Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технические средства организации движения. Методические указания
.pdf
11
4) построить схемы развода потоков по фазам;
5) нарисовать схему расположения светофоров на перекрестке
без дополнительных секций светофоров;
6) нарисовать схему расположения светофоров на перекрестке
с дополнительными секциями светофоров, если это необходимо;
7) построить диаграмму режимов работы светофорной сигнали-
зации;
8) оформить отчет по лабораторной работе.
2.4. Необходимые оборудование и материалы
Для выполнения работы студенту необходимо иметь ручку, калькулятор, карандаш и линейку. Перед началом работы следует получить у преподавателя индивидуальные исходные данные.
Рекомендуемая последовательность:
1) заполнение картограммы интенсивностей транспортных и пе-
шеходных потоков (см. рис. 2.2);
2) выполнение анализа картограммы для определения количества
фаз, распределение потоков по направлениям и фазам;
3) определение потоков насыщения M
для всех направлений
н(ij)
подъезда к перекрестку;
4) расчет фазовых коэффициентов для каждого потока, направле-
ния, фазы и суммы фазовых коэффициентов;
5) определение длительности промежуточных тактов t
6) расчет длительности цикла T
для случайного прибытия транс-
ц
;
пi
портных средств к перекрестку;
7) расчет времени основных тактов t
;
оi
8) проверка цикла регулирования на пропуск пешеходов;
9) определение времени задержки t
транспортных средств на
задерж
регулируемом по жесткой программе изолированном перекрестке;
10) построение плана перекрестка с размещением технических
средств;
11) построение графика светофорной сигнализации;
12) выводы по результатам работы;
13) оформление лабораторной работы.
12
13
4. проведение работы
4.1. Заполнение картограммы интенсивностей
Получив исходные данные, необходимо снять копии (которые
вклеивают потом в отчет) или сделать эскизы (см. рис. 2.1, 2.2).
На рис. 2.2 следует обозначить (дать порядковый номер) транспортные и пешеходные потоки, начиная с западного направления,
по часовой стрелке. Далее в соответствии с исходными данными
(см. табл. 2.2) на рис. 2.2 необходимо проставить числовые значения интенсивностей транспортных и пешеходных потоков (пример
приведен на рис. 5.3).
4.2. Анализ картограммы для определения числа фаз
При определении числа фаз следует руководствоваться «Основными принципами пофазного разъезда …» (п.1.2, подп. 7).
В соответствии с первым принципом необходимо стремиться
к минимальному числу фаз – двум фазам.
Определение числа фаз начинается с разбиения поворотных
транспортных потоков на группы: т. е. находим поворотные потоки (их номера), интенсивности которых не превышают 120 ед./ч.
В соответствии с принципом 2 левоповоротные потоки можно
совмещать в одной фазе с конфликтующим встречным прямым
потоком прямого направления, который и определяет длительность фазы. Потоки этой же группы транспортных потоков
в соответствии с принципом 3 можно пропускать в одной фазе
с пешеходным потоком, интенсивность которого не превышает
900 чел./ч.
В другую группу транспортных поворачивающих потоков надо
отнести те потоки (их номера), которые нельзя совмещать ни с транспортными потоками прямого встречного направления, ни с пешеходными потоками.
В соответствии с принципом 4 из одной полосы нельзя выпускать
транспортные средства, движение которых предусмотрено в разных
фазах, т. е. полосы движения закрепляют за определенными фазами.
Далее необходимо учесть принципы 5 и 6.
Из проведенного анализа и разбиения транспортных и пешеходных потоков на группы формируются фазы и их количество.
13
1-я фаза
Транспортные потоки … .
Пешеходные потоки … .
………………………….…… .
i-я фаза
Транспортные потоки … .
Пешеходные потоки … .
……..……………………….. .
n-я фаза
Транспортные потоки … .
Пешеходные потоки … .
Мы получили, что число фаз у нас будет равно n. Используя
план перекрестка и картограмму интенсивностей, необходимо нарисовать схемы движения транспортных и пешеходных потоков для
каждой фазы отдельно (примеры выполнения схем приведены на
рис. 5.4–5.6). Далее на этих схемах необходимо определить дальние
конфликтные точки (ДКТ) для каждой фазы, а также их расстояние
от соответствующей стоп линии, т. е. мы получим значения l
i(ДКТ)
где i = 1, …, n (см. рис. 5.7), и заполнить табл. 2.1. Кроме того, необходимо определить расстояние (ширину проезжей части), которое
проходят пешеходы в каждой фазе при пересечении перекрестка,
т. е. следующие величины B
, и заполнить табл. 2.3.
i(пш)
,
4.3. Определение потоков насыщения M
Поток насыщения M
, где i – номер фазы; j – номер направления
н(ij)
н(ij)
потока, является очень важной характеристикой данной проезжей
части (полосы, перекрестка) и зависит от многих факторов.
Для получения более точных характеристик светофорного регулирования потоки насыщения определяют путем натурных наблюдений. Но методики экспериментального определения M
требу-
н(ij)
ют существенных затрат времени и средств. Для ориентировочных
и учебных целей может быть использован приближенный эмпирический метод определения потоков насыщения M
, который мы
н(ij)
и будем использовать в данной методике. Суть этого метода излагается далее.
14
15
Для условий, оговоренных в п. 2.1, поток насыщения в прямом
,
25,175,1
100
)прямо)((н)(н
cba
MM
ijij
++
=
.
/525,11
1800
)1пов.)((н
R
M
ij
+
=
,
/525,11
3000
ср
)2.пов()(н
R
M
ij
+
=
,
)(н
)(
)(
ij
ij
ij
M
M
y =
{ }
,maxjiyy =
,......
1 ni
yyyY ++++=
направлении определяют по формуле
M
где B
– ширина проезжей части в данном направлении данной
п.ч
н(ij)(прямо)
= 525B
, (4.1)
п.ч
фазы, м; i – номер текущей фазы; j – номер направления потока.
Если транспортные средства двигаются из одной полосы прямо,
налево и (или) направо и поворотные потоки составляют больше
10 % от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы, то поток насыщения, ед./ч,
(4.2)
где а, b, c – интенсивности движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования,
а M
н(ij)(прямо)
определяется по формуле (4.1).
Для право- и левоповоротных потоков, движущихся по специально выделенным полосам, поток насыщения определяется в зависимости от радиуса поворота R:
(4.3)
Для двухрядного движения
(4.4)
где R
= (R1 + R2) / 2, где R1 и R2 – радиусы поворота 1-й и 2-й полос
ср
соответственно.
Определение потоков насыщения производится по фазам, так как
каждая фаза характеризуется так называемым фазовым коэффициентом, при определении которого используются потоки насыщения всех потоков и направлений, входящих в данную фазу.
При определении потоков насыщения каждой фазы производится
анализ, чтобы определить, по какой из формул (4.1)–(4.4) определяется M
триваемую фазу. Пример определения и расчета M
для каждого потока, направления, входящих в рассма-
н
фазы приведен
н
в п. 5.1.6.
15
4.4. Определение фазовых коэффициентов для каждой фазы
,
)(н
)(
)(
ij
ij
ij
M
M
y =
{ }
,maxjiyy =
,......
1 ni
yyyY ++++=
и суммы фазовых коэффициентов для всего перекрестка
Фазовый коэффициент для потока (направления) y
показывает,
(ij)
какую часть составляет данный фактический поток от потока насыщения для данного потока, направления. Фазовый коэффициент
для фазы равен максимальному из значений фазовых коэффициентов потоков и направлений, составляющих данную фазу.
Фазовый коэффициент для направления, потока определяется по
формуле
где M
(ij)
фазе; M
– фактическая интенсивность j-го потока, направления в i-й
– поток насыщения j-го потока, направления в i-той фазе.
н(ij)
(4.5)
Фазовый коэффициент для фазы находится по формуле
(4.6)
где j = a, …, k, …, p – номера потоков и направлений, входящих в i-ю
фазу.
Фазовый коэффициент для фазы показывает, какую часть от
разницы между продолжительностью цикла T
межуточных тактов (T
– Tп) составляет продолжительность
ц
и суммой Tп про-
ц
данной фазы.
Пример определения (расчета) y
дан в п. 5.1.7.
i
Сумма фазовых коэффициентов определяется по формуле
(4.7)
где i – номер фазы; n – количество фаз.
При высокой интенсивности движения и недостаточной пропускной способности перекрестка (низкие значения потоков насыщения)
сумма расчетных фазовых коэффициентов Y стремится к единице,
а длительность цикла – к бесконечности, что приводит к заторам
на подходах к перекрестку.
16
17
4.5. Определение продолжительности промежуточных тактов
,/)(6,3)2,7/(
aaa.)авт(п
vllavt
iti
++⋅=
,4/
пшпш)пш(п
vВt
i
=
∑
=
пiп
tT
),1(/)55,1(
пц
YTT −+=
,)(
пцо
Y
y
TTt
i
i
−=
.......
поnпо1п1оц nii
ttttttT +++++++=
Величина промежуточного такта должна обеспечивать транс-
портную и пешеходную безопасность – безопасный проезд транс-
порта и безопасный проход пешеходов (см. п. 1.2, подп. 5, 6).
Промежуточные такты для обеспечения автомобильной безопас-
ности рассчитываются по формуле
– средняя скорость транспортных средств при движении на
где v
а
(4.8)
подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения (с ходу),
км/ч; a
запрещающего сигнала, м/с
ДКТ, м; l
– среднее замедление транспортных средств при включении
t
– длина транспортного средства, наиболее часто встречаю-
а
2
; li – расстояние от стоп-линии до самой
щегося в потоке, м; i – номер фазы; i = 1, …, n.
Пешеходная безопасность обеспечивается тем, что за время про-
межуточного такта t
пешеходы должны успеть перейти или вернуть-
пi
ся на тротуар, откуда они начали движение, либо дойти до середины
проезжей части (при наличии островка безопасности, центральной
разделительной полосы, линии), разделяющей потоки встречных направлений.
Время, которое потребуется для этого, определяется по формуле
где B
– ширина проезжей части, пересекаемой пешеходом в i-й
пш
фазе светофорного регулирования, м; v
(4.9)
– расчетная скорость дви-
пш
жения пешехода, м/с.
В качестве исходного (расчетного) значения t
рается наибольшее из t
пi(авт)
и t
, т. е. из значений промежуточных
пi(пш)
для фазы i выби-
пi
тактов, полученных по формулам (4.8) и (4.9). Но полученное значе-
ние промежуточного такта не должно быть меньше 4 с.
После определения t
для каждой фазы необходимо подсчитать
пi
их сумму:
, (4.10)
где i = 1, …, n.
Значения t
не должны быть меньше 4 с.
пi
17
4.6. Определение продолжительности цикла
),1(/)55,1(
пц
YTT −+=
,)(
пцо
Y
y
TTt
i
i
−=
.......
поnпо1п1оц nii
ttttttT +++++++=
Мы будем рассматривать вариант случайного прибытия транспортных средств к перекрестку. В этом случае формула определения
времени цикла будет следующей:
где T
– сумма промежуточных тактов; Y – сумма фазовых коэффи-
п
(4.11)
циентов.
По условиям безопасности движения (эксплуатационные свойства автотранспортных средств и психофизиологические свойства
водителей) 25 с ≤ T
При T
> 120 с рекомендуется уменьшать Tц следующими спосо-
ц
≤ 120 с.
ц
бами:
1) увеличением полос движения на подходе к перекрестку;
2) запрещением отдельных маневров;
3) уменьшением числа фаз;
4) организацией пропуска интенсивных потоков в течение двух
фаз и более.
4.7. Определение продолжительности основных тактов
Время основных тактов t
– продолжительность цикла регулирования, с; Tп – сумма про-
где T
ц
межуточных тактов, с; y
определяется по формуле
оi
(4.12)
– фазовый коэффициент i-й фазы; Y – сумма
i
фазовых коэффициентов.
По тем же условиям безопасности, что и в п. 4.6, t
≥ 7 с.
оi
Расчетную длительность основных тактов необходимо проверить
на обеспечение ими пропуска в соответствующих направлениях пешеходов и трамвая. Мы будем проверять ее только для пешеходов,
так как трамвая по условиям проведения работ у нас нет. (Для трамвая действия аналогичны.)
Структура цикла светофорного регулирования будет иметь следующий вид:
(4.13)
18
19
4.8. Проверка цикла регулирования на пропуск пешеходов
,/5
пшпшпш
vВt +=
пшоtti
−
,......
попо
1п
1оц nnii
ttttttT +++++++=
∗∗∗∗
( )
,65,0
)1(2)1(2
1
)52(
3/1
2
ц
2
2
ц
задерж
λ
+
−
−
+
λ−
λ−
= x
N
T
xN
x
x
T
t
,
)1(2)1(2
)1(
2
2
ц
задерж
−
+
λ−
λ−
=
xN
x
x
T
t
ij
Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-то опре-
деленному направлению t
, рассчитывают по эмпирической форму-
пш
ле, учитывающей суммарные затраты времени на пропуск пешеходов,
где B
– путь пешехода через проезжую часть, практически равный
пш
ширине всей проезжей части, м; v
– скорость движения пешехода,
пш
(4.14)
м/с.
Если t
оказываются больше рассчитанной по формуле (4.12)
пш
длительности соответствующих основных тактов, то окончательно
принимают новую уточненную длительность этих основных тактов,
равную значению t
пш
.
При этом нарушаются условия пропорциональности между t
. При условии
и y
i
≤ 4–5 с необходимо увеличить tоi до tпш
и соответственно увеличить длительность цикла.
