Из формулы (3.2):

Необходимая дистанция безопасности Д_б между автомобилями:

(4.3)

где L_а – статический габарит автомобиля, м; L_а = 5 м.

Д_б = 52,63 – 5 = 47,63 м.

Определим плотность транспортного потока при мокром покрытии, используя формулу (3.1). При этом считаем, что интенсивность движения ТС на мокром покрытии на 25% меньше чем на сухом, поэтому N₁ = 0,75 N.

Тогда

Определим динамический габарит автомобиля:

Необходимая дистанция безопасности Д_б между автомобилями

Д_б = 71,67 – 5 = 66,67 м.

Сравнивая дистанции безопасности для сухого и мокрого покрытия, можно сделать вывод, что для мокрого покрытия дистанция безопасности должна быть больше.

Задача №2

Определить степень сложности пересечения при разрешенных маневрах и определить порядок движения ТС.

Решение

Исследования ДТП показали, что наибольшее их число происходит в так называемых конфликтных точках, т.е. в местах, где в одном уровне пересекается траектории движения ТС или ТС и пешеходов, а также в местах отклонения или слияния транспортных потоков. Сложность (условная опасность) любого пересечения может быть определена по формуле:

(4.4)

где n_о, n_c, n_n - число соответственно точек ответвления, слияния, пересечения.

Если m  40, то считают, что перекресток простой; m = 40…80, считают, что перекресток средней сложности; m = 80…150 - сложный,

m  150 - очень сложный.

Для определения сложности пересечения воспользуемся формулой (4.4). На данном пересечении (см. рисунок 4.1) 3 точки ответвления, 3 точки слияния, 8 точек пересечения, поэтому:

Рисунок 4.1 - Схема перекрестка

Вывод: перекресток средней сложности.

Таблица 4.1 – Исходные данные к задаче №1 в лабораторной работе №4

№ задачи	Параметр	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 1	Интенсивность движения по полосе N, авт./ч	1200	1300	1400	1500	1600	1700	1100	900	800	1800
	Средняя скорость движения потокаVa, км/ч	60	55	50	45	40	65	60	55	50	45
	Процент снижения интенсивности на мокром покрытии ΔΝ, %	25	20	15	25	20	15	25	20	15	25

Исходные данные к задаче №2

Вариант №0 Вариант №1

Вариант №2 Вариант №3

Вариант №4 Вариант №5

Вариант №6 Вариант №7

Вариант №8 Вариант №9

Рисунок 4.2 – Схемы движения ТС к задаче № 2

Лабораторная работа №5

Тема. Определение технической возможности избежать наезда на пешехода, максимально допустимой скорости движения автомобиля.

Цель лабораторной работы:

1. Получить навыки в определении технической возможности избежания наезда на пешехода.

2. Получить навыки в определении максимально допустимой скорости движения автомобиля.

Методические указания

Рассмотрим определение технической возможности избежать наезда на пешехода, максимально допустимой скорости движения автомобиля на примере следующих задач.

Задача №1

Определить максимально допустимую скорость движения легкового автомобиля (исходные данные принимаются по соответствующему варианту).

Пример решения задачи №1

Дано:

расстояние видимости S_в = 80 м;

автомобиль полностью загружен;

ситуационный период реакции водителя, t₁ = 0,8 с;

время запаздывания срабатывания тормозного привода, t₂ = 0,4 с;

время нарастания замедления при торможении, t₃ = 0,6 с;

коэффициент сцепления φ = 0,8.

Решение

Для определения максимально допустимой скорости движения автомобиля рассчитываем:

1. Время приведения тормозной системы в действие:

(5.1)

с,

где t₁ - ситуационный период реакции водителя, с; t₁ = 0,8 с;

t₂ - время запаздывания срабатывания тормозного привода, с; t₂ = 0,4 с;

t₃ - время нарастания замедления при торможении, с; t₃ = 0,6 с.

