Оптимизация существующего светофорного цикла и цикла, рассчитанного по методике Ю.А. Врубеля программным средством транспортного моделирования TRANSYT

На исследуемом объекте имеются четыре ОП МТС, расположенные за перекрестком на каждом входе. ОП имеют заездные карманы для посадки-высадки пассажиров и оборудованы необходимым дорожным знаком 5.12.1 «Остановочный пункт автобуса и (или) троллейбуса» и необходимой дорожной разметкой 1.8, обозначающая границу между ОП и основной полосой проезжей части. По верху бордюра на протяжении всего ОП, нанесена разметка 1.10, запрещающая стоянку ТС. На ОП со стороны входа D разметка 1.10 и 1.8 отсутствует.

Регулирование движения ТП осуществляется транспортными светофорами Т.1.п на входе D, Т.1 на входах A и B и Т.1.л на входе C, которые, в свою очередь, продублированы слева от дороги за перекрестком.

На каждом входе перекрестка имеются регулируемые пешеходные переходы, оборудованные пешеходными светофорами П.2. Пешеходные переходы устроены под прямым углом к оси проезжей части, что соответствует пункту 5.6.25 СТБ 1300-2007 и обозначены необходимыми дорожными знаки 5.16.1 и 5.16.2 «Пешеходный переход». Пешеходные переходы обозначены разметкой 1.14.3. Перед пешеходными переходами имеется разметка 1.12 «Стоп-линия», расстояние от которой до пешеходного перехода не менее 3 метров (при расположении светофора сбоку от проезжей части), что соответствует требованию пункта 6.2.15 СТБ 1300-2007.

По улице Мазурова и по улице Каменщикова имеются ограничивающие пешеходные ограждения.

Основной состав ТП составляют легковые машины и общественный транспорт (имеются контактные линии для троллейбусов). Скорость движения на подходах к перекрестку составляет 60 км/ч.

Состояние проезжих частей вблизи перекрестка удовлетворительное, наблюдаются отдельные выбоины, а также колейность.

Основными объектами тяготения ПП являются рынок «Прудковский», Хоум кредит банк и торговый цент.

Продолжительность цикла регулирования на исследуемом перекрестке на пересечении улиц Каменщикова, Огоренко и Мазурова составляет 94 сек, светофорное регулирование - трехфазное. Схема пофазного движения и диаграмма регулирования представлены на рисунке 3.52.

Рисунок 3.52 - Схема регулирования

а - схема пофазного движения; б - диаграмма регулирования

, , ? соответственно первая, вторая и третья фазы регулирования; 1-4 - направления движения на перекрестке; П ? пешеходные потоки

Исследование интенсивности и состава ТП производилось в течение 10 светофорных циклов с каждого входа (период времени с 17:00 до 18:00, час пик). Эскизный план перекрестка с указанием интенсивности движения ТС по полосам и интенсивность движения пешеходов приведен на рисунке 3.53.

Рисунок 3.53 - Эскизный план исследуемого перекрестка с указанием интенсивности движения ТС по полосам и интенсивность движения пешеходов

Результаты замера числа ТС по каждому циклу измерений, необходимые для работы в среде TRANSYT-7FR, на основании таблицы Д.1, приведены в таблице 3.4.



Таблица 3.4 - Результаты замера числа ТС, въехавших с каждого входа на перекресток для каждого цикла по направлениям

№ цикла	Вход А	Вход B	Вход C	Вход D
	налево	прямо	направо	налево	прямо	направо	налево	прямо	направо	налево	прямо	направо
1	2	6	3	7	6	?	5	11	10	3	8	9
2	4	13	3	7	5	2	1	7	12	1	10	4
3	2	14	3	3	6	2	3	11	9	3	5	13
4	?	12	4	3	7	?	7	15	12	4	7	3
5	1	8	2	2	5	?	2	9	9	4	10	7
6	2	13	?	6	1	1	4	12	9	2	8	10
7	1	11	2	4	4	3	5	16	8	1	11	5
8	1	4	3	4	3	2	10	18	12	3	7	16
9	?	10	1	5	3	2	7	18	11	2	9	21
10	1	10	1	3	1	2	9	10	8	2	8	17
?	14	101	22	44	41	14	53	127	100	25	83	105

Результаты расчета средней интенсивности движения по направлениям, в соответствии с формулами (2.1)-(2.3) представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Результаты расчета средней интенсивности движения по направлениям

Вход	A	B	C	D
, авт./с	0,015	0,047	0,056	0,027
, авт./ч	54	170	202	97
, авт./с	0,107	0,044	0,135	0,088
, авт./ч	385	158	486	317
, авт./с	0,023	0,015	0,106	0,112
, авт./ч	83	54	382	403

Результаты замера интенсивности движения пешеходов на пешеходных переходах с каждого входа в течение 10 светофорных циклов, на основании таблицы Д.2, представлены в таблице 3.6.



Таблица 3.6 - Результаты замера интенсивности движения пешеходов

Вход A	Вход B	Вход C	Вход D
186	144	112	135

Результаты расчета интенсивности движения пешеходов, , определенные по формуле (2.4), представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Результаты расчета интенсивности движения пешеходов

Вход A	Вход B	Вход C	Вход D
, чел./ч
712	551	429	517

По результатам исследования картограмма транспортных и пешеходных потоков приведена на рисунке 3.54.

Рисунок 3.54 ? Картограмма транспортных и пешеходных потоков (чел./ч, авт./ч)

Осуществим расчет двух связанных перекрестков в среде TRANSYT-7FR, как части координированной сети: создание перекрестка на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина аналогично, как и при создании перекрестка при осуществлении оптимизации существующего цикла. Создадим перекресток на пересечении улиц Каменщикова, Мазурова и Огоренко.

Первый шаг - добавление узла. Добавление узла осуществим при помощи экрана «Карта», которая обеспечивает отображение геометрии транспортной сети и поддерживает инструменты редактирования связанных с ней входных данных. Окно карты открывается с помощью команды меню «Правка» ? «Карта» (рисунок 3.55). Окно карты представлено на рисунке 3.56.

Рисунок 3.55 - Меню «Правка» - «Карта»

Рисунок 3.56 - Окно карты

Нажав на значок создадим узел в точке с координатами (-1000;0), так как расстояние между исследуемыми перекрестками составляет 1000 м. Заполняем окно «Добавление узла». Элементы окна «Добавление узла» аналогичны элементам окна «Создание входного файла TRANSYT» (рисунок 3.2).

В оке «Добавление узла» необходимо вести параметры, предлагаемые по умолчанию для нового узла (рисунок 3.57):

? номер нового узла ? оставляем по умолчанию равным 2;

? интенсивность движения ТС/час - оставляем по умолчанию, 100;

? поправка на часы пик - так как исследование интенсивности на перекрестке проводилось в пиковый период, поэтому поправка на часы пик будет составлять 1,00;

? поток насыщения, ТС/ч - 1800;

? длина сегмента, м - оставляем без изменения;

? скорость свободного потока машин, км/ч - 60;

? количество фаз - 3;

? длительность желтого, с - 3;

? длительность красного, с - 3;

? разрыв между ТС, с, и длина участка детектирования, м - оставляем без изменения, так как создаваемый перекресток отвечает модели предопределенного управления.

Рисунок 3.57 - Ввод соответствующих параметров

После заполнения - нажимаем клавишу «ОК».

