Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков
Подождите немного. Документ загружается.
цели. Лучшим и более безопасным в оптимальном аспекте это пропуск ТП по
автомагистралям оборудованных развязками в разных уровнях с безостано-
вочным движением. Но строительство таких магистралей связано с больши-
ми капитальными затратами, что не всегда находит поддержку в структурах
администрации.
Более доступным, но также затратным в аспекте поочередного пропус-
ка ТП является светофорное (жесткое и адаптивное) регулирование, связан-
ное с задержками ТС, что отрицательно сказывается на экономических и эко-
логических показателях работы подвижного состава и состояния окружаю-
щей среды.
Динамическая характеристика ТП представленная в формулах (9.6, 9.7,
9.27, 9.28, 9.29, 9.30) в гармоническом состоянии позволяет определить спрос
на дорожные и прочие услуги и выявить объемы его неудовлетворения. Кро-
ме того, эта аналитическая база будет использована для создания системы
пропуска ТП посредством СР, которое в данных условиях и время крайне не-
обходимо
MHMM
H
H
CCC
CCC
CCC
C
12111
12112121
11112111
,....,,
,....,,
,....,,
max
(9.32)
Подставив С, с, получим
MHMH
MHMH
MM
MM
MM
MM
HH
HH
HH
HH
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
rq
Ttr
С
11
011
2121
20121
1111
10111
1212
01212
122122
0122122
121121
0121121
1111
01111
112112
0112112
111111
0111111
1
2
,...,
1
2
,
1
2
1
2
,...,
1
2
,
1
2
1
2
,...,
1
2
,
1
2
max
(9.33)
Выражение (9.32) характеризует динамику длительности циклов СР
11M
C на дорогах нечетного (первого) направления (с юга на север), где первая
цифра (буква) обозначает номер направления, вторая-номер магистрали и
третья- номер перекрестка: 4,3,2,1
j ; Mm ,...,3,2,1
; Hh ...,3,2,1
. Фактическая
величина tr отражает скорость реакции, профессионализм и характер водите-
ля на загорание зеленого сигнала, предоставляющего право на проезд пере-
821
крестка. Опытный и дисциплинированный водитель начинает пересечение
стоп-линии с включением разрешающего такта. В этом случае tr принимают
за нуль.
Выражение (9.33) представляет систему правых частей формул расчета
циклов СР, в строгом соответствии с (9.32) Динамика суммарных длительно-
стей промтактов (желтых сигналов) показана на базе расчетных данных в вы-
ражении (9.34), исходная база для их расчетов создается путем проведения
натурных наблюдений:
MHMM
H
H
TTT
TTT
TTT
T
01201,101
0120122,0121
0110112,0111
0
,....,
,....,
,....,
max
(9.34)
Динамика разрешающих движение тактов на первом направлении m-
магистрали, h-перекрестке представлена уравнением (9.35). Разрешающие
такты определяются следующими уравнениями (см. главу 2, подраздел 2.22
уравнения (2.10), (2.24)):
- для нечетного направления
MHзелMзелMзел
Hзелзелзел
Hзелзелзел
зел
ttt
ttt
ttt
t
12111
12122121
11112111
1
,....,,
,....,,
,....,,
max
(9.35)
- для четного направления
MHзелMзелMзел
Hзелзелзел
Hзелзелзел
зел
ttt
ttt
ttt
t
22212
22222221
21212211
2
,....,,
,....,,
,....,,
max
(9.36)
Длительность разрешающего такта
111зел
t по нечетному направлению из
правой части выражения (9.35) определяется уравнением (см. главу 2)
)()(
01111110111
111111
111
111
TCTC
rq
q
t
зел
,
822
аналогично, по четному направлению
))(1()(
01111111110111111
211111
211
211
TCTC
rq
r
t
зел
.
Динамика разрешающих тактов по четным (второстепенным - боко-
вым) направлениям иногда равнозначным по размерам движения, а значит и
по их
H
ССС
11112111
,, , представлена выражением (9.37). Здесь длительность цик-
лов принята для нечетного направления, но она одна и также рассчитывается
для четных и нечетных направлений:
)(),....,(),(
)(),....,(),(
)(),....,(),(
max
011
21
2
2121
2221
22
10111
1211
12
01212
2212
22
122122
222122
222
0121121
221121
221
01111
2111
21
112112
212112
212
0111111
211111
211
2
MHMH
MHMH
MH
MM
MM
M
MM
MM
M
HH
HH
H
HH
HH
H
зел
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
TC
rq
r
t
(9.37)
Перекрестки улиц (дорог) являются основными участками ДС опреде-
ляющими потенциалы (пропускную способность) магистралей (дорог), как в
населенных пунктах, так и за их пределами. Динамика потенциалов полос
движения и в целом перекрестков представлена в системе выражений (9.38)
для нечетных направлений. Аналогичная структура потенциалов будет и для
четных направлений.