2. Замедление автомобиля при торможении по формуле (3.4), при φ = 0,8; К_э = 1,5 составит:

Тогда допустимая скорость движения по условиям видимости определяется по формуле:

Допустимая скорость движения по условиям видимости (S_в = 80м) составит 79,67 км/ч.

Задача №2

Автомобиль ГАЗ - 24 наехал на пешехода, который пересекал проезжую часть слева на право по направлению движения (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Схема столкновения автомобиля с пешеходом

Установить имел ли водитель автомобиля техническую возможность избежать наезда при следующих исходных данных:

1. Автомобиль ГАЗ - 24 двигался без пассажиров и груза со скоростью V_a.

2. Участок АД с шириной проезжей части B находился в сухом состоянии.

3. После наезда до полной остановки автомобиль проехал в заторможенном состоянии S_t.

4. С момента возникновения опасности для движения до момента наезда пешеход прошел S_п со скоростью V_п.

Пример решения задачи

Исходные данные:

V_a = 55 м/с;

В = 10 м;

S_t = 4,2 м;

S_п = 5 м;

V_п = 8,2 км/ч;

t₁ = 1,0 с, t₂ = 0,2 с, t₃ = 0,4 с.

Решение

В основном, вопрос о технической возможности избежать наезда на пешехода, решается сравнением размеров остановочного пути ТС S_о и его удаления S_в от места наезда в момент возникновения опасности для движения.

В рассматриваемой ситуации опасность для движения автомобиля ГАЗ-24 возникает в момент пересечения пешеходом осевой линии. Водитель имеет техническую возможность избежать наезда, если S_o < S_в.

Остановочный путь [3, с.56]:

(5.2)

при этом t₁ = 1,0 с, t₂ = 0,2 с, t₃ = 0,4 с.

Удаление автомобиля от места наезда в момент возникновения опасности для движения:

(5.3)

м.

Вывод: так как остановочный путь S_о ТС значительно превышает расстояние видимости S_в, то водитель не имел технической возможности остановиться.

Таблица 5.1 - Исходные данные к лабораторной работе №5

№ задачи	Показатель	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 1	Ситуационный период реакции водителя t, с.	0,5	0,6	0,7	0,8	0,5	0,6	0,7	0,8	0,5	0,6
	Время запаздывания срабатывания тормозного привода t2, c	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4
	Время нарастания замедления при торможении tз, с	0,6	0,5	0,7	0,5	0,6	0,7	0,5	0,6	0,7	0,6
	Коэффициент сцепления φ	0,8	0,5	0,6	0,7	0,8	0,5	0,6	0,7	0,8	0,5
	Характеристика загрузки	Нет	50%	100%	Нет	50%	100%	Нет	50%	100%	Нет
	Расстояние видимости, м	80	90	80	100	70	120	90	80	75	85
Задача 2	Ширина проезжей части, м	12	14	12	14	12	14	12	14	12	14
	Скорость автомобиля, км/ч	56	53	40	65	60	70	45	50	90	80
	Длина участка, который автомобиль поехал в заторможенном состоянии ST, м	4,2	4,0	3,8	5,0	4,8	5,5	3,9	4,0	7,0	5,6

Продолжение таблицы 5.1

№ задачи	Показатель	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 2	Путь, который прошел пешеход с момента возникновения опасности до момента наезда Sп, м	5,0	4,8	4,6	4,4	4,2	4,0	5,2	5,4	5,6	3,8
	Коэффициент сцепления φ	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,7	0,5	0,6	0,4	0,3
	Скорость пешехода Vп, км/ч	8,1	8,0	7,8	7,6	7,4	8,2	8,0	7,8	7,6	7,4
	Ситуационный период реакции водителя t1, с	0,8	0,7	0,4	0,3	0,5	0,6	0,8	0,7	0,4	0,5
	Время запаздывания срабатывания тормозного привода t2, с	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2	0,4	0,2
	Время нарастания замедления при торможении t3, с	0,5	0,5	0,7	0,7	0,6	0,5	0,6	0,5	0,7	0,6
	Характеристика загрузки автомобиля	50%	Нет	Нет	100%	100%	50%	50%	Нет	100%	100%

Лабораторная работа №6

Тема. Динамические модели движения. Плотные транспортные потоки

Цель лабораторной работы:

1. Ознакомиться с динамическими моделями движения ТС.

