Система автоматизированного проектирования организации дорожного движения

Министерство образования и науки Республики Казахстан Костанайский социально технический университет имени академика З. Алдамжар ДИПЛОМНАЯ РАБОТА Система автоматизированного проектирования организации дорожного движения Абдулин Родион Александрович Костанай 2013

Содержание Введение

1. Системы автоматизированного проектирования дорожного движения

1.1 Проблемы автоматизации проектирования транспортных объектов

1.2 Возможности современных САПР дорожного движения

1.3 Использование систем спутникового позиционирования для сбора данных о транспортных системах

2. Организация дорожного движения в городах

2.1 Элементы улиц и дорог и их параметры

2.2 Светофорное регулирование

2.3 Расчет длительности циклов светофорного регулирования и его элементов

3. Практические мероприятия по организации дорожного движения

3.1 Исследование транспортной сети г. Костаная

3.2 Одностороннее движение

3.3 Анализ эффективности предложений Заключение Список использованной литературы

Введение

Актуальность проблемы обуславливается следующими объективными фактами:

Каждый современный город — это скопление объектов промышленности, населения, транспорта, большого числа объектов повседневного и инженерного обслуживания. Городу нужна система надежных и скоростных способов доставки людей и грузов в необходимую точку, что потенциально возможно лишь при наличии довольно развитой улично-дорожной сети, современных транспортных сооружений и соответствующего количества транспортных средств.

В типичном современном городе, уличная сеть которого формировалась 100−200 лет назад, в XX веке территория возросла в 2−3 раза, население — в 4−5 раз, а количество персональных транспортных средств — в 60−80 раз. Во многих странах транспортная проблема является одной из самых острых: пропускная способность улиц недостаточна, скорость автомобиля малая, происходит загрязнение воздуха выхлопными газами, имеются и многие другие негативные последствия процесса автомобилизации, рост которой в последние годы особенно резко наблюдается в Республике Казахстан.

Система мероприятий по решению транспортной проблемы городов должна учитывать тенденции развития улично-дорожной сети, легкового, грузового и массового пассажирского транспорта, включать в себя весь комплекс методов улучшения организации и повышения безопасности движения транспорта, совершенствование градостроительного проектирования и управления дорожным движением.

К недостаткам современной практики управления и проектирования улично-дорожной сети следует отнести отсутствие методики расчета структуры магистральной сети, расчетов основных параметров транспортной системы, определение рациональных режимов движения потоков автомобилей и соответствующего обеспечения дорожных условий.

Традиционный подход к расчету пропускной способности каждого перегона магистралей не позволяет оценивать качество работы улично-дорожной сети города. Емкость сети, средние режимы движения автомобилей в планировочном районе или в целом по городу, как правило, вычисляются лишь после начертания варианта трассирования магистралей. Следствием этого является также и затруднения в оценке перспектив развития транспортной системы города.

Отсутствие комплексных исследований по проблеме проектирования и управления развитием улично-дорожной сети города приводит к упрощенному анализу транспортной системы, дающему приближенные результаты. При малом количестве транспортных средств, что было характерно для 60−80-х годов, такой подход был допустим и не приводил к значительным осложнениям в развитии города.

Для существующих объемов жилищного строительства в стране и тенденций автомобилизации населения в России необходимо реконструировать или создать вновь ежегодно порядка 600 км городских магистралей. Решение этой задачи связано с потребностью научно-обоснованного решения транспортной проблемы города, необходимостью разработки новых методов ее решения.

Существующие методы расчета улично-дорожной сети города получили свое обоснование еще в 50−70-е гг., когда транспортная проблема не являлась 5 главенствующей. Имевшаяся система магистралей обеспечивала необходимую емкость, а основная цель реконструкции улиц заключалась в улучшении условий движения транспорта.

Наметившаяся позднее и получающая определенное развитие тенденция реконструкции и расширения городов в условиях интенсивной автомобилизации населения СССР уже требовала существенной перестройки улично-дорожной сети. В настоящее время транспортная проблема города обострилась как никогда и нуждается в комплексном подходе к проектированию и управлению улично-дорожной сети городов, созданию новых принципов и обновлении всех методологий проектирования и функционирования городских транспортных систем.

Главным при решении этой проблемы должна быть комплексность:

— во-первых, при анализе транспортных проблем в городе необходимо учитывать градостроительные особенности селитебной территории в целом, т. е. рассматривать транспортную проблему как одну из составных частей архитектурно-планировочного и инженерно-градостроительного проектирования города;

— во-вторых, при решении собственно транспортной проблемы учитывать составляющие ее подсистемы и элементы, а также взаимосвязь между ними; в-третьих, обоснование проектных решений по развитию улично-дорожной сети города должно учитывать возможности автоматизированных систем управления дорожным движением.

Именно с этой актуальной проблемой и связано исследование, посвященное анализу инженерно-градостроительных основ проектирования и управления развитием улично-дорожной системы городов.

Управление развитием городов и их составных элементов (подсистем) является одной из главнейших проблем нашего времени, от решения которой во многом зависят условия проживания миллионов людей и эффективность общественного производства.

Улично-дорожная сеть города должна не только обеспечивать необходимые режимы и объемы движения автомобильного транспорта, но и являться основой пространственно-планировочного членения селитебной территории, обеспечивающей наилучшее функционирование всех необходимых элементов труда, быта и отдыха. Дорожно-транспортные характеристики магистралей и всей сети в целом должны назначаться таким образом, чтобы они обуславливали не только оптимальные режимы движения автомобилей, но и снижали воздействие транспорта на окружающую среду.

Таким образом, наряду с мерами организации дорожного движения, которые могут быть решены при проектировании автомагистралей и разработке генеральных планов городов, существует необходимость в оперативной организации дорожного движения на всей улично-дорожной сети. Практика проектирования и эксплуатации городской застройки показывает, что улично-дорожная сеть г. Костаная не удовлетворяет новым требованиям роста и развития автомобильного парка города, особенно транспорта общего пользования, увеличению городского населения. Дорога, как одна из составляющих частей системы «дорожное движение», несёт колоссальные нагрузки, а недостаточный учет вопросов организации пешеходного движения приводит к наращиванию ненормальных условий ее функционирования. Поэтому возможность изучения и совершенствования транспортной сети с применением новых технологий позволит решить основную задачу — безопасность дорожного движения.

Известный западногерманский градостроитель Х. Б. Рейхов так формулирует одну из основных задач организатора движения: «Лучшим…будет тот проектировщик, которому удастся создать систему движения, меньше других стесняющую его (пешехода) инициативу и собственное чувство ответственности. [1]

Цель работы — анализ инженерно-градостроительных основ проектирования и управления развитием улично-дорожной системы городов, базирующихся на анализе транспортно-планировочных и организационно-управленческих задач и процессов, связанных с пропуском транспортных потоков, разработкой комплексной методологии автоматизированного проектирования развития города.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Проанализировать тенденции развития улично-дорожной сети городов, обобщение опыта использования автоматизированных систем проектирования и управления развитием улично-дорожной сети городов.

2. Проанализировать методологии инженерно-градостроительного проектирования и управления развитием улично-дорожной сети городов.

3. Проанализировать возможности и определить рациональные направления использования автоматизированных систем управления развитием и проектированием улично-дорожной сети городов.

4. Описать и проанализировать современную организацию городского дорожного движения.

5. Выявить недостатки организации городского дорожного движения.

6. Разработать мероприятия по улучшению организации городского дорожного движения.

Методы исследования. Методологической и теоретической основой дипломной работы являются методы общей теории систем, теории управления и автоматизации проектирования, математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики. В ходе выполнения дипломной работы использованы научные положения градостроительной науки, теории транспортных потоков, экономико-математических методов обоснования проектных решений развития городов и их транспортных систем.

Объект исследования: система автоматизированного проектирования организации дорожного движения.

Предмет исследования: организация дорожного движения в г. Костанае. В дипломной работе сформулированы научно-обоснованные положения, выводы и результаты по проектированию и стратегическому управлению развитием транспортной системы города, как единого комплекса общегородской структуры градостроительного формирования населенного места, чем обуславливается теоретическая значимость результатов работы.

1. Системы автоматизированного проектирования дорожного движения

1.1 Проблемы автоматизации проектирования транспортных объектов город транспортный светофорный дорога Проблемы автоматизации проектирования транспортных объектов широко известны. В связи с отсутствием типовых решений, особенно в населенных пунктах [1, 2, 3], особое внимание, как правило, уделяется автоматизации проектирования ОДД (дислокации дорожных знаков, нанесению дорожной разметки и расстановки ограждений различного типа, расчету светофорного регулирования и проектированию светофорных объектов и т. д.). Конечно, проектирование шаблонов знаков маршрутного ориентирования уже достаточно формализовано и решения даются легко (правда, опять-таки, в типовых случаях — пример, CREDO), а остальные вопросы, увы, пока не решены.

Необходимо особо остановиться на широко распространенных программных продуктах САПР (CAD — Computer Aided Design) ОДД, изготовленных компанией TRL (Transport Research Laboratory, Великобритания) [4]:

1) проектирование кольцевых пересечений ARCADY (Assessment of Roundabout Capacityand Delay) — программа позволяет при заданных параметрах транспортной нагрузки спроектировать кольцевой перекресток, оценить эффективность предлагаемой и существующей организации движения на этом перекрестке; в программе можно изменять размеры разделительных полос, делать смещения входов, наносить дорожную разметку, расставлять с конкретной привязкой дорожные знаки, а также оценивать пропускную способность созданного проектировщиком перекрестка; одним из неоспоримых плюсов является то, что в программе проектировщик может самостоятельно организовать пешеходное или велосипедное движения, например, организовать движение по разделительной полосе, оградить доступ пешеходам посредством устройства ограждения;

2) проектирование нерегулируемых перекрестков PICADY (Priority Intersection Capacity and Delay); программа позволяет проектировать нерегулируемые пересечения стандартной конфигурации (трехи четырехсторонние, с разделительными полосами, островками безопасности и т. д.) в зависимости от параметров транспортной нагрузки, оценивать пропускную способность перекрестка при различных вариантах ОДД и проектируемых геометрических его параметрах; посредством данного программного комплекса можно оценить задержки транспорта на главных и второстепенных направлениях, момент исчерпания пропускной способности, когда начнут образовываться очереди и необходимо проводить дальнейшее совершенствование;

3) проектирование регулируемых перекрестков OSCADY (Optimised Signal Capacity and Delay) — программа позволяет по имеющимся исходным данным (интенсивность движения транспортно-пешеходных потоков, геометрические параметры перекрестка) рассчитать параметры светофорного цикла и определить задержки транспорта с последующей функцией их минимизации (или максимизации пропускной способности регулируемого перекрестка), оценивать эффективность управления и ОДД на изолированном светофорном объекте; она может применяться для стандартных регулируемых перекрестков (до пяти входов) и пешеходных переходов; строит картограммы интенсивности и неравномерности движения (по времени суток и дням недели), рассчитывает варианты светофорного регулирования для пиковых и межпиковых, а также свободных от нагрузки режимов с определением длины очереди для любых конфликтующих направлений движения на перекрестке.

С нашей точки зрения, требуется создание единого программного комплекса, который бы мог работать со всеми видами конфликтных объектов при разработке планировочных решений: очевидно, что регулируемый перекресток является и нерегулируемым одновременно, когда отключена светофорная сигнализация или работает она в режиме «желтое мигание». Более того, известно много случаев, когда выполняются кольцевые перекрестки с регулированием (полным либо частичным). Плюс ко всему, специфичным для регулируемого перекрестка является вопрос прокладки питающих контроллер кабелей, затем от контроллера — контрольных к светофорам, детекторам транспорта, вызывным табло и иным периферийным устройствам.

Представляется, что основой может являться программа, проектирующая именно светофорный объект — регулируемый пешеходный переход или перекресток, а по необходимости некоторые опции могут быть устранены (например, исключена установка светофоров).

Информационная база для проектирования представляет собой массивы параметров, характеризующих объект управления и режимы функционирования системы (в соответствии с рисунком 1). Необходимо отметить, что подготовка информационной базы является одним из наиболее трудоемких процессов.

Разрабатываемые технологии и программное обеспечение предназначены для:

а) создания, разработки и последующего формирования дислокации ТСОДД с использованием электронной карты УДС, предоставляемой Заказчиком;

б) отображения, визуализации и актуализации данных о дислокации ТСОДД на электронной карте УДС;

в) создания базы данных и информационно-справочной системы по ТСОДД (место размещения, вид и способ крепления, пространственные и временные характеристики, история обслуживания, зона и сроки действия и пр.);

г) предоставления справочной информации о дислокации ТСОДД (перечень и структура отчетов);

д) подготовки заданий на производство работ по установке, монтажу и демонтажу ТСОДД, учету выполнения заданий на производство работ по установке ТСОДД;

е) учета выполнения работ по обслуживанию и заявок на обслуживание ТСОДД.

Рисунок 1. Структура информационной базы САПР АСУ ДД.

Разработка средств взаимодействия пользователя с программным комплексом включает:

— функции оценки и отбора, просмотра информации в графическом режиме по объектам электронной карты и по карте в целом;

— внесения на карту информации об изменении ТСОДД (модернизации, устройству и пр.);

— предоставления в диалоговом режиме по соответствующему иерархическому запросу информации о ТСОДД (все действия реализуются в качестве графических и текстовых пометок, изменения данных в базе данных и снабжаются текстовыми пояснениями и справками с единым источником ввода информации).

База данных (БД) ТСОДД состоит из 6 разделов (в соответствии с рисунком 2):

1) дорожные знаки (каталоги);

2) оборудование по установке дорожных знаков и световой рекламы, управляемых дорожных знаков и расходные материалы;

3) оборудование светофорных объектов (в том числе, дорожный контроллер, подключаемое информационное панно, детекторы транспорта и пр.);

4) пешеходные ограждения и направляющие устройства;

5) дорожная разметка;

6) кабельные сети (способ проложения, канализация).

Разделы различаются структурой (количеством и содержанием полей БД). Общими являются координаты для нанесения их подоснову (электронную карту) с последующей их масштабной привязкой и некоторые активные поля (например, текущее состояние).

