Проектирование светофорного объекта на изолированном перекрестке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ параметров дорожного движения

Глава 2. Обоснование ввода светофорной сигнализации

Глава 3. Пофазный разъезд транспортных средств на перекрестке

Глава 4. Проектирование технических средств регулирования дорожного движения

Глава 5. Расчет жесткого программного управления на изолированном перекрестке

5.1 Длительность цикла регулирования

5.2 Потоки насыщения

5.3 Фазовые коэффициенты

5.4 Длительность промежуточных тактов

5.5 Длительность основных тактов

Глава 6. Корректировка режима светофорного регулирования

Глава 7. График режима светофорной сигнализации

Глава 8. Определение суммарных задержек на перекрестке в зависимости от параметров регулирования движения

Глава 9. Проектные решения повышающие безопасность дорожного движения на перекрестке

Список литературы



Введение

Светофорное регулирование является одним из эффективных методов повышения безопасности дорожного движения и регулирования транспортных и пешеходных потоков. Светофорные объекты, использующие индивидуальное автоматические переключатели светофорных сигналов и работающих в одном или нескольких режимах, проектируют на пересечениях автомобильных дорог. При значительном взаимном удалении светофорных объектов друг от друга, такой способ регулирования дает хорошие результаты. Необходимыми условиями для этого являются - обоснованная установка светофора и оптимальное назначение режима его работы в зависимости от объемов транспортного и пешеходного движения и планировочной характеристики пересечения автомобильных дорог.

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

- в местах, где встречаются конфликтующие транспортных, а также транспортные и пешеходные потоки (пересечения, 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 маршрутных транспортных средств.

Вопрос применения светофорной сигнализации на том или ином объекте является компромиссным, т.к. применение светофорного регулирования имеет как позитивные, так и негативные стороны. К преимуществам можно отнести:

- повышение безопасности дорожного движения вследствие ликвидации опасных боковых конфликтов транспорт-транспорт и транспорт-пешеход;

- возможность разделения во времени конфликтующих потоков таким образом, чтобы суммарные потери на перекрестке были минимальными;

- возможность организовать движения транспортных средств компактными группами, что позволяет организовывать беспрепятственное их движение через группу светофорных объектов (организовать «зеленую волну»);

- возможность организовывать быстрый и беспрепятственный проезд транспортных средств оперативного назначения с включенными проблесковыми маячками синего или синего и красного цвета, запретить въезд на опасные участки и т.д.;

К недостаткам светофорного регулирования можно отнести:

- возникновение значительного количества попутных столкновений;

- увеличение потерь и остановок на запрещающий сигнал светофора транспортных средств, движущихся по главной дороге, особенно при мало-интенсивном движении по второстепенной дороге;

- значительные потери при неправильном выборе времени и режима работы светофорного объекта и т.д.



Глава 1. Анализ параметров дорожного движения

Проектирование и строительство светофорного объекта является многостадийным процессом. Решение о необходимости проектирования светофорного объекта принимается на основании результатов предпроектоного обследования транспортных и пешеходных потоков.

Для расчета жесткого программного управления на изолированном перекрестке необходимо определить основные параметры перекрестка по исходным данным: дорожный перекресток регулирование изолированный

- количеству полос в каждом направлении;

- ширину полос движения.

Проанализировать интенсивность движения транспортных и пешеходных потоков на перекрестке.

Схематично отобразить картограмму интенсивности транспортных и пешеходных потоков с указанием номеров направлений.



Глава 2. Обоснование ввода светофорной сигнализации

Введение светофорного регулирования ликвидирует наиболее опасные конфликтные точки, что способствует повышению безопасности движения транспортных средств и пешеходов. В соответствии с ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств» светофорное регулирование на заданном перекрестке можно ввести, если выполняется хотя бы одно из следующих четырех условий.

Условие 1. Интенсивность движения транспортных средств пересекающихся направлений в течении каждого из любых 8 часов рабочего дня недели, не менее значений указанных в таб.10 ГОСТ Р 52289-2004.

Условие 2. Интенсивность движения транспортных средств по дороге составляется не менее 600 ед./ч (для дорог с разделительной полосой - 1000 ед./ч) в обоих направлениях в течении каждого из любых 8 часов каждого рабочего для недели. Интенсивность движения пешеходов, пересекающих проезжую часть этой дороги в одном, наиболее загруженном направлении в то же время составляет не менее 150 пеш./ч.

В населенных пунктах с числом жителей менее 10000 чел. Значения интенсивности движения транспортных средств и пешеходов по условиям 1 и 2 составляют 70% от указанных.

Условие 3. Значение интенсивности движения транспортных средств и пешеходов по условиям 1 и 2 одновременно составляют 80% или более от указанных.

Условие 4. На перекрестке совершено не менее трех дорожно-транспортных происшествий за последние 12 месяцев, которые могли быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации. При этом условия 1 или 2 должны выполнятся на 80% или более.



