книги из ГПНТБ / Дорожные условия и организация движения

осуществление необходимого маневра с приложением к рулевому колесу тем большей силы, чем выше скорость движения. Одновре­ менно возрастают и действующие на водителя центробежная сила и сила ускорения] Любое осложнение условий движения, с которым водитель в другой обстановке легко бы справился, может стать в этом случае причиной дорожного происшествия.

Каждое изменение дорожных условий немедленно отражается на нервно-психическом состоянии водителей. Одним из современ­ ных способов его количественной оценки является так называемый «кожно-галцванический рефлекс» (К Г Р )— изменение электропро­ водности кожи как ответная реакция центральной нервной системы водителей на изменение обстановки их деятельности.- Величину КГР измеряют в килоомах (ком). Механизм этого явления более детально рассмотрен в § 6.

Связь режимов движения автомобилей с эмоциональной напря­ женностью водителей может быть проиллюстрирована данными на­ блюдений за проездами автомобилей по кривым малых радиусов, проводившихся Б. М. Лебедевым (25] и Л. П. Видугирисом [18]. Первый измерял величину КГР при проездах с разной скоростью по правоповоротным кривым кольцевых пересечений в одном уровне, второй оценивал условия движения по кривым по самочувствию пассажиров, не смотревших на дорогу (табл. 1).

10

Независимо проведенные наблюдения показывают, насколько возрастает эмоциональное напряжение водителей и пассажиров по мере осложнения условий движения и снижения его комфортабель­ ности.

Как уже указывалось в-ыше, водители автомобилей, подсозна­ тельно стремясь к'снижению эмоциональной напряженности, умень­ шают скорости движения на участках, где по тем или иным причи­ нам возрастает сложность движения. Не исключая возможности до­ рожно-транспортных происшествий с отдельными автомобилями, это приводит к уменьшению средней скорости движения на марш­ руте, а следовательно, и к ухудшению эксплуатационных показате­ лей автомобильного транспорта. Чем выше нервно-психическая на­ пряженность водителей, чем сложнее управление автомобилями, тем более значительное снижение скорости транспортного потока проис­ ходит на том или ином участке дороги.

Как показывает анализ данных статистики дорожно-транспорт­ ных происшествий, относительный перепад скоростей на трудных и опасных для движения участках дороги может характеризовать сте­ пень опасности и ухудшения эксплуатационных показателей авто­ мобильного транспорта.

В СССР получил достаточную известность и вошел в норматив­ ные документы предложенный в МАДИ проф. В. Ф. Бабковым ме­ тод оценки безопасности движения коэффициентом безопасности

К без!

Увх — скорость, которая может быть развита в конце предшествую­ щего участка.

Коэффициент безопасности имеет для оценки условий движения по дороге более широкое значение, чем оценка только степени опасности движения. Характеризуя соотношение скоростей движе­ ния на смежных участках, он связан также с пропускной способ­ ностью дороги и себестоимостью автомобильных перевозок.

Резкое снижение скорости транспортных потоков из-за дорож­ ных условий может явиться также причиной снижения пропускной способности дороги и периодического возникновения заторов.

Исследования, проведенные канд. техн. наук В. М. Трибунским [47], показали наличие тесной связи между коэффициентом безопас­ ности и коэффициентом снижения пропускной способности участ­ ков дороги, на которых наблюдается резкий перепад скоростей в свободных условиях движения. В табл. 2 приведена связь этих ко­ эффициентов с учетом используемого водителями отрицательного ускорения.

Существует прямая связь между величиной коэффициента безо­ пасности и эффективностью повышения скоростей движения в ре­ зультате реконструкции или проведения мероприятий по улучше­ нию организации движения. Считая приближенно, что участок до-

11

роги длиной L, на котором сказывается влияние неблагоприятных дорожных условий, автомобиль проходит в месте входной скорости

1>Вх со средней скоростью Vbx v°n (где von— скорость проезда

опасного участка), нетрудно доказать, что при повышении скорости движения по этому участку до ирек автомобильный транспорт полу­ чит ежедневную экономию

бега 1 авт-км, руб; N — интенсивность движения, авт./сутки.

§ 2. Влияние взаимного сочетания элементов трассы дороги на условия движения

Переход автомобиля с одного участка дороги на другой меняет условия движения, проявляясь в изменениях нервно-психической напряженности водителей. Причинами этому являются осложнение управления автомобилем при переходном режиме движения, необ­ ходимость отказа от выработавшегося на предыдущем участке рит­ ма движения, изменение расстояния видимости, придорожной об­ становки и т. д. Особенно сложным является переходный процесс, в течение которого водитель, оценивая обстановку движения на но­ вом участке дороги, изменяет скорость автомобиля, приспосабли­ ваясь к новым дорожным условиям.

