Разработка режимов светофорного регулирования на пересечении ул. Н. Чумичова и пр-та Гражданского

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Кафедра «Организация и безопасность движения»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Технические средства организации движения»

на тему:

«Разработка режимов светофорного регулирования на пересечении ул. Н. Чумичова и пр-та Гражданского»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время проблема автомобильных заторов на дорогах крупных населённых пунктов, а также пригородных трасс становится всё более актуальной. Инфраструктурный риск, вызываемый транспортной проблемой, неминуемо влияет на все сферы жизни общества, нарушая, прежде всего, нормальную работу промышленного комплекса.

Детальное рассмотрение ситуации позволяет выделить ряд причин, оказывающих наиболее негативное влияние на транспортную среду. Прежде всего, следует отметить недостатки в дорожной составляющей. Так, высокий процент автомобильных дорог не соответствует требуемым характеристикам: часто геометрические особенности объекта не позволяют пропустить необходимое количество транспорта, а само дорожное полотно находится в неудовлетворительном состоянии.

Также немаловажным аспектом проблемы являются установленные схемы организации дорожного движения (ОДД). В условиях масштабного роста автомобильного парка, объёмов перевозок, а, следовательно, и интенсивности движения, принятые режимы не всегда в полной мере отражают реальную дорожную обстановку, требуют своевременного пересмотра и модернизации.

И, наконец, необходимо обратить внимание на проблему хамства на дорогах. Низкая культура, неуважение людей друг к другу, необоснованное нарушение правил дорожного движения (ПДД), является, видимо, наиболее значимой составляющей транспортного коллапса и, что характерно, самой проблематичной с точки зрения устранения.

Применительно к городу Белгороду, все вышеописанные характеристики вполне уместны, что позволяет с полной уверенностью определить состояние важнейших дорог населённого пункта, как проблемное.

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА

Целью данного проекта является отработка основных принципов ОДД с применением технических средств организации движения (ТСОД) и закрепление навыков инженерного расчёта светофорного регулирования по жесткой программе на изолированном перекрёстке.

Выполнению поставленной цели сопутствуют следующие задачи:

проведение натурных обследований объекта;

расчёт приведённой интенсивности;

выбор схемы пофазного разъезда;

определение оптимальной длительности цикла и длительности тактов;

оценка возможности перехода пешеходами проезжей части при расчётных тактах регулирования;

расчёт теоретических задержек на пересечении.

Итогом проектирования станет обновленный вариант работы светофорного объекта на перекрёстке, обеспечивающий наиболее удобное движение транспортных средств с наименьшими задержками.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Перекрёсток улицы Н. Чумичова (бывшая улица Красина) и проспекта Гражданского (бывшая улица Ленина), находясь в самом центре города, является весьма оживлённым объектом транспортной сети, связывающим ряд крупных пунктов притяжения. В непосредственной близости от пересечения находится скопление мест культуры и отдыха, магазины, а также Белгородский Строительный Колледж, Музыкальное училище, здания областного суда и сберегательного банка.

Рисунок 2.1. Расположение объекта в масштабах города

дорожный движение технический регулирование

Трассировка улицы Н. Чумичова в масштабах жилой застройки определяет её, как потенциального дублёра главной магистрали города (ул. Б. Хмельницкого). Тем не менее, настоящие характеристики не позволяют дороге в полной мере выполнять свою роль и становятся препятствием для непрерывного и удобного движения транспортных средств. Важными для движения характеристиками являются нестандартное покрытие автомобильной дороги (плитка, обеспечивающая невысокий коэффициент сцепления), малая ширина полосы, высокий процент нарушений запрета остановки, серьёзно влияющий на пропускную способность.

Гражданский проспект, в свою очередь, характеризуется невысокой интенсивностью движения, свободным транспортным потоком, большим количеством мест стоянки.

Данные особенности перекрёстка обуславливают высокую загрузку улицы Н. Чумичова (прежде всего, в связи с городскими маятниковыми миграциями) и повышенную концентрацию пешеходного движения, как в будние, так и в выходные дни.

3. НАТУРНЫЕ ОБСЛЕДОВАНИЯ

Процесс выполнения курсового проекта включает в себя процедуру натурных обследований, т.е. фиксацию конкретных условий и показателей дорожного движения в течение определённого периода времени (неделя в данном случае). Так, было проведено изучение геометрической схемы объекта, анализ статистики дорожно-транспортных происшествий (ДТП), исследование степени опасности объекта, обследование интенсивностей потоков и определение структуры существующего цикла регулирования.

Рисунок 3.1. Геометрическая схема объекта

Из схемы (Рис. 3.1) видно, что перекрёсток оснащён восемью транспортными (типа Т1) и восемью пешеходными (типа П1) светофорами. Также предусмотрены знаки приоритета (2.1 и 2.4), определяющие Гражданский проспект, как главное направление. Знаками же обозначены и места запрещения остановки (3.27), движения (3.1), места с возможным появлением детей на проезжей части (1.21) и места, предназначенные для стоянки транспортных средств (6.4).