Результаты добавления уза в окне карты представлены на рисунке 3.58.

Рисунок 3.58 ? Наличие двух узлов

Второй шаг - создание полос движения (меню «Правка» - «Полосы»). Создаем полосы во всех направлениях: север, юг, запад, восток, в соответствии с рисунком 3.53. В меню переключения между узлами перекрестка переключимся на узел № 2.

В западном направлении на полосе № 2 установим переключатель в положение «По полосам» для обеспечения использования дополнительного сегмента № 213 для моделирования сложного подъезда.

Для поля ввода «Расстояние» примем следующие значения: в северном направлении и в южном, сегменты подъезда кодируются как внешние, поэтому необходимость задавать расстояние нет, в восточном направлении от ближайшего регулируемого перекрестка расстояние составляет 430 м, в западном направлении 1000 м ? являются внутренними сегментами, так как могут демонстрировать групповой характер прибытия ТС.

Введем данные об интенсивности ТП в соответствии с картограммой, рисунок 3.54. Коэффициент час пик: оставляем по умолчанию, 1,00. Введем емкость зоны поворота для западного направления, которое составляет около 7 автомобилей. Результаты представлены на рисунке 3.59.

Рисунок 3.59 - Результаты создания полос движения

Третий шаг состоит в использовании окна «Движение на перекрестке» (меню «Правка» ? «Движение»).

Для рассматриваемого перекрестка, предполагается, что заданные значения длины сегмента в окне «Конфигурации полос» заданы, потерь времени на старте и удлинения эффективного зеленого сигнала в изменении не нуждаются. Однако, так как осуществляем анализ по полосам, то в такой ситуации оказывается важным применение окна «Движение» с целью кодирования точных значений интенсивности для сегментов № 207 и 213.

На рисунке 3.60 показано изменение интенсивности движения для сегментов № 207 и 213.

Рисунок 3.60 ? Изменение интенсивности движения для сегментов № 207 и 213

Четвертый шаг - задание фазовых таблиц (меню «Правка» ? «Расписание»).

В меню переключения между узлами перекрестка переключимся на узел № 2.

Начнем с редактирования фазы № 1.

В списке С / Ю / З / В выбираем подъезд на север, подлежащий редактированию. Далее указываем, какие из направлений активны: прямо, направо и налево. Затем в списке С / Ю / З / В выбираем подъезд на юг и указываем, какие из направлений активны: прямо, направо и налево. Аналогично редактируется фаза № 2 и фаза № 3.

Установим продолжительность горения зеленого, желтого и общего красного в соответствии с диаграммой регулирования представленной на рисунке 3.52. Для всех фаз минимальная длительность увеличена для обеспечения безопасности пешеходов (рассчитано аналогично, как и для перекрестка на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина): первая фаза ? 24 с, вторая фаза ? 22 с, третья фаза ? 22 с, при условии, что переходной интервал составляет 6 с для первой и третьей фазы и 4 с ? для второй. Так как во второй фазе нет желтого интервала, а «ложный» интервал желтого должен быть закодирован в любом случае, тогда его продолжительность введем равным 1 с, а продолжительность красного ? 3 с.

Для узла № 1 и узла № 2 установим флажок «Координированный сигнал», так как целью является расчет перекрестков, как части координированной сети, смещение оставим по умолчанию (0), опорный интервал для узла № 1 примем № 1 , а для узла № 2 примем № 4 (интервал, который является началом горения зеленого сигнала для восточного направления движения). Флажок «Оптимиз. смещений» для узла № 1 отключается автоматически, так как число узлов задано больше одного, и по умолчанию главный контроллер размещается в узле №1.

Заполненные окна «Расписание для перекрестка» для узлов № 1 и 2 представлены на рисунке 3.61.

Рисунок 3.61 ? Заполненное окно «Расписание для перекрестка» для узлов № 1 и 2

Пятый шаг - расчет потоков насыщения (меню «Правка» ? «Дополнительно» ? «Пропускная способность»). Число ТС по видам для каждого сегмента представлено в таблице 3.8.

Таблица 3.8? Число ТС по видам для каждого сегмента

Номер сегмента	Направление	Число ТС по видам
206	налево	13Л, 1Г
205	прямо	90Л, 2Г, 4О, 5С
211	направо	21Л, 1О
204	налево	42Л, 1О, 1С
203	прямо	39Л, 2О
210	направо	14Л
208	налево	51Л, 2Г
213	прямо	95Л, 2Г
207	прямо	24Л, 1О, 5С
212	направо	96Л, 3О, 1С
202	налево	22Л, 1О, 2С
201	прямо	79Л, 1Г, 3О
209	направо	103Л, 2Г

Параметры для сегментов № 201, 203, 205, 207, 208, 209 и 213, необходимые для расчета потока насыщения и результаты расчета сведены в таблицу 3.9.

Таблица 3.9 ? Параметры для сегментов № 201, 203, 205, 207, 208, 209, 213, необходимые для расчета потока насыщения и результаты расчета

Номер сегмента	201	203	205	207	208	209	213
Базисный свободный поток, ТС/п/чз	1800
Количество полос	1	2	2	1	1	1	1
Ширина полосы, м	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5	3,5
Грузовой транспорт, %	1	0	2	0	4	2	2
Уклон, %	0	0	0	0	0	0	0
Количество парковок	стоянка запрещена
Количество останавливающихся автобусов	0	0	0	0	0	0	0
Тип зоны	другой
Использование полос	список блокируется	сильно неравномерное	слегка неравномерное	список блокируется
Направление движения	прямо	прямо	прямо	прямо	влево	вправо	прямо
Влияние пешеходов или велосипедистов на левом повороте	среднее	среднее	отсутствует	отсутствует	отсутствует	?	отсутствует
Влияние пешеходов или велосипедистов на правом повороте	отсутствует	среднее	среднее	незначительное	?	незначительное	отсутствует
Поток насыщения, ТС/чз	1588	2453	2986	1693	1625	1410	1746

Используем окно «Движение на перекрестке» (меню «Правка» ? «Движение» для просмотра результата корректировки величины потоков насыщения (рисунок 3.62).

Рисунок 3.62 - Откорректированные величины потока насыщения

Шестой шаг - для корректной оптимизации координированного управления в среде TRANSYT необходимо правильно указать связи между сегментами. При помощи меню «Правка» - «Источники», укажем для каждого сегмента соответствующий ему питающий сегмент и интенсивность движения ТС. С теоретической точки зрения сумма интенсивности питающих потоков от предыдущего перекрестка и потоков от второстепенных источников должна быть равна полной интенсивности потока на текущем сегменте, задаваемой в окне «Движение». Крейсерскую скорость на магистрали примем равной 60 км/ч. Результаты заполнения окна «Связи сегментов на перекрестке» для каждого сегмента представлены на рисунках 3.63-3.66.

Рисунок 3.63 - Питающие сегменты для сегментов № 106, 105, 111

Рисунок 3.64 - Питающие сегменты для сегмента № 113

Рисунок 3.65 - Питающие сегменты для сегментов № 208, 207 и 212

Рисунок 3.66 - Питающие сегменты для сегмента № 213

Если связи между сегментами указаны правильно, то узлы на карте соединяются между собой тонкой черной линией.

Седьмой шаг ? создания маршрута беспрепятственного движения, т.е. создание дороги, для которой необходима координация. На карте необходимо выделить соответствующие узлы и нажать на значок «Маршрутизация» в левом верхнем углу (рисунок 3.67). После выделения узлы помечаются подсветкой.