При разнице между t
перерасчет T
и yi для восстановления оптимального соотношения
ц
и tпш больше 4–5 с необходимо делать
oi
длительности фаз в цикле. Поэтому необходимо изменить также
и длительность основных тактов, не уточнявшихся по условиям пешеходного движения, т.е. скорректировать структуру цикла.
Технологию перерасчета приведена в [1, с. 60–61].
После перерасчета будут получены новые значения продолжительности цикла и основных тактов, а структура цикла будет иметь
следующий вид:
(4.15)
где величины со звездочкой есть новые значения цикла и основных
тактов, полученные после корректировки этих параметров на пропуск пешеходов. Необходимо заметить, что не все основные такты
могут быть изменены; тогда в формулу (4.15) должны быть поставлены значения основных тактов, определенных по формуле (4.12).
Принятый пофазный разъезд (пример приведен на рис. 5.4–5.6)
и скорректированная структура цикла (4.15) являются основой для
размещения на перекрестке технических средств и построения графика режима работы светофорной сигнализации.
оi
19
4.9. Определение задержки транспортных средств
( )
,65,0
)1(2)1(2
1
)52(
3/1
2
ц
2
2
ц
задерж
λ
+
−
−
+
λ−
λ−
= x
N
T
xN
x
x
T
t
,
)1(2)1(2
)1(
2
2
ц
задерж
−
+
λ−
λ−
=
xN
x
x
T
t
ij
на регулируемых изолированных перекрестках
Задержка транспортных средств зависит в основном от режима
работы светофорной сигнализации и возникает на второстепенной
и главной дорогах в силу действия запрещающего сигнала. Она оценивается средней задержкой одного автомобиля в рассматриваемом
направлении движения. Пример определения задержки приведен
в п. 5.4.
Для изолированного перекрестка (не имеющего связи с соседними по потоку и управлению) прибытие автомобилей является случайным. Это учитывает формула Ф. Вебстера для определения задержки (4.16)
2
где x = N
/ (Mнjtоi) – насыщенность направления j в фазе i; Tц – дли-
ijTц
тельность цикла; λ – отношение длительности разрешающего сигнала к циклу; λ = t
(1 – λ)
/ Tц; Nij – фактическая интенсивность движения
оi
(4.16)
транспортных средств в j-м направлении i-й фазы.
Формула (4.16) состоит из трех слагаемых, позволяющих определять задержки при различных ситуациях.
Первое слагаемое определяет задержки при регулярном прибытии автомобилей к перекрестку.
Второе слагаемое учитывает неравномерный характер прибытия
транспортных средств.
Третье слагаемое позволяет учесть погрешность при расчете по
первым двум составляющим формулы (4.16) по сравнению с ее значением, определенным экспериментально. В среднем эта погрешность составляет 10 %, поэтому для практических расчетов применяют следующую формулу:
где величины, входящие в эту формулу, те же, что и в формуле
(4.16).
(4.17)
20
21
В целом для регулируемого перекрестка определяют средневзве-
,/)(
1 1
задерж
задерж перекр.
∑ ∑
=
k k
jjij
NNtt
шенную задержку t
–
перекр.задерж
по формуле
(4.18)
где k – число подходов к перекрестку; j – номер направления, поло-
сы на данном подходе к перекрестку. Величина задержки определяет качество организации светофорного регулирования на перекрестке.
4.10. Построение плана перекрестка и размещение
на нем технических средств светофорного регулирования
На плане перекрестка должны быть изображены пешеходные
(в виде прямоугольника) и транспортные светофоры типа 1 (в виде
полукруга) без дополнительных секций (пример приведен на рис. 5.7).
По известному количеству фаз и схемам разъезда студенту необходимо дополнить светофоры, если потребуется, дополнительными секциями в соответствии со схемами разъезда, полученными в п. 4.2.
Далее на этом плане необходимо пронумеровать все светофоры
и дополнительные секции по часовой стрелке, начиная от западного
направления (рис. 5.8).
4.11. Построение графика светофорной сигнализации
График светофорной сигнализации строят для пояснения алгоритма работы всех светофоров (и их секций), расположенных на перекрестке.
На рис. 4.1 дана основа таблицы для построения графика светофорной сигнализации. Пример такого графика приведен на рис. 5.10.
Номер
фазы
0 1 2 3 4 5 6 7
– красный – зеленый – желтый
Номер
направления
Рис 4.1. График работы светофорной сигнализации на перекрестке
Номер
светофора,
секции
График
включения
сигнала
Длительность сигнала, c
t
t
t
з
ж
t
кр
к.-ж
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]