Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Вступ
• 1. Дослідження та розрахунок показників руху
• 1.1 Методи дослідження дорожнього руху на вулично-дорожніх мережах
• 1.1.1 Класифікація і характеристика методів
• 1.1.2 Документальне вивчення
• 1.1.3 Моделювання руху
• 1.1.4 Натурні дослідження
• 1.2 Характеристика показників транспортних потоків. Інтенсивність руху
• 1.2.1 Закономірності транспортних потоків
• 1.2.2 Інтенсивність руху
• 1.2.3 Склад транспортного потоку
• 1.2.4 Щільність транспортного потоку
• 1.2.5 Швидкість руху
• 1.2.6 Затримки руху
• 1.3 Натурні дослідження на нерегульованому перехресті
• 1.4 Натурні дослідження на регульованому перехресті
• 1.5.1 Натурні дослідження швидкісного режиму на перехрестях
• Висновок до розділу 1
• 2. Технічні засоби регулювання дорожнього руху
• 2.1 Загальна характеристика технічних засобів ОДР
• 2.2 Дислокація, характеристика та способи встановлення дорожніх знаків
• 2.3 Дислокація, характеристика та методи нанесення дорожньої розмітки
• 2.3 Критерії введення світлофорної сигналізації. Характеристика та способи встановлення
• Висновок до розділу 2
• 3. Конфліктологія на вулично-дорожніх мережах
• 3.1 Види та аналіз конфліктних точок
• 3.2 Розрахунок небезпеки пересічення за п'ятибальною системою оцінки конфліктних точок
• 3.3 Розрахунок небезпеки пересічення за індексом інтенсивності транспортних потоків
• 3.4 Розрахунок небезпеки пересічення за кількістю конфліктних ситуацій за годину.
• 3.5 Розрахунок небезпеки пересічення за коефіцієнтом відносної аварійності
• 3.5.1 Оцінка небезпеки пересічення за допомогою коефіцієнтів відносної аварійності на нерегульованому пересіченні
• 3.5.2 Оцінка небезпеки пересічення за допомогою коефіцієнтів відносної аварійності на регульованому пересіченні
• Висновок до розділу 3
• 4. Світлофорне регулювання
• 4.1 Структура світлофорного циклу та розрахунок його елементів
• 4.2 Потік насичення. Розрахунок потоків насичення та встановлення тривалості циклу. Розрахунок тривалості пішохідної фази в циклі регулювання
• Висновок до розділу 4
• Література

Вступ

1.1.2 Документальне вивчення

Основною ознакою цього методу є вивчення матеріалу в кабінетних умовах, тому цей метод іноді називають камеральним. Документальне вивчення можна здійснювати як на базі спеціально зібраних даних, так і обробкою існуючих і призначених для іншої мети матеріалів. Так, достатньо точні відомості про очікувані транспортні потоки в зонах передбачуваного крупного будівництва можуть бути складені на основі вивчення проектних і планових матеріалів у відповідних організаціях. Іншим прикладом може служити аналіз документів, що характеризують роботу маршрутного пасажирського транспорту, які можна отримати у відповідному транспортному підприємстві. За ними можна скласти характеристики руху рухомого складу в різні періоди доби, не проводячи безпосереднього спостереження. Спеціальний збір матеріалів про розміри і напрями перевезень (і з інших питань) часто здійснюють організацією анкетного обстеження. Типовим прикладом анкетного обстеження є опитування власників приватних автомобілів в місті про величину здійснених ними пробігів і найхарактерніші маршрути поїздок за днями тижня, місяцями і протягом року. Основним елементом такого обстеження є анкета, що містить необхідний мінімум питань.

Анкета обстеження промислових підприємств для встановлення очікуваного вантажообігу, а отже, і розмірів руху може містити питання про кількість продукції, що випускається, споживану сировину, паливо, напівфабрикати, плановане будівництво і його потреби.

При заповненні анкети рекомендується всіх відправників і одержувачів вантажів підрозділити на три групи: а) розташовані на міській території; б) приміські і в) позаміські. Відстань перевезень вантажів визначається за фактичними маршрутами, які відповідають наявній вулично-дорожній мережі. Анкетне опитування може бути використане також для узагальнення зауважень водіїв про ті недоліки в організації руху або дорожніх умов, які характерні для конкретного маршруту або ділянки вулично-дорожньої мережі.