Практика дорожного строительства давно уже осознала особен­ ности этих режимов движения, в результате чего были предложены уширения проезжей части на кривых, переходные кривые и пере­ ходно-скоростные полосы, эффективность которых с точки зрения нервно-психической нагрузки водителей при движении по дороге еще должным образом не оценена.

Степень неудобства для водителя и опасность дорожных проис­ шествий тем выше, чем более значительно по величине" изменение геометрических элементов трассы дороги.

12

Рис. 2. Пример записи психо-физиологических характеристик, показывающих нервно-психическую напряженность водителя при проезде кривой малого радиуса:

На рис. 2 показаны данные Е. М. Лобанова об изменении эмо­ циональной напряженности водителя при проезде крутой кривой в плане радиусом 600 м. Ее влияние проявилось в повышении часто­ ты пульса при въезде и выезде, увеличении кожно-гальванической

13

Скорость км/ч

Рис. 4. Изменение величины кожно-гальванической реакции при проезде трудного участка дороги:

1 — хорошая ровность покрытия; 2 — на покрытии имеются отдельные неровности; 3 — неров­ ное покрытие

значения на предшествующем участке резко возрастает при въезде на кривые с радиусом менее 60 м.

Наряду со значительными изменениями величины отдельных элементов трассы дороги на режимах движения отражаются и об­ щие изменения дорожных условий на больших участках дороги, связанные с изменением ситуации придорожной полосы или усло­ вий рельефа (въезд с открытого равнинного участка дороги в насе­ ленный пункт или в узкую лесную просеку, с равнины в предгорье и т. д.). Может сказываться также изменение интенсивности движе­ ния, например, после слияния двух дорог.

На рис. 4 показано изменение величины КГР водителя при про­ езде участка дороги, на которой имелся ряд трудных и опасных мест. Понижению скорости соответствовали заметные возрастания эмоциональной напряженности водителей, совпадавшие с местами снижения величины коэффициента безопасности. Наличие такой связи послужило основанием для проведения ряда исследователь­ ских работ, в которых кожно-гальванические реакции использова­ лись для оценки сложности участков дорог [44, 45] и обоснования требований к геометрическим элементам трассы дорог [16, 25, 31, 32].

Анализ таких графиков показывает, что при удачном сочетании элементов дороги психо-физиологическое напряжение водителей значительно снижается и устанавливается постоянный, без резких колебаний скорости, устраивающий их режим движения. Он соот­ ветствует незначительной эмоциональной напряженности, опти­ мальной с точки зрения внимательности, активности и продолжи-

14

тельности реакции водителей, при которой движение наиболее бе­ зопасно, а управление автомобилем неутомительно.

Одним из путей обеспечения оптимальной нервно-психической нагрузки на водителей является проектирование зрительно-плавной и психологически ясной трассы дороги. Это требует широкого внед­ рения в практику проектных организаций и дальнейшего научного обоснования, зародившихся еще до второй мировой войны, прин­ ципов пространственной плавности трассы и зрительного ориенти­ рования водителей [8].

Поскольку водители видят перед собой дорогу в перспективном искажении, у них в ряде случаев возникают Зрительные иллюзии. Неоднократно описывались случаи, когда короткая кривая в плане между длинными прямыми представляется резким поворотом доро­ ги, а при пересечении долины по прямой водителю спускающегося автомобиля последующий подъем кажется очень крутым. Каждый такой зрительный обман имеет следствием непроизвольное измене­ ние скорости движения, которое в отдельных случаях может при­ водить к неправильным действиям водителей.

На основе оценки зрительной плавности построенных дорог во многих странах были сформулированы эмпирические правила, спо­ собствующие получению пространственно-плавной трассы, законо­ мерно сочетающейся с формами ландшафта. Они достаточно де­ тально освещены в литературе [5] и должны строго соблюдаться при проектировании дорог.

При реконструкции дорог и организации движения по дорогам качество проектных решений может быть существенно повышено сознательным соблюдением принципов зрительного ориентирования водителей, способствующих повышению четкости движения транс­ портных потоков. Дорога сочетанием всех ее элементов и цроложением на местности должна как бы подсказывать водителю даль­ нейшее направление движения на большом расстоянии даже за пределами непосредственной видимости.

Принципы зрительного ориентирования водителей основываются на уже отмечавшейся выше особенности движения глаз водителя при проезде по дороге. Взгляд водителя как бы ищет на дороге опорные точки для ориентирования при управлении автомобилем

(см. рис. 1).

Для зрительного ориентирования обычно избираются предметы, параллельные траектории движения автомобиля, — края покрытия, кромки земляного полотна, ряды придорожных насаждений, осе­ вой шов бетонных дорожных покрытий. Широко рекомендуемая для организации движения разметка дорог предназначена для ис­ кусственного создания непосредственно на проезжей части дороги направляющих зрительных ориентиров.

