при поворотах направо
(
2
ojk
) i=2, налево (
3
оjk
) i=3, развороте для движения в обратном направлении
(
4
оjk
) i=4, другие продолжают двигаться в прямом направлении (
1
пjk
) i=1,
пересекая при этом пешеходные и транспортные потоки других направлений
j+3п
,
j+1л
,
1
пj+3k
,
3
пj+2k
,
1,3
пj+1k
,
j+3л
,
j+1п
. А совершающие из первых: ле-
вый поворот после отклонения влево пересекает пешеходные потоки
j+3п
,
j+1л
, транспортные потоки
1
j+3k
,
3
j+1k
,
3
j+3k
,
1
j+2k
сливаются с потоком
473
1
j+1k
и последние на своем пути пересекают пешеходные потоки
jл
,
j+2п
;
правый поворот
2
оj
после отклонения вправо пересекают пешеходный пере-
ход
j+3п
,
j+1л
, а также пересекают на своем пути последние на этом пере-
крестке пешеходные потоки
j+2л
,
jп
и сливаются с потоком
1
j+3k
. Транс-
портное средство
4
j
, совершающее разворот вначале отклоняется налево,
пересекает пешеходные потоки
j+3п
,
j+1л
, транспортный поток
1
j+3k
, сли-
вается с
1
j+2k
, вторично пересекает
1,3
j+3k
и
j+1л
,
j+3п
. На рис. 5.2
иллюстрируется схема маневров отклонений, пересечений и слияний транс-
1
j
-
j+
1п
j+
2л
2
j+1
1
j+
1
,2
j+1л
j
п
j+
1,1
1
j+1,2
j+1
j+1
1
j+1
1
j+1,3
1
j+1
1
j+
1
,
4
3,4
j+1,5
3
j+1
2
j
1
1
j
2
3,4
j+
3
1
j+
3
4
j5
1
j+
3
1
j+
3
3
j5
1
j+1,4
1
j+3,
3
1
j+3,
2
2
j+3,
1
j+3
п
j
л
j+2
п
1
j+2
,2
1
j+2,
3
1
j+2,
4
3
j+2,
5
4
j+2
,5
j+
3л
1
j+3
,4
2
j+2
,
1
3,4
j
5
1
j
3
1
j
4
3,4
j
3
j
+2
,
1
j
+2
,
1
j
+2
,
j=1
конфликтные точки при
маневрировании ТС
Рис. 5.2. Схема маневров отклонений, пересечений, слияний транспортных
потоков на перекрестке с j-го направления
474
портных потоков на перекрестке с j-го направления.
Система матричного типа сложных циклов условного конфликтования
транспортных потоков
jk
с j-го направления, k-рядов (см. рис. 5.2), приведе-
на на рис. 5.3.
Б. Транспортные потоки
j+1k
также на подходах к перекрестку с направления
j+1=2, k-рядов, определяются с выбором направления дальнейшего движения
и осуществляют отклонения
i
oj+1k
при поворотах направо (
2
oj+1k
) i=2, – на-
лево (
3
oj+1k
) i=3, развороте для движения в обратном направлении (
4
oj+1k
)
i=4, другие продолжают двигаться в прямом направлении (
1
j+1k
) i=1, пересе-
кая при этом первые пешеходные потоки
jп
и
j+2л
, транспортные потоки
1
jk
,
3
j+3k
,
3
j+2k
,
1
j+2k
, и вторые пешеходные потоки
jл
и
j+2п
. А совершаю-
щие из первых: левый поворот после отклонения влево
3
j+1k
пересекают пер-
вые пешеходные потоки
jп
и
j+2л
, транспортные потоки
1
jk
,
3
j+2k
,
3
jk
,
1
j+3k
,
сливаются с
1
j+2k
и пересекают вторые пешеходные потоки
j+1л
и
j+3п
; пра-
вый поворот
2
jk
после отклонения вправо на накопительную проезжую часть
пересекают первые пешеходные переходы
jп
и
j+2л
потом вторые пешеход-
ные переходы
j+3л
и
j+1п
и сливаются с
1
jk
. В этом варианте дополнительная
jk
=
1
j4
j+3
п
1
j3
j+1л
1
j+32
1
j+33
1
j+34
3
j+25
3
j+15
1
j+14
1
j+13
1
j+12
3
j+35
j+3
л
j+1п
j+1п
j+3
л
1
j+32
1
j+33
1
j+34
