Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков

Подождите немного. Документ загружается.

ния возможно-вероятной, но упрежденной конфликтной ситуации при ма-

невре отклонения от потока в пространственно-временных координатах. На

рис. 5.8. приведена диаграмма возникновения конфликтной ситуации с 3

, 4

автомобилями в пространственно-временных координатах при отклонении

автомобиля 3

Опасная зона

Зона

повышенного

внимания

t, c

S, м

Рисунок 5.7. Диаграмма возникновения конфликтной ситуации с 3

, 4

и 5

автомоби-

лями в пространственно-временных координатах при отклонении автомобиля 3

Опасная зона

Зон

С С

t, c



Рис. 5.7. Диаграмма возникновения возможно-вероятностной, но упрежденной кон-

фликтной ситуации при отклонении от потока в пространственно-временных коорди-

натах

481

Здесь автомобиль 1

с проездом в прямом направлении проходит без

помех и бесконфликтно. А автомобиль 2

с маневром отклонения при правом

повороте притормаживает, обеспечивая БДД, но не останавливается с поте-

рей времени t

, за ним следующий 3

с намерением проехать в прямом на-

правлении также притормаживает, но не останавливается несколько сокра-

щая дистанцию БДД с потерей времени t

. А следующий за ними третий ав-

томобиль 4

с маневром пересечения перекрестка без изменения направления

несколько снизив скорость с потерей времени t

проследовал безостановочно.

На диаграмме прослеживается присутствие механизма предконфликтной си-

туации, но поскольку остановки автомобиля 2

не произошло, конфликт упреж-

ден, но психическое перенапряжение у водителей 3

и 4

автомобилей имело

место, 3

– в большей степени. Диаграмма взаимодействия при пересечении по-

током потока упреждающее конфликтные ситуации на равнозначном нерегули-

руемом перекрестке иллюстрируется на рис. 5.9.

Здесь автомобиль 1

с маневром пересечения перекрестка в прямом

направлении по причине помехи справа и недостаточного временного раз-

t, c

S, м

Рис. 5.9. Диаграмма взаимодействия при пересечении потоком потока упреждающее

конфликтные ситуации на равнозначном нерегулируемом перекрестке

482

рыва между автомобилями 2

и 3

) для беспрепятственного проезда нахо-

дился в состоянии ожидания в течение t

и только тогда, когда появился дос-

таточный для проезда временной разрыв t

, t

> t

пересечение перекрестка

было осуществлено бесконфликтно. Такая ситуация и с автомобилем 4

, ко-

торый смог осуществить пересечение перекрестка в разрыв t

, t

> t

По такому же принципу, то есть при наличии достаточного времен-

ного разрыва в транспортном потоке между вслед движущимися автомоби-

лями осуществляется маневр слияния с транспортным потоком. Если такое

условие не выполняется, т.е. не выполняется принцип взаимодействия-согла-

сованности регламентированной Правилами дорожного движения, возникает

конфликтная ситуация – ДТП.

Под конфликтованием нами понимается отрицательное, т.е. неудав-

шееся взаимодействие при маневрах отклонения от потоков, пересечений по-

током потока, переплетений (одинарных, двойных) потоков и слияний с по-

токами. Отклонения и слияния присутствуют в поворотах направо, налево и

разворотах, а также в переплетениях. Пересечение присутствует в проездах в

прямом направлении, совершаемых левых поворотах и разворотах, а также в

переплетениях.

Если маневры отклонений и слияний при поворотах не разнесены в

пространстве, то переплетение (см. рис. 1.25.) осуществляется на ограни-

ченном участке двух рядом расположенных проезжих частей, где отклонения

выполняются по расходящимся, а после пересечения по сходящимся траек-

ториям совершаются маневры слияния с потоками. Нами управление транс-

портным средством рассматривается как бесконечное множество циклов тех-

нологических операций (циклов действий, приемов и т.п.), включая взаимо-

действие с другими участниками движения в аспекте функционирования сис-

темы С-В-А-Д-Д-С (Среда - Водитель - Автомобиль - Дорога - Движение -

Среда), обеспечивающее перемещение и безопасность при этом.