Важливим розділом камеральних досліджень є прогнозування розмірів руху. Такий розрахунок ґрунтується на гіпотезі пропорційності зростання розмірів руху і парку автомобілів. Відповідне вивчення картотеки обліку ДТП в апаратах ДАІ дозволяє виконати їх всесторонній аналіз і дати узагальнену характеристику причин і чинників, які сприяють виникненню ДТП без виїзду на місця подій.

Аналіз наявної проектної документації на вулично-дорожній мережі дозволяє підготувати попередню характеристику доріг (загальної ширини, кількості смуг, радіусів закруглень і т.п.), необхідних для розробки рішень по організації руху. У міру необхідності ці документальні дані можуть уточнюватися натурним обстеженням.

1.1.3 Моделювання руху

Моделювання руху полягає в штучному відтворенні процесу руху фізичними або математичними методами, наприклад, за допомогою ПК (персональний комп'ютер).

Як приклади фізичних методів моделювання може бути назване дослідження руху на різних макетах елементів дороги або полігонні випробування, де створюються штучні умови, що імітують реальний рух транспортних засобів. Найпростішим прикладом фізичного моделювання може служити поширений метод перевірки можливостей маневрування і постановки на стоянку різних транспортних засобів за допомогою їх моделей на заданій площі, зображеній у зменшеному масштабі.

Найбільше значення має математичне моделювання (обчислювальний експеримент), що ґрунтується на математичному описі транспортних потоків. Завдяки швидкодії ПК, на яких здійснюється таке моделювання, вдається в мінімальний час провести дослідження впливу численних факторів на зміни різних параметрів, їх поєднання і отримати дані для оптимізації управління рухом (наприклад, для регулювання на перетині), які неможливо забезпечити натурними дослідженнями.

В основу обчислювального експерименту із застосуванням ПК лягло поняття моделі об'єкту, тобто, математичний опис, який відповідає даній конкретній системі і, який відображає з необхідною точністю її поведінку в реальних умовах. Обчислювальний експеримент дешевший, простіший за натурний, легко управляється. Він відкриває шлях до розв'язання великих комплексних проблем і оптимального розрахунку транспортних систем, науково обґрунтованого планування досліджень. Недолік обчислювального експерименту полягає в тому, що застосування його результатів обмежена рамками прийнятої математичної моделі, побудованої на основі закономірностей, виявлених за допомогою натурного експерименту.

Вивчення результатів натурного експерименту дозволяє отримати функціональні співвідношення і теоретичні розподіли, виходячи з яких будується математична модель. Математичне моделювання в обчислювальному експерименті доцільно розділити на аналітичне і імітаційне. Процеси функціонування систем при аналітичному моделюванні описуються з допомогою деяких функціональних відносин або логічних умов. Враховуючи складність процесу дорожнього руху, для спрощення доводиться вдаватися до серйозних обмежень. Проте, не дивлячись на це, аналітична модель дозволяє знаходити наближене розв'язання завдання. При неможливості отримати розв'язок аналітичним шляхом модель може досліджуватися із застосуванням чисельних методів, що дозволяють знаходити результати при конкретних початкових даних. В цьому випадку доцільно використовувати імітаційне моделювання, застосування ПК і алгоритмічного опису процесу замість аналітичного.

Широке застосування імітаційне моделювання може знайти для оцінки якості організації руху, а також при розв'язанні різних завдань, пов'язаних з проектуванням автоматизованих систем управління дорожнім рухом, наприклад, при розв'язанні питання про оптимальну структуру системи. До числа недоліків імітаційного моделювання відносять приватний характер розв'язків, що отримані, а також великі витрати машинного часу для отримання статистично достовірного розв'язку.

1.1.4 Натурні дослідження

Натурні дослідження полягають у фіксації конкретних умов і показників дорожнього руху, фактично того, що відбувається протягом заданого періоду часу. Ця група методів в даний час найбільш поширена і відрізняється великим різноманіттям. Натурні дослідження є єдиним способом отримання достовірної інформації про стан доріг і дозволяють дати точну характеристику існуючих транспортних і пішохідних потоків.

