Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков

11. Теоретические принципы оценки качества организации и управле-

ния дорожным движением

Автомобилизация страны в условиях отставания в развитии дорожных

сетей, особенно в поперечном и вертикальном сечениях, вопросы улучшения

пропуска потоков на принципах повариантных проработок приобретают ак-

туальную значимость.

Организация и управление дорожным движением (О и УДД) состоит

из большого множества вариантов реализации инженерных решений, беско-

нечно повторяющихся их совокупностей на массивах сети в структурном ас-

пекте. Такое разнообразие совокупностей как по внутренним, так и по внеш-

ним параметрам содержащихся в них инженерных решений не позволяет да-

вать им оценку посредством одного какого-то функционального критерия,

пусть даже универсального критерия задержек. Несмотря на то, что этот кри-

терий находится в линейной зависимости от экологических, экономических и

скоростных характеристик и наоборот.

Обобщая применяемые на практике функциональные критерии: мини-

мизации задержек, минимизации конфликтности, минимизации выбросов от-

работавших газов (вибрации, шума и т.п.), максимизации скоростей сообще-

ния, использования потенциалов проезжих частей и перекрестков в целом,

имея в виду УДС, не позволяют давать достаточно объективные оценки каче-

ству О и УДД.

Следует отметить, что каждый вариант О и УДД обладает определен-

ными положительными и отрицательными качествами, присущими лишь

этому варианту. Цель в выборе оптимального варианта из множества рас-

сматриваемых вариантов заключается в достижении наилучшего значения

функции возможности по передвижению ТС в реальном режиме времени при

минимуме стоимости километра пути и часа ездки. Надежность и совмести-

мость с системой городского транспорта здесь не рассматривается. Нами рас-

сматривается прежде всего БДД через конфликтование ТПП.

931

11.1. Коэффициент транспортной опасности - функциональный крите-

рий оценки качества О и УДД на участке или на всей сети дорог

С неблагоприятными дорожными условиями на участках возникают

аварийные очаги, которые, как правило, являются результатом невыполнения

правил дорожного движения, связанных с очередностью проезда, действием

дорожного знака, разметки проезжей части в местах маневрирования ТС, где,

как следствие, концентрируются ДТП. Наблюдается, что между ДТП и кон-

фликтной ситуацией, как между концентрацией ДТП, так и местами кон-

фликтования, существует прямая зависимость. Конфликт возникает между

исполнителем и нарушителем правил, установок дорожного движения. Если

в этой ситуации исполнитель прекратит свое дальнейшее движение (дейст-

вие), то этим самым даст возможность нарушителю осуществить безопасный

проезд участка возможного конфликта. В противном случае конфликт, т.е.

ДТП, неизбежен.

Таким образом, одним из основных минимизирующих функциональ-

ных критериев оценки качества О и УДД в аспекте БДД является коэффици-

ент транспортной опасности. Коэффициент транспортной опасности на пе-

рекрестке определяется отношением фактического числа транспортных и

пешеходных баллоконфликтов к числу баллоконфликтов, имеющих место

лишь при отклонении и слиянии, которые не исключаются при любых инже-

нерных решениях транспортных развязок (реконструкциях транспортных уз-

лов и совершенствовании схем ОДД)





118,117,114,111,110,109,108,107,89,88,85

.

Для измерения и оценки условий опасности на участке дорожной сети

коэффициент транспортной опасности К

ТО

рассчитывается по уравнению (см.

главу 5)

B

A

CC

В

А

CCBA

B

A

CBA

K

ПTTTПTTT

TO



















1 ,

где

ПTTT

CCC



 ,

   

   



K

K j i

i

ojkh

i

ojkh

i

jk

i

ojk

hnA

1

4

1 4,3,2

4

),min(



-интенсивность

конфликтования при маневрах отклонения транспортных средств от транс-

932

портных потоков на h-перекрестке, k-полосе, j-направлении при i-маневре, б-

к/ч (см. рис 11.1);

   

   



