Организация дорожного движения

Исследование автомобильных стоянок проводится для определения соответствия числа стоянок спросу на них. Для этого необходима следующая информация:

- наличие автомобильных стоянок;

- спрос на стоянки и уровень его колебания;

- эксплуатационные характеристики стоянок;

- продолжительность нахождения автомобилей на стоянке;

- цель нахождения автомобилей на стоянке.

Вследствие воздействия случайных факторов на процесс дорожного движения регистрируемые при транспортном обследовании характеристики транспортных потоков отличаются даже для одних и тех же условий. Поэтому необходимо производить оценку достоверности полученных экспериментальных данных. На первичной стадии получения информации наиболее типичными задачами являются определение доверительных интервалов, определение необходимого числа наблюдений, сравнение соответствия средних значений, выявление грубых ошибок измерений и т. д.

Для определения доверительных интервалов необходимо вычислить математическое ожидание и дисперсию:

Доверительные границы определяются формулами:

где t - значение t-критерия Стьюдента для уровня доверительной вероятности б и числа степеней свободы ц, n - число измерений.

Допустим, что в течение часа зафиксированы следующие значения интенсивности движения в авт./ч по 10-минутным периодам: 620, 680, 650, 730, 750, 600. Определить доверительный интервал изменения интенсивности движения для уровня доверительной вероятности б = 0,95.

Для этих данных среднее значение интенсивности движения составляет

q = 671,7 авт./ч, дисперсия 2s q = 3576,7. Ширина доверительного интервала изменяется в следующих пределах q = 671,7±47,85. Таким образом, можно полагать, что истинное значение интенсивности движения с 95 %-й вероятностью попадет в интервал от 623,85 до 719,55 авт./ч.

Во многих случаях требуется определить необходимое количество замеров для обеспечения заданной точности результатов. Для решения этой задачи также нужна информация о среднем значении и дисперсии измеряемого параметра. Количество измерений при заданном уровне ошибки определяется следующим образом:

где д - доверительный интервал для среднего значения.

Пусть требуется определить количество измерений скорости движения на участке дороги с тем условием, чтобы ошибка не превысила 0,05 V при 95 %-й вероятности. Среднее значение скорости составляет 60 км/ч, среднеквадратическое отклонение - 9,91 км/ч. Используя формулу (3.1), получаем, что для выполнения этих условий необходимо произвести 42 замера скорости.

К числу типичных относится также задача определения существенных различий между полученными значениями какого-либо параметра дорожного движения. Проверка значимости различий между средними значениями двух выборок производится по формуле:

где x1 и x2 - средние значения двух выборок; у1, у2 - дисперсии; п1, n2 - число значений в выборках.

По табличным данным определяется значение функции Лапласа Ф(z) для полученного значения z и вычисляется вероятность отклонения p (zT > z) = 0,5 - Ф(z). Если p (zT) больше принятого уровня значимости а, то гипотеза о равенстве средних по результатам двух различных выборок принимается.

В последние годы кардинальные изменения происходят в техническом обеспечении исследования характеристик дорожного движения. Появляются переносные транспортные детекторы для регистрации характеристик транспортных потоков, специальные видеокамеры для фиксации режимов движения и дорожной обстановки при движении дорожно-исследовательской лаборатории и последующей компьютерной обработки.

Лекция 7

Аппаратура для исследования дорожного движения. Возможность получить достаточную по объему и точности информацию о параметрах дорожного движения существенно зависит от технической оснащенности исследований. Визуальные наблюдения с секундомером, карандашом и бумагой хотя и позволяют получить достаточную для решения частных вопросов информацию, трудоемки, а значит, требуют большого числа исполнителей. В современных условиях для исследований дорожного движения все шире применяют полуавтоматическую и автоматическую регистрирующую аппаратуру.

Для измерения интенсивности транспортных потоков применяют переносную или стационарную аппаратуру, основным элементом которой являются датчики (детекторы), устанавливаемые стационарно или временно на проезжей части дороги. Так, стационарными средствами оборудуют специальные контрольные посты на автомобильных дорогах, ведущие систематический учет интенсивности транспортных потоков. Также автоматический учет ведется на городских магистралях, входящих в системы АСУД.

Основным чувствительным элементом для стационарных постов являются индуктивные детекторы (рамки), располагаемые в дорожном покрытии. В качестве переносных приборов измерения интенсивности применяют пневматические, индуктивные, ультразвуковые, электроконтактные и радиолокационные датчики.

Для измерения мгновенной скорости наиболее широко применяют переносные приборы, принцип работы которых основан на эффекте Доплера

(частота сигнала, отраженного от движущегося объекта, зависит от скорости его движения). Такие приборы используются для контроля сотрудниками Госавтоинспекции скорости на дорогах (рис. 3.8).

Частота принимаемого прибором сигнала f = fизл + Дf, где fизл - частота излучаемого сигнала; Дf - изменение частоты за счет разности скоростей (эффект Доплера).

При условии, что скорость движения автомобиля Va много меньше скорости распространения электромагнитных волн с, доплеровское изменение частоты Дf = fизл ? 2va/c cos И, где И - угол между направлениями излучения и движения автомобиля (рис. 3.8).

Электромагнитная волна, излучаемая имеющимся в приборе генератором исформированная приемопередающей антенной, направляется на движущийся автомобиль. Отраженный сигнал также воспринимается антенной, усиливается и анализируется специальными элементами прибора. Скорость может измеряться в пределах 10-160 км/ч с погрешностью измерения не более ±1,5 %.

Прибор питается от бортовой сети автомобиля или от специального портативного блока питания. На тыльной части корпуса прибора расположено цифровое табло для визуального считывания показаний скорости. При измерении скорости наблюдатель с прибором должен быть удален не далее 10 м от края полосы движения, за которой он наблюдает.

