Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение экономической эффективности увеличения радиуса кривой в плане

Цель задания: изучить методику и выполнить технико-экономические расчеты по обоснованию эффективности увеличения радиуса кривой в плане.

Исходные данные

1 На участке автодороги II категории имеется кривая радиусом 200 м и длиной 200 м.

2 При реконструкции дороги предусматривается увеличить радиус кривой до величины 1050 м, при этом величина угла поворота равна 9о.

3 Интенсивность движения на участке дороги в год реконструкции равна 2930 авт/сут, ежегодный ее прирост расчетного срока эксплуатации Т = 20 лет 2,2 %.

4 Ширина проезжей части дороги равна 7,5 м.

5 Капитальные затраты в реконструкцию дороги составляют 300000 эквивалентных денежных единиц (э. д. е.) на 1 км.

Теоретические основы выполнения задания

Критическая (максимально допустимая) скорость криволинейного движения автомобиля по заносу

, (1.1)

где g - ускорение силы тяжести; R - радиус траектории движения; - поперечный коэффициент сцепления шин с дорогой.

Критическая скорость криволинейного движения по опрокидыванию

, (1.2)

где B - колея транспортного средства; h - высота центра масс;

- коэффициент поперечной устойчивости.

Увеличение радиуса кривой в плане требует дополнительных капитальных затрат

, (1.3)

где - затраты на реконструкцию одного километра автомобильной дороги; - длина реконструированного участка дороги.

Протяженность участка автомобильной дороги, который подлежит реконструкции

, (1.4)

где - угол поворота автомобильной дороги, град.

Ежегодные потери от дорожно-транспортных происшествий при существующих условиях движения

, (1.5)

где - среднесуточная интенсивность движения транспортных средств в t-м году; - протяженность прямых участков дороги, по которым необходимо учитывать затраты ();

- расходные ставки потерь от ДТП, соответственно, на прямых участках дороги и на кривых в зависимости от года расчетного периода,

[1].

Расходная ставка потерь от ДТП в каждом последующем году

, (1.6)

где - расходная ставка потерь от ДТП в предыдущем году; - приращение расходной ставки в каждом году расчетного периода.

Ежегодные потери от ДТП после проведения реконструктивных мероприятий на автодороге

. (1.7)

Среднесуточная интенсивность движения автомобилей в каждом году расчетного периода рассчитывается следующим образом

, (1.8)

где - среднесуточная интенсивность движения автомобилей в исходном году; g - прирост интенсивности движения автомобилей за каждый t-й год расчетного периода.

Ежегодные потери от ДТП приводятся к исходному году с использованием следующей зависимости

, (1.9)

где - коэффициент приведения затрат к исходному году; Е - норматив приведения разновременных затрат, Е=0,08 [1]; t - число лет, отделяющее год осуществления затрат от базового года, к которому приводятся все затраты.

За счет снижения возможных потерь от ДТП экономический эффект от увеличения радиуса кривой в плане

, (1.10)

где - соответственно, приведенные затраты при существующих условиях движения автомобилей и после проведения реконструктивных мероприятий.

Коэффициент эффективности и срок окупаемости капитальных вложений

(1.11)

В случае, если увеличение радиуса кривой будет эффективно. Безопасность движения оценивается коэффициентом безопасности:

, (1.12)

где - соответственно, скорость криволинейного движения и на прямом горизонтальном отрезке дороги.

Выполнение работы:

Протяженность имеющегося участка кривой (формула (1.4)):

l'kp=3.14·0,200·12/180=0,042 м.

Протяженность участка автодороги, который подлежит реконструкции:

lkp=3.14·0,900·9/180=0,188 м.

Протяженность прямых участков автодороги, по которым необходимо учитывать затраты:

lnp=0,188- 0,042 = 0,146 м.

Среднесуточная интенсивность на следующий год (формула (1.8)):

N1=2930·(1+0.022)1=2994,5 авт/сут.

Расходная ставка потерь на следующий год(формула 1.6):

=0,003+0,00007=0,00307 э.д.е./авт·км

Расходная ставка потерь на следующий год для нереконструиромого участка (формула 1.6):

=0,0175+0,00036=0,01786 э.д.е./авт·км

Расходная ставка потерь на следующий год для реконструиромого участка (формула 1.6):

=0,00243+0,00005=0,00248 э.д.е./авт·км

Потери от ДТП при сохранении условий на следующий год (формула (1.5)):

С1=365·2994,5·(0,146·0.00307+0,042·0,01786)=1309,8 э.д.е.·км.