Глава 3. Пофазный разъезд транспортных средств на перекрестке

Поочередное предоставление права на движение предполагает периодичность или цикличность работы светофорного объекта. Для количественной и качественной характеристики его работы существуют понятия такта, фазы и цикла регулирования.

Такты бывают основные и промежуточные.

В период основного такта разрешено ( а в конфликтующем направлении запрещено) движение определенной группы транспортных и пешеходных потоков.

Во время промежуточного такта выезд на перекресток запрещен, за исключением транспортных средств, водители которых не смогли своевременно остановится у стоп-линии. Идет подготовка перекрестка к передаче права, на движение следующей группе потоков. Указанная подготовка означает освобождение перекрестка от транспортных средств и пешеходов, имевших право на движение во время предыдущего такта. Целью применения промежуточного такта является обеспечение безопасности применения промежуточного такта является обеспечение безопасности движения в переходный период, когда движение предыдущей группы потоков уже запрещено, а последующая группа разрешение на движение через перекресток еще не получила.

С точки зрения безопасности движения, число фаз должно быть таким, что бы не было ни одной конфликтной точки, вместе с тем увеличение числа фаз ведет к увеличению длительности цикла и, что особенно важно, его непроизводительных составляющих.

В процессе пофазного разъезда каждый участник дорожного движения получается право на пересечение «стоп-линии», как правило, лишь в одной фазе.

С увеличением числа фаз время ожидания права проезда для каждого участника дорожного движения увеличивается, в результате чего увеличивается задержка транспортных средств. Кроме того, каждой фазе должна соответствовать минимум одна своя полоса движения на подходах к перекрестку, в противном случае реализовать пофазный разъезд невозможно.

Выделение для каждой фазы своей полосы приводит к недоиспользованию пропускной способности полосы движения. Таким образом, определение оптимального числа фаз регулирования является решением компромиссным.

В интересах высокой пропускной способности всегда надо стремиться к минимальному числу фаз регулирования, но на столько, на сколько это позволяют условия безопасности.

Минимальное число фаз равно двум (в противном случае отсутствуют конфликтующие потоки, и необходимость в применение светофоров отпадает). Обычно число фаз регулирования соответствует числу наиболее загруженных конфликтных направлений движения на перекрестке.

Необходимо стремиться к равномерной загрузке полос. Не рекомендуется выпускать транспортные средства, следующие в разных фазах, из одной и той же полосы.

Пропускать транспортный потом на «просачивние» через пешеходный поток возможно в случае, если интенсивность транспортного потока не превышает 120 авт/ч, а интенсивность пешеходного - 900чел./ч.

Основные принципы пофазного разъезда:

1. Стремиться к минимальному числу фаз в цикле регулирования.

2. Учитывать, что допускается совмещать в одной фазе левоповоротный поток, конфликтующий с определяющим длительность фазы встречным потоком прямого направления, если интенсивность левоповоротного потока не превышает 120 авт/ч.

3. Обеспечивать бесконфликтный пропуск пешеходов; в крайнем случае пешеходный поток и конфликтующие с ним поворачивающие транспортные потоки можно пропускать в одной фазе, если интенсивность пешеходного потока не превышает 900 чел/ч, а поворачивающих транспортных потоков - не превышают 120 авт/ч.

4. Не выпускать из одной и той же полосы транспортные средства, движение которых предусмотрено в разных фазах, т.е. полосы движения закрепляют за определенными фазами.

5. Стремится к равномерной загрузке полос. Интенсивность движения, в среднем приходящаяся на одну полосу, не должна превышать 700 ед/ч.

6. При широкой проезжей части (три полосы движения и более в одном направлении) и наличии островков безопасности следует рассматривать возможность поэтапного перехода пешеходами улицы в течении двух следующих друг за другом фаз регулирования.



Глава 4. Проектирование технических средств регулирования дорожного движения

Расчету режима регулирования должно предшествовать формирование схемы организации движения на перекрестке.

На этом этапе назначаются необходимые технические средства регулирования и разрабатывается дислокация светофоров, дорожных знаков, дорожной разметки, островков безопасности и направляющих ограждений.

На графическом листе формата А3 выполняется схема пересечения в масштабе со всеми применяемыми техническими средствами регулирования дорожного движения. Знаки, разметка и светофоры обозначаются условными символами с указанием нумерации согласно правилам дорожного движения и соответствующими ГОСТам.

Необходимо обозначить приоритеты в движении на случай отключения светофорного регулирования, специализировать по направлениям движения при необходимости, предписать или запретить движение по направлениям, обозначить пешеходные переходы и т.д.



Глава 5. Расчет жесткого программного управления на изолированном перекрестке

5.1 Длительность цикла регулирования

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.