Отдельным модулем программа реализует следующие выходные документы, которые также могут быть отпечатаны или помещены на внешний носитель:

ФОРМА 1 — инвентаризация средств регулирования движения по светофорам;

ФОРМА 2 — инвентаризация средств регулирования движения по знакам;

ФОРМА 3.1 — установка средств регулирования движения за указанный период (светофоры);

ФОРМА 3.2 — установка средств регулирования дорожного движения за указанный период (дорожные знаки);

ФОРМА 3.3 — установка средств регулирования дорожного движения за указанный период (нанесение дорожной разметки);

ФОРМА 4 — акт на списание по типам знаков за указанный период (тоже по светофорам и иным ТСОДД с четкой дефектовкой и комплектацией);

ФОРМА 5 — перечень аварий и очагов за определенный период с указанием места и причин возникновения (в соответствии с карточкой).

Рисунок 2. Основные составляющие базы данных по проектированию ОДД в системе САПР.

Планируется, что пользователь системы будет иметь возможность вычертить (отредактировать или внести коррективы) карту участка УДС с нанесенными ТСОДД, перечень которых определяется полем фильтров (запросов), заявленных к исполнению.

Карта отображается по отдельным элементам (объектам) с необходимым уровнем детализации (названия улиц, контуры домов, опоры освещения, контуры светофоров и дорожных знаков и т. п.), наносящимися на нее в качестве дополнительной послойной подосновы, готовится и заполняется исполнителем в рамках данного договора или по отдельному договору (стоимость данных работ оговаривается с заказчиком отдельно).

Исполнитель сможет вычертить электронную карту (по координатам):

— со всеми светофорами и оборудованием для их установки (в соответствии с рисунком 3);

— со всеми демонтированными ДЗ, светофорами и пешеходными ограждениями, искусственными неровностями;

— с кабельными сетями и канализацией;

— паспорта светофорных объектов (цикл регулирования, режим работы светофорных объектов) и прочее в стандартных, воспринимаемых системой, пакетах (Autodesk (Autocad), Corel Draw и др.).

Необходимо отметить, что при внедрении системы, либо специалистами СМЭП, либо проектировщиком, в пустую базу данных можно перенести имеющиеся в СМЭП данные по дислокации ТСОДД и размещению кабельных сетей, а также в дальнейшем разрабатывать и вносить изменения по дислокации в соответствии с требованиями эксплуатирующей ТСОДД организации (обслуживать и в дальнейшем наполнять БД, модернизировать ее).

Однако сегодня необходимо внедрить методики определения эффективности, определения потерь в дорожном движении, чтобы приведенные в программе расчеты, были легитимны.

Рисунок 3. Схема организации дорожного движения (размещение ТСОДД).

1.2 Возможности современных САПР дорожного движения Системы автоматизированного проектирования (САПР) получили широкое распространение в дизайне, строительстве и современном производстве. Программы класса САПР дают возможность частично оптимизировать проектирование технологических процессов, позволяя сократить временные и трудозатраты. Данные системы позволяют увеличить точность создаваемых чертежей, 3D-моделей, технологических и конструкторских документов различной направленности.

САПР — автоматизирует оформление документации и использует технологии параллельного планирования, достигается это за счет повторного использования проектных решений и наработок. Данная система использует математическое моделирование за место макетирования. Инструменты, разработанные Alibre, IMSI/Design, Autodesk, Graphisoft и Consistent Software применяются в различных областях, с их помощью осуществляется проектирование в двумерной и трехмерной среде.

САПР служат для решения основных задач связанных:

— со строительным проектированием:

— информационное моделирование зданий

— документирование и проектирование инженерных коммуникаций

— объединение стадий разработки продукта промышленного и общего потребления

— визуализация 3D-моделей

— моделирование электронных систем со стереоизображениями географических данных:

— обработка спутниковой информации

— обработка данных аэрофотосъемки

— хранение космических снимков и пространственных данных, а также управление их объемами

— основными поставщиками данных ГИС программ (геоинформационных систем), являются — Bowes и ESRI, LizardTech

с выполнением проектно-конструкторских работ для космической промышленности:

— симуляции летательных аппаратов

— разработкой данных специализированных инструментов занимаются Princeton Satellite Systems и Autodesk

с работой с графикой и анимацией:

— помогают в создании ярких визуальных эффектов

— конструирование качественных трехмерных изображений и моделей

— моделирование

— детальная обработка различных объектов

— работа с векторными изображениями

— работа с растровой графикой

— создание технической документации и чертежей любой сложности

— основными разработчиками CAD — платформ для архитекторов, графических художников и инженеров, являютсяAutodesk, IMSI/Design, «ИНФРАСОФТ», Efficad, Pitney Bowes и APM

Транспортная система и улично-дорожная сеть играют одну из главенствующих ролей в обеспечении удобств и безопасности городского движения, удовлетворении постоянно растущих культурно-бытовых потребностей горожан, эффективности их трудовой деятельности. Автотранспортный парк Казахстана постоянно растет. Количество транспортных средств, принадлежащих индивидуальным владельцам, увеличивается.

Если учесть, что на каждого человека, пользующегося легковым автотранспортом, требуется площадь проезжей части улицы, равной в среднем 30 м² (против 2 м², необходимых пассажиру автобуса), то перед всеми специалистами в той или иной степени связанными с городским движением, встает сложнейшая проблема создания оптимальных условий сосуществования транспорта и жителей городов.

В условиях ускоренных темпов автомобилизации особую остроту приобретает проблема борьбы с аварийностью и ее последствиями.

С ростом размеров городского движения на первое место выдвигается задача создания условий, обеспечивающих высокие скорости, комфортность и безопасность движения. Решение ее возлагается на всех специалистов организации движения.

Для обеспечения безопасности движения транспортных средств и пешеходов, максимального снижения потерь от задержек в движении, а также для создания удобств при пользовании общественным и индивидуальным транспортом необходимо постоянно совершенствовать уличную и дорожную сети путём комплексных инженерных и организационных мероприятий по контролю и управлению движением и быстрой ликвидации выявленных «узких» мест.

Предшествующий опыт показывает, что даже на вновь построенных по современным проектам улицах и дорогах уже в начальной период эксплуатации возникает необходимость:

— изменения схем движения;

— введения средств регулирования и информации;

— надзора за движением и других мер.

Эти меры отвечают за изменения:

— интенсивности;

— составу движения транспортных средств;

— скорости движения транспортных средств и пешеходов;

— климатическим условиям;

— постоянным изменениям в структуре городов;

— подвижности населения и т. д.

Тем более такая деятельность необходима на старых улицах и дорогах, не рассчитанных на современные транспортные потоки.

Таким образом, наряду с мерами организации дорожного движения, которые могут быть решены при проектировании автомагистралей и разработке генеральных планов городов, существует необходимость в оперативной организации дорожного движения на всей улично-дорожной сети. Практика проектирования и эксплуатации городской застройки показывает, что улично-дорожная сеть г. Костаная не удовлетворяет новым требованиям роста и развития автомобильного парка города, особенно транспорта общего пользования, увеличению городского населения. Дорога, как одна из составляющих частей системы «дорожное движение», несёт колоссальные нагрузки, а недостаточный учет вопросов организации пешеходного движения приводит к наращиванию ненормальных условий ее функционирования. Поэтому возможность изучения и совершенствования транспортной сети с применением новых технологий позволит решить основную задачу — безопасность дорожного движения.

Основные методы исследования дорожного движения представлены на рисунке 4.

Рисунок 4. Структурная схема классификации основных методов исследования дорожного движения.

В своей дипломной работе мы рассматриваем возможность добавить к методам исследования дорожного движения графоаналитический метод, который нашёл своё воплощение в прогрессивных системах координированного регулирования светофорами.

Транспортная сеть своего рода «кровеносная система» города, области, она соединяет разные его участки, «рвёт» пространство на отдельные части своими магистралями и дорогами.

1.3 Использование систем спутникового позиционирования для сбора данных о транспортных системах Спутниковый мониторинг транспорта — система мониторинга подвижных объектов, построенная на основе систем спутниковой навигации, оборудования и технологий сотовой или радиосвязи, вычислительной техники и цифровых карт. Спутниковый мониторинг транспорта используется для решения задач транспортной логистики в системах управления перевозками и автоматизированных системах управления автопарком.

Принцип работы заключается в отслеживании и анализе пространственных и временных координат транспортного средства. Существует два варианта мониторинга:

— online — с дистанционной передачей координатной информации;

— offline — информация считывается по прибытию на диспетчерский пункт.

На транспортном средстве устанавливается мобильный модуль, состоящий из следующих частей: приёмник спутниковых сигналов, модули хранения и передачи координатных данных. Программное обеспечение мобильного модуля получает координатные данные от приёмника сигналов, записывает их в модуль хранения и по возможности передаёт посредством модуля передачи.

Модуль передачи позволяет передавать данные, используя беспроводные сети операторов мобильной связи. Полученные данные анализируются и выдаются диспетчеру в текстовом виде или с использованием картографической информации.

В offline варианте необходимость дистанционной передачи данных отсутствует. Это позволяет использовать более дешёвые мобильные модули и отказаться от услуг операторов мобильной связи.

Мобильный модуль может быть построен на основе приёмников спутникового сигнала, работающих в стандартах NAVSTAR GPS или ГЛОНАСС. В настоящее время в постсоветском пространстве активно продвигается и лоббируется использование сигналов спутников ГЛОНАСС, разработка и производство клиентского оборудования мониторинга для этой системы. Принят ряд законодательных актов, которые форсируют внедрение ГЛОНАСС и ограничивают применение других систем. При этом, в сравнении с NAVSTAR GPS, система ГЛОНАСС пока работает менее надёжно и в совокупности с наземным оборудованием даёт большую погрешность вычисления местоположения абонента.

Клиентское оборудование ГЛОНАСС стоит дороже, имеет большие размеры и худшие параметры энергопотребления, представлено на рынке не так широко, как GPS [5, 6]. Этим объясняется сложность внедрения ГЛОНАСС — мониторинга и вынужденное его использование государственными предприятиями стран постсоветского пространства .

Следует ожидать появления оборудования мониторинга, использующего оба стандарта или возможность выбора спутниковой группировки в процессе эксплуатации.

Системы спутникового мониторинга транспорта решают следующие задачи:

— мониторинг включает определение координат местоположения транспортного средства, его направления, скорости движения и других параметров: расход топлива, температура в рефрижераторе и др. Системы спутникового мониторинга транспорта помогают водителю в навигации при передвижении в незнакомых районах;

— контроль соблюдения графика движения — учёт передвижения транспортных средств, автоматический учёт доставки грузов в заданные точки и др.;

— сбор статистки и оптимизация маршрутов — анализ пройденных маршрутов, скоростного режима, расхода топлива и др. транспортных средств с целью определения лучших маршрутов;

— обеспечение безопасности — возможность определения местоположения помогает обнаружить угнанный автомобиль.

В случае аварии система спутникового мониторинга помогает передать сигнал о бедствии в службы спасения. Также на основе спутникового мониторинга транспорта действуют некоторые системы автомобильной сигнализации.

Система спутникового мониторинга транспорта включает следующие компоненты:

— транспортное средство, оборудованное GPS или ГЛОНАСС контроллером или трекером, который получает данные от спутников и передаёт их на серверный центр мониторинга посредством GSM, CDMA или реже спутниковой и УКВ связи. Последние два актуальны для мониторинга в местах, где отсутствует полноценное GSM-покрытие, таких как Сибирь или Дальний Восток [8];

— серверный центр с программным обеспечением для приёма, хранения, обработки и анализа данных;

— компьютер диспетчера, ведущего мониторинг автомобилей [9, 10].

Использование систем спутникового мониторинга повышает качество и эффективность работы корпоративного транспорта, и в среднем на 20−25% снижают расходы на топливо и содержание автопарка.

2. Организация дорожного движения в городах

2.1 Элементы улиц и дорог и их параметры Для исследования методов изучения дорожного движения необходимо иметь представления о составляющих этого метода, это, прежде всего, дорога.

Полосой отвода называется полоса местности, отведенная под автомобильную дорогу, и связанные с ней устройства.

Ширина собственно дороги определяется шириной земляного полотна, ограниченного внутренними откосами боковых канав (кюветов).

Проезжей частью называется основная часть дороги, предназначенная для движения транспортных средств.

Иногда на дорогах высшей категории устраивают две самостоятельные проезжие части, разделенные посередине полосой зелени, которая служит для разграничения встречных транспортных потоков. Как правило, проезжая часть имеет твердое покрытие из бетона, асфальтобетона, булыжника, щебня, гравия и т. д. По бокам проезжей части устраивают земляные обочины, являющиеся упором для дорожной конструкции и используемые для остановок, проезда гужевого транспорта, тракторов и других машин и механизмов которым запрещается двигаться по проезжей части из-за опасности повреждения дорожного покрытия.

Внешней бровкой называется грань, образованная наружными откосам кювета и поверхностью земли.

Внутренней бровкой называется грань, образованная внутренним откосом кювета и наружным краем обочины, являющейся границей земляного полотна.

Обрезами называются полосы земли, остающиеся между внешними бровками и границами полосы отвода.

Обрезы используются для складирования снегозащитных щитов, ремонтных материалов, объезда ремонтируемых участков дороги и т. п.

Улицей называется часть территории города или населенного пункта, ограниченная красными линиями кварталов и предназначенная для движения транспортных средств и пешеходов. Под улицей или городской дорогой понимается любой проезд независимо от принятого названия: проезд, переулок, тупик, проспект, бульвар, набережная.

Улица имеет проезжую часть, предназначенную для движения транспортных средств, и тротуары — для движения пешеходов.

Обычно проезжую часть покрывают асфальтобетоном, брусчаткой, булыжниками и т. п., а тротуары асфальтируют или мостят.

Иногда посредине улицы проходит полоса зеленых насаждений, разделяющая встречные транспортные потоки. В таком случае образуется две проезжие части с движением только в одном направлении.

По ряду соображений на улицах устанавливаются иногда движение только в одном направлении: такие улицы называются улицами одностороннего движения.

В соответствии с таблицей 1 автомобильные дороги, в зависимости от их назначения и перспективной интенсивности движения, подразделяются на 5 категорий.