Цикл технологических операций (цикл действий, приемов, маневров и

т.п.), обеспечивающий движение транспортного средства состоит из трогания

483

с места, разгона, движения свободного или сдерживающего, замедления, ма-

неврирования (отклонения и слияния при изменении направления, пересече-

ния, переплетения потоков и проезда прямо), остановки, а также из транс-

формации дорожной информации и соблюдения при этом на ее базе регла-

мента управления соответствующего установленным Правилам дорожного

движения [197].

Полный цикл состоит из отклонения от потока, движения, пересечения

(переплетения), движения, слияния, движения. Полный цикл присутствует

при правых и левых поворотах, разворотах, переплетениях и является опас-

ным по сложности в аспекте БДД (рис. 5.10). Неполный цикл – это когда

осуществляется отклонение, проезд без контактов и слияние без пересечений

потоком потока является менее опасным, что возможно при правых поворо-

тах на перекрестках без пешеходного движения и на развязках в трехмерном

пространстве с пропуском потоков в разных уровнях. Этот цикл нами принят

за базовый норматив.

Неполный, но опасный цикл – это когда осуществляются лишь пере-

сечения потоком потоков, что возможно на нерегулируемых перекрестках с

многорядным движением в каждом направлении.

Полный цикл

(простой)

Отклонение

Пересечение С

Т-Т

Пересечение С

Т-П

Слияние

Полный цикл

(сложный)

Отклонение

Пересечение

Слияние

Неполный цикл

(сложный)

Пересечение С

Т-Т

Пересечение С

Т-П

Неполный цикл

(простой)

Отклонение

Слияние

Рис. 5.10. Классификация и структура циклов конфликтования

484

Следует добавить, что неполный цикл (простой), с присущими ему

маневрами отклонения и слияния, осуществляется как на развязках в разных

уровнях, так и на перекрестках с четырехфазным светофорным регулирова-

нием и канализированным движением для правых поворотов. Возможно с

двухфазным СР, но с запрещением левых поворотов на всех направлениях.

5.3. Модель движения транспортных и пешеходных потоков на

перекрестках и подходах к ним

Модель движения транспортных и пешеходных потоков состоит из

совокупностей этих потоков на подходах к перекрестку за вычетом убываю-

щих в другие направления и пополнением за счет прибывающих с других на-

правлений фиксированных четных и нечетных направлений (рис. 5.11).

j+1

j+3

j+2



j+3п



jл



j+2п



j+3л



j+2л



j+1п

jп



j+1л



j+3



j+3



i=1



j+3



j+2



2j+



+1j



+3j





i=1



j+1



3j+



2j+



+1j



+2j





i=1





i=1

Рис. 5.11. Схема распределения потоков по маневрам и направлениям на перекре-

стке с однорядным движением

Система в виде суммы динамических характеристик транспортных и

пешеходных потоков q+r минимизированных по нечетным и четным направ-

лениям h-перекрестка представлена в следующем уравнении

(5.1)

485





 

































































































224

333

332

111

443

222

443322

;min

jлпj

kjkjkjkjjkjkkjkjkjkjkjkj

лjпj

kjkjjkjkkjkjkjkjkjkjkjkj

jлпj

jkjkkjkjkjkjkjkjkjkjkjkj

лjjп

kjkjkjkjkjkjjkjkjkjkjkjk

























Для h-перекрестков, то есть магистрали D

, уравнение (5.1) будет

иметь следующий вид



 



hkm

rqD

1 1

)( (5.2)

Для УДС в целом D

УДС

уравнение (5.2) будет иметь следующий вид





mУДС

DD (5.3)

Следует иметь ввиду, что в уравнения (5.1.)  (5.3.) вносятся данные,

полученные в результате осуществляемых натурных наблюдений, в ТЕ/с и

с/ТЕ. Величины q и r безразмерные и дают оценку дорожного движения в от-

носительных показателях, то есть какую долю в каждой секунде занимают

транспортные и пешеходные потоки в целом, то ли в отдельности. Если, на-

пример q+r умножить на 30 с и более, то получим временную длину транс-

портного и пешеходного потоков по нечетным и четным направлениям в те-

чение которой возможны конфликтные ситуации.