2. Ознакомиться с плотными транспортными потоками, динамическим габаритом ТС.

Методические указания

При возрастании загрузки дороги автомобили в потоке вынуждены взаимодействовать между собой. Начиная с коэффициента загруженности Z > 0,52, большая часть автомобилей движется в условиях взаимного влияния друг на друга. Взаимное влияние проявляется при интервалах времени < 9 с. Поток, в котором автомобили находятся в тесном взаимодействии между собой, называют плотным. Примером плотного транспортного потока является организованное колонное движение, движение очередей автомобилей большой длины, движение пачек и групп автомобилей.

Для описания плотных транспортных потоков используют динамические (детерминированные) модели, в основу которых положена функциональная зависимость между отдельными показателями, которые характеризуют транспортный поток.

Используют математический аппарат, который описывает взаимодействие целой среды (макроскопический подход), или аппарат, который описывает взаимодействие автомобилей в потоке с учетом присутствия человека как оператора (микроскопический подход). При макромоделировании допускают, что движение транспортного потока однородное, и исследуют средние значения характеристик транспортного потока. Примером макромодели транспортного потока является уравнение состояния транспортного потока:

(6.1)

где N - интенсивность движения, авт./час;

q - плотность транспортного потока, авт./км;

V - скорость движения, км/час.

При микромоделировании транспортного потока исследуют взаимодействие между автомобилями, что проявляется, прежде всего, в изменении дистанции между ними.

Как уже отмечалось, динамические модели основываются на колонном движении. Упрощенные динамические теории разработаны для расчета средней дистанции между автомобилями при разных скоростях движения. Они разделены на несколько групп по степени усложнения начальных условий. Общими условиями для них являются однородность транспортного потока и равенство скоростей движения, т.е. допускают, что динамические габариты транспортных средств одинаковы.

Динамические модели применяют для определения наибольшей возможной интенсивности движения по одной полосе N_max (пропускная способность полосы P_n):

(6.2)

где V_a - скорость движения автомобилей в потоке, км/ч;

L_g - динамический габарит автомобиля, м;

Под динамическим габаритом L_g понимают отрезок полосы дороги, который минимально необходим для безопасного движения автомобилей с заданной скоростью V_a; он состоит из длины автомобиля l_a, дистанции d и зазора безопасности l_o между транспортными средствами в колонне, которые остановились:

(6.3)

Рисунок 6.1 - Динамический габарит автомобиля

В моделях первой группы при расчете минимальной теоретической дистанции d считают абсолютно равными между собой тормозные свойства автомобилей и учитывают только время реакции водителя t_р. Общий вид уравнения динамического габарита для микромоделей транспортного потока первой группы имеет вид:

(6.4)

Уравнение приобретает линейный характер, а возможная интенсивность движения увеличивается неограниченно при увеличении скорости, что не соответствует реальным условиям движения на автомобильной дороге и приводит к увеличению значений возможной интенсивности движения по полосе. Основной недостаток этой группы моделей - отсутствие учета тормозных свойств автомобилей.

Задача №1

Определить наибольшую возможную интенсивность движения на полосе однородного потока автомобилей в диапазоне скоростей 60 … 100 км/ч с шагом ΔV = 20 км/ч, используя динамическую модель первой группы.

Решение:

Воспользуемся формулой (6.4):

для легковых автомобилей l_a = 5 м;

V_а = 60 км/ч; 80 км/ч; 100 км/ч;

t_р = 1с;

l_o = 10 м; 12 м; 15 м.

Таблица 6.1 - Расстояния l_о между автомобилями, которые остановились.