Таблица 1. Классификация автомобильных дорог

В соответствии с таблицей 2 в зависимости от назначения улицы города дороги подразделяются на четыре категории в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

Таблица 2. Классификация улиц и дорог

Величина продольного уклона может выражаться в процентах, промилях и десятичных дробях.

В соответствии с таблицей 3, если улица на протяжении 100 метров поднимается или опускается на 4 метра, ее продольный уклон равен 0,04 или 4%, или 40/00.

Таблица 3. Основные параметры городских улиц и дорог

В соответствии с таблицей 4 размеры проезжей части улиц и городских дорог следующие.

Таблица 4. Размеры проезжей части улиц и дорог

При расчетной скорости движения 100 км/ч и более ширина одной полосы принимается 3,75 метра (при автобусном и троллейбусном движении — 3,5 метра, при движении легковых автомашин — 3 метра, при движении одиночных автомобилей для двухполосных проезжих частей — 2,75 метра).

В случае необходимости ширину одной полосы движения определяют расчетом в зависимости от расположения каждой полосы в поперечном профиле, а так же от типа и скорости транспортных средств. В расчетную формулу вводят ширину транспортного средства (d), величину безопасного бокового промежутка между транспортными средствами (Z_n) при параллельном движении транспорта; (Z_b) при движении транспорта навстречу друг другу и величину зазора безопасности между транспортными средствами и бортом проезжей части ©.

Ширину полосы движения, расположенной у борта проезжей части, определяют по формуле:

В_кр=d+Z_п+С (1)

Ширину полосы движения, расположенной посредине половины проезжей части, находят по формуле:

В=d+2Z_п(2)

Ширина полосы, расположенной посредине проезжей части (примыкающая к встречному направлению), равна:

В=d+Z_п+Z_в(3)

В соответствии с таблицей 5 величины Z_п, Z_в, С зависят от скоростей движения согласно ГОСТ 9314–59. Наибольшая габаритная ширина автомашины d=2,5 метра. Практически для легковых и грузовых автомашин, автобусов и троллейбусов эта величина колеблется от 1,5 до 2,7 метров.

Кроме зазора безопасности (С) — расстояние между внешней плоскостью кузова и бортом проезжей части или ее кромкой, — в расчетах иногда фигурирует расстояние между центральной плоскостью заднего колеса автомашины и бортом (или кромкой) проезжей части.

Таблица 5. Элементы полосы проезжей части

Определим по формулам доктора технических наук А. А. Полекова ширину внутренней полосы проезжей части, прилегающей к разделительной полосе для магистральной улицы общегородского значения с расчетной скоростью 100 км/час:

В_кр=d+Z_п+С;(4)

где d — ширина кузова легковой автомашины (1,8 метра);

С=0,4+0,02…=1,03 метра;

U — скорость движения автомашины (для нашего случая 100 км/час).

если Z_п=0,7+0,02…=1,33 метра тогда В_кр=1,8+1,03+1,33=4,16 м…3,75 м По исследованиям, проведенным в Московском автомобильно-дорожном институте, зазор безопасности от борта разделительной полосы до заднего колеса автомашины при скорости движения U=100 км/час равен у=180 см. При этом величина свеса 0,2 метра, зазор С=1,80−0,2=1,6 метра, а полная ширина полосы проезжей части окажется равной:

В_кр=1,8+1,6+1,33=4,73…3,75 м т. е. больше, чем по СНиП для данной категории магистральной улицы.

В связи с изложенным необходимо отметить, что фактическая ширина проезжей части, не всегда может быть полностью использована водителем из-за наличия препятствий как непосредственно на ней, так и на расстоянии от нее (по обочине или разделительной полосе).

Зависимость ширины полосы проезжей части от скорости может быть также выражена по формуле профессора В. П. Великанова:

В=0,015U+b+0,3 м (5)

где В — ширина полосы в метрах;

U — скорость движения транспортного средства в км/ч;

b — габаритная ширина транспортных средств в м.

Расчет тротуаров Для эффективной работы автотранспорта, его бесперебойного движения большую роль играет организация движения пешеходов, как второй составляющей системы «дорожное движение».

Организация движения пешеходов и обеспечение его безопасности — многоплановая проблема. Сложность решения этой проблемы объясняется во многом сильным влиянием психофизиологических факторов, затрудняющих применение математических и механических методов описания закономерностей пешеходного движения [14, 15, 16]

Обеспечение безопасности пешеходного движения тесно связано с решением вопросов создания для него комфортных условий, с необходимостью учета требований водителей транспортных средств и реальной градостроительной и транспортной ситуации

Вся совокупность технических средств, форм организации и методов управления движением должна представлять собой единую систему, направленную на решение общей задачи — обеспечение удобств и безопасности дорожного движения. Системный подход к проблеме предопределяет необходимость учета диалектики процесса.

Одной из основных функциональных задач является организация движения пешеходных потоков, которая должна предусматривать решение следующих специфических вопросов:

— обеспечение безопасности движения;

— назначение оптимальных маршрутов движения основных пешеходных потоков;

— разобщение транзитных пешеходных потоков с потоками, образованными при заполнении зданий и высвобождении их от людей;

— создание оптимальных условий (удобств) передвижения людей по коммуникационным путям, выражающееся в обеспечении минимальных затрат времени и энергии;

— обеспечение удобных и безопасных «контактов» переходов с транспортом путем рациональной организации остановок, стоянок, станций и вокзалов.

Поток людей подчиняется определенным закономерностям. Выявление этих закономерностей и использование их для создания населению оптимальных условий передвижения в застройке является задачей организаторов движения.

Интенсивность движения пешеходных потоков является одним из важнейших значений характеризующих загрузку пешеходного пути.

Для застройки общественно-торговых, комплексных, торговых и других городских узлов определяется средняя часовая устойчивая интенсивность движения (чел/ч) которая будет равна сумме 12 максимальных 15-минутных интенсивностей, разделенной на 12 и умноженной на 4

N=4· N_ч п/12 ед/ч (6)

Тогда получим: N=4· 200·12/12=800 ед/ч.

Теперь определим расчетную величину пешеходного потока, расчет производится с учетом коэффициента перспективного увеличения движения.

N_p=N_k, ед/ч (7)

где N_p — полученная при проектировании интенсивность движения, чел/ч;

N — коэффициент, учитывающий прирост населения и увеличение его подвижности, N=1,3;

k — коэффициент сезонной неравномерности=1,1−1,3.

Получим:

N=800· 1,3·1,3=1352 ед/ч (8)

Пешеходные коммуникации, как правило, используются для пропуска пешеходных потоков.

Кроме своего основного назначения также используется для размещения различного рода элементов обустройства путей (например, опор, мачт, деревьев и других элементов в пределах тротуаров, спусков для детских колясок в пределах лестниц и др.), то их ширина складывается из так называемой пешеходной части и дополнительных полос.

Расчетной является ширина пешеходной части (м), определяемая по формуле:

B=b_n· N_p/P, м (9)

где b_n — ширина одной полосы движения (для тротуаров и прочих пешеходных путей принимается равной — 0,75 м)

N_р — расчетная величина пешеходного потока на данном пути, чел/ч;

P — пропускная способность одной полосы движения, чел/ч (зависит от характера застройки и принимается равной: для тротуаров, расположенных вдоль красной линии при наличии в прилегающих зданиях магазинов 700 чел/ч; для тротуаров, отдельных от зданий с магазинами — 800 чел/ч; для тротуаров в пределах зеленых насаждений — 1000 чел/ч.) [17, 18].

Подставив свои значения, получим:

B=0,75· 1352/700=1,4 м общая ширина тротуара равна:

b=a+B+c, м (10)

где, а — уширение тротуаров прилегающих к застройке с наличием входов и выходов в торговые и зрелищные здания, а так же при расположении на тротуарах витрин, щитов, тумб; а=0,5−1,5 м;

с — уширение тротуара при размещении на нем мачт освещения, опор контактного привода; с=0,5−1,5 м.

Зная все данные, получим минимальное и максимальное значение ширины тротуара:

B_max=1,5+1,4+1,5=4,4 м;

B_min=0,5+1,4+0,5=2,4 м.

Костанай является хлебным краем Республики Казахстан. В связи с этим наблюдается увеличение численности населения города, что в свою очередь будет отражаться на увеличении транспортных и пешеходных потоков. Поэтому в ближайшем будущем нужно будет произвести перерасчет ширины тротуаров с учетом повышения интенсивности пешеходных потоков.

Пешеходные переходы Уличные пешеходные переходы необходимы для обеспечения безопасности движения. Кроме того, сосредоточение пешеходов в определенных пунктах для пересечения проезжей части делает возможным управление пешеходными и транспортными потоками, что, как правило, повышает пропускную способность улицы.

Эффективность пешеходных переходов обеспечивается в том случае, если они, лишь в небольшой степени удлиняют путь пешеходов, предоставляя при этом им реальные удобства или защиту от движущегося транспорта, по сравнению с пересечением улицы в любом другом месте. Лишь соблюдая эти условия, можно избежать частых нарушений пешеходами правил пересечения улиц.

По характеру регулирования движения людей наземные пешеходные переходы могут быть классифицированы на следующие группы:

1) нерегулируемые переходы;

2) переходы с неполным регулированием (оборудованные транспортными и пешеходными светофорами);

4) переходы с ручным регулированием движения.

Нерегулируемые переходы являются наиболее распространенными. Смысл их организации заключается в обозначении мест, где рекомендуется пешеходам пересекать проезжую часть, и состоит в том, чтобы исключить хаотическое движение пешеходов через проезжую часть и направить их в те места, где имеются удовлетворительные условия видимости. Поэтому важнейшими условиями организации нерегулируемых переходов являются правильный выбор мест перехода и их четкое обозначение.

В условиях нерегулируемого движения наибольшее значение приобретает проблема обеспечения безопасности движения пешеходов, которые попадают в аварийные ситуации не в результате своей недисциплинированности, невнимательности или неблагоприятного стечения обстоятельств, а в результате объективной логики развития дорожно-транспортной ситуации. Чаще всего это связано с ошибкой в оценке возможности перехода улицы или в преднамеренном принятии излишнего риска.

Вероятность вовлечения пешехода в происшествие во многом зависит от его способности предвидеть, прогнозировать развитие дорожной ситуации. В связи с этим приобретает особую важность осознание объективной логики развития дорожной ситуации, обработанность логики собственного поведения. От сознания объективной логики развития ситуации зависят правильность оценки и своевременность действий пешехода. Логика же собственного поведения определяет правильность его действий.

Пересечение проезжей части пешеходами может осуществляться без конфликта и с конфликтом с транспортными потоками. При без конфликтном пропуске пешеходов их движение регулируется пешеходным светофором, а при наличии конфликта — транспортными.

Кроме того, на незащищенных пешеходных переходах параметры пешеходного движения претерпевают некоторые изменения в связи с наличием конфликтов с транспортными потоками, причем данные конфликты могут быть четырех типов:

— с правоповоротным потоком в пункте его выезда с перекрестка;

— с левоповоротным транспортным потоком;

— с правои левоповоротными потоками, использующими на выезде разные полосы проезжей части;

— с правоповоротным транспортным потоком в пункте его выезда на перекресток.

Наличие указанных точек конфликта оказывает влияние на параметры не только пешеходного движения, но и транспортного. Таким образом, в качестве основных параметров движения пешеходов по регулируемым переходам принимаются: показатель подчиняемости пешеходов сигналам светофора; скорость движения пешеходов в ее взаимосвязи с плотностью потока.

Скорость движения пешеходов при пересечении проезжей части. Исследования скорости движения пешеходов по регулируемому пешеходному переходу необходимо для вычисления длительности сигнала светофора, разрешающего движение пешеходов.

Расчет скорости движения пешеходов через проезжую часть для каждого перекрестка рассматриваемой улицы приведен ниже в разделе «Расчет длительности цикла и его элементов».

На основании графиков распределения средней скорости пешеходов можно сделать вывод о несущественной разнице в скорости пешеходов, движущихся в «прямом» и «обратном» направлениях. Скорость движения пешеходов через дорогу с двусторонним транспортным движением несколько выше, чем через дорогу с односторонним движением. Но разница не настолько велика, чтобы можно было предположить влияние характера транспортного движения на скорость пешеходов. Скорее всего, здесь сказывается наличие «запаздывающих» автомобилей, пересекающих переход уже при разрешающем движении пешеходов сигнале светофора на дороге с двусторонним движением.

Среднее значение скорости движения пешеходов, начинающих пересечение проезжей части при разрешающем сигнале пешеходного светофора, равно 1,668 м/с, при запрещающем сигнале — 1,665 м/с, т. е. вид сигнала пешеходного светофора не оказывает существенного воздействия на скорость движения.

Анализ движения пешеходов показывает наличие значительных изменений скорости по длине перехода, причем колебания скорости проявляются в большей степени на переходах через дорогу с двусторонним транспортным движением и у пешеходов, не ориентирующихся на сигналы пешеходного светофора.

Скорость по мере удаления от тротуара растет от 1,3−1,4 до 1,7−1,8 м/с. Пешеходы ускоряют движение, желая быстрее миновать наиболее опасный участок перехода. На середине проезжей части наблюдается снижение скорости. Это снижение более резко проявляется у пешеходов, начавших движение при запрещающем сигнале светофора. Объясняется это необходимостью для пешеходов вновь оценивать транспортную ситуацию (уже на второй половине проезжей части) и производить выбор приемлемого для дальнейшего движения интервала в транспортном потоке.

Экспериментальные данные свидетельствуют, что независимо от наличия или отсутствия островка безопасности пешеходы производят оценку транспортной ситуации лишь на ближайшей половине проезжей части, а после ее пересечения вновь производят оценку транспортной ситуации для второй половины проезжей части.

Пешеходы переходят через улицу с односторонним движением и независимо от направления движения пешеходов происходит рост их скорости по мере удаления от тротуара. Начиная движение при малой скорости (1,3 м/с), пешеходы одновременно оценивают транспортную ситуацию и выбирают приемлемый для себя интервал в транспортном потоке. К последней трети длины пешеходного перехода скорость пешеходов достигает максимального значения — приблизительно 1,7 м/с — и далее опять уменьшается, так как пешеходы выходят из наиболее опасной зоны пути.

