Обеспечение безопасности дорожного движения

Анализ методов, использующихся для изучения столкновений с ударом сзади. Сущность метода зоны дилеммы. Обоснование использования усовершенствованного его варианта для движения попутного потока при подъезде к РПК, разработка путей снижения аварийности.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.12.2014
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современное общество не может существовать и развиваться без пространственного перемещения людей, средств и продуктов их труда. Основанный на использовании транспортной техники процесс удовлетворения данной общественной потребности организован в настоящее время таким образом, что его конечным результатом является не только достижение позитивной цели (в виде пассажирских, грузовых перевозок, осуществления естественного перемещения людей), но и транспортный травматизм, огромные убытки от повреждения техники и грузов. Наибольшие социальные и экономические потери, исчисляемые ежегодно сотнями тысяч травмированных людей, в том числе около 40 тысяч со смертельным исходом, многими триллионами рублей материального ущерба, приносит обществу дорожное движение - процесс сухопутного, наземного перемещения, материальной основой которого являются автомототранспортные средства и автомобильные дороги. По масштабу последствий дорожно-транспортную аварийность (ДТА) можно считать техногенной катастрофой.

В большинстве стран аварийность на автомобильном транспорте превратилась в одну из важнейших социально-экономических проблем. Не случайно положение о безопасности дорожного движения Организация Объединенных Наций характеризует как глобальный кризис. По данным Всемирного Банка ежегодный экономический ущерб превышает 500 млрд. долларов .

К сожалению, Беларусь не является исключением. Сегодня Беларусь переживает период бурной автомобилизации. Стремительно растет число автомобилей, повышается интенсивность транспортных потоков, меняются традиционные понятия о мобильности человека, о транспортной доступности территорий

Быстрый рост численности автопарка легковых автомобилей за последние годы и массовое включение в дорожное движение новых водителей и перевозчиков привели к существенному изменению условий дорожного движения. На протяжении последних лет в Беларуси отмечается снижение аварийности. И, несмотря на резкое увеличение автопарка в стране, прошедший год не стал исключением. По сравнению с 2010 годом, в 2011 году количество дорожно-транспортных происшествий уменьшилось на 7,8% (на 497 ДТП), число раненых -- на 538 человек, или 7,9%. Погибли в ДТП 1189 граждан (в 2010 году -- 1190). Такие данные привел в интервью, опубликованном на сайте Министерства внутренних дел, заместитель начальника управления ГАИ МВД Максим Подберезкин.

Сложная обстановка с аварийностью во многом определяется постоянно возрастающей мобильностью населения при имеющемся перераспределении перевозок от общественного транспорта к личному, увеличивающейся диспропорцией между приростом числа автомобилей и приростом протяженности улично-дорожной сети, не рассчитанной на современные транспортные потоки. Так, существующая дорожно-транспортная инфраструктура в городах фактически соответствует уровню 60 -100 автомобилей на 1 тыс. жителей, в то время как современный уровень обеспечения автомобилями уже превысил 200 автомобилей на 1 тыс. жителей.

Следствием такого положения является ухудшение условий движения, заторы, увеличение расхода топлива, ухудшение экологической обстановки и рост количества дорожно-транспортных происшествий. В настоящее время в городах и населенных пунктах происходит более 70 процентов всех дорожно-транспортных происшествий. Темпы прироста числа пострадавших в городах опережают темпы прироста количества дорожно-транспортных происшествий. Почти 60 процентов дорожно-транспортных происшествий (далее - ДТП), происходящих в городах, приходится на республиканские, краевые и областные центры.

Как показывает анализ, основной причиной подавляющего большинства ДТП является сознательное нарушение и водителями, и пешеходами правил дорожного движения. Это говорит о крайне низкой культуре поведения на дорогах, о безответственности и правовом нигилизме.

Современные масштабы потерь от аварийности в нашей стране таковы, что о деятельности, направленной на повышение безопасности дорожного движения (БДД), можно говорить как о решении задач по защите таких гарантированных Конституцией Республики Беларусь прав человека и гражданина, как право на жизнь, на охрану здоровья, на условия труда, отвечающие требованиям безопасности. И здесь решающее значение приобретает разработка и реализация системы мер экономического, правового, организационного, технического, медицинского характера, которые бы позволили максимально использовать возможности государства и общества для преодоления негативных последствий автомобилизации.

В этих условиях в последнее десятилетие проблема обеспечения безопасности дорожного движения приобрела особую остроту. Именно поэтому сегодня приоритетным направлением государственной политики на всех уровнях, является повышение безопасности дорожного движения.

Чтобы добиться снижения социального и экономического ущерба от дорожной аварийности в условиях постоянного роста автомобилизации, необходимо непрерывное развитие государственной системы обеспечения безопасности дорожного движения. И именно этим определяется выбор и актуальность данной темы.

Современное состояние обеспечения безопасности дорожного движения в рассматриваемом нами аспекте характеризуется наличием ряда проблем. Прежде всего, следует констатировать отсутствие должной системности в решении различных задач обеспечения безопасности дорожного движения, в частности, требуемой взаимосвязи между введением какого-либо режима движения и осуществлением контроля его соблюдения, что существенно снижает эффективность всего процесса безопасности дорожного движения.

Важное значение приобретает не только использование отечественного опыта, но и изучение, обобщение использования зарубежных материалов в сфере обеспечения безопасности дорожного движения. Вместе с тем имеющиеся работы не могут восполнить существующий пробел: на сегодняшний день практически отсутствуют комплексные исследования по административно-правовому регулированию обеспечения безопасности дорожного движения применительно к данному уровню государственного управления. Отмеченные обстоятельства обусловили выбор темы дипломного исследования.

1. Анализ методик

1.1 Отечественная модель Врубеля Ю.А. Белорусский национальный технический университет

К попутным столкновениям относится наезд сзади на движущееся или остановившееся транспортное средство. Наезд на стоящее транспортное средство не рассматривается как попутное столкновение. Временная граница между «остановившимся» и «стоящим» транспортным средством определяется, исходя из замедления м/с2 и времени реакции tp=1с:

,с (1.1)

где - скорость движения заднего автомобиля, м/с.