K

K j i

i

cjkh

i

cjkh

i

jkh

i

cjkh

hnB

1

4

1 4,3,2,

4

1

),min(3



-интенсивность кон-

фликтования при маневрах слияния транспортных средств с транспортными

протоками на h-перекрестке, j-направлении, k-полосе при i-маневре, б-к/ч

(см. рис 11.2);

Рис. 11.1. Схема точек маневров отклонений Рис. 11.2. Схема точек маневров слияний

с ТП

от ТП на четырехстороннем перекрестке на четырехстороннем перекрестке

















 

   

 



  



 



K

k j

i

TпjkTлjjп

K

k j i

i

ПnjkT

i

y

i

TjkT

i

TjkT

i

TnjkT

h

C

1

4

1

2

1

4

1

4

14,3,1 1

,

5))(

,min(5min(





   

  









K

k j i

i

njkh

i

TnjkT

i

jkh

i

TnjkTTT

hnC

1

4

1 4,3,1

4

1

)min(



- интенсивность

конфликтования при маневрах пересечения транспортного потока с транс-

портным потоком на h-перекрестке, j-направлении, k-полосе при i-маневре,

б-к/ч (см. рис 11.3);

  

  





K

k j i

i

ПhnjkT

i

ПhnjkTлjj п

i

ПnjkTПT

hnC

1

4

1

4

1

2

))(,min(



-интенсивность конфликтования при маневрах пересечения транспортным

933

потоком пешеходных потоков на h-перекрестке, j-направлении, k-полосе при

i-маневре, б-к/ч (см. рис 11.4);

Рис. 11.3. Схема точек маневров пересечений Рис. 11.4. Схема мест конфликтования при

на четырехстороннем перекрестке маневрах пересечения транспортными

потоками пешеходных потоков

с j – направления, k=1 и 2

jkjk

e

eh



1







- вероятность возможного конфликта в интервале

времени, где 2,01,0 

jk

t c при интенсивности

jk



, ТЕ/с; е – основание нату-

рального логарифма.

Эти параметры (отклонение и слияние) сохраняются даже при пропус-

ке транспортных средств в разных уровнях, за исключением показателя

транспортно - пешеходной конфликтности, в том случае, когда пешеходное

движение не изолировано, поэтому они приняты за «базу».

Зная потенциал загрузки участка УДС, его резервы, удобства и прочие,

а также степень опасности пересечений, можно решать вопрос ОДД в конст-

руктивном содержании. (Методология расчета функционального критерия

коэффициента транспортной опасности представлена в главе 5 монографии).

Относительный функциональный критерий транспортной опасности

участка ДС, всей ДС определяется на принципах минимизации сравнитель-

ных вариантов,

*

TOjkh

K :





TojkhxTojkhTojkhTojkh

KKKK ,...,,min

21

*



(11.1)

Уравнение 11.1 можно представить в раскрытом виде:

934





)1(2312

*

/,...,/,/min





xTojkhTojkhxTojkhTojkhTojkhTojkhTojkh

KKKKKKK

(11.2)

Принимается самый минимальный вариант по значению величины ком-

плексного критерия

Tojkhf

K

. Вариантов может быть множество.

11.2 Функциональный критерий оценки качества О и УДД на участке

ДС, всей ДС в целом через коэффициент задержек ТС

Вторым относительным функциональным критерием является крите-

рий задержки ТС оценки качества О и УДД на h-перекрестке, m-магистрали и

в целом населенном пункте в реальном режиме времени. Этим критерием

следует пользоваться как на регулируемых перекрестках, развязках с круго-

вым движением (РКД), так и нерегулируемых в абсолютном и гармониче-

ском значениях. Посредством лишь только этого функционального критерия

задержек ТС можно оценивать функциональные критерии скорости сообще-

ния, выбросов отработавших газов (экологический), стоимости километра

пути и часа ездки (экономический). Поэтому в отечественной и мировой

практике он применяется на уровне комплексного критерия. Но он не учиты-

вает БДД и расстояния поездок в населенном пункте, эффективности исполь-

зования потенциалов полос движения, ДС и наработок НИР в этой области.

