1.2. Характеристика показників транспортних потоків. Інтенсивність руху

Процес руху автомобільного транспорту дуже складний та непередбачуваний. Це зумовлено багатьма факторами: дорожніми умовами, кількістю і технічними характеристиками транспортних засобів, психологічними якостями і досвідом водія.

На основі дослідження дорожнього руху і практики його організації встановлено багато показників і критеріїв для його опису. Всі показники дорожнього руху розділяються на дві групи: 1) первинні, 2) вторинні. До первинних показників відноситься сумарна інтенсивність руху транспортних засобів і пішоходів , а також склад транспортного потоку. Всі інші показники можна вважати похідними, оскільки вони розраховуються на основі первинних.

До показників, що найчастіше використовуються у характеристиці дорожнього руху є: інтенсивність руху, склад транспортного потоку, щільність потоку транспортних засобів, швидкість руху та тривалість затримок у русі. Залежність зміни параметрів цих показників відносно один одного показує основна діаграма транспортного потоку рис. 1.2

Рис. 1.2. Основна діаграма транспортного потоку

Основна діаграма транспортного потоку багато в чому залежить від дорожніх умов, коефіцієнта зчеплення коліс із дорожнім покриттям, складу потоку, досвіду та емоційного стану водія транспортного засобу. Тому параметри потоку можуть змінюватися на одній і тій же ділянці дороги. Таким чином, для вивчення процесу руху транспортних засобів, були побудовані моделі транспортних потоків. Моделі, які розглядають рух транспортних засобів як поведінку елементарних частин на конкретній ділянці дороги при миттєвих швидкостях руху, називаються мікроскопічними. Моделі, що розглядають транспортний потік як структурну одиницю – макроскопічними. Вивчення транспортного потоку в цьому аспекті дозволяє правильно розв’язати практичне завдання: раціональність встановлення автономного регулювання на рівні «макрорегулювання» або ж приєднання перехрестя до системи суміжних перехресть на рівні «мікрорегулювання».

1. Інтенсивність руху

Інтенсивність руху – це кількість транспортних засобів, яка пройшла поперечне січення вулиці або дороги за одиницю часу. Інтенсивність руху може виражатися у фактичних одиниця (авто/год.), коли необхідно встановити фізичну кількість транспортних засобів, а також у зведених одиницях (од/год.), коли транспортний потік на основі порівняння динамічних габаритів транспортних засобів зводиться до умовного легкового автомобіля. Дуже важливе значення в проблемі організації руху має нерівномірність руху протягом року, місяця, доби і навіть години. Таким чином протягом заданого періоду можна виділити так звані пікові години, або періоди, в яких виникають найбільш складні завдання в організації і регулюванні руху. Піковий період – термін часу, протягом якого інтенсивність, яка вимірюється малими проміжками часу, значно перевищує середню інтенсивність періоду найбільш інтенсивного руху.

Часова нерівномірність транспортних потоків характеризується відповідним коефіцієнтом нерівномірності. Цей коефіцієнт може бути розрахований для річної, добової та годинної нерівномірності руху. Коефіцієнт річної нерівномірності руху може бути визначений за формулою:

(1.1)

де - сумарна інтенсивність руху за рік, авто/рік;

- сумарна інтенсивність руху за місяць, що порівнюється, авто/міс.;

12 – кількість місяців у році.

Коефіцієнт добової нерівномірності визначається аналогічно:

(1.2)

де - інтенсивність руху за час, що порівнюється, авто/год.;

- сумарна інтенсивність руху за добу, авто/добу;

24 – кількість годин у добі.

Для характеристики просторової нерівномірності транспортного або пішохідного потоку можуть бути також визначені відповідні коефіцієнти нерівномірності за окремими ділянками дорожньої мережі.

Слід відмітити, що на дорогах з високим рівнем інтенсивності руху ТЗ. менша нерівномірність руху і стабільні значення інтенсивності пікового періоду. Для двосмугових доріг із зустрічним рухом інтенсивність руху характеризують сумарною величиною зустрічних потоків. Якщо ж дорога має розділову смугу і зустрічні потоки ізольовані один від одного, то сумарна інтенсивність зустрічних напрямків не визначає умов руху, а характеризує лише роботу дороги як споруди. Для таких доріг самостійне значення має інтенсивність руху в кожному напрямі.

2. Швидкість руху

Швидкість руху є найважливішим показником дорожнього руху, тому що вона характеризує його цільову функцію. В організації дорожнього руху розділяють два поняття швидкості руху:

Миттєва швидкість руху – швидкість руху одиночного автомобіля в даному місці в даний час.

Середня швидкість руху транспортного потоку – це статистичне значення швидкості руху для всіх автомобілів транспортного потоку.

Істотний вплив на швидкість руху роблять ті елементи дорожніх умов, що зв'язані з особливостями психофізіологічного сприйняття водія і впевненістю керування. Тут знову необхідно підкреслити нерозривність елементів системи АВД і вирішальний вплив водіїв на характеристики сучасного дорожнього руху. Швидкість руху є також одним із основних критеріїв для оцінки проектних рішень та ефективності вибраних заходів з удосконалення геометричних елементів доріг і підвищення безпеки руху. Так максимально можлива швидкість руху на ділянці:

(1.3)

де, - радіус кривої у плані, м;- частка коефіцієнта поперечного зчеплення, що використовується, яка приймається залежно від швидкості руху в межах від 0,18 до 0,11 для швидкості 150 км/год.;- поперечний ухил, ‰.

Особливо важлива точність визначення швидкості руху при оцінці безпеки дорожнього руху за методом коефіцієнта безпеки. У цьому випадку необхідно мати дані про гранично допустиму швидкість руху на окремих елементах дороги:

• на кривих у плані

(1.4)

де, - радіус кривої у плані, м;- коефіцієнт поперечної сили,;

- поперечний ухил, відносні одиниці;

• на кривих у плані при обмеженій видимості

(1.5)

де, - коефіцієнт поперечного зчеплення;- поздовжній ухил, на якому розміщена крива, відносних одиниць;- відстань видимості, м;

Слід відмітити, що у плані обмежень швидкості руху, необхідно ще раз підкреслити неприпустимість невиправданих обмежень швидкості, а також випадків невчасного зняття знаків обмеження, де причина їх введення вже усунена. Це сприяє виникненню недовіри водіїв до дорожніх знаків, і тим самим знижують рівень їхньої дисципліни та дискредитації всієї роботи з ОДР.

3. Щільність транспортного потоку

Щільність транспортного потоку є просторовою характеристикою, що визначає ступінь завантаження смуги дороги. Її вимірюють кількістю транспортних засобів, що знаходяться на 1 км. довжини смуги дороги. Гранична щільність може спостерігатися при нерухомому стані розташованих впритул один до одного автомобілів на смузі дороги. Природно, що при такій щільності рух неможливий навіть при автоматичному керуванні автомобілями, тому що відсутня дистанція безпеки.

Чим менше щільність потоку на смузі дороги, тим вільніше себе почувають водії, тим вище швидкість, що вони розвивають. Навпаки, у міру підвищення q_а, тобто завантаженості руху, від водіїв потрібно підвищення уважності, точності дій, а отже, і психічної напруги. Одночасно збільшується імовірність ДТП у випадку помилки, допущеної одним з водіїв, чи відмовлення механізмів автомобіля.

У залежності від щільності потоку можна умовно розділити умови руху по ступені завантаженості на наступні:

• (за Г. І. Клінковштейном) вільний рух, частково зв'язаний рух, насичений рух, колонний рух, перенасичений рух;

• (за В. Сільяновим): вільні умови – інтервали більше 8с.; частково зв’язані умови руху – інтервали коливаються в межах від 1,2 – 8с.; зв’язані – інтервали в потоці становлять менше 1,5с.;

Чисельні величини у фізичних одиницях транспортних засобів, характерні для кожної з умов, дуже істотно залежать від характеристики дороги і, у першу чергу, від плану і профілю дороги, швидкостей руху і складу потоку транспортних засобів на ній.

4. Склад транспортного потоку

Склад транспортного потоку здійснює значний вплив на всі параметри, що характеризують дорожній рух. Склад транспортного потоку характеризується співвідношенням у ньому транспортних засобів різного типу.

Склад транспортного потоку впливає на завантаження доріг, що пояснюється перш за все істотною різницею в габаритних розмірах автомобілів. Проте різниця в габаритних розмірах не є єдиною причиною необхідності спеціального обліку складу потоку при аналізі інтенсивності руху.

При русі в транспортному потоці важлива не тільки різниця в статичному габариті, але також в динамічному габариті довжини автомобіля, який залежить в основному від часу реакції водія і динамічних характеристик транспортних засобів. Під динамічним габаритом (рис.1.4) розуміють відрізок смуги дороги, мінімально необхідний для безпеки руху автомобіля із заданою швидкістю, довжина якого включає довжину автомобіля і дистанцію d, що називається дистанцією безпеки.

Рис. 1.3. Схема для визначення динамічного габариту довжини автомобіля

Для того щоб врахувати у фактичному складі транспортного потоку вплив різних типів транспортних засобів, застосовують коефіцієнти приведення К_зв до умовного легкового автомобіля, обумовлені при порівнянні їхніх динамічних габаритів. Рекомендовані значення К_зв складають: для мотоциклів без коляски та мопедів – 0,5, мотоциклів з коляскою – 0,75; легкових автомобілів — 1,0; вантажних автомобілів вантажопідйомністю до 2 т- 2,0, від 2 до 6 т — 2,5, від 6 до 8 т — 3,0, від 8 до 14 т — 3,5, понад 14 т – 3,5; автобусів — 3,0, автобусів зчеплених – 5,0; тролейбусів — 3,0; автопоїздів вантажопідйомністю до 12 т — 4,0, від 12 до 20 т — 5,0, від 20 до 30 - 5,0; понад 30 т — 6,0.

У такий спосіб можна одержати показник інтенсивності руху в умовних приведених одиницях.

, (1.6)

де N_л, N_в, N_а, N_п — відповідно інтенсивність (обсяг) руху легкових, вантажних автомобілів, автобусів, автопоїздів у фізичних одиницях; К_пр.в, К_пр.а, К_пр.п — відповідно коефіцієнти приведення для вантажних автомобілів, автобусів і автопоїздів.