книги из ГПНТБ / Дорожные условия и организация движения

■рактеристики должны полнее отражать условия движения на ре­ гулируемом участке. Наиболее приемлемы следующие характерис­ тики движения потока автомобилей: уровень загрузки дорог дви­ жением [39, 28]; мгновенные скорости движения; линейный график изменения скорости движения вдоль дороги (см. § 5); ускорения автомобилей на участках изменения режимов движения.

Уровень загрузки дорог движением — отношение интенсивности движения к пропускной способности характеризует состояние по­ тока автомобилей и условия работы водителей при различной ин­ тенсивности движения. Применение эффективных средств регули­ рования должно способствовать снижению уровня загрузки и при­ ближению его к оптимальному (см. § 15).

Скорости движения в отдельных створах и по протяжению до­ роги являются важнейшими характеристиками режимов движения.

Мгновенные скорости достаточно полно характеризуются ста­ тистиками ряда распределения их значений. При благоприятных условиях движения потока однотипных автомобилей кривая распре­ деления фактических скоростей движения близка к нормально кри­ вой распределения (рис. 10). Помехи, ухудшающие условия дви­ жения, вызывают отклонение кривой распределения от нормальной кривой. Применение в этом случае средств регулирования способ­ ствует приближению кривой распределения скоростей движения к нормальной кривой.

Разброс значений скоростей позволяет судить о вероятности до­ рожно-транспортных происшествий, связанных с большой разницей скоростей медленных и быстрых автомобилей, которая вызывает потребность в большом числе обгонов. .

При анализе кривых распределения учитывают различные ста­ тистики ряда распределения: среднеквадратическое отклонение, скорости разной обеспеченности, модальное значение скоростей, ко­ эффициент вариации, эксцесс и коеость ряда распределения и ко­ личество автомобилей (в процентах), движущихся в интервале 20 км/ч ряда распределения скоростей движения. Способы опреде­ ления этих характеристик по данным наблюдений за скоростями движения детально описаны в литературе [9] и поэтому рассмотре­ ны ниже схематически.

Рис. 10. Распределение скоростей движения автомобилей в транспортном потоке: а — кривая распределения; б — кумулятивная кривая

40

которой условия движения транспортных потоков могут считаться нормальными, составляют для различных дорожных условий:

Скорости 15, 50, 85 и 95 % обеспеченности (см. рис. 10) явля

ются характерными точками кривой накопления (кумулятивной кривой) ряда распределения значений скоростей [9].

Значения скоростей 15% обеспеченности характеризуют скорос­ ти движения наиболее медленной части потока автомобилей, кото­ рая создает основную потребность в обгонах и рост числа дорожнотранспортных происшествий. При запрещении движения по дороге тихоходных транспортных средств величину этой скорости следует принимать за минимально допустимую..

Скорости 50% обеспеченности характеризуют среднюю скорость потока автомобилей. Увеличение средней скорости путем улучше­ ния дорожных условий и рациональной организации движения при­ водит к повышению экономической эффективности автомобильных перевозок.

Значения скоростей 85% обеспеченности показывают макси­ мальную скорость движения основной части потока .автомобилей. Эту величину в большинстве стран мира принимают за наиболь­ шую допустимую скорость при введении ограничения максималь­ ных скоростей движения.

41

Значения скоростей 95% обеспеченности обычно соответствуют расчетной скорости движения одиночных автомобилей в данных дорожных условиях.

Наблюдения показали, что количество водителей, превышаю­ щих расчетную скорость, зависит от величины последней:

Средний процент обеспеченности для всех изученных случаев равен 95,3%, что доказывает обоснованность обычно принимаемого значения 95%.

Результаты наблюдений позволяют-также сделать вывод о не­ целесообразности увеличения расчетной скорости при современных типах дорожных покрытий и составе автомобильного парка выше

1 2 0 — 150 км/ч.

Все указанные скорости определяют по кумулятивным кривым значений скоростей движения.

Модальное значение скоростей движения (см. рис. 10) характе­ ризует наиболее типичную скорость основной части потока автомо­ билей. Количество автомобилей, движущихся со скоростями, соот­ ветствующими интервалу 2 0 км/ч в модальной части кривой распределения, является важным показателем однородности ско­ ростных режимов движения транспортных потоков.

В практической деятельности дорожных организаций и органов ГАИ достаточно использовать такие характеристики движения по­ токов, как средние скорости и скорости 15 и 85% обеспеченности. Остальные характеристики должны учитываться проектными орга­ низациями, занимающимися разработкой капитальных мероприя­ тий по повышению безопасности и организации движения.

При исследованиях в области теории транспортных потоков мо­ гут быть использованы и менее распространенные характеристики математической статистики.

Коэффициент вариации значений скоростей w, который, как и среднее квадратическое отклонение, характеризует разброс значе­

где о — среднее квадратическое отклонение; v — средняя ско­ рость движения.

Чем меньше величина коэффициента вариации, тем меньше раз­ ница в скоростях отдельных типов автомобилей. Поэтому измене­ ние величины'коэффициента вариации наглядно характеризует эф­ фективность проведенных мероприятий для устранения влияния

42

неоднородности состава транспортных потоков, например допол­ нительных полос движения на подъемах.

Эксцесс е — отклонение по вертикали фактической кривой рас­ пределения значений скоростей от нормальной кривой, для кото­ рой е= 0 .

Эксцесс определяют по формуле

0 ,5 (^ 75 — P2!Q

(№>о — Що)

где vgo — скорость 90% обеспеченности, км/ч; 0 7 5 — скорость 75% обеспеченности; п25 — скорость 25% обеспеченности; ош— ско­ рость 1 0 % обеспеченности.

Величина е должна быть не более 0,26. При этих условиях обес­ печиваются наибольшие удобства и безопасность движения.

Косость k — характеристика смещения вправо или влево верши­ ны фактической кривой распределения от нормальной. Косость оп­ ределяют по уравнению

2 (1>эз —Что)

(6)

(и93 — V-j)

где п93 — скорость 93% обеспеченности, км/ч; о50— скорость 50% обеспеченности; v7— скорость 7% обеспеченности.

По величине k можно оценивать изменение режима движения.

Линейные графики скоростей движения. Все рассмотренные вы­ ше параметры отражают колебания скоростей в одном из створов дорбги..Они определяются дорожными условиями, разнотипностью автомобилей и особенностями восприятия водителями условий дви­ жения. Сочетание этих факторов меняется по протяжению дороги. Поэтому характеризовать условия движения по дороге в целом мо­ гут только графики, показывающие изменение режимов движения по протяжению дороги. Основным из них, который теперь кладется в основу разработки мероприятий по обеспечению безопасности и по организации движения, является линейный график скоростей движения одиночных автомобилей. Детально он рассмотрен в § 15.

Линейный график скоростей движения легковых автомобилей в общем потоке позволяет дать общую картину обеспечения удобст­ ва движения на дороге. Применяемые меры организации движения должны обеспечивать отношение скорости легковых и легких гру­ зовых автомобилей при наиболее характерной для рассматривае­ мого участка загрузке дороги к скорости в свободных условиях не менее 0,5—0,6.

Ускорения. Этот показатель позволяет характеризовать рав­ номерность движения автомобилей, а также возможные места по­ явления заторов и возникновения дорожно-транспортных происше­ ствий.

Проведенные на кафедре проектирования дорог МАДИ иссле­ дования показали, что на участках заторов движения наиболее ча­ сто наблюдаются следующие величины ускорений:

43

участки изменения ширины проезжей части— 1 , 2 м/сек2-, участки слияния и разделения потоков автомобилей — 1,7—3

м/сек2-,

подъемы — 0,7 м/сек2-, участки с недостаточной видимостью в плане или продольном

профиле — 0,9—2 м/сек2-,

места, где возможно внезапное возникновение помех движению потоков автомобилей —•3,0 м/сек2-,

участки с интенсивным движением пешеходного или велосипед­ ного движения — 2,7 м/сек2.

Анализ графика скоростей движения с точки зрения ускорений, возникающих на участках изменения скоростей, дает возможность наметить в первом приближении неблагоприятные участки, нужда­ ющиеся в установке средств регулирования или в перестройке.

_ Характеристики режима движения можно измерять нескольки­ ми методами, используя различные приборы, начиная от простей­ ших (секундомеров, многоперьевых самописцев, фото- и киноаппа­ ратов) и кончая использованием аэрофотосъемки и автоматических датчиков, установленных на дороге, а также специального обору­ дования, смонтированного на автомобилях-лабораториях.

В табл. 5 сопоставлены сведения о применимости различных ме­ тодов и средств изучения режимов движения потоков автомобилей. Особенности применения аэрофотосъемочной аппаратуры приведе­ ны в табл. 6 .

Целесообразность использования того или иного мётода изуче­ ния характеристик транспортных потоков определяется необходи­ мостью получения определенных характеристик режимов движения, продолжительностью и периодичностью наблюдений, имеющимся оборудованием, наличием специально подготовленного персонала, экономическими соображениями.

В СССР при изучении закономерностей движения транспортных потоков до сих пор наибольшее распространение имело использо­ вание секундомеров, многоперьевых самописцев, ходовых лаборато­ рий, киносъемки [9]. Положительно зарекомендовало себя приме­ нение аэрофотосъемки [13, 28]. Для измерения интенсивности, ин­ тервалов времени между автомобилями и скоростей движения начиная с 50-х годов стали внедрять автоматические датчики, на­ пример пневмоэлектрический счетчик НИИАТ, контактный датчик Ю. С. Крылова, позволяющий получать также данные о распреде­ лении автомобилей по ширине проезжей части, датчик в виде стру­ ны, натягиваемой на поверхности покрыти'я, радиолокационный прибор для измерения скоростей автомобилей.

Конструкция электронного автоматического счетчика движения была впервые разработана в 1957 г. в лаборатории электроники Ооюздорнии. ■

44

45

с более совершенной электронной схемой, был разработан и внед­ рен в производство автоматический многоканальный электронный счетчик движения МСД-60 конструкции Дорожного управления: Министерства автомобильного транспорта и шоссейных-дорог Лат­ вийской ССР. В последующие годы конструкторы прибора послеопытной проверки на дорогах Латвийской ССР 'внесли некоторыеизменения, в результате чего появилась новая модель прибора: МСД-61, которая и была рекомендована к серийному производ­ ству.

В Киевском и Харьковском автомобильно-дорожных институтах разработаны приборы для измерения интенсивности и скоростей движения, действующие на фотоэлектрическом принципе [24, 49,.

51].

Получение данных о движении путем его изучения наблюдате­ лями требует больших затрат времени, особенно на обработку ре­ зультатов наблюдений. Измерение характеристик транспортных потоков большой плотности этими методами связано -со значитель­ ными трудностями и снижением точности. Кроме того, для целей организации и регулирования движения, особенно в частично илиполностью автоматизированных системах, сведения об основных характеристиках транспортных потоков должны поступать непре-

46

рывно или периодически через сравнительно -непродолжительные интервалы времени.

Приведенные в табл. 7 данные о возможности автоматизации отдельных операций при изучении характеристик транспортных потоков показывают, что полная автоматизация возможна только при проведении измерений с помощью автоматических датчиков, для учета движения, ходовых лабораторий и аэрофотосъемки, дан­ ные которой обрабатываются с помощью автоматизированного' стереокомпаратора. При этом результаты измерений должны за­ писываться на магнитную пленку или перфоленту и могут быть непосредственно использованы для ввода данных в ЭВМ для по­ следующей их обработки.

Записи результатов на бумажной ленте самописцев или на осциллографичеекой фотобумаге могут быть обработаны только вручную.

Для практических целей организации движения на дорогах с высокой интенсивностью наиболее целесообразны системы с ис­ пользованием датчиков для учета движения с частичной или пол­ ной автоматизацией обработки получаемых результатов.

В общем случае оборудование, применяемое для этих целей,, включает в себя: 1 ) датчики, отмечающие прохождение автомобиля (или его колес) через определенный -створ или зону; 2 ) устройство' для приема, анализа -и усиления сигнала, вырабатываемого датчи­ ком; 3) регистрирующее устройство, в простейшем случае— счет­ чик; 4) устройство для обработки полученных данных; 5) система связи между отдельными элементами.

К настоящему времени разработано большое количество систем оборудования для контроля за движением. В простейших -случаях,, когда необходимы сведения только об -интенсивности движения, в. оборудование не включают устройств для обработки полученных: данных и упрощают конструкцию остальных элементов системы.

Если помимо данных об -интенсивности движения необходимознать его состав, скорости и интервалы между автомобилями, уст­ ройство для обработки полученных данных является необходимым.. Наиболее часто применяют аналоговые или цифровые электронновычислительные машины, обслуживающие одновременно большоеколичество створов, или более простые по конструкции электрон­ ные логические устройства.

Сигналы, вырабатываемые датчиками, могут через каналы свя­ зи (радио, телефонной или телеграфной) поступать непосредствен­ но на вычислительную машину или быть записанными на перфо­ карты, перфоленту, магнитную пленку и в таком виде вводиться позднее в ЭВМ.

Одной из наиболее важных проблем при разработке -систем’ контроля за движением является выбор типа применяемых датчи­ ков. Многочисленные датчики (табл. 8 ) имеют ряд особенностей, определяющих возможность их применения для -различных целей в зависимости от характеристики дороги, климатических условий,, стоимости устройства и эксплуатации, цели учета движения.

48

Т а б л и ц а 8