В настоящее время на ряде предприятий России ведется разработка более совершенного портативного прибора для измерения скорости движения транспортных средств. Для измерения скорости и других параметров (например, дальности видимости) может применяться высокоточный лазерный измеритель скорости и дальности (ЛИСД), который позволяет производить замеры в потоке одиночных транспортных средств благодаря узкому излучаемому пучку. Диапазон измеряемых скоростей 0-200 км/ч, погрешность измерения ±4 км/ч при дальности измерения до 250 м.

Для исследований с помощью движущегося в потоке автомобиля можно использовать переносные приборы, устанавливаемые на любой автомобиль или специально оборудованный автомобиль-лабораторию. Наиболее распространенными приборами для регистрации скорости и времени движения при автобусных и грузовых перевозках являются тахографы, серийно выпускаемые в США, Германии, Австрии, Чехии, Польше и других странах.

Однако использование тахографов для исследовательских целей ограничено в связи с мелким масштабом записи параметров.

Для решения вопросов организации движения наиболее часто возникает необходимость фиксации данных о скоростных режимах и задержках в транспортном потоке. Ходовые лаборатории старой конструкции были оборудованы самопишущей аппаратурой с фиксацией режимов движения на бумажной ленте. В результате работ по совершенствованию аппаратуры на кафедре организации и безопасности движения МАДИ в 1988 г. был разработан и изготовлен переносной комплекс, который в короткое время может быть смонтирован на любом отечественном легковом автомобиле.

Комплекс имеет логический обрабатывающий блок на базе микропроцессора, в память которого вводится вся необходимая информация. Общая масса комплекса не превышает 5,5 кг и включает также оптико-электронный датчик, монтируемый на ступице колеса автомобиля, и пульт управления с встроенным монодисплеем (цифровым индикатором). Измерительный комплекс при движении по маршруту автоматически регистрирует скорость движения через интервалы 1 с с точностью ±5 %, а также фиксирует вводимые оператором через пульт управления отметки о прохождении намеченных точек маршрута и других событиях (например, перестроениях ходовой лаборатории в рядах движения, обгонах, появлении встречных автомобилей и т.д.). Предусмотрена также возможность измерения расхода топлива на контрольном маршруте, для чего в систему питания двигателя включается портативный топливомер, выдающий импульсы для регистрации записывающей аппаратурой. При нажатии на клавишу отметки характерной точки маршрута в памяти логического блока формируется массив информации, содержащий данные о номере точки, пройденном пути и времени.

По окончании обследования маршрута накопленная в памяти логического блока информация может быть сразу же обработана и отображена на монодисплее либо записана на магнитофонной кассете для последующей обработки. В результате обработки накопленной в памяти логического блока информации можно получить длину маршрута и скорость сообщения на нем, а также данные по скоростям сообщения на отдельных этапах маршрута, которые были обозначены оператором. Кроме того, выдается информация о фиксированных событиях по отрезкам пути.

Информация о движении на маршруте, записанная на магнитофонной кассете, может быть обработана в стационарных условиях на любых ЭВМ или персональном компьютере, имеющих либо ввод информации с кассеты, либо стандартный интерфейс, к которому подключается мобильный комплекс аппаратуры после окончания обследований маршрута. В этом случае информация предварительно считывается с кассеты комплексом аппаратуры, а затем передается по интерфейсу в ЭВМ. Полученная ЭВМ от мобильного комплекса информация может быть обработана с целью получения более детальных характеристик движения транспортного потока (градиент скорости, шум ускорения и т. д .

В качестве примера информации, выдаваемой автоматической аппаратурой регистрации параметров движения ходовой лаборатории МАДИ, приводится фрагмент протокола исследования условий движения, проведенного в Москве на ул. Алабяна (у пересечения с Ленинградским проспектом) в вечернее пиковое время (форма 3.7).

В строках 6 и 7 в качестве задержки фиксировалось не только подвижное состояние, но и движение со скоростью менее 15 км/ч. Значительным шагом в возможности оснащения служб ОДД и в обеспечении контроля состояния и параметров движения является созданная по техническому заданию ГУ ГИБДД МВД РФ специалистами «Техприбора-РКТ» совместно с НПО «Спецтехника и связь» МВД России (1998 г.) ходовая лаборатория, оснащённая современными электронными средствами регистрации параметров транспортного потока, позволяет контролировать светотехнические характеристики ТСОД и освещение дороги. С помощью приборов могут измеряться продольные и поперечные уклоны дороги, радиусы криволинейных участков. Все проводимые измерения фиксируются в автоматическом режиме, облегчая работу персонала, осуществляющего обследование дорог и изучение транспортных потоков.

Форма 3.7. Протокол исследования условий движения. Дата измерения: октябрь 2003 г.

Важное место в арсенале технических средств изучения дорожного движения занимает видеосъёмка. Она имеет ряд преимуществ перед другой аналогичной информацией. Прежде всего, появляется возможность анализировать не только количественные показатели движения, но и качественные, например: различать модели автомобилей, поведение участников в сложных ситуациях движения, состояние видимости технических средств. При соблюдении определенных условий обеспечивается высокая точность регистрации плотности движения и состава транспортного потока. Наконец, видеосъёмка обеспечивает длительную сохранность и возможность многократного использования для анализа и демонстрации.

Аэрофотосъемку используют для исследования характеристик транспортного потока и пропускной способности дорог. Обработка данных аэрофотосъемки позволяет получить широкую информацию, включая плотность потока, режимы обгонов, которые трудно измерить наземными методами. В зависимости от режима аэрофотосъемка может быть маршрутной и стационарной. К маршрутной относятся съемка при пролете над изучаемой дорогой, а к стационарной - с неподвижного ("висящего") вертолета, аэростата или высокого здания. Преимуществом аэрофотосъемки является то, что наряду с параметрами транспортного потока можно получить наглядные данные о параметрах дороги, ее состоянии, окружающей обстановке.

