Характеристики дорожного движения

движения для двух-, трех- и четырехполосных входов являются весь­ ма приблизительными и не могут быть однозначно рекомендованы для практических расчетов. Представляется, что водители транспорт­ ных средств прямого направления выбирают для движения ту поло­ су, на которой, по их мнению, в данный момент будут иметь место наименьшие задержка и число остановок.

Рис. 3.5. Распределение ИД на трехполосной дороге [20]:

--------------направление большего потока; 1 - крайняя полоса; 3 - средняя полоса;

-----------направление меньшего потока; 2 - крайняя полоса; 4 - средняя полоса

Временная неравномерность характеризует циклические изме­ нения интенсивности движения по месяцам года, дням недели, ча­ сам суток, а также изменения за более короткие промежутки време­ ни, например, пятиминутные интервалы, светофорные циклы и пя­ тисекундные интервалы. Возможно также изучение неравномерно­ сти интенсивности движения, связанной с какими-либо характер­ ными периодами, например, утром и вечером, в светлое и темное время суток, конец недели, начало отпусков и т.д.

Формой представления временной неравномерности, как прави­ ло, является график t - Q, где по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат - абсолютные или относительные значения интенсив­ ности движения.

Временная неравномерность интенсивности движения обуслов­ лена циклическим характером большинства поездок, что связано

60

3 - дорога к местам отдыха

сельскую местность.

На рис. 3.7 показано изменение интенсивности движения по дням недели. Видно, что в городе наиболее нагруженный день - пятница, что объясняется окончанием рабочей недели и массовым выездом за город. В выходные дни интенсивность движения в горо­ де наименьшая, а за городом - наибольшая.

На рис. 3.8 показано типичное изменение интенсивности дви­ жения по часам суток. Видно, что в городе довольно четко про­ сматривается два пика - утренний и вечерний. На загородных доро­ гах пиковые нагрузки не так заметны и наибольшая интенсивность движения, как правило, приходится на вечерний пик.

180

140

61

Заметим, что для каждой улицы или даже для отдельного перекре! стка кривая суточной неравномерности интенсивности движенш: имеет индивидуальный характер. При этом утренний пик может быв мощнее вечернего; возможно наличие всего одного пика в период, например, в 12 - 16 часов, что характерно для малых городов, и т.д.

работе).

где Qt - интенсивность движения за данный отрезок времени t: п - число исследуемых отрезков (разрядов) времени;

YuQt ~ суммарная интенсивность движения.

Коэффициент Ki применяется только для оценки годовой, не­ дельной или суточной неравномерности, когда каждый интервал имеет свое название или имя.

Коэффициент неравномерности К^.

гг _ ILQt

Q m ' »

где Qm - максимальное значение интенсивности движения за иссле­ дуемый отрезок времени.

62

Коэффициент неравномерности К3 :

у_ Qm

3 _ 7! а' 'ср

где Qcp - среднее значение интенсивности движения за исследуе­ мый период.

Коэффициент неравномерности К4 -

где Qmin - минимальное значение интенсивности движения за ис­ следуемый отрезок времени.

Коэффициент вариации распределения интенсивности движе­ ния К5, или IQ:

где <5Q - среднее квадратическое отклонение распределения интен­ сивности движения;

Q - математическое ожидание распределения (среднее значе­ ние) интенсивности движения за исследуемый период.

Представляет интерес распределение годовой интенсивности дви­ жения по часовым периодам. Всего в году, как известно, 8760 часов, из них примерно в 2000 часов интенсивность движения превышает среднегодовую. Распределение интенсивности движения первых, наиболее нагруженных 500 часов показано на рис. 3.10. Видно, что эти значения заметно превышают среднегодовые, особенно для до­ рог с периодической нагрузкой, ведущих, например, в места массо­ вого отдыха. Установлено, что дорога экономически выгодна тогда, когда относительная перегрузка имеет место не более 30 - 50 часов в году, а в остальные 8730 - 8710 часов дорога недогружена. Если перегрузка более длительная, считается, что дорога спроектирована неудовлетворительно, поскольку она слишком часто перегружена и

63

средства на нее затрачены неоптимально; если менее длительная, считается, что дорога не нагружена и средства затрачены также не­ оптимально. В качестве расчетной нагрузки принята интенсивность движения так называемого сорокового (30-50 ч) пикового часа, ра­ зумеется, с учетом типа дороги и перспективного роста интенсив­ ности движения. Исходя из такого подхода построены почти все нормативы по выбору параметров дороги в зависимости от интен­ сивности движения.

Рис. 3.10. Распределение часовой интенсивности движения в течение года (8760 ч) [1, 20]:

1 - дорога к зоне отдыха; 2 - дорога, идущая в сельскую местность; 3 - пригородная дорога; 4 - городская магистраль; заштрихованная зона - область расчетных значений интенсивности движения (30 ...50 - час пик'; пунктиром показаны предполагаемые значения интенсивности движения)

3.3.Состав транспортного потока

Впредыдущем подразделе рассматривалась физическая интен­ сивность движения, т.е. число физических транспортных средств, проходящих через сечение дороги в единицу времени. Однако ТС весьма неодинаковы - трудно, например, сравнить маленький мото­ цикл и огромный автопоезд. Различия между ТС касаются габарит­ ных размеров, нагрузки на дорожное полотно, разгонной и тормоз­ ной динамики, маневренности и обзорности, перевозимого груза и числа пассажиров, стоимости эксплуатации и уровня загрязнения окружающей среды.

64

Почти повсеместно принято приводить все эти многообразные транспортные средства к общему знаменателю —легковому автомо­ билю- с помощью коэффициента приведения КП.

Приведение производится по разным критериям. В США, на­ пример, считают процентное соотношение в потоке одновременно автобусов, грузовых автомобилей и автопоездов, т.е. весь поток де­ лят на две категории - легковые и грузовые. В Австралии различа­ ют грузовой автомобиль транзитный (равноценный 1,85 легковым автомобилям), делающий бесконфликтный поворот (2,4) и кон­ фликтный поворот (3,9). В Великобритании автомобили неиндиви­ дуального пользования, т.е. не легковые, делят на автомобили ма­ лой грузоподъемности (равноценен одному легковому), средней и большой грузоподъемности (1,75), автобус (2,25) и трамвай (2,5).

В бывшем СССР нормативы подразделяли транспортный поток на 16 групп:

1)мотоцикл - 0,5;

2)мотоцикл с коляской —0,75;

3)легковой автомобиль - 1,0;

4)грузовой автомобиль 2 т - 1,5;

5)грузовой 5 т - 2,0;

6) грузовой 8 т - 2,5;

7) грузовой 14 т - 3,0;

8) грузовой св. 14 т - 3,5;

9)автопоезд 12 т - 3,5;

10)автопоезд 20 т - 4,0;

11)автопоезд 30 т - 5,0;

12) автопоезд св. 30 т - 6,0;

13)автобус средний - 2,5;

14)автобус большой - 3,0; 15)троллейбус - 3,0;

16)сочлененные автобусы и троллейбусы - 4,0.

При этом заметим, что разные авторы этот перечень произвольно изменяли, увеличивая или уменьшая число групп и значения коэф­ фициентов приведения. Более того, сам стандарт (СНиП 2.05.02.85) требует увеличивать коэффициенты приведения для грузовых авто­ мобилей и автопоездов в 1,2 раза для пересеченной и горной местно­ сти. Практически неразрешимым оказался вопрос установления кри­ терия классификации. Некоторые из авторов [14] утверждают, что

65

принятые значения коэффициента приведения есть частное от деле­ ния динамического габарита данного типа ТС на динамический габа­ рит легкового автомобиля при скорости движения порядка 60 км/ч:

TS _

■Л-TTJ

п* L-‘-'д.легк

где Kw- - частный коэффициент приведения данной группы транс­ портных средств;

- динамический габарит транспортного средства для данной группы при V = 60 км/ч.

Однако элементарные расчеты не подтверждают это предполо­ жение. Поэтому представляется, что приведенные значения Кп имеют

взначительной мере произвольный характер и отражают субъек-. тивные суждения составителей нормативов или авторов работ. Применение их в светофорном регулировании при определении за­ грузки конфликтных участков улично-дорожной сети или при вы­ полнении экономических расчетов приводит к необъективным, час­ то к неприемлемым результатам.

Поэтому представляется, что попытки отобразить множество от­ личий транспортных средств каким-то одним числом не могут быть успешными. Были выполнены исследования по оценке количест­ венных отличий транспортных средств по двум основным функ­ циональным признакам - динамике и экономике. Необходимость приведения транспортных средств по динамическим показателям, и

впервую очередь по разгонной динамике, обусловлена требования­ ми расчетов светофорного цикла и производительности нерегули­ руемых конфликтных участков, например, на примыканиях, на кольцевых перекрестках, на нерегулируемых перекрестках и при внутрифазных конфликтах на регулируемых перекрестках, а также при прогнозировании аварийности. Необходимость приведения транс­ портных средств по экономическим показателям обусловлена тре­ бованиями определения величины экономических потерь при оцен­ ке качества тех или иных решений.

Предложен динамический коэффициент приведения, характери­ зующий отношение времени освобождения стоп-лйнии с момента

66

разрешения движения данным типам автомобилей по отношению к легковому автомобилю:

Т

_ -*Ш ЛУ■пн -----

где Я™ - динамический коэффициент приведения (по потоку насы ­ щения);

Тнг- - средний интервал между данными транспортными средст­ вами при свободном рассасывании достаточно длинной очереди пе­ ред стоп-линией, с;

Тш - то же для легковых автомобилей, с.

Предложен также экономический коэффициент приведения, ха­ рактеризующий отношение суммарных экономических потерь от задержек, остановок и перепробега при движении транспортного средства данной группы по отношению к аналогичным экономиче­ ским потерям легкового автомобиля:

п.эл

где Кт - экономический коэффициент приведения; ПЭ1- экономические потери ТС данной группы, руб.; Пэл - то же для легкового автомобиля, руб.

Оказалось, что для подавляющего большинства неспециальных (стандартных) расчетов достаточной является классификация ТС, состоящая из 6 групп: мотоциклы, легковые, грузовые автомобили, автопоезда, общественный транспорт (автобусы и троллейбусы) и сочлененный общественный транспорт. Для оценочных расчетов достаточной является классификация из трех групп: легковые, гру­ зовые автомобили, общественный транспорт.

Поскольку действующие нормативы повсеместно используют свою классификацию (условно по так называемому динамическому габа­ риту), и отказ от нее не представляется сегодня возможным, сохра­ нены и эти коэффициенты приведения, которым присвоено назва­ ние габаритных-. Кт - габаритный коэффициент приведения (услов-

67

но по динамическому габариту). Однако число групп транспортных средств уменьшено с 16 до 6, что является достаточным для выпол­ нения расчетов. В табл. 3.3 приведены значения частных коэффици­ ентов приведения Кпг, Кть Кт, используемых в данной работе.

!машины, микроавтобусы

Следует отметить, что в этой области проведены только началь­ ные исследования и работа требует продолжения.

Коэффициент приведения транспортного потока Кп определяется по формуле

К„

Ей

где Кп- коэффициент приведения ТП;

Kxii - коэффициент приведения транспортных средств данной группы;

Q i - интенсивность движения транспортных средств данной группы.

Приведение интенсивности движения производится по формуле

Qr = Q K n .

68

Очевидно, можно определить коэффициенты приведения транс­ портного потока: Кпт, Кш и Кт. Можно также определить три вида

приведенной интенсивности движения: Q*, Q* и Q *.

Заметим, что на практике в зависимости от целей расчета не все­ гда есть потребность определять все три вида приведенной интен­ сивности движения. Поэтому, как правило, достаточным является определение физической интенсивности движения и трех коэффи­

дения А'п являются величинами случайными, которые изменяются и в пространстве, и во времени. В литературе не приводятся подроб­ ные данные о распределении состава потока подобно интенсивно­ сти движения, однако известно, что на загородных дорогах поток в целом «тяжелее», чем в городе. В самом городе, ближе к центру, поток становится более «легким».

На правых полосах поток, как правило, «тяжелее», особенно бли­ же к центру, поскольку ими пользуется преимущественно марш­ рутный пассажирский транспорт. Именно большей долей маршрут­ ного пассажирского транспорта в утренние часы объясняется более «тяжелый» состав потока, чем в дневные часы. В то же время по окончании рабочего дня, когда грузовой транспорт уходит из горо­ да или возвращается на свои базы, поток заметно «легчает».

В связи с этим для оптимального регулирования дорожного дви­ жения на заданном участке необходимо располагать информацией

69