MHMM
H
H
1max21max11max
12max122max121max
11max112max111max
1max
,....,,
,....,,
,....,,
min
(9.38)
Данное выражение характеризует пропускную способность перекрест-
ков, на первом – нечетном направлении. Раскрытие составляющих их пара-
метров представлено в уравнении (9.39), здесь t
r
=0:
823
MH
k
k j
jk
зел
M
k
k j
jk
зел
M
k
k j
jk
зел
H
k
k j
jk
зел
k
k j
jk
зел
k
k j
jk
зел
H
k
k j
jk
зел
k
k j
jk
зел
k
k j
jk
зел
С
t
С
t
С
t
С
t
С
t
С
t
С
t
С
t
С
t
1
1
4
1
21
1
4
1
11
1
4
1
11
1
4
1
122
1
4
1
121
1
4
1
11
1
4
1
112
1
4
1
111
1
4
1
max
3600
,....,
3600
,
3600
3600
,.....,
3600
,
3600
3600
,....,
3600
,
3600
min
(9.39)
Аналогичную структуру имеют потенциалы перекрестков и четного
направления, что является по сути потенциалом направления полосы движе-
ния магистрали.
Размеры очередей у стоп-линии перекрестков являются определяющим
критерием оценки работы последних. Формула определения размера образо-
вавшейся очереди
jkh
n
0
, с/цикл, у стоп-линии представлена следующим урав-
нением (см. подраздел 2.5 главы 2, уравнение (2.160), (2.163)):
0
4
1
00
0
1
)(
q
TCTt
n
i
i
jkhr
jkh
Динамика размеров очередей у стоп-линии перекрестка, магистрали, на-
селенного пункта, региона показана в выражении (9.40):
MH
j
k
k
ojk
M
j
k
k
ojk
M
j
k
k
ojk
H
j
k
k
ojk
j
k
k
ojk
j
k
k
ojk
H
j
k
k
ojk
j
k
k
ojk
j
k
k
ojk
o
nnn
nnn
nnn
n
1
4
1 1
21
4
1 1
11
4
1 1
12
4
1 1
122
4
1 1
121
4
1 1
11
4
1 1
112
4
1 1
111
4
1 1
max
,....,,
,....,,
,....,,
max
(9.40)
Задержки очередей ТС на магистралях в прямом и поперечном направле-
ниях, являющиеся одним главных функциональных критериев оценки О и УДД,
определяются следующим образом (глава 2, пп. 2.6.4 и 2.6.5):
jkh
m
a
mojkah
jkh
maan
Z
2
)(2
1
1
824
MH
j
k
k
jkh
M
j
k
k
jkh
M
j
k
k
jkh
H
j
k
k
jkh
j
k
k
jkh
j
k
k
jkh
H
j
k
k
jkh
j
k
k
jkh
j
k
k
jkh
zzz
zzz
zzz
Z
1
4
1 1
21
4
1 1
11
4
1 1
12
4
1 1
122
4
1 1
121
4
1 1
11
4
1 1
112
4
1 1
111
4
1 1
,....,,
,....,,
,....,,
(9.41)
Выражение (9.41) позволяет определить динамику суммарной задержки
по всем j-м направлениям, k-полосам движения h-перекрестка. При помощи
формулы (2.213) можно определить задержку очереди ТС, образовавшихся у
стоп-линии на k-полосе h-перекрестка. Если это следует сделать по несколь-
ким полосам j-направлениям, то осуществляется суммирование выражения
(2.213) как это показано в уравнении (9.42):
jk
ojkmojkjk
j
mojojoj
j
mojojoj
k
k
jk
m
a
mojka
j
mmnnn
mmnnn
mmnnn
maan
Z
2
)1(2...2)21(21)11(2
....
2
)1(2....2)21(21)11(2
2
)1(2....2)21(21)11(2
2
)(2
21
2
22221
1
11211
1
1
1
(9.42)
Суммарные задержки
h
Z
, с/цикл, по всем направлениям h-перекрестка
определяются посредством суммирования задержек по направлениям, (см.
уравнение (9.42)) как это представлено в уравнении (9.43):
4
1
4
11
1
1
,
2
)(2
j j
j
k
k
jk
m
a
mojka
h
z
maan
Z
(9.43)
Если необходимо размер задержек за час работы h-светофорного объ-
екта
hч
Z
, с/ч, объекта, то следует 3600 разделить на длительность цикла СР
(3600/С) и, получив число циклов, умножить на Z
j
или в часах – за один час
работы СО, то следует разделить на 3600
hч
Z
, ч/ч:
4
1
4
1
./;/,/3600
j j
jhчjhч
СzzчcСzZ
(9.44)
825
За сутки (13ч) выражение (9.44)
hч
Z
, с/сутки, или
hc
Z
, ч/сутки примет не-
сколько иной вид:
4
1
/360013
j
jhc
СZZ
или
4
1
/13
j
jhс
СzZ
. (9.45)
За год (365 дней) суммарные задержки определяются по следующему выра-
жению
hг
Z
, с/год или ч/год:
4
1
/360013*365365
j
jhchг
СzzZ
, (9.46)
или
4
1
/13*365
j
jhг
СzZ
.