Как показали работы канд. техн. наук Р. Т. Мушегяна [33], обя­ зательным элементом движения, глаз водителей является регуляр­ ный взгляд на правую кромку проезжей части или бровку дороги недалеко от автомобиля, необходимый для ориентировки на полосе движения на покрытии.

115

Если требуется осуществить обгон или объезд препятствия на проезжей части, водитель ищет опорные точки для взгляда, позво­ ляющие ему наметить положение изменяющейся траектории.

Обегаемая взглядом система естественных и искусственных ори­ ентиров образует в сознании водителя как бы направляющий кори­ дор. Приданию этому коридору большей четкости и пространственности способствуют вертикальные элементы дороги и придорожной полосы — снегозащитные и декоративные насаждения, направ­ ляющие столбики, установленные на кромке земляного полотна. Ориентированию ночью при свете фар способствует широкое приме­ нение располагаемых вдоль дороги светоотражающих элементов—• катафотов и фольги со стеклянными шариками. Очень эффективна в ночное время практикуемая в Венгрии и Чехословакии наклейка на стволы деревьев аллейных насаждений на бровках насыпей по­ лосок светотражающей фольги.

Скользя взглядом по прямой или какой-либо плавной кривой, человек склонен ее мысленно экстраполировать, продолжая движе­ ние глаза по сложившемуся в его сознании представлению о законо­ мерном дальнейшем направлении этой линии.

Несоблюдение такой особенности человеческой психологии яв­ ляется причиной многих аварий на дорогах. Настроившийся на продолжение движения по старому направлению дороги водитель оказывается неподготовленным к резкому повороту при неожидан­ ном разветвлении дороги или повороте ее в сторону за пределами видимости с предшествующего участка.

Направляющее действие дороги на водителя, которое вызывает у него своеобразную инерцию выбора направления движения, яв­ ляется достаточно мощным средством воздействия на избираемые водителями режимы движения.

Правильное использование закономерностей зрительного воспри­ ятия водителями позволяет оборудовать дорогу таким образом, чтобы она как бы подсказывала водителю свое дальнейшее направ­ ление. Наоборот, игнорирование принципов зрительного ориентиро­ вания водителей приводит к появлению на дороге неясных для них мест — «ложных ходов» при ответвлении дороги по кривой на пря­ мом участке и «прыжков в никуда» на крутых выпуклых кривых в продольном профиле, дезориентирующих водителей и являющихся часто скрытой причиной дорожно-транспортных происшествий.

§ 3. Связь режимов и безопасности движения с интенсивностью

Условия работы водителей при движении по дороге определяют­ ся как дорожными условиями (ее планом и продольным профилем,, ситуацией придорожной полосы, шириной проезжей части дороги,, мостов и рядом других факторов, остающихся постоянными в тече­ ние длительного времени), так и обстановкой движения (наличием

на дороге автомобилей, тракторов и других транспортных средств и пешеходов).

16

различными математическими выражениями [28, 40].

Это является следствием изменения внутреннего взаимодействия автомобилей в транспортном потоке при увеличении его плотности. Математической стороне этого вопроса посвящена обширная лите­ ратура. Ее характерной особенностью является то, что проводимый анализ в подавляющем числе случаев имеет чисто теоретический характер, пока еще лишь в малой степени подтвержденный экспе­ риментальным изучением режимов движения.

При весьма малых интенсивностях движения действия водителей определяются лишь восприятием ими дорожной обстановки. Каж­ дый водитель избирает скорость движения по дороге, соответствую­ щую его индивидуальным наклонностям, не испытывая при этом помех со стороны других попутных или встречных автомобилей. Подавляющее большинство водителей выдерживает безопасную скорость движения, соответствующую динамическим и тормозным качествам автомобилей. Отдельные водители, развивающие чрез­ мерную скорость, едут с повышенным риском, особенно на опасных участках дороги с ограниченной видимостью, с узкими мостами, недостаточной шириной проезжей части, неровностями на покрытии и т. д. Двигаясь с высокой скоростью при пониженном внимании, водитель иногда не может своевременно реагировать на ухудшение дорожных условий при въезде на опасный участок. Поэтому, не­ смотря на численно небольшое количество дорожно-транспортных происшествий на дорогах с малой интенсивностью движения, от-

17

носителыгое их количество в пересчете на 1 млн. авт-км пробега вы­ ше, чем при большей интенсивности движения.

Такой режим движения по дороге принято называть свободным. Он характерен только для весьма ограниченной группы дорог, на­ пример подъездов к малым населенным пунктам хуторского типа, а также для периодов спада движения на дорогах в ночные и пред­ утренние часы.