Vа , км/ч	20	40	60	80	100
lо , м	3	6	10	12	15

Из этого следует, что:

Используя формулу (6.2) для нахождения интенсивностей:

От недостатков моделей первой группы свободны модели второй группы, в которых учитывают полный тормозной путь автомобиля, который движется за первым при его внезапной остановке. При расчете на полную безопасность исходят из того, что дистанция d должна включать полный остановочный путь заднего автомобиля, т. е. состоять из пути, который автомобиль проходит за время реакции водителя, и тормозного пути заднего автомобиля. Тогда величину динамического габарита определяют по уравнению:

(6.5)

где S_T2 - тормозной путь заднего автомобиля, м,

(6.6)

где К_э - коэффициент эксплуатационных условий торможения; К_э=1,2;

φ₁ - коэффициент продольного сцепления, зависит от типа и состояния дороги, φ₁ = 0,2…0,75.

Уравнения второй группы отображают условия аварийной ситуации, когда необходима немедленная остановка автомобиля, чтобы предотвратить столкновение.

Задача №2

Определить среднюю дистанцию между легковыми автомобилями в условиях экстренного торможения на асфальтобетонном покрытии, используя динамическую модель второй группы, при V_а=80 км/ч, l_a=5м, t_p=1с, l_о=12м.

Решение:

Воспользуемся формулой (6.6) для определения тормозного пути:

Тогда:

Наиболее реальный подход к определению дистанции d основывается на учете разницы тормозных путей, имея ввиду, что лидер (ведущий автомобиль) в процессе движения также движется вперед на величину своего тормозного пути. Такой подход больше отвечает требованиям обеспечения безопасности движения при высоких скоростях и используется при расчете пропускной способности полосы движения на перегоне дороги.

Модели третей группы используют при условии колонного движения автомобилей, т. е. движения с максимальной плотностью, которая может быть для заданного значения скорости по условиям безопасности движения. Динамический габарит (т. е. отрезок дороги, который занят одним автомобилем на проезжей части), определяется уравнением:

(6.7)

Величина дистанции d включает отрезок, который составляет возможную разницу в длине тормозных путей автомобилей:

,

(6.8)

где i₁, i₂ - замедление автомобиля-лидера и заднего (ведущего и ведомого) автомобилей, м/с².

Задача №3

Определить, какой отрезок дороги занимает на ПЧ автомобиль, который тормозит с интенсивностью вдвое большей, чем автомобиль, который идет впереди, или при разных начальных скоростях торможения. Использовать динамическую модель третьей группы.

Даны: V_a = 60 км/ч, К_э = 1,2, φ = 0,7, t_р = 1 с, l_a = 5 м, l_о = 10 м.

Решение:

Воспользуемся формулами (6.8) и (6.6):

Динамический габарит определим по формуле (6.7):

Если принять t_p = 1с, (i₁-i₂) = 2 м/с² на сухом асфальтобетонном покрытии при экстренном торможении однотипных легковых автомобилей, то динамический габарит численно будет равен:

, (6.9)

где V_a - скорость движения, м/с.

Приведенное уравнение (6.9) используют для приближенного расчета пропускной способности полосы при колонном движении легковых автомобилей на небольших скоростях, характерных для городских улиц и дорог с ограничениями по скорости (< 80 км/ч).

Задача №4

Определить ПС полосы при колонном движении легковых автомобилей для разных условий движения. Для приближенного расчета использовать формулу (6.9).

Решение:

Используем формулу (6.9):

Определяем пропускную способность полосы по формуле (6.2):

авт./ч.

Задание для лабораторной работе №6

Значения длин автомобилей используемых в работе:

ГАЗ - 24 l_а = 4,76 м;

ЗИЛ - 130 l_а = 6,675 м;

ЛАЗ - 695 Н l_а = 9,19 м.