Рисунок 3.67 - Создания маршрута беспрепятственного движения

В открывшемся окне рисунок 3.68 необходимо указать: наименование маршрута, его направление, двухсторонний или односторонний маршрут для организации беспрепятственного проезда транспорта. И нажать клавишу «ОК». Введем следующие данные: наименование маршрута - «Маршрут № 1», маршрут двухсторонний, направление - запад.

Рисунок 3.68 - Окно «Маршрутизация»

В результате дорога между узлами будет выделена жирной черной линией (рисунок 3.69).

Рисунок 3.69 - Маршрут между узлами

Восьмой шаг - параметры расчета (меню «Правка» ? «Анализ»).

Выполним оптимизацию беспрепятственного движения между двумя закодированными узлами. В качестве функции оптимизации выбираем PROS/DI, в качестве показателя невыгодности выберем задержки. Выбор функции PROS/DI связан с целью избежать перенасыщения на второстепенных направлениях и обеспечить более равномерное распределение времени зеленого при оптимизации беспрепятственного движения (PROS), т.е. при данной функции оптимизации системой предпринимается попытка максимизировать возможность беспрепятственного движения, сохраняя при этом достаточную долю времени зеленого сигнала для второстепенных направлений, что не возможно достичь при выборе обычной функции оптимизации PROS.

Для проверки правильности создания модели произведем имитацию существующих условий. Окно «Параметры расчета» заполняется аналогично, как и при имитации существующего цикла. Запустим модель нажав на значок «запустить TRANSYT-7FR». Если ошибок не выявлено, то на экране появится отчет о текущих транспортных данных рисунок 3.70.

Рисунок 3.70 - Результаты имитации

Показатели эффективности управления дорожным движением для всех узлов представлены на рисунке 3.71.

Рисунок 3.71 - Показатели эффективности

Далее приступаем к оптимизации. Для этого выбираем меню «Правка» ? «Анализ». В появившемся окне «Параметры расчета» выбираем «оптимизация», выбираем, что хотим оптимизировать - смещение, длительности фаз и длительность цикла. Для оптимизации цикла используем генетический алгоритм. В качестве минимальной длины цикла установим 68 с, наибольшая сумма из установленных в окне «Расписание для перекрестка» минимальных длительностей фаз; в качестве максимальной длины цикла установим 120 с.

Отредактированное окно «Параметры расчета» необходимое для оптимизации представлено на рисунке 3.72.

Рисунок 3.72 ? Отредактированное окно «Параметры расчета»

Для того чтобы добиться значимых результатов в оптимизации иногда необходимо подчеркнуть преимущество одного из направлений движения перед другими при помощи весовых коэффициентов. При оптимизация длительностей фаз без привлечения таких коэффициентов в некоторых случаях приводит к принижению роли второстепенных направлений. Для исправления этой аномалии можно установить величину «беспрепятственное движение (%)», относительный вес PROS к DI, равной 50 %, что в общем случае несколько понизит вес PROS по отношению к DI. В результате экспериментов и анализа при различных изменениях значений весовых коэффициентов и величины беспрепятственного движения (%) для достижения наилучших результатов максимизации возможности беспрепятственного движения, сохраняя при этом достаточную долю времени зеленого сигнала для второстепенных направлений, следует закодировать в диалоговом окне «Маршрутизация» (доступном из окна карты) весовые коэффициенты для прямого и обратного направлений как «70» и «30» соответственно (рисунок 3.73).

Рисунок 3.73 - Ввод весовых коэффициентов

После того как модель TRANSYT создана выполняется запуск оптимизационного расчета с учетом заданных параметров, нажатием на значок , в результате на экране появится окно, где можно просмотреть длительность цикла и длительность фаз (раздел.) для перекрестков до и после оптимизации, просмотреть изменение основных показателей работы сети (рисунок 3.74).

Рисунок 3.74 - Результаты оптимизационного расчета

Можно сделать вывод, что в результате оптимизации длительность системного цикла составляет 98 с, для первого узла длительность I фазы составляет 74 с, длительность II фазы - 24 с, для второй фазы ? I фаза составляет 47 с, II фаза - 23 с, III фаза - 28 с. Расписание для перекрестка на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина начинается с нулевого момента времени и опорным является интервал № 1, а так как смещение на перекрестке на пересечении улиц Каменщикова, Мазурова и Огоренко равно 60 с и тот соотнесен с опорным интервалом № 4 это означает, что интервал № 4 начинается ровно через 40 с после начала интервала № 1.

Результаты имитации, в виде отчета о текущих транспортных данных представлены на рисунке 3.75, а данные представленные в виде показателей эффективности управления дорожным движением представлены на рисунке 3.76.

Рисунок 3.75 -Результаты имитации: отчет о текущих транспортных данных

Рисунок 3.76 - Результаты имитации: показателей эффективности управления дорожным движением

Следующий одностраничный форматированный отчет можно получить с помощью команды меню «Вид» ? «Отчет» (рисунок 3.77).

Рисунок 3.77 - Форматированный отчет: меню «Вид» ? «Отчет»

Произведем графический анализ беспрепятственного движения при помощи экрана диаграммы пространства-времени. Данная диаграмма предлагает механизм визуализации возможности беспрепятственного движения между перекрестками. Экран вызывается щелчком на одноименной кнопке панели инструментов системы или с помощью соответствующей команды меню «Вид».

Результат оптимизации координированного управления в виде диаграммы пространства-времени представлен на рисунке 3.78.

Рисунок 3.78 ? Диаграмма пространства-времени

Расписания на диаграмме ориентированы вертикально, и периодам зеленого и желтого сигналов для главной дороги отвечают участки, окрашенные в зеленый и желтый цвет соответственно. Номера узлов перечислены в круглых белых полях внизу экрана диаграммы.

Волны беспрепятственного движения выглядят на экране в виде штриховых диагональных линий, наклон которых является функцией длины сегмента и крейсерской скорости.

Уже на первом перекрестке дороги с беспрепятственным движением можно убедиться, что волна не начинается и не заканчивается точно в моменты начала и завершения действия зеленого сигнала. Волна беспрепятственного движения реально начинается на несколько секунд позже включения зеленого сигнала и заканчивается через несколько секунд после включения желтого (это связано с вводимыми значениями длительностей потерь времени на старте и удлинения эффективного зеленого сигнала).

Расстояние по горизонтали от одного конца маршрута до другого выводится в поле «Ширина». Хотя на экране ширина выглядит постоянной, числовое значение характеризует реальную протяженность маршрута. При необходимости можно редактировать содержимое поля, чтобы изменять масштаб изображения.

По умолчанию начало отсчета располагается в точке с нулевой координатой и соответствует первому слева перекрестку. При необходимости можно использовать ненулевую точку отсчета в поле «Нач.», что приведет к изменению горизонтальных координат (в футах или метрах) всех перекрестков маршрута.

Количество циклов, которое следует отображать на диаграмме, можно выбрать в раскрывающемся списке (от одного до шести циклов).

Экран диаграммы пространства-времени позволяет визуально определить, достигнут ли достаточный уровень беспрепятственного движения.

На экране видно (рисунок 3.78), что оптимизированный сценарий для обоих направлений, вероятно, не самый наихудший вариант организации беспрепятственного движения, поскольку волна движения в прямом направлении прибывает в момент включения зеленого сигнала, а в обратном прибывает до момента включения красного сигнала.

