Характеристики дорожного движения

не только об изменениях интенсивности движения, но и об измене­ ниях состава потока.

Существует классификация, согласно которой транспортный по­ ток делится на три типа [14]:

грузовой - свыше 60 % грузовых автомобилей; легковой - свыше 60 % легковых автомобилей; смешанный - от 40 до 60 % грузовых автомобилей.

Представляется, что эта классификация не отражает объективного характера транспортного потока. В самом деле, о каком легковом по­ токе может идти речь, если почти половина транспортных средств - грузовые автомобили, автопоезда, автобусы, и именно эти транс­ портные средства определяют характер движения - скорость, ма­ неврирование, безопасность. Очевидно, легковым можно назвать транспортный поток, в составе которого находится не более 5 % (максимум 10 %) грузовых автомобилей, но уж никак не 40 %.

Следует отметить, что в развитых европейских странах в составе потока около 80 - 85 % транспортных, средств составляют легковые автомобили. На дорогах США, по некоторым данным, эти автомо­ били составляют около 88 % всего потока. На загородных дорогах в Республике: Беларусь, по некоторым оценкам, они составляют око­ ло 75 % всех транспортных средств.

3.4. Скорость движения

Скорость движения (СД) - важнейший параметр транспортного потока. Она определяет производительность дорожного движения и является одной из двух его основных целевых функций (первой яв­ ляется безопасность). Как известно, СД измеряется в км/ч или м/с. Скорость движения, замеренная на данном отрезке пути, называется пространственной, а замеренная в данный промежуток времени - временной. Пространственная скорость, как правило, несколько (около 1 %) ниже, чем временная, что связано со способом измере­ ния и обработки результатов.

Различают несколько разновидностей СД (рис. 3.12).

Мгновенная скорость V - это скорость, зафиксированная на корот­ ком участке дороги (20-50 м) или в короткий промежуток времени (2-4 с). Именно мгновенная скорость в решающей степени влияет на безопасность движения: она определяет кинетическую энергию авто­

70

мобиля и, следовательно, его тормозной путь; определяет путь, прой­ денный за время реакции водителя и срабатывания тормозного приво­ да; определяет время, предоставляемое водителю для осознания и оценки ДТС и принятия соответствующих решений; наконец, если авария произошла, она определяет характер и тяжесть последствий.

Рис. 3.12. Некоторые разновидности СД:

1 - мгновенная; 2 - максимальная; 3 - разрешенная (общее ограничение); 4 - крей­ серская; 5 - средняя техническая; 6 - средняя эксплуатационная (сообщения); 7 -

рекомендуемая (на участке Si); 8 - ограничения (местное ограничение на участке S2/K

О - остановка

Средняя техническая скорость VTex - это отношение пройденно­ го пути ко времени движения без учета остановок и стоянок. Эта скорость в значительной мере имеет характер тактического плани­ рования - именно с такой скоростью водителю предписывается (или он сам себе предписывает) двигаться в нормальных условиях. Например, в городе эта скорость - около 60 км/ч; на загородных дорогах для легковых автомобилей - около 90 км/ч. Режимы дви­ жения на этой скорости в значительной мере определяют плани­ руемые (ожидаемые) показатели производительности, расхода топ­ лива, износа машины и т. д.

Скорость сообщения Vc (или средняя эксплуатационная ско­ рость) - это отношение пройденного пути ко времени движения с учетом всех остановок и стоянок. Именно эта скорость определяет производительность и фактически является целевой функцией до­ рожного движения. Поскольку она определяется одновременно ве­ личиной Утех и продолжительностью стоянок-остановок, постольку итои другое в явной мере является заботой и водителя, и организа-

71

гора дорожного движения. Необходимо при этом отметить, что по­ вышение Утех достигается при неизмеримо больших затратах и со­ провождается неизмеримо большей опасностью, чем уменьшение продолжительности остановок и стоянок.

Максимальная скорость Vm - это наибольшая мгновенная ско­ рость, достигаемая транспортным средством при нормальных усло­ виях. В дорожном движении эта скорость для большинства автомо­ билей не имеет практического значения, если, конечно, она не ниже установленных общих ограничений (например, 90 км/ч). Но она имеет значение для тихоходных транспортных средств - тракторов, сельскохозяйственных машин и т.д., которые резко ухудшают усло­ вия движения транспортного потока и поэтому очень нежелательны на нагруженных дорогах.

Крейсерская скорость Укр - это скорость, с которой водители стремятся ехать в данных условиях, при которой они чувствуют себя комфортно. Если водителя в данных условиях заставляют двигаться медленнее или (что бывает редко) быстрее, чем он считает нужным, то он испытывает дискомфорт, раздражается, устает, становится аг­ рессивным и все время стремится выйти из этого состояния, нарушив установившийся режим, либо впадает в апатию и теряет интерес к движению и контроль за дорожно-транспортной ситуацией. В любом случае движение в таких ситуациях опасно из-за многократного воз­ растания вероятности совершения ошибки водителем или его него­ товности предпринять своевременные действия в случае возникнове­ ния опасности. Величина Укр в значительной мере зависит от условий движения -дороги, транспортных средств, транспортно-пешеходной нагрузки, регулирования, мотивации водителя и т.д.

Разрешенная скорость Ураз - скорость движения, разрешенная нормативами или техническими средствами регулирования на дан­ ном участке УДС.

Рекомендуемая скорость Урекэто скорость, с которой организато­ ры движения рекомендуют двигаться водителю на данном участке в данных условиях. Сегодня эта рекомендация ни к чему не обязывает ни водителя, ни организатора и поэтому часто является пустой фор­ мальностью. Однако если ввести строгую ответственность водителей за неисполнение рекомендаций в случае аварии или иных коллизий и не менее строгую ответственность организаторов за обоснованность и

72

полезность рекомендаций, то такому способу регулирования скорост­ ногорежима, как представляется, принадлежит будущее.

Экономичная скорость Уэкон - это скорость движения, при кото­ рой наблюдается минимум экономических потерь, - как правило, расхода топлива, износа шин и т.д.

Безопасная скорость УбД - это скорость движения, при которой водитель в состоянии предпринять необходимые действия для из­ бежания аварии или иной коллизии. Очевидно, безопасная скорость - понятие очень условное, поскольку гарантировать безопасность в дорожном движении невозможно даже при самой минимальной скорости. Представляется, что в понятие «безопасность» вкладыва­ ется смысл очень малой вероятности попадания в аварию, однако, насколько малой, сказать трудно.

Оптимальная скорость Уопт (должно быть обязательное указание, по какому или по каким критериям) - скорость, при которой неко­ торая цель достигается с наименьшими затратами. Она является до­ вольно неопределенной и в значительной мере зависит от постанов­ ки вопроса и подходов авторов. Если автором является инженер до­ рожного движения и его подходы опираются на общественные по­ тери и возможности, то понятие оптимальной скорости относится к системе дорожного транспорта и почти не включает отдельно взя­ того водителя и его интересов. Если же автором является отдельный водитель, то для него понятие оптимальной скорости приближается к понятию крейсерской и в большей мере опирается на его персо­ нальную безопасность и производительность.

В литературе приводятся и другие разновидности скорости дви­ жения, например, допустимая скорость - наибольшая скорость дви­ жения одиночного автомобиля, определенная по условию безопас­ ности движения исходя из видимости, ровности, скользкости и ши­ рины проезжей части. Довольно часто встречается так называемая расчетная скорость движения - «максимальная безопасная скорость для расчета основных параметров автомобильной дороги, влияющих наработу транспортных средств» [1, с. 313]. Значения Vpac в США, как правило, - около 145 км/ч, в Европе - около 140 км/ч. В работе [6] дается такое определение Vpac: «Под расчетной скоростью понима­ ется допустимая максимальная скорость движения одиночного лег­ кового автомобиля по условиям безопасности движения».

73

Таким образом, из перечисленного ряда скоростей движения три скорости - мгновенная, средняя техническая и сообщения - имеют четко определенные границы и физический смысл. Три скорости - максимальная, разрешенная и рекомендуемая - хотя формально чет­ ко ограничены, но фактически имеют известное расширительное толкование. Например, разрешенная скорость 40 км/ч, установленная на каком-либо участке, скорее отражает установившийся подход вла­ стей, чем реальную потребность. Или, например, максимальная ско­ рость грузовых автомобилей находится в очень широких пределах как в конструктивном, так и в фактическом исполнении. Остальные виды скоростей - крейсерская, безопасная, экономичная, оптималь-: ная - четко не определены и могут иметь самое широкое толкование. | Например, водитель, совершивший аварию или участвующий в ней, согласно сегодняшним толкованиям Правил, превысил «безопасную» ; скорость, в противном случае он бы не совершил этой аварии или; смог бы избежать участия в ней. Это положение до недавнего времени очень широко использовалось властями, когда причиной подав­ ляющего большинства аварий считалось «превышение скорости». Сегодня такая практика волевым решением приостановлена, однако нет гарантии, что она в том или ином виде не вернется снова.

Скорость движения - величина случайная. Распределение ско­ ростей, особенно мгновенных, в ТП подчиняется нормальному за­ кону (рис. 3.13).

где у,- - значение случайной величины;

74

tit - частота появления величины v*;

а- среднее квадратическое отклонение,

о_ t m - y ) 2 ' П;

Если распределение нормировать, т.е. разделить на о (о - 1) и по­

строить вокруг нулевой абсциссы ( v = 0), формула будет иметь вид

1

/(V): л/2п

Интегральная (кумулятивная) кривая распределения показана на рис. 3.14 и описывается уравнением

75

На скорость движения влияют многие факторы, которые ус­ ловно можно разделить на пять групп:

-водитель;

-автомобиль;

-дорога;

-окружающая среда;

-транспортный поток.

Первые четыре группы кратко рассмотрим ниже, а пятую - при исследовании взаимозависимостей между параметрами ТП.

Водитель имеет довольно широкий выбор скоростей, который зависит от его индивидуальных особенностей. В целом, однако, ус­ тановлены некоторые общие закономерности:

-чем больше расстояние поездки, тем выше скорость;

-чем больше пассажиров в экипаже, тем меньше скорость;

-одинокие и разведенные едут быстрее, чем семейные;

-женщины едут медленнее, чем мужчины, хотя и ненамного;

-имеющие новый автомобиль едут быстрее, чем имеющие нено­

вый.

Автомобиль. Для автомобилей установлены следующие законо­ мерности:

-легковые автомобили движутся быстрее, чем грузовые;

-автомобили высокого класса движутся быстрее, чем низкого;

-грузовые автомобили движутся быстрее автопоездов;

-новые автомобили движутся быстрее неновых;

-наибольший разброс скоростей наблюдается у легковых авто­ мобилей.

Дорожные условия в наибольшей мере влияют на скорость дви­

жения. На загородных дорогах высокого класса и на скоростных го­ родских дорогах (которых у нас нет) на СД влияют лишь геометриче­ ские параметры дороги. На городских улицах в большей мере оказы­ вают влияние перекрестки, пешеходные переходы, стоящие на про­ езжей части ТС и т.д. Очевидно, что влияние на скорость оказывают качество покрытия, ширина полос, радиусы поворота, расстояние видимости, ширина и состояние обочин, высота бортового камня и многое другое. На рис. 3.15 - 3.17 показаны зависимости скорости движения от типа дорог, расстояния видимости, состава ТП.

76

В работе [1] приведена зависимость средней скорости от некото­ рых факторов для загородных двухполосных дорог:

V = 62,9 - 0,0427xi - 0,2233х2 - 1,3000х3 - 0,1802*4 + 0,0037x5 + 3,4368хб - 1,3954x7 - 0,0131x8, км/ч,

где V - средняя скорость движения, км/ч;

Х\ - доля неисправных автомобилей, % (автомобили, стоящие на обочине);

x-i- доля автопоездов в потоке, %; х3- степень кривизны дороги, град,

1720

R '

гдеR - радиус кривизны дороги, м; Xi - величина уклона, %;

х5- минимальное расстояние видимости, м; Хб - ширина полосы движения, м;

х7- количество придорожных сооружений вдоль дороги по обе­ им сторонам, ед./км;

х^ - интенсивность движения, авт/ч (суммарная интенсивность в обоих направлениях).

т

77

Для четырехголосной загород­ ной дороги (с двухсторонним дви­ жением) уравнение имеет следую­ щий вид:

V= 32,81 - 0,1835^1 + 0 ,0 0 П х5 - —1,0424*7 + 0 ,4333*9, км/ч,

Рис. 3.17. Зависимость СД от состава

транспортного потока. [22]: где хд - установленный предел ско­

А Г - доля грузовых ТС в потоке рости, км/ч.

К сожалению, не имеется достоверных сведений, подходят ли при­ веденные формулы к условиям движения на наших дорогах, хотя оценочные расчеты указывают на приемлемость подобных подходов.

В советской литературе также приводятся зависимости скорости движения от некоторых факторов. Например, в работе [6] приво­ дится следующая зависимость для четырехполосной дороги:

V = 59 - ( 0,011 - 0,00012 Дл ) • ОД Qcyi + 0,21 Дл , км/ч,

где Ал - доля легковых автомобилей в ТП, %.

В работе [14] приводится зависимость скорости движения от ши­ рины полосы:

V - 67 • (В — b —0,3), км/ч,

78

На рис. 3.19 и 3.20 показаны некоторые зависимости СД от по­ годных условий.

3.5. Плотность транспортного потока

Концентрация транспортных, средств на дороге оценивается

плотностью транспортного потока, которая численно равна ко­ личеству ТС, приходящихся в данный момент на единицу протя­ женности полосы дороги (как правило, на 1 км):

п

р = —, авт/км,

S

где р - плотность ТП, авт /км;

п - число ТС, находящихся на участке полосы, авт ; S - протяженность участка, км.

Если известен средний пространственный интервал движения на полоое между ТС, плотность можно определить по формуле

1000

р = -------, авт/км,

гдеL - длина интервала, м.

Если рассматривать не физическое количество ТС на полосе до­ роги, а его приведенное значение, можно записать

79