авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Развитие методов расчета регулируемых узлов на улично-дорожной сети города

-- [ Страница 2 ] --

Как видно из таблицы 1, только канадское «Руководство» учитывает все автомобили в очереди, остальные не учитывают первые автомобили – они исключаются из расчетов. Автором настоящего исследования по известным закономерностям движения через стоп-линию определены фактические значения потока насыщения с учетом всех автомобилей (рис. 2).

 Сравнение принятого потока-6

Рис. 2. Сравнение принятого потока насыщения В.Ф. Вебстером [16]

с реальным в зависимости от длительности разрешающего такта

1 – принятое значение потока насыщения; 2 – реальное значение потока насыщения;

3 – поток насыщения за 5 с

Согласно рис. 2, принятые В. Ф. Вебстером значения потока насыщения гораздо выше, чем фактическое значение пропускной способности за время разрешающего такта. При длине зеленого сигнала 20 с значение потока насыщения завышено на 7 %, а при такте, равном 5 с, расхождение достигает 43 %. При такой разнице в потоках насыщения о высокой точности расчета не может быть и речи, особенно при регулировании насыщенных потоков, а также при минимальной интенсивности движения.

Для расчета потоков насыщения необходимо исследовать процесс движения через стоп-линию с учетом величины разрешающего такта.

Для решения поставленной задачи разработана математическая модель расчета потока насыщения в зависимости: от влияния длительности разрешающего такта; радиуса поворота; доли поворотного транспорта на полосе предназначенной для движения в разных направлениях (прямо и налево); количества полос движения в сечении стоп-линии; в качестве расчетной принята регрессионная модель (рис. 3). Причина такого выбора заключается в природе исследуемых процессов.

Данные о закономерностях движения автомобилей через стоп-линию ti от n Преобразование данных в зависимости от потока насыщения МН от , где i = 1, 2, 3 … n
Нанесение полученных значений МН на плоскость при различных R, t, dп, N0 Получение множества значений МН от ti для разных полос движения
Выбор математической функции , , , , , Расчет параметров a, b … математической функции , ,
Расчет коэффициентов детерминации
Нет
R2 > 0,9
Да Определение формул для расчета потока насыщения МН(t, R), МН(dп), МН(N0),

Рис. 3. Алгоритм получения формул для расчета потока насыщения на основе закономерностей движения автомобилей через стоп-линию

Применительно к транспортному процессу структурную схему системы эксплуатации автомобильной техники можно представить в четырех основных блоках: «водитель – автомобиль – дорога – среда» (ВАДС). Интервал движения между автомобилями зависит от группы факторов из системы ВАДС: 1) водитель (психофизиологические показатели, время реакции, опыт вождения, пол, усталость и т.д.); 2) автомобиль (тип, габарит автомобиля, динамические характеристики, тормозные качества, удобство рабочего места водителя, легкость управления, обитаемость, состояние шин); 3) дорога (геометрические размеры, профиль, ровность, условия видимости и т.д.); 4) среда (темное время суток, неблагоприятные погодные условия, опасное состояние дорожного покрытия).

В системе ВАДС нами учитывались дорожные факторы: изменение ширины перекрестка, радиус поворота и схемы управления. Воздействие среды в процессе проведения экспериментов принято благоприятным. Единственным объединяющим показателем для всех автомобилей, движущихся в очереди, является минимальный интервал движения с обеспечением безопасности.

На основе регрессионного анализа выявлено влияние дорожных условий на закономерности движения групп автомобилей на регулируемых пересечениях (рис. 3).

В третьей главе представлена методика проведения экспериментов и предложена методика расчета регулируемых узлов.

Исследования проводились с применением видеосъемки. Интервалы движения фиксировались при прохождении стоп-линни задним бампером автомобиля.