На экране диаграммы пространства-времени показаны значения критериев продуктивности и достижимости. Критерием продуктивности называется средняя доля цикла, используемая для беспрепятственного движения (определяется как частное от деления пропускной способности на длительность цикла). Программой рекомендуются следующие оценки критерия продуктивности, выражающие условия организации беспрепятственного движения как:

а) 0,00-0,12 ? плохие;

б) 0,13-0,24 ? неблагоприятные;

в) 0,25-0,36 ? хорошие;

г) 0,37-1,00 ? отличные.

Под критерием критерий достижимости понимается средняя доля минимальной продолжительности зеленого в прямом направлении, используемую для беспрепятственного движения (определяется как частное от деления пропускной способности на минимальную длительность зеленого).

Критерий продуктивности составляет 34 % в обоих направлениях, что соответствует хорошим условиям организации беспрепятственного движения, а критерий достижимости достигает 100 %.

При помощи экрана профиля определим факт прибытия групп ТС на зеленый сигнал посредством сравнения профиля интенсивности входного потока с профилем интенсивности потока насыщения, поскольку последний сообщает о порциях зеленого сигнала в цикле для любого отдельного направления. Для этого вначале следует запустить программу Spyglass (с помощью одноименных кнопки панели инструментов или команды меню «Пуск»). В качестве примера, в окне «Профиль для перекрестка» перейдем к узлу № 2 и сегменту № 213, который представляет прямое западное направление движения, выберем в раскрывающемся списке профиль «входящий поток (ТС/ч)». На рисунке 3.79 показан профиль входящего потока, из которого следует, что передовая часть группы ТС прибывает к моменту времени 60 с, что соответствует смещению, которого хватает, чтобы группа автомобилей успела подъехать к нему со скоростью движения 60 км/ч и проскочить на зеленый.

Рисунок 3.79 - Профиль входящий поток

Теперь перейдем к профилю интенсивности потока насыщения (рисунок 3.80). Рисунок 3.80 демонстрирует, что эффективное время зеленого появляется в течение интервалов 60?98 и 0?10 ? именно на эти промежутки времени приходится большая часть прибывающего трафика, что вполне согласовывается с диаграммой пространства-времени (рисунок 3.78).

Рисунок 3.80 - Профиль поток насыщения

Среднее значение PROS для обоих направлений маршрута составляет 45.

Так как в качестве критерия оптимизации выбрана опция PROS/DI, которая позволяет максимизировать возможность беспрепятственного движения, сохраняя при этом достаточную долю времени зеленого сигнала для второстепенных направлений, можно сделать вывод о показателях эффективности управления дорожным движением в сети в целом: удельная задержка уменьшилась на 47,3 %; количество остановок уменьшилось на 11 %, однако модельный расход топлива уменьшился на 17,8 % (расход топлива включает топливо, затрачиваемое во время движения по улице Мазурова и Огоренко, при холостых оборотах и в периоды ускорения и торможения на всем перекрестке в целом); время пробега уменьшилось на 26,1 % ((время пробега на внешних сегментах (улица Кожара, Тимофея Бородина и Каменщикова) равно полной задержке); средняя системная скорость (по улице Мазурова и улице Огоренко) увеличилась на 3,3 %, при этом эксплуатационные затраты уменьшилась на 12,7 %; индекс эффективности увеличился в 4,2 раза; максимальная степень насыщения уменьшилась на 14 % в узле № 1 и на 40 % в узле № 2, максимальная степень насыщения в узле № 1 наблюдается на сегменте № 114 (вход С, перекресток на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина) и в узле № 2 на сегменте № 203 (вход B, перекресток на пересечении улиц Каменщикова, Мазурова и Огоренко); максимальная длина очереди уменьшилась на 32,6 % в узле № 1 и уменьшилась в узле № 2 на 38,7 %.

На рисунках 3.81?3.82 показаны диаграммы результатов расчета двух связных перекрестков в среде TRANSYT-7FR.

Рисунок 3.81 ? Результаты расчета двух связных перекрестков в среде TRANSYT-7FR

Рисунок 3.82 - Максимальная степень насыщения и максимальная длина очередь до и после расчета в TRANSYT-7FR



4. Экономический эффект от оптимизации светофорного регулирования

Расчет экономических, экологических и аварийных потерь будет осуществляться для существующего светофорного цикла и для циклов, рассчитанных по методике Ю. А. Врубеля и рассчитанных для исследуемого перекрестка при помощи программного продукта TRANSYT-7FR.

Суммарные экономические потери определяются как сумма потерь от задержек транспорта , остановок транспорта и задержек пешеходов [5].

Задержки и остановки транспорта являются важнейшими показателями функционирования светофорного объекта и их определение является необходимым при расчете и оптимизации светофорного цикла.

Потери от задержек транспорта определяются по формуле

где - удельная задержка, с/авт.;

- интенсивность движения, авт./ч;

? коэффициент приведения состава ТП (экономический);

? годовой фонд времени, ч/год, принимается: = 3000 ч/год - для слабонагруженных объектов; = 3600 ч/год - для средненагруженных объектов; = 4200 ч/год - для сильнонагруженных объектов;

? стоимость одного часа задержки легкового (приведенного) автомобиля, у.е./час, = 1,8 у.е./ч.

При определении удельных задержек () используем результаты моделирования в программном комплексе TRANSYT-7FR.

Коэффициенты приведения состава ТП (экономический) определяется по формуле

Потери от остановок транспорта определяются по формуле

где - количество остановок за час, ост./ч;

? стоимость остановки легкового (приведенного) автомобиля, у.е/час, = 0,015 у.е./ч.

При определении количества остановок за час () используем результаты моделирования в программном комплексе TRANSYT-7FR.

Потери от задержек пешеходов определяются по формуле

где - удельная задержка пешеходов, с/чел.;

- интенсивность движения пешеходов, чел./ч;

? стоимость одного часа задержек пешехода, у.е/ч, = 0,25 у.е./ч.

Удельная задержка пешеходов определяется по формуле

где ? продолжительность светофорного цикла;

- доля зеленого сигнала в цикле для пешеходов.

Экономические коэффициенты приведения состава ТП определим по формуле (4.2) и таблице В.1:

- вход А

- вход B

- вход С

- вход D

Исходя из результатов моделирования в программном комплексе TRANSYT-7FR, сведем в таблицу 4.1 значения удельных задержек () и количество остановок за час ().

Таблица 4.1 ? Значения удельных задержек () и количество остановок за час ()

Полоса	Существующий цикл регулирования	TRANSYT-7FR (2 фазы)	Методика Ю. А. Врубеля	TRANSYT-7FR (3 фазы)
	, с/авт.	, ост./ч	, с/авт.	, ост./ч	, с/авт.	, ост./ч	, с/авт.	, ост./ч
A1	10,9	163,2	7,2	132,7	23,9	212,7	15,9	201,1
A2	13,2	317,8	8,7	256,5	29,3	417,6	19,8	386,8
A3	14,2	73,5	8,6	63,9	48,2	108,3	44,1	165,5
B1	21,0	86,4	20,7	101,2	36,5	97,7	34,1	109,9
C1	12,5	250,6	8,3	202,0	27,5	327,4	18,5	305,5
C2	13,6	342,1	8,9	275,9	30,3	450,4	20,5	415,9
C3	14,7	133,9	9,2	110,2	61,8	227,5	56,1	300,2
D1	24,3	63,9	24,0	73,5	38,7	69,1	35,6	76,5
D2	23,9	43,1	22,6	49,7	40,7	47,8	35,8	52,8

Определим удельные задержки пешеходов по формуле (4.5) для каждого пешеходного перехода для существующего светофорного цикла на перекрестке на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина:

- вход А

- вход B

- вход С

- вход D

.