Если принять, что = , то для городских условий граничное время с, для загородных условий с. Как видно, примерно равно интервалу времени, с которого начинается взаимодействие транспортных средств, движущихся попутно по одной полое. Тогда можно утверждать, что если первое (переднее) транспортное средство остановилось до вхождения во взаимодействие со вторым (задним) транспортным средством, то оно квалифицируется как «стоящее» и наезд на него рассматривается как «наезд на препятствие». Если же первое транспортное средство, уже находясь во взаимодействии со вторым транспортным средством, начало останавливаться и на него совершен наезд сзади, то это квалифицируется как попутное столкновение, независимо от того, остановилось ли уже первое транспортное средство, или оно все еще продолжало двигаться.

Попутные столкновения зависят от количества маневров торможений или остановок, характера замедления и условий движения. Чем меньше маневров, чем плавнее торможение и лучше условия движения, тем меньше вероятность попутных столкновений.

По характеру замедления маневры торможения или остановки можно разделить на 2 типа - плановые (служебные) и случайные. Под плановым следует понимать такой маневр, при котором заранее известно время и (или) место его выполнения, при этом замедление не превышает, как правило, величины м/с2. Если же эти условия не выполняются, то маневр носит случайный характер. Примерами планового маневра является остановка у знака 2.5 «Проезд без остановки запрещен», остановка на уже давно горящий красный сигнал светофора, торможение при знаке ограничения скорости или своевременном обнаружении препятствия на проезжей части.

Случайные маневры имеют место тогда, когда заранее не известно ни время, ни место выполнения маневра и замедление, как правило, превышают величину м/с2. Примерами случайного маневра являются резкое, интенсивное торможение при неожиданном появлении на проезжей части, например, дикого животного; торможение, вызванное грубым нарушением правил одним из участников движения. Такие ситуации трудно прогнозируются, и опасность носит фоновый характер, хотя ее величина может сильно отличаться на различных участках улично-дорожной сети.

Гораздо более вероятны случайные маневры остановки или торможения, когда водители попадают в так называемую «зону дилеммы», в которой с равной вероятностью возможно принятие двух противоположных решений: тормозить и остановиться или же продолжить движение, возможно, с ускорением. Если в зону дилеммы попадают одновременно несколько водителей, то принимаемые ими решения могут быть противоположными. Однако, если первый водитель примет решение остановиться, то все остальные водители, независимо от ранее принятых ими решений, также вынуждены остановиться. При этом из-за необходимости принимать сложное решение - отменять ранее принятое и принимать новое, противоположное по содержанию; из-за малого временного интервала между транспортными средствами и из-за разных тормозных характеристик возникает вероятность попутного столкновения. Оно также возможно и в том случае, если второй (или последующий) водитель еще не вошел в зону дилеммы, но между его автомобилем и передним транспортным средством был относительно малый интервал, а переднее транспортное средство резко затормозило.

В принципе, зона дилеммы может возникнуть при выполнении любого маневра в нерегулируемом режиме движения, например, при конфликтных правых или левых поворотах. Она также может возникнуть при подъезде к стоп-линий на красный сигнал, когда водители по каким-либо признакам уверены, что красный сигнал вот-вот переключится и они проедут перекресток с хода, но переключение «почему-то» задерживается. Однако, наиболее часто зона дилеммы возникает при выключении зеленого сигнала или при маневре пересечения (слияния) на нерегулируемом перекрестке. Именно эти ситуации и будут рассмотрены ниже.

Регулируемый перекресток. Автомобиль приближается к стоп-линий в самом конце горения зеленого сигнала. Имеется в виду, что зеленое мигание на светофоре отсутствует, то есть после зеленого сигнала немедленно включается желтый сигнал. Скорость приближающегося автомобиля - , м/с. Нормальное, служебное торможение осуществляется с замедлением (м/с2), а аварийное, экстренное торможение - с замедлением (м/с2). Примем допущение, что водители довольно точно рассчитывают расстояние (или время) до точки остановки; что они стремятся не пользоваться аварийным торможением, вполне обоснованно опасаясь потери управляемости, наезда сзади, либо невозможности остановки в намеченной точке из-за внешних условий или состояния тормозной системы. Примем также допущение, что среднее время реакции водителя равно 1с.

Путь до полной остановки у стоп-линии при служебном торможении автомобиля, , равен:

, м. (1.2)

Этот путь без торможения автомобиль пройдет за время :

, с. (1.3)

При аварийном торможении с замедлением путь и время определяется аналогично:

, м. (1.4)

с. (1.5)

Если включение желтого сигнала застанет водителя на расстоянии большем, чем то для него дилеммы нет - он нормально затормозит и остановится у стоп-линии. Если сигнал застанет водителя на расстоянии меньшем, чем , то дилеммы также не будет - водитель в любом случае не успеет остановиться у стоп-линии, поэтому он продолжает движение, пересекая стоп-линию спустя время после включения желтого сигнала.

Если же включение желтого сигнала застанет водителя на расстоянии от стоп-линии меньшем, чем , но большим, чем , то возникает зона дилеммы, в которой практически с равной вероятностью может быть принято любое из двух противоположных решений - тормозить или продолжить движение (рисунок 1.1).

Параметры зоны дилеммы определяются из выражений:

,м; (1.6)

, с. (1.7)

Расположение центра зоны дилеммы относительно стоп-линии определится из выражений:

, м; (1.8)

, с (1.9)

Среднее замедление для остановки у стоп-линии при решении тормозить, принятом в центре зоны дилеммы, , равно:

, м/. (1.10)

Рисунок 1.1 - Зона дилеммы перед регулируемом перекрестке

Условные обозначения, входящие в рисунок 1.2 представлены ниже:

- расстояние до стоп-линии при аварийном торможении автомобиля; - расстояние до стоп-линии при служебном торможении;- протяженность зоны дилеммы; - расстояние от стоп-линии до центра зоны дилеммы. Показан момент выключения зеленого сигнала. Автомобили 1 и 2 проследуют через стоп-линию без остановки; автомобили 5 и 6 остановятся при служебном торможении. Автомобили 3 и 4, находящиеся в зоне дилеммы, либо применят аварийное торможение и остановятся, либо проследуют через стоп-линию без остановки.