На m-магистрали за один суммарный цикл задержки ТС составляют
(см. уравнение 9.43):
H
h
H
h j
k
k
jkh
m
a
hmhhojkah
hm
maan
zZ
1 1
4
1 1
1
1
2
)(2
(9.47)
На УДС задержки за один час работы СО,
УДСч
Z , ч/ч составляют:
.
2
)(2
/
1 1 1 1
1
1
4
111
C
maan
ZCZZ
M
m
M
m
H
h
K
k
jkh
m
a
hmhhojkh
j
H
h
M
m
hmУДСч
(9.48)
На УДС задержки за год
УДСГ
Z , ч/год, составят:
УДСчУДСГ
ZZ *13*365
(9.49)
Посредством перечисленных здесь методов организуется и с помощью
функциональных критериев оценивается РУ в фрагментарном аспекте. На
рисунке 9.10.1 представлена примерная схема примерной структуры систе-
мы РУ.
Задержки транспортных средств являются, по сути, функциональным
критерием оценки качества организации и управления дорожным движением
на малых и больших пространствах – регионе. С помощью оценок задержек
можно управлять скоростью сообщения, выявлять уязвимые места в О и УДД
826
и экономическом пространстве, обосновывать или отвергать инженерные
решения. В мировой практике этот функциональный критерий является ос-
новным – определяющим.
Рис. 9.10.1 Примерная структура системы РУ
827
9.8 Дорожно-эксплуатационная структура
Дорожно-эксплуатационная и дорожно-строительная структуры являются ба-
зисными подсистемами в предоставлении дорожно-транспортных услуг их
спросу от четкости качества ее функционирования зависит эффективность
работы всех подсистем и системы РУ в целом. Примерная схема дорожно-
эксплуатационной структуры представлена на рисунке 9.11.
Рис. 9.11. Примерная схема дорожно-эксплуатационной структуры
Дорожно-эксплуатационные службы занимаются содержанием автомо-
бильных дорог и их атрибутики в рабочем состоянии, отвечающим предъяв-
ляемым к ним требованиям в аспекте БДД и международных нормативов.
Исходная информация о состоянии и потенциалах дорог сосредоточена в ре-
альном режиме времени на самих дорогах, которая снимается посредством
Сбор, обработка и хранение информации о наличии и потенциалах
дорожно-эксплуатационной инфраструктуры в реальном режиме
времени
Центр производства (выработки),
корректировки и передачи управ-
ляющих воздействий в реальном
режиме времени
828
соответствующих датчиков, детекторов и автоматически передается в под-
систему сбора, обработки хранения информации. В дальнейшем она переда-
ется в центр выработки управляющих воздействий с учетом наличия и со-
стояния потенциалов дорожно-эксплуатационной инфраструктуры для реа-
лизации и корректировки, если в этом возникает необходимость. Дорожно-
строительные службы (ДСС) их структуры, которые обеспечивают развитие
дорожных сетей, как в продольном, так и в поперечном сечениях с учетом
спроса и наличия ресурсов на это одно из главных подсистем развития до-
рожной инфраструктуры в системе РУ. Примерная схема дорожно-
строительной структуры представлена на рис 9.12.
Рис. 9.12. Примерная схема дорожно-строительной структуры в РУ
Основным принципом функционирования дорожно-строительных
структур как подсистемы в РУ является адресный аспект. Примерные схемы
функционирования имеют правоохранительные, сервисные и прочие струк-
туры.
9.9. Экспериментальное исследование
Проверка теоретических разработок на работоспособность в аспекте
оптимальности.
Потенциалы возможности раз-
вития дороги в продольном
поперечном сечениях
829
9.9.1. Магистральное управление
9.9.1.1. Блок – схема алгоритма изучения динамики процесса движения
транспортных средств в пачке
(1)
(2)
(3)
(5)
(4)
(6)
Начало
Ввод
M, H, F, K, I
Вывод
L, T
Конец
Ввод l
Pfijkhm
, l
Cfijkhm
, l
Tfijkhm
t
Pfijkhm
, t
Cfijkhm
, t
Tfijkhm
f:=1÷F
i:=1÷I
j:=1÷4
k:=1÷K
m:=1÷M
L
fijkhm
:=l
Pfijkhm
+l
Cfijkhm
+l
Tfijkhm
T
fijkhm
:=t
Pfijkhm
, t
Cfijkhm
, t
Tfijkhm
L:=L+ L
fijkhm
; T:=T+ T
fijkhm
f:=1÷F
i:=1÷I
j:=1÷4
k:=1÷K
m:=1÷M
830