Пропускная способность полосы движениягородской магистрали

Важнейшим показателем, характеризующим эксплуатационные качества транспортной системы города, является ее пропускная спо­собность. Под пропускной способностью улиц понимают макси­мальное число автомобилей, которые могут пройти по ней в едини­цу времени при обеспечении заданной скорости и безопасности движения. В реальных условиях пропускная способность улицы оп­ределяется наименьшей пропускной способностью одного из ее уча­стков или сечений, например, пересечений, сужений, мостов и др.

Основными характеристиками транспортного потока являются скорость (Т, км/ч) и плотность движения (Д, авт./км), измеряемая числом автомобилей на 1 км. Наибольшее значение плотности по­тока (Д_мах) достигается при заторах движения и может быть опре­делено эмпирически:

где П_л - доля легковых автомобилей в потоке, %.

Плотность транспортного потока, скорость и интенсивность движения (И, авт./ч) связаны зависимостью:

При Д = Д_тал достигается предельная интенсивность движе­ния, которая и принимается за пропускную способность. Обычно пропускную способность рассчитывают с учетом динамического габарита - минимальной дистанции (L_min, м) между автомобилями, гарантирующей своевременную остановку автомобиля при внезап­ной остановке впереди идущего. При известной скорости движения временной интервал между автомобилями

Здесь ST1, ST2 - остановочный путь соответственно: 1-го автомобиля

2-го автомобиля

При определении временного интервала используют следую­щую зависимость:

где t_p - время реакции 2-го водителя, с;

К_Э1 и К_Э2 - коэффициенты эксплуатационного состояния 1 -го и 2-го автомобилей;

φ - коэффициент продольного сцепления шин с дорожным покрытием, равный отношению силы, их удерживающей, к массе тела (табл. 2.1.);

i - продольный уклон дороги, измеряемый в % и равный тан­генсу угла наклона продольного профиля дороги (при спуске знак «-», при подъеме «+»);

G - ускорение свободного падения.

Таким образом, при одинаковых дорожных условиях и техни­ческом состоянии автомобилей ∆t_min = t_p. Тогда пропускная способ­ность с позиции безопасности движения: N = 3600/t_p. Расчетное значение времени реакции рекомендуется выбирать с учетом 85%

обеспеченности. С учетом этого в табл. 2.2. приведены данные, ха­рактеризующие пропускную способность одной полосы движения с учетом психофизиологических возможностей водителя.

Таблица 2.1Значения коэффициента сцепления φ

 

 

Покрытие	Состояние покрытия
Чистое сухое	Чистое влажное	Грязное мокрое	Гололед
Асфальтобетон Цементобетон	0,5-0,8 0,5	0,3-0,6 0,3-0,4	0,1-0,25 0,1-0,25	0,05-0,1 0,05-0,1

Таблица 2.2

Пропускная способность одной полосы движения*

 

Характеристикадороги	Скорость движе­ния, км/ч	Продолжительность работы	Время реакции, с	Пропускная способность, авт./ч
Скоростная   Автомобильная     Городская маги­стральная непре­рывного движе­ния	70-120   60-80   50-65	Длительная Кратковременная Длительная Кратковременная Длительная Кратковременная	3,5 3,0 3,2 2,0 3,0 1,6	1000 1600 1100 1800 1200 2200

*φ = 0,6; i = 0

Пропускная способность полосы движения зависит от состава транспортного потока. При расчетах весь поток приводят к одному составу - легковому автомобилю. Коэффициенты приведения озна­чают кратность увеличения пропускной способности полосы дви­жения при 'замене реальных автомобилей на условные. Эти коэф­фициенты имеют следующие значения: легковые автомобили - 1,0; автобусы - 2,5; троллейбусы - 3,0; сочлененные автобусы и трол­лейбусы - 4,0; грузовые автомобили в зависимости от массы - от 2 до 3,5; автопоезда - от 4 до 8. Следовательно, при увеличении в со-

ставе потока доли грузовых автомооилей предельная пропускная способность снижается.

Расстояние, занимаемое транспортным средством на полосе движения при его перемещении, можно определить по выражению

где S₃ - расстояние безопасности между остановившимися авто­мобилями, S₃ ⁼ 2... 3 м;

S₄ - длина транспортного средства, S₄ = 4... 15 м.

Тогда пропускную способность полосы движения можно представить в следующем виде:

Исходя из условия dN/dV = 0, можно определить оптималь­ную скорость движения транспортного потока:

 

Здесь С = K_Э/ 2g(φ±i) - коэффициент торможения, учиты­вающий техническое состояние автомобиля и дорожные условия.

Если построить зависимость N = f(V), тогда становится ясно, что движение возможно только в области, ограниченной графиком и осью абсцисс. Высшей точке этого графика соответствует макси­мальная пропускная способность и оптимальная скорость движе­ния. Эта скорость измеряется в пределах от 20 до 50 км/ч в зависи­мости от состава транспортного потока, эксплуатационного состоя­ния и дорожных условий.

По мере приближения интенсивности к предельной пропуск­ной способности не только снижается скорость движения, но и на­рушается стабильность этого процесса, вплоть до полной остановки (затора). В предельной пропускной способности продолжитель­ность непрерывного движения составляет 10—15 мин, а продолжи­тельность затора может превышать 50% всего времени существо­вания такой загрузки улицы. Поэтому в качестве расчетного выби-

рается тот режим движения, который обеспечивает при длительной загрузке стабильность плотности и скорости движения. Так, напри­мер, при пересечениях улиц в одном уровне пропускная способ­ность одной полосы движения составляет не более 600 легковых автомобилей в час, на магистральных улицах непрерывного движе­ния 1000-1200 авт./ч.