5.4. Модели конфликтования транспортных и пешеходных

потоков на перекрестках и подходах к ним

Пересечения улиц и дорог, процесс маневрирования автомобилей (ма-

невры: отклонение, пересечение, слияние, переплетение) являются «атрибу-

тами» транспортных связей, называемых дорожным движением.

В Федеральном законе «О безопасности дорожного движения» [244]

термин дорожное движение понимается как «Совокупность общественных

отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с помо-

486

щью транспортных средств или без таковых в пределах дорог». Альтерна-

тивное толкование этого термина следующее:

Дорожное движение – это целевая реализация потенциалов транспорт-

ных средств и их водителей при взаимодействии как между собой, так и с

пешеходами на проезжих частях как на попутных, встречных, поперечных

(боковых) направлениях, так и в местах их маневрирования в каждую еди-

ницу времени.

5.4.1. Модели конфликтования транспортных и пешеходных потоков

Конфликтная загрузка [10, 11, 12, 143, 167, 262] (фактическая) по-

нимается нами как отношение количества совершенных ДТП к сумме интен-

сивностей конфликтования (А+В+С) при маневрах (отклонения, слияния, пе-

ресечения) в соответствующих местах в единицу времени, б-к/ч:

дтп

/(А+В+С), (5.4)

где К

дтп

– показатель конфликтной загрузки, ДТП/б-к; I

дтп

– количество ДТП,

совершенных на соответствующем участке УДС и в определенную единицу

времени, ДТП/час, ДТП/сутки, ДТП/год; А+В+С – сумма интенсивностей

конфликтования транспортно-пешеходных потоков, сумма сумм балло-

конфликтов в единицу времени на соответствующем участке УДС при ма-

неврах соответственно отклонение, слияние, пересечение (С

Т-Т

+ С

Т-П

) с

транспортной единицей С

Т-Т

, транспортная единица с пешеходами С

Т-П

. Ин-

тенсивность конфликтования понимается как количество балло-конфликтов

совершенных в единицу времени, полученная в результате умножения мини-

мизированной интенсивности движения ТПП на показатель опасности (ко-

эффициент опасности маневра) в балло-конфликтах на транспортную едини-

цу и на вероятную возможность их конфликтования (синхронное прибытие к

точке пересечения траектории движения - контакта).

Конфликтная загрузка (расчетная) понимается как вероятностная (ус-

ловная) сумма балло-конфликтов, которая возможна в местах маневрирова-

487

ния (маневры: отклонение (А), слияние (В), и пересечение (С=С

Т-Т

+С

Т-П

)) в

единицу времени.

Конфликтная загрузка (расчетная) применима при оценке проектируе-

мой организации и управлении дорожным движением (О и УДД). Она также

может использоваться при оценке качества существующей О и УДД. Более

удобным для этих целей является коэффициент транспортной опасности

[115]:

то

=(А+В+С

Т-Т

+С

Т-П

)/(А+В) (5.5)

то



то

=1 – это оптимальный случай, когда разделены потоки в пространстве,

т.е. на развязках в разных уровнях и когда распределены потоки во времени,

т.е. на регулируемых перекрестках в условиях отсутствия конфликтующих

потоков, т.е. когда для левых поворотов выделены специальные фазы или ле-

вые повороты запрещены на данном перекрестке. При этом пересечения по-

током потока исключены на перекрестках полностью; К

то

1 – это неопти-

мальный случай, когда имеются пересечения потока с потоком С

Т-Т

, С

Т-П

Коэффициент транспортной опасности на перекрестке, магистрали, ря-

де магистралей, УДС является отношением суммы сумм интенсивностей

конфликтования (расчетная) при всех маневрах ТС, включая пересечения

пешеходных потоков к сумме сумм интенсивностей конфликтования при от-

клонениях и слияниях транспортных потоков (см. уравнение (5.5)). Его мож-

но рассматривать как сумму слагаемых состоящих из отношения суммы

сумм интенсивностей конфликтования при маневрах пересечении транспорт-

ным потоком транспортного потока С

Т-Т

и транспортным потоком пешеход-

ного потока С

Т-П

к сумме интенсивностей конфликтования при отклонениях и

слияниях, а также второго слагаемого оптимальной величины, равной еди-

нице:

то

=(А+В+Ст-т+Ст-п)/(А+В)=(А+В)/(А+В)+

+(С

Т-Т

+С

Т-П

)/(А+В)=1+(С

Т-Т

+С

Т-П

)/(А+В) (5.6)

488

Таким образом, у разработчика проекта по О и УДД целевой функцией

является создание системы движения, в которой К

то

=1.

Определение интенсивностей конфликтования - конфликтной загрузки,

как по маневрам, так и в целом коэффициента транспортной опасности, яв-

ляющегося функциональным критерием оценки уровня БДД строится на ве-

роятностных посылках. Коэффициент транспортной опасности дает возмож-

ность определить во сколько раз сумма интенсивностей конфликтования

превышает оптимальную величину. Кроме того, методология определения

коэффициента транспортной опасности применима для разных типов пере-

крестков, при разном количестве проезжих частей, независимо от размеров и

состава участников движения, рассчитана для счета на ПЭВМ.

Вместе с этим, коэффициент транспортной опасности позволяет вы-

явить не только оптимальный, но и средний, а также неудовлетворительный,

т.е. весьма опасный уровень О и УДД в аспекте конфликтности.

5.4.2 Математическая модель интенсивностей конфликтования

ТПП на четырехстороннем перекрестке

5.4.2.1. Маневры отклонения

На дороге с одной проезжей частью в каждом направлении, где i = 1,

2, 3, 4 соответственно, прямо, направо, налево и разворот для движения в об-

ратном направлении (рис. 5.12), интенсивность конфликтования при маневре

отклонения на j-направлении описывается следующим уравнением:

,,min

14,3,2

ojk

jjk

hnA





















где п

ojk

=1 – коэффициент оценивающий маневр отклонения одной транс-

портной единицы одним балло-конфликтом, б-к/ТЕ; h

= 1 – e



– вероят-

ность прибытия ТС к точке конфликта;



0jk



- интенсивность движения

соответственно отклоняющихся при правом повороте i=2 и суммы интенсив-

ностей движения автомобилей с маневрами i=1, 2,3 и 4, ТЕ/ч

j + 3

j +2



0jk

489

Это выражение можно представить в следующем виде:

.,min

,min,min,min

14,3,2

433

322

ojk

ojkojk

jkojkojkojk

jojkjk

hnhnhnA

















































































(5.7)

Для нескольких проезжих частей j-го направления, где количество про-

езжих частей, т.е. рядов движения k (k=1, 2...,К) сумма интенсивностей кон-

фликтования при отклонениях А

, б-к/ч, при отклонениях А

составит (рис.

5.13.):

чкбhnA

ojk

/,,min

14,3,21





















(5.8)

Допустим, для ряда направлений j = 1, 2, 3, 4 h-четырехстороннего пе-

рекрестка суммарная интенсивность конфликтования в течение единицы

времени A

, б-к/ч, будет определена по следующей формуле:

Рис. 5.12 Схема маневров отклонений при правом и левом поворотах

Рис. 5.13. Схема маневров отклонений на перекрестках с многорядным движением

490