Исследование влияния структуры автотранспортного потока на эффективность использования участка улично-дорожной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование влияния структуры автотранспортного потока на эффективность использования участка улично-дорожной сети

Д.Х. Нестеренко

Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия

Аннотация

Актуальность темы. Существенное отставание темпов развития улично-дорожной сети в городах от темпов автомобилизации обуславливает нарастание проблемы исчерпанности пропускной способности. Наличие этой проблемы указывает на необходимость изучения направлений её преодоления. Одним из таких направлений является совершенствование структуры автотранспортных потоков.

Теоретико-методический подход базируется на утверждении, что в случае пассажирских автомобильных перевозок улично-дорожная сеть предназначена не столько для перемещения по ней автомобилей, сколько для перемещения по ней пассажиров с использованием автомобилей. Автомобиль при таком подходе выполняет некую промежуточную функцию. В работе использованы положения теории пассажирских автомобильных перевозок, теории транспортных процессов и систем, математической статистики, натурных исследований.

Объект исследования - процесс перевозки пассажиров автомобильным транспортом.

Предмет исследования - закономерности перевозок пассажиров автомобильным транспортом.

Цель - повышение пропускной способности улично-дорожной сети на основе управления структурой пассажирских автотранспортных средств в потоках.

Результатами исследования установлено, что за счёт повышения активности использования населением городского пассажирского автомобильного транспорта уменьшаются загруженность улично-дорожной сети и время движения транспортных средств по участку. Результаты исследования могут быть использованы автотранспортными предприятиями, органами управления пассажирскими перевозками при разработке мероприятий по совершенствованию транспортного обслуживания населения, организации перевозок пассажиров по маршрутам регулярных перевозок. пассажирский автомобильный транспортный

Ключевые слова: пассажирские автомобильные перевозки, скорость транспортного потока, время движения, пассажиропоток.

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF THE STRUCTURE OF MOTOR TRAFFIC ON THE EFFICIENCY OF THE USE OF THE ROAD NETWORK SECTION

D.H. Nesterenko

Orenburg State University, Orenburg, Russia

Relevance. A significant lag in the pace of development of the road network in the cities from the rate of motorization causes an increase in the problem of bandwidth exhaustion. The presence of this problem indicates the need to study ways to overcome it. One of these areas is the improvement of the structure of motor traffic flows.

The theoretical and methodological approach is based on the statement that, in the case of passenger road transport, the street-road network is intended not so much for moving cars on it, as for moving passengers on it using cars. A car with this approach performs an intermediate function. In this paper, the provisions of the theory ofpassenger road transport, the theory of transport processes and systems, mathematical statistics, field studies.

The object of study - the process of transporting passengers by road.

The subject of the study - the laws ofpassenger transport by road.

The goal is to increase the capacity of the road network based on managing the structure ofpassenger vehicles in traffic.

The results of the study found that due to the increased activity of the use of the population of the urban passenger road transport, the workload of the road network and the time t of the movement of vehicles along the section are reduced. The results of the study can be used by motor transport enterprises and passenger transportation authorities in the development of measures to improve transport services for the population, and the organization of passenger traffic on regular transport routes.

Keywords: passenger road transport, traffic speed, travel time, passenger traffic.

Введение

Современные социально-экономические условия требуют от населения высокой мобильности. Для эффективного взаимодействия населения необходимо обеспечить высокую скорость их сообщения. В транспортной сфере поставленная задача реализуется посредством организации передвижений пассажиров по индивидуальным маршрутам и маршрутам регулярных перевозок. При этом современные тенденции развития пассажирского автомобильного транспорта в России указывают на необходимость повышения активности использования городского пассажирского автомобильного транспорта [10, 8, 6].

Основным показателем, характеризующим эффективность функционирования транспортных систем, является время передвижения, представляющее ценность для пассажиров и перевозчиков. С увеличением количества транспортных средств на улично-дорожной сети увеличивается время, затрачиваемое на перемещение пассажира [2, 3].