Подчиняемость пешеходов сигналам светофора Значение подчиняемости сигналам светофора необходимо, прежде всего, для установления критического значения длительности временного промежутка в светофорном цикле, в течение которого пешеходам запрещается пересекать проезжую часть. В качестве такого критерия возможно использование относительного показателя подчиняемости пешеходов, учитывающего длительность светофорных сигналов и плотность транспортного движения.

Для того чтобы объективно оценить использование различных сигналов светофора для пересечения проезжей части, количество пешеходов, переходящих улицу при каждом сигнале, разделено на длительность этих сигналов. Если принять за 100% количество пешеходов, пересекающих дорогу за 1 с красного сигнала (по отношению к транспорту) светофора, то эта величина для желтого после красного сигнала находится в пределах 16,1−56,3%, для зеленого — 2,7−32,6%, для желтого после зеленого — 29,2−66,6%. Все значения имеют широкий диапазон изменений, что связано с различиями в интенсивности транспортного движения и длительности запрещающего движение пешеходов сигнала светофора [21, 22, 23].

Влияние этих двух факторов рассмотрим более подробно. Характер распределения количества пересечений проезжей части в зависимости от удельной (авт/с) интенсивности транспортного движения дан на рисунке 4.

Наличие левой, возрастающей части кривой объясняется тем, что наиболее низкие значения удельной интенсивности транспортного движения имеют место при желтом после зеленого сигнала светофора автомобили не успевшие остановиться у стоп-линии) и в начале зеленого сигнала (наибольшие интервалы в транспортном потоке при трогании с места). Начиная со значения 0,57 авт/с увеличение удельной интенсивности транспортного движения влечет за собой пропорциональное уменьшение интенсивности пешеходных переходов. При достижении значения 0,96 авт/с нарушения пешеходами требований сигналов светофора практически исключаются.

Рисунок 5. Схема организации транспортных потоков.

График интенсивности на пересечении пр. Абая — ул. Л. Беды дан на рисунке 5.

Рисунок 6. График интенсивности на пересечении пр. Абая — ул. Л. Беды (со стороны «КСК» в направлении автовокзала)

Исходя из этого для дальнейшего анализа используются 10-секундные временные интервалы, в которые наблюдается примерно равная и находящаяся на уровне 0,45−0,55 авт/с удельная интенсивность транспортного движения. Суммарная длительность запрещающих движение пешеходов сигналов в течении цикла составляет 52 с. Интенсивность пешеходного движения в эти интервалы также не имеют статистически значимых отличий. Резкое изменение характера кривой находится в районе 38−43 с, после чего заметно увеличивается темп прироста количества нарушений запрещающего движение пешеходов сигнала пешеходного светофора. Отсюда можно сделать вывод, что время терпеливого ожидания пешеходов на регулируемых переходах составляет в среднем 40 с.

2.2 Светофорное регулирование Светофоры предназначены для поочередного пропуска участников движения через определенный участок улично-дорожной сети, а также для обозначения опасных участков дорог. В зависимости от условий светофоры применяются для управления движением в определенных направлениях или по отдельным полосам данного направления:

— в местах, где встречаются конфликтующие транспортные, а также транспортные и пешеходные потоки (перекрестки, пешеходные переходы);

— по полосам, где направление движения может меняться на противоположное;

— на железнодорожных переездах, разводных мостах, причалах, паромах, переправах;

— при выездах автомобилей спецслужб на дороги с интенсивным движением;

— для управления движением транспортных средств общего пользования.

Порядок чередования сигналов, их вид и значение, принятые в Республике Казахстан, соответствуют международным требованиям о дорожных знаках и сигналах, сигналы чередуются в такой последовательности: красный — зеленый — зеленый с желтым — красный.

При отсутствии дополнительной секции красный не мигающий сигнал запрещает движение по всей ширине проезжей части. Остальные разновидности красного сигнала имеют специальное назначение:

— контурная черная стрелка на красном фона круглой формы запрещает движение в сторону, указанную стрелкой;

— косой красный крест на черном фоне квадратной формы запрещает въезд на полосу движения, над которой он расположен;

— красный силуэт стоящего человека запрещает движение пешеходам;

— красный мигающий сигнал или два красных попеременно мигающих сигнала запрещают выезжать на железнодорожный переезд, разводной мост, причал паромной переправы и в другие места, представляющие особую опасность для движения.

Желтый не мигающий сигнал обязывает к остановке перед стоп-линией всех водителей, за исключением тех, которые уже не смогли бы остановиться с учетом требований безопасности движения. Желтый сигнал, подключенный к зеленому, предупреждает о незамедлительном включении красного сигнала. Желтый мигающий сигнал не запрещает движение и применяется для обозначения перекрестков, которые могут быть не замечены водителями на расстоянии, достаточном для остановки транспортного средства.

Зеленый, не мигающий сигнал при отсутствии каких-либо дополнительных ограничений, а также дополнительных секций светофора разрешает движение по всей ширине проезжей части во всех направлениях. Зеленый мигающий сигнал предупреждает о конце разрешающего такта.

Разновидности зеленого сигнала и их назначение следующие:

— контурная чёрная стрелка на зеленом фоне круглой формы, а также зеленая стрелка на черном фоне круглой формы — разрешает движение в сторону стрелки;

— зеленая стрелка на черном фоне квадратной формы направленная вниз, разрешает движение по полосе, над которой расположен светофор;

— сигнал в виде зеленого силуэта идущего человека разрешает движение пешеходов.

Зеленая стрелка дополнительной секции светофора разрешает движение в сторону, указываемую стрелкой, независимо от сигнала основного светофора. При этом красный сигнал основного светофора лишает водителей, движущихся в сторону включенной зеленой стрелки дополнительной секции, преимущественного права проезда. Выключенная секция запрещает движение в направлении стрелки этой секции даже при зеленом сигнале основного светофора [24, 25].

Разрешенное направление движения для транспортных средств общего пользования зависит от сочетания включенных сигналов верхнего и нижнего ряда специального светофора (в случае его применения). При выключенном нижнем сигнале движение запрещено во всех направлениях.

Типы светофоров Светофоры можно классифицировать:

— по их функциональному назначению (транспортные, пешеходные);

— по конструктивному исполнению (одно-, двухили трехсекционные, трехсекционные с дополнительными секциями);

— по их роли, выполняемой в процессе управления движением основные, дублеры и повторители).

В соответствии с ГОСТ 25 695–83 «Светофоры дорожные. Общие технические условия» они делятся на две группы: транспортные и пешеходные. Светофоры каждой группы, в свою очередь, подразделяются на типы и разновидности исполнения (в соответствии с рисунком 6).

Рисунок 7. Разновидности светофоров.

Имеются семь типов транспортных светофоров и два типа пешеходных. Каждый светофор имеет свой номер: первая цифра номера означает группу (1- транспортный светофор, 2- пешеходный), вторая цифра — тип светофора, третья цифра (или число) — разновидность его исполнения. Согласно рисунку 6 светофоры классифицируются на несколько типов.

Транспортные светофоры типа 1 (без учета сигналов дополнительных секций) и типа 2 имеют три сигнала круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных вертикально. Как исключение допускается для светофоров типа 1 горизонтальное расположение сигналов.

Последовательность расположения сверху вниз (слева направо):

— красный;

— желтый;

— зеленый.

Дополнительные секции применяются только со светофорами типа 1 с вертикальным расположением сигналов и имеют сигнал в виде стрелки на черном фоне круглой формы.

Для лучшего распознавания водителем дополнительной секции (особенно в темное время суток) на линзе основного зеленого сигнала светофора наносят контуры стрел, указывающих разрешенные этим сигналом направления движения. С этой же целью при наличии дополнительных секций светофор оборудуется белым прямоугольным экраном, выступающим за габариты светофора. Расположение секций зависит от направления стрелки.

Для транспортных светофоров типа 2 контуры стрелок, указывающих разрешенное (запрещенное) направление движения, наносят на всех линзах. При это в отличие от красного и желтого сигналов зеленый сигнал светофоров этого типа представляет собой зеленую стрелку на черном фоне. Под светофорами или над ними располагают таблички белого цвета с изображением стрелок, указывающих то же направление, что и контуры стрелок в линзах.

Светофоры типа 1 применяют для регулирования всех направлений движения на перекрестке. Допускается их использование и перед железнодорожными переездами, пересечениями с трамвайными и троллейбусными линиями, сужениями проезжей части и т. д.

Светофоры типа 2 применяют для регулирования движения в определенных направлениях указанных на линзах стрелками) и только в тех случаях, когда транспортный поток в этих направлениях не имеет пересечений или слияний с другими транспортными или пешеходными потоками (бесконфликтное регулирование). При достаточно широкой проезжей части с числом полос на подходе к перекрестку более четырех целесообразно светофоры этого типа использовать для регулирования движения по полосам.

Специфика использования светофоров типа 2, связанная с бесконфликтным регулированием, не позволяет их совместную установку со светофорами типа 1 на одном подходе к перекрестку. Исключение составляет случай, когда транспортные потоки отделены друг от друга приподнятыми островками или разделительными полосами. Таким образом, в пределах одной проезжей части водитель должен видеть светофоры только одного типа.

Транспортные светофоры типа 3 применяют в качестве повторителей сигналов светофоров типа 1. По своему внешнему виду они напоминают светофоры этого типа, однако в отличии от них имеют меньшие габаритные размеры и диаметры сигналов 100 мм. Если основной светофор (типа 1) имеет дополнительную секцию, то светофор повторитель также оборудуется дополнительной секцией естественно уменьшенного размера.

Светофор типа 3 размещают под основным светофором на высоте 1,5−2 м от проезжей части, если затруднена видимость сигналов основного светофора для водителя, остановившегося у стоп-линии. Светофоры этого типа могут применяться также для управления велосипедным движением в местах пересечения дороги с велосипедной дорожкой. В этом случае под ними укрепляют табличку белого цвета с изображением символа велосипеда.

Транспортные светофоры типа 4 применяют для управления въездами на отдельные полосы движения. Такая необходимость возникает, например, при организации реверсивного движения. Светофоры этого типа устанавливают над каждой полосой в её начале. Они имеют горизонтальное расположение сигналов: слева — в виде косого красного креста; справа — в виде зеленой стрелки, направленной острием вниз. Оба сигнала выполняются на черном фоне прямоугольной формы. Габаритные размеры каждого символа 450Ч500 мм.

Светофоры типа 4 могут применяться вместе со светофорами типа 1, если реверсивное движение организовано не по всей ширине проезжей части. В этом случае действие светофоров типа 1не распространяется на полосы с реверсивным движением. Запрещается въезд на полосу, ограниченную с обеих сторон двойной прерывистой линией, при отключенном светофоре типа 4, расположенном над этой полосой. В противном случае возникает возможность выезда навстречу движению (например, при перегорании ламп красного сигнала одного из светофоров полосы).

Транспортный светофор типа 5 имеет четыре сигнала белолунного цвета круглой формы диаметром 100 мм. Подобный светофор применяют в случаях бесконфликтного регулирования движения транспортных средств общего пользования (трамваев, маршрутных автобусов, троллейбусов), движущихся по специально выделенной полосе. Однако даже в этих случаях необходимость в установке светофоров типа 5 нередко отпадает: схема организации движения на перекрестке не обеспечивает бесконфликтный пропуск транспортных средств указанных видов вместе с общим потоком и светофоры типа 5 лишь повторяют значения сигналов светофоров типа 1 и 2.

При отсутствии специально выделенных полос для транспортных средств общего пользования или возможности их бесконфликтного пропуска применение светофоров типа 5 становится бессмысленным. Управление движением осуществляется только светофорами типа 1 и 2.

Транспортные светофоры типа 6 имеют два (реже один) красных сигнала круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных горизонтально и работающих в режиме попеременного мигания. При разрешении движения транспортных средств сигналы выключаются. Светофоры этого типа устанавливают перед железнодорожными переездами, разводными мостами, причалами паромных переправ, в местах выезда на дорогу транспортных средств спецслужб.

Транспортный светофор типа 7 имеет один сигнал желтого цвета, постоянно работающий в режиме мигания. Его применяют на нерегулируемых перекрестках повышенной опасности.

Транспортные светофоры типа 8 имеют два расположенных вертикально сигнала красного и зеленого цветов круглой формы диаметром 200 или 300 мм. Их применяют при временном сужении проезжей части, когда организуют попеременное движение по одной полосе, а использование для этих целей знаков приоритета затруднительно в силу ограниченной видимости на этом участке дороги. Кроме этого, светофоры типа 8 применяют также для управления мало интенсивным движением на внутренних территориях гаражей, предприятий и организаций, где, как правило, введены ограниченные скорости. В перечисленных случаях допускается и использование наиболее распространенных светофоров типа 1, однако светофоры типа 8, отличающиеся от них отсутствием желтого сигнала, указывает на специфику условий движения.

Пешеходные светофоры имеют два расположенных вертикально сигнала круглой или квадратной формы с диаметром круга или стороной квадрата 200 или 300 мм. Верхний сигнал — красный силуэт стоящего пешехода, нижний — зеленый силуэт идущего пешехода. Оба силуэта выполняются на черном фоне.

Согласно ГОСТ 23 457–86, пешеходными светофорами оборудуют все пешеходные переходы на управляемом светофорами перекрестке. При этом, если не обеспечен бесконфликтный пропуск пешеходов, зеленый сигнал должен работать в мигающем режиме, предупреждая пешеходов и водителей о возможности просачивания транспортных средств через пешеходные потоки.

Для всех типов светофоров при наличии двух вариантов сигнала (200 или 300 мм) светофоры с большим размером сигнала устанавливают на магистральных улицах и площадях, на дорогах с максимально допустимой скоростью движения более 60 км/ч, а также при неблагоприятных условиях видимости. Таким образом, обеспечивается лучшее восприятие сигналов участниками движения. Кроме этого, увеличенные размеры сигналов подчеркивают характер дороги, на которой находится водитель. С этой же целью перед пересечениями с указанными дорогами со стороны, где были светофоры с диаметром сигнала 200 мм, устанавливают светофор с увеличенным диаметром (300 мм) красного сигнала.

Видимость сигналов светофоров Видимость сигналов светофоров должна быть такой, чтобы водитель, едущий с максимально разрешенной скоростью, увидел сигнал при любых условиях освещения и погоды (кроме густого тумана) на расстоянии, достаточном для остановки транспортных средств при любом состоянии проезжей части.