В качестве исследуемых выбраны три типа организации движения левых поворотов:

– полосы левоповоротного движения без конфликта, с радиусом поворота от 15 до 75 метров;

– полосы совмещенного движения прямого и левоповоротного движения без конфликта, с радиусом поворота от 15 до 30 м;

– полосы, предназначенные только для поворота налево, организуемые без конфликта с прямым потоком, на протяжении ограниченного времени разрешающего такта (конец фазы).

При проведении регрессионного анализа для определения закономерностей движения автомобилей через стоп-линию было отобрано 15 полос движения. Минимальное количество обследований на каждой полосе – 100 разрешающих тактов, в течение каждого такта через сечение стоп-линии проходило от 12 до 40 транспортных средств.

Анализ закономерностей движения на регулируемых узлах показал, что минимальное значение интервала прохождения полосы левого поворота отмечается на 8–10 автомобиле, затем интервалы начинают расти, но не более чем на 10 %. Достигнув максимума времени прохождения стоп-линии, интервалы начинают опять снижаться на 5 %, а далее стабилизируются на уровне потока насыщения (рис. 4).

Рис. 4. Интервал движения между автомобилями на пересечении улиц Челюскинцев – Космонавтов (левый ряд) (Екатеринбург)

По мере роста длительности разрешающего такта увеличивается значение потока насыщения (рис. 5); наиболее быстро поток насыщения растет до величины разрешающего такта, равного 20 с; затем, в зависимости от радиуса поворота, меняется скорость роста потока насыщения.

Рис. 5. Зависимость потока насыщения от длительности разрешающего такта для левоповоротного движения с разными радиусами поворота

При большом радиусе поворота (40 и более метров) поток насыщения после 20-й с практически не растет – не более 1–2 % за 10 с. При радиусе поворота 40 и более метров и длительности разрешающего такта 20–25 с, поток насыщения стабилизируется на величине 1950–1980 ед./ч. Эта величина потока насыщения соответствует данным, приводимым в «Руководстве HBS – 2001». Нами установлено, что необходимо использование коэффициента коррекции величины потока насыщения в зависимости от длительности разрешающего такта. Это позволит точнее рассчитать светофорный цикл и фазы, особенно для направлений с низкой интенсивностью движения.

Исследование закономерностей движения автомобилей на регулируемых узлах выявило причину возникновения заторов на участках с низкой интенсивностью движения при расчете фаз регулирования по формулам Вебстера – пренебрежение влиянием коротких тактов на поток насыщения. Это приводит к перегрузке узлов в довольно простой ситуации и к последующему росту задержек.

При радиусе поворота 20–25 м поток насыщения после 20 с разрешающего такта растет несколько быстрее, чем при больших радиусах поворота – на 5–7 % за 10 с. Поэтому при совершении левых поворотов с радиусом менее 25 м максимальные значения потока насыщения достигаются на 25–30-й с (рис. 6).

Рис. 6. Расчетная кривая для определения потока насыщения для левоповоротных маневров в зависимости от радиуса поворота и времени разрешающего такта

Сравнение экспериментальной зависимости потока насыщения от радиуса поворота с данными по В.Ф. Вебстеру подтвердило существование значительных различий: график Вебстера носит линейный характер, экспериментальные данные показывают рост потока насыщения до радиуса 40 м по параболе, а затем радиус поворота не влияет на поток насыщения. Можно предположить, что после радиуса поворота более 40 м значение потока насыщения поворотных маневров приравнивается к прямому движению.

Анализ экспериментальных данных показал, что количество полос у стоп-линии не влияет на поток насыщения. Исследования проводились на проезжих частях с двух-, трех- и четырехполосным движением в каждом направлении; при этом движение налево организовывалось в 1, 2 и 3 ряда. Отметим, что на полосах движения налево, при двух- или трехрядном движении не наблюдалось снижение потока насыщения по сравнению с движением в один ряд. В связи с этим коэффициенты многополосности, применяемые в расчетах, необходимо исключать. Более приемлемым является применение коэффициентов использования полос, поскольку условия движения и геометрия узлов в некоторых случаях приводят к тому, что полоса действительно используется не полностью, несмотря на перенасыщенный характер движения.