Длительность цикла регулирования рассчитывается по формуле:

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

5.2 Потоки насыщения

Для случая движения в прямом направлении по 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:

(ед/ч)

где, - интенсивность движения в определенном j-м направлении при условии полностью насыщенной i-й фазы, ед/ч;

- ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.

Применяется при . Если м для расчета используются данные по методу интерполяции из таблицы 1.

Таблица 1.

	1850	1920	1970	2075	2475	2700
	3,0	3,5	3,75	4,2	4,8	5,1

Если перед перекрестком полосы обозначены дорожной разметкой, поток насыщения можно определить в соответствии с приведенными данными отдельно для каждой полосы движения.

(ед/ч)

(ед/ч)

Учитывая то, что на данном перекрестке созданы хорошие условия движения, получаем:

(ед/ч),

(ед/ч).

Для случая движения транспортных средств прямо, а также налево и(или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и правоповоротного потоков составляет более 10% общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения корректируется:

(ед/ч)

Где а, b и c - интенсивность движения транспортных средств, соответственно, прямо налево и направо в процентах общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

(ед/ч)

(ед/ч)

(ед/ч)

(ед/ч)

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

5.3 Фазовые коэффициенты

Они необходимы для определения длительности основных тактов и цикла регулирования и их определяют для каждого из направлений движения в данной фазе регулирования: ,

где - интенсивность движения на рассматриваемом подходе к пересечению в j направлении, обслуживаемых i фазой, ед/ч;

- поток насыщения для этих же направлений, ед/ч.

За расчетный фазовый коэффициент принимается наибольшее его значение в данной фазе. Меньшие значения могут быть использованы в дальнейшем для определения минимально необходимой длительности разрежающего сигнала в соответствующих этим коэффициентам направлениях движения.

При пофазном регулировании и пропуске какого-либо транспортного потока в течение двух фаз и более для него отдельно рассчитывают фазовый коэффициент, который независимо от значения не принимают в качестве расчетного. Однако этот фазовый коэффициент должен быть не более суммы расчетных фазовых коэффициентов тех фаз, в течении которых этот поток пропускается. Если это условие не соблюдается, то один из расчетных фазовых коэффициентов, входящих в эту сумму, должен быть искусственно увеличен.

Поток насыщения является показателем, зависящим от многих факторов:

- ширины проезжей части;

- продольного уклона на подходах к перекрестку;

- состояния дорожного покрытия;

- видимости перекрестка водителем;

- наличия в зоне перекрестка пешеходов и стоящих автомобилей и т.п..

Как правило, поток насыщения для каждого направления определяют путем натурных исследований, когда на подходе к перекрестку формируется достаточно большие очереди транспортных средств.

5.4 Длительность промежуточных тактов

Длительность промежуточного такта должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к пересечению автомобильных дорог на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановится у стоп-линии, либо успеть освободить пересечение (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе). Остановится у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп линии будет равно или больше остановочного пути.

Где, - средняя скорость транспортных средств при движении в зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч. Для практических расчетов принимают движении в прямом направлении км/ч, при движении в поворотном направлении ;

- среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала,4 ;

- расстояние от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки, м;

- длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, 4 м.

сек.

В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие проезжую часть разрешающий сигнал светофора. За время пешеход должен или вернутся 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:

Где - ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i-й фазе регулирования, м;

- расчетная скорость движения пешеходов, 1,3 м/с.

сек.

Независимо от результатов расчета минимальная длительность промежуточного такта должна быть 4 с. Учитывая, что желтый сигнал во всех случаях 3 с, а красный с желтым не более 2 с, на пересечении автомобильных дорог в период смены сигналов с разрешающего на запрещающий можно организовать режим «кругом красный», что способствует повышению безопасности движения.

Не рекомендуется назначать промежуточные такты длительностью менее 3 с. При 5-8 с промежуточный такт должен быть составлен из двух вспомогательный тактов. Длительность желтого сигнала никогда не должна быть менее 3 и более 4 с.

5.5 Длительность основных тактов

Длительность основных тактов всех фаз определяется по формулам:

Где T - длительность светофорного цикла, с;

- сумма промежуточных тактов, с;

- фазовый коэффициент i фазы;

Y - сумма фазовых коэффициентов.

По расчетам цикл регулирования составляет:



сек,

сек,

сек,

сек.



Глава 6. Корректировка режима светофорного регулирования

Длительность основных тактов проверяется на обеспечение пропуска в соответствующих направлениях пешеходов или трамвайных поездов.

Для пешеходов длительность разрешающего сигнала определяется по формуле:

Где - ширина пешеходного перехода, м;

- скорость движения пешеходов, м/с.

сек,

сек.

Для восстановления оптимального соотношения фаз в цикле его длительность рекомендуется корректировать, применяя формулу:

(1)

(2)

(3).

