УДК 656.05
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ВЪЕЗДА НА МАГИСТРАЛЬ
|
|
|
Г.А. Бахарев, студент; |
|
|
|||
|
|
А.Г. Шевцова, канд. техн. наук, доц.; |
|
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
И.А. Новиков, канд. техн. наук, доц., |
|
|
||||
|
ФГБОУ ВО «БГТУ им. В.Г. Шухова», г. Белгород |
|
||||||
|
|
G.A. Bakharev, Master’s Degree student; |
|
|
||||
первыми |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
A.G. Shevtsova, PhD in tech. Sci.; |
|
|
|||
|
|
|
I.A. Novikov, PhD in tech. Sci., |
|
|
|||
Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov |
||||||||
Аннотац я. |
Западные страны во второй половине прошлого века |
|||||||
|
столкнул сь с |
проблемами |
автомобилизации |
и её |
||||
негат вным вл ян ем на социальную и экономическую сферу. В |
||||||||
целях |
|
с заторами и увеличению показателей эффективности |
||||||
|
|
|
США |
|
годов, |
|||
использован я дорожной |
сети |
в |
, начиная с 60-х |
|||||
разработали и успешно внедрили транспортную стратегию по |
||||||||
управлениюборьбыавтомо ильным потоком на съездах к автостраде, |
||||||||
которая зарекомендовала се я как эффективная и экономически |
||||||||
выгодная схема организации дорожного движения. |
В США данная |
|||||||
|
|
|
|
ОДД |
|
|||
стратегия получила название «ramp metering», что можно перевести |
||||||||
как «Система контроля въезда на автостраду». К сожалению, данная |
||||||||
схема, хоть и существует давно, ещё не нашла широкого |
||||||||
распространения в России. Основываясь преимущественно на |
||||||||
зарубежных |
источниках, |
в |
данной |
статье |
рассматривается |
|||
регулирование съездов как схема |
|
И |
||||||
, её назначение, достоинства и |
||||||||
недостатки, принципы функционирования и возможность применение |
||||||||
этой схемы в России. |
|
|
|
|
|
|||
Abstract. In the second half of the 20th century western countries for the |
||||||||
first time experienced with adverse impacts of motorization on economy |
||||||||
and social sphere. In the 60s, to solve freeway congestion challenge and |
||||||||
improve freeway efficient rates, transportation system management |
||||||||
strategy, |
which is called ramp metering was designed |
and successfully |
||||||
implemented in the USA. In Russia such kind of system is not widespread. Relying on foreign experience and studies, the article considers ramp metering as transportation system management and its propose, advantages and disadvantages, operation tenets and feasibility for Russia road transport condition.
46
Ключевые слова: автострада, автомагистраль, съезд, регулирование съездов, организация дорожного движения, детектор, адаптивное управление.
Keywords: freeway, mainline, ramp, ramp metering, transport system management, detector, traffic responsive control.
Термин «ramp metering» с английского сжато можно перевести как «регулирован е съездов». Более развернутый перевод означает «Система контроля въезда на автостраду», но из-за громоздкости конструкции более удобным является сжатый перевод, который и будет использоваться. В
пониман е |
амер канск х специалистов слово |
«ramp» |
означает |
С |
|
|
|
соединительный съезд - участок дороги, предназначенный для сопряжения |
|||
двух проезж х частей между со ой. Именно такие участки и оборудуются |
|||
Т ОДД для реал зац стратегии регулирования съездов. |
|
||
Регул рован е съездов определяется как стратегия организации |
|||
движения, |
которой осуществляется регулирование движения потока |
||
при |
|
|
|
на съезде в его точке слияния с основным транспортным потоком на |
|||
автостраде в целях сн жения вероятности возникновения заторов. |
|||
Светофорный объект оптимально поддерживает параметры движения на |
|||
съезде для |
болееплавного и еспрепятственного |
слияния |
потоков. |
Достигается это путёмАритмично сменяющихся фаз регулирования и поочередного пропуска автомо илей со съезда. Пропуск осуществляется так, чтобы автомобиль сумел попастьДв образовавшийся между попутно движущимися автомобилями интервал. Таким образом, удается избежать перебоев движения на автостраде, так как при плавном вливание
автомобилей в общее движение у водителей основного потока нет причин
снижать скорость и тормозить. Кроме этого, регулирование съезда И
обеспечивает разбивание плотных групп транспортных средств, пребывающих к автостраде, на отдельные автомобили, что позволяет избежать беспорядка в точке слияния, образования «узкого горла» и исключить соперничество водителей за образовавшиеся пробелы в главном потоке.