Необходимо отметить, что если нет предупреждения о предстоящем выключении зеленого сигнала, то автомобиль будет «законно» проезжать стоп-линию еще спустя время после включения желтого сигнала. Если принять в качестве «стандартных» условий мокрую проезжую часть удовлетворительного качества ( = 0,4), на которой максимальное замедление не превышает 3,9 м/с2 ( = 3,9 м/с2), и разрешенную скорость 60 км/ч (17 м/с), то получим 3,2 с. Это значит, что спустя 3,2 с после включения желтого сигнала автомобили на «законных» основаниях будут выезжать на перекресток. Это обстоятельство приводит к необходимости применения больших переходных интервалов, что крайне невыгодно, т.к. из-за повышения загрузки полос резко увеличиваются экономические, экологические и аварийные потери. Поскольку территория собственно перекрестка в несколько раз дороже территории входов (для стандартного перекрестка - в 4 раза), то целесообразно возможные конфликты вынести на входы, где с ними значительно проще управляться. С этой целью следует исключить «законный» выезд на стоп-линию после включения желтого сигнала, для чего необходимо заранее оповещать водителей о предстоящем выключении зеленого сигнала (рисунок 3.3). Легко увидеть, что при сегодняшней длительности зеленого мигающего сигнала, равной =3 с проезд стоп-линий на «законных основаниях» возможен лишь в продолжении последних 0,2 с. Однако, при этом мы все еще заставляем водителей аварийно тормозить при 4 м/с2, что создает очаги аварийности (попутные столкновения) на входах. Чтобы ликвидировать эти очаги, необходимо уменьшить замедление до служебного, 2 м/с2, что потребует более раннего предупреждения о предстоящей смене зеленого сигнала: 5,25 с.

Именно эту цель преследует предложение ввести дополнительно три перемигивания зеленого сигнала, так называемый зеленый перемигивающий сигнал, что вместе с зеленым мигающим сигналом даст возможность предупредить водителей за 6 с до смены зеленого сигнала и практически ликвидировать очаги попутных столкновений.

1.2 Метод зоны дилеммы. Зарубежная модель

Следующим методом, использующимся для изучения столкновений с ударом сзади, является метод зоны дилеммы (в части определения ее местоположения, выявления сопутствующих параметров конфликтного объекта и транспортного потока, а также разработки мероприятий по нейтрализации ее влияния).

Зона дилеммы представляет собой отрезок дороги, попадая на который водитель должен сделать выбор - либо ускориться и проехать перекресток, либо резко затормозить и остановиться перед стоп-линией.

Зона дилеммы наиболее часто возникает у водителя, когда он, находясь на некотором расстоянии от РПК, видит, что для него загорается желтый сигнал. Если в зону дилеммы попадает одновременно несколько водителей, то принимаемые ими решения могут оказаться различными. В том случае, если водитель лидирующего автомобиля примет решение остановиться, то водитель ведомого автомобиля в любом случае, независимо от того, какое решение принял он до того, также будет вынужден остановиться. При этом из-за потери времени на перемену своего решения, малых интервалов времени между движущимися автомобилями и резкого торможения лидирующего автомобиля вероятность столкновения с ударом сзади многократно увеличивается.

Зарубежными авторами применяется два подхода к определению зоны дилеммы - «классическая» и «физическая» (с англ. «classical» и «physical» соответственно)[39,44,46]. Автором предлагается ввести определения «инертной» и «активной» зон дилеммы, что более точно характеризует рассматриваемые понятия. «Активная» зона дилеммы основывается на следующем принципе: если водитель попадает в зону дилеммы, то он может выбрать из двух вариантов - продолжить движение через перекресток, либо остановиться перед стоп-линией. Оба этих варианта в такой зоне дилеммы безопасны.

Понятие «инертной» зоны дилеммы базируется на несколько ином принципе - когда для водителя возникают такие условия при попадании в зону дилеммы, при которых он не может безопасно остановиться, но и проехать безопасно перекресток он тоже не может.

Местоположение зоны дилеммы может быть определено различными способами. В работах [48,39] зона дилеммы определяется как расстояние между двумя точками. Первая точка характеризуется тем, что в ней при загорающемся желтом сигнале 90% всех водителей останавливаются перед стоп-линией, а вторая - тем, что 90% всех водителей проезжают перекресток схода (соответственно только 10% водителей останавливаются).

В работе [40] предполагается, что начало зоны дилеммы, характеризуется тем, что 85% всех водителей останавливаются перед стоп линией в том случае, если у них в распоряжении есть 5 секунд и более до стоп-линии. Конец зоны дилеммы характеризуется точкой, в которой 85% всех водителей проезжают перекресток, при этом в их распоряжении менее 2 секунд до стоп-линии.

Другие исследователи [47] при определении начала зоны дилеммы базируются на соблюдении безопасной остановочной дистанции, которая главным образом зависит от скорости подхода автомобиля к перекрестку.

Для наглядности местоположение зоны дилеммы, согласно приведенным выше способам, лучше отразить следующем рисунке.

Визуально по графику можно сравнить имеющиеся способы определения местоположения зоны дилеммы и получить ее среднестатистическое местоположение. Границы зоны, основанные на безопасной остановочной дистанции, обычно имеют экспоненциальную зависимость. Границы, основанные на времени подъезда к перекрестку, имеют линейную зависимость. Проанализировав рисунок можно сделать вывод, что зона дилеммы имеет примерные границы 5,5 и 2,5 с до стоп-линии. Во многих источниках [41,43,49] данные времена приравниваются приблизительно к 90% и 10% водителей соответственно.