Таблица 6.2 - Исходные данные к лабораторной работе №6

№ задачи	Показатель	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 1	Диапазон скоростей от V1 до V2, км/ч	50…125	60…120	65…140	40…100	30…60	55…130	45…90	35…80	70…100	75…135
	Шаг изменения скорости ΔV, км/ч	25	20	25	20	10	25	15	15	10	20
	Время реакции водителя tр, с	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	0,7	0,6

Продолжение таблицы 6.2

№ задачи	Показатель	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 1	Дистанция безопасности lо, м	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	10,0
	Автомобили в потоке	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24
Задача 2	Скорость автомобиля Vа, км/ч	40	45	50	55	60	65	70	75	80	90
	Коэффициент эффективности торможения Кэ	1,1	1,5	1,6	1,5	1,6	1,2	1,15	1,6	1,5	1,6
	Коэффициент сцепления φ	0,6	0,5	0,4	0,3	0,7	0,8	0,6	0,3	0,4	0,5
	Автомобили в потоке	ГАЗ – 24	ЛАЗ – 695Н	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ЗИЛ - 130	ГАЗ – 24	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ЗИЛ - 130
	Время реакции водителя tр, с	1,5	1,4	1,3	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
Задача 3	Дистанция безопасности lо, м	10,0	9,5	9,0	8,5	8,0	7,5	7,0	6,5	6,0	5,0
	Скорость автомобиля Vа, км/ч	90	85	80	75	70	65	60	55	50	45

Продолжение таблицы 6.2

№ задачи	Показатель	Вариант
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Задача 3	Замедление автомобиля лидера i2, м/с2	3,0	2,9	2,8	2,7	2,6	2,5	2,4	2,3	2,2	2,1
	Время реакции водителя tр, с	1,5	1,3	1,1	0,9	0,7	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4
	Автомобили в потоке	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЛАЗ – 695Н	ЗИЛ - 130	ГАЗ – 24
	Дистанция безопасности lо, м	8,5	8,0	10,0	9,5	5,0	6,5	7,0	7,5	9,0	6,0
Задача 4	Скорость автомобиля Vа, км/ч	90	60	70	60	70	90	70	60	90	60
	Автомобили в потоке	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24	ЗИЛ - 130	ЛАЗ – 695Н	ГАЗ – 24

Список использованной литературы

1. Правила дорожного движения Украины. - Х.: Светофор, 2001 г. - 88с.

2. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1997г. - 231 с.

3. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения. Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1991г. - 183с.

4. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. - М.: Транспорт, 1997г. - 303с.

5. Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.1: Учебник для вузов. изд.2-е, перераб. и дополн. - М.: Транспорт, 1987г. - 368с.

6. Бабков В. Ф., Андреев О. В. Проектирование автомобильных дорог. Ч.2: Учебник для вузов. изд.2-е, перераб. и дополн. - М.: Транспорт, 1987г. - 415с.

7. Горбанев Р.В. и др. Городские улицы и дороги с многополосной проезжей частью / Р.В. Горбанев, А.Н. Красников, Е. И. Щербаков.- М.: Стройиздат, 1984г. - 167с.

8. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Организация дорожного движения» для студентов специальности 1617 «Эксплуатация автомобильного транспорта» / Сост. Ю.С. Стельмаховский. - Киев: КАДИ, 1984г. - 32с.

9. Динамічні теорії руху та системи масового обслуговування в організації дорожнього руху. Методичні вказівки до вивчення курсу «Математичні методи і моделі» для студентів спеціальності 7.100402 заочної форми навчання / Укл. О.П. Дзюба, Н.Т. Кунда. - К.: УТУ,1996 р. - 32с.

10. Краткий автомобильный справочник - 10-е изд., перераб., и доп. - М.: Транспорт, 1983 г. - 220с., ил., табл., - (Гос. Науч.-исслед. Ин-т автомоб. Транспорта).

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Организация дорожного движения» (для студентов специальности 5.070101 «Организация и регулирование дорожного движения» дневной формы обучения)

Составитель: А.В. Шевченко, ст. преподаватель

Ответственный за выпуск: В.Г. Вербицкий, профессор

Подписано в печать Усл. печ. лист

Заказ № Формат

Тираж экз.

ДААТ