Для изучения процесса движения транспортных средств и пешеходов можно применять и наземную видеосъемку сбоку или вдоль дороги с возвышенного места и при движении в потоке из автомобиля. Движение пешеходов изучают визуально или с помощью видеозаписи. При визуальном методе наблюдатель может находиться на одном месте и вести подсчет проходящих мимо него людей. Он может также, выбрав одного человека, определять его скорость, прослеживая прохождение им ориентиров.

Скорость потока может также определять наблюдатель, движущийся в потоке и измеряющий время собственного движения по заранее измеренному расстоянию. При этом он включает и выключает секундомер, ориентируясь на соответствующие предметы или специальные отметки. Пешеходный переход или участок тротуара при измерении на них интенсивности и плотности потоков желательно разметить на продольные полосы с помощью мела или легкосмываемой краски. Для каждой полосы (или направления) следует выделить наблюдателя. Опыт наблюдений, однако, показывает, что визуальный метод практически пригоден лишь при малой плотности пешеходных потоков.

Более достоверные результаты можно получить с помощью киносъемки или видеозаписи, т. к. этот материал можно демонстрировать несколько раз и вести подсчеты нескольким наблюдателям, получая большую точность.

Съемку выполняют на размеченном участке пешеходного пути в течение заданного времени. При обработке результатов для определения скорости на первом кадре выбирают заметных пешеходов, движение которых прослеживают на всех последующих кадрах, что позволяет измерить время движения по переходу. Плотность движения определяют подсчетом людей на элементах размеченного участка при просмотре видеозаписи на экране телевизора.

Лекция 8 Критерии оценки уровня организации дорожного движения

Для анализа условий движения, оценки эффективности функционирования улично-дорожной сети и технических средств управления движением, а также оценки эффективности мероприятий по совершенствованию организации дорожного движения необходимы соответствующие критерии. Многообразие свойств дорожного движения, особенности конкретных дорожно-транспортных ситуаций способствовали созданию множества критериев, которые применяются в соответствии со спецификой решаемых задач организации дорожного движения. Однако основными требованиями к критериям являются способность оценивать безопасность движения, затраты времени на передвижение по улично-дорожной сети, сложность режимов движения, экологическая безопасность.

Потребность выявить, прежде всего, "узкие" места на улично-дорожной сети, в которых существуют конфликтные точки, возможна концентрация дорожно-транспортных происшествий, имеется снижение пропускной способности дороги, вызвала развитие методов и критериев, ориентированных в основном на выделение участков повышенной опасности. Значительное развитие при решении таких задач получили критерии безопасности движения.

При их использовании оценка уровня безопасности движения и эффективности мероприятий по снижению аварийности производится на основе анализа статистической информации о дорожно-транспортных происшествиях. Основной недостаток статистических критериев аварийности заключается в отсутствии возможности выявить потенциально опасные места, на которых конфликтные ситуации еще не проявили себя через ДТП.

Скорость сообщения и такие ее производные, как удельное время движения (темп движения), удельное время остановок на маршруте, во многих случаях являются достаточно информативными критериями для оценки качества организации перевозок и движения. Их отличают универсальность, простота измерения, возможность стоимостной интерпретации для определения экономической эффективности предлагаемых мероприятий.

В последние годы значительные результаты были получены при использовании в качестве критерия соотношения между удельным временем движения и временем остановки для различной транспортной нагрузки.

Соответствующие зависимости, разработанные на основе двухкомпонентной модели кинетической теории, имеют вид

где t - удельное время движения, мин/км; ts - удельное время остановки на маршруте, мин/км; tт - удельное время движения в свободных условиях, мин/км; fs - доля стоящих автомобилей от общего числа автомобилей в сети; п, р - коэффициенты.

Коэффициент p связан с уровнем пропускной способности, способен характеризовать качество движения и с его помощью можно сравнивать эффективность организации дорожного движения на различных участках улично-дорожной сети. Сущность данного метода оценки заключается в том, что исходя из соотношения (3.2) при одном и том же значении плотности потока транспортная система, в которой меньшее число остановившихся автомобилей, является более эффективной (рис. 3.9).

В процессе развития методов исследования дорожного движения широкое применение нашли энергетические критерии: шум ускорения, градиент скорости, градиент энергии. Эти критерии оценивают основные свойства дорожного движения - стабильность режима движения и задержки движения.

Термин "энергетические" применяется в отношении данных критериев исходя из соответствующего подхода, сформировавшегося в теории транспортных потоков. Предполагается, что полная энергия транспортного потока складывается из кинетической энергии движения автомобилей и внутренней энергии, величина которой отождествляется с шумом ускорения или градиентом скорости. В зависимости от состояния транспортного потока меняется и соотношение между полезной формой энергии (кинетической) и нежелательной (шумом ускорения). Для увеличения эффективности функционирования транспортной системы необходимо увеличить ее полную энергию, добиваясь одновременно снижения шума ускорения.

При оценке условий движения по шуму ускорения следует руководствоваться следующими значениями:

уa < 0,25 м/с²- благоприятные условия движения;

уa = 0,25- 0,45 м/с²- удовлетворительные условия движения;

уa > 0,45 м/с²- сложные условия.

Шум ускорения объективно характеризует степень неравномерности движения. Однако с увеличением задержки при движении по регулируемой улично-дорожной сети происходит снижение шума ускорения. С увеличением времени проезда участка дороги при одних и тех же колебаниях скорости происходит уменьшение шума ускорения пропорционально корню квадратному из времени проезда участка дороги, что наглядно демонстрирует рис. 3.10 именно в такой ситуации. Данные получены при проезде одного и того же участка дороги с изменением простоя на перекрестке от 1 до 45 с. При задержке на перекрестке более 25 с шум ускорения становится меньше, чем при безостановочном стабильном движении, хотя фактически такая величина задержки свидетельствует о недостаточном уровне организации дорожного движения.