Исследования закономерностей движения автомобилей через стоп-линию на полосе совмещенного движения «прямо и налево» показали, что изменение доли левоповоротных потоков влияет на характеристики движения. Увеличение доли левоповоротного потока на полосе смешанного движения приводит к снижению потока насыщения по мере снижения количества автомобилей, двигающихся по таким полосам в прямом направлении. Поток насыщения снижается по линейному закону. Увеличение потока насыщения на полосах совмещенного движения пропорционально увеличению доли движения прямого направления.

Анализ закономерностей движения левоповоротных потоков на регулируемых узлах, организованных с помощью отсечки, показал, что первые четыре автомобиля в очереди проходят стоп-линию на 20 % быстрее, чем потоки, поворачивающие налево без конфликта (при одном и том же радиусе поворота). При этом пятый автомобиль проходят быстрее на 10 %, а на шестом автомобиле интервалы движения выравниваются. Кроме того, время прохождения стоп-линии пятым и шестым автомобилями больше, чем четвертым автомобилем. Возможно, это связано с тем, что водители первых четырех автомобилей по опыту знают о граничном режиме управления, когда движение является бесконфликтным, и спешат закончить маневр. Кроме того, движение с помощью отсечки кратковременно. Как следствие, очереди автомобилей, поворачивающих налево, будут меньше, и можно двигаться несколько быстрее. В отечественной литературе подобные предположения объяснялись тем, что кратковременное движение может осуществляться с меньшими интервалами, что повышает поток насыщения на 20 %.

Можно предположить, что седьмой и восьмой автомобили в очереди при бесконфликтном регулировании проходят стоп-линию за то же время, что и левоповоротный поток, организованный с помощью отсечки при одинаковом радиусе поворота.

Данные, полученные в результате исследований, позволили уточнить методику расчета потоков насыщения с учетом левоповоротного движения.

Экспериментальные данные показали, что при радиусе поворота 40 и более метров поток насыщения равен 1980 ед./ч и не зависит от радиуса поворота.

При радиусе поворота менее 40 метров, автором предложена формула для расчета потока насыщения:

, (4)

где R – радиус поворота, м.

Исследования закономерностей движения левоповоротных потоков показали, что поток насыщения зависит от длительности разрешающего такта. При учете этого фактора принято во внимание отмеченное выше влияние радиуса поворота до 40 м и отсутствие такового при радиусе более 40 м.

Для левоповоротного движения с радиусом поворота более 40 метров поток насыщения предлагается определять по формуле

, (5)

где tзел. – длительность разрешающего такта, с; МН(R) – величина потока насыщения в зависимости от радиуса поворота.

При радиусе поворота менее 40 м поток насыщения для левоповоротного движения предлагается рассчитывать по формуле

. (6)

При радиусе поворота более 40 м и длительности разрешающего такта более 20 с, а также при радиусе менее 40 м и длительности такта более 30 с, производить корректировку потока насыщения от длительности разрешающего такта не следует.

Для определения потока насыщения на полосе совмещенного движения первоначально предлагается определить значения отдельно для левоповоротного и прямого потока, а затем рассчитать общее значении по формуле

. (7)

На полосах совмещенного движения, где присутствуют прямой, левоповоротный и правоповоротный потоки, в общем случае формула (7) приобретает вид

, (8)

где – поток насыщения для полос совмещенного движения, ед/ч; – поток насыщения прямого потока, ед/ч; – поток насыщения правоповоротного потока, ед./ч; и – доля соответственно левоповоротного и правоповоротного потоков.