Рисунок 1.2 - Определение местоположения начала и конца зоны дилеммы

В работах [42,45] используется понятие «инертной» зоны дилеммы. Применяется следующая модель: автомобиль приближается к РПК со скоростью и находится на расстоянии до стоп-линии - в этот момент загорается желтый сигнал светофора. Водитель располагает несколькими возможностями: уменьшить скорость и остановиться у стоп-линии или ускориться и проехать перекресток на желтый сигнал. В зависимости от расстояния до стоп-линии и скорости движения зачастую у водителей нет уверенности в том, что они смогут безопасно остановиться или же проехать перекресток, до того как на него войдет транспортный поток другой фазы. Если водитель выберет остановку, то он начнет замедляться спустя некоторое время (время реакции водителя). Расстояние, которое пройдет автомобиль, будет включать: расстояние, пройденное за время реакции водителя и расстояние - за время замедления. Чтобы гарантировать безопасную и комфортную остановку перед стоп-линией должно выполняться следующее неравенство [42,45]:

, (1.11)

где - расстояние до стоп-линии в тот момент, когда загорается желтый сигнал светофора, м;

- скорость автомобиля на подходе к перекрестку, м/с;

- время реакции водителя, с;

- служебное замедление автомобиля, м/с2.

Последнее неравенство может использоваться также для определения минимального расстояния до стоп-линии (), при котором еще возможна остановка при загорающемся желтом сигнале [45:

, (1.12)

где - аварийное замедление автомобиля, м/с2.

Поэтому, если автомобиль находится на расстоянии меньшем от стоп-линии, чем расстояние при загорающемся желтом сигнале, то водитель будет не в состоянии остановиться безопасно. Следовательно, область дороги от стоп-линии до - это область, попав в которую при загоревшемся желтом сигнале, водитель не сможет безопасно остановиться (рисунок 1.3). Неравенство (1.12) показывает, что величина параметра зависит от скорости подхода, времени реакции водителя и величины аварийного замедления автомобиля.

Если водитель решит ускориться и проехать перекресток, то определение расстояния «очистки» будет базироваться на следующем уравнении, общий вид которого выглядит как [45]:

, (1.13)

где - расстояние «очистки» или максимальное расстояние до стоп-линии, при котором автомобиль может проехать перекресток в течение действия переходного интервала, м;

- ускорение автомобиля, м/с2.

Для того чтобы водитель имел возможность безопасно проехать перекресток должно соблюдаться неравенство [45]:

, (1.14)

где - ширина перекрестка, м;

- длина автомобиля, м;

- продолжительность переходного интервала, с;

- корректировка по расстоянию, чтобы после проезда перекрестка задняя часть автомобиля находилась вне него, м.

В случае если водитель находится на расстоянии большем от стоп-линии, чем расстояние при загорающемся желтом сигнале, то он не сможет проехать перекресток за время действия переходного интервала. Поэтому в ситуации, когда водитель находится в области, где он не сможет проехать перекресток без нарушения красного сигнала. Неравенство (1.14) показывает, что величина параметра зависит от скорости подхода, времени реакции водителя, величины ускорения, продолжительности переходного интервала и ширины перекрестка. Графическая интерпретация неравенства (1.14) представлена ниже на рисунке.

В нормативных источниках США [49,51,52] присутствует ссылка на два закона: «позволяющий желтый закон» и «ограничивающий желтый закон» (в переводе с англ.). Наличие, либо отсутствие (либо частичный учет) параметра в формулах зависит от действующего на конкретной территории закона.

«Позволяющий желтый закон» подразумевает, что водитель имеет право войти на перекресток в течение желтого сигнала, находиться на нем и покидать его в течение загоревшегося красного сигнала.

Рисунок 1.3 - Изображение областей и (инертная зона дилеммы)

«Ограничивающий желтый закон» имеет два варианта. В первом варианте автомобиль может въехать на перекресток только в том случае, если водитель уверен, что он покинет его в конце горения желтого сигнала (но никак не на красный сигнал). Это положение подразумевает, что продолжительность горения желтого сигнала должна быть достаточно долгой для того, чтобы позволить водителям, нуждающимся во времени, «очистить» перекресток, если они решили, что безопасно остановиться у них не получится. Во второй версии закона водитель не имеет права въехать на перекресток, если он имеет возможность безопасно остановиться.

Величина переходного интервала, реализуемая красным сигналом (в дополнение к желтому сигналу), представляет собой время необходимое для того, чтобы автомобиль пересек перекресток. Исследования, проводимые в США, показали, что наличие этого интервала является эффективным мероприятием в борьбе против зоны дилеммы, а конкретно, против проездов на красный сигнал.

Исследователи зоны дилеммы Келл и Фуллертон [45], а также Ротери и Олсон [24] предложили следующую формулу для вычисления продолжительности переходного интервала:

, (1.15)

где - продолжительность переходного интервала, с;

- продольный уклон проезжей части, выраженный десятичной дробью.

Первое слагаемое уравнения - это время, необходимое автомобилю, чтобы проехать расстояние до стоп-линии, в том числе, время на реакцию водителя. Наличие данного времени позволяет водителю остановиться перед стоп-линией в том случае, если фактическое расстояние до стоп-линии больше, чем остановочная дистанция, либо безопасно въехать на перекресток, если расстояние до стоп-линии меньше, чем остановочная дистанция. Второе слагаемое, это ни что иное, как продолжительность красного сигнала как части переходного интервала.

В источнике [50] минимальную безопасную остановочную дистанцию предлагается определять по формуле:

, (1.16)

где - коэффициент сцепления колеса с дорогой.

Преобразовав формулу для вычисления переходного интервала с учетом минимальной безопасной остановочной дистанции, можно получить следующее выражение [38]:

. (1.17)

На основе результатов исследований в работе [46] была получена таблица зависимостей продолжительности желтого и красного сигналов в переходном интервале от скорости подхода автомобиля к перекрестку и ширины перекрестка (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Продолжительности желтого и красного сигналов, составляющих переходной интервал

Скорость подхода автомобиля к перекрестку (), м/с

Продолжительность желтого сигнала (), с

Ширина перекрестка, м

9

15

21

27

33

Продолжительность красного сигнала в переходном интервале, с

11

3,0

1,4

1,9

2,5

3,0

3,5

13,2

3,2

1,1

1,6

2,0

2,5

3,0

15,4

3,6

1,0

1,4

1,8

2,1

2,5

17,6

3,9

0,9

1,2

1,5

1,9

2,2

18,8

4,3

0,8

1,1

1,4

1,7

2,0

22

4,7

0,7

1,0

1,2

1,5

1,8

В странах, где правилами дорожного движения практикуется «ограничивающий желтый закон», продолжительность желтого сигнала можно приравнять к значению, получаемому по уравнению (1.15). В данном варианте учитывается сумма обоих слагаемых.