Результаты расчета удельных задержек пешеходов для циклов, рассчитанных по методике Ю. А. Врубеля и рассчитанных для исследуемого перекрестка при помощи программного продукта TRANSYT-7FR представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Результаты расчета удельных задержек пешеходов

Существующий цикл регулирования
Вход/фаза	Вход А/ I фаза	Вход B/ II фаза	Вход С/ I фаза	Вход D/ II фаза
Удельная задержка пешеходов, (), с/чел.	19,996	6,650	19,996	6,650
TRANSYT-7FR (2 фазы)
Вход/фаза	Вход А/ I фаза	Вход B/ II фаза	Вход С/ I фаза	Вход D/ II фаза
Удельная задержка пешеходов, (), с/чел.	16,712	5,274	16,712	5,274
Методика Ю. А Врубеля
Вход/фаза	Вход А/ I фаза	Вход А/ II фаза	Вход В/ III фаза	Вход С/ I фаза	Вход С/ II фаза	Вход D/ IIIфаза
Удельная задержка пешеходов, (), с/чел.	35,297	?	17,626	35,297	?	17,626
TRANSYT-7FR (3 фазы)
Вход/фаза	Вход А/ I фаза	Вход А/ II фаза	Вход В/ III фаза	Вход С/ I фаза	Вход С/ II фаза	Вход D/ IIIфаза
Удельная задержка пешеходов, (), с/чел.	21,415	?	14,118	27,415	?	14,118

Определим потери от задержек транспорта для каждого входа по формуле (4.1) для существующего светофорного цикла:

- вход А

- вход B

? вход С

? вход D

Определим потери от остановок транспорта для каждого входа по формуле (4.3) для существующего светофорного цикла:

- вход А

- вход B

? вход С

? вход D

Определим потери от задержек пешеходов по формуле (4.4) для существующего светофорного цикла:

- вход А

- 

- вход B

? вход С

? вход D

Аналогичным образом рассчитываются потери от задержек транспорта , остановок транспорта и задержек пешеходов для остальных циклов. Результаты расчета экономических потерь представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Результаты расчета экономических потерь

Цикл	Вид потерь	Вход А	Вход B	Вход С	Вход D	Суммарные потери, у.е./год	Суммарные экономические потери), у.е./год
Существующий цикл	, у.е./год	31838,02	4498,20	38649,10	5953,50	80938,82	190190,56
	, у.е./год	43986,27	4665,60	52145,18	5778,0	106575,05
	, у.е./год	1159,77	131,34	1034,79	350,79	2676,69
TRANSYT-7FR (2 фазы)	, у.е./год	20766,49	4433,94	25204,22	5782,32	56186,97	148669,27
	, у.е./год	35942,61	5464,80	42205,58	6652,80	90265,79
	, у.е./год	969,30	104,16	864,85	278,20	2216,51
Методика Ю. А. Врубеля	, у.е./год	75499,05	7818,30	100476,71	9737,82	193531,88	341008,55
	, у.е./год	58590,18	5275,80	72146,36	6312,60	142324,94
	, у.е./год	2047,23	348,11	1826,62	929,77	5151,73
TRANSYT-7FR (3 фазы)	, у.е./год	54317,69	7304,22	75115,56	8798,40	145535,87	295217,38
	, у.е./год	59764,21	5934,6	73316,15	6982,20	145997,16
	, у.е./год	1242,07	278,83	1418,73	744,72	3684,35

На рисунке 4.1 показана диаграмма суммарных экономических потерь.



Рисунок 4.1 - Диаграмма суммарных экономических потерь на перекресток в целом

Из диаграмм следует, что оптимизация существующего цикла при помощи программного продукта TRANSYT-7FR позволяет снизить суммарные экономические потери на 41521,29 у.е./год, а оптимизация цикла рассчитанного по методике Ю. А. Врубеля на 45791,17 у.е./год.

Определение экологических потерь будет производиться на основании ТКП 17.08-03-2006 «Охрана окружающей среды и природопользование. Атмосфера. Выбросы загрязняющих веществ и парниковых газов в атмосферный воздух. Правила расчета выбросов механическими транспортными средствами в населенных пунктах» [6].

Расчет экологических потерь от выбросов в атмосферу произведем при помощи программного средства Ecoroad, которое основано на ТКП 17.08-03-2006.

Экологические потери на конфликтных объектах (перекрестках) рассчитывают, как правило, для главной и второстепенной улицы.

Для расчетов выбросов загрязняющих веществ в окне программы Ecoroad введем следующие параметры: место проведения измерений - ул. Мазурова-Кожара, месяц года - 13 (среднее за год), время проведения 17:30, все остальные данные необходимые для расчетов выбросов загрязняющих веществ представлены в таблице 4.4.



Таблица 4.4 - Данные для программы Ecoroad

Цикл	Существующий цикл	TRANSYT-7FR (2 фазы)	Методика Ю. А. Врубеля	TRANSYT-7FR (3 фазы)
Улица	главная	второстепенная	главная	второстепенная	главная	второстепенная	главная	второстепенная
Длительность замера, t, с	870
Длина участка, L, км	0,155	0,145	0,155	0,145	0,155	0,145	0,155	0,145
Интенсивность движения, , авт/ч	2164	256	2164	256	2164	256	2164	256
Скорость движения, V, км/ч	50	40	50	40	50	40	50	40
Количество остановок на участке L, s, ост.	312	46	254	54	424	52	431	57
Время задержек на участке L, d, мин	114	23	74	23	284	39	209	36
Количество ТС на участке L за время t, N, авт.	523	61	523	61	523	61	523	61
Уклон проезжей части, i, %	0
Состояние проезжей части,	1,05
Среднее количество ТС на стоянке в сутки, авт.	0
Среднее количество постановок ТС на стоянку в сутки, , авт.	0
Состав ТП	95 % Л, 2% Г, 3 % О	100 % Л	95 % Л, 2% Г, 3 % О	100 % Л	95 % Л, 2% Г, 3 % О	100 % Л	95 % Л, 2% Г, 3 % О	100 % Л

Окно ввода исходных данных программы сданными для главной дороги при существующем цикле представлено на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Окно ввода исходных данных

Результаты расчета выбросов загрязняющих веществ представлены в таблице 4.5.



