166

УДК 656.1 ББК 39.3 Р 17

Рецензент канд. техн. наук, доц. В.С. Соколовский

Работа одобрена методической комиссией факультета «Автомобильный транспорт» в качестве методических указаний для специальности 240400.

Разработка и построение графиков координированного регулирования дорожного движения на городских магистралях: Методическое пособие к курсовому проекту для студентов 5 курса специальности 240400 / Сост. В.А. Головченко. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. – 21 с.

Методическое пособие включает содержание работы по разработке и построению графиков жесткого координированного регулирования дорожного движения на городских магистралях или маршрутах, порядок выполнения и рекомендации по оформлению материалов курсового проекта.

Представлены: библиографический список и перечень условных обозначений. Настоящее методическое пособие составлено на основании учебного плана. Ил. 2. Библиогр.: 5 назв.

© Издательство СибАДИ, 2005

2

3

Введение

Одна из основных задач автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУ Д) – повышение пропускной способности дорог и сокращение задержек путем координированной взаимозависимой работы светофоров на перекрестках.

Впособии изложена методика графоаналитического расчета программ и построения графиков координированного управления работой светофоров на городских магистралях или маршрутах с преимуществом транзитного движения.

Управление светофорами осуществляется по принципу «зеленой волны», который является основным в работе АСУ дорожным движением.

Впроцессе работы над курсовым проектом студенту предлагается поэтапно (3 этапа) добиваться наивысшей пропускной способности магистрали, пользуясь критерием “сквозной проходимости”. В результате такой работы студент должен понять и основательно усвоить физику явлений при координированном управлении движением.

Взавершении работы над проектом студент (для реализации построенного им графика координированного регулирования движением) должен разработать и построить структурную схему одного из возможных вариантов АСУ Д на базе новейших типов дорожных контроллеров и описать

ееработу.

4

Список сокращений и обозначений, встречающихся в тексте

КР – координированное регулирование;

КУ – координированное управление;

КРД – координированное регулирование дорожного движения;

КУД – координированное управление дорожным движением;

ПК – программа (план) координации работы светофоров;

L ( ) – длина перегона от перекрестка до перекрестка;

В – “ширина перекрестка”, расстояние между стоп-линиями встречных направлений движения;

ТЦ – длительность светофорного цикла;

tЗ – длительность зеленого сигнала светофора; tК – длительность красного сигнала светофора; tЖ – длительность желтого сигнала светофора; tЛ.В – ширина “ленты времени”;

КЭФ – коэффициент эффективности графика КРД;

АССУД – агрегатная система средств управления дорожным движени-

ем;

V – скорость транспортного потока на перегонах;

– угол наклона траектории движения автомобилей; “З” – зеленый сигнал светофора; “К” – красный сигнал светофора; “Ж” – желтый сигнал светофора;

tСД – время сдвига (в общем цикле Тц) моментов включения “З” на со-

седних перекрестках;

К. Пр – курсовой проект;

АУДД – сокращенное название дисциплины;

АСУД2 – автоматизированная система управления дорожным движени-

ем второго уровня.

5

Цели курсового проекта

Целями курсового проекта являются:

1.Практическое применение и закрепление знаний, полученных на лекциях.

2.Выработка навыков разработки программ координации работы светофоров на городских магистралях графоаналитическим методом.

3.Подготовка к дипломному проектированию.

Задание на проектирование

В задании на проектирование необходимо:

1.Разработать программу (план) координации (ПК) работы светофоров на магистрали, обеспечивающую движение транспортных средств по принципу “зеленой волны”. Использовать графоаналитический метод.

2.Осуществить графоаналитическое исследование возможности проезда через ключевой перекресток “условных” водителей.

3.Разработать структурную схему АСУД2 для реализации КРД на заданной магистрали.

Исходные данные для проектирования

(варианты задания см. в прил. 1)

Задаются:

объект проектирования – городская магистраль (маршрут) №_____

(по варианту), пригодная по дорожным условиям для организации координированного регулирования дорожного движения по принципу “зеленой волны”; транспортный поток содержит достаточно большой процент транзитного транспорта, это гарантирует целесообразность и эффективность внедрения КРД;

длина перегонов (расстояние между стоп-линиями смежных перекрестков);

расстояние между встречными стоп-линиями для встречных направлений движения на перекрестке;

средняя скорость движения по автомагистрали (найдена экспериментальным путем);

значения параметров светофорного регулирования на перекрестках, рассчитанные по результатам натурных исследований.

Общие положения

График координированного регулирования дорожного движения (КРД) представляет собой диаграмму “путь – время” траекторий транс-

6

портных средств в прямоугольной системе координат, движущихся по магистрали (по маршруту) на зеленый сигнал светофоров в прямом и обратном направлениях.

По горизонтальной оси откладывается время движения автомобиля по маршруту координации, по вертикальной оси – путь, пройденный автомобилем за соответствующие промежутки времени.

Траектории движения автомобилей, движущихся с постоянной скоростью (по условию задания), будут представлять собой прямые линии, угол наклона которых к горизонтальной оси графика будет соответствовать скорости движения.

