4.3. Швидкість руху

4.3.1. Швидкість, як цільова функція дорожнього руху

В організації дорожнього руху розрізняються два поняття швидкості руху: миттєва швидкість руху – це швидкість руху одиночного автомобіля в даному місці в даний час; середня швидкість транспортного потоку – це статистичне значення швидкості руху для всіх автомобілів транспортного потоку.

Перша характеристика використовується для розрахунків характеристики руху одиночного автомобіля або параметрів геометричних елементів вулиць та доріг (плану, поперечного і поздовжнього профілів тощо).

При вимірі миттєвих швидкостей руху протягом періоду спостереження одержують їх статистичну вибірку, причому вона мусить бути репрезентабельною. Якщо рознести одержані значення миттєвих швидкостей руху по класах (розряди, що складають інтервал у 5 км/год.) і визначити їх відсотковий вміст у вибірці, то можна побудувати натурну залежність розподілу швидкостей руху (1) в транспортному потоці (рис. 4.4), а також, виконавши його математичну інтерпретацію, - теоретичний розподіл (2) швидкостей руху в потоці.

Рис. 4.4. Розподіл швидкостей руху у транспортному потоці, побудований на основі натурних досліджень, проведених на магістральній дорозі при в’їзді у м. Львів

Використання теоретичного розподілу швидкостей руху в транспортному потоці дає значні переваги для дослідження процесів, що відбуваються в ньому. Так, використовуючи для теоретичного розподілу нормальний закон (закон Гауса) (рис. 4.5), можна одержати кілька характеристик: максимальну ординату – «moda», значення середньої швидкості руху транспортного потоку ( ), що відповідає максимальній ординаті, та середнє квадратичне відхилення ( ).

Рис. 4.5. Характеристики теоретичного розподілу швидкостей руху між автомобілями однорядного транспортного потоку:

А – гістограма інтервального розподілу швидкості руху (1 – найбільш характерне (модальне) значення); Б – кумулятивна крива закономірностей розподілу швидкостей (1 - найбільш характерне (модальне) значення; 2 – швидкість 85-% забезпеченості; 3 – середня швидкість; 4 – швидкість 15-% забезпеченості)

Такий розподіл має назву одномодальний, оскільки має одну максимальну ординату. При дослідженні швидкостей транспортного потоку на підйомі дороги (або міської вулиці) теоретичний розподіл швидкостей руху буде мати вигляд (рис. 4.6), тобто він буде двомодальний.

Рис. 4.6. Теоретичний розподіл швидкостей руху на підйомі міської вулиці:

- середня швидкість руху тихохідної частини транспортного потоку (вантажні автомобілі, автобуси); - середня швидкість руху швидкохідної частини потоку.

Важливим є те, що швидкість руху – це характеристика, пов’язана з економічною стороною транспортного процесу.. Так, якщо провести спостереження на будь-якій ділянці дороги, то можна одержати величину середньої швидкості руху для цього спостереження ( ), а пізніше через деякий час знову його провести і одержати величину середньої швидкості руху ( ). Причому, , тобто відбулися зміни в умовах руху даною ділянкою.

Ці зміни пов’язані з ростом величини інтенсивності руху, оскільки дорожні умови не змінилися і визначаються за формулою:

(4.4)

де, - величина середньої швидкості руху транспортного потоку (км/год.); - миттєва швидкість руху одиночного автомобіля у вільних умовах руху (км/год.); - величина інтенсивності руху (авто/год.); - коефіцієнт кореляції.

Таким чином, можна, наприклад, оцінити втрати через зниження величини середньої швидкості руху за рік:

(4.5)

Де, - річні втрати через зниження величини середньої швидкості транспортного потоку; - величина зниження середньої швидкості руху транспортного потоку ( ); - величина інтенсивності руху (авто/год.); 10 – кількість робочих годин на добу; 300 – кількість робочих днів у році; - вартість однієї машино-години при зменшенні середньої швидкості руху.

Також можна за допомогою теоретичного розподілу швидкостей руху проілюструвати вплив заходів щодо організації дорожнього руху з метою підвищення рівня його безпеки (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Вплив заходів щодо організації руху:

- величина середньої швидкості руху транспортного потоку; - середнє квадратичне відхилення, відповідно, до і після проведення заходів щодо ОДР.

Із рисунку 4.7 походить, що зменшення величини середнього квадратичного відхилення збільшує кількість автомобілів, що рухаються з величиною середньої швидкості транспортного потоку.

При досягненні величини 10 км/год. Підвищується рівень безпеки руху, оскільки при різниці швидкостей пари автомобілів 20 км/год. різко зростає ймовірність скоєння дорожньо-транспортної події. Таким чином, із зменшенням величини збільшується рівень безпеки руху.