Таблица 4.5 - Результаты расчета выбросов загрязняющих веществ

Цикл	Существующий цикл	TRANSYT-7FR (2 фазы)	Методика Ю. А. Врубеля	TRANSYT-7FR (3 фазы)
Улица	главная	второстепенная	главная	второстепенная	главная	второстепенная	главная	второстепенная
Оксид углерода CO, г	3,0123	0,4152	2,5260	0,450	4,3480	0,5104	4,0654	0,5191
Оксиды азота , г	0,4866	0,0449	0,4349	0,0487	0,6001	0,0498	0,5946	0,0518
Неметановые летучие органические соединения (НМЛОС), г	0,5170	0,0764	0,4251	0,0824	0,7886	0,0982	0,7187	0,0988
Твердые частицы (ТЧ), г	0,0202	0,0018	0,0174	0,0020	0,0260	0,0020	0,0260	0,0022
Диоксид серы , г	0,0215	0,0028	0,0179	0,0031	0,0315	0,0035	0,0292	0,0036
Диоксид углерода , г	73,4370	9,4039	61,4005	10,1940	107,3810	11,790	99,6244	11,9476
Метан , г	0,0065	0,0010	0,0065	0,0010	0,0065	0,0010	0,0065	0,0010
Закись азота , г	0,0045	0,0005	0,0045	0,0005	0,0045	0,0005	0,0045	0,0005

Оценка воздействия ОВ, рублей на одно механическое ТС, проехавшее один километр, рассчитывается по формуле

где - последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ на атмосферный воздух, руб.;

- последствия воздействия выбросов парниковых газов на изменение климата, руб.;

- объем движения всего потока механических ТС, определяемый как сумма объемов движения маршрутных ТС каждого типа, авт.;

- длина участка УДС, км.

Последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ на атмосферный воздух, определяются в зависимости от объема выбросов i-го загрязняющего вещества и условий подверженности субъектов воздействия i-му загрязняющему веществу и рассчитываются по формуле

где - последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ для субъектов воздействия, руб.;

- коэффициент, учитывающий продуваемость участка дороги,, [6, с. 5, таблица Д.1];

- коэффициент, учитывающий подверженность j-той группы субъектов воздействия выбросам загрязняющих веществ, в зависимости от защищенности, экспозиции и удаленности j-той группы субъектов воздействия от дороги, , , , , , , [6, с. 5, таблица Д.2];

- плотность j-той группы субъектов воздействия с учетом усреднения по выделенным элементам территории населенных пунктов, прилегающей к дороге, чел/км, чел./км, чел./км, чел./км, чел./км, чел./км чел./км [6, с. 5, таблица Д.3].

Последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ для субъектов воздействия , рассчитываются по формуле

где - масса выбросов i-того загрязняющего вещества, г;

- стоимостной показатель последствий от воздействия выброса i-го загрязняющего вещества, руб./кг.

Стоимостные показатели последствий от воздействия выброса загрязняющих веществ представлены в таблице 4.6.

Таблица 4.6 - Стоимостные показатели последствий от воздействия выбросов загрязняющих веществ

Удельные стоимостные показатели ()	Наименование и код загрязняющего вещества
	CO		НМЛОС	ТЧ
руб. за 1 кг выбросов	30,1	11200	2370	505000	30520

Последствия воздействия выбросов парниковых газов на изменение климата, определяются в зависимости от объема выбросов парниковых газов и рассчитывается по формуле

где - масса выброса i-го парникового газа, г;

- стоимостной показатель последствий от воздействия выброса i-того парникового газа, руб./т.

Стоимостные показатели последствий воздействия выбросов парниковых газов представлены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 - Стоимостные показатели последствий воздействия выбросов парниковых газов

Удельные стоимостные показатели ()	Парниковый газ
руб. за 1 т выбросов	100	2323	67922

Экологические потери в у.е./год (курс доллара принимаем 1 у.е. = 14300 руб.) рассчитываются по формуле

Произведем пример расчета экологических потерь для главной улицы при существующем цикле.

В соответствии с формулой (4.8) определим последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ для субъектов воздействия :

Определим последствия воздействия выбросов загрязняющих веществ на атмосферный воздух в соответствии с формулой (4.7):

Последствия воздействия выбросов парниковых газов на изменение климата определим по формуле (4.9):

Определим в соответствии с формулой (4.6) оценку воздействия ОВ:

Экологические потери в у.е./год для главной улицы при существующем цикле определим по формуле (4.10):

Остальные результаты расчета экологических потерь для существующего светофорного цикла и для циклов, рассчитанных по методике Ю. А. Врубеля и рассчитанных для исследуемого перекрестка при помощи программного продукта TRANSYT-7FR сведем в таблицу 4.8.



Таблица 4.8 - Результаты расчета экологических потерь

Цикл	Улица	, руб.	, руб.	, руб.	,	,	Суммарные экологические потери (,
Существующий цикл	главная	17,623	2023,12	0,008	6,032	509,35	558,22
	второстепенная	1,691	194,127	0,001	5,230	48,87
TRANSYT-7FR (2 фазы)	главная	15,288	1755,062	0,006	5,232	441,8	495,52
	второстепенная	1,859	213,413	0,001	5,749	53,72
Методика Ю. А. Врубеля	главная	22,812	2618,818	0,011	7,808	659,32	714,89
	второстепенная	1,923	220,76	0,001	5,947	55,57
TRANSYT-7FR (3 фазы)	главная	22,506	2583,689	0,01	7,703	650,45	709,72
	второстепенная	2,051	235,455	0,001	6,343	59,27

На рисунке 4.3 показана диаграмма суммарных экологических потерь при различных циклах.

Рисунок 4.3 - Диаграмма суммарных экологических потерь

Из диаграммы следует, что оптимизация существующего цикла при помощи программного продукта TRANSYT-7FR позволяет снизить экологические потери на исследуемом перекрестке на 62,7 у.е./год, а оптимизация цикла рассчитанного по методике Ю. А. Врубеля на 5,17 у.е./год.

Определим суммарные аварийные потери [4]. Суммарные аварийные потери определяются по формуле

где - число аварий i-ой тяжести последствий;

- стоимость одной аварии i-ой тяжести последствий, у.е./ав., у.е., у.е., у.е.

Расчет потерь от аварийности производится на основании данных об аварийности на исследуемом перекрестке за 2014 год (таблица 2.5). Определим суммарные аварийные потери для существующего цикла в соответствии с формулой (4.11):

В соответствии со статистическим прогнозирование аварийности по данным Республики Беларусь в течение многолетних исследований мероприятие «оптимизация светофорного цикла» не имеет коэффициента снижения аварийности, поэтому для сравнения циклов рассмотрим сумму экономических и экологических потерь.

Сумма экономических и экологических потерь для существующего светофорного цикла и для циклов, рассчитанных по методике Ю. А. Врубеля и рассчитанных для исследуемого перекрестка при помощи программного продукта TRANSYT-7FR определяются по формуле

В соответствии с формулой (4.12) определим сумму экономических и экологических потерь для существующего цикла:

Результаты расчета суммы экономических и экологических потерь для остальных циклов сведены в таблицу 4.9.

Таблица 4.9 - Результаты расчета суммарных потерь

Суммарные потери, П, у.е./год
Существующий цикл	TRANSYT-7FR (2 фазы)	Методика Ю. А. Врубеля	TRANSYT-7FR (3 фазы)
190748,78	149164,79	341723,44	295927,10

На рисунке 4.4 показана диаграмма суммы экономических и экологических потерь для всех рассмотренных циклов.

Рисунок 4.4 ? Диаграмма суммы экономических и экологических потерь

Из диаграммы видно, что наименьшая сумма экономических и экологических потерь на перекрестке наблюдаются при цикле, полученном в результате оптимизации существующего цикла в среде TRANSYT-7FR. В соответствии с нормативами, на исследуемом перекрестке должно быть организовано трехфазное светофорное регулирование, однако, так как сумма экономических и экологических потерь при оптимизации трехфазного светофорного регулирования увеличивается в 2 раза по сравнению с циклом полученном в результате оптимизации существующего цикла, то введение трехфазного светофорного цикла является экономически невыгодным мероприятием.