Исходя из этих свойств шум ускорения предпочтительно применять для оценки условий движения на магистралях безостановочного движения. Поэтому для оценки условий движения на регулируемой улично-дорожной сети целесообразнее применять градиент скорости. Этот критерий так же, как и шум ускорения, реагирует на колебания скорости, однако его значения в большей степени обусловлены задержками при движении. Дифференциацию степени сложности условий движения по величине градиента скорости рекомендуется производить, ориентируясь на следующие значения: Gv < 0,05с-1-благоприятные условия движения; Gv=0,05-0,1-1- удовлетворительные условия; Сv > 0,1 с-1- сложные условия движения.

Экспериментальные исследования множества различных дорожно-транспортных ситуаций показывают, что изменение градиента энергии примерно на 60 % обусловлено неравномерностью движения и на 40 % - задержками при движении. Этот критерий является более универсальным и может использоваться для оценки эффективности организации дорожного движения на регулируемой улично-дорожной сети. Зависимости между градиентом энергии и параметрами дорожного движения приведены на рис. 3.11.

Значения градиента энергии для различных условий движения составляют:

Gе > 0,3 м/с2 - благоприятные условия движения;

Gе = 0,3- 0,55 м/с2 - удовлетворительные условия движения;

Gе > 0,55 м/с2 - сложные условия движения.

Лекция 9 Практические мероприятия и технологии организации движения. Типы перекрестков. Анализ конфликтных точек

Перекрестком называется место пересечения или примыкания улиц или дорог. В зависимости от формы различают следующие типы перекрестков:

· крестообразный четырехсторонний - одна улица пересекает другую под прямым углом или под углом, близким к прямому;

· Х-образный четырехсторонний - одна улица пересекает другую не под прямым углом;

· четырехсторонний смешенный - одна из улиц не имеет прямого продолжения, причем образуется как бы два трехсторонних перекрестка;

· Т-образный трехсторонний - одна улица примыкает к другой под прямым углом или близким к прямому;

· У-образный трехсторонний - две улицы сливаются в одну под острым углом;

· многосторонний - улицу пересекает бульвар самостоятельными проездами с обеих сторон (обычно с односторонним движением) или к перекрестку примыкает больше четырех проездов;

Площадью называется перекресток различной конфигурации, к которому обычно примыкают более четырех проездов и который выходит за габариты образующих ее улиц.

Помимо планировочных условий перекрестки различаются по другим признакам: по способу регулирования движения (регулируемый или не регулируемый), по степени сложности (с пересечением трамвайных путей, с поворотом трамвая и т.п.).

Согласно действующим техническим условиям регулирование движения на перекрестках вводится, когда сумма потоков, притекающих со всех направлений к перекрестку, составляет не менее 800 транспортных единиц в 1 ч, а суммарная интенсивность пешеходного движения - не менее 600 чел/ч.

Существуют три типа маневров транспортных средств на перекрестках: пересечение, слияние и разветвление потоков.

Анализ конфликтных точек. Исследования ДТП показали, что наибольшее их число происходит в так называемых конфликтных точках, т.е. в местах, где в одном уровне пересекаются траектории движения транспортных средств или транспортных средств и пешеходов, а также в местах отклонения или слияния транспортных потоков (рис. 5.1). Наиболее часто такое взаимодействие участников дорожного движения возникает на пересечениях дорог, где встречаются потоки различных направлений (рис. 5.2). Вместе с тем часть конфликтов происходит и на перегонах дорог при перестроениях автомобилей в рядах (маневрировании) и при переходе проезжей части пешеходами вне перекрестков.

Таким образом, возникает возможность оценивать потенциальную опасность тех или иных участков УДС по числу конфликтных точек. Их анализ позволяет также сравнивать между собой различные варианты схем организации движения при камеральной проработке.

В опубликованных отечественных и зарубежных работах приводятся различные подходы к количественной оценке каждой конфликтной точки и их совокупности. Простейшая методика пятибалльной системы оценки узла исходит из того, что точка отклонения оценивается одним условным баллом, слияния -- тремя и пересечения -- пятью баллами. Сложность (условная опасность) любого пересечения

т = no + 3nc + 5nп

где no, nc и nп - число точек соответственно отклонения, слияния и пересечения.

Рассматриваемое типичное пересечение имеет условный показатель сложности 112 баллов. Принято считать узел (перекресток) малой сложности (простым) при т < 40, средней сложности при т = 40ч80, сложным при т = 80ч150 и очень сложным при т > 150.

На реальном нерегулируемом пересечении число конфликтных точек определяют с учетом числа полос движения по каждому направлению и разрешенных направлений движения. На четырехстороннем перекрестке дорог со всеми разрешенными маневрами для однорядных потоков транспортных средств встречного направления (см. рис. 5.2) можно выявить 32 типичные конфликтные точки, в числе которых 16 точек пересечения и по 8 отклонения и слияния.

Поясним физический смысл возникновения конфликтной точки при маневре отклонения (рис. 5.3 а).

Автомобили I и IV движутся в однорядном потоке с присущей потоку установившейся скоростью, что в правой части рисунка характеризуется прямыми I' и IV' с постоянным наклоном.

Потенциально опасная зона и условная конфликтная точка возникают между траекториями движения автомобиля II, проворачивающего направо, и автомобиля III, следующего за ним и намеревающегося продолжать движение по прямой. Выполнить поворот водитель автомобиля II может, только снизив скорость, начиная тормозить в сечении б-б. Это видно на кривой II'. Во избежание попутного столкновения водитель автомобиля III притормаживает свой автомобиль, начиная с сечения а-а. Задержка автомобиля III характеризуется на правой части рис. 5.3, а отклонением tД кривой III'. При этом на полосе движения возникает зона помехи и возможного столкновения протяженностью от сечения а-а до сечения в-в, в котором автомобиль II полностью освобождает полосу.

