Тема 3. Транспортний потік

1. Поняття транспортного потоку та особливості його формування

2. Основні характеристики ТП. Основна діаграма ТП

3. Дослідження характеристик дорожнього руху

1. Транспортний потік (ТП) розуміють як сукупність ТЗ, що рухаються один за одним або у сусідніх потоках у одному напрямку. Теоретично ТП складається з різних типів ТЗ, які мають специфічні особливості. Ці особливості відрізняють його від подібних явищ (потоків), відомих в області техніки, зв’язку, тощо, тому потрібен особливий підхід до його дослідження.

На рух тп впливають всі фактори - складові системи в- а- д- с:

• водій та його стан;

• ТЗ та його стан;

• параметри дороги та її стану (постійні (конструктивні параметри плану , поздовжнього та поперечного профілю) та перемінні (видимість, ширина проїзної частини, інженерні споруди, пересічення, технічні засоби ОДР));

• зовнішнє середовище (метеорологічні умови – температура, тиск, вітер, опади).

У теорії ТП розрізняють рух окремого ТЗ та групи ТЗ (колони) однією смугою або в одному напрямку руху. Окремі ТЗ можуть рухатися у такий спосіб:

• рух у колоні по одній смузі один за одним. Обгін неможливий, за повільним ТЗ утвориться колона ТЗ з більш високою швидкістю та мінімальними інтервалами між собою.

• рух з обгоном без утруднень по двосмуговій проїзній частині (у кожному напрямку руху мають бути досить великі інтервали часу; інтенсивність руху не може бути високою)

• рух з випередженнями на багатосмуговій проїзній частині.

Якщо ми визначимо рух ТЗ у залежності шляху від часу, то з цього походить, що:

- при визначенні їх руху з урахуванням досліджуваного поперечного профілю дороги одержимо локальні характеристики ТП; якщо це дослідження відносити до визначеного часу, то мова йтиме про миттєве (моментальне) спостереження та миттєвий стан ТП;

- у визначений момент дорогою проходять ТЗ на різній відстані та з різними швидкостями;

- під час руху ТЗ впливають один на одного, і ступінь цього впливу збільшується зі зростанням інтенсивності.

Під час руху ТЗ по дорозі ситуація у русі постійно змінюється (міняється число ТЗ на досліджуваній ділянці та швидкість їх руху; ТЗ при русі однією смугою впливають не тільки одне на одного, але й змінюють поведінку водіїв у сусідніх смугах). Таким чином, йдеться про пересування значного числа біомеханічних транспортних одиниць у просторі і часі одночасно, і цей рух значною мірою детермінований не тільки за здібностями, вимогами та продуктивністю користувачів і ТЗ, їх кількості й типу, але і за параметрами дороги, навколишнього середовища і кліматичними умовами.

2. Основними характеристиками тп, що описують його кількість і якість, є:

- інтенсивність руху;

- склад ТП;

- швидкість руху;

- щільність потоку;

- часовий інтервал слідування;

- дистанція між ТЗ.

Інтенсивність руху (N)– кількість ТЗ, що пройшла через поперечний переріз дороги за одиницю часу. Одиниці виміру інтенсивності:

- авт/добу (використовується для вирішення задач ОДР при незначних об’ємах руху);

- авт/год (основний показник для вирішення задач ОДР);

- авт/год „пік” (для вирішення задач ОДР в періоди існування щільних ТП);

- авт./5 хв. (для вирішення спеціальних задач ОДР, наприклад, для розрахунків світлофорної сигналізації).

Розподіл інтенсивності у часі є важливим показником формування ТП на вулицях і дорогах (вже сам характер розподілу дає інформацію про наявність проблем руху у відповідні періоди). В цілому ж величина інтенсивності руху постійно змінюється в часі та просторі і тому є стохастичною величиною.

Склад ТП визначається часткою ТЗ даного типу в ньому; він має важливе значення при формуванні умов руху.

В ОДР найчастіше поділяють ТП на такі групи: легкові, вантажні, автопоїзди, автобуси (тролейбуси) і мотоцикли (велосипеди), тобто має місце фізичний підхід , що характеризує площу, яку займає ТЗ на проїзній частині або його динамічний габарит.

Швидкість руху (V). При вирішенні задач ОДР найчастіше розглядають два поняття швидкості руху:

• миттєва (це швидкість руху одиничного ТЗ в даному місці і в даний час);

• швидкість ТП (середньостатистичне значення швидкості руху для всіх ТЗ потоку).

При вимірюванні миттєвих швидкостей протягом періоду спостереження одержують статистичну вибірку її величини, причому вона мусить бути репрезентабельною. Якщо рознести одержані значення по класах (наприклад, по 5 км/год) і визначити їх частку у вибірці, можна побудувати натурну залежність розподілу швидкостей руху (1) у транспортному потоці, а також, виконавши його математичну інтерпретацію, – теоретичний розподіл (2) швидкостей руху у потоці.

%

1

2

V

Розподіл швидкостей руху у ТП

Використання теоретичного розподілу швидкостей руху дає значні переваги для дослідження процесів, що відбуваються у ТП. Так, використовуючи для теоретичного розподілу нормальний закон (закон Гауса) можна одержати кілька характеристик: максимальну ординату – „moda”, значення середньої швидкості руху ТП ( ), що відповідає максимальній ординаті, та середнє квадратичне відхилення (σ). Такий розподіл має назву одномодальний, оскільки має одну максимальну ординату.

%

„moda”

V

σ σ

Характеристики теоретичного розподілу швидкостей руху

Важливим є те, що швидкість руху – це характеристики, пов’язана з економічною стороною транспортного процесу. Численними спостереженнями встановлено, що в незмінних ДУ зі зростом інтенсивності величина середньої швидкості руху ТП зменшується:

де –середня швидкості руху ТП; – миттєва швидкість одиничного ТЗу вільних умовах; –інтенсивність руху; – коефіцієнт кореляції.

За допомогою теоретичного розподілу швидкостей руху також можна проілюструвати вплив заходів з ОДР на підвищення рівня БР. З рисунка видно, що зменшення величини середнього квадратичного відхилення збільшує кількість ТЗ, що рухаються з величиною середньої швидкості ТП.

%

Розподіл після проведення заходів

Розподіл до проведення заходів

V