3
j+25
3
j+15
1
j+14
1
j+13
1
j+12
j+3
п
j+1л
2
j1
3
j5
j
л
j+3
п
j+1л
j+3
п
j+1л
1,2
j2
1
j4
1
j+32
1
j+33
1
j+34
3
j+35
1
j+14
j+2
п
1
j2
j+1п
1
j+32
1
j+33
1
j+34
3
j+25
3
j+15
1
j+14
1
j+13
1
j+12
j+3
п
j+1л
j+3
л
j+2л
jп
1
j+32
Рисунок 5.3. Система матричного типа сложных циклов условного конфликтования транс-
портных потоков
jk
с j-го направления, k-рядов:
- пересечение;
-слияние;
-
отклонение
475
проезжая часть для правоповоротных потоков не отделена островком безо-
пасности. Здесь пешеходный переход оборудован в месте наибольшего коли-
чества проезжих частей, где больше потребуется пешеходам времени для их
пересечения, что противоречит принципам организации пешеходного движе-
ния, но как вариант конфликтности можно рассматривать. Транспортные
средства
4
j+1k
, совершающие разворот вначале отклоняются в крайнюю ле-
вую накопительную проезжую часть, пересекают пешеходные переходы
jп
и
j+2л
, транспортный поток
1
jk
и разворачиваясь с отклонением сливаются с
потоком
1
j+3k
, вторично пересекают пешеходные переходы
j+2л
и
jп
(см.
рис. 5.2. и рис. 5.4).
В. Транспортные потоки
j+2k
на подходах к перекрестку с направления j+2,
k-рядов, определяются с выбором направления дальнейшего движения и
осуществляют отклонения
i
j+2k
при поворотах направо (
2
oj+2k
) i=2, – налево
(
3
oj+2k
) i=3, развороте для движения в обратном направлении (
4
oj+2k
) i=4,
другие продолжают двигаться в прямом направлении (
1
j+2k
) i=1, пересекая
при этом первые пешеходные потоки
j+1п
и
j+3л
, транспортные потоки
1
j+1k
,
3
jk
,
3
j+3k
,
1
j+3k
, и вторые пешеходные потоки
j+1л
и
j+3п
. А совершающие из
Рис. 5.4. Система матричного типа сложных циклов условного конфликтования
транспортных средств
j+1k
с j+1-го направления, k-рядов, условные обозначения те же,
что и на рис 5.3
3
j+1
jп
j+2л
1
j2
1
j3
1
j4
3
j5
3
j+3
1
j+2
j+1
л
j+3п
1,3
j+1
3
j+2
j+2п
jл
1
j+2
1
j+2
1
j+2
1
j+1
jп
j+2л
1
j2
1
j3
1
j4
3
j5
3
j+3
j+1
3
j+2
1
j+2
1
j+2
1
j+2
1
j+1
j+2п
jл
jп
j+2л
1
j2
1
j3
1
j4
3
j+3
1,2
j+1
1
j2
2
j+1
jп
j+2л
j+3л
j+1п
j+2
п
1
j+1
jп
j+2л
3
j+2
1
j+2
1
j+2
1
j+2
1
j2
1
j3
1
j4
3
j+3
jл
476
первых: левый поворот после отклонения влево
3
j+2k
пересекают первые пе-
шеходные потоки
j+1п
и
j+3л
, транспортные потоки
1
j+1k
,
3
j+1k
,
3
j+3k
, слива-
ются с
1
j+3k
и пересекают вторые пешеходные потоки
j+2л
и
jп
; правый по-
ворот
2
j+2k
после отклонения от общего потока j+2-направления вправо на
накопительную проезжую часть пересекают первые пешеходные потоки
j+1п
и
j+3л
, потом вторые пешеходные потоки
jл
и
j+2п
и сливаются при выезде с
накопительной на основную проезжую часть с
1
j+1,2
. Транспортные средства
4
j+2k
, совершающие разворот, вначале отклоняются в крайнюю левую нако-
пительную проезжую часть, пересекают пешеходные потоки
j+1п
и
j+3л
,
транспортный поток
1
j+1k
и разворачиваясь с отклонением сливаются с пото-
ком
1
jk
, вторично пересекают пешеходные потоки
j+3л
и
j+1п
(рис. 5.2. и рис.