На регулируемых перекрестках, РКД размер задержек зависит от раз-

меров длительностей циклов светофорного регулирования. В данном случае,

где неравенство характеризует дефицит циклового, а значит, разрешающего

движение такта времени

rq

Tt

C

r







1

2

0

, не пропущенными через перекресток

будут, ТЕ:

jk

r

jk

r

rq

Tt

C

rq

Tt



/)

1

)2(

(/)

1

2

(

00











,

где

jk



- временной интервал между передними бамперами ТС, пересекающих

стоп-линии, с/ТЕ.

935

В другом случае, когда

rq

Tt

С

r







1

2

0

, то будут неоправданные задержки

ТС. Чем больше ΔС, т.е. разность, уравнение определения этой разности име-

ет вид ,

1

2

0

С

rq

Tt

С

r







 тем больше задержка одной ТЕ и в целом очередей

ТС во времени. Задержка одной транспортной единицы определяется (см.

главу 2) по уравнению

ojkjk

m

a

mojka

ТЕ

n

maan

Z



2

)(2

1







 ,

где

0

4

1

00

1

)]([

q

TCTt

n

i

jkr

ojk













, ТЕ/цикл.

Функциональный критерий оценки качества по задержке одной ТЕ определяется по ми-

нимуму задержек





,,...,,min

12111

1

TEjkhxTEjkhTEjkh

TE

ZZZZ  с/ТЕ.

(11.3)

Относительный функциональный критерий оценки качества по задержкам одной ТЕ будет





,/,...,/,/min

)1(1121311121

*

1 



xTEjkhTEjkhxTEjkhTEjkhTEjkhTEjkhTE

ZZZZZZZ

(11.4)

где











































4

1

2

4433

22

4

1

2

4

2

4

22

3

20

)(

;

)(

max

i

jлпj

jkhjkhjkhjkh

i

khj

i

khj

i

jjп

лjjп

khjkhjkhjkhj

i

jkh

i

jkh

K

KK

rqq











динамическая характеристика транспортного потока на j и j+2-направлениях,

k-полосах, h-перекрестке.

Выражение (11.4)

*

1

TE

Z , с/ТЕ, можно получить через средневзвешенную

величину задержек

TEjkhf

Z

1

, (f=1,2,…,х – номер варианта)





TEjkhxTEjkhTEjkh

TE

ZZZZ

12111

*

1

,...,min ,

(11.5)

через среднюю гармоническую величину задержек

**

1

TE

Z :

936



























x

f

TEjkf

x

f

TEjkxTEjkf

x

f

TEjkTEjkfTEjkTE

ZZZZZZZ

1

11

1

21111

**

1

/,...,/,/min ,

(1

1.6)

где f=1,2,…,х – номер варианта.

Задержки очередей

jk

Z

на k-полосе j-направления h-перекрестка за цикл

СР определяются по уравнениям (2.213) - (2.230) (см. главу 2).

jk

m

a

mojkh

jk

maan

Z



2

)(2

1







 .

(11.7)

Задержки очередей на j-ом направлении h-перекрестка за цикл СР рас-

считывается так:









K

k

jk

m

a

mojkh

j

maan

Z

1

2

)(2



.

(11.8)

Задержки очередей Z

j

, ч/ч, на j-ом направлении h-го перекрестка за час

работы СО в часах:





















K

k

jk

m

a

mojkh

j

С

maan

Z

1

2

)(2



.

Задержки очередей Z

j

,

ч/ч, на h-перекрестке за час работы СО в часах

определяются по формуле:





 



















K

k j

jk

m

a

mojkh

j

С

maan

Z

1

4

1

2

)(2



.

Задержки очередей Z

j

, ч/ч, на h-перекрестке за сутки (13 ч) работы СО в

часах:

937





 



















K

k j

jk

m

a

mojkh

j

С

maan

Z

1

4

1

2

)(2

13



.

Задержки очередей Z

j

, ч/год, на h-перекрестке в течение года работы СО

в часах:





 



















K

k j

jk

m

a

mojkh

j

С

maan

Z

1

4

1

2

)(2

13*365



.

Задержки Z

m

,

ч/ч, на

m

-магистрали за час работы СО в часах опреде-

ляются по уравнениям:

  



  



















H

h

K

k j

hjkh

m

a

hmhhojkah

m

С

maan

Z

1 1

4

1

2

)(2



.