В других странах - с «позволяющим желтым законом», продолжительность желтого интервала равняется значению первого слагаемого уравнения (1.15), причем продолжительность желтого сигнала должна составлять не менее 3 секунд.

Наряду с преимуществами, при использовании красного сигнала, как части переходного интервала, имеется и ряд недостатков, основными из которых являются: необходимость уменьшения продолжительности зеленого сигнала для других фаз; в часы «пик» наблюдается снижение пропускной способности РПК.

Так как параметры и представляют собой предельные расстояния до стоп-линии, то их взаиморасположение (в момент загорающегося желтого сигнала) определяется одним из следующих условий: ; ; [42,45].

Первое условие: когда - зона дилеммы (инертная) возникает в области пересечения двух других областей, в которых водитель «не может остановиться» и «не может проехать» (рисунок 1.4).

В рассматриваемом случае, попавший в зону дилеммы водитель может выбрать одно из двух решений: резко ускориться и проехать перекресток или резко замедлиться и остановиться у стоп-линии, но при первом решении он рискует столкнуться с потоком, начинающим движение, а при втором - попасть в аварию с автомобилем, движущемся непосредственно позади него (столкновение с ударом сзади).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.4 - Инертная зона дилеммы

Второе условие: когда , то зона дилеммы с вытекающими из нее проблемами исчезает (рисунок 1.5). Водитель, попавший в область «не может проехать» имеет возможность безопасно и комфортно остановиться, тогда как водитель, попавший в область «не может остановиться» - может ускориться и безопасно проехать перекресток.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.5 - Зона дилеммы отсутствует ()

Третье условие: когда , то водитель, оказавшийся в области между и , попадает в так называемую зону выбора (активную зону дилеммы) (рисунок 1.6). В данной зоне он имеет возможность либо безопасно и комфортно остановиться, либо безопасно проехать перекресток (причем без необходимости ускоряться).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.6 - Активная зона дилеммы ()

Данный анализ показывает, что опасная инертная зона дилеммы формируется только в случае когда .

Папакостас и Казамото в работах [46,49] рекомендуют изображать диаграмму и , чтобы разобраться в проблемах, создаваемых зоной дилеммы (рисунок 1.7). Такая графическая интерпретация позволяет определить: правильно ли спроектирована продолжительность переходного интервала, а также выявить диапазон скоростей в районе перекрестка.

На рисунке 1.7 кривые пересекаются в двух точках, что означает, что водители находятся в определенном скоростном диапазоне и в определенном диапазоне расстояния до стоп-линии. В данном диапазоне водители могут, как безопасно остановиться, так и проехать перекресток. На рисунке данный диапазон находится между скоростями и . Водители, находящиеся в области , не могут «очистить» перекресток, но имеют достаточно времени, чтобы комфортно остановиться со служебным замедлением.

Рисунок 1.7 - Диаграмма кривых и

Водители, оказавшиеся в области (лидирующий автомобиль , двигающийся со скоростью ), могут «очистить» перекресток, но не имеют возможности безопасно остановиться. Водители, попавшие в область (ведомый автомобиль , двигающийся со скоростью ), могут выполнить любой маневр (активная зона дилеммы). Водители, находящиеся в областях или попадают в зону дилеммы (инертную) и не могут выполнить никакого маневра успешно.

В источнике [46] предлагается производить расчет продолжительности переходного интервала по формуле:

, (1.18)

где - ускорение автомобиля (в рассматриваемом исследовании м/с2), м/с2;

- ускорение свободного падения (м/с2), м/с2;

Наличие второго слагаемого в данной формуле показывает, что расчет продолжительности переходного интервала осуществляется при условии действия «ограничивающего желтого закона». В таблице 1.2 приведены вычисленные по формуле (1.18) продолжительности переходного интервала для различного диапазона скоростей и различной ширины перекрестка.

Таблица 1.2 - Продолжительность переходного интервала

Параметр

Ширина перекрестка, м

24

27

30

33

36

39

Скорость, м/с

13,2

5,83

6,17

6,50

6,83

7,17

7,50

15,4

5,61

5,89

6,18

6,46

6,75

7,04

17,6

5,50

5,75

6,00

6,25

6,50

6,75

19,8

5,47

5,69

5,92

6,14

6,36

6,58

22

5,50

5,70

5,93

6,16

6,58

6,81

Проанализировав данные таблицы можно сделать следующие выводы: при постоянной скорости и увеличивающейся ширине перекрестка продолжительность переходного интервала возрастает; при постоянной ширине перекрестка и увеличивающейся скорости продолжительность переходного интервала сначала снижается, а затем возрастает. Однако на практике в развитых странах данные величины продолжительности переходного интервала (реализуемого только желтым сигналом) не применяются потому, что это требует увеличения длины цикла, что соответственно увеличивает задержки и снижает пропускную способность на РПК. Но при этом данный временной интервал используется как суммарная продолжительность желтого и красного сигналов в переходном интервале.

1.3 Усовершенствованный метод определения местоположения зоны дилеммы

В отечественных источниках для изучения и прогнозирования столкновений с ударом сзади используется метод замедлений (33). Сущность данного метода заключается в определении параметров зоны дилеммы. В работах [36] местоположение зоны дилеммы определяется исходя из двух расстояний: и . В зарубежной литературе для определения местоположения зоны дилеммы используют расстояния и (35).

Предлагается объединить отечественную и зарубежную модели и на их основе создать новую модель для определения местоположения зоны дилеммы. По мнению автора в отечественную модель необходимо внести расстояние , т. е. определять зону дилеммы исходя из трех приведенных выше расстояний. Для этого есть несколько причин: во-первых, не все автомобили, находящиеся в зоне дилеммы (при решении проезда), могут успеть проехать РПК в течение действия переходного интервала; во-вторых, на регулируемых объектах вероятность столкновений с ударом сзади в значительной мере зависит от параметров светофорного регулирования, в первую очередь, от величины переходного интервала, а - это расстояние, характеризующее данный интервал.

Варьируя данными расстояниями можно определить местоположение зоны дилеммы и ее тип (активная или инертная). Причем расстояния и не меняют своего положения по отношению друг к другу (так как, будет всегда находиться ближе к стоп-линии, чем ). Меняет свое положение относительно остальных только расстояние , так как оно зависит от параметров светофорного регулирования и ширины РПК. Теоретически, в новой модели возможно пять комбинаций, которые рассмотрены ниже (рисунки 1.81.12).

На рисунке 2.1 изображен случай, когда . Водитель автомобиля, находящегося в зоне , имеет в своем распоряжении только одно единственно верное решение, то есть - проезд РПК (так как до стоп-линии он уже безопасно остановиться не сможет). Водитель автомобиля, находящегося на расстоянии до стоп-линии меньшем, чем , то есть в зоне (не говоря уже о зоне ), также до стоп-линии безопасно остановиться не успеет. Если автомобиль находится на расстоянии от стоп-линии - в зоне , то водитель сможет остановиться при замедлении (то есть меньше аварийного, но больше служебного). При нахождении на расстоянии и более, водитель сможет остановиться с замедлением и соответственно.

В зоне возникает инертная зона дилеммы, то есть водитель не сможет проехать безопасно РПК, так как находится на расстоянии до стоп-линии большем чем , и не сможет безопасно остановиться у стоп-линии, так как находится на расстоянии меньшем чем . Следовательно, в данном случае зона дилеммы ограничена расстояниями и .

Рисунок 1.8 - Расположение зоны дилеммы в случае

На рисунке 1.9 изображен случай, когда .

Рисунок 1.9 - Зона дилеммы отсутствует в случае

Водитель автомобиля, находящегося в зоне , имеет единственную возможность - проезд РПК, а водитель автомобиля, находящегося на расстоянии до стоп-линии (в зоне ) может успеть остановиться при использовании аварийного замедления. В зоне водитель имеет возможность остановиться с замедлением . На расстоянии и более водитель остановится с замедлением и соответственно. В данном варианте зона дилеммы отсутствует. Если аварии будут случаться при таких условиях, то естественно они будут являться следствием грубых ошибок водителей (или их нерешительности в принятии решений), так как в данном случае зона дилеммы на принятие водителями решений не влияет.

На рисунке 1.10 изображен случай, когда . Водитель, находящийся на расстоянии и менее, то есть в зонах или , имеет возможность проехать РПК. Если автомобиль находится на расстоянии до стоп-линии - в зонах или , то водитель сможет остановиться при замедлении . В данном случае зона дилеммы возникает в зоне , причем активная (то есть водитель имеет возможность как проехать РПК, так и остановиться с замедлением ). Водитель автомобиля, находящегося в зоне , имеет единственную возможность - остановиться с замедлением . Данный случай также безопасен, так как присутствует активная зона дилеммы (в зоне ). Здесь, так же как и в предыдущем случае, аварии случаются по вине водителей из-за грубых нарушений ими Правил или их нерешительности (сначала начал разгоняться, чтобы проехать РПК, однако затем передумал и предпринял резкое торможение).

Рисунок 1.10 - Расположение зоны дилеммы в случае

На рисунке 1.11 изображен случай, когда . Водитель, находящийся на расстоянии и менее, так же как и в предыдущем случае, имеет возможность проехать РПК. Водитель, находящийся на расстоянии - остановится перед стоп-линией при использовании аварийного замедления , но, находящийся уже в зоне - безопасно остановиться не успеет. Водитель автомобиля - в зоне остановится с замедлением . Зона дилеммы возникает в зоне , причем также активная. Если автомобиль находится в данной зоне, то водитель имеет возможность, как безопасной остановки у стоп-линии, так и безопасного проезда РПК. Присутствие активной зоны дилеммы позволяет отнести этот случай к разряду безопасных - то есть, в каждой зоне, изображенной на рисунке, водитель имеет как минимум одно верное решение, которое не приведет к аварии, а в определенных зонах - он может выбрать любое из двух безопасных решений.

Рисунок 1.11 - Расположение зоны дилеммы в случае

На рисунке 1.12 изображен случай, когда .

Рисунок 1.12 - Расположение зоны дилеммы в случае

Водитель автомобиля, находящегося на расстоянии и менее, то есть в зонах , или , имеет возможность проехать РПК. Водитель - на расстоянии - остановится перед стоп-линией при использовании замедления , но находящийся уже в зоне - остановиться безопасно не сможет. Водитель, находящийся в зоне , остановится с замедлением . Первая зона дилеммы (активная) возникает в зоне . Водитель, находящийся в этой зоне, имеет две возможности: проехать РПК или остановиться с замедлением , причем оба варианта безопасны. Вторая зона дилеммы (также активная) возникает в зоне , попав в которую водитель может, как проехать РПК, так и остановиться с замедлением - причем и эти два варианта также безопасны.

Таким образом, самым безопасным с точки зрения влияния зоны дилеммы, является второй случай, так как в нем отсутствует зона дилеммы. Остальные случаи (с третьего по пятый) также в какой-то мере являются безопасными, так как в них имеет место активная зона дилеммы. В данных случаях зона дилеммы не влияет на выбор водителей, потому что они могут выбрать как безопасную остановку, так и безопасный проезд РПК. Аварии в данных случаях могут произойти только по причине неуверенных действий водителей, например, когда водитель решил сначала ускориться и проехать РПК, а затем резко затормозить и остановиться у стоп-линии по причине неуверенности в том, что сможет проехать РПК за время переходного интервала.