Приведенные потери от ДТП при сохранении условий на следующий год (формула (1.9)):

С1пр=1309,8/(1+0,08)1=1212,7 э.д.е.·км.

Потери от ДТП после реконструкции на следующий год (формула (1.7)):

С1рек=365·2994,5·0,188·0,00248=509,6 э.д.е.·км.

Приведенные потери от ДТП после реконструкции на следующий год (формула (1.9)):

С1пррек=509,6/(1+0,08)1=471,8 э.д.е.·км.

Результаты остальных расчетов сведены в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 - Расчет параметров на исходной и реконструированной модели

Номер года	Nt авт/сут	Сntnp·10-3 э.д.е./авт·км	Сntkp э.д.е./авт·км	Сntрkp э.д.е./авт·км	Сt, э.д.е.·км	Сtnp, э.д.е.·км	Сtрек, э.д.е.·км	Сtnpрек, э.д.е.·км
0	2930	0,003	0.0175	0,00243	1254,5	1254,5	488,6	488,6
1	2994,5	0,00307	0.01786	0,00248	1309,8	1212,7	509,6	471,8
2	3060,3	0,00314	0.01822	0,00253	1366,9	1171,9	531,3	455,5
3	3127,7	0,00321	0.01858	0,00258	1425,9	1131,9	553,7	439,6
4	3196,5	0,00328	0.01894	0,00263	1486,8	1092,9	576,9	424
5	3266,8	0,00335	0.0193	0,00268	1549,7	1054,7	600,8	408,9
6	3338,7	0,00342	0.01966	0,00273	1614,7	1017,5	625,4	394,1
7	3412,1	0,00349	0.02002	0,00278	1681,8	981,31	650,9	379,8
8	3487,2	0,00356	0.02038	0,00283	1751	946,04	677,2	365,9
9	3563,9	0,00363	0.02074	0,00288	1822,5	911,72	704,3	352,3
10	3642,3	0,0037	0.0211	0,00293	1896,3	878,36	732,3	339,2
11	3722,4	0,00377	0.02146	0,00298	1972,5	845,96	761,2	326,5
12	3804,3	0,00384	0.02182	0,00303	2051	814,5	791	314,1
13	3888	0,00391	0.02218	0,00308	2132,1	783,98	821,7	302,1
14	3973,6	0,00398	0.02254	0,00313	2215,8	754,39	853,4	290,6
15	4061	0,00405	0.0229	0,00318	2302,1	725,72	886,2	279,4
16	4150,3	0,00412	0.02326	0,00323	2391,1	697,95	919,9	268,5
17	4241,6	0,00419	0.02362	0,00328	2483	671,07	954,7	258
18	4334,9	0,00426	0.02398	0,00333	2577,7	645,06	990,6	247,9
19	4430,3	0,00433	0.02434	0,00338	2675,4	619,92	1028	238,1
20	4527,8	0,0044	0.0247	0,00343	2776,1	595,61	1066	228,6
Итого		18807,7		7273,5

Экономическая эффективность от увеличения радиуса кривой (по формуле (1.10)):

Э = 18807,7 - 7273,5= 11534,2 э.д.е.·км

Капвложения на увеличение радиуса (по формуле (1.3)):

К=300000·0,188 = 56400 э.д.е.

Коэффициент эффективности капвложений (по формуле (1.11)):

Еф=11534,2/56400 = 0,205

Срок окупаемости (формула (1.11)):

Ток=56400 /11534,2= 4,89 г.

Критическая скорость по условиям заноса до реконструкции (формула (1.1)):

Критическая скорость по условиям заноса после реконструкции (формула (1.1)):

Критическая скорость по условиям опрокидывания до реконструкции (формула (1.2)):

Критическая скорость по условиям опрокидывания после реконструкции (формула (1.2)):

Коэффициент безопасности движения до реконструкции (формула (1.12)):

Кб=45,9/90=0,51

Коэффициент безопасности движения после реконструкции (формула (1.12)):

Кб=97,2/90=1,08

Экономическая эффективность увеличения радиуса кривой с 200 м до 900 м составляет 11534,2 э.д.е., коэффициент эффективности больше 0,12 (0,205) и нормативный срок окупаемости меньше 8 лет (4,89 г.), следовательно, увеличение радиуса кривой эффективно. Коэффициент безопасности движения до и после реконструкции составил соответственно: 0,51 и 1,08.

Исследование неравномерности транспортных потоков

Цель задания: выявить закономерности транспортных потоков на перекрестке городских улиц.

Исходные данные

Перекресток ул. Машиностроителей и Голодеда города Минска.

Уровень доверительной вероятности статистической выборки - 0,9.

Допустимая абсолютная погрешность учета - 1.

Среднее значение статистического габарита транспортных средств в потоке - 7 м.

Интервал времени, через который фиксируется интенсивность транспортного потока, - 1 мин.

Максимально допустимая скорость движения автомобилей - 50 км/ч.

Суммарное время реакции водителя и срабатывания тормозного привода - 3 с.

Замедление лидирующего и ведомого автомобилей принять соответственно 3 и 2,8 м/с2.

Теоретические основы выполнения задания

Неравномерность интенсивности движения оценивается коэффициентом неравномерности , представляющим собой отношение фактической интенсивности за рассматриваемый период к средней интенсивности за более длительный промежуток времени . (2.1)

Достаточная численность выборки при статистических исследованиях случайной величины

(2.3)

где t - показатель надежности статистической выборки; К - показатель точности учета интенсивности транспортного потока; b, c - коэффициенты.

t = 1,645; t2 = 2,705; b = - 0,0564; с = 0,8252.

Показатель точности учета интенсивности транспортного потока

, (2.4)

где - допустимая абсолютная погрешность учета; - значение генерального среднеквадратического отклонения:

, (2.5)

где - соответственно, предполагаемое минимальное и максимальное значение интенсивности транспортного потока.

Максимальное значение интенсивности транспортного потока может быть определено в зависимости от предполагаемого минимального интервала движения транспортных средств

, (2.6)

где - интервал времени, через который фиксируется интенсивность транс портного потока; D - динамический габарит транспортного средства; - максимально допустимая скорость движения. Динамический габарит:

, (2.7)

где - длина автомобиля; d - дистанция безопасности; v - скорость автомобиля (); t - суммарное время реакции водителя и срабатывания тормозного привода;

- замедление, соответственно, лидирующего и ведомого автомобилей.

Приведенная интенсивность транспортного потока

, (2.8)

где - фактическая интенсивность определенного типа транспортных средств; - соответствующий коэффициент приведения (для легковых автомобилей - 1; грузовых автомобилей - 2; автобусов - 2,5; автопоездов - 4).

На основе выполненных исследований определяются статистические характеристики приведенной интенсивности транспортного потока

1) математическое ожидание

; (2.9)

2) дисперсия

; (2.10)

3) среднеквадратическое отклонение

; (2.11)

4) коэффициент вариации

. (2.12)

Для того чтобы сгруппировать результаты исследований в статистический ряд, определяют фактический размах вариационного ряда и количество интервалов, на которое его необходимо разделить

. (2.13)

Величина интервала группировки статистических данных

. (2.14)

Полученная величина округляется до ближайшей целой величины кратной размаху вариационного ряда.

Оценка приведенной интенсивности транспортного потока осуществляется по уровню загрузки автомобильной дороги

. (2.15)

Расчетная пропускная способность многополосной городской магистрали

, (2.16)

где Р - пропускная способность одной полосы при идеальных условиях движения, принимаем (Р=1800 ед/час); n - число полос; E - коэффициент многополосности;

- коэффициент, учитывающий влияние пересечения, б=0,85.

Выполнение работы:

Динамический габарит транспортного средства (формула (2.7)):

D=7+50·3/3,6+(50/3,6)2/2·(1/3-1/2.8)=46,37 м.

Максимальное значение интенсивности транспортного потока (формула (2.6)):

Rmax=(60·50/3,6)/46,37=18 ед/мин

Rmin=3 ед/мин

Значение генерального среднеквадратического отклонения (формула (2.5)):

д=(18-3)/6=2,5

Показатель точности учета интенсивности транспортного потока (формула (2.4)):

К=1/2,5=0,4

Достаточная численность выборки (формула 2.3)):

n=2.705·(1-0.0564·0.4+0.8252·0.16)/0.16=19

Результаты наблюдения интенсивностей приведены в таблице 2.1.

