Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4688

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
1.38 Mб
Скачать

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет им.

Г.Ф. Морозова»

Аналитические и численные методы в планировании

экспериментов и инженерном анализе

Методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.04.01 Технология транспортных процессов

Воронеж 2018

2

УДК 656.13

Разгоняева В. В. Численные и аналитические методы в планировании экспериментов и инженерном анализе [Электронный ресурс]: методические указания к практическим занятиям для студентов по направлению подготовки 23.04.01 Технология транспортных процессов / В. В. Разгоняева, В. А. Зеликов, Р. А. Сподарев, А. Ю. Артемов; М-во науки и высшего образования РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2018. – 45 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ»

Рецензент – заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор технических наук, профессор Афоничев Д.Н.

3

Введение

Автомобильный транспорт играет важную роль в развитии экономики страны, связывая промышленность и сельское хозяйство, обеспечивая условия для нормального производства и обращения, содействуя развитию межрегиональных связей.

В единой транспортной системе России пассажирский автомобильный транспорт занимает ведущее место в обслуживании населения, т.к. только автомобильным парком Министерства транспорта РФ ежедневно перевозится более 90 млн. пассажиров. В связи с этим увеличивается значение данной дисциплины в подготовке специалистов по эксплуатации автомобильного транспорта.

Целью изучения дисциплины «Аналитические и численные методы в планировании экспериментов и инженерном анализе» является формирование системных знаний, умений и навыков, необходимых при планировании экспериментальной части транспортных исследований.

Изучение дисциплины «Аналитические и численные методы в планировании экспериментов и инженерном анализе» должно решить следующие задачи:

-Познакомиться с существующими методами исследования транспортных потоков;

-Изучить методы статистической оценки результатов исследований;

-Изучить методы расчета экономических показателей работы автотранспортного предприятия, отражающих уровень экономических

результатов, затрат и эффективности производственно-хозяйственной

деятельности;

Познакомится с существующими методами моделирования

транспортных систем.

4

Перечень практических занятий

1.Измерение интенсивности движения в полевых условиях

2.Измерение потока насыщения

3.Измерение задержек транспорта

4.Применение численных методов при оценке пропускной способности на нерегулируемых и кольцевых пересечениях

Указания по выполнению заданий на практических занятиях Для закрепления теоретического материала по дисциплине

«Аналитические и численные методы в планировании экспериментов и инженерном анализе» студент должен выполнить практические занятия.

Практические занятия содержат комплексный набор заданий и упражнений, развивающих практические навыки в области планирования эксперимента и применения численных методов в инженерном анализе.

Практическая работа № 1: Измерение интенсивности движения в полевых условиях.

Цель работы: измерение интенсивности движения транспортных средств, прибывающих к пересечению в течение часа пик.

Задачи работы: Выполнить замеры интенсивности движения на местности (или в специализированном компьютерном классе с применением видеоматериала обследования интенсивностей движения). Построить графики распределения интенсивности движения.

Методические указания:

Изменение интенсивности в течение часа пик учитывается при анализе уровня обслуживания транспортных потоков на регулируемом пересечении.

При этом чаще всего применяемые процедуры оценки уровня обслуживания движения основаны на 15-минутных пиковых интервалах. На рис. 1 представлен пример изменения интенсивности движения в 5-минутных

5

интервалах. Максимальная интенсивность движения на рисунке в течение 5-

и минут составляет 2232 прив.ед/час при этом максимальная 15-минутная интенсивность составляет 1980 прив.ед/ч. Общая часовая интенсивность составляет 1622 прив.ед/ч. Пиковая 5-минутная интенсивность приведет к большей величине интенсивности движения, чем пропускная способность, в

течение всего часа пик. В результате общая превышающая пропускную способность интенсивность движения в течение часа пик приведет к перенасыщению в течение последующего часа.

Несмотря на то, что обычно в качестве периода исследования выбирают 15-минутный интервал, могут использоваться интервалы другой длительности. Интенсивность прибытия транспортных средств к перекрестку может быть получена для более длительного периода, при этом используется специальный поправочный коэффициент, который получил название

«пиковый фактор» (коэффициент часового максимума).

6

Рис. 1. Изменение интенсивности движения в течение пикового

периода

Приведение интенсивности движения к пиковой интенсивности

осуществляется несколькими способами (рис. 2):

Метод «А»: длительность исследуемого периода составляет 15 минут, 19т.е. длительность этого периода Т составляет 0,25 часа. В этом случае часовая пиковая интенсивность или приведенная пиковая интенсивность,

полученная по 15-минутному интервалу, могут быть получены с помощью

формулы (1):

 

 

 

p

V

,

(1)

PHF

 

 

 

7

где p – приведенная пиковая интенсивность прибытия транспортных средств на подходе (полосе) к регулируемому пересечению, измеренная в течение 15-минутного интервала, прив.ед/ч; V – пиковая интенсивность движения, измеренная в течение всего часа пик, прив.ед/ч; PHF – пиковый фактор (при отсутствии данных принимается равным PHF = 0,92).

