Практичне заняття 2. Розрахунок характеристик дорожнього руху

Мета: набуття навичок з розрахунку пропускної здатності вулиць із безперервним рухом та багатосмуговою проїзною частиною, а також визначення рівня завантаження дороги рухом й щільності транспортних потоків.

Теоретична частина

Дорожній рух характеризується рядом показників:

• пропускною здатністю автомобільної дороги;

• інтенсивністю транспортного потоку;

• щільністю транспортного потоку;

• швидкістю руху транспортного потоку;

• складом транспортного потоку;

• затримками руху транспортного потоку;

• рівнем завантаження автомобільної дроги.

1. Пропускна здатність дороги (Р) – це максимальне число автомобілів, що можуть пройти по ній в одиницю часу при забезпеченні заданої швидкості й безпеки руху (БР) [1–6, 11–14, 20]. Не слід плутати із пропускною здатністю перетину. Наприклад: на перетинанні Р=400 авт./год., а на всій вулиці 1000 авт./год. У цьому випадку пропускна здатність вулиці буде = 400 авт./год. Пропускна здатність вулиці визначає найменше значення Р однієї з її ділянок.

Пропускна здатність смуги при заданій швидкості вільного руху визначається за формулою [20, 22, 24]

, (2.1)

де ∆t_min – мінімальний інтервал руху між автомобілями, с.

Мінімальний інтервал руху між автомобілями, с. визначають за формулою [20, 22, 24]

, (2.2)

де S_{T 2} й S_T1 – відповідно гальмівний шлях 2–го і гальмівний шлях 1–го автомобіля.

Коли припустити, що технічний стан автомобілів у потоці однаковий, тоді:

, (2.3)

де t_p – час реакції водія, c.

Час t_p залежить від напруженості роботи водія (інтервали між автомобілями).

2. Інтенсивність руху (N) – це кількість транспортних засобів, що проходять через перетин дороги за одиницю часу. Інтенсивність руху вимірюється в од./год., од./доб., од./тиждень, од./рік..

Для оцінки нерівномірності інтенсивності руху по годинах доби застосовуються коефіцієнти нерівномірності [1, 6, 11, 20, 23].

, (2.4)

де N_i – інтенсивність руху в i–й годині доби;

N_cp – середня інтенсивність руху протягом доби.

Середня інтенсивність руху протягом доби визначається за формулою

, (2.5)

Коефіцієнт нерівномірності має наступний вид

, (2.6)

де N_доб – добова інтенсивність руху.

Коефіцієнт річної нерівномірності інтенсивності руху визначається за співвідношенням

, (2.7)

де U _м – місячний обсяг руху;

W_р – річний обсяг руху.

Розподіл інтенсивності руху по смугах на міських вулицях є складною функцією від кількості припаркованих на правій смузі транспортних засобів, інтенсивності поворотного потоку, умов повороту, рівня завантаження смуг прямого руху і та ін. Водії транспортних засобів прямого напрямку обирають для руху ту смугу, на якій, на їхню думку, у цей момент будуть мати місце найменші затримки й число зупинок [15, 19, 20, 25].

За думкою авторів [4–15, 20, 22] нерегульовані перехресття знижують інтенсивність. Метод розрахунків заснований на тому, що нерегульоване перехресття розглядається, як регульоване з фазою зеленого сигналу, пропорційної інтенсивності по головній і другорядній дорозі з урахуванням геометричних характеристик цих доріг. При цьому встановлено, що примикання другорядних вулиць, а саме маневри повороту, знижують інтенсивність по головній вулиці.

3. Щільність транспортного потоку (q) – це кількість транспортних засобів, що приходиться на одиницю довжини дороги в певний проміжок часу. Вимірюється щільність потоку в авт./км. і змінюється в межах 0–200 авт./км. Максимальна щільність потоку досягається в тому випадку, якщо нерухомі автомобілі знаходяться впритул один до одного.

4. Швидкість руху – найважливіший параметр транспортного потоку. Розрізняють кілька різновидів швидкості руху [6, 20]:

• миттєва, V – зафіксована на короткій ділянці дороги (20 – 50 м.) або в короткий проміжок часу (2 – 4 с.);

• середня технічна, V_тех – це відношення пройденого шляху, без обліку зупинок і стоянок до втраченого часу. Ця швидкість має значною мірою характер тактичного планування – саме з такою швидкістю водієві пропонується (або він сам собі пропонує) рухатися в нормальних умовах. Наприклад, у місті − близько 60 км./год.; на заміських дорогах для легкових автомобілів – близько 90 км./год.;

• швидкість сполучення, V_c (або середня експлуатаційна) – це відношення пройденого шляху з урахуванням усіх зупинок і стоянок до втраченого часу. Саме ця швидкість визначає продуктивність і фактично є цільовою функцією дорожнього руху;

• максимальна швидкість, V_м – найбільша миттєва швидкість, що досягається транспортним засобом при нормальних умовах. Вона має значення для тихохідних транспортних засобів – тракторів, сільськогосподарських машин і т. д.;

• крейсерська швидкість, V_кр – швидкість, з якою водії прагнуть їхати в даних умовах, при якій вони почувають себе комфортно;

• дозволена швидкість, V_доз – швидкість руху, дозволена нормативами або технічними засобами регулювання на даній ділянці ВДМ;

• рекомендована, V_рек – швидкість, з якої організатори руху рекомендують рухатися водієві на даній ділянці в даних умовах;

• економічна швидкість, V_екн, – швидкість руху, при якій спостерігається мінімум економічних втрат, витрати палива, зношування шин і т.д.;

• безпечна швидкість, V_б – швидкість руху, при якій водій у стані почати необхідні дії для запобігання аварії або іншої колізії;

• оптимальна швидкість, V_оп (повинна бути обов'язкова вказівка за якими критеріями) – швидкість, при якій досягається деяка мета з найменшими витратами;

• припустима. – це найбільша швидкість руху одиночного автомобіля при забезпеченні умов безпеки руху, виходячи з видимості, рівності, стану й ширини проїзної частини.

Таким чином, з перерахованого ряду швидкостей руху три швидкості:

миттєва, середня технічна й сполучення, мають чіткі границі й фізичний зміст.

5. Склад транспортного потоку характеризує співвідношення в ньому транспортних засобів різного типу [6, 20, 23]. Для порівняння різних типів транспортних засобів здійснюють їх приведення до умовного однорідного потоку, що складається з легкових автомобілів. Для цього використовуються коефіцієнти приведення К_n різних типів транспортних засобів до легкового автомобіля.

6. Рівень завантаження дороги рухом – це відношення фактичної щільності потоку до максимальної [6, 20, 22].

Рівень завантаження визначається за формулою

, (2.8)

де q_факт – фактична щільність потоку;

q_max – максимальна щільність потоку (щільність утворення затору). Максимальна щільність потоку визначається за формулою [11]

, (2.9)

де n_л – частка легкових автомобілів у потоці, %.