Натурні дослідження характеристик дорожнього руху можуть бути з погляду методу отримання і характеру отриманої інформації розділені на дві підгрупи:

1. вивчення на стаціонарних постах, що дозволяють отримати багато характеристик і їх зміну в часі, проте, лише в тих перетинах вулично-дорожньої мережі, де вони розташовані;

2. вивчення за допомогою рухомих засобів, що дозволяє отримати просторову і просторово-часову характеристику різних факторів дорожнього руху.

Вивчення транспортних потоків на стаціонарних постах. Стаціонарний пост спостереження може дати інформацію про інтенсивність, склад транспортного потоку, миттєву швидкість і затримки транспортних засобів. Вказану інформацію можна збирати як візуально за допомогою найпростіших технічних засобів (секундоміра, механічного лічильника одиниць), так і застосовуючи засоби автоматичної реєстрації. Найбільш часто виникає необхідність в отриманні даних про інтенсивність транспортних потоків. Такі спостереження називають також обліком руху. За відсутності механізації спостерігачі реєструють проїзд кожної транспортної одиниці умовним знаком на бланку протоколу. Форма бланку складається з урахуванням конкретних даних, які необхідно фіксувати. Звичайно, для кожного облікового періоду (наприклад, години) використовують окремий бланк. Заповнені бланки можна тут же передавати для обробки відповідній групі виконавців.

Для отримання інформації про показники руху по території або якій-небудь частині вулично-дорожньої мережі, що вивчається, пости спостереження розташовують у всіх характерних вузлах на межі зони обстеження (на так званих "границях”).

Опрацювання інформації, внесеної в картку на посту видачі і на посту збору, дозволяє не тільки систематизувати інформацію про інтенсивність і склад транспортних потоків за дослідними напрямками, але і розрахувати швидкості сполучення.

Одним з окремих завдань, яке може бути реалізоване методом талонного обстеження, є виявлення частки транзитного і місцевого руху у відношенні до якої-небудь зони. Опрацювання карток, виданих і зібраних на контрольних постах, дозволяє визначити частку чистого транзиту (автомобілі, що проїжджають населений пункт або вуличну магістраль без зупинки), перерваного транзиту (автомобілі, що мають відносно тривалу зупинку в досліджуваній зоні) і місцевого руху (визначається за картками, що не повернуті взагалі на контрольний пункт або повернуті на пост роздачі).

Результати вивчення інтенсивності руху, окрім протоколу, зазвичай оформляють у вигляді картограм. На рис.1.2 показані приклади картограм для перетину з позначенням значень інтенсивності транспортних потоків.

Рисунок 1.2 Картограма інтенсивності транспортних потоків на пересіченні доріг: а) - масштабна; б) - умовна (цифри означають інтенсивність потоку в авто/год).

Якщо швидкості перевищують 70 км/год бажано збільшувати базову відстань до 100м.

дорожній рух конфліктологія транспортний

1.2 Характеристика показників транспортних потоків. Інтенсивність руху

1.2.1 Закономірності транспортних потоків

Для обґрунтування вибору форм і методів ОДР та застосування для цієї мети системи управління, необхідно знати закономірності транспортних потоків. Процес руху нерейкового транспорту надзвичайно складний та різноманітний, це обумовлено множиною факторів: дорожніми умовами, кількістю і якістю транспортних засобів, психологічними якостями і досвідом водія.

При розгляді показників дорожнього руху слід виділити ті з них, які є первинними. До них слід віднести показники, що визначаються потребами в перевезенні вантажів і пасажирів, а також у формуванні пішохідних кореспонденцій. До первинних показників відноситься сумарна інтенсивність руху транспортних засобів і пішоходів за відносно тривалий проміжок часу і склад транспортного потоку. Всі інші показники можна вважати похідними, оскільки вони в основному визначаються цими первинними параметрами і сукупністю умов дорожнього руху. До показників, що найчастіше використовуються у характеристиці дорожнього руху є: інтенсивність руху, склад транспортного потоку, щільність потоку транспортних засобів, швидкість руху, тривалість затримок руху.