Очевидно, что протяженность этой зоны зависит от разности между скоростью потока, следующего в прямом направлении, и той, с которой может повернуть автомобиль II, а также от интенсивности его торможения.

Конфликтная точка отклонения становится особенно опасной, а задержка tД продолжительной, если маневрирующий автомобиль вынужден предварительно остановиться. Такая ситуация особенно часто возникает, когда совершается маневр поворота налево.

В отличие от маневра отклонения вправо слияние (рис. 5.3 б) не может быть выполнено в любой момент времени. Для этого необходимо, чтобы в потоке, с которым происходит слияние, образовался достаточный разрыв между транспортными средствами. При слиянии автомобиля II с общим потоком образуется зона помех и возможного столкновения (опасная зона). Она начинается в сечении а-а, удаленном от сечения б-б на расстояние остановочного пути автомобиля IV, и заканчивается в сечении в-в, где скорость автомобиля II достигает скорости потока.

В правой части на рис. 5.3б кривая I' показывает, что автомобиль I двигался на всем протяжении рассматриваемого отрезка с характерной для потока установившейся скоростью. Автомобиль II, приближавшийся к месту слияния (сечение б-б) с такой же скоростью, снизил ее в зоне поворота на криволинейном участке пути, а возможно и в связи с тем, что в момент приближения пересечение было занято автомобилем III. Водитель автомобиля II принял решение влиться в достаточный для безопасности маневра разрыв в потоке между III и IV автомобилями. Однако водитель автомобиля IV, опасаясь, что автомобиль II будет препятствовать его движению с прежней скоростью, начал несколько притормаживать уже в сечении а-а. Его задержка характеризуется отрезком tД на кривой IV ' в правой части рис. 5.3 б.

Протяженность опасной зоны зависит от снижения скорости автомобилем II в процессе выполнения маневра, быстроты его разгона после поворота, а также от скорости и тормозной динамики автомобиля IV .

При сравнении ситуаций на рис. 5.3 видно, что протяженность опасной зоны при слиянии существенно больше, чем в случае отклонения (при одинаковых динамических качествах транспортных средств). Заметим также, что столкновение автомобилей IV и II может произойти не только в сечении б-б, но и на всем протяжении участка б-в. Кроме того, при плотном потоке транспортных средств, в которые необходимо влиться водителю автомобиля II (рис. 5.3б), ему надо не только снизить скорость, но и остановиться, ожидая достаточного разрыва в потоке. Приемлемый временной интервал для вливания в транспортный поток при малой скорости движения на повороте для легковых автомобилей 5-7 с.

Взаимодействие транспортных средств на дорогах является сложным явлением, и упрощенные оценки соответствующих конфликтных точек дают возможность лишь приблизительно представить себе сложность того или иного транспортного узла. Реальная опасность конфликтующих потоков, условия видимости для водителей, состояние покрытия проезжей части дороги, траектория, по которой совершается маневр, и др.

Примером анализа степени опасности нерегулируемого пересечения с учетом интенсивности конфликтующих потоков является метод, предложенный в США. Для каждой конфликтной точки (без разделения их по типам) определяется максимально возможное число столкновений.

Оно равно меньшему из значений Na для двух конфликтующих потоков. Так, для пересечения, показанного на рис. 5.4, число конфликтов составляет в точке I- 100, II-50, III-50, 1V- 200, V- 50. Сумма, таким образом, составляет 450 возможных конфликтов в час. С помощью этой методики можно сравнивать условное изменение ситуации в узле при изменении разрешенных направлений, отводе части транспортного потока или его полном запрещении.

Десятибалльная система оценки конфликтных точек дает возможность более детально анализировать их на любом участке УДС, в частности, учитывать угол встречи при возможном конфликте и такой специфический случай, как встречное движение по одной полосе. Такая ситуация может возникнуть, например, при закрытии на ремонт одной половины двухполосной проезжей части дороги или моста.

При анализе степени опасности узла по десятибалльной системе конфликтные точки оцениваются следующими условными баллами (коэффициентами опасности):

Отклонения .1. 90 6;

Слияния . .2. 120 7;

Пересечения под углом, град: 150.9;

30 3; 180 (встречное движение по полосе).

60 4;

Для промежуточных значений углов пересечения значения коэффициентов опасности можно определять интерполяцией. Кроме названных трех наиболее характерных маневров, при рассмотрении схем и траекторий движения транспортных средств часто выделяют также маневр переплетения. Он характерен для перестроения в рядах движения, в частности, на развязках с круговым движением. По существу переплетение -- это сочетание двух маневров: слияния и последующего отклонения потоков.

Существует несколько эмпирических формул для определения длины участка переплетения. Однако они не являются достаточно обоснованными. Исследования показали, что процесс переплетения для легкового автомобиля происходит со скоростью бокового перемещения автомобиля около 1,0-1,5 м/с, на основании чего можно вычислить длину зоны переплетения в зависимости от скорости движения, характерной для данного участка дороги.

Необходимо особенно подчеркнуть, что несмотря на несомненную опасность мест пересечения транспортных и пешеходных потоков в теории конфликтных точек до сих пор не разработана количественная оценка этой категории конфликтов. Тем не менее при выполнении конкретного анализа на реальном пересечении и составлении соответствующих схем эти точки должны быть обязательно обозначены.

Анализ конфликтов между автомобилями и пешеходами нашел развитие в исследованиях конфликтных ситуаций. Исследование конфликтных ситуаций. Многообразие факторов, реально влияющих на безопасность движения в условных конфликтных точках, не позволяет на основе их камерального анализа сделать исчерпывающие выводы о характере и степени опасности на конкретном объекте УДС и полностью обосновать возможное улучшение организации движения.