Для реализации схемы, съезд оборудуется светофорным объектом, стоп-линией перед въездом на автостраду и предупредительным знаком перед съездом, информирующем водителя о наличие регулирования.
Светофорный объект может работать постоянно или только в пиковые периоды, осуществлять регулирование по предустановленной программе с фиксированной длительностью сигнала или действовать по принципу адаптивного управления. В случае адаптивного управления, съезд и автострада оборудуются детекторами транспорта, как правило,
47
индуктивного типа. Индуктивные рамки монтируются под каждую полосу попутного движения. Детекторы транспорта на автостраде необходимы для сбора данных об уровне загрузки и скорости движения потока, а детекторы на съезде - для определения факта наличия автомобиля и длины очереди. Информация поступает в контроллер и на её основание происходит смена сигналов. В общем случае, в типичную схему [1]
Срегулирования съездов входят следующие элементы (рис. 1): - Mainline (рус. автомагистраль, автострада);
- Ramp meter (рус. светофорный объект на съезде); - Stop bar (рус. стоп-л ния);
улавливается- Controller cabinet (рус. шкаф контроллера) - шкаф управления светофорным объектом;
- Passage loop (рус. проходной детектор) - детектор, устанавливаемый за стоп-л н ей. Предназначен для фиксации факта прохождения
-Loop detectorбА(рус. детектор очереди) - детектор присутствия, устанавливаемый в начале съездаД. Предназначен для мониторинга очереди. Если случается так, что съезд оказывается перенасыщен и детектор определяет, что очередь автомобилей достигла начала съезда, то запускается алгоритм «переопределения очереди», при котором
контроллер увеличивает длительность сигналов до предела. Таким образом, число прибывающих автомобилей оказываетсяИменьше числа, покидающих съезд. Пометка «Typical» означает, что применение этого детектора в проектах обычная практика;
-Advanced Queue Loop (рус. дополнительный детектор очереди) - дополнительный детектор, размещаемый перед съездом. Улучшает мониторинг за длиной очереди и управление ею;
-Advanced warning sign with flashing beacon (рус. дополнительный дорожный знак с проблесковым маячком) - знак, устанавливаемый перед съездом и информирующий водителя о наличие на съезде светофорного регулирования. Пометка «Optional» означает, что наличие знака необязательно.
48
Си способР . 1. Принципиальная схема регулирования
Эта схема организации дорожного движения зарекомендовала себя как эффективный Ауправления транспортным потоком. Среди её преимуществ выделяют: увеличение скорости движения на автостраде, снижение транспортных задержек, эффективное использование пропускной способности автострадыД, снижение аварийности, экономия топлива и снижение уровня выбросов, приемлемое соотношение эффективности и затрат. Согласно отчету консультационной транспортной компании Cambridge systematic [2], подготовленный для департамента транспорта Миннесоты, экономическая выгода от использования системы регулирования съездовИможет превышать затраты в 15 раз. В техническом докладе E. D. Arnold [3], основанный на анализе отчетов департаментов транспорта различных штатов, сообщается, регулирование съездов увеличило скорость потока на 16 %-62 %, увеличило производительность магистрали на 17 %-25 %, снизило суммарную транспортную задержку на 20 %-48 %, снизило аварийность на 15 %-50 %, снизило расход топлива в заторах на 41 %.
