Характеристики дорожного движения

знаменателе. Этот недостаток пытались устранить некоторые ис­ следователи, например, Миллер (Австралия), одна из формул кото­ рого имеет следующий вид:

где N0 - длина очереди (количество ТС) на стоп-линии в момент окончания горения зеленого сигнала, с,

Как показывают последние исследования, при расчете задержек необходимо учитывать продолжительность пикового периода Т0, величину перегрузки х0 и величину средней загрузки х. Например, Брилон и By (Рурский университет, ФРГ) предлагают формулу, ко­ торая позволяет рассчитывать задержку при наличии кратковре­ менных перегрузок, т.е. когда х > 1 :

где N0 - средняя длина очереди на стоп-линии в течение пикового периода Т0, авт, определяется в зависимости от соотношения х, х0,

•*

2 2 0

N0 = 0.

Здесь Г0 - продолжительность пикового периода, с (рис. 8.9);

7^ - приведенная продолжительность пикового периода, с,

где - коэффициент, зависящий от формы распределения ИД (табл. 8.2);

х0- верхний предел значения х, выше которого будут ожидаться перенасыщенные циклы:

х0 = 0,67 +

600

х \, х2 - параметры, характеризующие распределение ИД на входе (табл. 8.2).

221

Т а б л и ц а 8.2

К расчету задержек по формуле Брилона и By [7]

Размах распределения ИД на входе в течение пикового периода:

*7max

Если допустить, что в разных условиях кривая распределения наиболее часто имеет вид параболы с параметрами Z = 0,4 и Т0 = = 3600 с, можно записать:

при х < 0,92хо N0= 0;

при х > 0,92л:о и х < 1,14

На рис. 8.10 показана зависимость d - fix), построенная по фор­ мулам Вебстера, Миллера и Брилона.

222

Рис. 8.10. Зависимость удельной задержки d

от коэффициента загрузки полосы х по формулам [7]: 1 - Вебстера; 2 - Миллера; 3 - Брилона и By (для кратковременных (до 1 часа) перегрузок

Необходимо отметить, что кроме приведенных имеются и другие подходы и формулы для расчета задержек [11, 20]. Расчеты следует выполнять для каждой отдельной полосы, поскольку в противном слу­ чае нивелируются различия в загрузке полос, составе потока, потоке насыщения, что может привести к существенным погрешностям.

Расчет остановок транспорта производится по формуле

е0 = [(1-А .)-*0с] *0 ЙО,

где е0 -удельное число остановок транспорта, ост./авт.;

К0- коэффицент приращения очереди,

к „ = ~ 3 ^ ~ Ян Я

где q - расчетная ИД, авт /с;

qH- поток насыщения, авт/с;

Кос - коэффициент снижения очереди, учитывает взаимодейст­ вие водителей прибывающих автомобилей с сигналами светофора и снижает расчетную долю КС в светофорном цикле.

223

Можно допустить, что это взаимодействие фактически уменьша­ ет продолжительность запрещающих сигналов на половину про­ должительности предупреждения о предстоящей смене сигнала. Учитывая ЗМС = 3 с, ЖС = 3 с и комбинацию КС + ЖС = 2...3 с, можно приближенно принять

В случае введения перемигивания сигналов и КМС вместо ком­ бинации КС+ЖС значения Кос, очевидно, увеличатся и количество остановок транспорта перед светофором заметно уменьшится.

Задержки пешеходов определяются по формуле

dn = 0,5 ■С • (l - Хп)2 , с,

где ХП - доля ЗС в цикле для пешеходов.

Расчет задержек при адаптивном регулировании затрудняется случайным характером параметров СФЦ, что привносит дополни­ тельные погрешности. В работе [18] предлагается рассчитывать за­ держки транспорта, как для жесткого программного регулирования, при этом значения t, принимать в пределах tz miI1.../Zmax таким обра­ зом, чтобы величина задержек на СФО была минимальной для дан­ ной транспортной нагрузки.

Более приемлемым представляется подход, при котором рассчи­ тываются удельные задержки для состояний tz и tzшах, а в качест­ ве расчетной принимается средневзвешенная задержка по вероятно­ сти каждого состояния

^ — ^fzm in ' ^ Ь г т т ) ^rzmax ' И ~ ^(/zm in) J » с >

где d tzmin - удельная задержка для состояния tzmin ;

dlzmax - удельная задержка для состояния tzmwi;

PU7min) - вероятность состояния /-rnin .

224

В работе [11] дается следующая формула для расчета задержек при управлении по длине очереди (приведены средние значения всех входящих величин):

где q - ИД в данном направлении, авт /с; С - продолжительность СФЦ, с;

р - удельная ИД: р = q l q H\ qH- поток насыщения, авт /с;

X - среднее время нарастания очереди, с, определяется экспе­ риментально, в первом приближении можно принять:

С - h max ] . ^ о . /ж > с>

где К0- коэффициент приращения очереди,

к 0 = - & - Ун q

Расчет задержек в координированном направлении может быть выполнен лишь очень приблизительно. Можно выделить два подхода к расчету задержек.

Согласно первому из них, изложенному в работе [11], задержка определяется как функция относительной ИД, ширины ленты без­ остановочного движения и доли зе­ леного сигнала в цикле в направле­ нии координации. При этом делает­ ся ряд допущений, среди которых можно отметить следующие:

-координированная пачка состо­ Рис. 8.11. Расчетные формы импуль­

225

-каждая группа имеет строго очерченные границы и представ­ ляет собой импульс интенсивности прямоугольной формы;

-мгновенная интенсивность импульса (т.е. высота прямоуголь­

ника) соответствует потоку насыщения q„;

- на всех СФО доля зеленого сигнала в цикле одинакова и боль­ ше 0,5, при этом выполняется условие: fn0 > 2 ■X - 1 .

Формула для расчета удельной задержки имеет вид

^ _ 11 ■(р —^ло)2 • (1 + р —Л,) д

8 4 - р - а - ? ло)

3 ■[р2 + (гл0 - X) ■р + 2 ■А,2 - 3 • Р" • X] ■( р - tno) с

84.p-(A .-*JIO)

где р - относительная ИД, р = <?/<?н ;

tm - относительная ширина ЛБД, t,i0 = tn / С ,

где tn - ширина ЛБД, с;

С - продолжительность СФЦ, с;

X - доля ЗС в цикле, X = tz / C ,

где tz - продолжительность ЗС в направлении координации, с. При этом должно выполняться условие

X > p > t m .

При р > X задержка не определена, при р < /ло равна нулю.

Согласно другому подходу, вначале определяется ИД останов­ ленного транспортного потока, рассчитывается для него суммарная задержка, а затем - удельная задержка для всего потока. Наиболь­ шую погрешность вносит определение числа остановленных ТС. Если при переходе через исследуемый светофорный объект лента безостановочного движения не деформируется, то принято считать, что останавливаются только внепачковые автомобили, число кото­ рых легко определить из картограммы интенсивности - это левоили правоповоротные ТС с предыдущего светофорного объекта.

226

Если же лента безостановочного движения деформируется (часть потока упирается в КС), то к остановленным относят часть транзит­ ных ТС, пропорциональную доле деформированной ленты безоста­ новочного движения. Необходимо также учитывать избыточное время горения ЗС на данном и предыдущем светофорном объекте: в одном случае оно позволяет пропускать без остановок часть внепачковых автомобилей, в другом приводит к задержке части тран­ зитных транспортных средств.

Удельная задержка рассчитывается по формуле

где q - ИД в координированном направлении, авт/с; q0 - ИД остановленного транспорта, авт /с;

X - доля ЗС в цикле;

<7Н- поток насыщения, авт /с; С - продолжительность СФЦ, с.

Издержки при отнесении стоп-линии. Стоп-линия должна быть расположена таким образом, чтобы между ней и ближайшей конфликтной точкой находился определенный отрезок безопасно­ сти, который, согласно нормативам, находится в пределах 2-3 м. Поскольку верхний предел этого отрезка безопасности нигде не оговорен, на практике встречаются случаи, когда стоп-линия отне­ сена от ближайшей конфликтной точки на 20 м и более, что удобно строителям, но приводит к увеличению потенциальной опасности и экономических потерь. Увеличение потенциальной опасности вы­ ражается, например, в том, что возрастает вероятность прибытия ТС в конфликтную точку уже после включения запрещающего сиг­ нала, а увеличение экономических потерь - в том, что время, необ­ ходимое ТС для преодоления дополнительного расстояния, являет­ ся потерянным в цикле и фактически вычитается из продолжитель­ ности горения зеленого сигнала.

В ряде случаев ТС, прошедшему отнесенную стоп-линию, при­ ходится останавливаться перед конфликтной точкой, по которой уже движется конфликтующий поток. Такая остановка осуществля­ ется на условной второй стоп-линии, в качестве которой, согласно

227

нормативам, может приниматься продолжение кромки проезжей час­ ти пересекаемой улицы или линия пешеходного перехода. Укажем, что принятие решения остановиться или продолжить движение осуще­ ствляется водителем в условиях дефицита времени без четких крите­ риев и в довольно неясных обстоятельствах, что намного увеличивает вероятность ошибки и возникновения конфликтной ситуации.

На рис. 8.12 показана ^-диаграм м а движения ТС через отне­ сенную стоп-линию. Последний автомобиль, пересекающий стоплинию на ЗС, вынужден будет остановиться на условной второй стоп-линии. Возможно, однако, что он на ней не остановится и про­ должит движение, вынуждая преимущественное право у конфлик­ тующего потока, которому уже включен зеленый свет и который готов начать или даже уже начал движение (особенно часто это имеет место при высоких Кпн, загрузке и скорости движения ТП предыдущею направления).

Рис. 8.12. Диаграмма движения ТС при отнесенной стоп-линии:

а - план перекрестка; б - v-диаграмма; 1 - отнесенная 1-я стоп-линия; 2 - ТС пре­ дыдущего направления; 3 - ТС последующего направления; 4 - КФТ; 5 - условная 2-я стоп-линия; 6 - ТС последующего направления, вынужденные остановиться во избежание КФ; 7 - ТС последующего направления, вынужденное из-за конфликтной остановки своего потока остаться на второй цикл; 8 - ТС предыдущего направления, не остановившееся на условной 2-й стоп-линии и вынудившее конфликтующий поток притормозить или остановиться; 9 - ТС предыдущего направления, остановившееся

на условной 2-й стоп-линии и оставшееся на второй цикл

Возможно несколько вариантов распределения потерянного вре­ мени при отнесении стоп-линии: либо оно отнимается у потока пре­ дыдущего направления, либо - у потока последующего направления, либо увеличивается переходной интервал за счет увеличения про­ должительности цикла. Возможны комбинации этих вариантов, а

228

также обозначение второй стоп-линии или введение соответствую­ щих сдвигов включения сигналов светофора. Поскольку этих комби­ наций может быть значительное количество, расчеты следует произ­ водить для каждого конкретного случая. Проведенные исследования показали, что средняя величина задержки колеблется около значения 0,15 ч/год на 1 м отнесения стоп-линии на каждую единицу приве­ денной (по Кпэ) интенсивности движения в час, что существенно.

Расчеты экономических издержек при конфликтных поворотах и на вторых стоп-линиях приведены в работах [7, 36].

9.ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ

Кэкологическим потерям будем относить ущерб только от пре­ вышающих минимально возможные величины выбросов вредных веществ в атмосферу, загрязнений воды и почвы, а также шума и вибрации. Экологический ущерб отличается тем, что его действие отложено во времени на довольно значительный период, в резуль­ тате чего ныне живущие пожинают плоды деятельности прошлых поколений, а результаты нашей деятельности будут испытывать на себе потомки.

Экологические потери в дорожном движении почти во всех постсо­ ветских государствах не рассчитываются и очень слабо учитываются при оценке или принятии решений. В последние годы все больше ве­ дется разговоров о важности этой проблемы, необходимости учета экологических потерь, однако дальше разговоров дело не идет.

Экологические потери в общем объеме всех потерь в дорожном движении, не считая социальных, по сегодняшним германским оцен­ кам, стоят на втором месте, значительно уступая экономическим и не менее значительно превышая аварийные. Завтра, как представля­ ется, значимость экологических потерь существенно возрастет.

Уже упоминалось, что экологические потери в дорожном движе­ нии, к сожалению, не рассчитываются. В связи с этим многие реше­ ния, принимаемые с благими намерениями, часто приводят к прямо противоположным результатам, сопровождаемым весьма значи­ тельными и совершенно неоправданными потерями. Например, за­ прещение стоянок транспорта вне проезжей части якобы направ­ ленное на защиту окружающей среды, вынуждает водителей прав­

229