Повышение эффективности использования улично-дорожной сети возможно за счёт управления структурой транспортных средств через удовлетворение требований потенциальных пассажиров по факторам повышения активности использования городского общественного автомобильного транспорта [9, 7, 4]. Показателем такой эффективности является время передвижения пассажира по участку улично-дорожной сети.

Теоретико-методический подход. Теоретическим посылом исследования является утверждение, что в случае пассажирских перевозок улично-дорожная сеть предназначена не столько для перемещения по ней автомобилей, сколько для перемещения по ней пассажиров с использованием автомобилей. Именно пассажир является конечным потребителем улично-дорожной сети. Автомобиль при таком подходе выполняет некую промежуточную функцию.

Гипотезой исследования является предположение о влиянии характеристик системы "пассажир - автомобиль - участок улично-дорожной сети" на время перемещения пассажира по участку улично-дорожной сети.

В исследовании использован известный показатель - уровень обслуживания [9] движения. Он применён в качестве комплексного показателя состояния транспортного потока. Его основные характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика уровней обслуживания движения в соответствии с нормативным документом ОДМ 218.2.020-2012

Одной из основных характеристик уровней обслуживания движения является коэффициент за грузки z участка улично-дорожной сети:

где

N - интенсивность движения, авт./час;

P - пропускная способность участка улично-дорожной сети, авт./час.

Количество Q пассажиров, перевозимых на участке улично-дорожной сети, определяют по формуле:

где

П - количество видов транспортных средств; q. - номинальная вместимость транспортного средства, пасс.;

у. - коэффициент использования вместимости транспортного средства.

Определение границ уровней обслуживания производится исходя из значений интенсивности движения для каждого уровня обслуживания движения при известных значениях пропускной способности и коэффициента загрузки.

Приведённое количество Nnpueed транспортных средств для разных уровней обслуживания движения определяют по формуле 3:

где

А- количествотранспортныхсредств j-го вида; k - коэффициент приведения к легковым автомобилям.

Характеристики рассматриваемой системы могут быть определены с использованием диаграмм оценки влияния структуры транспортных средств в потоке на уровень обслуживания движения (рисунок 1). Диаграмма отражает структуру транспортных средств при пассажиропотоках Q от 1000 до 10000 пассажиров в час. В случае присутствия в потоке двух категорий автотранспортных средств (автомобили категории М 2 и автомобили категории М 2 - автобус ПАЗ-3205) зависимость (2) примет вид:

где

q, q2 - номинальная вместимость легкового автомобиля и автобуса ПАЗ-3205 соответственно, пасс.;

уг у 2 - коэффициент использования вместимости легкового автомобиля и автобуса ПАЗ-3205 соответственно;

A, А 2 - количество легковых автомобилей и автобусов соответственно, шт.

Ранее проведёнными исследованиями [8] определена средняя вместимость транспортных средств: в час "пик" для легковых автомобилей она составляет 2,1 пасс.; для автобуса ПАЗ-3205 - 34 пасс.

На диаграмме отмечены границы уровней обслуживания движения, которые пересекают линии пассажиропотоков в точках, соответствующих предельному значению интенсивности движения N для каждого из уровней обслуживания движения.

Определение структуры транспортных средств на участке улично-дорожной сети состоит в последовательном выполнении следующих этапов: определение интенсивности движения N авт./час; установление уровня обслуживания движения, определение коэффициента загрузки z; расчёт скорости V автотранспортного потока; определение времени t движения транспортного средства по участку сети. Для обеспечения эффективного использования пропускной способности улично-дорожной сети из различных вариантов структуры автотранспортных средств производится выбор в пользу той структуры, которая обеспечивает минимальное время t движения транспортного средства по участку.

При известной структуре автотранспортных средств определяют скорости потока для каждого уровня обслуживания (таблица 2).

Таблица 2. Зависимости скорости V движения автотранспортного потока.