Однією з найважливіших властивостей транспортних потоків у міських умовах є його інерційність, здатність змінюватись його середніх параметрів () у часі і просторі, які пов'язані рівнянням:

(1.1)

Графічне зображення рівняння показане на рис.1.3.

Рисунок 1.3 Основна діаграма транспортного потоку.

Знаючи щільність транспортного потоку можна визначити його середню швидкість за середнім тангенсом кута нахилу прямої, що з'єднує точки 1 та 2. Точка 2, розміщена на вершині кривої, показує максимальну пропускну здатність при певній швидкості руху потоку.

Основна діаграма транспортного потоку багато в чому залежить від дорожніх умов, коефіцієнта зчеплення коліс із дорожнім покриттям, складу транспортного потоку, досвіду, емоційного стану водія.

Тому параметри потоку можуть змінюватися на одній і тій же ділянці дороги. Фактор взаємозалежності змінюється також від складу потоку що важливо для об'єкту системи регулювання. Без вивчення складу транспортного потоку не можливо правильно розв'язати завдання ОДР.

1.2.2 Інтенсивність руху

Часова нерівномірність транспортних потоків характеризується відповідним коефіцієнтом нерівномірності . Цей коефіцієнт може бути розрахований для річної, добової та годинної нерівномірності руху. Коефіцієнт річної нерівномірності руху може бути визначений за формулою:

, (1.2)

де - сумарна інтенсивність руху за рік, авто/рік;

- сумарна інтенсивність руху за місяць, що порівнюється, авто/міс.;

12 - кількість місяців у році.

Коефіцієнт добової нерівномірності визначається аналогічно:

(1.3)

де - інтенсивність руху за час, що порівнюється, авто/год;

- сумарна інтенсивність руху за добу, авто/доб;

24 - кількість годин у добі.

Для характеристики просторової нерівномірності транспортного або пішохідного потоку можуть бути також визначені відповідні коефіцієнти нерівномірності за окремими ділянками дорожньої мережі.

1.2.3 Склад транспортного потоку

Склад транспортного потоку характеризується співвідношенням в ньому транспортних засобів різного роду. Склад транспортного потоку здійснює значний вплив на всі параметри, що характеризують дорожній рух. Разом з тим, склад потоку звичайно відображає загальний склад парку автомобілів в країні, області, місті.

Склад транспортного потоку впливає на завантаження доріг, що пояснюється перш за все істотною різницеюй в габаритних розмірах автомобілів. Якщо довжина легкових автомобілів масового виробництва складає 4-5 м, вантажних 6-13.6 м, довжина автобусів досягає 11 м, а автопоїздів 24 м. Проте різниця в габаритних розмірах не є єдиною причиною необхідності спеціального обліку складу потоку при аналізі інтенсивності руху.

При русі в транспортному потоці важлива не тільки різниця в статичному габариті, але також в динамічному габариті довжини автомобіля, який залежить в основному від часу реакції водія і гальмівної динаміки транспортних засобів.

Рисунок.1.4 Схема для визначення динамічного габариту довжини автомобіля.

Під динамічним габаритом (рис.1.4) розуміють відрізок смуги дороги, мінімально необхідний для безпеки руху автомобіля із заданою швидкістю, довжина якого включає довжину автомобіля і дистанцію , що називається дистанцією безпеки.

Для того щоб врахувати у фактичному складі транспортного потоку вплив різних типів транспортних засобів, застосовують коефіцієнти зведення К_пр до умовного легкового автомобіля, обумовлені при порівнянні їхніх динамічних габаритів. Рекомендовані значення К_зв складають:

для мотоциклів - 0,5; легкових автомобілів - 1,0; вантажних автомобілів вантажопідйомністю до 2 т - 1,5; до 5т - 2,0, до 8 т - 2,5, до 14 т - 3,5; автобусів - 2,5; тролейбусів - 3,0; автопоїздів вантажопідйомністю до 6,0 т - 3,0, до 12 т - 3,5, до 20 т - 4,0; до 30 т - 5,0.

У такий спосіб можна одержати показник інтенсивності руху в умовних зведених одиницях.