Рис. 2. Исследование пиковой интенсивности движения

Метод «B»: исследование протекает в течение всего периода Т

течение часа). В этом случае могут быть учтены более критические периоды,

когда интенсивность прибытия превышает пропускную способность рассматриваемого элемента перекрестка, что исключается в методе «А».

Недостатком метода «B» является то, что в результате часового периода 20 исследования интенсивность прибытия автомобилей будет предполагаться постоянной в течение всего часа. В результате такого подхода эффект пикового часа внутри интервала исследования, когда в течение 15-минутного интервала интенсивность значительно превышает

8

среднее значение интенсивности в час, будет упущен. В этом случае возникает риск недооценки возможной задержки движения в течение часа на рассматриваемом элементе регулируемого пересечения. В этом случае, если на конец исследуемого периода все еще имеется остаточная очередь,

необходимо продлить исследование еще на такой же интервал и т.д. пока не ликвидируется остаточная очередь.

Метод «С»: исследование протекает в течение всего периода Т

течение часа), но при этом разделено на 15-минутные интервалы времени. В

этом случае появляется возможность учитывать остаточную очередь, которая переносится с одного на последующий 15-минутный интервал исследования.

В результате, если интенсивность прибытия превышает его пропускную способность, может быть достигнуто более точное измерение величины задержки на рассматриваемом элементе регулируемого пересечения.

Приведение часовой интенсивности к максимальной пиковой интенсивности, которая может быть достигнута лишь в течение 15 минутного периода. Предполагает, что конечное значение интенсивности, используемое в расчетах, будет завышено, что приведет к некоторому увеличению оценок транспортных задержек.

Следует еще раз подчеркнуть, что в случаях, когда отношение интенсивности движения v к пропускной способности c (v/c-отношение – уровень загрузки) больше, чем 0,9 - длина анализируемого периода начинает значительно влиять на оценку величины задержки. В таком случае, если интенсивность движения, полученная в течение 15-минутного периода,

остается постоянной, то длительность анализируемого периода следует продлять пока интенсивность движения остается постоянной.

Если уровень загрузки (v/c-отношение) превышает значение 1,0 в

течение анализируемого периода, то пока интенсивность движения остается постоянной обследование должно быть продлено до момента снижения величины уровня загрузки ниже значения 1,0. Если при этом полученная

9

длительность анализируемого периода превышает 0,25 ч, а интенсивность движения в течение более коротких периодов (15 мин. и ниже) изменялась,

то результаты обследования могут быть приведены к среднему значению.

Приведенная интенсивность движения в легковых автомобилях

используется при расчете режима регулирования и величин транспортных задержек на нем. При проведении обследования должно быть подсчитано количества различных типов транспортных средств, прибывающих к подходу на регулируемом пересечении, а затем их значения должны быть приведены к эквивалентному количеству легковых автомобилей. Для этого применяются специальные коэффициенты приведения типов транспортных средств к легковому автомобилю. Коэффициент приведения к легковому автомобилю представляет собой величину, которая показывает, каким количеством 21

легковых автомобилей можно заменить тот или иной тип транспортного средства.

У транспортных средств, имеющих большие габариты и требующих большего времени для проезда через перекресток, по сравнению с легковыми автомобилями, коэффициенты приведения к легковому автомобилю превышают значение 1,0. Это также обусловлено их более низкими динамическими характеристиками.

Контрольные вопросы:

1.Перечислите способы измерения интенсивности движения в течение часа пик?

2.Что такое приведенная интенсивность движения?

3.Что такое приведенная интенсивность движения в легковых автомобилях?

10

Практическая работа № 2: Измерение потока насыщения

Цель работы: измерение потока насыщения для групп движения транспорта на регулируемом пересечении.

Задачи работы: Выполнить замеры потока насыщения на местности

(или в специализированном компьютерном классе с применением видеоматериала обследования интенсивностей движения) с применением специального бланка.

Методические указания:

Используемое значение идеального потока насыщения в представленной выше методике равно 1900 прив.ед/ч. Эта величина должна быть скорректирована в зависимости от ширины полосы движения, наличия лево- и правоповоротных маневров, наличия грузовых транспортных средств,

уклона, паркования, типа территории, наличия остановочных пунктов, а

также наличия лево поворотного движения из противоположного подхода,

блокирующее движение из рассматриваемого подхода. Все перечисленные корректировки осуществляются с помощью специальных коэффициентов приведения. В качестве альтернативы этим вычислениям может быть применено непосредственное измерение величины потока насыщения на исследуемом пересечении.

Поток насыщения – это максимальная интенсивность движения это максимальная интенсивность разъезда транспортных средств из очереди в течение зеленого сигнала. Эта интенсивность достигается, как правило,

между 10-й и 14-й секундами работы зеленого сигнала, что соответствует проезду над стоп-линией передней оси 4-го - 6-го автомобилей после включения зеленого сигнала.

Идеальный поток насыщения определяется как интенсивность разъезда на перекрестке очереди, состоящей только из легковых автомобилей. При этом ширина полосы движения должна равняться 3,6 м, уклон равен 0 %,

отсутствует паркование, остановки общественного транспорта и противоположное лево поворотное движения. Транспортные средства

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]