Самым опасным с точки зрения аварийности является первый случай, так как имеет место инертная зона дилеммы в зоне . В данной зоне водитель автомобиля не сможет безопасно остановиться, так как ему при выборе остановки придется применить аварийное замедление и с большой вероятностью произойдет выезд автомобиля на территорию пешеходного перехода. Такие ситуации и провоцируют столкновение с ударом сзади. Также в этой зоне водитель не сможет, не создавая помех другому потоку, проехать РПК (при выборе водителем данного автомобиля решения по проезду РПК), так как будет проезжать часть его (или весь целиком) на красный сигнал светофора, что, в свою очередь, может стать причиной как столкновений под углом 900, так и наездов на пешеходов (к примеру, на отдаленном пешеходном переходе).

Тогда данные выражения примут итоговый вид

; (1.19)

. (1.20)

В том случае, если водитель решит проехать РПК, то для безопасного проезда он должен будет находиться в зоне ограниченной расстоянием . Формула для определения этого расстояния выведена автором на базе неравенства (1.14).

, (1.21)

где - величина отнесения первого пешеходного перехода, м;

- ширина первого пешеходного перехода, м;

- расстояние от первого пешеходного перехода до границы пересекающей проезжей части, м;

- ширина РПК, м;

- расстояние от границы пересекающей проезжей части до второго пешеходного перехода, м;

- ширина второго пешеходного перехода, м;

- длина автомобиля, м;

- продолжительность переходного интервала, с;

- ускорение автомобиля, м/с2;

- корректировка по расстоянию, чтобы после проезда перекрестка задняя часть автомобиля находилась вне его (рисунок 1.13), м.

Рисунок 1.13 - Механизм определения общего параметра

Для простоты расчетов формулу (1.21) можно переписать в виде

. (1.22)

Первое слагаемое в формуле (1.22) отражает положение автомобиля в то время, когда для него загорится красный сигнал. Третье слагаемое показывает расстояние, пройденное автомобилем под действием ускорения.

Для определения величины ускорения при проезде РПК на желтый сигнал светофора Газисом была предложена следующая эмпирическая формула [41]

. (1.23)

Далее следует построить графики кривых , , в осях ,. Причем, искомые расстояния определяются для лидирующего автомобиля.

Определив формулы и взаимное расположение искомых расстояний , , можно найти величину и местоположение зоны дилеммы, используя следующие формулы

- для первого случая (рисунок 1.8):

; (1.24)

- для третьего случая (рисунок 1.10):

; (1.25)

- для четвертого случая (рисунок 1.11):

; (1.26)

- для пятого случая (рисунок 1.12 ):

; (1.27)

. (1.28)

Подставив выражения (1,19) и (1,22) в формулу (1.24) получим выражение для определения величины инертной зоны дилеммы для первого случая

. (1.29)

Расстояния, определенные по формулам (1.19) и (1.20), автомобиль без торможения пройдет за время и соответственно

; (1.30)

. (1.31)

Время, за которое автомобиль без торможения пройдет расстояние (по первому случаю), равно

. (1.32)

Для изучения времени предупреждения о предстоящей смене сигнала светофора можно использовать следующую формулу, базирующуюся на формуле (1.31):

. (1.33)

Определять какую-либо величину замедления в зоне дилеммы (например, для первого случая) нет смысла, так как расстояние , которое служит началом зоны дилеммы, итак подразумевает величину замедления, равную . Однако по следующей формуле можно определить замедление в центре зоны на подъезде к зоне дилеммы

. (1.34)

На практике с помощью графика имеется возможность проследить, как изменяется замедление автомобиля от величины времени на подъезде к инертной зоне дилеммы (в зоне , рисунок 1.8), тем самым исследуя степень информируемости водителя о смене сигнала.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

- время реакции водителя, с; - время запаздывания срабатывания тормозного привода, с; - время нарастания замедления, с; - время торможения с установившимся

замедлением, с; - установившееся замедление, м/с2; - скорость движения перед

торможением, м/с; - скорость в конце нарастания замедления, м/с; - скорость

в конце торможения, м/с

Так как мы рассматриваем в качестве лидир и ведом легковые автомобили, то время запаздывания срабатывания тормозного привода принимаем равным 0,2.

Таблица 1.3 - Определение времени нарастания замедления в зависимости от его величины

Величина замедления, м/с2

1,20

2,24

3,28

4,32

5,36

5,80

8,10

Величина времени нарастания замедления, с

0,46

0,43

0,40

0,37

0,34

0,32

0,25

Замедление, начальная скорость торможения и величина фактического тормозного пути являются одними из основных параметров при составлении модели конфликтного взаимодействия автомобилей, попавших в инертную зону дилеммы. Исследование искомых параметров производилось с помощью измерителя эффективности тормозных систем «Эффект» (рисунок 1.14) на 38 самых аварийных РПК г. Гомеля [27,28,29,30]. Используемый прибор, кроме перечисленных, также измеряет и другие параметры: норма тормозного пути, приведенная к реальной начальной скорости торможения; длительность нажатия на тормозную педаль; усилие водителя на педаль; линейное отклонение. Однако данные параметры не представляют в данной работе никакого интереса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.14 - Измеритель эффективности тормозных систем «Эффект» (в действии)

Исследуемые РПК были классифицированы по следующим характеристикам:

- на РПК отсутствуют дублирующие светофоры (на 2 РПК из 38);

- на РПК имеются светофорные объекты (СФО) с таймером (на 2 РПК);

- на РПК имеются СФО, вынесенные над проезжей частью (на 4 РПК);

- при подъезде к РПК видимость сигналов светофора менее 150 м (на 10 РПК);

- на РПК имеются входы с полосами, на которых динамический коэффициент приведения состава ТП более 1,25 (на 31 РПК);

- на РПК имеются СФО с продолжительностью красно-желтого сигнала 3 с (на всех 38 РПК).

При исследовании столкновений с ударом сзади методом зоны дилеммы построение модели конфликтного взаимодействия базируется на ряде рассмотренных параметров, одним из важнейших при этом является параметр замедления. В Республике Беларусь такие исследования проводились достаточно давно [1] и на сегодняшний день уже не совсем соответствуют современным условиям (интенсивность движения, качество дорог, технические характеристики автомобилей и т. п.). В итоге, проведя вышеописанные измерения и классифицировав РПК по ряду значимых характеристик, удалось определить служебное замедление, величина которого составила в среднем 3,28 м/с2, хотя в ряде литературных источников [1,2,3,13], а также при осуществлении расчетов, связанных с этим показателем, используется значение равное 2 м/с2. Хотя исследования проводились на РПК г. Гомеля, их результаты достаточно унифицированы и могут быть успешно применены в дальнейших исследованиях по этой тематике и при построении модели.