(1.4)

де N_л, N_в, N_а, N_п - відповідно інтенсивність (обсяг) руху легкових, вантажних автомобілів, автобусів, автопоїздів у фізичних одиницях; К_{зв. в}, К_{зв. а}, К_{зв. п} - відповідно коефіцієнти зведення для вантажних автомобілів, автобусів і автопоїздів.

1.2.4 Щільність транспортного потоку

Щільність транспортного потоку q_а є просторовою характеристикою, що визначає ступінь щільності руху (завантаження смуги дороги). Її вимірюють кількістю транспортних засобів, що приходяться на 1 км довжини смуги дороги. Гранична щільність може спостерігатися при нерухомому стані колони автомобілів, розташованих впритул один до одного на смузі дороги. Природно, що при такій щільності рух неможливий навіть при автоматичному керуванні автомобілями, тому що відсутня дистанція безпеки. Тому зазначена величина щільності потоку має суто теоретичне значення. При використанні показника щільності потоку необхідно враховувати коефіцієнт приведення для різних типів транспортних засобів, тому що в протилежному випадку результати порівняння q_а для різного по складу потоку можуть привести до несумісних результатів.

У залежності від щільності потоку можна умовно розділити умови руху по ступені завантаженості на наступні: вільний рух, частково зв'язаний рух, насичений рух, колонний рух, перенасичений рух.

Чисельні величини q_а у фізичних одиницях транспортних засобів, характерні для кожної з умов, дуже істотно залежать від характеристики дороги і, у першу чергу, від плану і профілю дороги, швидкостей руху і складу потоку транспортних засобів на ній.

1.2.5 Швидкість руху

Швидкість руху є найважливішим показником дорожнього руху, тому що характеризує його цільову функцію. Найбільш об'єктивною характеристикою швидкості транспортного засобу на дорозі може служити крива, що характеризує її зміну протягом усього маршруту руху.

Однак одержання таких просторових характеристик для безлічі автомобілів, що рухаються, є складним. У практиці організації руху прийнято характеризувати швидкість руху транспортних засобів миттєвими її значеннями v_а, зафіксованими в окремих типових точках дороги. Вимірником швидкості доставки вантажів і пасажирів є швидкість сполучення v_a, що визначається як відношення відстані між точками сполучення до часу перебування транспортного засобу в дорозі. Величиною, зворотної швидкості сполучення, є темп руху, що виміряється часом, затраченим на подолання одиниці довжини шляху (хв/км). Цей вимірник дуже зручний для розрахунків часу доставки пасажирів і вантажів на різні відстані. Миттєва швидкість транспортного засобу і відповідно швидкість сполучення залежать від багатьох факторів і піддаються значним коливанням.

Найважливішим фактором, що має вплив на режими руху через сприйняття водія, є відстань видимості S_В на дорозі і ширина смуги руху В. Під відстанню видимості розуміється довжина ділянки дороги перед автомобілем, видима водієм. Величина S_В визначає можливість для водія завчасно оцінити умови руху і прогнозувати обстановку. Обов'язковою умовою безпеки руху є перевищення величини S_В над величиною зупинкового шляху S_З даного транспортного засобу в конкретних дорожніх умовах, тобто умова S_В>S_З.

При малій дальності видимості водій позбавляється можливості прогнозувати обстановку, відчуває непевність і знижує швидкість автомобіля. Ширина смуги руху, призначена для руху одного ряду автомобілів і виділена звичайною поздовжньою розміткою, визначає вимоги до точності траєкторії руху автомобіля. Чим менше ширина смуги, тим більш жорсткі вимоги пред'являються до водія і тим більше його психічна напруга при забезпеченні точного положення автомобіля на дорозі. Тому, при малій ширині смуги, a також при зустрічному роз'їзді на вузькій дорозі водій підсвідомо знижує швидкість.

На підставі досліджень отримана залежність, що характеризує приблизний зв'язок між швидкістю і шириною смуги дороги:

(1.5)

де В_Д - ширина смуги, м; v_а - миттєва швидкість автомобіля, км/год; b_a - ширина автомобіля, м; 0,3 - додатковий зазор, м.

