книги из ГПНТБ / Дорожные условия и организация движения

Возможная структура систем предупреждения изображена на рис. 1 0 0 .

Ниже описаны особенности некоторых систем предупреждения.

Предупреждение об 'условиях движения по радио. В зависимо­ сти от местных условий по радиотрансляционной сети, по общим программам (радиовещание на специальной волне) в определен­ ные часы передается информация о погодных условиях (метеоро­ логическая видимость, туман, снег, дождь, сила и направление вет­ ра), состояние покрытия (снежные заносы,- гололед), загрузке отдельных дорог или их участков, заторах, ведущихся на напря­ женных маршрутах ремонтных работах и другие сведения.

Детальность передаваемой информации зависит от принятого способа оповещения. По центральному или областному радиовеща­ нию может быть дана лишь о-средненная характеристика для до­ статочно большого района, не учитывающая особенностей его от­ дельных зон и участков дорог.

Значительно большей точностью и конкретизацией отличаются сведения, передаваемые местной радиосетью, прежде всего в районе сооружений для обслуживания движения, например у АЗС, моте­ лей и др. ,

Предупреждения о возникновении гололеда. Система преду­ преждения о гололеде на особенно подверженных ему участках (рис. 1 0 1 ) в общем виде состоит из датчика, сигнализирующего об образовании на поверхности проезжей части корки льда или сне­ га, устройства управления световыми или звуковыми сигналами, источников питания. В зависимости от того, является система пре­ дупреждения автоматической или полуавтоматической, возможны

Рис. 100. Структура систем предупреждения

202

последнего способа при условии, что применяемые датчики выра­ батывают сигнал не в момент об­ разования гололеда, а заранее с

опережением на какой-то промежуток времени. Это дает возмож­ ность дорожной службе провести работы по борьбе с гололедом, например, путем россыпи солей на проезжей части, не допуская возникновения гололеда или существенно сокращая его период.

Основными видами сигналов, предупреждающих о гололеде, являются многопозиционные плакаты или световые табло с нане­ сенными знаками «Скользкая дорога» или «Прочие опасности» и надписью «Гололед».

Наиболее ответственным элементом -систем предупреждения о гололеде являются датчики, правильность выбора конструкции которых во многом предопределяет надежность работы всей си­ стемы сигнализации. Это объясняется тем, что образование корки льда на покрытии происходит при определенных соотношениях температуры воздуха и покрытия, влажности воздуха, выпадения осадков, скорости ветра, наличия на поверхности проезжей части солей, грязи и др. Различают пять основных типов гололеда:

I. Образование корки льда при замерзании воды, находящейся на покрытии, при уменьшении температуры ниже определенного значения. Этот тип гололеда встречается очень часто, причем для него характерна неравномерность распределения на дороге.

II. Образование льда путем кристаллизации влаги из теплого воздуха на сухом холодном покрытии.

203

Т а б л и ц а 37

III. Образование корки льда при выпадении осадков на поверх­ ность, охлажденную ниже определенной температуры.

IV. Образование льда при выпадении переохлажденной влаги на поверхности покрытия.

V. Образование плотной корки снега или льда в результате уп­ лотнения выпавшего снега колесами автомобилей.

В табл. 37 приводится перечень параметров, которые должны

влаги на поверхности покрытия устанавливают по величине его электрической проводимости между двумя электродами. При этом учитывается одновременное влияние солей на величину электро­ проводимости и температуру замерзания.

Наиболее простой по конструкции датчик измеряет два пара­ метра— температуру и влажность покрытия. Предупреждающий сигнал вырабатывается при влажном покрытии и его температуре менее -1-0,5° С.

Датчики устанавливают через 0,5— 1,0 км.

При измерении пяти параметров датчиком другого типа можно учесть влияние солей на температуру замерзания и заблаговремен­ но определять возможность появления гололеда.

В некоторых случаях, особенно на автомагистралях с высокой интенсивностью движения, систему предупреждения о гололеде устраивают на всем протяжении дороги. При этом она может вхо­ дить в состав общей системы автоматического регулирования дви­ жения и ее сигнальные устройства (световые табло, мигающие огни) используются также для предупреждения о других неблаго­ приятных явлениях: снежных заносах, аварии, закрытии проезда и т. п.