Угол может быть определен графически или по формуле

V М

3,6 М

В

где V – заданная средняя скорость движения по магистрали, км/ч; МГ – горизонтальный масштаб, с/см; МВ – вертикальный масштаб, м/см.

Если на каждом последующем перекрестке магистрали включать зеленый (“З”) сигнал со сдвигом времени на величину, соответствующую времени движения по перегону, то может представиться возможность избежать вынужденных остановок. Промежуток времени, в пределах которого группа автомобилей имеет возможность проехать всю магистраль на зеленый сигнал, называется “лентой времени” зеленого сигнала, а временная ширина этой “ленты” (в секундах) свидетельствует об эффективности графика КРД.

Подробности теории КРД см. в работах 1, 2, 3 .

Методические указания по выполнению курсового проекта

Проект выполняется поэтапно в следующей последовательности:

1. Получить № варианта задания у преподавателя. Исходные данные для проектирования по вариантам см. в прил. 1. Подготовить 3 листа миллиметровки формата А2.

2.Выбрать наиболее загруженный (“ключевой”) перекресток по максимальной длительности цикла (ТЦ max), желательно ближе к середине магистрали.

3.Принять общий цикл для всех перекрестков: ТЦ пр = ТЦ max ± 15 %.

4.Рассчитать и принять новые значения длительности сигналов на перекрестках tЗ и tК пропорционально новому (принятому) циклу ТЦ пр.

6

5.В левой части листа №1 миллиметровки, отступив от края около 5 см, вычертить схему спрямленной магистрали, указать длину перегонов (от стоп-линии до стоп-линии) и ширину перекрестков (расстояние между стоп-линиями). Рекомендуемый масштаб 1 см:50 м. Перекрестки пронумеровать снизу вверх.

6.Левее от схемы магистрали рядом с каждым перекрестком вычертить четырехстрочные таблички. В верхней строчке указать все заданные значения режима светофорного регулирования (ТЦ , tЗ, tК, tЖ) для данного перекрестка. Предусмотреть поле слева для брошюровки (25 мм).

7.Справа от магистрали провести оси координат. Рекомендуемый масштаб: по вертикали 1см – 50м;

по горизонтали 1см – 5с.

8.Параллельно горизонтальной оси провести прямые линии, соответствующие стоп-линиям каждого перекрестка.

9.В осях координат, отступив от вертикальной оси примерно 4 см, провести наклонную прямую (тонкую) линию, соответствующую заданной постоянной скорости по магистрали в прямом направлении (вверх).

10.Точку пересечения наклонной прямой с горизонтальной линией, соответствующей стоп-линии ключевого перекрестка, принять за момент включения “З” на этом (ключевом) перекрестке, затем в промежутке между горизонтальными линиями (стоп-линиями), относящимися к ключевому перекрестку, в масштабе показать полную программу светофорного регулирования.

Для обозначения сигналов светофоров пользоваться следующими условными обозначениями:

моменты включения - отключения

- зеленый; - красный;

- красный, продолжающийся в следующем цикле; - желтый (3 с); - красный с желтым (3 с);

- зеленый мигающий (2 с).

11.Через точку на нижней горизонтальной линии, соответствующую концу “З” сигнала на “ключевом перекрестке”, провести прямую (тонкую) линию параллельно первой (см. п. 8), образуется “лента времени” (“зеленый коридор”).

12. Для автомобилей, движущихся во встречном направлении, построить аналогичный “зеленый коридор”, при условии что скорости движения во встречных направлениях одинаковы. Помнить, что движение через

6

Перемещая полоски по длине, постараться, чтобы зеленые сигналы попали (в равной степени) внутрь границ “лент времени” для прямого и обратного движения. Наилучший результат, полученный вследствие вышеописанной процедуры, зафиксировать на графике.

15.На фоне “зеленого коридора” предварительно вычерченного на графике (см. пп. 11,12) в тонких линиях, выделить ширину “зеленой ленты времени”, обеспечивающую сквозной безостановочный проезд по всей магистрали в обоих направлениях. Определить ширину “зеленой ленты времени” tЛВ.

16.Показать на графике (на каждом перегоне) траектории движения автомобилей (близкие к реальным), которые первыми начинают движение на “З” от своих стоп-линий в прямом направлении. Выделить “ленты времени” (и определить их ширину), позволяющие проезд по перегону без остановки. Определить коэффициенты эффективности (рис. 2).

Перекресток №3

tЛВ

t2 3

t2 3

СД

ЛВ

t2 3 К2 3 ЛВ

ЭФ Т

Ц

Перекресток №2

Рис. 2. Схема проезда перегона в прямом направлении

17.Показать сдвиги tСД по времени моментов включения “З” сигналов на соседних перекрестках и определить их величину (см. рис. 2). На этом заканчивается работа над первым листом проекта. Результат работы оценивается величиной общего коэффициента эффективности КРД на магистрали КЭФ и коэффициентами эффективности регулирования движения на перегонах:

КЭФ = tЛВ/TЦ,

где КЭФ – коэффициент эффективности КРД; tЛВ – ширина “зеленой ленты времени”, с. TЦ – длительность цикла (принятая), с.

Следует стремиться, чтобы КОБЩ 0,3.

ЭФ

6