Длину остановочного пути легкового автомобиля на горизонтальном участке рассчитывают по приведенной ранее формуле:

S=К_э V²/255G+S_р+S_с, м (11)

где S — остановочный путь;

К_э — коэффициент эффективности торможения;

V — скорость движения в км/ч;

G — коэффициент сцепления шин с дорогой;

S_р — путь, проходимый за время реакции водителя, в м;

S_с — путь, проходимый за время срабатывания тормозного привода, в м.

При движении в городе, можно принимать следующие значения, соответствующие неблагоприятным условиям расчета:

V_л=60 км/ч (для легковых автомобилей);

V_г=50 км/ч (для грузовых автомобилей);

G=0,2 (для дороги покрытой снегом).

С учетом эксплуатационного износа тормозов и возможного увеличения времени реакции остановочный путь может быть в 1,4−1,5 раза больше, т. е. минимальное расстояние, с которого водителю должна быть обеспечена видимость сигналов светофора, составляет около 100 м.

Если из-за кривизны улиц, наличия зеленых насаждений и т. п. не может быть обеспечена видимость светофора с расстояния 100 м, а также в загородных условиях, где скорости движения не ограничиваются, за 150−250 м до перекрестка должен быть установлен предупредительный знак «регулируемый перекресток».

В светофорах, устанавливаемых на железных дорогах, применяется хорошо сфокусированная оптическая система, дающая узконаправленный луч, обеспечивающий видимость сигнала с расстояния свыше 1000 м.

В уличных светофорах подобную оптическую систему применять нельзя, т.к. водитель, остановившийся у перекрестка, видит светофор сбоку, и поэтому луч светофора должен быть широкоугольным. Однако практически в трех — или четырехсторонних светофорах желательно, чтобы угол не превышал 40є', т.к. в противном случае водитель будет видеть не только сигналы, обращенные к нему, но и относящиеся к транспортным средствам, движущимся в поперечном направлении.

Оптическая система современных светофоров обеспечивает видимость сигналов на расстояниях, в несколько раз превышающих расчетные 100 м и угол 50−60°. Чтобы у водителя не сложилось ложного впечатления, какой из сигналов относится к нему, применяют односторонние светофоры или защитные козырьки.

Рассмотрим теперь, насколько практика установки светофоров, соответствует техническим условиям применения светофорной сигнализации, удовлетворяет основному требованию видимости водителем сигнала под углом не более 40−45є.

На рисунке 7 представлены условия видимости светофоров по вертикали. Здесь показан наиболее невыгодный случай пересечения узкой улицы с шириной проезжей части 7 м и тротуарами шириной по 1 м. Такая схема перекрестков встречается в городе Костанае.

Рисунок 8. Условия видимости светофора по вертикали.

Подвесной светофор подвешен на расстоянии 5 м, а светофор на колонке расположен на уровне 3 м от поверхности проезжей части. Последний установлен за 1 м перед пешеходным переходом. Из рисунка видно, что подвесной светофор водитель видит под углом 14', а светофор на колонке — под углом 20'. Даже в случае, если светофор на колонке будет установлен за 2 м от пешеходного перехода или если водитель остановился, проехав 1 м за линию «СТОП», то и тогда угол видимости светофоров будет равен 40є.

Несколько хуже обстоит дело с горизонтальными углами видимости светофоров. В соответствии с рисунком 6 показаны условия видимости сигналов основного светофора О, расположенного справа перед перекрестком, и дублирующего Д, расположенного слева за перекрестком. Ширина проезжей части пересекающей улицы 7 м; ширина каждой полосы движения 3,5 м.

Рисунок 9. Условия видимости светофоров по горизонтали.

Из рисунка 8 видно, что водителю, находящемуся в правом от тротуара ряду, основной светофор виден под углом 20є, во втором ряду — 43є, в третьем — 56є.

Водитель, находящийся во втором ряду различает сигнал основного светофора с трудом, а находящийся в третьем ряду на него ориентироваться не может и пользуется только дублирующим светофором. Углы видимости основного и дублирующего светофора приведены в таблице 6.

Таблица 6. Углы видимости светофоров

Таким образом, во всех случаях основной светофор хорошо виден только водителю, находящемуся в первом ряду. Водители, находящиеся во втором, третьем и т. д. рядах, должны ориентироваться на дублирующий светофор.

Практически все водители, находящиеся во втором, третьем и т. д. рядах, всегда ориентируются на дублирующий светофор не только потому, что он расположен под меньшим углом, но и потому что основной светофор часто бывает загорожен другими транспортными средствами (в частности, троллейбусами и автобусами). Однако наступает момент, когда становится трудно ориентироваться и на дублирующий светофор. Так, при четырех рядном движении плохо видит оба светофора водитель, находящийся во втором ряду, а при движении в пять рядов, хорошо видят светофоры только два водителя: находящийся в первом ряду (основной) и в пятом (дублирующий). В таких условиях становится совершенно необходимо устанавливать дублирующие светофоры в точке Д, а на островках безопасности в точках Б и В.

Установка светофора в точке, А будет малоэффективна, так как сигналы светофора будут видны лишь двум крайним рядам от осевой линии, т. е. практически такая установка будет пригодна лишь для трехрядного движения.

Установка светофора в точке Б обеспечивает хорошую видимость сигналов при движении в пять рядов, а установка светофора в точке В обеспечивает видимость сигналов даже при движении в семь рядов. Однако точки Б и В практически равноценны, так как самая выгодная точка В для встречного направления находится в тех же условиях, что и точка Б.

Иногда одной из этих точек может быть отдано предпочтение. Так, в частности, если в данном перекрестке имеется левоповоротное движение грузовых автомобилей (особенно с прицепами), не следует устанавливать светофор в точке лежащей внутри поворота, так как-либо кузовом, либо свешивающимся грузом светофор может быть задет и поврежден. Сейчас были рассмотрены наихудший случай пересечения узкой улицы с односторонним движением в каждом направлении. При пересечении улицы с двухрядным движением условие видимости дублирующего светофора, установленного в точке Д, становятся значительно лучше.

В соответствии с таблицей видно, что дублирующий светофор плохо виден лишь водителям, находящимся в первых двух рядах при движении в пять рядов. При пересечении более широких улиц дублирующий светофор всегда хорошо виден всем водителям.

Для безопасности движения число видимых сигналов должно удовлетворять следующим требованиям:

а) водитель, подъезжающий к перекрестку, должен видеть одновременно не менее двух сигналов, т.к. в одном из светофоров может перегореть лампа или он может быть закрыт веткой дерева, стоящими или движущимися транспортными средствами и т. п. Если применяется только один подвесной светофор и напряжение в сети электропитания равно 220 В, для ликвидации возможности возникновения аварий целесообразно установить в светофоре лампы зеленого и красного сигналов напряжением 127 В. В этом случае при перегорании лампы красного сигнала погаснет лампа и зеленого сигнала, расположенного справа;

б) пешеход начинающий переход, должен видеть не менее одного сигнала, относящегося к нему;

в) регулировщик, находящийся в центре перекрестка или на одном из его углов (у пульта управления или у телефона), должен видеть достаточное количество сигналов, чтобы мог ясно представлять каждую фазу движения. Сигналы «СТРЕЛКА» для регулирования поворотного движения, а также специальные светофоры и указатели для трамвая Т устанавливают только по одному для каждого направления движения. Исключения составляют сигналы «СТРЕЛКА» для левого поворота, которые желательно дублировать. Если дополнительная секция светофора с сигналом «СТРЕЛКА» для регулирования поворотного движения плохо видна в темное время суток, позади светофора следует устанавливать белый экран, а светофор покрасить в черный цвет.

Расположение светофоров Расположение светофоров зависит от конфигурации перекрестка и особенностей движения на нем.

При установке светофоров следует придерживаться следующих основных положений:

а) основной светофор на колонке или на кронштейне располагается на расстоянии от 1 до 5 м перед пешеходным переходом (желательно 1−2 м). Не допускается установка светофорных колонок на самом переходе;

б) дублирующий светофор при наличии островков безопасности должен располагаться на одном из них по возможности ближе к центру перекрестка;

в) дублирующий светофор при отсутствии островков безопасности должен совмещаться со светофором для встречного движения;

г) дополнительная секция для регулирования правого поворота должна располагаться у светофора, находящегося на островке безопасности за перекрестком или у светофора, имеющегося слева за перекрестком;

д) дополнительная секция для регулирования левого поворота должна располагаться у светофора, находящегося на островке безопасности за перекрестком или у светофора имеющегося слева за перекрестком;

ж) нежелательно применять две дополнительные секции на одном и том же светофоре.

Разрешённое направление движения для транспортных средств общего пользования зависит от сочетания включенных сигналов верхнего и нижнего ряда специального светофора (в случае его применения). При выключенном нижнем сигнале движение запрещено во всех направлениях.

2.3 Расчет длительности циклов светофорного регулирования и его элементов Последовательность расчета Определение длительности цикла и основных тактов регулирования основано на сопоставлении фактической интенсивности движения на подходах к перекрестку и пропускной способности (потокам насыщения) этих подходов. Поэтому эти параметры следует рассматривать в качестве основных исходных данных расчета.

Как интенсивность, так и потоки насыщения рассматриваются для каждого направления движения данной фазы. Следовательно, расчету режима регулирования должно предшествовать формирование схемы организации движения на перекрестке (проект пофазного разъезда транспортных средств).

Исходными данными для расчета являются планировочные и транспортные характеристики перекрестка:

— ширина проезжих частей, число и ширина полос в каждом направлении движения;

— ширина разделительных полос;

— ширина тротуаров и радиусы их закругления;

— продольный уклон на подходах к перекрестку;

— состав транспортных потоков, картограмма интенсивности транспортных и пешеходных потоков для рассматриваемых периодов суток (транспортная интенсивность выражается в приведенных единицах);

— средняя скорость движения транспортных средств на подходе и в зоне перекрестка без торможения.

Потоки насыщения Поток насыщения для каждого направления данной фазы регулирования определяют путем натурных наблюдений в периоды, когда на подходе к перекрестку формируется достаточно большие очереди транспортных средств.

Для случая движения в прямом направлении на дороге без продольных уклонов поток насыщения рассчитывают по эмпирической формуле, которая связывает этот показатель с шириной проезжей части, используемой для движения транспортных средств в данном направлении рассматриваемой фазы регулирования:

М_{нijпрямо}=525· В_пч (12)

где М_{нijпрямо} — поток насыщения, ед/ч;

В_пч — ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.

Формула (12) применима при 5,4 м. В_пч — 18,0 м. Если ширина проезжей части меньше 5,4 м, для расчета можно использовать следующие данные из таблицы 7.

Таблица 7. Технические средства организации дорожного движения

Если перед перекрестком полосы обозначены дорожной разметкой, поток насыщения можно определить в соответствии с приведенными данными отдельно для каждой полосы движения. Зная ширину проезжей части проспекта Абая и улицы Л. Беды получим соответственно:

М_{н1прямо}=1970 ед/ч;

М_{н2прямо}=1840 ед/ч.

Так как движение транспортных средств на перекрестке прямо, направо и налево происходит по одним и тем же полосам движения и интенсивность лево — и правоповоротного потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения полученный из формулы (12) корректируем:

М_н=М_нпрямо100/а+1,75b+1,25с ед/ч (13)

где а, b и синтенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования в %.

Необходимость коррекции связана с уменьшением потока насыщения, так как автомобили, поворачивающие налево или направо из общей полосы движения, задерживают основной поток прямого направления.

Откорректировав формулу (13) получим:

М_н1=1970· 2·100/33+1,75·24+1,25·43=3060 ед/ч М_н2=1840· 2·100/53+1,75·30+1,25·17=2903 ед/ч М_н3(2)=1800/1+1,525/12=1597 ед/ч М_н3(3)=1970· 100/25+1,75·45+1,25·30=1394 ед/ч М_н4=1840· 2·100/42+1,75·22+1,25·36=2932 ед/ч Интенсивность Интенсивность движения транспортных средств в данном направлении, данной фазы регулирования определялась методом натурных наблюдений с интервалом в 6 минут. Затем была определена часовая интенсивность движения транспортных средств.

Приведенная интенсивность определяется по формуле:

N_пр=1а+2b+3с+4d (14)

где а, b, с, d — соответственно количество легковых, грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов;

1, 2, 3, 4 — коэффициенты приведения.

Приведенная интенсивность движения транспортных средств на перекрестке пр. Абая — ул. Л. Беды будет:

N_пр1=168+48· 3=312 ед

N_пр2=328+32· 2+44·3=524 ед

N_пр3=270+39· 3+39·4=543 ед

N_пр4=173+17· 2+22·3=273 ед Фазовые коэффициенты Фазовые коэффициенты определяем для каждого из направлений движения на перекрестке в данной фазе регулирования:

Y_ij=N_ij/M_ij(15)

где Y_ij-фазовый коэффициент данного направления;

N_ijj/M_ij — соответственно интенсивность движения для рассматриваемого периода суток и поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед. ч Получим:

У₁=312/3060=0,1

У₂=524/2903=0,18

У₃=543/1394=0,38

У₄=273/2932=0,09

Взяв наибольшие значения с двух фаз регулирования и суммировав их получим:

У_i=Y=0,38+0,18=0,56

Данное значение Y=0,56 берем за расчетное.

Промежуточные такты В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп — линии, либо успеть освободить перекресток.

Формула промежуточного такта имеет вид:

t_пi=V_a/(7,2· a_т)+3,6(l_i+l_a)/V_a (16)

где V_а — средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч;

а_т — среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала (для практических расчетов а_т=3−4 м/с²);

l_i — расстояние от стоп-линии до самой ДКТ (дальней конфликтной точки), м;

l_a — длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.

В нашем случае для перекрестка пр. Абая и ул. Л. Беды промежуточные такты для двух фаз будут равны:

t_п1=50/(7,2· 4)+3,6(18+5)/50=4 с

t_п2=50/(7,2· 4)+3,6(16+5)/50=4 с В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал светофора. За время t_пi пешеход должен или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части (островка безопасности, центральной разделительной полосы, линии, разделяющей потоки встречных направлений).

Максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу, мы можем определить из следующей формулы:

t_{пi (пш)}=В_пш /(4· V_пш) с (17)

где В_пш — ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в iтой фазе регулирования, м;

V_пш — расчетная скорость движения пешеходов (обычно принимается — 1,3 м/с).

Применяя данное выражение к нашему перекрестку, получим:

t_п1(пш)=24/(4· 1,3)=4,6 c

t_п2(пш)=14/(4· 1,3)=2,7 c

В качестве промежуточного такта берем наибольшее значение из t_пi и t_{пi (пш)}.

Цикл регулирования В простейшем случае при равномерном прибытии транспортных средств к перекрёстку (через равные интервалы времени) минимальная длительность цикла может быть определена из следующих соображений. Транспортные средства, которые прибывают к перекрестку в i-том направлении за период, равный циклу регулирования Т_ц, покидают перекресток в течении основного такта i-той фазы с интенсивностью, равной потоку насыщения М_нij. Тогда справедливо соотношение N_ij Т_ц=М_нij t_o. Отсюда длительность основного такта:

t_oi=N_ij Т_ц/М_нij=y_ij T_ц(18)

Так как в данном случае фаза будет полностью насыщенной, y_ijj=y.

С учетом этого замечания, подставляя в формулу:

Т_ц=t_o1+t_п1+t_o2+t_п2+…+t_on+t_пn

Значение t_oi, определенное по формуле (18), получаем:

Т_ц=у₁Т_ц+t_п1+у₂Т_ц+t_п2+…+у_n Т_ц+t_пn (19)

Обозначив y_i=Y и t_пi=T_п, после преобразования выражения (19) получим:

Т_ц=Т_п/(1-Y) (20)

Известно, что на практике равномерное прибытие транспортных средств к перекрестку является весьма редким случаем. Чаще для изолированного перекрестка характерным является случайное прибытие (интервалы между последовательно прибывающими транспортными средствами не одинаковы).

Случайному прибытию транспортных средств соответствует формула цикла:

Т_ц=(1,5· Т_п+5)/(1-Y), с (21)

Она предложена английским исследователем Ф. Вебстером. Его методика минимизации транспортной задержки получила достаточную практическую проверку в реальных условиях движения, поэтому формула (21) широко используется для инженерных расчетов во многих странах мира, в том числе и в Республике Казахстан.

Длительность цикла на перекрестке пр. Абая — ул. Л. Беды:

Т_ц=(1,5· 8+5)/(1−0,56)=39 с где Т_п=tп_i=4+4=8 с;

Y=y_i=0,33+0,4=0,56

По соображениям безопасности движения длительность цикла больше 120 с, считается недопустимой, так как водители при продолжительном ожидании разрешающего сигнала могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение Т_ц превышает 120 с, необходимо добиться снижения длительности цикла путем увеличения числа полос движения на подходе к перекрестку, запрещения отдельных маневров, снижения числа фаз регулирования, организации пропуска интенсивных потоков в течение двух или более фаз. По тем же соображениям нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25 с.

Основные такты Длительность основного такта t_oi в i-той фазе регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффициенту этой фазы. Поэтому, если сумма основных тактов равна Т_ц-Т_п, то:

t_oi=[(Т_ц-Т_п) y_i]/Y c (22)

На нашем перекрестке введено двухфазное регулирование, поэтому мы имеем два значения t_oi:

t_o1=[(39−8)· 0,38 ]/0,56=25 c

t_o2=[(39−8)· 0,18]/0,56=0,30 c

По соображениям безопасности движения t_oi обычно принимают не менее 7 с. В противном случае повышается вероятность цепных ДТП при разъезде очереди на разрешающий сигнал светофора. Поэтому, если длительность основного такта, рассчитанная по формуле 22, получается менее 7 с, её следует увеличить до минимально допустимой. Расчетную длительность основных тактов необходимо проверить на обеспечение ими пропуска в соответствующих направлениях пешеходов. Так как на данных, для расчета, перекрестках трамвайное движение отсутствует, то расчет будет произведен только для пешеходов.

Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-то определенному направлению t_пш, рассчитывают по эмпирической формуле, получившей широкое распространение в мировой практике и учитывающей суммарные затраты времени на пропуск пешеходов:

t_пш=5+В_пч/V_пш с (23)

где В_пч — ширина проезжей части, м;

V_пш— расчетная скорость движения пешеходов (обычно принимается 1,3 м/с).

Тогда:

t_пш1=5+24/1,3=22 с

t_пш2=5+14/1,3=15 с Если какое-либо значение t_пш оказались больше рассчитанной по формуле (23) длительности соответствующих основных тактов, то окончательно принимают новую уточненную длительность этих тактов, равную наибольшему значению t_пш. При этом не будет оптимального соотношения фаз в цикле регулирования, так как нарушается условие пропорциональности между t_oi и y_i. При большем значении t_oi в конфликтующем направлении накапливается в ожидании разрешающего сигнала большее число транспортных средств, которые получают право на движение в других фазах, где основные такты могли остаться без изменения.

Такое нарушение пропорциональности не приводит к существенному возрастанию транспортной задержки, если t_oi и t_пшi незначительно отличаются друг от друга (на 4−5 с). В этом случае можно t_oi увеличить до t_пшi и соответственно увеличить длительность цикла.

При существенном отличии указанных параметров требуется восстановить оптимальное соотношение длительности фаз в цикле. Для этого необходимо изменить также и длительность основных тактов, не уточнявшихся по условиям пешеходного движения, т. е. скорректировать структуру цикл.

Степень насыщения Показатель степени насыщения направления движения х, представляет собой отношение среднего числа пребывающих в данном направлении к перекрестку в течение цикла транспортных средств к максимальному числу покинувших перекресток в том же направлении в течение разрешающего сигнала:

Х=N_jТ_ц/(М_нj· t_oj)(24)

где N_j и M_нj — соответственно интенсивность движения и поток насыщения в данном направлении, ед/ч,

t_oj — длительность основного такта в том же направлении, с,

j — номер направления Х₁=312· 39/(3060·21)=0,18

Х₂=524· 39/(2903·10)=0,70

Х₃=543· 39/(1394·21)=0,72

Х₄=273· 39/(2932·10)=0,36

Заторовое состояние в рассматриваемом направлении возникает при Х₁. Для обеспечения некоторого резерва пропускной способности следует стремиться к значению Х, не превышающему 0,85−0,90. Немаловажным с точки зрения максимального использования пропускной способности перекрестка является отсутствие малонасыщенных направлений и их равномерная загрузка.

Изыскание данных для построения графика координированного управления Благодаря своей простоте графоаналитический метод получил широкое распространение. Однако он связан с большой трудоемкостью расчетно-графических операций и поэтому эффективен при сравнительно небольшом числе светофорных объектов.

Сущность метода заключается в построении графика путь-время, который выполняют в системе прямоугольных координат. В масштабе, который выбирают произвольно и который зависит от длины магистрали числа светофорных объектов, по горизонтальной оси откладывают значение времени в секундах, по вертикальной оси — значения пути в метрах. В соответствии с рисунком 9 ведётся расчёт координированного управления.

Исходными данными для расчета являются:

— выполненный в масштабе план магистрали с обозначением расстояний между перекрестками;

— схема существующей организации движения, на которой показаны светофоры, дорожные знаки и разметка, организация движения на перекрестках;

— картограммы интенсивности движения транспортных средств и пешеходов на каждом перекрестке в характерные часы суток;

— данные о расчетных скоростях движения для магистрали в целом или для отдельных её участков.

Показатель t_л определяет ширину так называемой ленты времени. Если график движения автомобиля находится внутри этой ленты, то ему гарантируется безостановочное движение. Толщина ленты времени находится:

t_л=(0,4−0,5) Т_ц c (25)

От начала зеленых сигналов и точек, отстоящих вправо на t_л, проводят наклонные к горизонтали линии. Тангенс угла наклона этих линий соответствует расчетной скорости:

tg=V_p=М_г/3,6· M_в(26)

где V_р — расчетная скорость движения, км/ч;

М_г — горизонтальный масштаб, (число секунд в 1 см);

М_в — вертикальный масштаб, (число метров в 1 см).

Подставляя в формулы расчетные значения, получаем толщину ленты равной:

t_л=20 с.

Наклон ленты будет:

t_g=50 км/ч.

Эффективность координированного управления определяется обычно после внедрения системы. Показателем является степень снижения времени проезда автомобиля от начального до конечного пункта магистрали, на которой внедрена система координации. По данным многочисленных наблюдений время движения обычно снижается на 15−20%.

3. Практические мероприятия по организации дорожного движения

3.1 Исследование транспортной сети г. Костаная Изучение транспортной сети г. Костаная показало, что наиболее затруднительным участком транспортного процесса является дорога, проходящая по проспекту Абая.

Здесь расположены такие объекты нашего города, как «Ковровый дом», ресторан «Метрополь», ТЦ «Март», Центральный универмаг, Наримановский рынок, аквапарк «Лагуна», Костанайский государственный университет им. А. Байтурсынова и автовокзал. А проехав под мостом — промышленные предприятия со своими подъездными путями, центральный автомобильный рынок города, ТЦ «Астыкжан», выход на город Рудный попасть на которые с других районов города можно только по проспекту Абая.

Такой набор объектов создаёт очень высокую интенсивность транспортного потока, что в свою очередь снижает скорость движения, ведёт к заведомо ускоренному разрушению верхнего дорожного покрытия и к необходимости частых ремонтов дорожного полотна. Большую тревогу вызывает значительный уровень аварийности, шума, загрязнения атмосферы на данном участке дороги.

Серьёзные затруднения создаёт на этом участке, главной артерии города, и любая авария, которая ведёт к возникновению пробок. Т. к. основной поток автотранспорта стремиться попасть на автомобильный рынок, то из-за аварий страдает, прежде всего, транспорт общего пользования. ДТП, которое произошло, например, возле ТЦ «Март», парализует движение других транспортных средств, походящих через это место (а это центр города!), и не только здесь, но и на соседних улицах. Тут же прекращается надёжное сообщение центра с другими районами города.

Увеличение грузопотока на этих улицах нежелательно, т. к. их пропускная способность не рассчитана на большие нагрузки. В условиях нарастания автомобильного парка города и интенсивности движения на участке пр. Абая, назрела задача увеличения пропускной способности этого участка.

Одним из вариантов считается вынесение оптовых рынков за город, что значительно сократит количество автотранспортных перевозок на этом участке.

Второй вариант — строительство развязки автодороги для транзитного автотранспорта по направлению на Астану и на Челябинск, что сократит количество транспортных средств двигающихся по пр. Абая. Это уменьшит транспортный поток на данной улице, что позволит разгрузить это направление. При выполнении этого проекта права пассажиров не будут нарушены, так как им не придётся изменять маршруты движения или тратить дополнительное время, чтобы попасть в необходимые места в центре. Для решения этой задачи необходимо взаимодействие всех служб, занимающихся городским движением, и руководителей нашего города.

Транспортная сеть любого вида должна наиболее полно соответствовать перспективному развитию экономики нашего города и определяемых ею грузопотоков, социальным запросам людей и одновременно быть предельно экономной и застрахованной от негативных факторов.

3.2 Одностороннее движение Введение одностороннего движения по двум параллельным улицам (дорогам) является одним из наиболее характерных приемов его организации и воплощает одновременно несколько методических принципов. Организация одностороннего движения является вместе с тем естественным решением в градостроительной практике при строительстве автомобильных магистралей, известным очень давно. В условиях автомобильного движения одностороннее движение было впервые применено в Филадельфии (США) в 1906 г., а в 1907 г. введено на ряде параллельных улиц в Нью-Йорке.

Главное достоинство одностороннего движения заключается в сокращении числа конфликтных точек и прежде всего в устранении конфликта встречных транспортных потоков. Как было отмечено, конфликтные точки встречного движения являются наиболее опасными. Особенно ощутимо сокращается число конфликтных точек на пересечении. Это подтверждается данными при сравнении числа конфликтных точек на пересечении двух дорог с двусторонним движением (по одной полосе в каждом направлении) и двух дорог с односторонним (по две полосы каждая). К преимуществам одностороннего движения следует также отнести:

— возможности более рационального использования полос проезжей части и осуществления принципа выравнивания состава потоков на каждой из них (специализация полос);

— резкое улучшение условий координации светофорного регулирования между пересечениями;

— облегчение условий перехода пешеходами проезжей части в результате четкого координированного регулирования и упрощения их ориентировки, т.к. нет встречного транспортного потока;

— повышение безопасности движения в темное время вследствие ликвидации ослепления водителей светом фар встречных транспортных средств.

Существенным преимуществом является также то, что при введении одностороннего движения увеличивается число полос, работающих в одном направлении, и появляется возможность разрешить временную стоянку автомобилей хотя бы на одной из крайних полос.

Опыт, многократно подтвержденный в различных странах, в том числе и в нашей, показывает, что введение одностороннего движения обеспечивает повышение скорости транспортных потоков и увеличение пропускной способности улиц. Типичными в этом отношении являются опубликованные в США данные об увеличении пропускной способности улиц с шириной проезжей части около 13 м при введении одностороннего движения на двух параллельных улицах с различными вариантами режима стоянки автомобилей. Каждая из этих улиц практически пропускала следующее число легковых автомобилей, авт/ч (в числителе представлены данные для улицы с двусторонним движением, в знаменателе — с односторонним).

Стоянка разрешена по обеим сторонам…1200/1600

То же по одной стороне…1800/2300

Стоянка разрешена…2800/3400

Препятствиями для всеобъемлющего внедрения одностороннего движения являются значительное осложнение при пользовании маршрутным пассажирским транспортом из-за увеличения дальности пешеходных подходов, а также увеличение пробега автомобилей к объектам тяготения. Проявление этих недостатков зависит от геометрической схемы расположения улиц. Оно является минимальным при наличии прямоугольной сетки улиц и расстояния между параллельными путями до 250−300 м.

Неблагоприятной является радикально-кольцевая структура, после которой расстояния между соседними радиальными магистралями по мере удаления от центра резко увеличиваются. Поэтому в интересах пассажиров МПТ при переходе на одностороннее движение на сети улиц с радиально-кольцевой схемой в ряде случаев сохраняют встречное движение троллейбусов и автобусов, осуществляя, таким образом, неполное (частичное) одностороннее движение.