По мере возрастания интенсивности движения по дороге водите­ ли начинают ощущать влияние попутных автомобилей, вынуждаю­ щее их временами изменять режимы движения. Вначале это влия­ ние очень невелико и иногда приводит даже к возрастанию средней скорости движения транспортного потока, так как, увидев идущий впереди с меньшей скоростью автомобиль, водитель увеличивает скорость, чтобы совершить обгон «с ходу» без предварительного выравнивания скорости обгоняющего и обгоняемого автомобиля.

Увеличение вероятности появления встречных автомобилей и вообще наличие движения по дороге активизирует водителей. Дви­ жение начинает осуществляться более внимательно, и относитель­ ное количество происшествий снижается.

При дальнейшем повышении интенсивности движения количе­ ство автомобилей на участке дороги, видимом водителем, увеличи­ вается. Для обгона ему приходится выбирать подходящий момент, когда на полосе движения в зоне, необходимой для осуществления обгона, отсутствует встречный автомобиль. Обгон «с ходу» стано­ вится невозможным, и схема обгона меняется. Водителям наиболее быстрых автомобилей приходится, приблизившись к обгоняемому автомобилю, снижать скорость до равной с ним и осуществлять об­ гон, только дождавшись подходящего момента. Средняя скорость транспортного потока начинает снижаться за счет этих периодов ожидания.

По мере дальнейшего роста интенсивности продолжительность ожидания возможности обгона увеличивается. Создаются «пачки» из двух, трех и более автомобилей, следующих на малом расстоя­ нии за медленно едущим автомобилем в ожидании момента, удоб­ ного для обгона. После этого они вновь получают возможность дви­ жения с режимом одиночного автомобиля. Такой режим движения характерен для так называемого «устойчивого потока автомоби­ лей».

Необходимость маневров, связанных с выполнением обгонов, приводит к постепенному увеличению относительного количества дорожно-транспортных происшествий по мере возрастания интен­ сивности движения. При этом число происшествий увеличивается примерно прямо пропорционально среднесуточной интенсивности движения.

При достижении на дороге с двумя полосами движения интен­ сивности 6—7 тыс. авт./сутки технические условия большинства стран предусматривают необходимость перевода дороги в катего­ рию автомагистралей с раздельными проезжими частями для дви­ жения в разных направлениях; в таких условиях обгоны сильно за­

18

трудняются. Все автомобили оказывают взаимное влияние друг на друга, и сразу после обгона одиночного автомобиля или пачки авто­ мобилей режим движения обогнавшего автомобиля вновь начинает зависеть от едущего перед ним автомобиля. Условия обгона сильно осложняются, и водитель, желающий обогнать едущие перед ним автомобили, должен ожидать интервала достаточной продолжитель­ ности между проездами автомобилей по полосе проезжей части для встречного движения.

Чем выше интенсивность движения, тем реже встречаются та­ кие интервалы и с тем большим риском производятся обгоны. Близ­ кая к прямолинейной зависимость между относительным числом до­ рожно-транспортных происшествий и среднесуточной интенсив­ ностью движения нарушается, и график приобретает очертание быстро возрастающей кривой.

Такой транспортный поток принято называть «неустойчивым». Из-за помех при осуществлении обгонов скорость его снижается по мере роста интенсивности по практически прямолинейной зави­ симости. Наступает момент, когда обгоны становятся возможными только с повышенным риском. При этом обгоняющий автомобиль вносит помехи в движение встречного потока автомобилей, вынуж­ денных снижать скорость, а иногда и тормозить и даже съезжать на обочину. Количество водителей, идущих на такой риск, быстро уменьшается. Этот режим движения соответствует сравнительно узкому интервалу интенсивностей движения, при котором относи­ тельное количество дорожно-транспортных происшествий достигает максимума.

Такое изменение закономерности хорошо отражается методикой оценки безопасности движения коэффициентами аварийности, ко­ торые для дорог с двумя полосами движения составляют при раз­ личной интенсивности [6]:

Дальнейшее увеличение интенсивности движения по дороге воз­ можно только за счет повышения плотности транспортного потока без обгонов, путем уменьшения величины интервалов между едущи­ ми друг за другом автомобилями, образующими колонну. Разница в скоростях движения автомобилей, следующих в транспортном по­ токе, образующем колонну, невелика. Она не отражается на общей средней скорости потока. Колебания скоростей движения отдельных автомобилей около среднего значения скорости потока приводят к изменениям расстояний между автомобилями и гасятся водителями, как только они начинают угрожать опасной ситуацией.

В этом случае движения скорость потока, называемого «насы­ щенным», продолжает снижаться. Количество происшествий умень­ шается.

Как видно из рис. 5, кривая зависимости средней скорости транспортного потока от его интенсивности состоит из трех участ­

19