Материал: 493

Годовая интенсивность ТП не является постоянной. Сильянов В.В. /2/ указывает на средние темпы прироста интенсивности: 1 … 12%. В литературе также имеются формулы регрессии, описывающие прирост интенсивности. Однако, в связи с резким увеличением числа легковых автомобилей в России, эти формулы устарели. При организации ДД следует использовать фактические данные, затем экстраполировать прирост интенсивности. В книге /2/ описана методика экстраполяции, и применяемые для этого логистические кривые.

Пример экстраполяции отражен на рис. 15. Точками показаны имеющиеся данные интенсивности за последние годы. По методу наименьших квадратов проведена линия, на которой выделена прогнозируемая интенсивность. Для вычисления коэффициентов линии можно использовать программу Excel.

Рис. 15. Пример линейной экстраполяции интенсивности движения

Интенсивность движения зависит от дня недели. По данным /1/ наибольшая интенсивность наблюдается в пятницу (рис. 16). Она достигает 125% от среднесуточной интенсивности. Наименьшая интенсивность движения имеет место в воскресенье (72%).

Рис. 16. Изменение интенсивности движения в течение недели в процентах от среднего ее значения

21

В течение суток интенсивность движения существенно изменяется. Зависимость интенсивности от времени суток имеет один или два максимума (рис.17) в рабочий день /2/. На дороге категории V один максимум приходится на часы 12…14 (3). На дороге категории III имеют место два максимума (2), приходящиеся на часы 10…11 и 18…19. На дороге первой категории (1) также наблюдаются два максимума (10…11 и 19…20 ч).

Рис. 17. Изменение интенсивности движения в течение суток в процентах от среднего ее значения на междугородних дорогах

Изменение интенсивности движения в течение суток на городских магистралях намного больше, чем показано на рис. 17, и оно зависит от расположения магистрали и режима работы предприятий. Поэтому при разработке организации движения замеряют фактическую интенсивность движения ТП, включая ее распределение по полосам. Эта, исследовательская часть работы, имеется в каждом дипломном проекте по ОДД.

§4. Состояния потока автомобилей

Автомобили, движущиеся в ТП, взаимодействуют друг с другом. Водители совершают обгоны, выдерживают дистанцию и др.

Состояние ТП характеризуют коэффициентами: загрузки движением kЗ, скорости движения kV, насыщенности движения kН.

Коэффициент загрузки движением равен отношению фактической интенсивности движения Ф к пропусканной способности дороги П, авт/ч:

kЗ = Ф/ П.

Коэффициент скорости движения равен отношению фактической скорости движения VФ к желаемой скорости VЖ в свободных условиях:

kV = VФ/VЖ.

22

Коэффициент насыщенности движения равен отношению фактической плотности потока Ф к максимальной плотности max на

данной дороге: kН = Ф / max.

Все коэффициенты являются безразмерными и изменяются от 0 до 1. Исследованиями установлено 4 наиболее характерных состояний

движения ТП: А, Б, В и Г. Их называют уровнями удобства движения. Уровень удобства отражает состояние потока, условия труда

водителей, комфортабельность поездки, экономичность перевозок и уровень аварийности.

Значения коэффициентов kЗ, kV и kН для различных уровней удобства приведены в таблице 2.

Уровень удобства A соответствует свободному потоку, в котором автомобили не взаимодействуют между собой, водитель может выдерживать желаемую скорость движения. Свободный поток образуется при интенсивности до 300 авт/ч.

Уровень удобства Б соответствует частично связанному потоку. В потоке увеличивается число автомобилей, которые совершают обгоны или вынужденно движутся за медленно движущимися автомобилями. Образуются пачки автомобилей, скорость движения снижается на 10…30%, совершается много маневров и обгонов, возрастает эмоциональная напряженность водителей. Частично связанный поток образуется при интенсивности 300 … 600 авт/ч.

Уровень удобства B соответствует связанному потоку. На 30 …45% снижается скорость движения потока, эмоциональное напряжение водителей достигает наибольшего уровня. Они испытывают неудобства изза невозможности обгона медленно движущихся автомобилей, и из-за непрерывного контроля дистанции. Резко снижается комфортабельность поездки. Связанный поток образуется при интенсивности более 600 авт/ч.

Уровень удобства Г соответствует (букве) плотному или насыщенному потоку. Движение автомобилей происходит с остановками, состояние потока близко к затору. Скорость потока снижается и, следовательно, снижается эмоциональная напряженность водителя.

23

§5. Интервалы между автомобилями

Данные о распределении пространственных и временных интервалов между автомобилями необходимы для расчета фаз светофорных объектов.

В свободном потоке типа A интервалы lП между автомобилями мало зависят от их типа (рис. 18) /2/.

Рис. 18. Зависимости пространственных интервалов lП от скорости: 1 – грузовой автомобиль за грузовым; 2 – грузовой автомобиль за легковым; 3 – легковой автомобиль за грузовым; 4 – легковой автомобиль за легковым

Значения интервалов получены по результатам аэрофотосъемки. По графикам хорошо видно, что при скорости более 40 км/ч интервалы lП начинают интенсивно увеличиваться. Расстояния между легковыми автомобилями обычно меньше, чем между грузовыми автомобилями.

Пространственный интервал lП, м можно подсчитать по временному интервалу t, с: lП = t V/3,6 где V, км/ч.

На прямолинейных участках интервалы движения зависят не только от скорости движения, но и от наличия в потоке медленно движущихся автомобилей. Так, при увеличении в потоке числа медленных автомобилей с 20% до 40% временной интервал t снижается с 4,3 до 2,2 с /2/.

Автомобили, движущиеся в свободном потоке, не оказывают влияния друг на друга при временных интервалах более 8 с. В частично связанном потоке автомобили движутся с интервалом 1,5 … 8 с. В связанном потоке наблюдаются лишь малые интервалы 1,0 … 1,3 с.

24

При движении автомобилей на кривых в плане дороги наблюдается уплотнение автомобилей и сокращение интервалов. Так, при уменьшении радиуса поворота с 450 м до 100 м интервал t снижается с 3,2 до 2,1 с /2/.

При движении на подъеме увеличивается число медленно движущихся автомобилей (в основном грузовых). Перед подъемом уже формируются пачки автомобилей. Растет число минимальных интервалов на 4 … 5%. Существенно затрудняются обгоны, а на спуске обгоны облегчаются.

§6. Математические модели, выражающие распределения интервалов между автомобилями

Важным показателем движения ТП является распределение интервалов между автомобилями. Распределение интервалов является основой для расчета процесса взаимодействия автомобилей в потоке и выбора фаз работы светофорного объекта. Распределение интервалов описывается различными законами, но с разной точностью. Одного универсального закона не существует.

6.1. Закон Пуассона

Закон Пуассона применяется для описания распределения частости автомобилей, проходящих через сечение дороги, а также частости интервалов между автомобилями. Законом Пуассона распределение числа автомобилей выражается наиболее просто.

Закон Пуассона описывает случайное распределение Пуассона, и

относиться к классу экспоненциальных распределений: p(n) = e– t ( t)n/n!,

где n – число автомобилей, проходящих через сечение дороги;– интенсивность движения, авт/ч;

t – интервал времени, ч.

В формуле закона применяется функция n!. Она вычисляется как произведение, например 5! = 1 2 3 4 5 = 120.

Формула p(n) выражает вероятность прохождения n автомобилей через сечение дороги от переменной n при постоянных значениях и t.

По закону Пуассона можно также рассчитать распределение частоты временных интервалов p(t). Теперь переменной является интервал t, а значения n и считаются постоянными.

Рассмотрим пример построения распределения Пуассона. Возьмем три интенсивности движения: = 200, 400 и 600 авт/ч. Примем интервал времени 90 с (1,5 мин).

25