1.2.6 Затримки руху

Будь-яке зниження швидкості руху транспортних засобів у порівнянні з розрахунковою швидкістю для даної ділянки дороги, а тим більше перерва в русі (зупинка), приводять до втрати часу і відповідно до економічних утрат. Тому при організації дорожнього руху особлива увага повинна бути звернена на затримки руху. До затримок варто відносити не тільки всі вимушені зупинки транспортних засобів перед перехрестями, залізничними переїздами, при заторах на перегонах, але також і зниження швидкості транспортного потоку в порівнянні з розрахункової (чи дозволеної) для даної дороги.

Втрати часу при русі транспортного засобу можуть бути виражені в загальному виді виразом:

(1.6)

v_{с. ф} - фактична швидкість повідомлення, км/год; v_{с. р} - розрахункова (оптимальна) швидкість руху, км/год; l₁, l₀ - точки розглянутої ділянки дороги, км.

При визначенні оптимальної швидкості руху необхідно враховувати не тільки втрати часу, але і витрати, зв'язані з витратою палива, зносом автомобіля, аварійністю, що можуть збільшуватися в міру економії часу (росту швидкості). Як вихідну величину для визначення затримки рухи може бути прийнята нормативна швидкість руху чи нормативний темп руху для даного типу дороги, якщо такі будуть установлені. Так, якщо на дорозі дозволена швидкість дорівнює 60 км/год, що відповідає темпу руху 1 хв/км, а фактична швидкість руху, установлена досвідченою перевіркою, складає 30 км/год, то втрата часу кожним автомобілем у потоці складає 1 хв/км. Якщо довжина розглянутого відрізка магістралі дорівнює, наприклад, 5 км, затримка кожного автомобіля складе 5 хв.

1.3 Натурні дослідження на нерегульованому перехресті

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №1

Таблиця 1.4

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №2

Таблиця 1.5

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №3

Таблиця 1.6

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №4

Таблиця 1.7

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №5

Таблиця 1.8

Відомість результатів обліку руху на пості спостереження №6

б) досліджуємо транспортні потоки за напрямками руху, результати запишемо у таблицю 1.9.:

Таблиця 1.9

Показники інтенсивності транспортних потоків за напрямками руху

На рисунку 1.6. графічно зобразимо епюру інтенсивності руху транспортних потоків за напрямками руху.

Рисунок.1.6. Епюра інтенсивностей транспортних потоків за напрямками руху.

в) визначаєм довжину черги перед пересіченням. Черги на пересіченні не спостерігалися. Це зумовлене тим, що надто низькі інтенсивності лівоповоротніх і правоповоротніх потоків.

1.4 Натурні дослідження на регульованому перехресті

Таблиця 1.8.1

Аналіз умов руху на перехресті із світлофорним регулюванням.

Таблиці 1.8.2

1.5.1 Натурні дослідження швидкісного режиму на перехрестях

На відрізку ділянки міських вулиць Мазепи - Миколайчука - Грінченка за результатами натурного дослідження виявлено наступні швидкості руху автомобілів (Табл.1.9):

Таблиця 1.9

Результати вимірів швидкостей на ділянці

Визначаємо числові характеристики розподілу дискретної випадкової величини - швидкості руху і за цими характеристиками будуємо гістограму та кумуляту інтервального розподілу швидкості (див. додаток 1).

Випадковою величиною називається змінна величина, значення якої залежать від випадкових обставин і для якої визначена функція розподілу ймовірностей.

Дискретна випадкова величина - це випадкова величина, яка може приймати кінцеву або численну величину можливих значень. Математичним очікуванням (середнім значенням) випадкової величини називається положення випадкової величини на числовій осі. Для дискретної випадкової величини , що приймає можливі значення , , …,,… із ймовірностями , ,…,…,

(1.8)

Дисперсією випадкової величини називається математичне очікування квадрату відхилення величини від її математичного очікування. Дисперсія дискретної випадкової величини виражається формулою

(1.9)

На практиці часто використовується інша числова характеристика випадкової величини - середнє квадратичне відхилення, що представляє собою позитивний квадратний корінь з її дисперсії: