Организация и безопасность дорожного движения
Где — интервал времени, через который фиксируется интенсивность транс портного потока; D — динамический габарит транспортного средства; — максимально допустимая скорость движения. Динамический габарит: Для того чтобы сгруппировать результаты исследований в статистический ряд, определяют фактический размах вариационного ряда и количество интервалов, на которое его необходимо разделить… Читать ещё >
Организация и безопасность дорожного движения (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Определение экономической эффективности увеличения радиуса кривой в плане
Цель задания: изучить методику и выполнить технико-экономические расчеты по обоснованию эффективности увеличения радиуса кривой в плане.
Исходные данные
1 На участке автодороги II категории имеется кривая радиусом 200 м и длиной 200 м.
2 При реконструкции дороги предусматривается увеличить радиус кривой до величины 1050 м, при этом величина угла поворота равна 9о.
3 Интенсивность движения на участке дороги в год реконструкции равна 2930 авт/сут, ежегодный ее прирост расчетного срока эксплуатации Т = 20 лет 2,2%.
4 Ширина проезжей части дороги равна 7,5 м.
5 Капитальные затраты в реконструкцию дороги составляют 300 000 эквивалентных денежных единиц (э. д. е.) на 1 км.
Теоретические основы выполнения задания
Критическая (максимально допустимая) скорость криволинейного движения автомобиля по заносу
(1.1)
где g — ускорение силы тяжести; R — радиус траектории движения; - поперечный коэффициент сцепления шин с дорогой.
Критическая скорость криволинейного движения по опрокидыванию
(1.2)
где B — колея транспортного средства; h — высота центра масс;
— коэффициент поперечной устойчивости.
Увеличение радиуса кривой в плане требует дополнительных капитальных затрат
(1.3)
где — затраты на реконструкцию одного километра автомобильной дороги; - длина реконструированного участка дороги.
Протяженность участка автомобильной дороги, который подлежит реконструкции
(1.4)
где — угол поворота автомобильной дороги, град.
Ежегодные потери от дорожно-транспортных происшествий при существующих условиях движения
(1.5)
где — среднесуточная интенсивность движения транспортных средств в t-м году; - протяженность прямых участков дороги, по которым необходимо учитывать затраты ();
— расходные ставки потерь от ДТП, соответственно, на прямых участках дороги и на кривых в зависимости от года расчетного периода,
[1].
Расходная ставка потерь от ДТП в каждом последующем году
(1.6)
где — расходная ставка потерь от ДТП в предыдущем году; - приращение расходной ставки в каждом году расчетного периода.
Ежегодные потери от ДТП после проведения реконструктивных мероприятий на автодороге
. (1.7)
Среднесуточная интенсивность движения автомобилей в каждом году расчетного периода рассчитывается следующим образом
(1.8)
где — среднесуточная интенсивность движения автомобилей в исходном году; g — прирост интенсивности движения автомобилей за каждый t-й год расчетного периода.
Ежегодные потери от ДТП приводятся к исходному году с использованием следующей зависимости
(1.9)
где — коэффициент приведения затрат к исходному году; Е — норматив приведения разновременных затрат, Е=0,08 [1]; t — число лет, отделяющее год осуществления затрат от базового года, к которому приводятся все затраты.
За счет снижения возможных потерь от ДТП экономический эффект от увеличения радиуса кривой в плане
(1.10)
где — соответственно, приведенные затраты при существующих условиях движения автомобилей и после проведения реконструктивных мероприятий.
Коэффициент эффективности и срок окупаемости капитальных вложений
(1.11)
В случае, если увеличение радиуса кривой будет эффективно. Безопасность движения оценивается коэффициентом безопасности:
(1.12)
где — соответственно, скорость криволинейного движения и на прямом горизонтальном отрезке дороги.
Выполнение работы:
Протяженность имеющегося участка кривой (формула (1.4)):
l’kp=3.14· 0,200·12/180=0,042 м.
Протяженность участка автодороги, который подлежит реконструкции:
lkp=3.14· 0,900·9/180=0,188 м.
Протяженность прямых участков автодороги, по которым необходимо учитывать затраты:
lnp=0,188- 0,042 = 0,146 м.
Среднесуточная интенсивность на следующий год (формула (1.8)):
N1=2930· (1+0.022)1=2994,5 авт/сут.
Расходная ставка потерь на следующий год (формула 1.6):
=0,003+0,7=0,307 э.д.е./авт· км
Расходная ставка потерь на следующий год для нереконструиромого участка (формула 1.6):
=0,0175+0,36=0,1 786 э.д.е./авт· км
Расходная ставка потерь на следующий год для реконструиромого участка (формула 1.6):
=0,243+0,5=0,248 э.д.е./авт· км Потери от ДТП при сохранении условий на следующий год (формула (1.5)):
С1=365· 2994,5·(0,146·0.307+0,042·0,1 786)=1309,8 э.д.е.· км.
Приведенные потери от ДТП при сохранении условий на следующий год (формула (1.9)):
С1пр=1309,8/(1+0,08)1=1212,7 э.д.е.· км.
Потери от ДТП после реконструкции на следующий год (формула (1.7)):
С1рек=365· 2994,5·0,188·0,248=509,6 э.д.е.· км.
Приведенные потери от ДТП после реконструкции на следующий год (формула (1.9)):
С1пррек=509,6/(1+0,08)1=471,8 э.д.е.· км.
Результаты остальных расчетов сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 — Расчет параметров на исходной и реконструированной модели
Номер года | Nt авт/сут | Сntnp· 10−3 э.д.е./авт· км | Сntkp э.д.е./авт· км | Сntрkp э.д.е./авт· км | Сt, э.д.е.· км | Сtnp, э.д.е.· км | Сtрек, э.д.е.· км | Сtnpрек, э.д.е.· км | |
0,003 | 0.0175 | 0,243 | 1254,5 | 1254,5 | 488,6 | 488,6 | |||
2994,5 | 0,307 | 0.1 786 | 0,248 | 1309,8 | 1212,7 | 509,6 | 471,8 | ||
3060,3 | 0,314 | 0.1 822 | 0,253 | 1366,9 | 1171,9 | 531,3 | 455,5 | ||
3127,7 | 0,321 | 0.1 858 | 0,258 | 1425,9 | 1131,9 | 553,7 | 439,6 | ||
3196,5 | 0,328 | 0.1 894 | 0,263 | 1486,8 | 1092,9 | 576,9 | |||
3266,8 | 0,335 | 0.0193 | 0,268 | 1549,7 | 1054,7 | 600,8 | 408,9 | ||
3338,7 | 0,342 | 0.1 966 | 0,273 | 1614,7 | 1017,5 | 625,4 | 394,1 | ||
3412,1 | 0,349 | 0.2 002 | 0,278 | 1681,8 | 981,31 | 650,9 | 379,8 | ||
3487,2 | 0,356 | 0.2 038 | 0,283 | 946,04 | 677,2 | 365,9 | |||
3563,9 | 0,363 | 0.2 074 | 0,288 | 1822,5 | 911,72 | 704,3 | 352,3 | ||
3642,3 | 0,0037 | 0.0211 | 0,293 | 1896,3 | 878,36 | 732,3 | 339,2 | ||
3722,4 | 0,377 | 0.2 146 | 0,298 | 1972,5 | 845,96 | 761,2 | 326,5 | ||
3804,3 | 0,384 | 0.2 182 | 0,303 | 814,5 | 314,1 | ||||
0,391 | 0.2 218 | 0,308 | 2132,1 | 783,98 | 821,7 | 302,1 | |||
3973,6 | 0,398 | 0.2 254 | 0,313 | 2215,8 | 754,39 | 853,4 | 290,6 | ||
0,405 | 0.0229 | 0,318 | 2302,1 | 725,72 | 886,2 | 279,4 | |||
4150,3 | 0,412 | 0.2 326 | 0,323 | 2391,1 | 697,95 | 919,9 | 268,5 | ||
4241,6 | 0,419 | 0.2 362 | 0,328 | 671,07 | 954,7 | ||||
4334,9 | 0,426 | 0.2 398 | 0,333 | 2577,7 | 645,06 | 990,6 | 247,9 | ||
4430,3 | 0,433 | 0.2 434 | 0,338 | 2675,4 | 619,92 | 238,1 | |||
4527,8 | 0,0044 | 0.0247 | 0,343 | 2776,1 | 595,61 | 228,6 | |||
Итого | 18 807,7 | 7273,5 | |||||||
Экономическая эффективность от увеличения радиуса кривой (по формуле (1.10)):
Э = 18 807,7 — 7273,5= 11 534,2 э.д.е.· км
Капвложения на увеличение радиуса (по формуле (1.3)):
К=300 000· 0,188 = 56 400 э.д.е.
Коэффициент эффективности капвложений (по формуле (1.11)):
Еф=11 534,2/56 400 = 0,205
Срок окупаемости (формула (1.11)):
Ток=56 400 /11 534,2= 4,89 г.
Критическая скорость по условиям заноса до реконструкции (формула (1.1)):
Критическая скорость по условиям заноса после реконструкции (формула (1.1)):
Критическая скорость по условиям опрокидывания до реконструкции (формула (1.2)):
Критическая скорость по условиям опрокидывания после реконструкции (формула (1.2)):
Коэффициент безопасности движения до реконструкции (формула (1.12)):
Кб=45,9/90=0,51
Коэффициент безопасности движения после реконструкции (формула (1.12)):
Кб=97,2/90=1,08
Экономическая эффективность увеличения радиуса кривой с 200 м до 900 м составляет 11 534,2 э.д.е., коэффициент эффективности больше 0,12 (0,205) и нормативный срок окупаемости меньше 8 лет (4,89 г.), следовательно, увеличение радиуса кривой эффективно. Коэффициент безопасности движения до и после реконструкции составил соответственно: 0,51 и 1,08.
Исследование неравномерности транспортных потоков
Цель задания: выявить закономерности транспортных потоков на перекрестке городских улиц.
Исходные данные
Перекресток ул. Машиностроителей и Голодеда города Минска.
Уровень доверительной вероятности статистической выборки — 0,9.
Допустимая абсолютная погрешность учета — 1.
Среднее значение статистического габарита транспортных средств в потоке — 7 м.
Интервал времени, через который фиксируется интенсивность транспортного потока, — 1 мин.
Максимально допустимая скорость движения автомобилей — 50 км/ч.
Суммарное время реакции водителя и срабатывания тормозного привода — 3 с.
Замедление лидирующего и ведомого автомобилей принять соответственно 3 и 2,8 м/с2.
Теоретические основы выполнения задания
Неравномерность интенсивности движения оценивается коэффициентом неравномерности, представляющим собой отношение фактической интенсивности за рассматриваемый период к средней интенсивности за более длительный промежуток времени. (2.1)
Достаточная численность выборки при статистических исследованиях случайной величины
(2.3)
где t — показатель надежности статистической выборки; К — показатель точности учета интенсивности транспортного потока; b, c — коэффициенты.
t = 1,645; t2 = 2,705; b = - 0,0564; с = 0,8252.
Показатель точности учета интенсивности транспортного потока
(2.4)
где — допустимая абсолютная погрешность учета; - значение генерального среднеквадратического отклонения:
(2.5)
где — соответственно, предполагаемое минимальное и максимальное значение интенсивности транспортного потока.
Максимальное значение интенсивности транспортного потока может быть определено в зависимости от предполагаемого минимального интервала движения транспортных средств
(2.6)
где — интервал времени, через который фиксируется интенсивность транс портного потока; D — динамический габарит транспортного средства; - максимально допустимая скорость движения. Динамический габарит:
(2.7)
где — длина автомобиля; d — дистанция безопасности; v — скорость автомобиля (); t — суммарное время реакции водителя и срабатывания тормозного привода;
— замедление, соответственно, лидирующего и ведомого автомобилей.
Приведенная интенсивность транспортного потока
(2.8)
где — фактическая интенсивность определенного типа транспортных средств; - соответствующий коэффициент приведения (для легковых автомобилей — 1; грузовых автомобилей — 2; автобусов — 2,5; автопоездов — 4).
На основе выполненных исследований определяются статистические характеристики приведенной интенсивности транспортного потока
1) математическое ожидание
; (2.9)
2) дисперсия
; (2.10)
3) среднеквадратическое отклонение
; (2.11)
4) коэффициент вариации
. (2.12)
Для того чтобы сгруппировать результаты исследований в статистический ряд, определяют фактический размах вариационного ряда и количество интервалов, на которое его необходимо разделить
. (2.13)
Величина интервала группировки статистических данных
. (2.14)
Полученная величина округляется до ближайшей целой величины кратной размаху вариационного ряда.
Оценка приведенной интенсивности транспортного потока осуществляется по уровню загрузки автомобильной дороги
. (2.15)
Расчетная пропускная способность многополосной городской магистрали
(2.16)
где Р — пропускная способность одной полосы при идеальных условиях движения, принимаем (Р=1800 ед/час); n — число полос; E — коэффициент многополосности;
— коэффициент, учитывающий влияние пересечения, б=0,85.
Выполнение работы:
Динамический габарит транспортного средства (формула (2.7)):
D=7+50· 3/3,6+(50/3,6)2/2·(1/3−½.8)=46,37 м.
Максимальное значение интенсивности транспортного потока (формула (2.6)):
Rmax=(60· 50/3,6)/46,37=18 ед/мин
Rmin=3 ед/мин
Значение генерального среднеквадратического отклонения (формула (2.5)):
д=(18−3)/6=2,5
Показатель точности учета интенсивности транспортного потока (формула (2.4)):
К=½, 5=0,4
Достаточная численность выборки (формула 2.3)):
n=2.705· (1−0.0564·0.4+0.8252·0.16)/0.16=19
Результаты наблюдения интенсивностей приведены в таблице 2.1.
транспортный поток скорость автомобиль безопасность Таблица 2.1 — Результаты наблюдения интенсивностей
Время | Интенсивность | Приведенная интенсивность | |||||
час | мин | легк. | гр. | авт. | автопоезда | ||
20,5 | |||||||
25,5 | |||||||
31,5 | |||||||
13,5 | |||||||
16,5 | |||||||
27,5 | |||||||
12,5 | |||||||
21,5 | |||||||
25,5 | |||||||
Статистические характеристики приведенной интенсивности транспортного потока:
— математическое ожидание (формула (2.9)):
=423,5/19 = 22,29 ед/мин
— дисперсия (формула (2.10)):
DNn=691,66/19 = 36,40
— среднеквадратическое отклонение (формула (2.11)):
дNn== 6,03
— коэффициент вариации (формула (2.12)):
н = 6,03/22,29 = 0,271
Количество интервалов группировки (формула (2.13)):
К=1+3,321· lg (19) = 5
Величина интервала группировки статистических данных (формула (2.14)):
I=(36−13)/5=4,6, принимается 5
Таблица 2.2 — Расчет частот попадания случайной величины в каждый интервал
Интервал | [13−18) | [18−23) | [23−28) | [28−33) | [33−38) | |
Частота | ||||||
Гистограмма распределения размера интенсивности представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 — Гистограмма распределения размера интенсивности В общем виде пропускная способность городской магистрали (формула (2.16)):
Рм=1800· 4·0,7·0,85 = 4284 ед/час.
Загрузка автомобильной дороги (формула (2.15)):
Z=60· 22,29/4284=0.312.
Исследование перекрестка показало, что минимальное количество проследовавших за минуту единиц равно 13, а максимальное — 36. Рассчитаны статистические характеристики приведенной интенсивности: мат. ожидание — 22,29, дисперсия — 36,4, среднеквадратическое отклонение — 6,03, коэффициент вариации — 0,271. Пропускная способность магистрали составляет 4284 ед/час, загрузка автодороги составляет 0,312.
Исследование мгновенной скорости движения автомобилей на стационарных постах
Цель задания: выявить величины мгновенной скорости автомобилей различной категории и изучить методы контроля скоростного режима на улицах города.
Исходные данные Участок улицы Машиностроителей города Минска длиной 50 метров.
2 Уровень доверительной вероятности — 0,9.
3 Абсолютная погрешность определения скорости движения автомобилей — 0,5 м/с, среднеквадратическое отклонение скорости движения — 2 м/с.
Теоретические основы выполнения задания Среднее значение мгновенных скоростей (средняя временная скорость) транспортных средств, проследовавших в сечении дороги за определенный период
(3.1)
где — мгновенная скорость i-го автомобиля; n — число транспортных средств, мгновенная скорость которых была замерена.
Средняя пространственная скорость движения определяется как средняя арифметическая скорость транспортных средств на определенном участке дороги в данный момент времени
(3.2)
где S — длина мерного участка; n — число транспортных средств, скорость которых была замерена; ti — время движения i-го транспортного средства.
Выполнение работы: Показатель точности учета интенсивности транспортного потока (формула (2.4)):
К=0,5/2=0,25
Достаточная численность выборки (формула 2.3)):
n=2.705· (1−0.0564·0.25+0.8252·0.252)/0,063=45.
Результаты наблюдения времени проследования мерного участка и определения мгновенных скоростей приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 — Определение мгновенных скоростей и времени прохождения мерного участка
№ | Время проследования базового расстояния (50 м) | Скорость движения транспортных средств, км/ч | |||||||
Легк. | Груз. | Авт. | Автоп. | Легк. | Груз. | Авт. | Автоп. | ||
4,7 | 4,5 | 5,7 | 4,2 | 38,3 | 31,6 | 42,9 | |||
3,6 | 4,6 | 4,4 | 4,5 | 39,1 | 40,9 | ||||
3,4 | 4,2 | 4,5 | 3,9 | 52,9 | 42,9 | 46,2 | |||
3,1 | 3,8 | 3,7 | 3,5 | 58,1 | 47,4 | 48,6 | 51,4 | ||
2,4 | 3,9 | 3,9 | 3,6 | 46,2 | 46,2 | ||||
2,7 | 4,5 | 4,1 | 5,9 | 66,7 | 43,9 | 30,5 | |||
3,2 | 3,9 | 4,3 | 4,8 | 56,3 | 46,2 | 41,9 | 37,5 | ||
3,5 | 4,7 | 3,5 | 51,4 | 38,3 | 51,4 | ||||
3,4 | 4,9 | 4,2 | 3,7 | 52,9 | 36,7 | 42,9 | 48,6 | ||
3,8 | 4,9 | 3,6 | 47,4 | 36,7 | |||||
2,4 | 4,9 | 5,1 | 4,8 | 36,7 | 35,3 | 37,5 | |||
3,1 | 4,9 | 4,7 | 4,3 | 58,1 | 36,7 | 38,3 | 41,9 | ||
3,6 | 4,6 | 5,7 | 39,1 | 31,6 | |||||
3,5 | 4,5 | 5,3 | 51,4 | ||||||
3,1 | 3,9 | 5,5 | 4,9 | 58,1 | 46,2 | 32,7 | 36,7 | ||
4,1 | 3,6 | 6,2 | 4,5 | 43,9 | |||||
2,5 | 3,3 | 4,2 | 3,8 | 54,5 | 42,9 | 47,4 | |||
2,7 | 3,5 | 4,4 | 3,9 | 66,7 | 51,4 | 40,9 | 46,2 | ||
3,2 | 3,9 | 4,9 | 4,3 | 56,3 | 46,2 | 36,7 | 41,9 | ||
3,1 | 3,3 | 6,1 | 4,2 | 58,1 | 54,5 | 29,5 | 42,9 | ||
3,3 | 3,5 | 5,9 | 3,9 | 54,5 | 51,4 | 30,5 | 46,2 | ||
2,7 | 4,2 | 6,3 | 4,6 | 66,7 | 42,9 | 28,6 | 39,1 | ||
3,2 | 4,6 | 4,5 | 3,5 | 56,3 | 39,1 | 51,4 | |||
4,7 | 3,4 | 4,4 | 5,3 | 38,3 | 52,9 | 40,9 | |||
4,8 | 3,9 | 4,9 | 4,2 | 37,5 | 46,2 | 36,7 | 42,9 | ||
4,2 | 4,4 | 4,1 | 5,1 | 42,9 | 40,9 | 43,9 | 35,3 | ||
3,4 | 4,2 | 4,9 | 3,9 | 52,9 | 42,9 | 36,7 | 46,2 | ||
2,9 | 4,6 | 4,7 | 5,9 | 62,1 | 39,1 | 38,3 | 30,5 | ||
3,7 | 3,1 | 5,3 | 4,3 | 48,6 | 58,1 | 41,9 | |||
3,5 | 4,6 | 5,7 | 3,9 | 51,4 | 39,1 | 31,6 | 46,2 | ||
3,8 | 5,7 | 6,2 | 4,9 | 47,4 | 31,6 | 36,7 | |||
3,1 | 4,5 | 5,3 | 58,1 | ||||||
3,5 | 3,7 | 5,2 | 3,9 | 51,4 | 48,6 | 34,6 | 46,2 | ||
3,8 | 3,2 | 4,9 | 3,1 | 47,4 | 56,3 | 36,7 | 58,1 | ||
2,8 | 3,9 | 4,8 | 4,2 | 64,3 | 46,2 | 37,5 | 42,9 | ||
4,2 | 4,9 | 3,7 | 42,9 | 36,7 | 48,6 | ||||
3,9 | 4,1 | 5,4 | 4,3 | 46,2 | 43,9 | 33,3 | 41,9 | ||
4,8 | 4,9 | 5,3 | 4,7 | 37,5 | 36,7 | 38,3 | |||
2,7 | 4,8 | 4,9 | 3,9 | 66,7 | 37,5 | 36,7 | 46,2 | ||
4,9 | 3,8 | 5,1 | 5,7 | 36,7 | 47,4 | 35,3 | 31,6 | ||
5,2 | 5,5 | 4,5 | 34,6 | 32,7 | |||||
3,2 | 4,9 | 5,6 | 56,3 | 36,7 | 32,1 | ||||
3,5 | 3,4 | 4,5 | 5,2 | 51,4 | 52,9 | 34,6 | |||
3,5 | 3,2 | 5,1 | 5,1 | 51,4 | 56,3 | 35,3 | 35,3 | ||
4,1 | 3,7 | 4,8 | 43,9 | 48,6 | 37,5 | ||||
Определим параметры движения легковых автомобилей:
— средняя пространственная скорость (формула (3.2)):
Vs=50· 45/155,2=14,50 м/с
математическое ожидание (формула (2.9)):
=2431,5/(3,6*45)=15,01 м/с
— дисперсия (формула (2.10)):
DNn=338,67/45=7,53
— среднеквадратическое отклонение (формула (2.11)):
дNn==2,74
— коэффициент вариации (формула (2.12)):
н=2,74/15,01=0,183
Результаты расчета характеристик для остальных типов транспортных средств приведены в таблице 3.2
Таблица 3.2 — Расчет характеристик скоростей движения транспортных средств
Наименование величины | Легковые | Грузовые | Автобусы | Автопоезда | |
среднее значение мгновенной скорости (мат. ожидание), м/с | 15,01 | 12,70 | 10,31 | 11,47 | |
средняя пространственная скорость, м/с | 14,50 | 12,40 | 10,15 | 11,16 | |
дисперсия | 7,53 | 3,64 | 1,62 | 3,54 | |
среднеквадратическое отклонение | 2,74 | 1,91 | 1,27 | 1,88 | |
коэффициент вариации | 0,183 | 0,150 | 0,123 | 0,164 | |
Вывод
В результате исследований установлено, что ПДД нарушают: 32% водителей легковых автомобилей. В результате расчетов были определены средние значения мгновенных скоростей. Для водителей легковых и грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов соответственно: 15,01м/с, 12,70м/с, 10,31м/с и 11,47м/с.
Чижонок В. Д. Организация и безопасность дорожного движения. Гомель, БелГУТ, 2010 г.
Коноплянко В. И. Организация и безопасность дорожного движения. Мн.: Транспорт, 1991. 183 с.
Клинковштейн Г. И. Организация дорожного движения. М.: Транспорт, 1996. 230 с.
Аксенов В.А., Попова Е. П., Дивочкин О. А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1987. 128 с.
Сильянов В. В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. М.: Транспорт, 1977, 303 с.
Вентцель Е С., Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории вероятностей. М.: Радио и связь, 1983, 416 с.