транспортный поток скорость автомобиль безопасность

Таблица 2.1 - Результаты наблюдения интенсивностей

Время	Интенсивность	Приведенная интенсивность
час	мин	легк.	гр.	авт.	автопоезда
16	11	10	2	1	1	20,5
16	12	11	1	0	0	13
16	13	14	2	0	1	22
16	14	11	3	0	1	21
16	15	13	3	1	1	25,5
16	16	17	4	1	1	31,5
16	17	7	2	1	0	13,5
16	18	19	4	2	1	36
16	19	6	4	1	0	16,5
16	20	15	3	1	1	27,5
16	21	11	3	0	1	21
16	22	8	1	1	0	12,5
16	23	11	3	0	2	25
16	24	17	2	0	1	25
16	25	14	3	0	2	28
16	26	8	4	0	1	20
16	27	13	3	1	0	21,5
16	28	15	2	1	1	25,5
16	29	14	2	0	0	18

Статистические характеристики приведенной интенсивности транспортного потока:

- математическое ожидание (формула (2.9)):

=423,5/19 = 22,29 ед/мин

- дисперсия (формула (2.10)):

DNn=691,66/19 = 36,40

- среднеквадратическое отклонение (формула (2.11)):

дNn== 6,03

- коэффициент вариации (формула (2.12)):

н = 6,03/22,29 = 0,271

Количество интервалов группировки (формула (2.13)):

К=1+3,321·lg(19) = 5

Величина интервала группировки статистических данных (формула(2.14)):

I=(36-13)/5=4,6, принимается 5

Таблица 2.2 - Расчет частот попадания случайной величины в каждый интервал

Интервал	[13-18)	[18-23)	[23-28)	[28-33)	[33-38)
Частота	4	6	6	2	1

Гистограмма распределения размера интенсивности представлена на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 - Гистограмма распределения размера интенсивности

В общем виде пропускная способность городской магистрали (формула (2.16)):

Рм=1800·4·0,7·0,85 = 4284 ед/час.

Загрузка автомобильной дороги (формула (2.15)):

Z=60·22,29/4284=0.312.

Исследование перекрестка показало, что минимальное количество проследовавших за минуту единиц равно 13, а максимальное - 36. Рассчитаны статистические характеристики приведенной интенсивности: мат. ожидание - 22,29, дисперсия - 36,4, среднеквадратическое отклонение - 6,03, коэффициент вариации - 0,271. Пропускная способность магистрали составляет 4284 ед/час, загрузка автодороги составляет 0,312.

Исследование мгновенной скорости движения автомобилей на стационарных постах

Цель задания: выявить величины мгновенной скорости автомобилей различной категории и изучить методы контроля скоростного режима на улицах города.

Исходные данные

Участок улицы Машиностроителей города Минска длиной 50 метров.

2 Уровень доверительной вероятности - 0,9.

3 Абсолютная погрешность определения скорости движения автомобилей - 0,5 м/с, среднеквадратическое отклонение скорости движения - 2 м/с.

Теоретические основы выполнения задания

Среднее значение мгновенных скоростей (средняя временная скорость ) транспортных средств, проследовавших в сечении дороги за определенный период

, (3.1)

где - мгновенная скорость i-го автомобиля; n - число транспортных средств, мгновенная скорость которых была замерена.

Средняя пространственная скорость движения определяется как средняя арифметическая скорость транспортных средств на определенном участке дороги в данный момент времени

, (3.2)

где S - длина мерного участка; n - число транспортных средств, скорость которых была замерена; ti - время движения i-го транспортного средства.

Выполнение работы: Показатель точности учета интенсивности транспортного потока (формула (2.4)):

К=0,5/2=0,25

Достаточная численность выборки (формула 2.3)):

n=2.705·(1-0.0564·0.25+0.8252·0.252)/0,063=45.

Результаты наблюдения времени проследования мерного участка и определения мгновенных скоростей приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Определение мгновенных скоростей и времени прохождения мерного участка