Однако, регулирование съездов обладает также и рядом недостатков. Среди них перенаправление потока на соседние улицы, увеличение транспортных задержек на съезде, возникновение помех на крайней правой полосе движения при больших очередях на съезде, конфликт интересов основного и главного потоков (дилемма справедливости и эффективности), высокие единовременные затраты на реализацию схемы
49
и обслуживание оборудования, значительное влияния на эффективность дисциплинированности водителей и соблюдения ими правил ПДД.
В Белгородской области на въезде в Белгород расположена трубовидная транспортная развязка на пересечение объездной дороги и проспекта Богдана Хмельницкого (рис. 2). Там же имеется однополосный
съезд (выделен красным), направляющий транспортный поток в город. Си
бАРис. 2. Тру овидная развязка на въезде в г. Белгород
Интенсивность движения на данномДсъезде в пиковый период может достигать 750 ед/ч. Эти автомобили вливаются в основной поток, интенсивность которого составляет свыше 3500 ед/ч, в то время как расчетная пропускная способность участка при скорости 60 км/ч равна
1)протяженность съезда около 300 метровИ, что в теории позволяет собрать в накопительной зоне до 50 автомобилей, прежде чем очередь начнет создавать помехи потоку, находящемуся позади них;
2)протяженность полосы разгона около 100 метров, что при начальной скорости равной нулю достаточно, чтобы разогнаться приблизительно до 45 км/ч [4];
3)Радиус кривизны приблизительно 300 метров. По мнению американских специалистов меньший радиус будет приводить к тому, что
50
водители будут стремится выезжать на магистраль без использования полосы разгона [4].
В связи с тем, что пропускная способность может ещё больше ухудшится, когда поток со съезда пытается вклиниться в общее движение,
вынуждая водителей на магистрали снижать скорость, применение на данном объекте регулирования съезда могло бы дать положительный результат: поток со съезда перестал бы создавать помехи основному и смог бы организованно сливаться с ним.
Ссчитается в целом эффективной и апробированной схемой ОДД. Данная система ш роко распространена в США и Канаде. Применяется и в других разв тых (Вел кобритания, Германия, Япония), а также и в некоторых разв вающ хся странах (ЮАР, Турция). Россия также могла
Подводя тоги, можно заключить, что система регулирования съездов
бы попытаться внедр ть данную стратегию ОДД, учитывая успешный опыт разв тых зару ежных стран, чьи показатели автомобилизации
многократно |
превосходят |
российские. |
Однако, |
значительным |
препятств ем на |
к повсеместному внедрению регулирования съездов |
|||
пути |
|
|
|
|
может стать негат вная реакция общественности из-за увеличения задержки на съезде, что не о язательно говорит об ухудшение общей эффективности. Информированием простых обывателей об улучшение функционирования узла никто не занимается, и они делают выводы, основываясь на своём опыте. мериканские специалисты считают, что
связь с обществом и поддержка с его стороны может играть решающую |
|
роль. |
Д |
Другая проблемабА- неудовлетворительный уровень дисциплины |
|
российского водителя, что может сказаться на эффективности системы, так как её функционирование подразумевает точное следование водителем указаний светофорного объекта. В связи с этими факторами, ввод регулирования съездов необходимо осуществлятьИпостепенно и на начальном этапе только в качестве эксперимента. В дальнейшем потребуется информирование начинающих водителей на этапе обучения в автошколах об особенностях функционирования столь специфичного для нашей страны светофорного регулирования съездов.
1.Ramp Metering: A proven, Cost-effective Operational strategy/ A. Mizuta, K. Roberts, L. Jacobsen, N. Thompson // Federal highway administration. - 2014. - no. FHWA- HOP-14-020 - p. 32.
2.Twin Cities Ramp Meter Evaluation / Cambridge systematic, inc. - 2001 - p. 20.
3.Ramp metering: a review of the literature E. D. Arnold, jr. / Virginia transportation research council. - 1998 - p.20.
51