книги из ГПНТБ / Дорожные условия и организация движения

§ 11. Режимы движения автомобилей в сложных дорожных условиях

В настоящее время отсутствует установившееся определение понятия о «сложных дорожных условиях». Обычно под ними пони­ мают участки дорог, на которых наблюдается большое число до­ рожно-транспортных происшествий или управление автомобилем требует большого внимания водителя. Однако это не совсем так.

Усложнение обстановки движения по дороге может вызываться рядом самых разнообразных факторов, значимость которых в ус­ тановлении режимов движения меняется по мере возрастания ин­ тенсивности движения по дороге.

При малой интенсивности движения основную роль играют па­ раметры, связанные с планом и профилем дороги: расстояние ви­ димости; скорость движения, обеспечиваемая тем или иным участ­ ком дороги, и увеличение трудности управления автомобилем; соответствие траектории автомобиля очертанию в плане соответст­ вующей полосы движения на покрытии.

С ростом интенсивности движения влияние этих факторов осла­ бевает и начинает более существенно проявляться влияние взаимо­ действия автомобилей в транспортном потоке, в частности:

изменение условий движения — переход от свободных условий движения к частично связанному и связанному полком автомоби­ лей;

резкие изменения закономерностей движения транспортного по­ тока, например при въезде на участок светофорного регулирования или на крутой подъем.

В связи с многообразием влияющих факторов понятие о слож­ ных дорожных условиях нельзя однозначно связывать только с мес­ тами сосредоточения происшествий на дорогах. При таком подходе к сложным дорожным условиям следовало бы отнести и многоки­ лометровые прямые участки магистралей в степных районах, на которых ослабление внимания водителя монотонностью окружаю­ щей обстановки и однообразием режима движения, а также ослеп­ ление .водителей светом фар встречных автомобилей ночью приво­ дит к повышенной аварийности.

С другой стороны, многие горные дороги с большим числом кривых малого радиуса и недостаточной видимостью хотя и ослож­ няют работу водителя, но одновременно активизируют его внима­ ние и приводят к снижению скорости. В результате этого относи­ тельная аварийность (на 1 млн. авт/км пробега) на горных доро­ гах при равной интенсивности движения часто бывает меньшей, чем на дорогах, проходящих в равнинной или слабо пересеченной местности.

При этом на горных дорогах выше процент происшествий, не связанных непосредственно с влиянием дорожных условий или об­ становки движения, а вызванных сознательным нарушением води­ телями требований правил движения, в первую очередь заездами на полосу встречного движения на участках с необеспеченной ви­ димостью.

51

Из рассмотрения в § 6 особенностей восприятия водителями до­ рожных условий следует, что сложность ведения автомобиля по дороге создается не'столько принятыми при проектировании дороги минимальными значениями элементов трассы в плане и профиле, сколько неожиданным для водителей изменением их величины на смежных участках.

Сложность обстановки движения может создаваться и резкими нарушениями установившегося режима движения, вызываемыми, например, неожиданным торможением автомобилей при повороте на необорудованные переходно-скоростными полосами съезды, по­ явлением пешеходов или въезжающими на дорогу с придорожной полосы автомобилями, сезонными пиками интенсивности движения на отдельных перегонах и т. д.

Таким образом, к сложным дорожным условиям правильнее все­ го относить места неудачных сочетаний элементов трассы или не­ благоприятной обстановки движения, требующие от водителей рез­ ких изменений режимов движения и характеризующиеся поэтому низкими значениями коэффициентов ‘безопасности.

Большую роль в улучшении условий движения на таких участ­ ках могут играть средства оборудования дороги и методы органи­ зации движения, основанные на детальном изучении режима дви­ жения автомобилей.

Ниже рассмотрены режимы движения на отдельных сложных участках, наблюдения за которыми были проведены начиная с 1965 г. на кафедре проектирования дорог МАДИ. Основная часть этих исследований касается изучения режимов и безопасности дви­ жения на горных дорогах.

Для движения по долинным участкам горных дорог, где дорога, следуя вдоль водотока, вписывается в извилистые склоны долины, характерны:

1. Частые изменения скоростей движения, проезд кривых ма­ лых радиусов с притормаживанием и последующим разгоном.

2.Возникновение поперечных колебаний автомобиля при пере­ ходе его с одной кривой в плане на другую, вираж которой имеет иную крутизну или направлен в другую сторону.

3.Трудность управления автомобилем вследствие необходимос­ ти приложения к рулевому колесу большего усилия или более бы­ строго его вращения, чем на равнинных дорогах при проезде по обратным кривым и при вписывании в кривые малых радиусов.

4.Большая нервно-психическая напряженность водителя вслед­ ствие эмоциального воздействия на него быстро меняющихся до­ рожных условий и характерных для горных дорог крутых, часто на­ висающих над дорогой скальных откосов и глубоких ущелий.

Проведенные наблюдения позволили сформулировать ряд тре­ бований к элементам горных дорог, обеспечивающих комфорта­ бельность движения при заданной скорости движения. Очевидно, эти нормативы могут быть использованы и при организации дви­ жения путем ограничения скоростей применительно к геометриче­ ским элементам существующей дороги.

52

Наблюдения, проведенные канд. техн. наук Б. С. Муртазиным [32], показали, что комфортабельность при движении по извилистой дороге исходя из условия допустимой рас­ качки кузова зависит от амплитуды углового смещения и ее изменения во времени, т. е. от угловой скорости поворота кузова в поперечной плос­ кости.

Допустимые величины угловой скорости поворота не должны пре­ вышать 0,008—0,012 рад/сек. Вели­ чина угловой скорости зависит так­

же от длины прямой вставки между обратными кривыми (рис. 1 2 ). Оптимальным условиям движения соответствуют длины переход­ ных кривых, приведенные в табл. 9.

Т а б л и ц а 9

Допустимая угловая скорость поворота кузова, рад {сек, при разных величинах поперечного уклона виража / в

Оценка затраты силы водителями на управление автомобилем на горной дороге, оценивающаяся Б. С. Муртазиным по величине усилия, прикладываемого к рулевому колесу, привела к выводу о том, что для предотвращения повышенной утомляемости водите­ лей грузовых автомобилей, не имеющих гидроусилителей рулевой передачи, частота кривых в плане на горных дорогах не должна превышать следующих значений:

Особенно большое значение длячоценки сложности участков горных дорог имеют результаты непосредственного измерения нервно-эмоциональной напряженности водителей по величине кож-

53

но-гальванической реакции (КГР). Наблюдения Б. С. Муртазина показали, что движение по горной дороге с частыми обратными кривыми не сопровождается резкими изменениями величины КГР при соотношении длин смежных прямых вставок в пределах 0,60—- 1,25 (рис. 13). На участках с односторонними смежными кривыми соотношение длин смежных прямых вставок не оказывает замет­ ного влияния на изменение уровня нервно-психической напряжен­

рости основной массы легковых автомобилей на втором закруг­ лении обратных кривых несколько выше, чем на первом (рйс. 14).

скорости основной массы легковых автомобилей, которое протека­ ет более интенсивно на кривой с меньшим радиусом.

Нервно-психическая напряженность водителей, а следовательно,

иизбираемые ими режимы движения зависят от придорожной об­ становки. В. П. Варлашкин [16] провел наблюдения за скоростями

итраекториями движения на большом числе кривых малых радиу­ сов на горных дорогах.

Весьма сильно скорость движения на горных дорогах зависит от фактической видимости (рис. 15). В пределах дальности ви­ димости от 1 0 до ПО ж средняя скорость автомобилей на кривых радиусом 60 ж выражается формулой

54

чия с верховой стороны дороги нависающих скальных склонов, а с низовой -ч- крутых обрывов. Избираемые водителями скорости и траектории движения, эмоциональная напряженность водителей и объекты, на которых останавливался их взгляд, зависели от кру­ тизны склонов, видимости и типа ограждений.

На рис. 16 показаны скорости движения на кривых радиусом

(Юм.

При наличии срезки и уположивании верхового склона кривой на горной дороге для обеспечения видимости, скорости движения несколько ниже, чем на равнинных дорогах, но достаточно высоки. На внешних кривых скорости резко снижаются, причем при крутом скальном верхнем склоне на большую величину, чем при пологом, так как внимание водителя, видимо, отвлекается опасностью паде­ ния камней со склона и, глядя на склон, он уменьшает скорость

Рис. 16. Средние скорости дви­ жения по внутренней полосе «внешних» кривых радиусом

60 м:

J — в равнинной местности; 2 — при срезке верхнего склона; 3 — при крутом скальном верхнем склоне; ■ 4— при пологом заросшем верхнем склоне; 5 — эпюра видимости

55

Рис. 17. Зависимость скорости от ра­ диуса кривой в плане на горных до­ рогах:

где v0— скорость, зависящая от типа автомобиля (и0=17,3 для грузовых автомобилей, 19,7 для автобусов и 21,5 для легковых ав­ томобилей) .

2 . Для внутренних кривых на участках, где дорога петлей вда ется в образованное склонами ущелье или лог,

В этом случае величина о0 составляет 18,6 для грузовых авто­ мобилей, 20,2 для автобусов и 22,5 для легковых автомобилей.

Вторым примером сложных дорожных условий, отражающихся на избираемых водителями режимах движения и на аварийности» являются дороги в районах искусственного орошения.

Проведенные канд. техн. наук А. Садырходжаевым [36] наблю­ дения на дорогах Узбекской ССР показали большое психологиче­ ское влияние расположенных вблизи от дороги зауров — глубоких каналов для отвода избыточной воды при поливке и для пониже­ ния уровня грунтовых вод. Глубина зауров иногда превышает 3 ж» а ширина пов'ерху — 5 ж.

Перед видимым издалека началом заура происходит снижение скорости транспортного потока. В дальнейшем, когда водитель оз­ накомится с обстановкой и повысит свою внимательность, он вновь начнет ехать уверенно. Скорость несколько повышается, но так и не достигает первоначального значения перед зауром (рис. 18, а).

Характерно распределение дорожно-транспортных происшест­ вий по протяжению дороги (рис. 18, б). Происшествий больше все-

Рис. 18. Зависимость между расстоянием вдоль заура, скоростью движения и ко­ личеством дорожно-транспортных происшествий:

56

го на начальном участке заура. Затем их количество снижается по мере появления у водителей уверенности в-управлении автомоби­ лем. В дальнейшем внимание водителей вновь начинает ослабевать и количество происшествий увеличивается.

Описанные в этом параграфе результаты наблюдений за режи­ мами движения в весьма различающихся дорожных условиях име­ ют общие черты — возникновение высокой эмоциональной напря­ женности водителей при резком изменении обстановки движения.

Организация движения на сложных участках дорог должна предусматривать в числе других также мероприятия, снижающие неожиданность для водителей осложнения дорожных условий. Они должны заранее предупреждать водителей о приближении к опас­ ному участку и должны избираться с учетом режимов движения и особенностей восприятия водителями дорожных условий.

При проектировании новых дорог необходимо стремиться вы­ полнять требования по назначению размеров элементов дорог на сложных участках и шире применять методы оценки вариантов трассы проектируемой дороги с учетом работы водителей.

§ 12. Режимы движения плотных потоков автомобилей

При высокой интенсивности движения, когда потоки становятся очень плотными, условия движения значительно осложняются. Во­ дитель все время должен следить за маневрами идущих на близком от него расстоянии других автомобилей и находиться в напря­ женном состоянии. Это особенно заметно проявляется при нерав­ номерном движении на участках возможного возникновения зато­ ров (под затором понимается полная остановка автомобилей).

Исследования движения потоков автомобилей н^ таких участ­ ках были проведены В. М. Трибунским [47].

Движение транспортного потока фиксировали при помощи ки­ носъемки с высокой точки, а также при помощи введения в него двух автомобилей, расстояние между которыми непрерывно изме­ рялось специальным приспособлением.

Оно включало в себя:

1.Катушку с 100 м тонкого прочного капронового шнура.

2.Потенциометр, связанный через редуктор с катушкой и по­ дающий на осциллограф сигнал, пропорциональный длине размо­ танного шнура (расстоянию между автомобилями).

3.Фрикционную передачу, через которую осуществляется натя­ жение и обратная подмотка шнура при сближении автомобилей.

4.Электродвигатель, работающий от аккумулятора, и редуктор. При проведении экспериментов установку крепили на передний

или задний бампер ходовой лаборатории в зависимости от того, как она шла: впереди или сзади. Конец шнура крепили к бамперу другого автомобиля.

Записи прибора позволяли исследовать динамику изменения расстояний между автомобилями в связи с общей скоростью транс­ портного потока, изменение ускорений обоих автомобилей.

57

Было установлено, что на изменения режима движения води­ тель автомобиля, движущегося сзади, реагирует более резко и на большую величину снижает скорость движения. Величины отрица­ тельных ускорений при движении плотного потока менялись в пре­ делах от 0,25 до 3,50 м/сек2.

Скорость заднего автомобиля зависит как от величины отрица­ тельного ускорения впереди идущего автомобиля, так и от его ми­ нимальной скорости. График этой зависимости, приведенный нз рис. 19, дает возможность определить порядковый номер автомоби­ ля, останавливающегося при заторе из-за снижения скорости перт вым автомобилем до безопасной скорости в рассматриваемых до­ рожных условиях. График может быть использован также для оп­ ределения максимально допустимого числа автомобилей в колонне из условия предупреждения образования затора.

В. М. Трибунский, измерив при помощи киносъемки интервалы между автомобилями в плотном потоке, доказал, что их величина зависит не только от скоростей движения, но и от взаимного рас­ положения автомобилей.

• Величину интервалов измеряли между передними бамперами двух следующих друг за другом автомобилей. На рис. 20 приведе­ ны графики зависимости средних величин интервала от скорости для четырех комбинаций, следующих друг за другом грузовых и легковых автомобилей. При скоростях, меньших 45 км/ч, интервал между двумя грузовыми автомобилями почти на 8 м превышает интервалы между двумя легковыми автомобилями. При скоростях более 45 км/ч величина интервалов резко увеличивается.

Сопоставление кривых 2 и 3 показывает, что интервал между грузовыми автомобилями, движущимися за легковым в колонне при малых скоростях, меньше, чем между легковым, следующим за грузовым. При скорости около 20 км/ч интервалы равны, затем ин­ тервал между грузовым автомобилем, следующим за легковым,

1,0 м/сек2; 3 — ускорение 0,5 м/сек2

58

возрастает быстрее, чем ин­ тервал между легковым ав­ томобилем, который едет вслед за грузовым. Эти за­ висимости наводят на мысль о возможности активного влияния на пропускную спо­ собность дорог при плотных транспортных потоках пу­ тем рационального форми­ рования последовательности расположения в них автомо­ билей.

Вцелом исследования

режима движения плотных потоков автомобилей, проведенные на участках возникновения заторов, позволили установить предельную величину пропускной способности при высоких плотностях потока на границе возможности возникновения затора (табл. 1 0 ).

Для оценки условий движения плотных потоков автомобилей важно знать также и особенности рассасывания почему-либо воз­ никшего затора. Под рассасыванием затора понимается изменение скорости от нулевой (при заторе) до допустимой в рассматривае­

где ов — скорость волны рассасывания, км/ч; рл ■— количество легковых автомобилей в транспортном потоке, %.

В. М. Трибунский получид следующие величины пропускной спо­ собности при рассасывании затора в зависимости от процента лег­ ковых автомобилей в транспортном потоке:

59