Определим экономический эффект от установки цикла оптимизированного в среде TRANSYT -7FR (2 фазы).

Годовая экономия от внедрения предложений определяется по формуле

где - текущие затраты при существующей организации дорожного движения, к ним относятся экономические и аварийные потери, расходы на содержание ТС регулирования и т.д., у.е./год;

- текущие затраты при усовершенствованной организации дорожного движения, у.е./год.

Экономический эффект от внедрения предложений определяется по формуле

где - единовременные затраты, необходимые для внедрения предложений, у.е.;

- единый нормативный коэффициент капитальных вложений,= 0,15.

Тогда в соответствии с формулой (4.13) годовая экономия от внедрения предложений (без учета аварийных потерь) составляет:

Единовременные затраты, необходимые для внедрения предложений Тогда в соответствии с формулой (4.14) экономический эффект от внедрения предложений будет составлять:

Из полученных результатов можно сделать вывод, что установка на исследуемом перекрестке цикла, полученном в результате оптимизации существующего цикла при помощи программного продукта TRANSYT-7FR, даст годовую экономию в размере 41583,99 у.е./год, за счет уменьшения экономических и экологических потерь.



5. Экологическое обоснование организационно-технических мероприятий по снижению ДТП в городе

5.1 Снижение токсичности отработавших газов автомобилей на городских дорогах в часы пик

Основная причина загрязнения от автотранспорта заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Объемы загрязнений зависят от вида применяемых топлив, режимов работы двигателя, его технического состояния и условий движения автомобиля. В отработавших газах двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержится свыше 170 вредных веществ, из которых около 160 ? производные углеводородов.

В настоящее время в г. Гомеле в часы пик наблюдается острая транспортная и экологическая проблема. Перекресток на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина - один из наиболее нагруженных перекрестков. Проезжая часть улицы Мазурова имеет по две полосы движения в каждом направлении, причем при подъезде к перекрестку имеются полосы торможения для поворота налево или разворота. Улица Кожара имеет три полосы движения, две из которых в направлении перекрестка. Улица Тимофея Бородина имеет по одной полосе движения в каждом направлении. Интенсивность движения на данном участке, в определенные часы суток, резко увеличивается, и поэтому наблюдаются заторы. Десятки и сотни автомобилей с отработавшими газами на узком участке проезжей части выбрасывают в атмосферу вредных и токсичных веществ.

Проведенные исследования показывают, что за сутки через данный перекресток проходит в среднем 33880 автомобилей, в том числе: 450 грузовых автомобилей, 32700 легковых автомобилей, 730 автобусов.

Математически число машин, проходящих через перекресток, определяется по формуле

где ? число автомобилей, ед/мин;

? пропускная способность дороги, ед/мин;

? отрезок времени в течение суток.

В моменты, когда на дороге образуется скопление машин (пробка). При исследовании данная ситуация наблюдается в утренний и вечерний час пик.

При проезде на данном участке дороги водители вынуждены двигаться с различной скоростью. В связи с этим автомобили двигаются как в режиме разгона и замедления, так и в режиме холостого хода. Скорость автомобиля при проезде по исследуемому перегону зависит от общей скорости потока машин в конкретное время. На скорость потока влияет большое число факторов, и она зависит от наличия в потоке неисправной и тихоходной техники, вероятности возникновения аварии или поломки автомобиля, а также многого другого.

Расход горючего автомобиля при проезде дороги со скоростью 60 км/ч рассчитывается по формуле

где ? расход горючего i-ым автомобилем при движении в режиме разгона, л;

? расход горючего i-ым автомобилем при движении в режиме замедления, л;

? расход горючего i-ым автомобилем при движении в режиме холостого хода, л;

? расход горючего i-ым автомобилем при движении по дороге, л.

Расход горючего автомобиля при движении в режиме разгона

где ? расход топлива i-ым автомобилем при движении в режиме разгона, л/км;

? расстояние при движении автомобиля в режиме разгона, км.

Расход топлива в режиме холостого хода

где ? расход горючего i-ым автомобилем на холостом ходу, л/ч;

? продолжительность работы i-ого автомобиля на холостом ходу, ч.

Общий расход горючего всеми автомобилями пересекающими перекресток за сутки ,определяется по формуле

где ? группа техники.

В странах ЕС автотранспортные средства (АТС) подразделяются на группы, указанные в таблице 5.1.

Таблица 5.1 ? Классификация АТС

Группы АТС	Полная масса, кг	Число мест
Пассажирские: М1	Менее 2500	До 8
М2	2500?5000	Более 8
М3	Более 5000	Более 8
Грузовые: N1	Менее 3500	?
N2	3500?12000	?
N3	Более 12000	?

Кроме того, автомобили подразделяются по виду используемого топлива ? бензиновые (В), дизельные (D) и работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ).

В таблице 5.2 представлено количество ТС, проехавших исследуемый перекресток за сутки, в зависимости от группы АТС и вида используемого топлива.

Таблица 5.2 - ТС проехавшие исследуемый перекресток за сутки

Группы АТС	Вид топлива	Количество АТС
Пассажирские: М1	B	25352
	D	6338
М2	B	404
	D	606
М3	D	730
Грузовые: N1	B	120
	D	180
N2	D	150

Усредненные значения выбросов и расхода топлива в условиях эксплуатации по отдельным группам ТС приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 ? Выбросы вредных веществ и расход топлива одиночных АТС при различных режимах движения

Группы АТС	, л/км	Выбросы, г/км	Соединения Pb
					Сажа
Бензиновые: М1	0,092	12,4	1,9	2,1	?	199,1	0,14	0,024
М2	0,191	40,2	1,3	3,1	?	382,9	0,27	0,045
М3	0,543	140	12,7	8,2	?	1141,7	0,82	0,135
Дизельные: М1	0,067	3,1	5,6	1,1	0,18	154,6	0,53	?
М2	0,109	4,6	2,0	0,4	0,35	251,3	0,87	?
М3	0,408	7,1	11,2	4,7	0,96	1150,7	3,96	?
Бензиновые: N1	0,135	39,6	3,0	4,0	?	276,8	0,2	0,033
N2	0,367	118,5	10,1	10,7	?	725,6	0,52	0,086
N3	0,673	113,8	16,4	7,1	?	1259,3	0,9	0,149
Дизельные: N1	0,075	5,1	8,3	1,6	0,36	173,1	0,6	?
N2	0,265	9,2	8,4	2,0	1,49	666,1	2,3	?
N3	0,457	15,9	19,5	4,8	1,06	1032	3,6	?

Выбросы , , у бензиновых АТС выше, чем у дизельных, однако у последних больше выбросы , и сажи.