5.5).
Г. Транспортные потоки
j+3k
на подходах к перекрестку с направления
j+3, k-рядов, определяются с выбором направления (i=1,2,3,4) дальнейшего
движения и осуществляют маневры: одни отклонения
i
j+3k
при поворотах
направо (
2
j+3k
) i=2, – налево (
3
j+3k
) i=3, развороте для движения в обратном
направлении (
4
j+3k
) i=4, другие продолжают двигаться в прямом направле-
j+2k
=
2
j+2,
j+1п
j+3л
1
j+1
j+3п
j+1л
1
j+3
1
j+3
1
j+3
1,3,4
j+2
1
j+3
1
j+2,
1
j+2,
1
j+2,
3,4
j+2,
1,2
j+
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+3
j
п
j+2л
j+1п
j+3л
2
j+3
j+3п
j+1л
1
j+3
1
j+3
1
j+3
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+3
j+1п
j+3л
1
j+3
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+3
j+1п
j+3л
3
j+1
1
j+3
1
j+3
4
j5
j+3п
j+1л
j+1п
j+3л
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+1
j+2
л
jп
Рисунок 5.5. Система матричного типа сложных циклов условного конфликто-
вания транспортных средств
j+2k
с j+2-го направления, k-рядов, условные обозначения
те же, что и на рис 5.3
477
нии (
1
j+3k
) i=1, пересекая при этом первые пешеходные потоки
j+2п
и
jл
,
транспортные потоки
1
j+2k
,
3
jk
,
3
j+1k
,
1
jk
, и вторые пешеходные потоки
j+2л
и
jп
. А совершающие из первых: левый поворот после отклонения влево
3
j+3k
пересекают первые пешеходные потоки
j+2п
и
jп
, транспортные потоки
1
j+2k
,
3
j+1k
,
3
jk
, сливаются с
1
jk
и пересекают вторые пешеходные потоки
j+3л
и
j+1п
; правый поворот
2
j+3k
после отклонения от общего потока j+3-
направления вправо на накопительную проезжую часть пересекают первые
пешеходные потоки
j+2п
и
jл
потом вторые пешеходные потоки
j+1л
и
j+3п
и
сливаются при выезде с накопительной на основную проезжую часть с пото-
ком
1
j+2k
. Транспортные средства
4
j+3k
, совершающие разворот, вначале от-
клоняются на крайнюю левую накопительную проезжую часть, пересекают
пешеходные потоки
j+2п
и
jл
, транспортный поток
1
j+2k
и разворачиваясь
сливаются с потоком
1
j+1k
, вторично пересекаются пешеходные потоки
jл
и
j+2п
(рис. 5.2. и рис. 5.5).
j+2
=
2
j+2,
j+1п
j+3л
1
j+1
2
j+3п
j+1л
1
j+3
1
j+3
1
j+3
1,3,4
j+2,
1
j+3
,4
1
j+2,
1
j+2,
1
j+2,
3,4
j+2,
1,2
j+2
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+3
jл
j
+2л
j+1п
j+3л
2
j+3
j+3п
j+1л
1
j+3
,4
1
j+3
,3
1
j+3
,2
1
j+1
,2
1
j+1
,3
1
j+1
,4
3
j5
3
j+3
,5
j+1п
j+3л
1
j+3
1
j+1
1
j+1
1
j+1
3
j5
3
j+3
j+1п
j+3л
3
j+1
1
j+3
1
j+3
4
j5
j+3п
j+1л
j+1п
j+3л
1
j+1
,2
1
j+1
,3
1
j+1
,4
3
j5
3
j+1
5
j+2
л
jп
Рис. 5.6. Система матричного типа сложных циклов условного конфликтования
транспортных средств
j+3k
с j+3-го направления k-рядов, условные обозначения те же,
что и на рис 5.3
478
Д. Предполагается, что по каждому направлению движутся стационар-
ные потоки, как нерельсового так и рельсового транспорта [1, 3, 81, 96, 147,
188, 191, 201, 213, 214, 219, 233, 234, 235, 248, 342-346]. При этом случайные
моменты времени прибытия транспортных средств к месту планового или
вынужденного маневрирования связанного с изменением направления или
выбора другого режима движения для каждого рассматриваемого здесь
транспортного потока распределяются по закону Пуассона [1, 3, 36, 81, 147,
148, 165, 174, 198, 199, 205, 219, 248, 230, 342 - 346] с интенсивностью , то
есть число n транспортных средств или пешеходов данных потоков прибы-
вает к месту возможного или планируемого маневра отклонения, или пересе-
чения, или переплетения или слияния в каждом маневре двух потоков за
промежуток времени t с вероятностью P
n
(t).
P
n
(t) = ((
t)
n
*
e
-
t
)/n! .
Следует отметить, что принятая здесь оценка моментов прибытия
транспортных средств к местам вероятного маневрирования-конфликтования
как транспортного потока с транспортным, так и транспортного с пеше-
ходным потоком избавляет от необходимости учитывать скорости движения
V в местах конфликтования.
Расчеты ведутся по средним значениям интенсивности установив-
шихся транспортных и пешеходных потоков на принципах минимизации
взаимодействующих-конфликтующих транспортных и пешеходных с транс-
портными потоками. Средние оценки в отличие от известных точных вероят-
ностных оценок [248], с одной стороны дают приближенные значения иско-
мых интенсивностей, с другой – позволяют рассматривать функционирова-
ние процессов конфликтования транспорт с транспортом, транспорт с пеше-
ходным потоком – несогласованности действий участвующих в синхронной
коллизии в причинно-следственном аспекте. К этому следует добавить, что
метод средних оценок значительно проще, хотя и "грубее" чем более точный
метод [248]. Эта простота позволяет теоретически более широко изучить ди-
намику конфликтования транспортных и пешеходных потоков не только
479
первых конфликтующих, но и за ними следующих транспортных средств, а
также групп пешеходов участвующих в каждом возможном конфликте. Так,
при отклонении транспортного средства возможна ситуация, когда скорость
движения станет равной нулю V=0, что приведет к столкновениям не двух, а
большего числа автомобилей в зависимости от интенсивности и случайной
скученности-плотности потоков.
Исходные параметры такие, как
i
оjk
,
i
сjk
,
i
пjk
,
i
jk
,
jп
,
j+2л
,
jл
,
j+2п
,
j+1п
,
j+3л
,
j+1л
,
j+3п
, k = 1,2, …, K, i = 1,2,3,4, j = 1,2,…, J, K
jп
, K
j+2л
, K
jл
,
K
j+2п
, K
j+1п
, K
j+3л
, K
j+1л
, K
j+3п
, находятся в результате их замеров при натурных
наблюдениях на каждом конкретном перекрестке или участке улично-
дорожной сети (УДС) с учетом местных условий и сложившихся традиций в
дорожном движении.
Определению с помощью математических расчетов подлежат основ-
ные параметры конфликтования при маневрировании транспортных средств
и их проезде через пешеходные переходы – интенсивность конфликтования
А, В, С
т-т
, С
т-п
и функциональный критерий транспортной опасности - ко-
эффициент транспортной опасности К
то
для различных перекрестков и схем
организации дорожного движения [115 - 121].
5.2 Структура механизма конфликтования транспортных
и пешеходных потоков
Структура - это строение механизма конфликтования. Механизм кон-
фликтования – это система или совокупность возникающих нежелательных
состояний или процессов, из-за которых совершаются конфликтные ситуа-
ции – дорожно-транспортные происшествия. Знание структуры и механизма
конфликтования позволит обеспечить более всестороннее и глубокое изуче-
ние протекающих процессов и явлений, связанных с конфликтованием
транспорта с транспортом, транспорта с пешеходным потоком. Несогласо-
ванность взаимодействия двух и более транспортных единиц в случаях их
синхронной встречи в точке пересечения их траекторий движения является
основной причиной ряда ДТП. На рис. 5.7. показана диаграмма возникнове-
480