Ограничение остановки, наряду с запрещающим знаком, обозначается разметкой 1.4 в районе здания Областного суда. Встречные транспортные потоки Гражданского проспекта разделены двойной сплошной линией (1.3), попутные - прерывистой (1.7). Движение пешеходных потоков регулируется четырьмя пешеходными переходами, обозначенными разметкой 1.14.1.

Установка пешеходных ограждений произведена только по участку улицы Н.Чумичова на границе тротуара и обусловлена высокой пешеходной интенсивностью. Картограмма интенсивностей, как транспортных, так и пешеходных потоков приведена на рисунке:

Рисунок 3.2. Картограмма интенсивностей

Для построения картограммы использованы максимальные значения интенсивностей, зафиксированных в ходе проведения обследований. Чёрными контурами обозначены транспортные потоки, синими - пешеходные.

Степень сложности пересечения является одним из факторов введения светофорного регулирования. Оценка степени сложности объекта улично-дорожной сети (УДС) заключается в подсчете конфликтных точек объекта и суммировании их в соответствии со степенью конфликтности каждой.

Рисунок 3.3. Схема конфликтных точек пересечения:

1 - разделение потоков; 2 - слияние; 3 - пересечение

(3.1)

где: nр -- количество точек разделения потоков; nc -- количество точек слияния; nп -- количество точек пересечения,

, пересечение является очень сложным.

Такие показатели конфликтности, как правило, являются причиной высокой аварийности на перекрёстке. Во избежание подобной ситуации на рассматриваемом участке УДС действует светофорный объект, обеспечивающий пофазный разъезд транспортных потоков с регулированием пешеходного движения:

Рисунок 3.4. Существующий светофорный объект:

СВ -- транспортные светофоры; ПШ -- пешеходные светофоры

Статистика ДТП представлена в таблице:

Таблица 3.1. Статистика ДТП

При этом погибших в ДТП зафиксировано не было.

Задержки потока, возникающие в процессе движения, определяются экспериментально, путём заполнения специального протокола наблюдений и дальнейшей обработки полученных данных. При этом различают среднюю задержку (т.е. задержку на каждый остановившийся автомобиль) и условную (т.е. задержку на все проехавшие через перекрёсток автомобили в независимости от остановки):

Таблица 3.2. Величины задержек транспортного потока

На основании вышеприведённых данных можно делать первоначальные выводы о транспортном состоянии объекта. Так, следует отметить, что существующая структура светофорного цикла, выделяя большее время проезду потока с меньшей интенсивностью, не соответствует реальной ситуации на объекте, способствует увеличению задержек, снижению пропускной способности и, как следствие, появлению заторов.

4. ОСНОВАНИЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ

Основанием для разработки нового проекта светофорного регулирования на перекрестке проспекта Гражданского и улицы Н. Чумичова служит неудовлетворительная схема нынешнего регулирования, находящаяся в данный момент в состоянии, неспособном обеспечить оптимальную работу объекта и пропуск должного количества транспортных средств, в связи с чем пересечение находится в состоянии близком к заторовому.

Введение нового светофорного цикла призвано обеспечить удобный пофазный разъезд транспортных средств, рассчитанный на минимальные задержки потоков, а также организовать возможность безопасного пересечения проезжей части пешеходами. В итоге предлагаемый режим регулирования должен повысить пропускную способность узла УДС, сделать возможным наиболее рациональное использование проезжей части.

5. РАСЧЁТ РЕЖИМА СВЕТОФОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Определение длительности цикла и основных тактов регулирования основано на сопоставлении фактической интенсивности движения на подходах к перекрёстку и пропускной способности (потоков насыщения) этих подходов.

Исходными данными для расчёта являются планировочные и транспортные характеристики перекрёстка: ширина проезжей части, число и ширина полос в каждом направлении, ширина разделительных полос, тротуаров, радиусы закруглений, продольный и поперечный уклоны,состав транспортных потоков, картограмма интенсивностей, средняя скорость движения.

Согласно методике расчёта Вебстера в первую очередь рассчитываются потоки насыщения, т.е. пропускная способность дороги на подходе к пересечению. Для каждого направления фазы регулирования поток насыщения определяется по следующей формуле:

(5.1)

где: i -- номер фазы; j -- направление; Bпч -- ширина проезжей части.

В связи с малой шириной проезжей части рассматриваемого перекрёстка численное значение потока насыщения каждой полосы принимается равным 1850 авт/час для улицы Н. Чумичова и 1920 авт/час для проспекта Гражданского.

Кроме того, ситуация на перекрёстке предполагает движение транспортных средств прямо, а также налево и направо по одним и тем же полосам движения, а следовательно поток насыщения требует корректировки, оправданной уменьшением показателя задержками поворачивающих автомобилей:

(5.2)

где: a, b, с -- интенсивность движения транспортных средств прямо, налево и направо в процентах.