Исследования в ряде стран, направленные на выработку более объективных методов выявления опасных мест, привели к методике натурного изучения конфликтных ситуаций. Первые достаточно обширные исследования этого вопроса были проведены в США в 1967 г. Метод основывается на натурном наблюдении на объекте УДС, при котором наблюдатели фиксируют "предаварийные" события, т.е. ситуации, когда в результате нарушения нормального протекания процесса дорожного движения происходит такое сближение участников движения в пространстве и во времени, при котором только экстренные (аварийные) действия одного или обоих конфликтующих участников движения позволяют избежать ДТП.

Таких ситуаций происходит значительно больше, чем ДТП, особенно в условиях интенсивного городского движения. Это позволяет при тщательном наблюдении, не дожидаясь возникновения ДТП, намечать мероприятия по улучшению организации движения.

В 1977 г. в Норвегии состоялась первая международная Конференция по изучению конфликтных ситуаций (Traffic Conflickt). Последующие аналогичные конференции с участием европейских и американских специалистов состоялись во Франции в 1979 г. и в Нидерландах в 1982 г. Они позволили сделать некоторые обобщающие выводы и дать рекомендации.

Так, был обоснован перечень типичных конфликтных ситуаций и было предложено считать, что конфликтная ситуация связана с таким сближением участников движения, которое характеризуется запасом времени до столкновения всего 1,0-1,5 с. Было подчеркнуто, что успешное проведение таких исследований возможно лишь при специальной подготовке исполнителей работы.

Основными признаками конфликтной ситуации являются: резкое экстренное торможение одного или нескольких автомобилей, резкое ускорение или замедление движения пешехода (пешеходов) при переходе улицы вследствие угрозы наезда на него.

В 80-х годах исследование конфликтных ситуаций было начато в Вильнюсском инженерно-строительном и Московском автомобильно-дорожном институтах и дало положительные результаты.

Исследования проводятся не только в зоне пересечений на стационарных постах, но также с помощью ходовых лабораторий на перегонах с автоматизированной фиксацией параметров движения. Следует подчеркнуть, что методом анализа конфликтных ситуаций удается более подробно фиксировать такие ситуации, как конфликт "автомобиль -- пешеход" и предпосылки к попутному столкновению, которые методом анализа конфликтных точек вообще не охватываются. Весьма существенное повышение эффективности этого обследования достигается при наличии телевизионной камеры на перекрестке и возможности телевизионного наблюдения за объектом, а еще в большей степени -- при видеосъемке ситуаций. При этом возможен последующий комиссионный анализ обстановки группой специалистов в процессе демонстрации видеозаписи. При наличии видеозаписи ее демонстрация может повторяться для дополнительных обсуждений и измерения параметров движения автомобилей и пешеходов.

Результат наблюдений за конфликтными ситуациями может фиксироваться обобщенным показателем их числа на 1000 прошедших транспортных средств (или за единицу времени) для сравнения дорожно-транспортной обстановки с другим аналогичным объектом УДС.

При более детальных исследованиях самостоятельно могут быть выделены отдельные виды конфликтных ситуаций (угроза встречного, бокового, попутного, касательного столкновений, наезда на пешехода, переходящего проезжую часть вне перехода, на переходе и т.п.).

При исследованиях конфликтные ситуации классифицировались как показано на рис. 5.5: 1 - ранее реализованные в ДТП и подтвержденные при наблюдениях; 2 - ранее реализованные в ДТП и не подтвержденные наблюдением; 3 - выявленные только при наблюдении.

Метод обследования конфликтных ситуаций требует дальнейшего развития с учетом перспективы широкого применения видеотехники. Он особенно целесообразен при сравнительных обследованиях методом "до и после". Может быть рекомендован следующий порядок организации "конфликт-обследования":

1. Предварительное натурное обследование объекта на УДС с определением времени наблюдения и необходимого числа и расположения наблюдателей (или операторов видеосъемки).

2. Организация пробного 1-2 - часового наблюдения с последующим уточнением методики наблюдения и ведения протокола.

3. Проведение основного натурного обследования (видеосъемки), обработка и обсуждение результатов и составление заключения (отчета).

Организация дорожного движения решает следующие задачи:

- исследование транспортных, пешеходных потоков и ДТП;

- выявление мест повышенной опасности для движения транспортных средств и пешеходов и разработка мер по их ликвидации;

- выявление "узких" мест на улично-дорожной сети (мест возникновения задержек движения) и разработка мероприятий по повышению пропускной способности дорог;

- разработка рациональных схем движения и их корректировка в соответствии с изменением условий и потребностей в транспортных и пешеходных сообщениях;

- внедрение в эксплуатацию новых технических средств управления движением;

- оценка эффективности внедряемых мероприятий по организации и регулированию движения;

- прогнозирование развития дорожного движения.

На практике эти задачи связаны между собой. Разработка рациональных схем движения для транспортных и пешеходных сообщений способствует сокращению задержек и ДТП. Ликвидация мест повышенной опасности, как правило, одновременно способствует повышению скорости движения.

Корректировка схем организации движения в соответствии с изменениями обстановки повышает удобство движения и т.п. Понятие "удобство движения" прежде всего подразумевает возможность безопасно и с минимальной потерей времени передвигаться по дорогам. Оно имеет и более широкое содержание.

В понятие удобства входит легкость ориентировки водителей и пешеходов по нужным маршрутам, то есть наличие достаточной информации. Удобство пользования массовым пассажирским транспортом обеспечивается размещением остановок вблизи пассажирообразующих центров и удачным взаимным расположением в пересадочных узлах. Создание сети временных автостоянок является необходимым условием удобства пользования индивидуальными легковыми автомобилями и служит для разгрузки проезжей части.