В связи с тем, что на некоторых городских магистралях и пригородных дорогах транспортные потоки в различные часы или даже дни недели приобретают определенное направление движения, для пропуска явно преобладающих потоков оказывается целесообразной организация реверсивного (переменного) одностороннего движения. Примером являются магистрали, ведущие в административные центры городов, по которым в утренний час пик происходит прибытие автомобилей, а по окончании рабочего дня — их выезд.

Преимущества одностороннего движения настолько значительны, что в практике оперативной организации движения приходится прибегать к нему в некоторых случаях хотя бы временно при любой схеме УДС. Так, например, во время массовых спортивных соревнований, демонстраций, при ремонте дорог без временного введения одностороннего движения по отдельным магистралям вообще становится невозможным обеспечить достаточно быстрый и безопасный пропуск транспортных потоков.

Может быть предложена следующая классификация одностороннего движения:

— полное постоянное;

— полное временное;

— неполное (частичное);

— реверсивное (переменное).

Как упоминалось, условием, которое может препятствовать введению одностороннего движения, является взаимная удаленность параллельных путей.

Для сохранения достаточного удобства подъезда к объектам одностороннее движение можно вводить, если на расстоянии до 350 м имеется параллельно проходящая улица, по которой можно организовать движение в противоположном направлении, и соединительные поперечные проезды на расстоянии не более 200 м. Эти условия главным образом связаны с обеспечением удобства обслуживания населения маршрутным пассажирским транспортом.

Проявления других недостатков одностороннего движения — некоторые затруднения с ориентировкой водителей и пешеходов в первый период после введения такой системы движения, повышение скорости транспортного потока, опасное для улиц с жилой застройкой, — могут быть в значительной мере предупреждены. Для этого необходимо обеспечить надлежащий надзор за движением и хорошую информацию участников дорожного движения в период их адаптации к новым условиям.

Обязательной для обеспечения безопасности при введении одностороннего движения является четкая и полная информация с помощью дорожных знаков. Для водителей транспортных средств, движущихся по улице с односторонним движением, информация должна обеспечиваться знаком 5.5 «Дорога с односторонним движением», а перед выездом из каждого примыкающего к улице проезда должен быть установлен знак 5.7.1 или 5.7.2 «Выезд на дорогу с односторонним движением». Вдоль улицы одностороннего движения со стороны, противоположной разрешенному направлению движения, устанавливают знаки 3.1. «Въезд запрещен». Такая информация в равной степени необходима при всех перечисленных вариантах одностороннего движения. Однако при переменном и полном временном вариантах приходится прибегать к переносным или управляемым многопозиционным знакам.

При разработке схемы организации одностороннего движения по двум соседним параллельным улицам, не связанным непосредственно с магистральной сетью, имеется возможность выбора двух вариантов направления движения. При этом сообщения между улицами будут в одном варианте осуществляться с правоповоротными маневрами, в другом — с левоповоротными. Выбор наилучшего варианта должен быть сделан с учетом сравнения степеней опасности всех конфликтных точек на пересечениях в зоне, охватываемой односторонним движением. Предпочтение должно быть отдано варианту с наименьшей суммарной степенью сложности пересечений, обеспечивающему большие удобства и безопасность для МПТ и, конечно, пешеходов.

3.3 Анализ эффективности предложений Размеры автомобильного транспорта по улицам и дорогам из года в год увеличиваются. Автомобилизация транспорта наряду с огромных положительным влиянием на экономику страны, комфортности и удобства для людей вызывает ряд негативных явлений, которые особенно ощутимо в крупных городах развитых стран:

— в результате дорожно-транспортных происшествий большое количество людей получают травмы, многие из них погибают;

— огромный материальный ущерб, загрязнение атмосферы отработавшими газами, шум, загромождение улиц стоящими автомобилями и другие негативные явления.

Статистические данные показывают, что основными дорожно-транспортными происшествиями являются наезды на пешеходов, столкновение и опрокидывание автомобилей, наезды их на препятствие и другие происшествия, то есть происшествия не относящееся к перечисленным выше видам. Среди виновников дорожно-транспортного происшествия большую часть составляют водители индивидуального транспорта.

Наиболее неблагоприятными в отношении аварийности являются:

— по сезонам года — летний период;

— по дням недели — понедельник, пятница и суббота;

— по времени суток — вечерний период.

В соответствии с целями и задачами анализа дорожно-транспортных происшествий оценивает уровень аварийности по месту и времени их совершение. Различают абсолютные и относительные показатели. Абсолютные показатели дают общие представление об уровне аварийности, позволяют проводить сравнительный анализ во времени для определённого региона и показывают тенденции изменения этого уровня. Однако более объективными являются относительные показатели, позволяющие проводить сравнительный анализ уровня аварийности различных стран, регионов, городов, магистралей и улиц.

Качественный анализ служит для установления причинно-следственных факторов возникновения дорожно-транспортного происшествия и степени их влияния на дорожно-транспортное происшествие. Этот анализ позволяет выявить причины и факторы возникновения дорожно-транспортного происшествия по каждому из составляющих системы «Дорожное движение».

Топографический анализ предназначен для выявления мест концентрации дорожно-транспортных происшествий в пространстве. Различают три вида топографического анализа:

— карту дорожно-транспортных происшествий;

— линейный график дорожно-транспортных происшествий;

— масштабную схему дорожно-транспортных происшествий.

Главными причинами дорожно-транспортных происшествий являются превышение скорости движения, управление транспортным средством в нетрезвом состоянии, нарушение правил движения водителями и пешеходами, не исправное состояние транспортных средств.

Для обеспечения безопасности движения и снижения количества дорожно-транспортных происшествий нужно усилить агитационно-профилактическую работу: осуществлять службу дорожного надзора на основе анализа причин в местах совершения дорожно-транспортных происшествий с учётом сезонных и временных условий движений, должна проводиться обязательная проверка технического состояния транспортных средств. Необходимо проводить беседы с водителем, постоянный контроль за работой их на линии, пропаганда этих правил на страницах печати, радио и телевидения, широкая огласка фактов нарушения и раскрытия факторов, способствующих возникновению дорожно-транспортных происшествий, создание общественного мнения вокруг нарушителей в сочетании с применением административного воздействия. Кроме того, необходимо усиление освещённости улиц в тёмное время суток, улучшение состояния покрытие проезжей части дорог, оборудование их светофорами и необходимыми дорожными знаками для регулирования движения транспортных средств и пешеходных потоков.

Предусмотрено широкое привлечение к работе по предупреждению ДТП трудовых коллективов предприятия и организации, а также населения по месту жительства.

Главная задача управления дорожной полиции (УДП) — совершенствовать организацию дорожного движения, чтобы обеспечить безопасность движения и повысить эффективность использования транспортных средств.

Работники УДП выполняют контрольные по отношению к различным организациям и предприятиям, занятым подготовкой водительских кадров, проектированием, строительством и эксплуатацией автомобильных дорог, производством и эксплуатацией автотранспортных средств. Сотрудники УДП осуществляют контрольные, регулирующие и распорядительные функции непосредственно в процессе дорожного движения. Причем необходимо отметить, что эти функции реализуют не только сотрудники УДП, но и работники других служебных органов внутренних дел в процессе выполнения ими своих основных обязанностей по обеспечению охраны общественного порядка.

Между вышеи нижестоящими органами УДП имеется связь, характеризующая управление в порядке служебной субординации, причем связь подобного рода характерна и для взаимоотношений между органами УДП, органами внутренних дел. Связь характеризует взаимоотношения УДП с различными учреждениями и организациями, деятельность которых связана с формированием общественного мнения, оказания медицинской помощи пострадавшим в ДТП, охраной общественного порядка и другими аспектами проблемы обеспечения безопасности дорожного движения.

Перед выездом на линию водитель должен проверить исправность всех агрегатов и узлов автомобиля, от состояния которых зависит безопасная работа на линии. При техническом состоянии автомобиля, не отвечающем техническим условиям, правилам дорожного движения и техники безопасности, водитель не имеет право выезжать на линию и администрация не имеет право принудить его к этому.

Водителю, находящемуся в состоянии алкогольного опьянения, в болезненном или утомленном состоянии, который может поставить под угрозу безопасность движение, выезжать на линию категорически запрещается.

При работе на линии водитель обязан строго соблюдать правила дорожного движения и указания регулировщиков. При дорожно-транспортных происшествиях водитель, причастный к нему, обязан выполнять требования указанные в Правилах дорожного движения.

При перевозке пассажиров и грузов водитель должен строго соблюдать требования, предусмотренные Правилами дорожного движения и техники безопасности. Водитель обязан осуществлять посадку и высадку пассажиров только после полной остановке транспортного средства, а начинать движение только с закрытыми дверями и не открывать их до полной остановки.

В результате утомления водитель теряет готовность к экстренному действию, то есть происходит снижение его бдительности. Это, в свою очередь, значительно повышает вероятность дорожно-транспортного происшествия. Состояние утомления является гораздо более частой причиной дорожно-транспортных происшествий, чем это принято считать.

Под влиянием утомления ухудшаются зрительные функции, двигательная реакция и координация движения, снижается интенсивность внимания, теряется чувство скорости.

Основными средствами предупреждения утомления и заторможенного состояния остается правильная организация режима труда и отдыха водителя.

Освещение улиц и дорог должно удовлетворять трем основным требованием:

1) иметь достаточно высокий уровень освещённости;

2) равномерно освещать проезжую часть, обеспечивая хорошую видимость автомобилей, пешеходов и различных препятствий;

3) не действовать ослепляющее на пешеходов и транспортные средства.

Естественно, чем выше освещённость, тем лучше видимость и выше безопасность движения. Глаза человека должны различать предметы в очень широком диапазоне освещённости от 100 000 лк в яркий солнечный день до 1 лк и даже менее на слабо освещённых улицах в тёмное время суток.

Уровень освещённости обычно нормируется в зависимости от значения улиц.

Например, в Германии нормы освещённости допускают освещённость:

— для главных магистральных улиц от 11 до 2 лк;

— для магистральных улиц от 8 до 1 лк;

для торгово-деловых улиц — от 4 до 1 лк;

для распределительных улиц — от 2 до 0,5 лк.

Для уменьшения опасного влияния «теневого барьера» при въездах в туннели освещение в них нормируется особо неравномерно по всей длине туннели.

Нормы требуют, чтобы средняя освещённость проезжей части на рампах была в 1,5 раза выше средней освещённости прилегающих улиц.

Применяемая до недавнего времени для оценки уличного освещения величина минимальной горизонтальной освещенности проезжей части в люксах не дает действительной характеристики условий видимости. Поэтому в основу метода расчета искусственного освещения еще в СССР были положены нормы яркости покрытия, которые зависят от интенсивного движения транспорта и характеристики освещаемой улицы, а также от численности населения города. Нормы средней яркости в нитях (нт) принимают одинаковыми при любых источниках света и зависят от интенсивности движения транспорта.

С другой стороны, средняя яркость покрытий проезжей части улиц и дорог в населенных пунктах нормируется в зависимости от значения улиц.

Если глаз человека хорошо приспосабливается к различному уровню освещенности, то на быструю смену ее уровня он реагирует со значительным опозданием. Поэтому отношение максимальной яркости к минимальной при нормированном значении средней яркости 0,4−1 нт не должно превышать величины 3:1, а при нормированном значении средней яркости 0,1−0,2 нт это отношение не должно превышать 5:1.

В Англии нормы яркости составляют 0,7−2,4 нт, во Франции — 0,5−1,7 нт, в Финляндии — 0,3−0,85 нт, в Германии — 0,3−1 нт.

Равномерность освещения достигается соблюдением определенного отношения между высотой подвески светильников и расстоянием между ними в плане (при определении мощности светильника и его типа). Обычно высота подвески светильников принимается от 6 до 12 м, а среднее расстояние между ними в крупных городах — в пределах 28−35 м.

Важным показателем качества светильных установок является уровень слепящего действия, создаваемого близкими источниками освещения. Для ограниченного слепящего действия нормируется наименьшая высота установки светильников над уровнем проезжей части. Годовая задержка транспортных средств. Схема расположения конфликтных точек на пересечении пр. Абая — ул. Л. Беды показана на рисунке 9.

Для расчетов принимаем следующие данные интенсивности пр. Абая — ул. Л. Беды в двух направлениях:

N_пр1=168+48· 3=312 ед

N_пр2=328+32· 2+44·3=524 ед

N_пр3=270+39· 3+39·4=543 ед

N_пр4=173+17· 2+22·3=273 ед Рисунок 10. Схема расположения конфликтных точек на пересечении пр. Абая — ул. Л. Беды.

Условия применения светофорной сигнализации могут быть определены исходя из минимума материальных потерь, связанных с задержками на перекрестках, а они на регулируемом перекрестке зависят от интенсивности движения в прямом и пересекающем направлениях и принятых режимов работы светофоров.

Шум от транспортных средств повышает нервное напряжение, снижает производительность труда, вызывает заболевания, мешает отдыху, снижает эффективность зрения, внимания и т. д., что имеет прямое отношение к безопасности движения.

Основным источником шума у автотранспортных средств является двигатель, в частности выхлоп отработанных газов. Однако в создании общего шумового фона участвуют и другие факторы: работа шин, механизмов и систем двигателя, трансмиссии, груза в кузове грузовых автомобилей и др.

Шум, создаваемый отдельным автомобилем, регламентируется ГОСТ 12.1.0003−76, согласно которому предельно допустимый шум грузового автомобиля на расстоянии 7,5 м не должен превышать 88 дБ. Уровень шума, установленный ГОСТом, обеспечивается соответствующим конструктивным решением элементов автомобиля. Однако в условиях эксплуатации в результате изменения технического состояния автомобиля уровень шума может превысить нормативный. В этом случае автомобиль должен пройти техническое обслуживание и ремонт. В соответствии с таблицей 8 шумовые характеристики транспортных потоков следующие:

Таблица 8. Шумовые характеристики транспортных потоков

Важная роль в снижении уровня шума принадлежит водителям, особенно в летнее время, в ночные и утренние часы, когда общий шумовой фон низкий и работа двигателя на излишне высоких оборотах, движение с большой скоростью по плохой проезжей части, неукреплённый груз создают большой шум.