Организация движения левых поворотов конфликтно-бесконфликтным способом носит нестабильный характер по сравнению с бесконфликтным. В связи с этим для определения потока насыщения в первом приближении можно принимать формулу (4). Для более точного расчета с учетом экспериментальных данных предложена формула

, (9)

, (10)

где – суммарное время движения левоповоротного потока, организованного конфликтно-бесконфликтным способом, с; – поток насыщения левоповоротного потока бесконфликтного движения, рассчитывается по формуле (4), ед./ч; – длительность дополнительного зеленого сигнала (величина отсечка), с; – длительность желтого сигнала, с.

В четвертой главе предложена классификация методов и способов организации движения левых поворотов, проведен анализ схем светофорного регулирования и приведены рекомендации к их использованию в зависимости от изменения интенсивности движения, рассмотрены перспективы развития систем управления движением регулируемых узлов на улично-дорожной сети крупного города.

Развитие технологии управления транспортными потоками, повышение интенсивности и рост неравномерности движения транспорта требуют повышения эффективности управления поворотными потоками. Для этого необходим переход на новый уровень безопасности дорожного движения и применение более совершенных технических средств организации дорожного движения. Можно выделить два направления улучшения качества движения для поворотных маневров: использование дополнительных светофорных секций для поворотного движения с информацией о конфликтности и использование технических средств организации дорожного движения с возможностью изменения движения по полосам или схемы регулирования по фазам в зависимости от ситуации на дороге.

Для повышения безопасности движения и пропускной способности, необходимо информировать водителя о том, что характер движения из конфликтного перешел в бесконфликтный. Для этого автором предлагается применение дополнительных секций с особой формой сигналов (рис. 7.)

Рис. 7. Вид трехсекционного светофора с дополнительной секцией

для регулирования левого поворота по способу отсечки

Для применения подобной секции необходимо выделение отдельной полосы движения под левый поворот или уширение длиной не менее 20 м перед перекрестком. Движение по данной полосе должно осуществляться только в одном направлении.

Аналогично можно использовать специальную секцию для конфликтного поворота направо. Особенно это эффективно в случае организации движения направо в две фазы. В таком случае одна из фаз бесконфликтная, а другая осуществляется в конфликте с пешеходами, когда у водителя нет информации, как ему действовать в данной ситуации (при повороте направо). Для применения подобных схем регулирования потребуется доработка некоторых контроллеров и разработка самой секции регулирования.

Интенсивность движения в городе в течение суток, недели и года меняется в значительных пределах. На изменение интенсивности движения влияют также ДТП, закрытие улиц, ремонт проезжей части и другие временные факторы. Поэтому возможно значительное изменение соотношения интенсивности движения по направлениям. Чтобы учесть неравномерность движения, необходима гибкая система, которая позволяет менять направления движения по полосам, например, увеличения интенсивности движения налево требует увеличение количества полос в данном направлении. Система в этом случае с помощью управляемых знаков меняет направление движения по одной из полос и движение налево переходит в режим двухполосного или одна полоса используется для движения прямо и налево (рис. 8).

 Система управления движением при-39

Рис. 8. Система управления движением при изменении интенсивности движения по направлениям

Возможность использования переменных схем с помощью управляемых знаков и преимущества оперативного управления значительно повышает пропускную способность и снижает задержку транспорта, поэтому требует широкого использования в городских транспортных системах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Обоснован выбор метод учета автомобилей при движении через стоп-линию на регулируемых узлах; Предлагается учитывать все автомобили в очереди (фиксируемая часть автомобиля – задний бампер).
  2. Экспериментально определено влияние количества полос движения, радиуса поворота и величины разрешающего такта на поток насыщения для левоповоротного движения:

– при двух- или трехрядном движении поток насыщения увеличивается пропорционально росту количества полос;

– рост потока насыщения происходит до радиуса 40 м по параболе, затем радиус поворота не влияет на поток насыщения;

– при радиуса поворота более 40 м значение потока насыщения поворотных маневров приравнивается к прямому движению;



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.