Оперативные меры организации движения по ликвидации заторов могут дать эффект только в пределах определенной интенсивности движения, так как известные методы могут в оптимальных случаях обеспечить повышение пропускной способности полосы не более, чем на 20-30 %. Поэтому, если объем транспортного потока систематически превышает 1000 ед/ч на каждой полосе, необходимы меры по реконструкции и развитию улично-дорожной сети, в том числе строительство развязок в разных уровнях.

Под оперативной организацией дорожного движения подразумеваются такие инженерные мероприятия, которые могут быть выполнены на существующей улично-дорожной сети без ее капитального переустройства или строительства новых дорог (дорожных сооружений).

Лекция 10 Сокращение числа и уменьшение степени опасности конфликтных точек

Конфликтными точками следует считать места взаимодействия транспортных потоков между собой и места пересечения транспортных и пешеходных потоков. Поэтому рациональная организация пешеходного движения и надежное разделение путей движения транспортных средств и пешеходов (например, устройство подземных пешеходных переходов) относятся к реализации рассматриваемого принципа.

Источниками конфликтных ситуаций являются различные помехи для движения, которые вынуждают водителей маневрировать. К таким помехам можно отнести местные разрушения покрытия, выступающие и слишком утопленные люки колодцев на проезжей части, чрезмерно приближенные к проезжей части сооружений. Временными помехами являются стоящие на проезжей части и у края дороги транспортные средства. Для устранения этих помех значение имеет организация временных автостоянок и правильное размещение остановочных пунктов пассажирского транспорта, в частности, устройство заездных "карманов".

Информация водителей о расстояниях, направлении маршрутов, расположении объектов обслуживания на дорогах (стоянок, АЗС, технической помощи, медицинской помощи и т.п.) позволяют предупредить многие остановки водителей на дороге для расспросов и ориентировки, а также маневрирование, которое часто является результатом ошибок в выборе маршрута.

Примером использования принципа сокращения конфликтных точек является запрещение обгона на опасных участках дорог с узкой проезжей частью. Эта мера ликвидирует наиболее опасные конфликтные точки возможного столкновения при встречном движении по одной полосе.

Конфликтные точки возникают из-за помех движения при вынужденной остановке транспортных средств на проезжей части (особенно ночью). Поэтому их быструю эвакуацию необходимо рассматривать как оперативную организацию движения.

Число конфликтных точек на пересечении можно сократить запрещением некоторой части поворотов или отнесением их за пределы перекрестка. Одной из распространенных мер является канализирование движения, под которым понимают приемы разделения транспортных потоков и принудительное направление транспортных средств с помощью технических средств по траектории наиболее благоприятной с точки зрения безопасности движения. Канализирование движения облегчает ориентировку и взаимодействие водителей на сложных по конфигурации пересечениях или в местах, где лишняя площадь создает возможность хаотического движения. К техническим средствам, наиболее часто используемым для канализирования движения, относят линии разметки проезжей части и направляющие устройства.

Разметка позволяет упорядочить движение, сформировать ряды, повысить пропускную способность и безопасность движения. Направляющие устройства могут быть стационарными и временными. К стационарным направляющим устройствам относятся островки, светящиеся маяки, ограждающий брус, часто выполняющий функцию разделения встречных потоков на мостах, путепроводах и т.д. К временным направляющим устройствам относятся резиновые и пластмассовые конусы, специальные переносные стойки, применяемые для временного обозначения рядов движения, островков безопасности и т.п.

Канализирование дает наибольший эффект на сложных и больших по площади пересечениях, где избыточная поверхность проезжей части позволяет автомобилям двигаться по различным произвольным траекториям, создавая многочисленные конфликтные точки. Отсутствие предписанной определенной траектории движения в таких местах затрудняет как ориентировку водителей, так и пешеходов. Здесь канализирование осуществляется или разметкой, или с помощью возвышающихся островков, преимуществом которых является их лучшая видимость, особенно при загрязнении или снежном покрове. Таким образом, методами канализирования движения может быть достигнуто:

1) разделение попутных и встречных потоков;

2) исключение лишней ширины проезжей части из движения;

3) обеспечение правильного исходного и конечного положения автомобиля при выполнении маневра на перекрестке;

4) обеспечение наиболее желательной траектории движения по пересечению;

5) защита транспортного средства, ожидающего выполнения маневра;

6) защита пешеходов и средств регулирования движения;

7) принудительное снижение скорости транспортного потока.

Лекция 11 Выравнивание состава транспортного потока

Создание по возможности однородных транспортных потоков способствует выравниванию скорости движения и повышению пропускной способности дорог.

Одним из примеров решения этого вопроса является дифференциация полос для легковых и грузовых автомобилей на дорогах с многорядным движением, а также выделение отдельных полос для маршрутного пассажирского транспорта.

Однако маневрирование перед пересечениями для изменения направления и остановки, а также недисциплинированность части водителей, которые не соблюдают "рядность", не позволяют при этом обеспечить полную однородность потоков. Поэтому на наиболее напряженных направлениях желательно обеспечить дифференциацию дорог. Выделение дорог пассажирского и грузового движений возможно только при достижении достаточной плотности улично-дорожной сети и наличии дублирующих дорог.

Однородность транспортных потоков обеспечивается запрещением грузового движения в центре городов, которое обычно действует в дневное время; ночью разрешается проезд грузовым автомобилям.

Ликвидация разницы в скоростных и тормозных свойствах, а также в легкости управления и других параметрах автомобилей в потоке вполне достижима по многим показателям уже на современном уровне развития автомобилестроения. Чем ближе по эксплуатационным данным транспортные средства, тем благоприятнее характеристика потока. Это важно для движения по внегородским дорогам, где дифференциация потоков по видам транспортных средств особенно затруднена.

