К ВОПРОСУ РАСЧЕТА ПОТОКА НАСЫЩЕНИЯ НА РЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕСЕЧЕНИЯХ

Категория: Транспорт.

Аннотация. В статье рассмотрен вопрос развития технических средств организации дорожного движения и точности определения потока насыщения при расчетах светофорного цикла регулируемого перекрестка.

Ключевые слова: светофор, цикл регулирования, поток насыщения, левоповоротное движение, просачивание, отсечка.

В середине прошлого века в нашей стране процессу безопасного осуществления левоповоротного движения на регулируемых пересечениях не уделялось должного внимания, так как интенсивность дорожного движения была невысока и левый поворот на регулируемых пересечениях осуществлялся в безо­пасные интервалы либо на горение желтого сигнала. Технические средства организации дорожного движения также не позволяли организовать движение транспортных средств (ТС) в более чем две фазы. И даже с последующим развитием трех- и более фазное регулирование применялось в редких случаях – например, в Москве делались попытки установки революционных по тем временам четырехсекционных светофоров, но результаты в улучшении организации дорожного движения не были достигнуты, требовались более совершенные светофоры для обеспечения безопасного левоповоротного маневра.

Этапы развития технических средств регулирования левых поворотов и методов организации движения можно разделить на два периода: первый с конца 20-х по конец 60-х гг.; второй – с конца 60-х гг. по насто­ящее время. В 1957 г. в Москве применили светофоры с дополнительными зелеными стрелками, которые давали возможность безопасного осуществления маневра. С введением дополнительных секций светофоров появилась возможность использовать новые трехфазные схемы регулирования. Одна из фаз использовалась для бесконфликтного пропуска всех правых поворотов и двух смежных левых [7]. На тот момент существовавшие контроллеры не отвечали требуемым характеристикам, и в конце 60-х гг. появились новые легко программируемые контроллеры, которые позволили значительно улучшить организацию дорожного движения на регулируемых перекрестках как в целом, так и при организации левоповоротного движения. К слову, в развитии электронных контроллеров можно выделить три поколения: первое – до 1980 г.; второе – 1980–1985 гг.; ­третье – 1985 г. по настоящее время.

Развитие технических средств организации дорожного движения и повышение интенсивности движения выявляет ряд проблем в расчетах светофорного регулирования. При расчете режимов регулирования, при оценке качества обслуживания движения ТС на подходах к регулируемому перекрестку ведущими исследователями используется ряд уже давно устоявшихся критериев. В их состав входят: поток насыщения (ПН); эффективная длительность сигналов; задержка регулирования; суммарная задержка; длина очереди ТС; пропускная способность полосы движения, подхода к перекрестку, перекрестка в целом; уровень насыщенности; уровень качества обслуживания; временной интервал; длительность цикла регулирования; коэффициент приведения к легковому автомобилю. Условия пропуска автомобилей через стоп-линию характеризуются замедлением и остановкой автомобилей, стоянкой в ожидании пропуска, пуском автомобилей после появления сигнала, разрешающего движение, ускорением и прохождением пересечения с ограниченной скоростью.

Над проблемой расчета параметров светофорного регулирования работали В. А. Владимиров, А. Ю. Кре­менец, Е. М. Лобанов, М. П. Печерский, А. А. Поляков, П. В. Рушевский, М. С. Фишельсон, А. Н. Красникова и др.

За рубежом проблемой расчета циклов светофорного регулирования занимались Ф. В. Вебстер, Б. Д. Гриншильдс, Т. М. Метсон, А. Д. Миллер, У. С. Смит и ряд других специалистов. Результаты их работы вошли в «Руководство по расчету пропускной способности» (США, 1950, 1965, 1985 и 2000 гг.).

В нашей стране при расчетах светофорного цикла доминируют формулы Вебстера за счет их простоты и достаточной точности расчетов, но стоит отметить, что они работают до уровня загрузки перекрестка, равного 0,7. Рост интенсивности движения, а как следствие, появление насыщенных и перенасыщенных потоков в крупных городах привели к заторам движения. В связи с этим ученые и инженеры задумались о создании такой методики расчета циклов регулирования, которая позволила бы давать более точные значения. При этом необходимо корректное определение потоков насыщения по направ­лениям.

Существуют различные коэффициенты корреляции ПН прямого потока в зависимости от влияния левоповоротного движения, представленные в различных руководствах или разработанные учеными. Все они колеблются от 0,95 (Highway Capacity Manual) до 1.55, предложенного А. А. Поляковым [5], очевидно, что такой разброс негативно сказывается на точности расчета ПН.

Возникают противоречия в зависимости ПН от количества полос, с которых совершается левоповоротное движение. Одни ученые, такие как Ю. А. Врубель [2] и Н. Ш. Ни­курадзе [4], утверждают, что ПН не зависит от количества полос, другие – В. А. Владимиров [6], А. А. Поляков [5], предлагают ввести в расчет коэффициент многополосности для левоповоротного движения. Формулы В. Ф. Вебстера [10] также учитывают количество полос, с которых совершается маневр. В американском руководстве [9] предлагается введение коэффициента использования полос, с его помощью корректируется ПН.

А. А. Поляков, Ю. А. Врубель и «Руководство по пропускной способности» [9] считали, что ПН у конфликтного и бесконфликтного маневров одинаковы. Но на практике движение без конфликта отличается от движения на отсечку – при движении на отсечку автомобиль уже находится на середине перекрестка, также возможно использование для движения желтого сигнала светофора. Визуальные наблюдения показали, что на большинстве пересечений, где левоповоротное движение выполняется с использованием метода отсечки, дополнительная задержка времени возникает в момент разрешения выполнения левого поворота.

