Транспортный поток и его характеристики реферат

Обновлено: 02.07.2024

На горизонтальных участках автомобильных дорог основное влияние на режим движения оказывают интенсивность движения, скорость, состав и плотность транспортного потока Интенсивность движения определяют подсчетом транспортных средств, которые проходят через сечение дороги за единицу времени (год, сутки, час). Количество автомобилей, которые проходят через данное сечение дороги в течение года, называют годовой интенсивностью движения. Эту характеристику используют для определения работы транспорта на некотором участке дороги в течение года. Годовая интенсивность, разделенная на количество рабочих дней в году, составляет среднегодовую суточную интенсивность движения. Эту характеристику используют для оценки соответствия параметров автомобильной дороги требованиям автомобильного транспорта, для программирования основных мероприятий по усовершенствованию дорожных условий. Скорость определяется расстоянием, которое автомобиль может преодолеть за единицу времени. Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного типа. Этот показатель оказывает значительное влияние на все параметры дорожного движения. Вместе с тем состав транспортного потока в значительной степени отражает общий состав парка автомобилей в данном регионе. Состав транспортного потока влияет на загрузку дорог (стесненность движения), что объясняется прежде всего существенной разницей в габаритных размерах автомобилей - длина легковых автомобилей 4—5 м, грузовых 6—8 м, длина автобусов достигает 11 м, а автопоездов 24 м, сочлененный автобус (троллейбус) имеет длину 16,5 м. Плотность движения определяется как количество автомобилей на полосе проезжей части, приходящейся в данный момент времени на единицу длины дороги.

Взаимосвязь интенсивности, скорости и плотности потока на одной полосе дороги графически может быть изображена в виде основной диаграммы транспортного потока, отражающей зависимость:

Основная диаграмма отражает изменение состояния однорядного транспортного потока преимущественно легковых автомобилей в зависимости от увеличения его интенсивности и плотности.

5.2. Показатели характеристик движения транспортного потока

С изменением интенсивности движения на дороге резко меняется качественное состояние транспортного потока и условия труда водителей.

Для характеристики разных состояний транспортного потока и условий движения используют следующие показатели: коэффициент загрузки движением; коэффициент скорости движения; коэффициент насыщения движением; уровень удобства движения.

Коэффициент загрузки дороги движением z представляет собой отношение интенсивности движения N к пропускной способности данного участка (или элемента) дороги Р:

Применение понятия коэффициента загрузки позволяет строить сопоставимые зависимости характеристик движения транспортного потока от дорожных условий для дорог разных категорий, так как эта величина безразмерная. Коэффициент z может принимать любые значения от 0 до 1.

Коэффициент скорости движения с — это отношение скорости движения при каком-либо уровне удобства движения V_Z к желаемой скорости движения в свободных условиях V_ж, которая выбирается водителем для обеспечения высокой комфортности поездки:

Значение желаемой скорости движения в свободных условиях зависит от многих факторов: расстояния до цели поездки, состояния водителя, его квалификации и опыта, состояния дорожного покрытия, геометрических элементов и планировочных решений на дороге. Отклонением от желаемых условий движения (например, несвоевременного достижения цели поездки) вызывает у водителя чувство снижения комфортности, а иногда и нервозность, которая может привести к непоправимым ошибкам — дорожно-транспортному происшествию.

Коэффициент насыщения движением р представляет собой отношение плотности транспортного потока при каком-либо уровне удобства движения q_Z к максимальной плотности транспортного потока q_max:

Под уровнем удобства движения понимается определенное качественное состояние транспортного потока, при котором устанавливаются характерные условия труда водителей, условия комфортности поездки и эффективности работы транспортных средств, а также аварийность. Каждый уровень удобства движения характеризуется значениями коэффициентов загрузки, скорости и насыщения движением.

Анализ транспортного потока показывает существование четырех наиболее характерных его состояний — четырех уровней удобства движения: А, Б, В и Г.