№	Время проследования базового расстояния (50 м)	Скорость движения транспортных средств, км/ч
	Легк.	Груз.	Авт.	Автоп.	Легк.	Груз.	Авт.	Автоп.
1	4,7	4,5	5,7	4,2	38,3	40	31,6	42,9
2	3,6	4,6	4,4	4,5	50	39,1	40,9	40
3	3,4	4,2	4,5	3,9	52,9	42,9	40	46,2
4	3,1	3,8	3,7	3,5	58,1	47,4	48,6	51,4
5	2,4	3,9	3,9	3,6	75	46,2	46,2	50
6	2,7	4,5	4,1	5,9	66,7	40	43,9	30,5
7	3,2	3,9	4,3	4,8	56,3	46,2	41,9	37,5
8	3	3,5	4,7	3,5	60	51,4	38,3	51,4
9	3,4	4,9	4,2	3,7	52,9	36,7	42,9	48,6
10	3	3,8	4,9	3,6	60	47,4	36,7	50
11	2,4	4,9	5,1	4,8	75	36,7	35,3	37,5
12	3,1	4,9	4,7	4,3	58,1	36,7	38,3	41,9
13	3,6	4,6	5	5,7	50	39,1	36	31,6
14	3	3,5	4,5	5,3	60	51,4	40	34
15	3,1	3,9	5,5	4,9	58,1	46,2	32,7	36,7
16	4,1	3,6	6,2	4,5	43,9	50	29	40
17	2,5	3,3	4,2	3,8	72	54,5	42,9	47,4
18	2,7	3,5	4,4	3,9	66,7	51,4	40,9	46,2
19	3,2	3,9	4,9	4,3	56,3	46,2	36,7	41,9
20	3,1	3,3	6,1	4,2	58,1	54,5	29,5	42,9
21	3,3	3,5	5,9	3,9	54,5	51,4	30,5	46,2
22	2,7	4,2	6,3	4,6	66,7	42,9	28,6	39,1
23	3,2	4,6	4,5	3,5	56,3	39,1	40	51,4
2	4,7	3,4	4,4	5,3	38,3	52,9	40,9	34
25	4,8	3,9	4,9	4,2	37,5	46,2	36,7	42,9
26	4,2	4,4	4,1	5,1	42,9	40,9	43,9	35,3
27	3,4	4,2	4,9	3,9	52,9	42,9	36,7	46,2
28	2,9	4,6	4,7	5,9	62,1	39,1	38,3	30,5
29	3,7	3,1	5,3	4,3	48,6	58,1	34	41,9
30	3,5	4,6	5,7	3,9	51,4	39,1	31,6	46,2
31	3,8	5,7	6,2	4,9	47,4	31,6	29	36,7
32	3	3,1	4,5	5,3	60	58,1	40	34
33	3,5	3,7	5,2	3,9	51,4	48,6	34,6	46,2
34	3,8	3,2	4,9	3,1	47,4	56,3	36,7	58,1
35	2,8	3,9	4,8	4,2	64,3	46,2	37,5	42,9
36	4,2	4	4,9	3,7	42,9	45	36,7	48,6
37	3,9	4,1	5,4	4,3	46,2	43,9	33,3	41,9
38	4,8	4,9	5,3	4,7	37,5	36,7	34	38,3
39	2,7	4,8	4,9	3,9	66,7	37,5	36,7	46,2
40	4,9	3,8	5,1	5,7	36,7	47,4	35,3	31,6
41	3	5,2	5,5	4,5	60	34,6	32,7	40
42	4	3,2	4,9	5,6	45	56,3	36,7	32,1
43	3,5	3,4	4,5	5,2	51,4	52,9	40	34,6
44	3,5	3,2	5,1	5,1	51,4	56,3	35,3	35,3
45	4,1	3,7	4,8	6	43,9	48,6	37,5	30

Определим параметры движения легковых автомобилей:

- средняя пространственная скорость(формула (3.2)):

Vs=50·45/155,2=14,50 м/с

математическое ожидание (формула (2.9)):

=2431,5/(3,6*45)=15,01 м/с

- дисперсия (формула (2.10)):

DNn=338,67/45=7,53

- среднеквадратическое отклонение (формула (2.11)):

дNn==2,74

- коэффициент вариации (формула (2.12)):

н=2,74/15,01=0,183

Результаты расчета характеристик для остальных типов транспортных средств приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Расчет характеристик скоростей движения транспортных средств

Наименование величины	Легковые	Грузовые	Автобусы	Автопоезда
среднее значение мгновенной скорости (мат. ожидание), м/с	15,01	12,70	10,31	11,47
средняя пространственная скорость, м/с	14,50	12,40	10,15	11,16
дисперсия	7,53	3,64	1,62	3,54
среднеквадратическое отклонение	2,74	1,91	1,27	1,88
коэффициент вариации	0,183	0,150	0,123	0,164

Вывод

В результате исследований установлено, что ПДД нарушают: 32% водителей легковых автомобилей. В результате расчетов были определены средние значения мгновенных скоростей. Для водителей легковых и грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов соответственно: 15,01м/с, 12,70м/с, 10,31м/с и 11,47м/с.

Список литературы

Чижонок В.Д. Организация и безопасность дорожного движения. Гомель, БелГУТ, 2010 г.

Коноплянко В. И. Организация и безопасность дорожного движения. Мн.: Транспорт, 1991. 183 с.

Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1996. 230 с.

Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1987. 128 с.

Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. М.: Транспорт, 1977, 303 с.

Вентцель Е С., Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории вероятностей. М.: Радио и связь, 1983, 416 с.

Размещено на Allbest.ru