Практика организации движения показывает, что процесс левоповоротного движения без конфликта отличается от метода отсечки. Это связано с тем, что первый автомобиль располагается не около стоп-линии, а в центре перекрестка. Кроме того, автомобили, поворачивающие налево, используют желтый сигнал светофора. Это несколько отличает процесс движения двумя методами организации движения левых поворотов.

В американском руководстве [9] при расчете пропускной способности левых поворотов, организованных конфликтно-бесконфликтным спосо­бом, разделяют процесс движения на составляющие: время движения в конфликте с прямым потоком и время движения налево без конфликта.

Фишельсон М. С. предлагает при расчетах ПН для левоповоротных направлений в конфликте с другими направлениями использовать поправочные ­коэффициенты, зависящие от доли левого поворота и количества полос движения. А в австралийском руководстве [8] предлагается использовать поправочный коэффициент, который не зависит от указанных выше параметров и всегда равен 2,9.

Конфликтное левоповоротное движение методом просачивания – одно из наименее исследованных направлений в области организации дорожного движения. В случае насыщенных и перенасыщенных потоков в отечественной литературе четко определено, что движение налево осуществляется только во время желтого сигнала; пропускная способность при этом составляет 2 ед./цикл.

Для случая ненасыщенных потоков, когда в течение горения зеленого сигнала существуют промежутки для выполнения маневра, В. А. Владимиров предположил, что во встречном ненасыщенном потоке имеются интервалы, достаточные для безопасного выполнения маневра поворота налево [1]. В. А. Владимиров писал, что пропускная способность левоповоротной полосы увеличивается пропорционально уменьшению интенсивности встречного движения. На практике же можно увидеть, что с уменьшением интенсивности движения противоположного потока количество приемлемых интервалов растет непропорционально. Кроме того, количество полос противоположного потока существенно влияет на количество приемлемых инте­р­валов.

При одной полосе движения во встречном направлении водители не испытывают затруднений в маневре и поворачивают в подходящем, на их взгляд, временном интервале. При двух и более полосах движения водители, выполняющие маневр, ориентируется на скорость лидера, прибывающего к пересечению по одной из встречных полос последним, с учетом того, что на соседней полосе (полосах) движения лидирующее ТС еще не остановилось. Наибольшая временная задержка возникает, очевидно, в том случае, когда первым в очереди на пересечении в ожидании начала выполнения левого поворота оказывается неопытный водитель или водитель, оказавшийся на данном пересечении впервые. Такие моменты при визуальном обследовании, как правило, весьма заметны, поскольку сопровождаются звуковыми сигналами стоящих сзади ТС. Водители ТС с высокими динамическими характеристиками или часто выполняющие левый поворот на данном пересечении в большем случае выбирают для маневра минимально допустимые временные интервалы и тем самым в меньшей степени создают задержки в движении [3].

Проанализировав вышеуказанную информацию, можно сказать, что осуществление левоповоротного движения в конфликте с прямым потоком – малоизученное направление в области организации дорожного движения. Метод просачивания при насыщенных и перенасыщенных потоках не позволяет автомобилистам в полной мере им воспользоваться, метод отсечки довольно широко применим в нашей стране, но методик его расчета на данный момент нет. Метод отсечки для организации левых поворотов очень популярен в современных светофорных объектах, однако недостаточно изучен. Поэтому необходимы исследования внутрифазового левоповоротного конфликта с учетом интенсивности движения встречного потока и его загрузки по полосам.

ЛИТЕРАТУРА

1. Владимиров В. А., Загородни­ков Г. Д. Инженерные основы организации дорожного движения. – М. : Стройиздат, 1975. – 455 с.
2. Врубель Ю. А. Организация дорожного движения: в 2 ч. Ч. 1. – Мн: Белорусский фонд безопасности дорожного движения, 1996. – 328 с.
3. Денисов Г. А. Об организации левоповоротного движения на регулируемом пересечении в условиях перенасыщенного транспортного потока / Г. А. Денисов, Д. В. Лихачёв // Актуальные вопросы инновационного развития транспортного комплекса: материалы междунар. науч.-практ. конференции, Орел, ­17–18 мая 2011 года. – Орел, 2011. – Т. 2. – С. 34–37.
4. Никурадзе Н. Ш. Исследования режимов светофорного регулирования на сложных пересечениях в одном уровне: автореф. дис. ... канд. техн. наук. – М. : МАДИ, 1981. – 17 с.
5. Поляков А. А. Организация движения ца улицах и дорогах. – М. : Транспорт, 1965. – 376 с.
6. Фишельсон М. С. Городские пути сообщения (общий курс). – М. : Высшая школа, 1967. – 360 с.
7. Цариков А. А. Развитие методов расчета регулируемых узлов на улично-дорожной сети города: дис. ... канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2010.
8. Akcelik R. Traffic signals: capacity and timing analysis, II Australian Road Research Board Research Report, ARR, 1981. – No. 123. – 109 p.
9. Highway Capacity Manual. // TRB, Washington, DC, 2000. – 1134 p.
10. Webster F. V., Cobbe B. M. Traffic Signals | Road Research Technical Paper N56, HMSQ, London, 1966. – 111 p.

Метки: Транспорт

• Назад
• Вперед