Уровень удобства движения А характеризуется следующими значениями коэффициентов: z ≤ 0,2; c ≥ 0,9; р

При формировании информации о состоянии дорожного движе¬ния в первую очередь необходимы данные, характеризующие транс¬портный поток.
Многолетний зарубежный и отечественный опыт научных иссле¬дований и практических наблюдений за транспортными потоками по¬зволил выделить наиболее объективные показатели.

Содержимое работы - 1 файл

Обд реф.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по образованию Курганский Государственный

Выполнила студентка гр. ТСЗ-468

Е. Ирина Михайловна

Показатели транспортного потока.

При формировании информации о состоянии дорожного движения в первую очередь необходимы данные, характеризующие транспортный поток.

Многолетний зарубежный и отечественный опыт научных исследований и практических наблюдений за транспортными потоками позволил выделить наиболее объективные показатели. По мере совершенствования методов и аппаратуры для исследования транспортных потоков номенклатура показателей, используемых в организации дорожного движения, продолжает развиваться. Наиболее часто применяемыми являются: интенсивность транспортного потока, его состав по типам транспортных средств, плотность потока, скорость движения, задержки движения. Охарактеризуем эти и другие показатели транспортного потока.

Интенсивность транспортного потока (интенсивность движения) Na – это число транспортных средств, проезжающих через сечение дороги за единицу времени. В качестве расчетного периода времени для определения интенсивности движения принимают год, месяц, сутки, час и более короткие промежутки времени (минуты, секунды) в зависимости от поставленной задачи наблюдения и средств измерения.

На УДС можно выделить отдельные участки и зоны, где движение достигает максимальных размеров, в то время как на других участках оно в несколько раз меньше. Такая пространственная неравномерность отражает прежде всего неравномерность размещения грузо- и пассажирообразующих пунктов и мест их притяжения. На рис. 2.1 показан пример картограммы, характеризующей интенсивность транспортных потоков (в автомобилях в час) на магистральных улицах города.

Неравномерность транспортных потоков во времени (в течение года, месяца, суток и даже часа) имеет важнейшее значение в проблеме организации движения (рис. 2.2, 2.3). Типичная кривая распределения интенсивности движения в течение суток на городской магистрали показана на рис. 2.2. Примерно такая же картина наблюдается и на автомобильных дорогах. Кривые на рис. 2.2 позволяют выделить так называемые "часы пик", в которые возникают наиболее сложные задачи организации и регулирования движения.

Термин "час пик" является условным и объясняется лишь тем, что час является основной единицей измерения времени. Продолжительность наибольшей интенсивности движения может быть больше или меньше часа. Поэтому наиболее точным будет понятие пиковый период, под которым подразумевают время, в течение которого интенсивность, измеренная по малым отрезкам времени (например, по 15-минутным наблюдениям), превышает среднюю интенсивность периода наиболее оживленного движения. Периодом наиболее оживленного движения на большинстве городских и внегородских дорог обычно является 16-часовой отрезок времени в течение суток (примерно с 6 до 22 ч). В условиях перенасыщения УДС транспортным потоком на ряде магистралей Москвы и других крупных городов в течение практически всего активного периода суток наблюдается "пиковая" интенсивность (линия 3 на рис. 2.2), сопровождающаяся заторовыми явлениями.

Временная неравномерность транспортных потоков может быть охарактеризована соответствующим коэффициентом неравномерности Кн. Этот коэффициент может быть вычислен для годовой, суточной и часовой неравномерностей движения. Неравномерность может быть выражена как доля интенсивности движения, приходящейся на данный отрезок времени, либо как отношение наблюдаемой интенсивности к средней за одинаковые промежутки времени.

Рис. 2.1. Картограмма среднесуточной интенсивности транспортных потоков в городе Рис.

Коэффициент годовой неравномерности

где 12 – число месяцев в году; Nам – интенсивность движения за сравниваемый месяц, авт/мес; Naг – суммарная интенсивность движения за год, авт/г.

2.2. Изменение интенсивности в течение суток на городской магистрали радиального направления:

1 – движение из центра; 2 – движение к центру; 3 – движение в условиях перенасыщения транспортным потоком

Рис. 2.3. Примерное изменение интенсивности транспортного потока в течение года:

1 – на дороге федерального значения; 2 – на дороге областного значения

Коэффициент суточной неравномерности

где 24 – число часов в сутках; Nач – интенсивность движения за сравниваемый час, авт/ч; Nас – суммарная интенсивность движения за сутки, авт/сут.

Необходимо отметить, что в публикациях по дорожному движению применяют понятие объем движения в отличие от интенсивности движения. Под объемом движения понимают фактическое число автомобилей, проехавших по дороге в течение принятой единицы времени, полученное непрерывным наблюдением за обозначенный период.

Для характеристики пространственной неравномерности транспортного или пешеходного потока могут быть также определены соответствующие коэффициенты неравномерности по отдельным улицам и участкам дорог аналогично временной неравномерности.

Наиболее часто интенсивность движения транспортных средств и пешеходов в практике организации движения характеризуют их часовыми значениями. При этом наиболее важен этот показатель в пиковые периоды. Необходимо, однако, иметь в виду, что интенсивность движения в "часы пик" в различные дни недели может иметь неодинаковые значения.

На дорогах с более высоким уровнем интенсивности движения транспортных средств меньше неравномерность движения и стабильнее интенсивность в пиковые периоды.

Для двухполосных дорог с встречным движением общую интенсивность характеризуют обычно суммарным значением встречных потоков, так как условия движения и, в частности, возможность обгонов определяются загрузкой обеих полос. Если же дорога имеет разделительную полосу и встречные потоки изолированы друг от друга, то суммарная интенсивность встречных направлений не определяет условия движения, а характеризует лишь суммарную работу дороги как сооружения. Для таких дорог интенсивность движения в каждом направлении имеет самостоятельное значение.

Во многих случаях, особенно при решении вопросов регулирования движения в городских условиях, важна не только суммарная интенсивность потока по данному направлению, но также интенсивность, приходящаяся на одну полосу, или так называемая удельная интенсивность движения Ма. Если известно конкретное распределение интенсивности движения по полосам и оно существенно неравномерно, то в качестве расчетной интенсивности Ма можно принять интенсивность движения по наиболее загруженной полосе.

Временной интервал ti между следующими друг за другом по одной полосе транспортными средствами является показателем, обратным интенсивности движения. Математическое ожидание E(ti) определяется зависимостью E(ti) = 3600/Mа. Если интервал ti между следующими друг за другом по полосе автомобилями более 10 с, то их взаимное влияние является относительно слабым и условия движения характеризуются как "свободные". Более детально стохастический процесс распределения автомобилей в транспортном потоке и временных интервалов между ними рассмотрен в подразделе 2.4.

Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного типа. Этот показатель оказывает значительное влияние на все параметры дорожного движения. Вместе с тем состав транспортного потока в значительной степени отражает общий состав парка автомобилей в данном регионе. Так, на дорогах США и многих западных стран преобладают легковые автомобили, которые составляют 80 – 90% общей численности парка. По мере роста автомобилизации и увеличения доли легковых автомобилей в парке нашей страны она будет увеличиваться и в транспортном потоке. Во многих случаях эта доля достигает уже 70 – 90%.

Состав транспортного потока влияет на загрузку дорог (стесненность движения), что объясняется прежде всего существенной разницей в габаритных размерах автомобилей. Если длина легковых автомобилей 4 – 5 м, грузовых 6 – 8 м, то длина автобусов достигает 11 м, а автопоездов 24 м. Сочлененный автобус (троллейбус) имеет длину 16,5 м. Однако разница в габаритных размерах не является единственной причиной необходимости специального учета состава потока при анализе интенсивности движения.

При движении в транспортном потоке важна разница не только в статическом, но и в динамическом габарите автомобиля, который зависит в основном от времени реакции водителя и тормозных качеств транспортных средств. Под динамическим габаритом Lд (рис. 2.4) подразумевается участок дороги, минимально необходимый для безопасного движения в транспортном потоке с заданной скоростью автомобиля, длина которого включает длину автомобиля lа и дистанцию d, называемую дистанцией безопасности.

Существуют три принципиально отличающихся подхода к расчетному определению Lд, предлагаемых различными авторами (см. подраздел 2.4).

Рис. 2.4. Динамический габарит автомобиля в плотном транспортном потоке

Тип транспортного средства и его характеристика

Установившееся замедление, м/с2, не менее

Длина тормозного пути, м, не более*

Легковые автомобили, предназначенные для перевозки людей в количестве не более 8 чел. (кроме водителя), а также созданные на их базе модификации (пикапы, универсалы и т. п.) – категория М1

Грузовые автомобили с разрешенной максимальной массой до 3,5 т – категория N1

Грузовые автомобили с разрешенной максимальной массой более 12 т – категория N3

Разработка инженерных мероприятий по организации дорожного движения возможна лишь при информации о характере транспортных и пешеходных потоков и условиях, в которых происходит движение.

На основе исследований дорожного движения и практики его организации выработаны многочисленные измерители и критерии для его описания, однако, до сих пор еще нет общепризнанного единого комплекса характеристик. Более того, в связи с многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями постоянно предлагаются новые показатели для формирования информации по отдельным аспектам дорожного движения, что, в частности связано с совершенствованием методов изучения дорожного движения.

2. Интенсивность движения

К первичным показателям относятся суммарная интенсивность движения транспортных средств и пешеходов за относительно длительный отрезок времени и состав транспортного потока. Некоторые авторы называют этот показатель объемом движения. Именно этот показатель определяется размерами осуществляемых по тому или иному направлению автомобильных перевозок. Все остальные показатели можно считать производными, так как они будут в основном определяться этим первичным параметром и совокупностью условий дорожного движения. К наиболее часто применяемым для характеристики дорожного движения показателям относятся, интенсивность движения; состав транспортного потока; плотность потока транспортных средств, скорость движения; продолжительность задержек движения.

Интенсивность движения Na — это количество транспортных средств, проходящих через сечение дороги за единицу времени. В качестве расчетного периода времени для определения интенсивности движения принимают год, месяц, сутки, час и более короткие промежутки времени (минуты, секунды) в зависимости от доставленной задачи наблюдения. На дорожно-уличной сети можно выделить отдельные участки и зоны, где движение достигает максимальных размеров, в то время как на других участках оно в несколько раз меньше. Такая пространственная неравномерность отражает прежде всего неравномерность размещения грузо- и пассажирообразующих пунктов и их функционирования.

На рис. 1 показан пример картограммы, характеризующей интенсивность транспортных потоков на магистральных улицах города с радиально-кольцевой схемой улично-дорожной сети. Важнейшее значение в проблеме организации движения имеет неравномерность движения в течение года, месяца, суток и даже часа.

Рис. 1. Картограмма интенсивности транспортных потоков

Типичная кривая распределения интенсивности движения в течение суток на городской магистрали показана на рис. 2. Примерно такая же картина наблюдается и на автомобильных дорогах. Кривая (см. рис. 2) позволяет выделить так называемые пиковые часы или периоды, в которые возникают наиболее сложные задачи организации и регулирования движения.

Название часа пик является условным и вызвано лишь тем, что час является основной единицей измерения времени. Продолжительность наибольшей интенсивности движения может быть соответственно больше и меньше часа. Поэтому наиболее точным будет понятие пиковый период, под которым подразумевают продолжительность времени, в течение которого интенсивность, измеренная по малым отрезкам времени (например, по пятиминутным или пятнадцатиминутным наблюдениям), значительно превышает среднюю интенсивность периода наиболее оживленного движения. Периодом наиболее оживленного движения обычно является 16-часовой отрезок времени в течение суток (примерно с 6 до 22 ч).