Важен и надзор за техническим состоянием транспортных средств, направленный на исключение опасных отклонений в эксплуатационном состоянии автомобиля, в частности, показателей эффективности торможения. Если на подходе к пересечению в одном уровне дорога имеет одну полосу, то разноименность направлений движения транспортных средств оказывает ощутимое влияние на скорость и безопасность движения, чем разнотипность транспортных средств в потоке. Например, выполнение левого поворот дальнейшего направления движения должна рассматриваться как мера создания однородного транспортного потока.

Примером локального выравнивания состава транспортных потоков по скоростному признаку является устройство дополнительных полос на подъемах дорог, что позволяет тихоходные транспортные средства отвести на правую полосу, а более скоростные - на левую полосу.

По цели движения в потоке можно выделить транзитное движение и местное движение. Участники транзита хотят быстро и безостановочно проехать по данному направлению, например, движение в аэропорт. Местное движение - проезд на прилегающие территории. Характерны в этом отношении маршрутные автобусы и троллейбусы, которые имеют относительно низкую скорость и частые остановки. Желательно их направлять по разным дорогам (улицам) или проезжим частям.

Оптимизация скоростного потока

Под оптимизацией скоростей движения следует понимать воздействие на скоростной режим транспорта с целью повышения безопасности движения, пропускной способности или скорости сообщения. В зависимости от конкретных условий задача оптимизации может заключаться как в снижении, так и повышении существующего скоростного режима.

Равномерность скорости как каждого отдельного автомобиля, так и транспортного потока сокращает внутренние помехи в нем и является важным условием безопасности движения. В городах эта задача успешно решается при применении современных автоматизированных систем регулирования движения. В частности, оптимизация скорости в определенной степени обеспечивается при выравнивании состава потока на дороге или полосе движения.

В зависимости от условий для повышения пропускной способности дороги может быть необходимо как ограничение, так и повышение скорости. Наибольшее значение пропускной способности дороги достигается при скоростях около 50 км/ч. Очевидно что, когда состояние дороги не позволяет обеспечить такую скорость (например на железнодорожном переезде из-за неисправности настила), мерой оптимизации скорости будет устранение этого недостатка. Аналогичным примером является ликвидация гололеда на дороге, при котором скорость резко падает и соответственно снижается пропускная способность. Повышение скорости потока можно достигнуть увеличением ширины проезжей части и обочины до оптимальных размеров (на суженных участках).

Противоположные меры могут потребоваться на скоростной дороге при наступлении часа пик, когда обычная скорость для этой дороги 100-120 км/ч не может обеспечить желаемой пропускной способности. В этом случае временное ограничение скорости до 60-70 км/ч позволяет повысить пропускную способность дороги за счет безопасного повышения плотности транспортного потока.

Регламентация скорости с целью повышения безопасности движения может быть разделена на два направления. Первое, получившее широкое распространение, - это ограничение скорости в наиболее опасных местах или для определенных типов транспортных средств. Второе направление - это регулирование скорости для уменьшения разности скоростей транспортных средств в потоке.

Ограничения скорости могут быть постоянными и повсеместными или временными и местными. Постоянные и повсеместные ограничения устанавливаются Правилами дорожного движения. Примером таких ограничений являются введенные во всех странах мира ограничения скоростей для населенных пунктов и городов до 50-60 км/ч.

В связи с появлением все большего числа высокоскоростных автомобилей специалисты стали отмечать, что часто причиной ДТП является неспособность водителя справиться с управлением автомобиля в случае возникновения опасной обстановки при скоростях свыше 120-130 км/ч. Это объясняется тем, что длительное движение при таких скоростях вызывает психическое перенапряжение, связанное с опасностью срыва в деятельности водителя, а также опасностью экстренного торможения автомобиля из-за возможной потери устойчивости. Одна из мер борьбы с этим явлением - абсолютное ограничение скорости, т.е. ее верхнего предела, что дало положительный результат в ряде стран. Начиная с 1974 г., в США было введено законодательное ограничение верхнего предела скорости на всех дорогах, равное 88 км/ч, что способствовало значительному сокращению тяжести ДТП и их числа.

Ограничение скоростного режима осуществляют установкой соответствующих дорожных знаков. Применение стационарных знаков имеет недостаток, заключающийся в том, что уровень ограничения не может гибко изменяться. В результате для одних условий (например, дневное время и сухая дорога) ограничение становится неоправданно жестким, а для других (например, ночь, мокрое покрытие) - недостаточным.

Необходимо отметить недопустимость введения ограничений чрезмерно низкого значения (ниже 40 км/ч) на сколько-нибудь большом протяжении дороги и на длительный период времени. Такое ограничение может быть допущено только на короткое время в отдельном месте при действительно опасной обстановке (например, при повреждении моста) или временно на участке дороги (например, при проведении поверхностной обработки покрытия для придания ему шероховатости).

При введении ограничения скорости на каком-либо участке необходимо учитывать существующий уровень скорости на подходах к нему, помня о том, что резкий перепад скоростей создает потенциальную опасность ДТП. На основе исследований отечественных и зарубежных ученых предельным допустимым значением снижения скорости на участке дороги следует считать 25-30 % скорости движения. Так на городской магистрали, где разрешается скорость не выше 60 км/ч, допустимым ограничением является 40 км/ч.

На дороге, где показатель скоростного режима, соответствующий 85 % обеспеченности, составляет, например 90 км/ч, ограничение не должно быть ниже 70 км/ч. Если же на такой дороге необходимо ввести ограничение, например до 50 км/ч, то это должно быть сделано ступенчато, т.е. установкой последовательно на определенном расстоянии сначала ограничения 70, а затем 50 км/ч. Расстояние между этими знаками должно быть рассчитано в зависимости от характеристик движения с тем, чтобы обеспечить плавное снижение скорости с замедлением не более 0,5 м/с. Всякие неоправданные, не соответствующие обстановке ограничения скорости непонятны водителям и поэтому большинством из них не выполняются.

...