К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
Аннотация. Необходимость введения мониторинга автотранспортного потока определяется координированием перемещений больших потоков АТС. Технические средства измерения дают возможность с наименьшей погрешностью собрать статистические данные о параметрах транспортного потока. Приведена оценка транспортного потока перекрестка на УДС г. Саратова.
Ключевые слова: транспортная сеть, загруженность дорожно-уличной сети, транспортный поток, уличное движение, датчик, лазерный измеритель скорости, интенсивность движения, скорость транспортного потока.
Эффективное использование инфраструктуры транспортной сети оказывает влияние на удобство использования транспортных средств, здоровье и жизнь людей, окружающую среду, помимо этого, влияет на экономическое развитие регионов.
Необходимость введения мониторинга транспортного потока определяется несколькими причинами, одной из которых является координированное перемещение больших потоков АТС. С помощью современных технических средств можно автоматизировать процесс управления транспортными потоками, но для этого необходимо иметь информацию об интенсивности движения. Второй причиной является сбор данных, необходимых дорожным организациям для реконструкции существующих автомобильных дорог и для строительства новых. Помимо этого, информация об интенсивности движения на определенных участках используется для прогноза и предупреждения транспортных заторов, что дает значительный эффект в виде экономии ГСМ, а также сокращения негативного влияния на экологию. Решение данных задач необходимо для построения целостной системы управления движением на сети дорог [1].
Для разработки метода краткосрочного анализа учета основных характеристик транспортного потока проведены статистические исследования величины интенсивности в течении недели для каждого часа суток на наиболее значимых пересечениях г. Саратова. На основе анализа загруженности УДС установлено, что существует в основном три фазы потоков – свободный, синхронизированный и широко движущийся кластер машин [2].
Измерения интенсивности движения раньше могли проводиться без использования технических средств. Но в условиях насыщенных транспортных потоков методика «ручного» счета дает сбои: зрительный аппарат человека не может фиксировать огромное количество автомобилей, проходящих через сечение многополосной дороги, без значительных ошибок на большом временном отрезке. Скорость транспортного потока необходимо измерять в двух направлениях в каждой полосе движения. Использование фиксации времени, за которое автомобиль проходит определенный отрезок дороги, несколько устарело, имеет значительные погрешности измерения, достаточно сложно зафиксировать скорость движения автомобилей по полосам. Этим и объясняется необходимость использования информационно-автоматизированных или автоматических электронных средств наблюдения. Для измерения скорости транспортного потока целесообразно использовать дистанционные измерители скорости (радар, лампу-фару) или специальные детекторы скорости. [1, 3]
Для оценки транспортного потока на УДС г. Саратова использовались следующие приборы: измеритель скорости с фотофиксацией превышений «АМАТА» и прибор «Спектр 1», предназначенный для сбора статистической информации о параметрах транспортных потоков.
В настоящее время используются в основном два вида дистанционных измерителей скоростей:
- измерители радарного типа, работающие в диапазоне радиочастот спектра;
- лазерные измерители, работающие в инфракрасном диапазоне спектра.
«AMATA» – прибор, построенный на основе лазерного измерителя, что позволяет достоверно выделить автомобиль, скорость которого измеряется в данный момент, из потока. Это неоспоримое преимущество перед радарными регистраторами, широко используемыми сейчас.
Точность показателей приборов обоих типов сопоставима при идеальных условиях эксплуатации, однако им присущи критические различия, выявляемые в условиях реальной работы (табл. 1).
Таблица 1 – Параметры измерителей радарного и лазерного типов
Параметры
Радарный измеритель
Лазерный измеритель
Зависимость от погодных условий эксплуатации
Слабая зависимость
Уменьшение дальности действия
Выделение ТС в потоке
Невозможно
Возможно
Помехоустойчивость и помехозащищенность
Низкая
Высокая
Влияние близкорасположенных объектов на диаграмму излучения передатчика
Влияет
Не влияет
Схема установки измерителя скорости «АМАТА» приведена на рисунке 1.
Принцип работы детектора «Спектр 1» основывается на бесконтактном зондировании проезжей части дорожного полотна сигналом сверхвысокой частоты с линейной частотной модуляцией. Детектор способен контролировать до восьми полос движения. Прибор способен обнаружить и зарегистрировать как движущиеся транспортные средства, так и те что остановились. Функционирует прибор независимо от времени суток и заданных условий контроля. Основная задача прибора – сбор данных об интенсивности движения.
Прибор накапливает статистические данные относительно интенсивности движения, занятости зоны, средней скорости движения и количества длинномерных транспортных средств.
Натурными наблюдениями с использованием технических средств измерения была определена максимальная часовая интенсивность движения и состав транспортного потока на основных перекрестках города Саратова. Построены графики распределения интенсивности движения по часам суток на основных участках УДС города (рис. 2).
Был определен состав транспортных средств, движущихся по УДС, в процентном соотношение (рис. 3).
Анализ данных наблюдений за интенсивностью, составом и скоростью движения на пересечении улиц Астраханской и Вавилова в г. Саратова показал:
– на данном участке преобладает легковой транспорт (70%), значительную часть занимает малотоннажный грузовой транспорт, т. к. выполняет социально значимые перевозки и движется по всей УДС города, пассажирский транспорт составляет 6% от общего состава, в основном это троллейбусы и маршрутный транспорт малой вместимости.
Большая часть рассматриваемых перекрестков функционирует в часы пик в напряженном режиме, т. е. задержки автотранспорта составляют более 15 мин. Перекресток улиц Астраханской и Вавилова в направлении ул. Советской менее загружен, средняя скорость движения в утренний час пик в будние дни составляет 19 км/ч, в противоположном направлении этот показатель не более 10,8 км/ч. Анализируя график на рис. 4, можно сделать вывод: при интенсивности движения не более 1145 авт./ч автомобили могут двигаться с оптимальной скоростью 30 км/ ч и выше.
Более информативно и всессторонне описывает условия движения на УДС коэффициент загрузки k (рис. 5):
k = N / P, (1)
где N – интенсивность движения ТП, авт./ч; P – пропускная способность участка транспортной сети [3].
Проведенные исследования показали, что необходимо систематически мониторить транспортный поток. При анализе транспортного потока необходимо оценивать множество факторов, таких как скорость движения ТП, загруженность УДС, протяженность участков, особенности дорожного полотна и условий движения, дни недели, часы суток, сезонность, климатические условия, вероятность какого-либо события на участке транспортной сети, которое может привети к ДТП, скоплению АТС и т. п. Все эти факторы необходимо учитывать для дальнейшего прогнозирования транспортного потока на УДС города с дальнейшим корректированием маршрута участников движения в реальном масштабе времени.
ЛИТЕРАТУРА
- Кузьмин Д. М. Основы технологии по мониторингу и анализу состояния дорог, характеристик автотранспортных потоков (АТП) и правил дорожного движения (ПДД), дисциплины водителей / Д. М. Кузьмин // Интеллектуальные системы и компьютерные науки: материалы IX международной конференции, Москва 23–27 октября 2006 г. – М. : Изд-во ЦПИ при МехМат МГУ, 2006. – С. 166–168.
- Пугачёв И. Н. Организация и безопасность движения: учеб. пособие / И. Н. Пугачёв. – Хабаровск : Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2004. – 232 с.
- Малюгин П. Н. Теория и моделирование транспортных потоков и систем: конспект лекций по дисциплине «Теория и моделирование транспортных потоков и систем» / П. Н. Малюгин. – Омск: СибАДИ, 2012. – 45 с.
Метки: Транспорт