Вибір маршруту руху транспортних потоків

 

Початковим пунктом маршруту є пункт 1, а кінцевим - пункт 9 (рис. 1). Вибір маршруту руху транспортних потоків проводиться на основі витрат проїзду ланок транспортної мережі.

Найбільш раціональним буде маршрут, що має найменші витрати. Для вибору маршруту руху використовують метод потенціалів для визначення найкоротших відстаней. При цьому як критерій оптимізації використовується не мінімум пробігу, а мінімум витрат на проїзд від пункту 1 до пункту 9 (таблиця 2.1).

 

4. Характеристика дорожнього руху на перехресті

 

Вивчення характеристик дорожнього руху на небезпечному перехресті проводиться за допомогою натурних обстежень. Необхідно визначити наступні характеристики:

- інтенсивність руху транспортних потоків у різних напрямках на перехресті;

- склад транспортних потоків;

- інтенсивність пішохідних потоків;

- потоки насичення в різних напрямках;

- середню швидкість транспортних засобів у зоні перехрестя.

Обстежувати інтенсивності транспортних і пішохідних потоків, середньої швидкості руху транспортних потоків рекомендується проводити за методикою, викладеною в [3]. При цьому, допускається фіксування інтенсивності потоків протягом 15 хвилин по кожному напрямку. Потім визначають годинну інтенсивність потоків у фізичних і приведених одиницях. Для перекладу інтенсивності руху у фізичних одиницях до інтенсивності в приведених використовують коефіцієнти приведення. Для визначення добової інтенсивності руху у фізичних і приведених одиницях потрібно скористатися процентним співвідношенням інтенсивності руху по годинах доби. Результати обстеження представляють у табличній формі (дод.А).

Склад транспортних потоків встановлюється за матеріалами обстеження у фізичних і приведених одиницях. Інтенсивність пішохідних потоків фіксується протягом 15 хвилин у кожному напрямку. Після цього необхідно визначити годинну й добову інтенсивність пішохідних потоків на перехресті. За матеріалами обстежень будують картограму інтенсивності транспортних і пішохідних потоків.

Потоки насичення встановлюють для кожного напрямку різних фаз регулювання. Для регульованих перехресть визначають потоки насичення шляхом натурних обстежень з використанням залежності

, (4.1)

де i – номер фази регулювання;

j – номер напрямку руху;

n – число вимірів;

т_z – число приведених транспортних одиниць, що пройшли через стіп лінію за час t.

Відлік часу t починають з моменту включення дозволяючого сигналу світлофора й закінчують у момент перетинання стоп–лінії останнім автомобілем черги. Виміри повторюють 10 разів. При довжині черги більше 10 автомобілів досить зробити 3-5 вимірів. Результати представляють у вигляді таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Потоки насичення

Напрямок

Показник

Замір

Потік насичення, авт/год

Кількість авт.

Час, с.

 

Інтенсивності руху транспортних потоків у фізичних і приведених одиницях за 1 годину й за 1 добу зводимо в таблицю А.1 - А.4 дод. А. Інтенсивність руху у приведених одиницях за добу знаходять, скориставшись процентним співвідношенням інтенсивності руху по годинах доби. Інтенсивність за 1 годину доби по напрямкам руху визначається шляхом множення коефіцієнта приведення для даного типу транспортного засобу на інтенсивність руху транспортних потоків у певному напрямку (4.2).

(4.2)

де - інтенсивність у приведених одиницях, авт./год.;

- інтенсивність у фізичних одиницях, авт./год.;

- коефіцієнт приведення.

Після проведених обстежень на перехресті будуються:

- картограма інтенсивності руху транспортних і пішохідних потоків за годину;

- схема розташування технічних засобів регулювання руху та геометричні параметри перехрестя.

 

5. Розрахунок режиму роботи світлофорної сигналізації

 

Вихідними даними для розрахунку режиму роботи світлофорної сигналізації є характеристики дорожнього руху на небезпечному перехресті. Спочатку необхідно визначити оптимальне число фаз регулювання, керуючись наступними засадами:

1. Допускається сполучати в одній фазі, лівоповоротний потік, що конфліктує із зустрічним потоком прямого напрямку, якщо інтенсивність лівоповоротного потоку не більше 120 авт/год.

2. Пішохідний і конфліктуючі з ним транспортні поворотні транспортні потоки можуть сполучається в одній фазі, якщо інтенсивність пішохідного потоку не перевищує 900 чол/год, а інтенсивність поворотних транспортних потоків не вище 120 авт/год.