за сутки в часах Z

м

, ч/сутки,

  



  



















H

h

K

k j

hjkh

m

a

hmhhojkah

m

С

maan

Z

1 1

4

1

2

)(2

13



.

за год в часах Z

м

, ч/год

  



  



















H

h

K

k j

hjkh

m

a

hmhhojkah

m

С

maan

Z

1 1

4

1

2

)(2

13*365



.

Задержки Z

УДС

, ч/ч, в населенном пункте за час работы СО в часах оп-

ределяются по уравнениям:





   



















M

m

H

h

K

k j

hmjkhm

m

a

hmmhmhmojkah

УДС

С

maan

Z

1 1 1

4

1

2

)(2



;

за сутки Z

УДС

, ч/сутки,

938





   



















M

m

H

h

K

k j

hmjkhm

m

a

hmmhmhmojkah

УДС

С

maan

Z

1 1 1

4

1

2

)(2

13



;

за год Z

УДС

, ч/год





   



















M

m

H

h

K

k j

hmjkhm

m

a

hmmhmhmojkah

УДС

С

maan

Z

1 1 1

4

1

2

)(2

13*365



.

Оценивать задержку по одной транспортной единице будет несколько

не показательно. Это целесообразно делать для магистрали по очередям на h-

перекрестках, поскольку они характеризуют транспортную загрузку Z

m

, ч/ч:

,

2

)(2

,...,

2

)(2

,

2

)(2

min

1 1

4

1

1 1

4

1

22

2

1

2212

1 1

4

1

11

1

11111













  



  



  

























































H

h

K

k j

HxjkHx

hx

m

a

mHxHxojkahx

H

h

K

k j

hjkh

h

m

a

mhhojkah

H

h

K

k j

hjkh

m

a

hmhhojkh

m

C

maan

C

maan

C

maan

Z



где f=1,2,…, x – номер варианта О и УДД.

Если это необходимо оценивать по задержкам за сутки, год то следует в

данном выражении правую ее часть соответственно умножить на 13 и

(13*365).

Оцениваются задержки через среднюю гармоническую величину (см.

уравнение (11.6)) следующим образом:

939

.)

2

)(2

/(

,...,)

2

)(2

/(

,

2

)(2

/min

1 1 1

4

1

1 1 1

4

1

2

1 1 1

4

1

**













   



   



   















































































x

f

H

h

K

k j

HxjkHx

m

a

hxmhxhxojkhx

mf

x

f

H

h

K

k j

hfjkhf

m

a

hfmhfhfojkhf

m

x

f

H

h

K

k j

hfjkhf

m

a

hfmhfhfojkhf

mm

C

maan

xZ

C

maan

xZ

C

maan

xZZ



Следует отметить, что в уравнениях (11.5) - (11.8) варианты схем, а

также О и УДД берутся по минимуму задержек, поскольку выбираются вари-

анты, дающие более положительные результаты из множества х - вариантов.

11.3. Функциональный экологический критерий оценки качества О и УДД по выбросам

отработавших газов

Третий функциональный, так называемый, экологический критерий

имеет функцию цели – минимум выбросов отработавших газов насыщенных

вредными компонентами, опасными для животного и растительного мира.

Между функциональным экологическим критерием и критерием задержек,

скорости сообщения (техническим), стоимости пути и часа ездки (экономи-

ческим) существует линейная зависимость. Таким образом экологическая

безопасность транспортных потоков является также одним из основных кри-

териев оценки качества О и УДД. Для получения более объективной оценки

размеров выбросов отработавших газов как по числу вариантов О и УДД

оцениваются размеры задержек, так и размеры выбросов отработавших газов

и при этом выбираются варианты с наименьшими выбросами газов. Вариант-

ная разность получается следующим образом:

    

    















x

f

K

k j

K

k j

jkhjhh

ЭЭЭ

1 1

4

1 1

4

1

21

.

(11.9)

Расчет выбросов отработавших газов [101] в прил. 2.

940

Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков

Подождите немного. Документ загружается.