Информация из ГОС.

1.

Вид деятельности выпускника

1.1.

Дисциплина охватывает круг вопросов относящихся к виду деятельности

выпускника:

производственно-технологическая.

1.2. Задачи профессиональной деятельности выпускника.

В дисциплине рассматриваются указанные в ФГОС задачи профессиональной

деятельности выпускника:

анализ результатов исследований и разработка предложений по их внедрению;

разработка обобщенных вариантов решения проблемы, анализ этих вариантов, прогнозирование последствий, нахождение компромиссных решений в условиях многокритериальности, неопределенности, планирование реализации проекта.

1.3. Перечень компетенций, установленных ФГОС Освоение программы настоящей дисциплины позволит сформировать у обучающегося следующие компетенции:

знание специальной литературы и других информационных данных (в том числе на иностранном языке) для решения профессиональных задач (ПКзнание методов инженерных и теоретических расчетов, связанных с проектированием инфраструктуры транспорта (ПК-21);

способен использовать методы инженерных расчетов и принятия инженерных и управленческих решений (ПК-27).

1.4. Перечень умений и знаний, установленных ФГОС После освоения программы настоящей дисциплины студент должен:

знать:

цели, задачи и методы исследований;

методологические основы научного познания и творчества: понятие научного знания; теоретические и эмпирические методы исследования;

элементы теории и методологии научно-технического творчества;

современные компьютерные технологии;

основы и области применения теории планирования эксперимента;

проблемы экономики научно-технического прогресса.

уметь:

использовать передовой отраслевой, межотраслевой и зарубежный опыт;

использовать методы и средства научных исследований для улучшения производственных процессов на предприятиях отрасли;

ставить и решать теоретические и практические задачи исследования;

совершенствовать экономическую работу транспортного комплекса.

владеть:

методами организации творческих процессов в инновационной деятельности;

моделированием производственных процессов;

методологией экспериментальных исследований;

информационными технологиями;

методами организационно-экономического анализа и синтеза.

Цель и задачи освоения содержания дисциплины.

2.

Цель:

Целью освоения дисциплины является освоение методов организации дорожного движения на улично-дорожной сети города и оценки их эффективности.

Задачи:

Изучение методов организации движения на регулируемых, нерегулируемых, кольцевых пересечениях, остановочных пунктах, включая движение индивидуального и общественного пассажирского транспорта и пешеходов;

Оценка качества организации дорожного движения на основных участках УДС;

Знакомство с критериями оптимизации схем организации дорожного движения.

Место дисциплины в структурно-логической схеме.

3.

Для изучения дисциплины, необходимо освоения содержания дисциплин:

высшая математика;

общий курс интеллектуальных транспортных систем;

транспортное планирование;

общий курс транспорта;

социология;

Знания и умения, приобретаемые студентами после освоения содержания дисциплины, будут использоваться в управленческой деятельности при:

долгосрочном планировании на автотранспортных предприятиях;

оценке эффективности использования ресурсов автотранспортных предприятий;

разработке планов повышения эффективности работы автотранспортных предприятий.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения 4.

программы дисциплины (не предусмотрено).

Основная структура дисциплины.

5.

Вид учебной работы Всего Семестр часов Общая трудоемкость дисциплины 180 Аудиторные занятия 65 Лекции 13 Лабораторные работы 0 Практические занятия 52 Самостоятельная работа 61 Экзамен Экзамен Вид итогового контроля Содержание дисциплины:

Перечень основных разделов и тем дисциплины:

6.1.

1. Основные характеристики организации дорожного движения. Методы оценки безопасности движения.

понятие конфликтных точек, конфликтных потоков;

понятие уровня обслуживания движения.

2. Дорожно-транспортные происшествия.

классификация, механизмы и причины возникновения транспортных происшествий (ДТП);

3. Оценка эффективности организации движения на перегонах.

математические модели транспортного потока подходы к оценке пропускной способности перегонов критерии оценки пропускной способности перегонов 4. Оценка эффективности организации движения на остановочных пунктах городского пассажирского транспорта.

схемы функционирования и размещения остановочных пунктов эффективность использования нескольких посадочных площадок на остановочных пунктах;

эффективность различных классов подвижного состава;

процедура вычисления пропускной способности остановочного 5. Оценка эффективности организации движения на нерегулируемых пересечениях.

пропускная способность нерегулируемых пересечений нерегулируемом пересечении 6. Оценка эффективности организации движения кольцевых пропускная способность кольцевых пересечений;

основы процесса движения второстепенного потока на кольцевом пересечении.

Краткое содержание теоретической части разделов и тем дисциплины.

6. 1. Основные характеристики организации дорожного движения.

Методы основанные на данных статистического учета ДТП - оценка осуществляется по данным фактической аварийности. Используются как абсолютные так и относительные показатели аварийности. Участки, на которых число ДТП или показатель относительной аварийности за определенный период времени равны или превышают заданный значение, классифицируются как опасные.

Вероятностные методы определения возможного количества ДТП используются статистические зависимости между зависимой переменной количеством ДТП и различными факторами-аргументами, характеризующими условия движения на оцениваемом участке дороги или или улично-дорожной сети.

Методы основанные на изучении режима движения на оцениваемом участке.

Метод конфликтных ситуаций.

Показатели аварийности Для оценки безопасности движения используются абсолютные и относительные показатели.

Абсолютные показатели - количество ДТП на оцениваемом участке улично-дорожной сети за определенный период времени. Исходными данными в этом случае служат данные фактической аварийности за выбранный период времени.

Наиболее часто применяются следующие относительные показатели аварийности:

• количество ДТП, отнесенное к численности населения (число ДТП приходящееся на 1, 10 или 100 тыс. жителей);

• число ДТП на 1 тыс. или 1 млн. транспортных средств;

• число ДТП на 1, 10 или 100 млн. авт.-км, чему в ряде стран соответствует показатель - число ДТП на 100 млн. авт.-миль.

Поскольку правила регистрации ДТП, их классификация по тяжести в разных странах различны, то данные по только по ДТП иногда несопоставимы.

Поэтому для сравнительного анализа, особенно международного, часто используются более достоверные показатели, основанные на количестве смертельных случаев:

• число погибших на 100 тыс. или 1 млн. жителей;

• число погибших на 10 тыс. или 100 тыс. транспортных средств;

• число погибших 100 млн.пассажиров;

• число погибших на 10 млн.пассажиро-км.

Методы анализа мест концентрации ДТП.

Данные статистики свидетельствуют, что ДТП распределяются как на дорожной сети, так и на территориях городов и населенных пунктов крайне неравномерно. Примерно 20-40% ДТП концентрируется на участках, составляющих лишь 2-5% от протяжённости улично-дорожных сетей городов.

Выявление мест концентрации ДТП и проведение мероприятий по сокращению аварийности в таких местах дают наибольший эффект. Например, по результатам целевой программы сокращения аварийности (1984-1988 г.г. в Горьком, Ижевске, Но-вороссийске) эффективность недорогих инженерных мероприятий в местах концентрации ДТП достигала 60-80%. В большинстве случаев те же меро-приятия на менее опасных участках дают гораздо меньший эффект.

Выявление мест концентрации ДТП основывается на заранее заданных количественных показателях. Соответственно участки, где число ДТП равно или превышает определенное заданное значение, классифицируются как опасные. Для выявления мест концентрации ДТП используют как абсолютные так и относительные показатели аварийности, а во многих методиках их сочетание.

Например, в Чехословакии было принято относить к опасным участкам места, где на протяжении 100 м за год совершалось 5 и более ДТП. В земле Пфальц (Германия), опасные участками при суточной интенсивности движения до 10 тыс.авт. считаются:

участок менее 0.3 км с числом ДТП за год одного вида 4 и более или ДТП разного вида - 10 и более;

участок 0.3 - 1 км с числом ДТП за год одного вида 8 и более или разного вида - 20 и более.

Существуют и более подробные классификации опасных участков.

Например в графстве Хертвордшир (Великобритания) различают следующие виды опасных участков:

black sport (черное пятно) - место, где ежегодно происходит 4 и более ДТП на площади 0.1 кв.км;

black site (черный участок) - отрезок дороги протяженностью 0.3 км, где произошло не менее 12 ДТП;

black mile (черная миля) - участок протяженностью 1 миля (1.6 км), входящий в число двадцати наиболее аварийных участков графства;

accident pron area (потенциально опасная территория) - потенциально опасная зона (обычно в населенных пунктах), где происходит за год 40 и более ДТП на площади 1 кв.км;

skid sport (скользкое место) - участок, где на площади 0.1 кв.км в сухую или дождливую погоду, возникает 3 и более ДТП;

skid site (скользкий участок) - участок протяженностью 0.3 км, где ежегодно в сырую погоду происходит 2 и более ДТП, связанных скользкостью покрытия;

dark site (опасный ночью участок) - места, где в ночное время происходит больше ДТП, чем на других участках дороги.

В нашей литературе по безопасности дорожного движения места концентрации ДТП получили название очагов аварийности, топографических очагов. Под очагом аварийности, топографическим очагом понимается однородный и ограниченный по длине участок улично-дорожной сети, характеризующийся статистически устойчивым уровнем аварийности.

В Российской Федерации участки концентрации ДТП определяются на основании данных о ДТП за период не менее чем за 3 последних года и показателя относительной аварийности. Относительная аварийность Z рассчитывается по формуле где А - суммарное количество ДТП за последние m лет: N - среднегодовая суточная интенсивность движения за тот же период; L- протяженность участка, км.

На внегородских дорогах очагом аварийности считается участок, не превышающий 1000 м на котором в течении года произошло 2 и более ДТП или три и более за последние 2 года.

Очагом ДТП в городах считается, участок улично-дорожной сети не превышающий 400 м, на котором произошло в течение года три и более ДТП.

Как правило, очаги ДТП в городах - пересечения, пешеходные переходы, остановочные пункты маршрутного транспорта, участки улиц, прилегающие к торговым и культурно-бытовым объектам и т.д.

Одним из условий эффективного управления дорожным движением, обеспечением безопасности дорожного движения (БДД) является изучение закономерностей, определяющих влияние различных факторов на возникновение дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и тяжесть их последствий.

Закономерности, общие для групп ДТП, в то же и случайные для отдельных ДТП, выявляются на основе анализа статистических данных. С этой в масштабах государства создана система сбора. Обработки и анализа информации о ДТП. Описание системы сбора и обработки информации о ДТП следует предварить определениями основных базовых понятий, которые используются в Законе о (БДД).

Дорожное движение – совокупность общественных отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с помощью транспортных средств или без таковых в пределах дорог Безопасность дорожного движения – состояние дорожного движения, отражающее степень защищенности его участников от ДТП и их последствий Обеспечение безопасности дорожного движения – деятельность направленная на предупреждение причин возникновения ДТП и снижение тяжести их последствий Организация дорожного движения – комплекс организационноправовых, организационно-технических мероприятий и распорядительных действий по управлением движения на дорогах.

Дорожно-транспортным называется происшествие, возникшее в процессе движения механических транспортных средств и повлекшее за собой гибель и (или) телесные повреждения людей и (или) материальный ущерб.

Для квалификации происшествия как дорожно-транспортного необходимы следующие условия:

участие в событии движущегося транспортного средства, независимо от того, приводилось ли транспортное средство в момент ДТП в движение двигателем, или, например, двигалось накатом наличие вредных последствий происшествия к которым относятся гибель людей, причинение им телесных повреждений, либо нанесение материального ущерба гражданам или организациям По определению Комитета Европейской Экономической Комиссии ОНН к погибшим относятся люди, скончавшиеся на месте происшествия или умершие от последствий такового в продолжении 30 суток. В Российской Федерации к погибшим относят людей, скончавшихся от полученных ранений на месте ДТП, либо умерших от последствий ДТП в течении семи суток с момента происшествия.

Телесные повреждения разделяются тяжкие, средней тяжести и легкие.

Тяжкие телесные повреждения – опасные для жизни в момент ДТП и повлекшие за собой утрату какого либо органа или его функций: утрату зрения, слуха, повлекшие душевную болезнь, расстройство здоровья, соединенные со стойкой утратой трудоспособности не менее, чем, на одну треть; прерывание беременности; неустранимое обезображивания лица.

Телесные повреждения средней тяжести – не опасные для жизни и не причинившие равных с тяжкими телесными повреждениями последствий, но вызвавшие длительное расстройство здоровья (на срок более 3 недель) или значительную утрату трудоспособности менее чем на одну треть.

Легкие телесные повреждения – повлекшие кратковременное расстройство или незначительную стойкую утрату трудоспособности. Под кратковременным расстройством здоровья понимается заболевание или нарушение функций какого-либо органа продолжительностью свыше 6 суток, но не свыше 3 недель; под незначительной утратой трудоспособности понимается потеря общей трудоспособности в размере 10%.

Под материальным ущербом понимают:

прямые потери – повреждение транспортных средств, грузов, дорог, дорожных и других сооружений или иного имущества, связанные с косвенные потери – связанные с погибшими и ранеными Согласно правилам учета ДТП их подразделяют на следующие группы Столкновения – лобовые, попутные, боковые Опрокидывания – продольные, поперечные Наезды на – препятствия, пешеходов, велосипедистов, стоящее транспортное средство, гужевой транспорт, животное Прочие происшествия – падение пассажира, груза, сход трамвая с рельсов С ДТП связаны несколько понятий и терминов:

Причины возникновения ДТП – совокупность условий и обстоятельств возникновения ДТП, устранение которых сделало бы невозможным возникновение данного ДТП.

Условия возникновения ДТП – совокупность характеристик дороги, транспортных средств, водителя и окружающей среды в момент совершения ДТП. Эти характеристики могут оставаться неизменными до и после возникновения ДТП и не обязательно имеют с ним причинную связь.

Обстоятельство возникновения ДТП – действие (ли бездействие) участников дорожного движения, иных причастных к ДТП лиц, а также другие события, имевшие место до момента и в процессе возникновения ДТП. В отличии от условий обстоятельства представляют собой описание механизма возникновения ДТП по времени.

Порядок учета и сбора сведений о ДТП установлен Правилами учета ДТП, утвержденными постановлением Правительства РФ от 29.06.1995 г.

№647, согласно которому ДИП подразделяются на следующие группы:

Первая группа – ДТП, в которых погибли или получили ранения люди.

Сведения о этих ДТП включаются в государственную отчетность.

Вторая группа – ДТП с материальным ущербом без пострадавших.

Сведения о таких ДТП в государственную отчетность не включаются. А учитываются и анализируются на уровне отдельных городов и районов.

Третья группа – отдельные происшествия, которые по формальным признакам могут быть квалифицированы как дорожно-транспортные, но сведения о них не включаются в статистическую отчетность и учету не как ДТП не подлежат. Такими происшествиями являются, возникшие:

с тракторами и другими самоходными механизмами при выполнении ими основных производственных функций;

в результате умышленных действий, направленных на причинение ущерба жизни или материального ущерба;

в результате стихийных бедствий:

в результате нарушений правил эксплуатации ТС при отсутствии водителя за рулем;

в результате пожара на движущихся транспортных средствах;

на огороженных и охраняемых территориях предприятий с пропускной системой въезда и выезда;

во время спортивных мероприятий Обязанность сбора данных и обработка статистики возлагается на органы МВД. На место ДТП с материальным ущербом обычно вызывается дежурная группа ГИБДД (ГАИ). В случаях с пострадавшими на место происшествия дополнительно привлекаются судмедэсперт, дознатель, представитель предприятия, с транспортным средством которого произошло ДТП. На месте ДТП оформляются документы:

протокол места осмотра ДТП объяснительные участников, свидетелей и очевидцев алкогольного опьянения и работоспособности водителей протокол осмотра транспортного средства На основании этих документов по первой и второй группам ДТП заполняются карточки учета ДТП. Для первой группы ДТП заполняется также и информационная карточка, сведения с которой передаются в научноисследовательский центр МВД РФ. Первичная информация из всех регионов собирается в общий государственный банк данных, на основе которых составляются аналитическая отчетность.

Под термином дорожные условия (ДУ) понимается совокупность геометрических параметров, транспортно-эксплуатационных качеств дороги, имеющих непосредственное отношение к движению, которая подразделяется на постоянные и переменные (временные и кратковременные) параметры и факторы.

К постоянным относятся параметры и характеристики дорог, которые не меняются в процессе эксплуатации или изменяющиеся при реконструкции или капитальном ремонте: параметры дороги в плане, параметры продольного профиля, параметры поперечных профилей и др.

К сезонным относят параметры и характеристики дорог, изменяющиеся в результате сезонные изменений метеорологических условий и качества содержания дороги: ровность и сцепные качества покрытия, эффективная ширина проезжей части, состояние обочин, состояние пересечений и примыканий, инженерного оборудования, видимость в плане и т.д.

К кратковременным относят факторы, влияющие на режим и безопасность движения в течении короткого времени (от нескольких часов до одного месяца): осадки, туман, метеорологическая видимость, гололед и снежный накат, ветер.

метеорологические или погодные условия в текущий момент, вместе с тем это понятие гораздо шире и включает состояние всей природной среды: ландшафта местности, растительность и животный мир, их изменения в процессе строительства и эксплуатации автомобильной дороги.

Кроме дорожных условий к числу факторов и характеристик, описывающих условия движения относятся транспортный поток и режим движения. Транспортный поток (ТП) – совокупность отдельных движущихся по дороге транспортных средств. Режим движения характеризуется как скоростью одиночных транспортных средств, так и скоростью всего потока, плотностью потока и интервалами между транспортными средствами, количеством обгонов, перестроений и их траекториями, количеством и режимом разгонов и торможений. В целом режим движения является интегральной характеристикой, отражающей влияние разных факторов на состояние транспортного потока.

Транспортный поток, режим движения, окружающую среду можно рассматривать как внешние условия по отношению к каждому движущемуся по автомобильной дороге транспортному средству. Поэтому специалисты выделяют понятие условия движения, под которыми понимается реальная обстановка на дороге, в которой движется автомобиль в данный момент:

дорожные условия, режим движения, состояние окружающей среды.

Методы регистрации ДТП, установления причин ДТП, обработки статистики ДТП имеют в разных странах определенные отличия. Анализ статистики ДТП во многих странах мира, который проводил в многих своих работах В.Ф. Бабков, показывает, что по вине водителей совершается 70 – 80% ДТП. Согласно официальной статистике роль дорожных условий невелика и в разных странах ими объясняли от 2 до 20% общего числа происшествий. В целом в нашей стране официальной статистикой признается, что ежегодно от до 13% ДТП вызвано неудовлетворительным состоянием дорог. Такая статистика, объективность которой вызывает сомнение, имеет определенное объяснение. Обычно дорожные условия указываются причиной ДТП, если они связаны с очевидными неисправностями дороги, дорожных сооружений или обустройства дороги, скользкостью покрытия, плохим состоянием обочин.

Недооценка роли дорожных условий в возникновении ДТП, недостаточное внимание к роли дорожных условий не позволяет объективно оценивать эксплуатационное состояние автомобильных дорог, их соответствие требованиям обеспечения безопасности дорожного движения (БДД), правильно и своевременно проводить мероприятия по поддержанию транспортноэксплуатационного состояния дорог. Недооценка роли дорожных условий в возникновении ДТП опасна и тем, что при разработке проектов нового строительства или реконструкции существующих дорог создаются предпосылки принятия таких проектных решений, при которых снижение стоимости проекта становится приоритетным по отношению к требованиям обеспечения ОБД.

Вместе с тем в случаях проведения детального анализа мест и условий происшествий, учета конкретных особенностей возникновения ДТП выясняется, что дорожные условия в значительной мере способствуют возникновению ДТП, неожиданно изменяя режим движения, управление транспортным средством по сравнению с предыдущими участками.

Исследования показывают, что ошибки водителей в управлении автомобилем и нарушении правил движения действительно являются главной причиной большинства ДТП. Но эти ошибки и нарушения часто обусловлены и неблагоприятными погодными условиями. В нашей стране роль дорожных условий исследовалась целым рядом авторов. Так по данным А.П. Матросова (1971 г.) дорожные условия являлись косвенной причиной 70% ДТП. Е. М.

Лобановым (1980 г.) было установлено, что за исследуемый им период в республиках Прибалтики 60 – 70 % ДТП были связаны с дорожными условиями, хотя официальная статистика признавала это лишь в 4,7% случаев.

Исследования причин ДТП на дорогах в горной местности В.В. Чванова ( г.) показали, что 47,3% происшествий связано с дорожными условиями, при этой отчетностью признавалось 2,1% таких ДТП. По данным научноисследовательского центра безопасности дорожного движения МВД СССР (1991 г.) 40 – 50% ДТП в городах, было связано с неудовлетворительным состоянием улиц и городских дорог.

К числу основных дорожных факторов, влияющих на БДД относят:

геометрические параметры дороги в плане и продольном профиле (радиусы кривых в плане, продольные уклоны, радиусы выпуклых и вогнутых вертикальных кривых, сочетания и чередование элементов плана и продольного профиля), поперечный профиль и размеры ее элементов (проезжей части, обочин, краевых укрепительных полос, разделительной полосы) состояние проезжей части (ровность, сцепные качества, прочность дорожной одежды, состояние кромок) состояние обочин и земляного полотна габариты и состояние мостов, путепроводов и других искусственных сооружений состояние элементов инженерного обустройства и оборудования дорог и улиц уровень загрузки дороги движением Влияние перечисленных выше факторов на БДД проявляется в разной мере. Кроме того, в нашей стране с ее обширной территорией, многообразием природно-климатических, ландшафтных и прочих условий объективно существуют значительные отличия дорожных условий, что соответственно вызывает региональные различия в причинах и условиях возникновения ДТП.

А. П. Васильев и В. М. Сиденко приводят следующие данные о статистике ДТП, возникших из-за дорожных условий (см. таблицу 2.1. и таблицу 2.2).

Плохое состояние, недостаточная ширина или отсутствие обочин 6,0 6, Отсутствие знаков, разметки, плохая видимость знаков днем или 6,0 5, ночью материалами, отсутствие ограждений в местах производства работ Отсутствие карманов для остановок маршрутного транспорта, 1,4 1, тротуаров, пешеходных дорожек Отсутствие ограждений, оборудования железнодорожных 6,7 10, переездов, несоответствие габаритов мостов, малые радиусы кривых в плане, большие продольные уклоны 3. Оценка эффективности организации движения на перегонах Наши представления об окружающем мире и его явлениях (модели) проходят ряд стадий. Эти стадии обычно следуют одна за другой в определенном порядке. Каждая стадия имеет свои структуру и свойства.

Первая стадия: отдельные, не связанные между собой явления. Построение любой модели, как правило, начинается с обнаружения некоего явления (факта). В какой-то момент было замечено, что дороги и пересечения обладают неким свойством пропускной способностью. Так с 1912 года русским ученым, профессором Г.Д. Дубелиром были заложены основы изучения закономерностей дорожного движения. Изучение и оценка пропускной способности магистралей и их пересечений, вот с чего началось изучения транспортной системы.

Вторая стадия: модели-аналоги. Р. Кюне аналогию между потоком автомобилей и текущей жидкостью образно описывает так: «Если вы выгляните в иллюминатор самолета, едущие по дороге автомобили предстанут перед вами в виде сплошного потока жидкости».

В 1934 году появилась первая модель Гриншилдса. Она выражает зависимость между скоростью и плотностью транспортного потока. Лежащая в ее основе гипотеза гласит: когда плотность (степень насыщения дороги автомобилями) растет, водители снижают скорость для обеспечения безопасной дистанции, что математически записывается выражением:

где v0 скорость свободного движения, pj максимальная плотность потока, при которой все автомобили останавливаются.

Эта модель предполагает линейную зависимость между скоростью и плотностью потока. Экспериментальные наблюдения показали, что эта зависимость нелинейна. Модель Гринберга лучше воспроизводит экспериментальную зависимость между скорость и плотностью:

Таким образом, метапредставлением гидродинамического класса моделей транспортного потока является наличие зависимости между плотностью и скоростью:

Эта зависимость была названа фундаментальной диаграммой.

Фундаментальная диаграмма является формализованным выражением идеи о том, что «движение транспортного потока подобно течению жидкости». Все дальнейшие исследования лежат в рамках данного метапредставления.

Модель Лайтхилла-Уизема позволила перейти от статических функциональных зависимостей параметров транспортного потока к описанию их динамической связи по времени и координате. Этот переход был достигнут фактически формальным применением гидродинамического формализма.

Поэтому, основная гипотеза модели Гриншилдса Лайтхиллом и Уиземом просто была «пересажена» на почву физики жидкостей. Так в 1955 году в своей классической работе они писали: «…Основная гипотеза теории состоит в том, что в любой точке дороги расход (автомобили в час) есть функция плотности (автомобили на милю)…». Иными словами, транспортный поток является непрерывным, с плотностью, равной числу машин на единицу длины и расходом, равным числу машин, пересекающих черту за единицу времени.

Расход определяется локальной плотностью.

Тогда, скорость потока равна (т.е. средняя скорость является детерминированной (убывающей) функцией плотности ). На участке дороги без съездов-въездов количество машин сохраняется:

Уравнение (3.5) можно обобщить и на участок дороги с пересечениями:

где обозначает скорость притока/оттока машин.

Уравнения (3.4) и (3.5) образуют полную систему.

Произведя подстановку, получим:

Для величины можно дать более точное приближение.

Гипотеза 1.1: водители снижают скорость при увеличении плотности машин впереди. Это значит, что зависит не только от плотности r, но и от ее градиента (Дж. Уизем, 1974):

где некоторая положительная константа.

Дальнейшие формальные обобщения позволяют получить уравнение Бюргерса, которое можно рассматривать как скалярное одномерное уравнение НавьеСтокса для несжимаемой жидкости с единичной плотностью.

Третья стадия: Классификации. Эмпирические наблюдения показали, что теоретическая фундаментальная диаграмма не описывает сложного поведения плотного транспортного потока, которое демонстрирует сложные пространственно-временные паттерны. Эти паттерны существенно неоднородны.

Трехфазная теория. Основываясь на эмпирическом анализе поведения транспортных потоков в 19962000 г.г. Кернер выдвинул концепцию синхронизированного потока и связанную с ней теорию трехфазного транспортного потока. Концепция «синхронизированного потока».

Согласно концепции «синхронизированного потока» имеется две качественно различные состояния (фазы): фаза транспортного потока, называемая «синхронизированная» и фаза «широких перемещающихся пробок», которые следует различать в заторном (образующим очереди) транспортном потоке. Это различие основывается на качественно отличных эмпирических пространственно-временных свойствах этих состояний (фаз).

Транспортный поток состоит из свободного и заторного (образующего очереди) потока. Заторный поток состоит из двух фаз. Таким образом, различаются три фазы движения транспортного потока:

свободный поток;

синхронизированный поток;

широкие перемещающиеся пробки.

В трехфазной теории пространственно-временные свойства паттернов потока объясняются с помощью фазовых переходов между перечисленными состояниями потока. Свободный поток характеризуется средней желаемой скоростью и, следовательно, сильной корреляцией и квазилинейным отношением между потоком и локальной плотностью.

Фундаментальная гипотеза трехфазной теории. Другим утверждением концепции «синхронизированного» потока является гипотеза об устойчивых состояниях. Это утверждения является фундаментальной гипотезой трехфазной теории и формулируется следующим образом: Гипотетическая область устойчивости синхронизированного потока покрывает двумерную область на плоскости. Это означает, что на участках устойчивости потока, на которых все транспортные средства движутся на равных дистанциях и с равной постоянной скоростью, задана равновесная скорость транспортного средства относительно бесконечного множества плотностей в потоке и данной плотности к бесконечному множеству различных постоянных скоростей транспортных средств. Эта гипотеза означает, что не существует фундаментальной диаграммы для гипотетической стадии устойчивости скорости синхронизированного потока.

Таким образом, фундаментальная гипотеза трехфазной теории Кернера противоречит гипотезе о существовании фундаментальной диаграммы для гипотетических состояний устойчивости в математических моделях и теорий, основанных на данном подходе.

Объяснение терминов «синхронизированный поток» и «широкие перемещающиеся пробки». Термин «синхронизированный поток» отражает следующие свойства этой фазы.

Это непрерывный транспортный поток, а не достаточно длинный тупик, как это обычно случается внутри перемещающейся пробки. Слово «поток» отражает именно это свойство непрерывности. Имеется тенденция к синхронизации (уравниванию) скоростей транспортных средств вдоль полос движения на трассе. Кроме того, имеется тенденция к уравниванию скоростей автомобилей на каждой полосе («связывание» автомобилей) в синхронизированном потоке благодаря относительно низкой средней вероятности пропуска этой фазы.

Слово «синхронизированный» отражает этот эффект синхронизации скорости.

Термин «широкие перемещающиеся пробки» должен отражать характеристики и свойства пробки распространяться в любых иных фазах транспортного потока и через любые сужения, сохраняя скорость переднего фронта пробки.

Словосочетание «перемещающаяся пробка» отражает свойство пробки распространяться как единой сосредоточенной структуре на дороге. Если ширина пробки гораздо выше ширины ее фронта и, кроме того, скорость внутри пробки нулевая, то процесс перемещения пробки является характеристикой этого свойства. Слово «широкая» должно отражать характеристическое свойство распространения пробки сохранять скорость ее переднего фронта.

Главные эмпирические свойства фазовых переходов. Перемещающиеся пробки не возникают в свободной потоке, если синхронизированный поток не является затрудненным. Напротив, перемещающиеся пробки являются результатом фазовых переходов. Первый переход от свободного потока к синхронизированному (F®S-переход) и только затем, и как правило в разных местах синхронизированного потока возникают перемещеющиеся пробки (следующий переход называется S®J-переход, а последовательность обоих переходов F®S®J-переходы).

В частности, затор у сужения, хорошо известный феномен т.н.

«распада» потока связан с F®S-переходом, когда в изначально свободном потоке могут даже наблюдаться широкие перемещающиеся пробки (F®Jпереход). Т.е. при одной и той же плотности в свободном потоке у сужения вероятность F®S-перехода может быть значительно выше, чем вероятность F®J-перехода.

Эмпирические исследования показывают, что имеется два основных типа заторных паттернов в изолированном сужении (эффективное сужение, находящееся достаточно далеко от других): Главный паттерн (кратко GP):

паттерн изолированного сужения, в котором синхронизированый поток возникает вверх по направлению движения и наблюдаются спонтанно сформированные широкие перемещающиеся пробки. Т.е., GP состоит из двух фаз заторного движения: «синхронизированного потока» и «широких перемещающихся пробок». Паттерн синхронизированного потока или кратко SP: состоит только из синхронизированного потока, направленного по движению, т.е. здесь не могут наблюдаться широкие перемещающиеся пробки.

Однако, в зависимости от свойств сужения и требований потока, GP и SP могут демонстрировать множество специфических особенностей. В частности, существует три основных различных типа паттернов синхронизированного потока (SP) на изолированных сужениях: локализованные SP (LSP), расширяющиеся SP (WSP) и перемещающиеся SP (MSP).

Было замечено, что перемещающиеся пробки чаще появляются в плотном (густом) синхронизированном потоке, имеющим низкую среднюю скорость.

Другими словами, при средней скорости GP в синхронизированном потоке скорость перемещающихся пробок была значительно ниже, чем скорость SP синхронизированного потока. Скученность в GP синхронизированного потока возникает из-за наличия пинч-эффекта, т.е. сильного сжатия передней чести синхронизированного потока в сужении. Кроме того, низкая средняя скорость с пинч-области GP синхронизированного потока выше частоты случая перемещающейся пробки в этом синхронизированном потоке. В частности, средняя скорость переднего фронта пинч-области синхронизированного потока снижается на въезде на пандус если приток автомобилей на пандусе увеличивается. Следовательно, частота возникновения перемещающихся пробок возрастает когда поток на пандусе также возрастает по причине падения средней скорости переднего фронта синхронизированного потока на пандусе.

Не наблюдалось позднего эффекта насыщения когда средняя скорость в синхронизированном потоке падает.

синхронизированного потока позволяют предположить, что в синхронизированном потоке при большой средней скорости перемещающиеся пробки не возникают. В этом случае, SP может существовать без возникновения широких перемещающихся пробок. Одним из SP является WSP, т.е. SP, в котором передний фронт синхронизированного потока непрерывно расширяется. WSP может возникать когда сужение представляет относительно малое возмущение транспортного потока, т.е. когда сужение не велико.

распространяются с неизменной формой и фазовой скоростью 13 км/ч. Кернер нашел, что это распространение не вызвано сужениями или наличием «синхронизированного потока». Более того, он показал, что выходной поток из широкой пробки еще и является постоянным и самоорганизованным. В противоположность широким перемещающимся пробкам, поток внутри «синхронизированного потока» остается ограниченным, а его задний фронт нормально упорядочен в месте некоторого сужения, например, на въезде на автостраду. Следовательно, «синхронизированный поток» в основном соответствует предыдущим замечаниям об очереди образовании или заторности транспортного потока. В своем патенте, Кернер применил свою собственную теорию очередей, которая обращается к гидродинамической модели Лайтхилла-Уизема.

Синхронизация средних скоростей вдоль соседних полос движения уже была описана Коши и др. Это справедливо также на макроскопическом уровне всех форм заторного движения, включая широкие перемещающиеся пробки.

Моделирование показало, что это результат смены полос при предположении, что сокращение скорости смены полос движения происходит только после того, как скорости на соседних полосах успешно уравновесятся. В микроскопическом масштабе маневры обгона продолжают существовать почти при любых плотностях. Тем не менее, вероятность смены полосы значительно падает при возрастании плотности, когда большая часть дороги занята транспортными средствами. Из-за сокращения обгонов и относительной связанности транспортных средств, также уменьшается изменение скоростей с возрастанием плотности.

Переход между свободным и заторным движением является гистерезисным по природе, т.е. обратный переход (возврат) происходит на меньших плотностях и более высоких средних скоростях. Это известно уже достаточно давно. Кернер определил, что переход обычно вызван локальными короткими возмущениями транспортного потока, которые начинаются от въезда на автостраду и распространяются вверх по потоку. Как скоро возмущение пройдет въезд, оно перекидывается вниз и распространяется вверх по потоку в течение времени. Заторное состояние тогда может сохраняться в течение нескольких часов.

4. Оценка эффективности организации движения на остановочных пунктах городского пассажирского транспорта Остановочные пункты – это места остановки транспортных средств ГПТ с целью высадки и посадки пассажиров. Остановочные пункты могу иметь несколько посадочных площадок. Пропускная способность остановочного пункта зависит от пропускной способности одной посадочной площадки на этом остановочном пункте, а также от его схемы функционирования, месторасположения и влияния регулируемого пересечения.

Число мест на остановочном пункте должно быть достаточным, что бы пропустить весь подвижной состав ГПТ. Однако, возможность размещения подъездных путей, наличие уличных парковок и других объектов дорожной инфраструктуры и их архитектурного замысла ограничивают размеры остановочных пунктов. Наличие трех и более посадочных площадок на остановочном пункте может способствовать неправильному выбору места остановки автобуса, что повлечет за собой увеличение времени обслуживания пассажиров, в связи с их перемещением между посадочными площадками.

При наличии четырех и более посадочных площадок, остановочные пункты, размещенные в специальном «кармане» обладают большей пропускной способностью по сравнению с остановочными пунктами, размещенными непосредственно на крайней правой полосе. При наличии одной или двух посадочных площадок более эффективны последние. При наличии трех посадочных площадок пропускная способность примерно одинакова вне зависимости от схемы функционирования. При выборе схемы функционирования непосредственно на крайней правой полосе или в специальном «кармане» следует учесть последствия такого выбора, поскольку задержки, вызванные временем освобождения остановочного пункта, в совокупности, могут значительно повлиять на скорость сообщения. При относительно низкой интенсивности транспортного потока возможно размещение остановочного пункта непосредственно на крайней правой полосе, а в случаях высокой интенсивности желательно размещение в специальном «кармане».

Остановочные пункты, без специального «кармана», размещенные непосредственно на крайней правой полосе могут быть расположены в трех местах относительно перекрестка. В первом случае, непосредственно перед перекрестком, во втором случае, непосредственно за пересечением и, в третьем, на перегоне между двумя перекрестками (рис. 4.1).

Пропускная способность остановочного пункта зависит от его размещения.

При размещении непосредственно перед пересечением (near-side) наблюдается влияние правоповоротного потока, что существенно снижает пропускную способность остановочного пункта. При размещении непосредственно за пересечением (far-side), возникает вероятность образования очереди перед перекрестком и его блокирование. Также на пропускную способность влияют и другие факторы, такие как потенциальные конфликты с прочими транспортными средствами, пешеходная доступность, расположение объектов массового тяготения людей и подходных путей пешеходов.

Рис. 4.1. Размещение остановочного пункта относительно регулируемого пересечения Остановочные пункты, размещенные непосредственно перед пересечением наиболее предпочтительны в случаях, когда один или несколько маршрутов ГПТ на пересечении должны повернуть направо, а также в тех случаях, когда на крайней правой полосе разрешена парковка, при этом задержки транспортных средств ГПТ при освобождении остановочного пункта будут меньше. В случаях если один или несколько маршрутов ГПТ должны выполнить маневр левого поворота на следующем пересечении, то наиболее эффективно располагать остановочный пункт непосредственно за пересечением. Размещение остановочных пунктов на перегоне (mid-block) целесообразно в том случае, если рядом находиться крупный центр массового тяготения людей или в районе пересечения недостаточно места для размещения остановочного пункта [17].

Преимущества и недостатки размещения остановочных пунктов относительно регулируемого пересечения приведены в таблице 4.1. [30].

Минимум конфликтов между ГПТ и правоповоротным потоком Обеспечение дополнительной пропускной способности правоповоротному потоку Наиболее лучший обзор перекрестка при Стимулирование пересечения перекрестка пешеходами позади автобуса Снижение скорости ГПТ перед остановочным пунктом при проезде правоповоротном потоке в направлении Возможность использования перерыва движения транспортного потока в период запрещающего сигнала для освобождения остановочного пункта Наиболее удобно использовать активный приоритет общественного транспорта Пешеходы могут воспользоваться ГПТ в Перекресток является дополнительным пространством для разгона автобуса светофора автобусом Исключаются задержки на запрещающем Возможность совмещения обслуживания пассажиров с запрещающим сигналом светофора Возможность дождаться приближающийся автобус с потенциальными пассажирами эффективен Улучшение обзорности для пешеходов и На накопительной площадке остановочного пункта меньше транзитных пешеходов Эффективность использования нескольких посадочных площадок на остановочных пунктах.

Увеличение посадочных площадок на остановочном пункте ведет к увеличению его пропускной способности. Однако, использование нелинейных схем функционирования остановочных пунктов может быть более эффективным по сравнению с добавлением посадочных площадок при линейной схеме функционирования.

При схеме функционирования в специальном «кармане» можно выделить четыре типа остановочных пунктов: линейный, «зубья пилы», сквозной проезд и угловой. Последние три типа являются нелинейными, а это означает, что въезд и выезд автобусов из остановочного пункта происходит с меньшей степенью зависимости друг от друга. Другими словами, автобусы создают меньше помех друг другу при маневрировании внутри остановочного пункта.

При организации нескольких посадочных площадок на остановочном пункте нелинейного типа общая пропускная способность остановочного пункта растет пропорционально числу остановочных мест на нем. Из-за нестандартной планировки нелинейные типы остановочных пунктов, как правило, размещают в специальных «карманах» или уширениях (рис. 4.2).

Большинство часть применяемых остановочных пунктов имеют линейную схему функционирования, которая работает по принципу: первый прибывший автобус занимает первую посадочную площадку по ходу движения, второй вторую и т.д. если не предусмотрен другой порядок остановки ГПТ. Каждая дополнительная посадочная площадка на остановочном пункте снижает его эффективность в целом. Объяснение этому может быть найдено, по меньшей мере, по трем причинам:

Рис. 4.2. Схемы функционирования остановочных пунктов а) транспортный терминал Франкфурт Рис. 4.3 Примеры схем функционирования остановочных пунктов а) в виде В случае отсутствия четкого разграничения посадочных площадок на остановочном пункте по группам маршрутов, пассажиры будут вынуждены перемещаться к тем, у которых пребывает ожидаемый ими маршрут, что естественным образом увеличит время обслуживания пассажиров.

Последние посадочные площадки на остановочном пункте будут задействованы в меньшей степени.

С посадочных площадок, расположенных вторыми, третьими и т.д. на остановочном пункте, в случае наличия впереди стоящего препятствия (другого автобуса) освобождение остановочного пункта наиболее затруднено и, как правило, в таких ситуациях приходиться ждать отправления впереди стоящего транспортного средства.

Постепенное увеличение пропускной способности остановочного пункта, обеспечивающееся за счет добавления посадочных площадок, может быть эффективным в случае, когда подвижной состав подходит к остановочному пункту «пачкой» и при этом имеют примерно одинаковое время обслуживания пассажиров. В такой ситуации создается эффект сочлененного транспортного средства, которое почти одновременно входит и выходит из остановочного пункта, однако на практике, в условиях смешанного потока этого трудно достичь. В частности, можно отметить, что в местах большого скопления пассажиров (возле стадионов, концертных залов и т.д.) можно организовывать одновременное отправление нескольких автобусов.

В таблице 4.2. приведена эффективность остановочных пунктов, в зависимости от схемы функционирования и числа, расположенных на нем посадочных площадок, при условии, что автобусы не могут совершать обгон друг друга в зоне остановочного пункта [20].

посадочных Случайное прибытие Прибытие в «пачке»

остановочном Эфф-сть, % снижения Эфф-сть, % снижения Эфф-сть, % снижения По данным таблицы можно сделать вывод, что эффективность использования четырех и пяти посадочных площадок на остановочном пункте нецелесообразна, поскольку она незначительно отличается от эффективности трех посадочных площадок. Наиболее предпочтительны нелинейные схемы функционирования, поскольку при увеличении числа посадочных площадок на таких остановочных пунктах эффективность растет пропорционально увеличению их числа.

В таблице 4.3 и на рисунке 4.4 приведен пример расчета пропускной способности остановочного пункта, размещенного непосредственно на крайней правой полосе при линейной схеме функционирования для различных вариантов среднего времени обслуживания пассажиров и отношения длительности разрешающего сигнала к длительности цикла регулирования, случайном прибытии ГПТ и следующих параметрах: время освобождения остановочного пункта tс-10 с; вероятность отказа в заявке на обслуживание 25коэффициент вариации времени обслуживания пассажиров Сv-60%.

Среднее Эффективность различных классов подвижного состава На основе имитационного моделирования установлено влияние основных факторов на пропускную способность остановочного пункта с учетом особенностей организации пассажирских перевозок в городах РФ.

Зависимость пропускной способности B остановочного пункта от удельного пассажирообмена p дает возможность определить необходимое количество и класс транспортных средств для нормального обслуживания остановочного пункта с известной величиной пассажирообмена. Под нормальным обслуживанием понимается отсутствие на остановочном пункте очередей, как со стороны пассажиров, так и со стороны подвижного состава. Очередь пассажиров образуется, когда величина удельного пассажирообмена остановочного пункта p превышает максимальное значение удельного пассажирообмена для выбранного класса подвижного состава (для особо малого не более 6 пасс./ед; среднего 21 пасс./ед; большого 31 пасс./ед). Очередь подвижного состава - когда интенсивность движения ГПТ превышает пропускную способность остановочного пункта. На (рис. 4.5а) кривая показывает интенсивность движения при пассажирообмене Р=750 пасс./ч, кривая 2 – то же при Р=500 пасс./ч. Штриховая линия показывает превышение максимального удельного пассажирообмена для выбранного класса подвижного состава.

В первом случае нормальное обслуживание остановочного пункта могут обеспечить подвижной состав большого класса в диапазоне изменения интенсивности движения 29-97 ед./ч (р=6-31 пасс./ед), подвижной состав среднего класса с 1-й дверью при интенсивности движения 32-84 ед./ч (р=6- пасс./ед), а также с 2-я дверьми при интенсивности 38-85 ед./ч (р=6-21 пасс./ч).

Рис. 4.4. Зависимость пропускной способности остановочного пункта от числа расположенных на нем Подвижной состав особо малого класса не в состоянии обеспечить нормального обслуживания остановочного пункта при заданном пассажирообмене, так как максимальное значение их удельного пассажирообмена во всем диапазоне изменения интенсивности движения ниже аналогичного показателя остановочного пункта. Поэтому на остановочном пункте будет наблюдаться очередь пассажиров, а при интенсивности движения 44-66 ед./ч (р=6- пасс./ч), кроме того, и очередь подвижного состава, т.к. в указанном диапазоне интенсивность движения превышает пропускную способность остановочного пункта (рис. 4.5а).

При использовании подвижного состава среднего класса с 1-й дверью в диапазоне изменения интенсивности 22-32 ед./ч и с 2-я дверьми при интенсивности 27-38 ед./ч (р=21-31 пасс./ч) на остановочном пункте будет наблюдаться очередь пассажиров (рис. 4.5а).

Во втором случае нормальное обслуживание может обеспечить подвижной состав большого класса в диапазоне изменения интенсивности движения 29- ед/ч (р=13,5-31 пасс/ч), подвижной состав среднего класса с 2-я дверьми при интенсивности движения 38-46 ед./ч (р=16-21 пасс/ч). подвижной состав среднего класса с 1-й дверью и особо малый класс при заданном пассажирообмене нормального обслуживания остановочного пункта не обеспечивают, т.к. во всем диапазоне интенсивность движения превышает пропускную способность остановочного пункта. Это приводит к росту на остановочном пункте очереди подвижного состава. Кроме того, при использовании подвижной состава среднего класса с 1-й дверью и интенсивности движения 22-32 ед./ч (р=21-31 пасс./ед), а также подвижного состава особого малого класса во всем диапазоне изменения интенсивности движения на остановочном пункте появится и очередь пассажиров.

Выбор интенсивности движения городского пассажирского транспорта внутри рекомендуемых интервалов определяется критериями экономического характера. Выше сказанное в полной мере относится и к смешанным транспортным потокам.

На (рис. 4.5б) почти во всем диапазоне изменения удельного пассажирообмена максимальную пропускную способность имеют остановочные пункты с транспортными средствами большого класса и только при p6 пасс/ед) более высокую пропускную способность обеспечивает подвижной состав с 2-я дверьми за счет сокращения времени обслуживания пассажиров. Остановочные пункты с подвижным составом особо малого класса по-прежнему обладают самой низкой пропускной способностью.

Следует отметить, что при р=31 пасс./ед пропускная способность остановочного пункта с подвижным составом большого класса и среднего класса с 2-я дверьми практически выравнивается (рис. 4.5б).

Рис. 4.5 Зависимость пропускной способности остановочного пункта B и интенсивности ГПТ N от удельного Процедура вычисления пропускной способности остановочного пункта.

Общая пропускная способность остановочного пункта c учетом нескольких остановочных площадок может быть рассчитана по выражению 1.13. Необходимо отметить, что расчет пропускной способности остановочного пункта, состоящего из нескольких посадочных площадок представляет собой итерационный процесс, в результате которого интенсивность ГПТ должна быть меньше пропускной способности остановочного пункта при минимальном количестве посадочных площадок.

Исследования функционирования остановочных пунктов, проведенные в России и за рубежом, позволяют обобщить полученный опыт в виде схемы расчета пропускной способности и геометрических параметров остановочного пункта (рис. 4.6).

Подготовка исходных данных для расчета пропускной способности остановочного пункта является важнейшей задачей. Данные, выбранные «на глаз», без натурных исследований основных параметров, могут привести к результату, не отвечающему действительности.

Величина пассажирообмена на остановочном пункте может быть замерена (прил. А) или рассчитана на перспективу и является основным показателем функционирования остановочного пункта. Исходя из пассажирообмена остановочного пункта необходимо выбрать подвижной состав, имеющийся в наличии на автотранспортном предприятии, причем его суммарная интенсивность должна обеспечивать возможность посадки и высадки заданного пассажирообмена. Степень наполняемости подвижного состава можно варьировать величиной удельного пассажирообмена. Так, например, для автобуса большой вместимости удельный пассажирообмен варьируется от 1 до 31 по входу и выходу пассажиров. Интенсивность ГПТ проверяется на соответствие интервала следования, который не должен превышать 5 мин для основных городских маршрутов.

Вместимость подвижного состава принимается исходя из его технической документации или из специализированных автомобильных справочников и каталогов. Доля подвижного состава в потоке – это та часть, которую составляет класс транспортных средств в общем потоке ГПТ. Например, по исследованиям, проведенным в Иркутске: доля особо малого класса составляет примерно 0,6; среднего класса - 0,3 и большого класса - 0,1. Полученные значения Рис. 4.6. Процедура расчета пропускной способности и геометрических параметров остановочного пункта интенсивности на крайней правой полосе и вместимость подвижного состава применяются в уравнение (3.5), далее рассчитывается время освобождения остановочного пункта по классам подвижного состава соответственно.

Полученные значения времени будут различны для различных классов подвижного состава. Для определения времени освобождения остановочного пункта при смешанном потоке ГПТ применяется формула расчета средневзвешенного значения (3.6) в соответствии с долями подвижного состава в общем потоке ГПТ.

Время обслуживания пассажиров определяется, исходя из величины удельного пассажирообмена на остановочном пункте в часы «пик» за единицу времени (час). При оценке функционирования существующего остановочного пункта (существующая интенсивность ГПТ) необходимо определить число пассажиров, приходящихся на одну единицу подвижного состава (3.3). При пассажирообмене на одну единицу подвижного состава свыше 6 пассажиров использование особо малого класса не рекомендуется, т.к. в этом случае будут наблюдаться очереди пассажиров на остановочном пункте. При помощи уравнений, приведенных в таблице 3.3 определяется время обслуживания пассажиров по классам подвижного состава. Для смешанного потока ГПТ применяется расчет средневзвешенного значения.

Коэффициент вариации времени обслуживания пассажиров определяется путем натурных обследований в часы «пик». При отсутствии натурных исследований рекомендуется принимать значение данного коэффициента равным 0,54.

Вероятность отказа в заявке на обслуживание. В условиях лимитирующих площадь расположения остановочных пунктов, особенно в центральных зонах городов, деловых центрах и центрах массового тяготения, значения данного коэффициента рекомендуется принимать от 7,5% до 15%. Напротив, в периферийных районах города рекомендуется использовать меньшие значения:

от 2,5% до 5% вероятности отказа (табл. 3.6).

Влияние регулируемого пересечения на пропускную способность остановочного пункта обусловлено отношением длительности разрешающего сигнала к длительности общего цикла регулирования. Причем, если остановочный пункт расположен на расстоянии 800 м и менее от регулируемого пересечения, то влияние последнего необходимо учитывать, в противном случае значение отношения длительности разрешающего сигнала к длительности общего цикла регулирования следует принять за 1.

На следующем этапе рассчитывается пропускная способности одной посадочной площадки на остановочном пункте. Полученный результат сопоставляется с интенсивностью ГПТ. Если интенсивность ГПТ выше пропускной способности одной посадочной площадки, то необходимо добавить соответствующее количество площадок. Однако необходимо помнить, что пропускная способность остановочного пункта растет непропорционально увеличению числа посадочных площадок при линейной схеме функционирования. Не рекомендуется использовать более 4-х посадочных площадок на остановочном пункте. Если все же возникла необходимость в 5-ти и более посадочных площадок, то следует разнести остановочный пункт.

На завершающем этапе рассчитываются геометрические параметры остановочного пункта (см. п. 5). При помощи выражений 5.1 – 5.4 определяется общая длина остановочного пункта с учетом смешанного потока ГПТ.

Необходимо учесть, что длина посадочной площадки должна быть больше длины самого длинного класса подвижного состава.

Оценка эффективности движения на не регулируемом пересечении С точки зрения проектирования элементов улично-дорожной сети (УДС) пересечения являются наиболее важной составляющей. Именно на пересечениях встречается максимальная суммарная интенсивность движения транспортных средств, и, следовательно, они решающе влияют на уровень обслуживания дорожного движения (LOS-Level of Service). В целом пропускная способность УДС зависит от пропускной способности ее так называемых «узких мест»:

сужение проезжей части;

регулируемое пересечение (светофорный объект);

нерегулируемое пересечение;

какие-либо помехи, в результате возникновения которых образуются временные участки «узких мест» (например, остановочный пункт, место дорожно-транспортного происшествия, и др.).

Говоря о нерегулируемых пересечениях, основное влияние на пропускную способность пересечения такого типа оказывает его геометрия.

Учитывая наличие высоких интенсивностей транспортных потоков на пересечениях, обеспечение и поддержание безопасности дорожного движения на пересечениях становится все более важным. При этом безопасность движения на пересечениях по важности стоит на первом месте после пропускной способности и рентабельности обустройства пересечения.

Безопасность движения в свою очередь связано с уровнем обслуживания движения на пересечении. В качестве критерия, характеризующего уровень облуживания движения на нерегулируемых пересечениях, принимается средняя задержка на одно транспортное средство, которую испытывают автомобили при движении через перекресток.

Основы процесса движения второстепенного потока.

Находясь на подходе к перекрестку и двигаясь во второстепенном направлении, водитель принимает решение въехать на нерегулируемый перекресток, которое зависит от величины временного интервала между двумя следующими друг за другом транспортными средствами в главном направлении (рис. 5.1). Если водитель считает один из таких интервалов приемлемым, он начинает движение. Если же ему интервал покажется слишком маленьким, – он будет ждать. В случае же, если водитель ожидает слишком долгое время, то вполне может оказаться так, что в итоге за приемлемый он посчитает интервал, который будет меньше, чем один из тех, которые он уже пропустил. Тем не менее, всегда будет иметь место необходимое минимальное значение интервала, при котором водитель сможет начать движения не рискуя.

Рис. 5.1. Процесс въезда транспортного средства на перекресток из Временной интервал, который необходим водителю, чтобы начать движение во второстепенном направлении, называется граничным интервалом.

Классическое определение граничного интервала сформулировали Greenshields и Raff. При этом они исследовали не пропускную способность нерегулируемых пересечений, а лишь интервалы, для которых первый водитель в очереди решается на движение. Статистическая оценка исследуемых интервалов заключалась в том, что сначала все интервалы были разделены на интервалы, принятые водителями для движения (+), и интервалы, отклоненные водителями (-). Затем определялось вероятностное распределение для принятых H+ и отклоненных H- интервалов.

Greenshields определил граничный интервал tG как интервал, который половиной водителей был принят и половиной отклонен. Его можно определить по медиане распределения, образованного следующим образом:

где H+ – функция распределения принятых интервалов;

H- – функция распределения отклоненных интервалов;

h+ – функция распределения граничных интервалов.

Величина граничного интервала определяется по значению 0, распределения h+. Распределение показывает вероятность, с которой водителями может быть принят временной интервал меньше и равный соответствующему значению (рис. 5.2, а).

Raff определил граничный интервал, как интервал, для которого число временных интервалов меньше граничного интервала, которые были отклонены водителями, равно числу принятых интервалов, больших, чем граничный интервал. При этом граничный интервал определяется точкой пересечения прямой (для принятых интервалов) и обратной (для отклоненных интервалов) кумулятивных кривых (рис. 5.2, б).

Следует отметить, что при проведении обследований, направленных на определение ключевых параметров, описывающих движение транспортных потоков на нерегулируемых пересечениях, необходимо помнить следующее:

1. На второстепенном подходе в течение исследуемого периода всегда должна быть очередь, состоящая как минимум из 5 – 6 транспортных 2. При измерении принятых водителями второстепенного направления временных интервалов между транспортными средствами в главном направлении должны учитываться лишь действительно принятые интервалы. Отклоненные интервалы в данном случае не учитываются.

3. Число обследований (измерений) должно быть достаточным для обеспечения статистической значимости предполагаемых результатов.

В случае, когда величина интервала между транспортными средствами в главном направлении является значительно больше граничного интервала, после первого транспортного средства во второстепенном направлении начинают движение и другие транспортные средства с определенным временным интервалом, определенно меньшим, чем граничный интервал.

Таким интервалом называется интервал следования, который главным образом зависит от наличия у водителей возможности свободно ориентироваться (видимость). Практика показала, что величина интервала следования представляет собой приблизительно постоянную величину. В этом случае закон движения второстепенного потока на нерегулируемом пересечении можно описать как (рис. 5.3):

Function = =70,0000000*INormal(x;6,76097141;2,44493575)/(70,0000000*INormal(x;6,76097141;2,44493575)+ Рис. 5.2. Определение граничных интервалов по методикам, которые Прибытие ТС к перекрестку, авт.

где n – число транспортных средств, которые успевают проехать во второстепенном направлении при величине временного интервала между транспортными средствами в главном направлении равной t;

tg – граничный интервал;

tf – интервал следования.

Поскольку на перекресток въехать может лишь целое число транспортных средств, число n всегда должно округляться. В результате процесс разъезда транспортных средств на нерегулируемом пересечении можно представить в виде ступенчатой кумулятивной кривой (рис. 5.3). Минимальный интервал, который необходимо для въезда на перекресток первому транспортному средству и представляет собой граничный интервал.

Минимальный интервал, необходимый для разъезда n транспортных средств можно при этом определить с помощью преобразования формулы (2.2):

Процесс разъезда также можно представить в виде примой линии (см.

рис.3). При этом для полного учета последнего из n транспортного средства необходимо к интервалу, полученному по формуле (2.3) добавить tf/2:

или Угол наклона прямой, представленной на рисунке 5.3, зависит от величины интервала следования. Пересечение этой прямой с осью времени определяет временной интервал t0 = tg – tf/2, который Siegloch называет начальным (нулевым) интервалом. Заменив t0 на tg в формуле (5.4), получим следующее:

Оценка эффективности организации движения кольцевых Основной причиной, по которой пересечение дорог становится местом, где транспортные средства испытывают задержку («узким» местом), является то, что на пересечении транспортных потоков образуются конфликтные точки, которые подразделяются на конфликтные точки пересечения, расхождения и слияния потоков. На рис.6.1. показаны возможные конфликтные точки, имеющие место на пересечении двух дорог при разных геометрических формах самих пересечений. Из рисунка видно, что для случая кольцевого пересечения количество конфликтных точек меньше.

Кольцевые пересечение Рис. 6.1 Определение конфликтных точек на пересечениях Меньшее количество конфликтных точек свидетельствует об изначально более высоком уровне безопасности кольцевого пересечении по сравнению с простым пересечением. Это является основной причиной, по которой в странах с развитой транспортной инфраструктурой более 30 лет назад большая часть нерегулируемых пересечений были реконструированы с целью создания кольцевых пересечений.

Рис. 6.2. Пример кольцевого пересечения (Франция) Следует отметить, что на кольцевом пересечении водители вынуждены снижать скорость движения. В результате на некотором участке уличнодорожной сети (УДС), где пересечения оформлены в виде кольцевых, средняя скорость движения на перегонах снижается, что повышает безопасность движения. При этом на практике было установлено, что общая пропускная способность такого участка УДС повышается.

Следует также отметить, что в случаях, когда пропускная способность нерегулируемого пересечения уже исчерпана, альтернативой регулируемому пересечению может стать кольцевое. В случае, если пропускная способность кольцевого пересечения будет достаточной при существующих или прогнозируемых транспортных потоках, эффективность кольцевого пересечения будет гораздо выше эффективности регулируемого пересечения.

Пропускная способность подхода к кольцевому пересечению определяется по формуле:

где A и B – специальные коэффициенты, определяемые по табл. 6.1;

M – суммарная интенсивность конфликтного потока на кольце, прив.ед/ч.

Когда пропускная способность подхода к кольцевому пересечению рассчитывается по измеренным параметрам транспортного потока (поток на кольце и поток на подходе), величина M будет представлять собой интенсивность на кольце.

6.3.3. Методические указания по выполнению заданий практических занятий:

Оценка максимальной пропускной способности одной полосы дороги Основными количественными характеристиками дорожного движения являются: интенсивность, скорость и линейная плотность движения. Основной характеристикой, оценивающей её целевую функцию, является скорость.

Интенсивностью движения называют количество транспортных средств, проходящих через поперечное сечение дороги или полосы движения в единицу времени. Линейную плотность движения определяют как количество транспортных средств, приходящихся на 1 км длины полосы движения.

Перечисленные характеристики дорожного движения выражаются основным уравнением транспортного потока:

где N – интенсивность транспортного потока, ед./ч; n – плотность транспортного потока, ед./км; v – скорость транспортного потока, км/ч.

График зависимости называется основной диаграммой транспортного потока (рис. 1).

Рис. 1. Основная диаграмма транспортного потока при tр=0,5 с; aт =5 м/с2; lп =6 м С ростом плотности движения интенсивность движения вначале растет, а затем, после достижения точки максимума А, начинает падать. Тангенс угла наклона радиуса-вектора, проведенного из начала координат в любую точку кривой диаграммы транспортного потока, определяет его скорость. С ростом плотности транспортного потока растет напряженность движения, а скорость падает. Точка В диаграммы соответствует состоянию транспортного потока, при котором его скорость и соответственно интенсивность движения падают до нуля. Это состояние называют затором.

Плотность транспортного потока на основании динамического габарита между транспортными средствами где L – длина участка дороги, км; lи–динамический габарит (м), Здесь tp – время реакции водителя, с; aТ – тормозное замедление транспортных средств, м/с2; lп – средняя длина транспортных средств, м.

Интенсивность транспортного потока на основании динамического габарита между транспортными средствами Из рис. 2 видно, что интенсивность движения не превышает определенного максимума (А = Nмакс), который называют пропускной способностью дороги или полосы движения.

Задание На основании исходных данных (см. приложение, табл. VII) каждый студент должен: 1) построить основную диаграмму транспортного потока, 2) определить максимальную пропускную способность полосы движения, 3) плотность транспортного потока, при которой будет наблюдаться затор, а также 4) максимально эффективную скорость из расчета максимальной пропускной способности.

Пример ответа: 2) максимальная пропускная способность полосы движения составила 1000 ед./ч; 3) плотность транспортного потока, при которой будет наблюдаться затор, равна 85 ед./км; 4) максимально эффективная скорость из расчета максимальной пропускной способности составила примерно 30 км/ч.

По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

1. Какую варианту называют «крайней» ?

2. Что называют доверительным интервалом ?

3. С какой целью выборка проверяется на наличие «крайних» значений ?

Оценка пропускной способности дороги (перегона) и его уровня загрузки Пропускная способность дороги является основополагающим фактором при строительстве и реконструкции автомобильных дорог. На пропускную способность автомобильных дорог влияет множество факторов, среди которых необходимо отметить следующие: состав транспортного потока, радиусы кривизны в плане и продольном профиле, ширина проезжей части, различного рода помехи и тип дорожной одежды. Однако стоит отметить, что пропускная способность автомобильных дорог не является лимитирующим фактором при рассмотрении участка улично-дорожной сети. К ним можно отнести места резкого снижения скорости, пересечения различного рода, дорожные развязки и т.п.

Каждый студент должен рассчитать пропускную способность и уровень загрузки участка дороги на основании предложенных исходных данных (см.

приложение, табл. III).

По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

При расчетах следует исходить из максимальной пропускной способности (табл. 1).

Пропускная способность дороги (перегона) определяется из уравнения где B – итоговый коэффициент снижения пропускной способности, равный произведению частных коэффициентов B=B1B2B3…B15; Pmax– максимальная пропускная способность, прив.ед/ч.

По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

Здесь B1– коэффициент, учитывающий ширину полосы (проезжей части, табл. 2).

B2 – коэффициент, учитывающий ширину обочины:

B3 – коэффициент, учитывающий боковые помехи движению (табл. 3).

Автомобильная Расстояние от B4 – коэффициент, учитывающий долю грузового транспорта в потоке табл. 4 (на подъемах не учитывается, так как состав движения учтен при определении коэффициента B5).

Количество автопоездов в потоке, % B5 – коэффициент, учитывающий долю грузового транспорта в потоке (табл. 5).

B6 – коэффициент, учитывающий расстояние видимости:

Расстояние видимости, м B7 – коэффициент, учитывающий радиусы кривых в плане :

B8 – коэффициент, учитывающий ограничение скорости знаком:

Ограничение скорости знаком, км/ч B9 – коэффициент, учитывающий тип пересечения со второстепенной дорогой (табл. 6).

Продольный Длина Число автомобилей, поворачивающих налево, % Частично оборудованное пересечение с островками без переходно-скоростных полос B10 – коэффициент, учитывающий тип обочины (табл. 7).

Укреплены: щебнем с краевой полосой из бетонных плит; щебнем без краевой полосы B11 – коэффициент, учитывающий тип покрытия обочины (табл. 8).

Шероховатое асфальто- или цементобетонное, черное щебеночное покрытие 1, Асфальтобетонное покрытие без поверхностной обработки 0, B12 – коэффициент, учитывающий размещение линейных сооружений (табл. 9).

Площадка отдыха, бензозаправочные станции или остановочные площадки с полным отделением от основной дороги и наличием специальной полосы для 1, въезда:

B13 – коэффициент, учитывающий разметку дороги (табл. 10).

B14 – коэффициент, учитывающий указатели полос движения B14= 1,10.

B15 – коэффициент, учитывающий число автобусов в потоке (табл.12).

Число автобусов в В качестве примера можно рассмотреть трехполосную дорогу максимальная; пропускная способность составит 4000 прив.ед/ч. Частные коэффициенты снижения максимальной пропускной способности сведены в табл. 13.

способности Рассчитывается реальная пропускная способность участка дороги:

Рассчитывается уровень загрузки дороги:

где V – интенсивность транспорта, прив.ед/ч; P – реальная пропускная способность участка дороги.

Ответ: Реальная пропускная способность участка дороги составила прив.ед/ч, уровень загрузки превышает 100 %.

Оценка эффективности внедряемых мероприятий на основе критерия На практике часто приходится опираться на статистические данные, позволяющие утверждать об изменении какого-либо процесса, явления или отдельного параметра сложной системы в положительную или отрицательную сторону. Как правило, такие изменения выражают в процентах от начальной величины. Однако изменение в несколько процентов может быть статистически незначимым по отношению к начальной величине и не может считаться эффективным.

Задание На основании данных табл. I приложения, каждому студенту необходимо доказать или опровергнуть гипотезу об эффективности проведенных мероприятий. Задание выполняется по вариантам (последняя и предпоследняя цифры зачетной книжки студента; см. приложение, табл. I).

По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

По легенде на участке УДС были произведены замеры скорости передвижения (последняя цифра зачетной книжки; см. приложение, табл. I), в дальнейшем на этом участке проводилась реконструкция, направленная на увеличение скорости передвижения и снижения задержек транспортных средств. После реконструкции замеры произвели повторно (предпоследняя цифра зачетной книжки; см. приложение, табл. I) при прочих равных условиях.

Рассчитывается эффективность мероприятия:

где t – расчетный критерий Стьюдента; tst – стандартный критерий Cтьюдента (см. приложение, табл. II, где число степеней свободы k=n1+n2-2); x1,2ср – средние значения рассматриваемых выборок; m1,2 – ошибки оценки среднего значения соответственно первой и второй выборки.

Изменение средней скорости движения транспортных средств на участке УДС с 20 до 30 км/ч представляет собой изменение на 50 %, а средние значения сравниваемых выборок статистически достоверно отличны друг от друга.

Ответ: Внедренные мероприятия эффективны.

1. В каком случае внедренные мероприятия могут считаться эффективными ?

2. На основании какого статистического критерия можно проверить эффективность мероприятия ?

Оценка объемов движения на нерегулируемом пересечении В реальных условиях объемы движения на нерегулируемом пересечении следует замерять в часы максимальной загрузки с использованием специальной контрольно-измерительной аппаратуры. В настоящих практических работах используются объемы движения, измеренные заранее и выбираются по вариантам (см. приложение, табл. V).

Интенсивности на нерегулируемом пересечении 1-го ранга в соответствии с вариантом рассчитываются как:

интенсивность NOW = Nmax;

интенсивность NWO = 0,9 Nmax;

интенсивность NON = 0,6 NOW;

интенсивность NWS = 0,6 NWO.

Интенсивности на нерегулируемом пересечении всех рангов, отличных от 1-го, в соответствии с вариантом рассчитываются по следующему выражению:

где Nmax – максимальная интенсивность транспортного потока (ед./ч) 1-го ранга, (см. приложение, табл. VI);

k – понижающий коэффициент интенсивности транспортных потоков 2-го и меньшего рангов (см. приложение, табл. I);

№вар – номер варианта (последние две цифры зачетной книжки).

На основании исходных данных по вариантам, каждый студент рассчитывает интенсивность транспортных потоков на нерегулируемом пересечении. Расчетные значения интенсивности транспортных потоков заносятся в таблицу 14 - матрица интенсивности транспорта на нерегулируемом пересечении.

По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

Рис 2. Схема движения на нерегулируемом пересечении Матрица интенсивности транспорта на нерегулируемом пересечении * матрица читается сверху вниз и слева направо.

1. Сколько рангов транспортных потоков на нерегулируемом пересечении с 4-мя подходами ?

2. Какой ранг является приоритетным ?

3. Каким рангам должен уступать 3 ранг ?

Расчет базовой пропускной способности второстепенных потоков на Базовая пропускная способность второстепенного потока 2-го ранга определяется по выражению где Gi – базовая пропускная способность второстепенного потока i, прив. ед/ч;

qp – расчетная интенсивность приоритетного направления первого ранга, авт./ч;

tg – средний граничный интервал (табл. 15), с;

tf – средний интервал следования (табл. 16), с.

Налево из главного Направо из направления Прямо из направления Налево из направления Прямо и налево из направления для случая одностороннего движения Средний граничный интервал принимается на основании натурных исследований наиболее распространенных случаев на нерегулируемых пересечениях. С увеличением плотности транспортного потока средний граничный интервал уменьшается.

Налево из главного Направо из направления Прямо из направления Налево из направления Прямо и налево из второстепенного случая одностороннего движения На основании данных интенсивности движения на нерегулируемом пересечении, каждый студент рассчитывает базовую пропускную способность транспортных потоков отличных от 1-го ранга. По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005Таблица Матрица базовой пропускной способности * матрица читается сверху вниз и слева направо.

Базовая пропускная способность рассчитывается для всех рангов, отличных от 1-го, данные заносятся в табл. 17.

1. Какие факторы влияют на базовую пропускную способность ?

2. От чего зависит значение среднего граничного интервала ?

3. От чего зависит значение среднего интервала следования ?

Расчет пропускной способности транспортного потока 3-го ранга на Для определения пропускной способности потока 3-го ранга необходимо определить вероятность того, что поток 2-го ранга будет двигаться где p02 – вероятность беспрепятственного движения потока 2-го ранга; N – интенсивность движения рассматриваемого потока, прив. ед./ч; C – пропускная способность рассматриваемого потока, прив. ед./ч.

Вероятность беспрепятственного движения потока 2-го ранга рассчитывается для каждого подхода.

Пропускная способность потока 3-го ранга определяется, исходя из формулы:

где G3 – базовая пропускная способность потока 3-го ранга, прив. ед./ч; – произведение вероятностей беспрепятственного движения всех потоков 2-го ранга, которым уступает рассматриваемый поток 3-го ранга.

На основании данных интенсивности движения на нерегулируемом пересечении, каждый студент должен рассчитать вероятность беспрепятственного движения потоков 2-го ранга и пропускную способность потоков 3-его ранга. По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

1. Какие факторы влияют на пропускную способность потоков 3-го ранга 2. От чего зависит значение вероятности беспрепятственного движения ?

3. Что означает отрицательное значение вероятности беспрепятственного движения ?

Расчет пропускной способности транспортного потока 4-го ранга Пропускная способность потока 4-го ранга определяется, исходя из формулы:

всех потоков 2-го и 3-го ранга, которым уступает рассматриваемый поток 4-го ранга.

Вероятность беспрепятственного движения потока третьего ранга рассчитывается аналогично выражению (4) для каждого подхода.

На основании данных интенсивности движения на нерегулируемом пересечении, каждый студент должен рассчитать вероятность беспрепятственного движения потоков 3-го ранга и пропускную способность потоков 4-го ранга. По результатам выполненного задания формируется отчет в соответствии с требованиями СТО ИрГТУ.005-2009.

* матрица читается сверху вниз и слева направо.

Вычисленные пропускные способности сводятся в табл. 18.

1. Какие факторы влияют на пропускную способность потоков 4-го ранга 2. От чего зависит значение вероятности беспрепятственного движения ?

3. Что означает отрицательное значение вероятности беспрепятственного движения ?

Оценка задержек на нерегулируемом пересечении Эффективность организации движения на пересечении на нерегулируемых пересечениях (уровень обслуживания) определяется по таким критериям, как средняя задержка транспортного средства на пересечении (во второстепенном потоке) и резервная пропускная способность потока во второстепенном направлении. Зависимость между этими характеристиками выражается следующим образом:

где d – средняя задержка транспортного средства на пересечении во второстепенном направлении, с;

Cres – резервная пропускная способность потока во второстепенном направлении.

Резервную пропускную способность при этом определяет по формуле В табл. 19 сведены значения резервной пропускной способности и средней задержки, соответствующие каждому из уровней обслуживания.

Критерии оценки уровня обслуживания движения