Предупреждение об ограничении видимости из-за тумана или задымленности воздуха в тоннелях. Системы предупреждения во­ дителей об ограничении видимости из-за тумана или задымленно­ сти воздуха устраивают на участках, где эти явления наблюдаются особенно часто. Для этого дорожная служба должна вести учет

204

мест, подверженных образованию туманов, и фиксировать их час­ тоту. Наибольшая опасность происшествий возникает в том слу­ чае, когда вероятность возникновения тумана неодинакова по дли­ не дороги. Водитель, попадая с участка с хорошей видимостью на участок, где видимость ограничена вследствие тумана (чаще всего это участки, проходящие по пониженным местам, у водоемов, в ле­ су, в зоне заводских сооружений, оказывающих влияние на тепло­ вой режим окружающей местности, например у градирен), не успе­

Система предупреждения об ограничении видимости из-за ту­ мана состоит из датчика, устройства управления, системы связи и сигнальных устройств (рис. 102). Датчики состоят из источников света, измерительной головки с фотоэлементом и рефлектором. Обычно источник света и измерительную головку монтируют в од­ ном корпусе с устройством управления и размещают рядом с до­ рогой, причем луч света направляют параллельно бровке дороги. Рефлектор устанавливают на расстоянии до 100 м от источника света.

Луч света, направленный на рефлектор и отраженный им, через систему линз попадает на фотоэлемент. В зависимости от потерь света, связанных с его рассеиванием и абсорбцией каплями воды в тумане или частицами дыма, изменяется сила тока в цепи, в ко­ торую входит фотоэлемент. Степень этого изменения характеризует на основании предварительной тарировки расстояние видимости. При уменьшении силы тока ниже определенной величины управ­ ляющее устройство включает сигнализацию. Выключение сигнали­ зации происходит также с помощью управляющего устройства после превышения силы тока в цепи определенного значения. В большинстве систем предупреждения включение и выключение сигнализации происходит с некоторым запозданием по сравнению с ухудшением или улучшением видимости. Это делается с целью исключить влияние кратковременных местных изменений видимо­ сти (например, перенос порывом ветра облака дыма или пыли, кратковременное рассеивание тумана, случайное прерывание луча света и др.) на работу системы.

Предупреждение о сильном боковом ветре. Простейшим спосо­ бом уменьшения опасности заноса или значительного смещения автомобиля в поперечном направлении, возникающего при въезде автомобиля из зоны затишья на участок с сильным боковым вет-

205

Рис. 103. Размещение на мостовом переходе элементов системы преду­ преждения о сильномбоковом ветре:

/ — д а т ч и к и с к о р о с т и и н а п р а в л е н и я в е т ­ р а ; 2 — у с т р о й с т в о у п р а в л е н и я ; 3 — л и н и и с в я з и ; 4 — у п р а в л я е м ы е з н а к и

ром, является установка предупреждающих знаков, а также ма­ терчатых конусов по типу применяемых на аэродромах. Более на­ дежные результаты дают автоматически включаемые световые

сигналы.

Своевременная информация водителей позволяет им заблаго­ временно снизить скорость движения и приготовиться к компенса­ ции бокового давления ветра соответствующей установкой перед­ них колес.

Система предупреждения (рис. 103) состоит из датчиков скоро­ сти ветра и -его направления (вертушка и флюгер), сигналы кото­ рых подаются на управляющее устройство, включающее в случае необходимости сигнализацию в виде знаков, предупреждающих об опасности сильного бокового ветра, и фонарей-«мигалок» желто­ оранжевого цвета. Обычно сигнализация включается при скорости ветра более 6 м/сек и угле между его направлением и осью дороги, превышающем 45°.

Имеются системы с более сложным устройством управления, позволяющие наряду с предупреждением об опасности давать команды об ограничении максимальной скорости движения на дис­ танционно управляемые многопозиционные знаки. При этом ука­ зание нескольких последовательно установленных знаков обеспе­ чивает постепенное снижение скорости движения.

На автомагистралях рекомендуется устанавливать сигнализа­ цию не менее чем за 400—500 м до начала опасного участка.

Для оценки влияния системы предупреждения о боковом ветре на скорость движения автомобилей в ФРГ было проведено измере­ ние скоростей движения на мосту автомобильной магистрали с че­ тырьмя полосами движения при выключенной и включенной сиг­ нализации о боковом ветре. Включение сигнализации практически не повлияло на скорости движения грузовых автомобилей. Скоро- ,сти легковых автомобилей в светлое время суток уменьшились в среднем на 10 км/ч и на 16 км/ч ночью. Для скоростей 85% обес­ печенности величина снижения скоростей составила соответствен­ но 15 и 20 км/ч. Однако эффективность сигнализации нельзя оце­ нивать только по величине указанного, сравнительно небольшого снижения скорости. Не менее важно то, что водители, снизившие скорость, были психологически подготовлены к действию на авто­ мобиль бокового ветра.

Предупреждение о снежных завалах на горных дорогах. Для оповещения водителей о наличии снежных завалов могут быть

206

!

использованы световые табло, включаемые работниками дорожной службы или автоматически при разрыве лавиной натянутого на склоне контрольного провода. Эти табло должны устанавливаться на выходах из населенных пунктов, чтобы водители имели воз­ можность дождаться момента окончания работ по расчистке за­ валов.

Предупреждение о встречных автомобилях на участках с огра­ ниченной видимостью. Простейшим мероприятием для уменьшения числа дорожно-транспортных происшествий при обгонах на участ­ ках с ограниченной видимостью в плане является установка зер­ кал, в которых виден приближающийся автомобиль. Зеркала по­ лучили довольно широкое распространение, особенно в населенных пунктах. На загородных дорогах, как показали наблюдения Т. А. Шилакадзе [9], использование зеркал хотя и способствует безопас­ ности движения, но приводит одновременно к увеличению скорос­ тей движения и к более частым случаям срезывания кривых во­ дителями с заездом на полосу встречного движения. Поэтому прибегать к установке зеркал следует лишь при невозможности обеспечить четкую организацию движения другими способами.

Для более надежной информации водителей о наличии или от­ сутствии встречного автомобиля в пределах опасного участка дороги с ограниченной видимостью на расстоянии 50—200 м от его границ устанавливают датчики, позволяющие регистрировать ин­ тенсивность и направление движения автомобиля (рис. 104). По­ ступающие от датчиков сигналы обрабатывает управляющее уст­ ройство, которое при наличии в зоне, расположенной между этими датчиками, автомобилей, включает сигнал, предупреждающий во­ дителей встречных автомобилей: мигающий желтый свет или све­ товое табло с надписью «Внимание! Встречный автомобиль».

Аналогичные системы могут быть использованы для предупреж­ дения об автомобилях, остановившихся в пределах тоннеля, узкого моста и т. д.

Особенно большое значение имеет применение этого средства предупреждения водителей на горных дорогах и на отдельных до­ рогах карьеров.

Предупреждение водителей о неправильном направлении дви­ жения. Случаи движения по неправильному направлению чаще всего бывают связаны с неясностью для водителей схемы пересе­ чений в разных уровнях, особенно на пересечениях по тийу непол­ ного клеверного листа. Поэтому основным мероприятием, снижаю­ щим вероятность неправильного использования водителями право-

Рис. 104. Система предупреждения 0 встречных автомобилях на участ­ ках с ограниченной видимостью:

1 — и н д у к т и в н ы й д а т ч и к ; 2 — у с т р о й с т в о у п р а в л е н и я ; 3 — л и н и и с в я з и ; 4 — с в е т о в о е табл Г )

207

и левоповоротных съездов, является установка перед пересечением схем движения и указателей направлений. ,

Проезд автомобилей в направлении, противоположном предус­ мотренному действующей схемой организации движения, всегда связан с повышенной опасностью. Поэтому в особенно ответствен­ ных случаях (сложная планировка пересечений с большой интен­ сивностью движения, высокие скорости движения и др.) целесооб­ разно использовать автоматически действующую систему преду­ преждения водителей о неправильном выборе ими направления движения.

При появлении на участке дороги автомобиля, движущегося по

о неверном маршруте. Одновременно водители автомобилей основ­ ного направления предупреждаются об опасности путем включения желтого мигающего света.

Правильное использование перечисленных выше средств пре­ дупреждения позволяет не только улучшить организацию движе­ ния, но и значительно повысить безопасность движения.

§ 40. Регулирование и контроль движения на автомагистралях

Большая интенсивность и высокие скорости движения на авто­ мобильных магистралях с разделением движения по направлениям предъявляют особые требования к регулированию и контролю дви­ жения.

В условиях значительных колебаний интенсивности движения, иногда превышающей пропускную способность дороги, и влияния погодно-климатических факторов (дождь, снег, туман, гололед и др.) большое значение приобретает гибкость системы регулиро­ вания.

Наиболее эффективным путем повышения безопасности движе­ ния и пропускной способности автомобильных дорог является ав­ томатизация регулирования и контроля движения, попытки введе­ ния которой делались в течение последних десяти лет в ряде стран. Ведется разработка системы автоматического регулирования дви­ жения для дорожной сети СССР [17]. Наиболее распространенными из систем автоматического регулирования движения являются си­ стемы регулирования въезда на автомагистрали, обеспечивающие автомобилям, вливающимся в основной поток, оптимальное ис­ пользование интервалов между ними при проезде по автомаги­ страли.

Система состоит из датчиков, установленных на основнощдоро­ ге на некотором расстоянии до примыкания и на второстепенной дороге перед въездом, устройства управления, светофора (рис. 105). Полученные от датчиков данные о скоростях движения и интервалах времени автомобилей основного потока, скорости автомобиля, движущегося по рампам пересечения, поступают

208

Рис. 105. Система регулирования дви­ жения на въездах на автомобильные магистрали:

т е н и я ; 6 — а в т о м о б и л ь н а я м а г и с т р а л ь

в счетно-решающее устройство, которое подает команду включения зеленого сигнала светофора на въезде, если интервал времени между автомобилями основной дороги будет превышать время, необходимое для въезжающего автомобиля, которое устанавлива­ ют с учетом положения и скорости движения въезжающего авто­ мобиля. Если это условие не соблюдается, устройство управления включает красный цвет и при последующем включении зеленого исходит уже из времени, необходимого для трогания с места ожи­ дающего автомобиля.

В настоящее время имеется большое количество таких систем, различных по количеству, типу и размещению датчиков, виду счет­ но-решающих устройств, способам сигнализации. Наиболее прос­ тыми являются конструкции, учитывающие движение только по автомагистрали. Программа работы счетно-решающего устройства предполагает, что автомобиль при включении зеленого цвета стоит перед светофором и с момента его трогания с места до момента въезда на автомагистраль пройдет определенный период времени и будет достигнута определенная скорость движения. Любые от­ клонения от параметров, заложенных в программу, несколько ухудшают эффективность работы системы.

Имеются системы, позволяющие регулировать не только воз­ можность въезда на автомагистраль, но и скорости движения ав­ томобилей. С этой целью в пределах примыкающей дороги дат­

ные от этих датчиков и датчиков, расположенных на автомагист­ рали, дает команды по управлению рядом световых сигналов, расположенных-вдоль всего въезда. В зависимости от интенсивно­ сти и скорости движения, а также интервалов между автомобилями на автомагистрали эти световые сигналы включаются по шаговой схеме, подводя автомобили с определенной скоростью к месту вливания в основной поток.

Автоматизация регулирования на въездах на автомагистрали позволяет существенно улучшить условия движения и сократить количество дорожно-транспортных происшествий. Введение авто­ матической системы регулирования на въездах в Хьюстоне (США) привело к увеличению пропускной способности пересечения на 10%, уменьшило потери времени автомобилями на 30% и число происшествий на переходно-скоростных полосах на 40—50%.

В настоящее время наблюдается тенденция создания систем автоматического регулирования для участков дорог большой про­

тяженности или для сети дорог. С их помощью могут решаться следующие задачи:

I. Предупреждение водителей о неблагоприятных условиях

щение или ограничение обгонов.

II. Создание оптимальных условий для движения по автомаги­ страли путем: 1 ) ограничения въезда на автомагистрали в случае, если уровень загрузки достигает значения, превышение которого повлечет за собой резкое уменьшение скоростей движения, увели­ чение аварийности, опасность образования заторов; 2 ) регулирова­ ния распределения автомобилей по полосам движения; 3) измене­ ния направления движения на отдельных полосах; 4) рекоменда­ ций оптимальных значений скоростей движения.

III. Регулирование распределения автомобилей между отдель­ ными элементами дорожной сети путем переключения части дви­ жения на параллельные дороги и указаний водителям по выбору оптимального маршруту.

Системы автоматического регулирования движения на автома­ гистралях имеют в этих случаях следующую структуру: 1 ) устрой­ ства для сбора первичной информации; 2 ) центр управления, обо­ рудованный аппаратурой для приема и промежуточной обработки исходной информации, ЭВМ с необходимым набором программ, пультом управления и контролем работы сигнализации и датчиков;

3)сигнальные устройства; 4) систему связи.

Для сбора исходной информации используют установленные на

дороге датчики, позволяющие получать сведения об интенсивности, скорости движения, составе потока, интервалах времени между автомобилями, условиях движения (туман, дождь, снег, гололед,

Рис. 106. Световые табло и символы,

2

применяемые на скоростных автомо­ бильных магистралях Англии:

1 — ж е л т ы й м и г а ю щ и й с и г н а л ; 2 — к р а с н ы й

м и г а ю щ и й с и г н а л ; <3 — с в е т о в о е т а б л о ,

с о с т о я щ е е и з л а м п о ч е к ; 4 — р е к о м е н д у е м а я с к о р о с т ь д в и ж е н и я ; 5 — с м е н а п о л о с ы д в и ­ ж е н и я ; 6 — д в и ж е н и е т о л ь к о п р я м о ; 7 — п о ­ л о с а о т к р ы т а д л я д в и ж е н и я ( к о н е ц о г р а ­

210

ветер и т. д.). Наряду с этим значительный объем информации получают по радио или телефону от работников дорожной службы, передвижных постов регулирования движения на автомобилях или вертолетах, от участников движения. Для качественной оценки движения на сложных участках (пересечения, подходы к тоннелям, узким мостам и др.) используют телепередатчики, установленные на этих участках. При этом стремятся не. устраивать в центре уп­ равления громоздких табло с большим количеством вмонтиро'ванных телевизионных экранов, а получать изображение нужного участка на одном телевизионном приемнике с помощью системы управления, использующей ЭВМ.

Для сигнализации используются дистанционно управляемые дорожные знаки и указатели, светофоры и другие виды световых сигнальных устройств.

Применение ЭВМ позволяет автоматизировать обработку полу­ чаемой информации и контроль за работой датчиков и сигнализа­ ции, получать оптимальные решения. В результате обработки ис­ ходной информации по заданной программе ЭВМ выдает команды о перестройке работы системы сигнализации на нужных_ участках дороги или сети дорог. В некоторых системах эти команды реали­ зуются непосредственно без вмешательства человека, в других, прежде чем эти команды будут переданы дистанционной системе управления, они могут быть откорректированы операторами центра управления, однако в процессе такой корректировки также исполь­ зуется ЭВМ.

Особенности работы системы автоматического регулирования зависят, в первую очередь, от программ, заложенных в электронную машину. При программировании стремятся более полно оценить влияние того или иного принятого решения на режимы движения и аварийность. Поэтому программы, как правило, в ходе эксплуа­ тации автоматической системы регулирования перерабатывают. При этом широко используют накопленные ЭВМ в процессе ее ра­ боты данные о режимах движения при определенных условиях, зависящих от интенсивности и состава движения, погодных усло­ вий, схемы организации и регулирования движения.

Для информации водителей на автомобильных магистралях используют световые табло, позволяющие оперативно менять ин­ формацию с учетом сложившихся условий движения. В Англии, например, законодательно приняты знаки и символы, показанные на рис. 106. На этих же табло устанавливаются желтые и красные огни, которые включаются для предупреждения водителей об опас­ ностях на дороге (желтый мигающий сигнал) или необходимости полной остановки (красный мигающий сигнал). При этом красный сигнал включается одновременно с включением знака «Полоса за­ крыта для движения».

Все описанные табло должны устанавливаться на специальных арках над дорогой. Эти арки размещают перед участками, где ме­ няются дорожные условия или по каким-либо причинам нужно из­ менить режим движения, в среднем через каждые 1,5—3,0 км.