8,1 м/с2 - величина аварийного замедления [32,33]. Последняя величина была определена экспериментальным путем с применением прибора «Эффект». Для обеспечения безопасности исследования проводились за городом с имитацией резкой остановки автомобиля перед стоп-линией. Данная величина замедления была определена как максимальная, которая получена в ходе 100 замеров.

1.4 Комплексное определение параметров дорожного движения на регулируемом перекрестке

Место проведения работы регулируемый перекресток Советская-Федюнинского. Время измерений 12.00-14.00 часов.

Ознакомившись с работой перекрестка, продолжительность цикла регулирования и продолжительность горения зеленого сигнала. Затем в течение 10 светофорных циклов фиксируется:

1) число и тип ТС, прибывающих на красный сигнал, ;

2) число и тип ТС, прибывающих на зеленый сигнал, но вынужденных остановиться из-за наличия очереди, ;

3) число и тип ТС, прибывающих в заданном цикле, но вынужденных остаться на второй цикл,; в строке следующего циклами автомобили либо повторяются, либо вместо них ставится символ «//» (в строке, где автомобили из предыдущего цикла стоят в начале записи, они уже входят составной частью в число (желательно для большей точности результатов, чтобы в первом и последнем светофорных циклах было );

4) число ТС в очереди :

; ,

где максимальное число транспортных средств, прошедших стоп-линию за время горения зеленого сигнала;

5) время рассасывания очереди , с, .

Предлагается следующая форма записи в каждом цикле:

В этой записи:

символ « / » отделяет ТС, прибывшие на красный сигнал;

символ « ' » отделяет ТС, остающиеся на 2-й цикл;

число означает время рассасывания очереди , с.

При этом острие фигурной скобки последнего символа отделяет очередь остановившихся ТС (число ) от движущихся безостановочно. Если в данном цикле все автомобили останавливались, то , , а символы «фигурная скобка» и « ' » ставятся вместе.

По результатам 10 замеров определяется среднее значение указанных выше параметров на каждой полосе движения.

Далее определяются следующие параметры ИД на полосе :

, авт./с; , авт./ч; (1.35)

интенсивность прибытия ТС на зеленый сигнал :

, авт./с (1.36)

динамический коэффициент приведения состава ТП :

, (1.37)

где общее число ТС данной группы;

частный коэффициент приведения данной группы (таблица 1.4);

поток насыщения :

, авт./с, (1.38)

, если ; (1.39)

, если ; (1.40)

, если ; (1.41)

где коэффициент условий,

, (1.42)

где коэффициент сцепления, , (таблица 1.5);

коэффициент неровности на ПЧ, , (таблица 1.5);

коэффициент продольного уклона, , (таблица 1.5);

коэффициент загрузки полосы движением :

, (1.43)

где доля ЗС в цикле,

; (1.44)

коэффициент приращения очереди :

; (1.45)

средняя длина очереди , выраженная:

а) в автомобилях :

, авт.; (1.46)

б) в метрах :

, м; (1.47)

удельное число остановок автомобиля :

, ост./авт.; (1.48)

коэффициент безостановочной проходимости :

. (1.49)

Удельная задержка по экспериментальным исходным данным , с/авт., примерно равная:

, с/авт.; (1.50)

доля перенасыщенных циклов :

, (1.51)

где число перенасыщенных циклов (когда часть ТС остается на второй цикл);

число циклов измерения;

Таблица 1.4 - Коэффициенты приведения транспортного средства

№ п/п

Тип транспортного средства

Группа

Индекс

1

Мотоциклы, мотороллеры, мопеды

Мотоциклы

М

0,5

0,7

0,4

2

Легковые, грузопассажирские, микроавтобусы

Легковые

Л

1,0

1,0

1,0

3

Грузовые, тракторы, сельскохозяйственные машины

Грузовые

Г

2,0

1,4

1,7

4

Автопоезда, тракторные поезда

Автопоезда

П

3,5

2,3

3,0

5

Автобусы, троллейбусы

Общественный транспорт

О

3,0

2,0

8,0

6

Сочлененные автобусы, троллейбусы

Сочлененные

С

4,0

2,6

14,0

Таблица 1.5 - Значение коэффициентов условий

Индекс

Оцениваемый параметр

Расчетные значения

Коэффициент сцепления ц

ц

0,1

0,2

0,3

>0,3

2,0

1,5

1,2

1,0

Неровности на ПЧ h

h

10…20

20…50

50…100

св. 100

тип

1,0

1,2

1,5

2,0

одиночные

1,05

1,3

1,6

2,1

повторяющ.

Продольный уклон б

=1±0,04·бо, где бо - угол наклона (+) - подъем; (-) - спуск

1.5 Исследование мгновенных скоростей лидирующего и ведомого автомобилей, временного интервала и дистанции между ними

Для исследования характера изменения скорости и дистанции в зоне дилеммы и на подъезде к ней необходимо обладать соответствующей методикой для измерения данных параметров [35,3637]. Для этих целей ниже разработана следующая методика, базирующаяся на схожем подходе, изложенном в работе [2].

Методика проведения измерений

Место проведения замеров выбирается на перегоне улицы вблизи РПК в «час пик». Рядом с проезжей частью выбирается свободная площадка, с которой хорошо просматривается улица на расстоянии 50-60м. Замеры выполняются для транзитной полосы движения. Время прохождения автомобилем мерного участка в среднем с, для этого протяженность участка должна быть в пределах 40-60м. Сбор информации осуществляется с помощью видеокамеры или фотоаппарата (имеющего функцию видеосъемки) по схеме, изображенной на рисунке 1.15

Рисунок 1.15 - Схема проведения замеров мгновенных скоростей и дистанции


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.