Где - скорректированная длительность цикла, с;

- сумма фазовых коэффициентов для фаз i, не уточнявшихся по трамвайному или пешеходному движению;

- суммарная длительность k, уточненных по трамвайному или пешеходному движению, с;

- суммарная длительность всех промежуточных тактов, с.

Так как пешеходы успеваю перейти дорогу в 1 и 2 фазе, то корректировка режима светофорного регулирования не требуется.

Глава 7. График режима светофорной сигнализации

Порядок чередования и длительность сигналов для каждого светофора, установленного на перекрестке, отражается график режима светофорной сигнализации. Это позволяет использовать его для коммутации ламп светофоров в период монтажных работ.

Каждая строка графика соответствует одному или нескольким светофорам с одинаковым режимом работы. В левой части графика указывают номера светофоров и дополнительных секций, присваиваемых им в процессе проектирования светофорного объекта.

В средней части графика соответствующими цветами показано чередование сигналов светофоров. Эту часть графика выполняют в масштабе, который отражает длительность сигналов, записанных в правой части графика. Масштаб выбирают произвольно.



Глава 8. Определение суммарных задержек на перекрестке в зависимости от параметров регулирования движения

Задержки движения характеризуются потерей времени при прохождении транспортным средством заданного участка со скоростью сообщения ниже оптимальной.

Различают задержки:

1) на перегонах, задержки появляются в результате маневрирования, наличия в потоке медлено движущихся транспортных средств, движения пешеходов, остановок транспортных средств;

2) на перекрестках, задержки появляются в результате необходимости уступить дорогу приоритетным транспортным средствам и пешеходным потокам, движущихся в конфликтном направлении.

Качество различных вариантов схем организации движения на перекрестке оценивают средней задержкой транспортных средств. С этим показателем непосредственно связана степень насыщения направления движения x, представляющая собой отношение среднего числа прибывающих в данном направлении к перекрестку в течение цикла транспортных средств к максимальному числу покинувших перекресток в том же направлении в течение разрешающего сигнала:

Где - соответственно, интенсивность движения и поток насыщения в данном направлении, ед/ч;

- цикл регулирования, с;

- длительность основного такта в том же направлении, с;

- соответственно, интенсивност движения и поток насыщения в данном направлении, ед/ч;

- номер направления.

Заторовое состояние в рассматриваемом направлении возникает при x>1. Для обеспечения некоторого резерва пропускной способности следует стремиться к значению (не более). Немаловажным с точки зрения максимального использования пропускной способности перекрестка является отсутствие малонасыщенных направлений и их равномерная загрузка.

Показатель эффективности работы светофорного объекта - задержка транспортных средств на пересечении автомобильных дорог.

Задача минимизации средней задержки автомобилей решается путем нахождения суммарной задержки автомобилей за цикл регулироваия, дифференцированием этой величины по длительности цикла.

Задержка транспортных средств на пересечении автомобильных дорог определяется для каждого направления по формуле:

сек;

сек;

сек;

сек.

Качество различных варирантов схем организации движения на перекрестке оценивают средней задержкой транспортных средств. Средняя задержка на всем пересечении составляет:



Глава 9. Проектные решения, повышаюшие безопасноть дорожного движения на перекрестке

Незаменимые на любой дороге технические средства организации дорожного движения - это специальные устройства, сооружения, помогающие легко ориентироваться на дороге и быть в курсе каких-либо изменений в дорожном движении или же облегчающие последствия ДТП, если оно произошло.

К ним относятся:

- светофоры;

- дорожные знаки;

- средства принудительного снижения скорости;

- разметка;

- средства сигнализации;

- ограждения барьерного типа.



Список литературы

1. ОДМ 218.6.003-2011 Методические рекомендации по проектированию светофорных объектов на автомобильных дорогах.

2. ГОСТ Р 52282-2004. Технические средства организации дорожного движения. Светофоры дорожные. Типа и основные параметры. Общие техничесике требования. Методы испытаний.

3. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения: учеб. Для вузов / Г.И. Клинковштейн, М.Б. Афанасьев. - 5-е изд., перераб и доп. - М.: Транспорт, 2001. - 247 с.

4. Пугачёв И.Н. Организация и безопасность дорожного движения: учеб. Пособие для вузов / И.Н. Пугачёв, А.Э. Горев, Е.М. Олещенко. - М.: Academia, 2009. - 272 с.

5. Кременец Ю.А. Техничесике средства организации дорожного движения: учеб. Для вузов / Ю.А. Кременец, М.П. Печёрский, М.Б. Афанасьев. - М.: Академкнига, 2005. - 279 с.

6. Коноплянко В.И. Организация и безопасность дорожного движения.: учеб. Для вузов / В.И. Коноплянко. - М.: Высшая школа, 2007. - 383 с.

Размещено на Allbest.ru

...