На следующем этапе расчёта определяются фазовые коэффициенты, показывающие загрузку улицы и состояние транспортного потока:

(5.3)

где: Nij -- интенсивность движения транспортного потока;

Длительность промежуточного такта должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зелёный сигнал со скоростью свободного движения при смене сигнала с зелёного на желтый смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекрёсток:

(5.4)

где: нa -- средняя скорость ТС при движении на подходе к перекрёстку и в зоне перекрёстка без торможения; aт -- среднее замедление ТС при включении запрещающего сигнала; li -- расстояние от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки; la -- длина ТС наиболее часто встречающихся в потоке;

Согласно ГОСТ Р 52289-2004 длительность промежуточного такта принимается равной 3 секунды.

Длительность цикла зависит от вышерассчитанных показателей и определяется по формуле Вебстера:

(5.5)

где: Тп -- сумма всех промежуточных тактов (потерянное время); Y -- сумма наибольших фазовых коэффициентов;

Длительности основных тактов в фазе пропорциональны расчётным фазовым коэффициентам этих фаз, следовательно:

(5.6)

Время, необходимое для пропуска пешеходов по каждому направлению, рассчитывается по эмпирической формуле, учитывающей суммарные затраты времени:

(5.7)

где: Bпш -- ширина, пересекаемой проезжей части; нпш -- средняя скорость пешехода;

По причине превышения длительности разрешающих сигналов транспортных светофоров над длительностями разрешающих сигналов пешеходных светофоров, а следовательно и их способности обеспечить пропуск большего по интенсивности потока, в качестве конечного значения принимают длительность первых.

Таким образом, режим работы светофорного объекта осуществляется по двухфазной схеме. Схема пофазного разъезда транспортных средств представлена на четвёртом листе графической части, структура светофорного цикла -- на следующем рисунке:

Рисунок 5.1. Структура предлагаемого светофорного цикла

Проверка качества схемы ОДД осуществляется путём расчёта степени насыщения направления:

(5.8)

Из численных значений рассчитанного параметра следует, что предлагаемая схема светофорного регулирования вполне удачна, так как не способствует возникновению заторового состояния на перекрёстке (x>1) и способствует при этом максимальному использованию пропускной способности улицы при относительно равномерной её загрузке.

6. РАСЧЁТ ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ ЗАДЕРЖЕК ТС

Задержка транспортных средств напрямую зависит от введённого режима работы светофорной сигнализации и возникает на второстепенной и главной дорогах в силу действия запрещающего сигнала. Задержку определяют по формуле:

(6.1)

где: л -- отношение длительности разрешающего сигнала к циклу; N -интенсивность потока (ед/сек);

Представленный расчёт также подтверждает целесообразность введения предлагаемого выше цикла работы светофорного объекта, способного обеспечить меньшие задержки транспортных потоков в сравнении с циклом, действующим на светофорном объекте в данный момент.

7. ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

Реализация проекта на перекрёстке происходит с учётом уже установленных ТСОД с незначительной их модернизацией. Так, на участке улицы Н.Чумичова по направлению наибольших пешеходных потоков устанавливаются пешеходные ограждения (высотой 1 м на протяжении 50 м в каждую сторону от пересечения) во избежание несанкционированного выхода на проезжую часть.

Для осуществления пофазного разъезда транспортных средств, а также для обеспечения безопасного движения пешеходов, пересечение оборудуется восемью транспортными и восемью пешеходными светодиодными светофорами с диаметром линз 200 мм. Установка производится на прежних местах с использованием металлических стоек. Режим работы светофорного объекта, как описывалось ранее, двухфазный, рассчитанный на минимальные задержки транспортных потоков. Порядок переключения сигналов транспортных светофоров следующий:

- при переходе с красного сигнала на зеленый:

«красный» - «красный с жёлтым» - «зелёный»;

- при переходе с зелёного сигнала на красный:

«зелёный» - «зелёный мигающий» - «жёлтый» - «красный».

Пешеходные светофоры не имеют жёлтого сигнала и переключаются в режиме «зелёный» - «зелёный мигающий» - «красный» - «зелёный».

Разметка на участке УДС остаётся прежней: пешеходные переходы обозначаются горизонтальной разметкой 1.14.1, на проезжую часть по Гражданскому проспекту наносится двойная сплошная (1.3) осевая линия и прерывистая линия 1.7 для разграничения полос попутного направления.

С учётом наибольшей транспортной интенсивности знаки приоритета (2.4 и 2.1), предусмотренные на случай сбоя в работе светофорного объекта, должны предоставить главенствующую роль потокам по улице Н.Чумичова. Эта же улица по направлению «из города» должна оснащаться знаком 3.27 в целях предотвращения блокирования правой полосы движения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воля П.А., Загородний Н.А., Новиков И.А, Семикопенко Ю.В «Организация движения». Методические указания к практическим занятиям -- Белгород: Издательство БГТУ им. В. Г. Шухова, 2007. -- 19 с.

2. Кременец Ю.А., Печерский М.П., Афанасьев М.Б. Технические средства организации дорожного движения: Учебник для вузов. -- М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. -- 279 c.: ил.

3. ГОСТ 23457-86 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения» -- М.: 2004. -- 59 c.

4. http://sway.ru

Размещено на Allbest.ru