Определим выбросы CO у бензиновых АТС за сутки на исследуемом перекрестке на пересечении улиц Мазурова, Кожара и Тимофея Бородина:

Результаты расчета выбросов для остальных вредных веществ за сутки для исследуемого перекрестка сведем в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 ? Выбросы вредных веществ на исследуемом перекрестке за сутки

Группы АТС	Выбросы, г/км	Соединения Pb
				Сажа
Бензиновые: М1	314364,8	48168,8	53239,2	?	5047583	3549,28	608,448
М2	16240,8	525,2	1252,4	?	154691,6	109,08	18,18
Дизельные: М1	19647,8	35492,8	6971,8	1140,84	979854,8	3359,14	?
М2	2787,6	1212	242,4	212,1	152287,8	527,22	?
М3	5183	8176	3431	700,8	840011	2890,8	?
Бензиновые: N1	4752	360	480	?	33216	24	3,96
Дизельные: N1	918	1494	288	64,8	31158	108	?
N2	1380	1260	300	223,5	99915	345	?
Всего	365274	96688,8	66204,8	2342,04	7338717	10912,52	630,588
Всего у бензиновых АТС	335357,6	49054	54971,6	?	5235490,8	3682,36	630,588
Всего у дизельных АТС	29916,4	47634,8	11233,2	2342,04	2103226,6	7230,16	?

Техническое состояние автомобилей тесно связано с общим пробегом и зависит от качества топлива. Выбросы технически неисправных автомобилей в 1,5?2 раза превышают выбросы, которые происходят от технически исправного двигателя.

Необходимо отметить, что содержание вредных веществ в отработавших газах ДВС зависят от режимов работы автомобиля. Так, при движении на постоянной скорости 60 км/ч вредных веществ в отработавших газах выбрасывается меньше, чем при работе двигателя на холостом ходу и в режиме разгона. Об этом свидетельствуют данные представленные в таблице 5.5 .

Таблица 5.5 ? Среднее содержание токсичных компонентов в отработавших газах карбюраторного двигателя, %

Компоненты	Холостой ход	Движение с постоянной скоростью	Разгон	Замедление
Оксид углерода	7	2,5	1,8	2
Оксиды азота	0,003	0,1	0,07	0,002
Углеводороды	0,5	0,2	0,1	1
Альдегиды	0,003	0,002	0,001	0,03

Определим среднее содержание токсичных компонентов в отработавших газах карбюраторных двигателей за сутки на исследуемом перекрестке при различных режимах работы автомобиля в соответствии с таблицами 5.4 и 5.5:

Результаты остальных расчетов среднего содержания токсичных компонентов в отработавших газах карбюраторных двигателей за сутки сведем в таблице 5.6.

Таблица 5.6 ? Среднее содержание токсичных компонентов в отработавших газах карбюраторных двигателей за сутки, г/км

Компоненты	Холостой ход	Движение с постоянной скоростью	Разгон	Замедление
Оксид углерода	23475,032	8383,940	6036,437	6707,152
Углеводороды	274,858	109,943	54,972	549,716

Тогда согласно таблицам 5.2 и 5.6 определим удельные выбросы токсичных веществ:

Результаты остальных расчетов удельных выбросов токсичных веществ сведем в таблицу 5.7.

Таблица 5.7 ? Результаты расчетов удельных выбросов токсичных веществ, г/км

Компоненты	Холостой ход	Движение с постоянной скоростью	Разгон	Замедление
Оксид углерода	0,907	0,324	0,233	0,259
Углеводороды	0,011	0,004	0,002	0,021

На рисунке 5.1 приведена зависимость количества удельных выбросов токсичных веществ от скорости движения автомобиля и от режимов движения.

Рисунок 5.1 - Зависимость удельных выбросов токсичных веществ от скорости движения автомобиля

Приведенные данные показывают, что на холостом ходу и при замедлении в отработавших газах значительно возрастает количество оксида углерода и углеводородов.

Выбросы токсичных компонентов отработавших газов, приходящего на 1 кг сгоревшего топлива, приведены в таблице 5.8.

Таблица 5.8 ? Токсичные компоненты, выделяемые при сгорании топлива, г/кг

Компоненты	Бензин	Дизельное топливо
Оксид углерода	225?378	20,8?25,2
Углеводороды	20?21,2	4,16?8
Оксид азота	14,5?55	18,01?38
Оксиды серы	1,86?2	7,8?21
Альдегиды	0,93?1	0,78?1
Сажа	1?1,5	5
Свинец	0,5	?
Всего	263,79?417,99

Подобные документы

• Моделирование транспортных процессов

  Определение оптимальной продолжительности светофорного цикла, переходных интервалов, задержек транспортных средств на светофоре. Расчет цикла двухфазного регулирования. Математическая модель светофорного регулирования на пересечении городских улиц.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.12.2016
  

• Оценка условий движения на подходах к перекрестку и программа светофорного регулирования

  Условия движения на подходах к перекрестку. Программа светофорного регулирования. Схема разрешенных направлений. Часовая интенсивность, состав движения. Назначение числа фаз, расчет элементов светофорного цикла. Длительность элементов светофорного цикла.
  
  контрольная работа [106,6 K], добавлен 09.02.2011
  

• Моделирование транспортных процессов

  Расчет продолжительности цикла двухфазного регулирования. Определение длительности переходных интервалов и задержек автомобилей на светофоре. Порядок построения математической модели цикла светофорного регулирования на пересечении городских улиц.
  
  курсовая работа [960,0 K], добавлен 18.03.2016
  

• Расчет длительности цикла светофорного регулирования

  Оценка планировочных параметров перекрестка. Расчет цикла светофорного регулирования. Расчет длительности промежуточного такта. Расчет основных показателей качества организации дорожного движения. Построение графика координированного управления.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.04.2016
  

• Анализ условий и организации движения на улице Речицкое Шоссе

  Анализ условий и организации движения на объекте улично-дорожной сети. Интенсивность и состав транспортного потока. Исследование и расчет задержек подвижного состава на перекрестке. Выбор типа светофорного регулирования и длительности его цикла.
  
  курсовая работа [635,0 K], добавлен 05.06.2011
  

• Расчет расхода топлива, стоимостной оценки ГСМ, токсичности отработавших газов автомобиля ЛАЗ-А141

  Расчет расхода топлива для автомобиля ЛАЗ-А141. Определение объемов выброса отработавших газов в атмосферу и токсичности по методике профессора Говорущенко Н.Я. Методы определения стоимости горюче-смазочных материалов, затрат на ремонт и обслуживание.
  
  курсовая работа [2,5 M], добавлен 03.11.2010
  

• Автомобильные двигатели

  Тепловой, динамический расчёт двигателя. Параметры рабочего тела, отработавших газов. Расчёт первого, второго такта, участка подвода тепла. Индикаторные параметры рабочего цикла. Эффективные параметры рабочего цикла. Построение индикаторных диаграмм.
  
  курсовая работа [687,6 K], добавлен 08.12.2008
  

• Организация дорожного движения

  Определение потоков насыщения для магистрали и для второстепенных дорог. Расчет длительности цикла светофорного регулирования. Построение графика координированного управления. Расчет задержек транспортных средств на подходах к регулируемому перекрестку.
  
  реферат [688,6 K], добавлен 14.06.2014
  

• Оптимизация транспортного маршрута с использованием логистического инструмента исследования

  Составление и исследование различных вариантов транспортного маршрута движения из дома на работу. Характеристика субъектов, объектов и факторов ограничения. Анализ событий и работ. Построение сетевого графика, расчет его параметров и оптимизация.
  
  курсовая работа [818,1 K], добавлен 15.04.2014
  

• Улучшение организации дорожного движения

  Проект улучшения организации дорожного движения на определенном участке улично-дорожной сети. Оценка условий, исследование интенсивности и состава движения по направлениям, поток насыщения. Назначение числа фаз и расчет элементов светофорного цикла.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.06.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам