3 Фазы движения со средними скоростями 34,7 км/ч, 35,4 км/ч и 22,6 км/ч)

Движение в потоке является процессом более сложным, чем движение в свободном потоке, о чем свидетельствует и полученная функция, математически описывающая зависимость «расход топлива – скорость движения». Полином функции, описывающий движение в потоке, равен третьей степени, а полином функции движения в свободном потоке – второй степени.

По полученным зависимостям возможно определить расход топлива автомобилем в зависимости от скорости движения и фазы движения.

Наличие транспортного узла в городе приводит к нарушению ординарности транспортного потока, что необходимо учитывать при исследовании механизма формирования общего расхода топлива транспортного средства.

Для анализа и построения модели использовались стохастические модели. Проведенная оценка на блоке с преградой движения позволила выявить, что расход топлива на транспортном узле будет зависеть от ряда факторов:

• количества остановок и разгонов транспортного средства перед преградой. Расход топлива зависит от средней скорости движения на участке до преграды и после преграды;

• расход топлива при работе двигателя во время стоянки и на холостом ходу – определяется величиной задержки на узле;

• расходом топлива при движении с постоянной скоростью в зоне рассматриваемого узла.

Согласно экспериментам и расчетам, расстояние свободного равномерного движения рекомендуется брать в среднем равным 100м.

Расход топлива на нерегулируемых перекрестках складывается из расхода на замедление автомобиля до остановки, задержки на перекрестке и последующего разгона до средней скорости потока.

Расход топлива на перекрестке:

, (1)

где n – количество остановок на транспортном узле;

–расход во время ускорения/замедления автомобиля, л/остановку л/с;

– время полной стоянки автомобиля, с;

– расход топлива на холостом режиме работы двигателя (по результатам испытания 1,05 л/час) л/с;

– размер транспортного узла, с учетом транспортных средств, м;

– расход топлива при движении равномерно со средней скоростью потока, определяется из уравнения свободного движения, л/км.

Расход топлива при свободном движении на перекрестке определяется исходя из уравнения, полученного по результатам испытания движения автомобиля в «синхронизированном потоке».

Изложенное выше показывает необходимость выполнения отдельного расчета расхода топлива транспортного средства на перекрестке. Проведенные эксперименты позволяют установить зависимость «расход топлива - конечная скорость разгона» для транспортного средства, что позволяет с достаточной точностью установить расход горючего на всем перекрестке, в зависимости от интенсивности потока, цикла регулирования и полос движения транспортного узла.

Исследования на каждом из выделенных элементов улично-дорожной сети позволили отработать методику, дающую возможность анализировать динамику транспортных потоков и принимать решения по распределению и управлению транспортными потоками. На каждом из выделенных участков или блоках движения была выполнена оценка экономичности движения. Проведенные изыскания с помощью современных измерительно-информационных приборов дали возможность установить взаимосвязь динамики транспортных потоков с элементами реальной улично-дорожной сети.

Апробация методики проходила в условиях УДС г. Брянска, которая была поделена на отдельные элементы. Произведенные расчеты позволили не только определить ряд элементов со сложной ситуацией, но и произвести экспертную оценку по распределению транспортных потоков более равномерно по УДС путем оптимизации работы системы управления движением, информировании участников движения о загруженности на альтернативных участках движения.

Произведенная оценка позволила выявить критические элементы реальной УДС не только в момент обследования, но и с учетом прироста движения транспортных средств. Была проведена оценка ситуации и предложена реконструкция УДС путем проведения ремонтных работ на отдельных участках, реконструкции некоторых элементов, а также рассмотрена возможность введения новых элементов УДС. Данные расчеты позволили просчитать эффективность проведения реконструкции и дать определенные рекомендации.

К инструментам реализации необходимо отнести GSM-систему взаимодействия центрального пункта управления с отдельными транспортными узлами. Центральный пункт на основании реальных данных по загрузке транспортной сети, наличия в данный промежуток времени пешеходов, проводит подбор оптимальных величин цикла работы сигнализации на транспортном узле, формируя приоритет движения в наиболее загруженном направлении. Главное достоинство данной системы заключается в том, что система способна функционировать полностью в автономном режиме на любой стадии работы, начиная от оценки транспортного потока, до изменения цикла сигнализации. При этом анализ и расчет параметров проводится не для отдельного транспортного узла, а для всей улично-дорожной сети, что позволяет подбирать не частные параметры для отдельного узла, а для всей учитываемой сети.

Заключение

При реализации данного измерительного комплекса осуществляется возможность проведения исследования динамических характеристик технической системы «участок дорожной сети - динамические характеристики автомобиля» с необходимой точностью, при постоянном контроле работы систем автомобиля, что позволяет избегать ошибочных и неточных показателей.

Разработанная на основании рассмотренной системы и измерительного комплекса методика позволяет дать оценку взаимодействия транспортных потоков и транспортной сети с целью принятия решений по перераспределению транспортных потоков или при проведении оценки эффективности реконструкции УДС.

Применение методики, в которой учтены выявленные связи и закономерности динамики транспортного потока и внешних факторов, способны повысить экономичность и безопасность эксплуатации транспортных сооружений. Выделение отдельных элементов улично-дорожной сети позволяет наиболее достоверно оценить нагрузки транспортных потоков в населенном пункте, выявить наиболее загруженные участки и распределить потоки более равномерно по улично-дорожной сети города.

Внедрение данной методики вместе с инструментами реализации способно нормализировать взаимодействие транспортных потоков с улично-дорожной сетью путем формирования в реальном времени, в прямой зависимости от дорожной обстановки, циклов светофорной сигнализации в автоматизированном режиме.

Полученная система расчета, а также разработанные инструменты контроля транспортной сети в целом, позволяют производить оптимизацию движения не на отдельном участке или элементе транспортной сети, а с учетом всех элементов, с возможностью предотвращения возникновения проблемных участков движения на всех узлах улично-дорожной сети с учетом не только транспортных средств, но и с учетом количества пешеходов на транспортных узлах и участках автомобильных дорог.

Литература

1 Teply S. Second Edition of the Canadian Capacity Guide for Signalized Intersections /S. Teply, D. Allingham, B. Stephenson //Institute of transportation Engineers.- Canada, 1995.– 115 p.

2 Webster F.V. Traffic Signals /F.V. Webster, B.M. Cobbe //Road Research Technical Paper.- № 56, HMSQ.– London, 1996.– 111 p.

3 Математическое моделирование автотранспортных потоков /Н.Н. Смирнов, А.Б. Киселев, В.Ф. Никитин, М.В. Юмашев //Вести. МГУ.- 1999. – С.48-56.

4 Оценка влияния транспорта на загрязнение атмосферного воздуха в крупных городах /В.Н. Луканин, А.П. Буслаев, Ю.В. Трофименко, М.В. Яшина //Наука. Техника. Управление: сб. обзор, информ.- М., 1997.- № 6.– С. 34-44.

5 Швецов В.И. Математическое моделирование транспортных потоков /В.И. Швецов //Автоматика и телемеханика.- 2003.- № 11. – С.21-23.