Результаты расчётов времени t движения транспортного средства в потоке и скорости V движения автотранспортного потока в системе "пассажир - автомобиль - участок улично-дорожной сети".

Расчёт выполнен для пассажиропотока Q = 4000 пасс./час., перемещающегося по двухполосной дороге [5, 1].

При пассажиропотоке Q = 4000 пасс./час перемещение пассажиров могут осуществлять 2000 легковых автомобилей, что соответствует уровню обслуживания F, или 118 автобусов ПАЗ-3205, что будет соответствовать уровню обслуживания А. Скорость V определена по зависимостям, представленным в таблице 2, и составила:

VA = -0,001 X 4000 + 66 = 62 км./час.

VF = -0,0000 X 4000 -і- 23,56 = 21,16 км./час.

При этом время tAT tF движения транспортного средства протяженностью В километр составили 0,017 часа и 0,047 часа соответственно.

Однако, наиболее эффективная эксплуатации участка движения С [8]. Для этого уровня обслуживания скорость I7 ржяа с 0,та кі^чат, о время! прохождения участка дороги - 0,019 часа.

Рисунок 1. Диаграмма оценки влияния стрз^ктуры транспортных средств на уровень обслуживания движения

Зависимости скорости V

Рисунок 2. Зависимости скорости V автотранспортного потока от величины пассажиропотока Q

Скорость V движения автотранспортного потока при пассажиропотоке Q = 4000 пасс./час. составляет 62 км./час для уровня обслуживания А; 50,42 км./час для уровня обслуживания С; 21,16 км./час для уровня обслуживания F. Скорость V движения автотранспортного потока оказывает влияние на время t движения автотранспортного средства в потоке (рисунок 3). Представленная зависимость свидетельствует об уменьшении скорости V и увеличении времени t.

Обсуждение и заключение

По результатам исследования установлено, что при пассажиропотоке Q = 4000 пасс./час. скорость автотранспортного потока при уровне обслуживания движения А составляет 62 км./час., а для F - 21,16 км./час. Время передвижения пассажира в автотранспортном потоке составляет 0,016 и 0,047 часа соответственно для уровней обслуживания движения A и F. Время t движения автотранспортного средства по участку сети сокращается в 2,9 раза по мере увеличения скорости V автотранспортного потока на 40,8 км./ час. При этом структура автотранспортного потока: для А количество легковых автомобилей А 1 = 0 шт., количество автобусов ПАЗ-3205 - 118 шт.; для F - количество легковых автомобилей А 1 = 2000 шт., количество автобусов ПАЗ-3205 А 2 - 0 шт. Наибольшая эффективность использования участка улично-дорожной сети достигается при скорости V = 50,42 км./час, t = 0,019 часа, что соответствует уровню обслуживания движения С. Количество легковых автомобилей А 1 и автобусов ПАЗ-3205 А 2 находится в пределах интенсивности движения N, согласно которому 800 шт. < А 1 < 1400 шт. ; 0 шт. < A 2< 50 шт.

Доказано влияние характеристик системы "пассажир - автомобиль - участок улично-дорожной сети" на время t перемещения пассажира по участку улично-дорожной сети. Пассажир, как конечный потребитель улично-дорожной сети, реализующий поездку на легковом автомобиле или городском автомобильном транспорте, образует пассажиропоток, величина которого оказывает влияние на скорость V движения автотранспортного потока и, соответственно, на время t движения транспортного средства в потоке. Изменение структуры автотранспортного потока, через повышение активности использования городского автомобильного транспорта [2], позволяет увеличить скорость V и уменьшить время t движения автотранспортного средства в потоке, что сопровождается повышением уровня обслуживания движения с соответствующим изменением коэффициента z загрузки и интенсивности N движения.

Рисунок 3. Зависимости времени t движения транспортного средства в потоке от скорости V движения автотранспортного средства

На основании изложенного материала можно заключить, что управление структурой автотранспортных средств в потоке способствует повышению эффективности использования пропускной способности улично-дорожной сети.

Литература