3. Смуги руху необхідно закріплювати за певними фазами. Не планувати виїзд транспортних засобів, що одержують право, у різних фазах, з однієї смуги.

4. Прагнути того, щоб інтенсивність руху, у середньому на одну смугу не перевищувала 600-700 авт/год.

5. Якщо проїзна частина має три й більше смуги руху в одному напрямку, необхідно розглядати можливість поетапного переходу пішоходами вулиці протягом двох фаз регулювання.

Посилаючись на вищевказані правила, потрібно призначити кількість фаз регулювання та схему роз'їзду на досліджуваному перехресті. Результати рішень представляють у вигляді схеми пофазного роз’їзду на перехресті в кожній фазі регулювання.

Для напрямку руху в кожній фазі регулювання визначають фазові коефіцієнти:

, (5.1)

де - фазовий коефіцієнт -го напрямку руху в і-й фазі регулювання;

- інтенсивність руху в -му напрямку і-ї фази регулювання, авт/год.

У якості розрахункових фазових коефіцієнтів для кожної фази, приймають найбільші значення у кожній фазі. Якщо якийсь транспортний потік пропускається протягом 2-ох фаз, то для нього окремо розраховують фазовий коефіцієнт. Якщо цей фазовий коефіцієнт більше суми розрахункових фазових коефіцієнтів тих фаз, протягом яких він пропускається, то розрахункові фазові коефіцієнти збільшують.

Тривалість проміжних тактів у кожній фазі розраховується за формулою:

, (5.2)

де - середня швидкість руху транспортних засобів у зоні перехрестя, км/год;

- середнє уповільнення транспортного засобу при вмиканні сигналу, що забороняє рух, м/с²;

- відстань від стоп-лінії до самої дальньої конфліктної точки перетинання з транспортними засобами, що починають рух у наступній фазі, м;

- довжина транспортного засобу, що найбільш часто зустрічається у потоці, м.

Значення приймають 35 км/год. Уповільнення .

Виходячи з вимог безпеки руху, приймають , незалежно від розрахункового значення.

Оскільки інтервали між послідовно прибуваючими транспортними засобами до перехрестя, як правило неоднакові, тривалість циклу світлофорного регулювання розраховують за формулою Вебстера

, (5.3)

де - сума тривалості проміжних тактів , с;

- сума розрахункових фазових коефіцієнтів.

, (5.4)

, (5.5)

де - число фаз регулювання.

Виходячи з вимог безпеки руху, незалежно від розрахункового значення, приймають .

Тривалість основного такту в і-й фазі регулювання розраховується за формулою:

, (5.6)

приймають не менше 7 с для забезпечення вимог безпеки руху.

Час, необхідний для пропускання пішоходів по якомусь напрямку руху розраховують за формулою:

, (5.7)

де - швидкість руху пішоходів, м/с.

Для практичних розрахунків можна прийняти . Якщо які-небудь значення більше тривалості відповідних основних тактів, то приймають . Тривалість циклу в цьому випадку також необхідно збільшити.

6. ЭКОНОМІЧНА ДОЦІЛЬНІСТЬ УВЕДЕННЯ СВІТЛОФОРНОГО РЕГУЛЮВАННЯ

 

Для обґрунтування економічної доцільності уведення світлофорного регулювання, необхідно визначити витрати на експлуатацію світлофорного об'єкта, вартість витрат часу транспортних засобів, пішоходів і пасажирів на нерегульованому і регульованому перехресті, зниження збитку від ДТП.

У загальному випадку витрати на експлуатацію світлофорного об'єкта визначають за формулою

(6.1)

де – витрати на виконання поточного і профілактичного ремонту, грн.

- витрати на електроенергію, грн;

- витрати на амортизаційні відрахування, грн.

(6.2)

де - балансова вартість світлофорного об'єкта, грн. (приймаємо 2100 грн);

- норма відрахувань на поточний ремонт і утримання, % (приймаємо 5%)

(6.3)

де - вартість 1 квт/год електроенергії, грн. (приймаємо рівним 0,19 грн);

- коефіцієнт використання встановленої потужності (приймаємо 1);

- установлена потужність струмоприймача, квт (дорівнює сумарній потужності одночасно палаючих ламп світлофорного об'єкта. Потужність однієї лампи приймаємо 60 Вт);

- кількість годин роботи устаткування протягом року.

, (6.4)

де - норма амортизаційних відрахувань на повне відновлення і ремонт устаткування, % (для технічних засобів регулювання приймається 12%).