Большую роль в снижении шума играют различные виды зелёных насаждений, что отражено в таблице 9.

Таблица 9. Снижение уровня шума различными видами зеленых насаждений

Годовая задержка транспортных потоков на регулируемых перекрестках рассчитывается по формуле Ф. Вебстера и имеет вид:

с (27)

где — отношение длительности разрешающего сигнала к циклу (=t₀/T_u);

N — интенсивность движения транспортных средств в рассматриваемом направлении, ед/ч;

Годовые задержки транспортных потоков:

T_H=t_H· N_авт·24·365 ч (28)

где N_авт — интенсивность движения транспортных средств в рассматриваемом направлении, ед/ч;

24 — количество часов в сутках;

365 — число дней в году;

T_H=3,77· 24·365=33 025,3 ч.

Затраты времени при введении одностороннего движения определяют как сумму времени, теряемого за год на перегонах (Т_П) и нерегулируемых и регулируемых пересечениях (Т_Р и Т_Н):

Т_ОД=Т_П+Т_Р+Т_Н(29)

Расчёт делаем по упрощённой формуле:

Т_ОД=365(N_ГЛ/k_Н)t (30)

где N_ГЛ — интенсивность движения, чел/час;

t — время проезда участка с односторонним движением.

t=L_n/V (31)

где L — длина участка, км;

V — средняя скорость движения, км/час

T_ОД=365· (31,2/0,1)·0,01=1138,8 ч Расчет эффективного расхода топлива.

Удельный эффективный расход топлива определяется по формуле:

g_xx=g_e· N_xx(32)

где g_e— расход топлива, л;

N_xx — эффективная мощность автомобиля на холостом ходу, кВт.

Структура транспортного потока:

Легковые — 69,6%;

Грузовые — 3,4% (Газель -0,8%; ЗиЛ — 2,6%);

Пассажирские- 27% (Газель-17,4%; ПаЗ-3,6%, ЛАЗ-1,1%; МАН-4,9%).

Номинальная средняя мощность транспортного потока определяется:

(33)

где N_e — номинальная мощность автомобиля, кВт;

n_x — частота обращения коленчатого вала в искомой скоростной характеристике, об/мин;

n_N — частота вращения;

Определив номинальную мощность на холостом ходу транспортного потока, можно определить расход топлива одного автомобиля:

g_ex=g_eN1,2−1,2· n_x/n_N+(n_x/n_N)2 л (34)

где g_eN — номинальный расход топлива, л

n_x, n_N — частота вращения коленчатого вала на холостом ходу и номинальная частота вращения коленчатого вала, об/мин;

Определяем средний расход топлива одного автомобиля:

Экономия на топливо определяется по формуле:

Q=T· g_ср, л (35)

где T — годовая задержка транспортного потока. ч;

g_ср — средний расход топлива. л

Q=33 025,3· 4,86=160 502,95 л;

Q=1138,8· 4,86=5534,568;

Затраты на топливо определяется по формуле:

С=Q· Ц_1л, л (36)

где С — экономия на топливо, л Ц_1л — цена одного лита топлива, тг.

С_H=160 502,95· 40=6 420 118 тг;

С_р=5534,568· 40=221 382,72 тг;

Эффективность применения одностороннего движения можно определить по экономии общих затрат следующим образом.

Формула суммарной годовой экономии от мероприятий по ОДД будет выглядеть:

Э=С_H-С_p, тг (37)

Тогда:

Э=6 420 118−221 382,72=6 198 735,28 тг.

Применение светофорного регулирования на перекрестках дает экономический эффект в том случае если общие потери времени будут меньше потерь при нерегулируемом движении или регулируемом с помощью односекционного светофора. При этом необходимо учитывать требования безопасности движения.

Годовой экономический эффект от мероприятий по ОДД определяется по формуле:

Э_эф=Э-(С-Е_нК), тг (38)

где Э — суммарная годовая экономия от мероприятий по ОДД;

С — годовые эксплуатационные затраты на осуществление мероприятий по ОДД;

Е_н — нормативный коэффициент эффективности (0,10,15)

К — капитальные затраты, тг.

Капитальные вложения: 100 000 тг.

Эксплуатационные затраты на нанесение новой разметки: 50 000 тг.

Тогда:

Э_эф=6 198 735,28-(100 000+0,1· 50 000)=6 093 735,2 тг.

Технико-экономические показатели сведены в таблицу 10.

Таблица 10. Технико-экономические показатели

Заключение

Во введении были сформулирован ряд задач. Цель работы достигнута посредством решения этих задач:

1. В результате анализа лично-дорожной сети городов, обобщения опыта исследований автоматизированных систем проектирования и управления развитием улично-дорожной сети городов, был сделан вывод о широких возможностях применения данного рода САПР в решении упомянутой задачи, что существенно облегчит принятие решений.

2. Анализ методологий инженерно-градостроительного проектирования и управления развитием улично-дорожной сети городов позволяет сделать следующее заключение по данному вопросу: наряду с мерами организации дорожного движения, которые могут быть решены при проектировании автомагистралей и разработке генеральных планов городов, существует необходимость в оперативной организации дорожного движения на всей улично-дорожной сети. Практика проектирования и эксплуатации городской застройки показывает, что улично-дорожная сеть г. Костаная не удовлетворяет новым требованиям роста и развития автомобильного парка города, особенно транспорта общего пользования, увеличению городского населения. Дорога, как одна из составляющих частей системы «дорожное движение», несёт колоссальные нагрузки, а недостаточный учет вопросов организации пешеходного движения приводит к наращиванию ненормальных условий ее функционирования. Поэтому возможность изучения и совершенствования транспортной сети с применением новых технологий позволит решить основную задачу — безопасность дорожного движения.

3. Рациональными направлениями использования систем автоматизированного проектирования в рассматриваемой прикладной области, по моему мнению, являются: изменение схем движения, введения средств регулирования и информации, надзора за движением и других мер. Эти меры отвечают за изменения: интенсивности; составу движения транспортных средств; скорости движения транспортных средств и пешеходов; климатическим условиям; постоянным изменениям в структуре городов; подвижности населения и т. д.

4. В ходе анализа современной организации городского дорожного движения установлены и показаны в работе основные методы расчета таких величин, как «расчет тротуаров», «расчет пешеходных переходов», «подчиняемость переходов сигналам светофора» и другие.

5. Среди недостатков организации городского дорожного движения, выявленных мною в ходе исследования по теме дипломной работы, можно определить следующие: перегруженность центральных улиц, высокий уровень шума, износ дорожного полотна, высокая аварийность и т. д.

6. В ходе исследования по теме дипломной работы, мною были сформулированы следующие рекомендации по улучшению организации дорожного движения в г. Костанай:

— для обеспечения безопасности движения и снижения количества дорожно-транспортных происшествий нужно усилить агитационно-профилактическую работу: осуществлять службу дорожного надзора на основе анализа причин в местах совершения дорожно-транспортных происшествий с учётом сезонных и временных условий движений, должна проводиться обязательная проверка технического состояния транспортных средств. Необходимо проводить беседы с водителем, постоянный контроль за работой их на линии, пропаганда этих правил на страницах печати, радио и телевидения, широкая огласка фактов нарушения и раскрытия факторов, способствующих возникновению дорожно-транспортных происшествий, создание общественного мнения вокруг нарушителей в сочетании с применением административного воздействия. Кроме того, необходимо усиление освещённости улиц в тёмное время суток, улучшение состояния покрытие проезжей части дорог, оборудование их светофорами и необходимыми дорожными знаками для регулирования движения транспортных средств и пешеходных потоков.

— применение светофорного регулирования на перекрестках дает экономический эффект в том случае если общие потери времени будут меньше потерь при нерегулируемом движении или регулируемом с помощью односекционного светофора. При этом необходимо учитывать требования безопасности движения.

7. Основным рационализаторским предложением, являющимся выводом по дипломной работе, предлагаю следующее: перенос транспортных потоков на параллельную улицу и пропуск транзитных грузов через развязку на въезде в город.

Практика показывает, что любые мероприятия по улучшению организации и повышению безопасности дорожного движения только тогда достигают цели, когда базируются на изучении закономерностей, лежащих в основе такого сложного явления, как современное движение транспорта. Различные факторы, влияющие на характер движения, тесно связаны между собой и взаимно обусловливают друг друга.

Работа инженера дорожного движения и состоит в том, чтобы брать на вооружение все методы, способные повысить производительность системы «дорожное движение», уменьшить количество дорожно-транспортных происшествий, создать комфортные и безопасные условия для мирного сосуществования водителя и пешехода.

Графоаналитический метод, который включает в себя два подхода к изучению дорожного движения, позволяет внести их как инновационные методы в копилку исследований по безопасности и усовершенствованию дорожного движения.

Помимо организационно-технических и планировочно-реконструктивных мероприятий по улучшению безопасности движения, большое значение имеют регулировочные мероприятия.

Наибольший эффект даёт использование таких средств, как введение светофорного регулирования с широким применением автоматики, введение координированной системы регулирования на прямых широких улицах значительной протяжённости.

Изучение строения и развития транспортных сетей города, области, государства с применением метода теории графов даёт возможности посоветовать строителям шоссейных и железнодорожных дорог какие магистрали строить в первую очередь, какие во вторую, провести сравнительный анализ развития всех видов транспорта, как можно улучшить связь не только между двумя городами, но и сразу между несколькими соседними районами. Более того люди смогу создавать более надёжные транспортные сети, которые не будут закупориваться автомобильными пробками и закрываться на несколько дней из-за аварий, При этом строить такую сеть люди смогут самым дешёвым и выгодным способам. С помощью теории графов можно изучать строение не только транспортных сетей, но и железнодорожных, трубопроводов, водных путей. Транспортная сеть любого вида должна наиболее полно соответствовать перспективному развитию экономики нашего города, определяемых ею грузопотоков, социальным запросам людей и одновременно быть предельно экономной и застрахованной от негативных факторов. Изучение транспортной сети методом графов помогает решить все эти проблемы.

Наш город также нуждается в решении многих проблем дорожного движения. И одной из них является повышенная интенсивность дорожного движения по пр. Абая. Поэтому предложенный проект принесет в перспективе и безопасность, и удобство и экономию городу. С ростом автомобильного парка в городе, с увеличением транспортных потоков необходимость переоборудования и переустройства дорог становится главной задачей всех систем, занимающихся дорожным движением и руководства города.

1. Рейхов Х. Б. Автомобильное движение и планировка городов. — М.: 2004 г.

2. В. А. Владимиров, Г. Д. Загородников, Л. Н. Малов «Инженерные основы организации дорожного движения» М.: Стройиздат, 2005 г. 453 стр.

3. Ю. А. Кременец, М. П. Печерский «Технические средства регулирования дорожного движения». — М.: Транспорт, 2011 г. 255 стр.

4. П. Г. Буга, Ю. Д. Щелков «Организация пешеходного движения в городах». М.: Высшая школа, 2002 г. 231 стр.

5. Г. И. Клинковштейн «Организация дорожного движения». — М.: Транспорт, 2002 г. 239 стр.

6. Н. Г. Рыбальский, М. А. Малярова, В. В. Горбатовский, В. Ф. Рыбальская, Т. В. Красюкова, С. В. Левин «Экология и безопасность справочник». Том 1, часть 2. — М.: ВНИИПИ, 2002 г. 441 стр.

7. Лобанов Е. М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя. — М.: Транспорт, 2008. — 311 с.

8. Шрамов А. А., Шубко В. Г. Организация грузовых и пассажирских перевозок и коммерческой работы. — М.: Транспорт, 2007. — 399 с.

9. Овчинников Е. В., Фишельсон М. С. Городской транспорт. — М.: Высшая школа, 2006. — 352 с.

10. Геронимус В. Л. Экономико-математические методы в планировании на автомобильном транспорте. — М.: Транспорт, 2002. — 105 с.

11. Бегма И. В., Тамаревская Е. С. Проектирование автомобильных дорог с учетом зрительного восприятия. — М.: Автотрансиздат, 1963, 42с.

12. Васильев А. П. Проектирование дорог с учетом влияния климата на условия движения. — М.: Транспорт, 1986, 248 с.

13. Лобанов Е. М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя — М.: Транспорт, 1980 — 311 с., ил. табл.

14. Пегин П. А. Влияние солнечного ослепления на восприятие водителем дорожной обстановки // Дальний Восток. Автомобильные дороги и безопасность движения. № 2: Региональный ежегодный сборник научных трудов. — Хабаровск: изд-во ХГТУ, 2002. — С.207−213

15. Пегин П. А. Обеспечение безопасности дорожного движения при солнечном ослеплении водителей.// Новые идеи нового века: Материалы 3 международной научной конференции. — Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2003. — С 174−178

16. Ситников Ю. М. Влияние видимости на режимы и безопасность движения. Автореферат диссер. М. 1967, 26 с.

17. Щит Б. А. Исследование влияния расстояний видимости на особенности работы водителей с целью повышения безопасности дорожного движения. Автореферат диссер. — М.: 1980, 22 с.

18. Буданов А. Н., Печерский М. П. Открытые системы и управление движением транспорта. М.: ЗАО «РТСофт» «Открытые системы», 11.12.2000

19. Врубель Ю. А. Потери в дорожном движении. — Минск. Изд-во БНТУ. 2003.

20. Капский Д. В., Кот Е. Н. Концепция развития автоматизированных систем управления дорожным движением в Республике Беларусь //Научно-техн. журнал «Вестник БНТУ» — Минск, 5'2005. — С. 63−66.

21. Капитанов В. Т., Хилажев Е. Б. Управление транспортными потоками в городах. — М.: Изд-во «Транспорт», 1985, 186 с.

22. Поляков А. А Организация движения на улицах и дорогах. — М.: Транспорт, 1965, 376с.

23. Владимиров В. А., Загородников Г. Д. Инженерные основы организации дорожного движения. — М.: Стройиздат, 1975, 455с.

24. Никурадзе Н. Ш. Исследования режимов светофорного регулирования на сложных пересечениях в одном уровне. Автореф. дис. канд. техн. наук. — М., 1981, 17 с.