Вартість витрат часу транспортних засобів на нерегульованому перехресті визначається в наступному порядку.

Для кожного напрямку другорядної дороги обчислюють середню затримку автомобіля (при експоненціальному розподілі тимчасових інтервалів між автомобілями на головній дорозі)

 

, (6.5)

де - інтенсивність транспортного потоку на головній дорозі в обох напрямках у фізичних одиницях, авт/с;

- середня інтенсивність, що приходиться на одну смугу другорядної дороги в j-ому напрямку, авт/с;

- граничний інтервал часу,с;

- відповідної уповільнення автомобіля ( = 3 – 4 м/с²) і прискорення автомобіля ( = 1,0 –1,5 м/с²), м/с².

Граничний інтервал залежить від багатьох факторів, головним чином від виду маневру транспортного засобу. При перетинанні двохсмугової дороги = 6 – 8 с, при лівому повороті = 10 – 13 с, при правому повороті = 4 – 7 с. Якщо число смуг головної дороги більше двох, діапазон зміни = 2 – 3 с.

Середню затримку автомобіля на нерегульованому перехресті розраховують як середньозважене значення затримок усіх напрямків другорядної дороги (табл. 6.1).

. (6.6)

 

Таблиця 6.1 - Показники нерегульованого перехрестя

Напрямок руху	Інтенсивність руху на другорядній дорозі, Nвj, авт/с.	Граничний інтервал часу tгр, с.	Середня швидкість Тз в районі перехрестя Vа, км/год	Середня затримка автомобіля t∆H, с.

 

Витрати часу транспортних засобів на нерегульованому перехресті за рік

, (6.7)

де - інтенсивність руху на другорядній дорозі у фізичних одиницях в обох напрямках авт/год.

Витрати часу транспортних засобів на нерегульованому перехресті

(6.8)

де - постійні витрати i-ої групи транспортних засобів, грн/год;

- питома вага i-ої групи транспортних засобів у потоці.

При розрахунках приймають = 3,2 грн/год – для вантажних автомобілів; = 2,5 грн/год – для легкових автомобілів і = 3,9 грн/год - для автобусів.

Після цього визначаємо вартість втрат часу транспортних засобів на регульованому перехресті. Затримки транспортних засобів на регульованому перехресті для різних напрямків обчислюються за формулою Вебстера [5].

, (6.9)

де - відношення до ;

- ступінь насичення напрямку руху;

- інтенсивність руху транспортних засобів у розглянутому напрямку в приведених одиницях, авт/с.

. (6.10)

Середньозважену затримку для регульованого перехрестя визначають так само, як і для нерегульованого перехрестя за формулою

. (6.11)

 

Таблиця 6.2 - Показники регульованого перехрестя

Фаза	Напрямок руху	Відношення tоi до Тц. λ.	Ступінь насичення напрямку руху x.	Інтенсивність руху транспортних потоків у розглянутому напрямку в приведених одиницях N, авт/с.	Затримки Тз на регульованому перехресті t∆рj

 

Витрати часу транспортних засобів за рік на регульованому перехресті:

. (6.12)

Вартість втрат часу транспортних засобів на регульованому перехресті обчислюється так само, як і на нерегульованому перехресті за формулою (6.8).

Вартість витрат часу, що втрачається пасажирами за рік на нерегульованому і регульованому перехресті, визначається за формулою

(6.12)

 

де - час втрачаємий транспортними засобами на перехресті за рік, год;

- середня годинна величина витрат, пов'язаних з перебуванням у шляху пасажирів і пішоходів, грн/год (приймаємо рівною 0,5 грн/год);

- частки відповідно автобусів і легкових автомобілів у транспортному потоці;

- номінальні місткості автобусів і легкових автомобілів.

- середні коефіцієнти використання місткості відповідно автобусів і легкових автомобілів.

Значення визначаються шляхом натурних обстежень.

Середню місткість автобусів і легкових автомобілів можна прийняти = 90 чол. = 5 чол.; коефіцієнти використання місткості = 0,9, = 0,4.

Далі розраховуються витрати, пов'язані з втратою часу пішоходами на перетинання перехрестя. Середню затримку одного пішохода, що перетинає головну і другорядну дорогу на нерегульованому перехресті, визначають по діаграмі (рис2) [6].

 

 

Рис.2 Залежність середньої затримки пішохода від інтенсивності

транспортного потоку на нерегульованому перехресті:

перетинання пішоходом трирядного потоку при співвідношенні

інтенсивності транспортних потоків по смугах

(1) 1-2-1; (2) 1-1, 5-1; (3) 1-1-1;

перетинання пішоходом дворядного потоку при співвідношенні

інтенсивності транспортних потоків по смугах

(4) 1-2; (5) 1-1, 5; (6) 1-1

Витрати часу пішоходами за рік на нерегульованому перехресті визначаються за формулою:

(6.13)

де , - інтенсивність пішохідного потоку, що перетинає відповідно головну і другорядну дорогу, чол/доб;

, - середня затримка одного пішохода, що перетинає відповідно головну і другорядну дорогу на нерегульованому перехресті, с.

Вартість витрат часу, що втрачається пішоходами на нерегульованому перехресті

(6.14)

Витрати часу пішоходами за рік на регульованому перехресті визначаються за формулою

, (6.15)

де - інтенсивність пішохідного руху через перехрестя в i-ої фазі регулювання, чол./доб;

- тривалість основного такту в i-ой фазі регулювання, с.

Вартість витрат часу, що втрачається пішоходами на регульованому перехресті, визначається так само, як і на нерегульованому за формулою (6.14).

Збиток від ДТП на перехресті оцінюється по статистичним даним про кількість ДТП на небезпечному перехресті. Маючи інформацію про кількість ДТП за рік (табл. Б6) із загибеллю людей , пораненнями людей і матеріальним збитком , необхідно визначити збиток від ДТП на перехресті за рік

, (6.16)

де - народногосподарський збиток від ДТП відповідно з загибеллю, пораненнями людей і матеріальним збитком, грн.

При виконанні розрахунків можна прийняти Ц_П = 27500, грн; Ц_Р = 2600 грн; Ц_М = 340 грн.

Якщо розглянуте перехрестя є нерегульованим, то збиток від ДТП після уведення світлофорного регулювання розраховують за формулою

(6.17)

де - коефіцієнт зниження втрат від ДТП після введення світлофорного регулювання ( = 0,36).

Якщо ж розглянуте перехрестя є регульованим, то збиток від ДТП при відсутності світлофорного регулювання складає

. (6.18)

Для оцінки економічної доцільності введення світлофорного регулювання на перехресті визначають коефіцієнт економічної ефективності Е, строк окупності Т, річний економічний ефект.

Поточні витрати на нерегульованому перехресті

. (6.19)

Поточні витрати на регульованому перехресті:

. (6.20)

Коефіцієнт економічної ефективності

. (6.21)

Строк окупності витрат на введення світлофорного регулювання

. (6.22)

Нормативний строк окупності

Т_н=1/Е_н. (6.23)

Річний економічний ефект

Э_рік=С^н_тр-С^р_тр-К_б ·Е_н (6.24)

Висновок про доцільність введення світлофорного регулювання повинен бути заснований на результатах розрахунків Э_рік і зіставленні Е и Е_н. Т і Т_н. При цьому, значення Е_н становить 0,12.

Висновки

 

У висновку необхідно дати коротку характеристику ухвалених рішень і результатів роботи, зробити висновки про ефективність використаних у контрольній роботі методів рішення різних завдань, ступеня досягнення поставленої мети.

 

Список літератури

 

1. Автомобильные перевозки и организация дорожного движения: Справочник. Пер. с англ. / В.У. Рэнкин, П. Клафи, С. Халберт и др. – М.: Транспорт, 1981. – 592 с.

2. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движе­ния. –М.: Транспорт, 1991. – 183 с.

3. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. – М.: Транспорт, 1990. – 255 с.

4. Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов. –М.: Транспорт, 1990. – 240 с.

5. Хомяк Я.В.Организация дорожного движения. – К.: Вища школа, 1986.–271 с.

Додаток А

 

Таблиця А.1 - Годинна інтенсивність руху транспортних потоків у фізичних одиницях

Тип транспортних засобів	Напрямок руху
Легкові автомобілі
Мікроавтобуси й вантажні автомобілі вантажопідйомністю до 2 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 2 – 5 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 5 – 8 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю понад 8 т.
Автобуси всіх марок
Зчленовані автобуси
Тролейбуси
Зчленовані тролейбуси
Мотоцикли, мопеди й ін.
Трактори
Крани, автопоїзда
Разом по напрямках

 

Таблиця А.2 - Годинна інтенсивність руху транспортних потоків у приведених одиницях

Тип транспортних засобів	Напрямок руху
Легкові автомобілі
Мікроавтобуси й вантажні автомобілі вантажопідйомністю до 2 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 2 – 5 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 5 – 8 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю понад 8 т.
Автобуси всіх марок
Зчленовані автобуси
Тролейбуси
Зчленовані тролейбуси
Мотоцикли, мопеди й ін.
Трактори
Крани, автопоїзда
Разом по напрямках

 

Таблиця А.3 - Добова інтенсивність руху транспортних потоків у фізичних одиницях

Тип транспортних засобів	Напрямок руху
Легкові автомобілі
Мікроавтобуси й вантажні автомобілі вантажопідйомністю до 2 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 2 – 5 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 5 – 8 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю понад 8 т.
Автобуси всіх марок
Зчленовані автобуси
Тролейбуси
Зчленовані тролейбуси
Мотоцикли, мопеди й ін.
Трактори
Крани, автопоїзда
Разом по напрямках

 

Таблиця А.4 - Добова інтенсивність руху транспортних потоків у приведених одиницях

Тип транспортних засобів	Напрямок руху
Легкові автомобілі
Мікроавтобуси й вантажні автомобілі вантажопідйомністю до 2 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 2 – 5 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю 5 – 8 т.
Вантажні автомобілі вантажопідйомністю понад 8 т.
Автобуси всіх марок
Зчленовані автобуси
Тролейбуси
Зчленовані тролейбуси
Мотоцикли, мопеди й ін.
Трактори
Крани, автопоїзда
Разом по напрямках

 

Додаток Б

 

Таблиця Б1 – Дані про дуги транспортної мережі

Позначення дуги	Номер варіанту
1-2	0,5	0,7	0,9	1,2	0,8	1,1	1,3	0,6	1,0	0,8
2-3	1,6	1,9	2,2	0,8	1,7	2,6	0,7	2,1	1,4	0,9
2-4	1,9	2,2	1,4	2,3	1,1	0,6	2,0	1,5	1,8	1,7
3-4	0,6	0,8	0,6	1,6	0,5	1,3	1,1	1,2	1,7	0,4
3-5	2,1	1,7	0,7	2,3	1,2	1,9	0,8	1,8	1,1	2,2
3-8	2,7	1,9	2,5	1,3	2,6	3,2	3,5	2,4	1,6	2,4
4-5	1,5	1,2	1,9	0,6	0,4	2,3	2,2	0,7	0,6	1,6
4-6	2,3	3,2	1,4	3,4	1,9	1,2	2,7	2,6	3,1	2,5
5-6	1,7	1,5	1,2	1,6	0,9	1,8	0,6	0,7	2,1	2,3
5-7	1,4	1,7	2,1	0,6	2,4	0,8	1,8	1,6	0,9	0,7
6-7	1,2	2,2	2,4	2,1	1,8	1,2	1,7	1,4	1,6	2,0
7-8	1,7	1,9	2,0	2,4	2,6	1,8	0,9	2,1	2,3	0,8
7-9	0,8	1,1	1,0	0,6	0,7	1,2	1,6	1,3	1,4	0,9
8-9	3,2	3,1	3,4	3,6	4,0	3,5	2,9	3,8	4,2	2,6

 

Таблиця Б2 – Кількість ДТП за рік на перехрестях мережі

Позначення перехрестя	Номер варіанту
						И

 

Таблиця Б3-Інтенсивність руху на дугах транспортної мережі, 10² од/год.

Позначення дуги	Номер варіанту
1-2	70*
2-3
2-4
3-4

Продовження таблиці Б3

Позначення дуги	Номер варіанту
3-5
3-8
4-5
4-6
5-6
5-7
6-7
7-8
7-9
8-9

Примітка*: в чисельнику інтенсивність у прямому напрямку в знаменнику в зворотному.

 

Таблиця Б4 – Кількість ДТП за рік на дугах транспортної мережі, од.

Позначення дуги	Номер варіанту
1-2
2-3
2-4
3-4
3-5
3-8
4-5
4-6
5-6
5-7
6-7
7-8
7-9
8-9

Таблиця Б5 - Середня технічна швидкість транспортних засобів на дугах транспортної мережі, км/год

Позначення дуги	Номер варіанту
1-2
2-3
2-4
3-4
3-5
3-8
4-5
4-6
5-6
5-7
6-7
7-8
7-9
8-9

 

Таблиця Б6 – Розподіл ДТП на аварійно-небезпечному перехресті

Кількість ДТП	Номер варіанту
З матеріальним збитком
З пораненими
З загиблими