3. Неравномерность транспортного потока

Временная неравномерность транспортных потоков может быть охарактеризована соответствующим коэффициентом неравномерности Кн. Этот коэффициент может быть вычислен для годовой, суточной и часовой неравномерности движения. Неравномерность может быть выражена как доля объема движения, приходящаяся на данный отрезок времени, либо как отношение наблюдаемой интенсивности к средней за одинаковые промежутки времени.

На рис. 3 показаны типичные графики изменения интенсивности транспортных потоков в течение года на двух автомобильных дорогах.

6 8 10 12 14 16 18 20 22 ч

Рис. 2. Изменение интенсивности транспортного потока в течение суток на городской магистрали: 1 - транспортный поток из центра; 2 - транспортный поток к центру.

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Месяцы

Рис. 3. Изменение интенсивности транспортного потока в течение года: 1 - на автомобильной дороге общегосударственного значения; 2 - на дороге областного значения.

Коэффициент годовой неравномерности движения может быть определен по формуле

где - N_a_{, г} — суммарная интенсивность движения за год, ед./г;

N_a_{, мес} — суммарная интенсивность движения за сравниваемый месяц, ед./мес;

12 — количество месяцев в году.

Коэффициент суточной неравномерности К_н.сут определяется аналогично:

где - N_a_{, ч} - интенсивность движения за сравниваемый час, ед./ч;

N_a_{, сут} - суммарная интенсивность движения за сутки, ед./сут;

24 — количество часов в сутках.

4. Объем движения

Неравномерность транспортных потоков проявляется не только во времени, но и в пространстве, т. е. по длине магистралей и по встречным направлениям на отдельных отрезках. На рис. 1 можно проследить, как меняется, например, интенсивность потока по участкам кольцевой улицы (от 568 до 3040 ед./ч), а также и по встречным направлениям (черная и белая картограммы).

Наиболее часто интенсивность движения транспортных средств и пешеходов в практике организации движения характеризуют ее часовым значением. При этом, наибольшее значение имеет показатель интенсивности в часы пик, так как именно в этот период возникают наиболее сложные задачи организации движения. Необходимо, однако, иметь в виду, что интенсивность (объем движения) в часы пик в различные дни недели, месяца и года может иметь неодинаковое значение.

На дорогах с более высоким уровнем интенсивности движения транспортных средств меньше неравномерность движения и стабильнее значение интенсивности пикового часа.

Для двухполосных дорог со встречным движением обычно интенсивность движения характеризуют суммарной величиной встречных потоков, так как условия движения и, в частности, возможность обгонов определяются загрузкой обеих полос. Если же дорога имеет разделительную полосу и встречные потоки изолированы друг от друга, то суммарная интенсивность встречных направлений не определяет условия движения, а характеризует лишь суммарную работу дороги как сооружения. Для таких дорог самостоятельное значение имеет интенсивность движения в каждом направлении.

Во многих случаях, особенно при решении вопросов регулирования движения в городских условиях, имеет значение не суммарная интенсивность потока по данному направлению, а интенсивность, приходящаяся на одну полосу, или так называемая удельная интенсивность движения, которую можно обозначить как Ма.. Величина Ма характеризует, в частности, время, которое необходимо потоку транспортных средств с интенсивностью движения Na для прохождения зоны перекрестка при наличии нескольких полос движения. Если известно конкретное распределение интенсивности движения по полосам, и оно существенно неравномерно, то в качестве удельной интенсивности Ма следует принимать величину интенсивности движения по наиболее загруженной полосе. Величиной, обратной интенсивности движения, является временной интервал между следующими друг за другом по одной полосе транспортными средствами t_i.

Математическое ожидание Е(t_i) определяется зависимостью Е(t_i) = 3600/Ма, Можно считать, что если t_i = 7. l0 с, то взаимное влияние следующих друг за другом автомобилей (водителей) отсутствует и условия движения характеризуются как свободные. Более детально стохастический процесс распределения автомобилей в транспортном потоке и временных интервалов между ними рассмотрен позднее.

5. Состав транспортного потока

Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного рода. Состав транспортного потока оказывает значительное влияние на все параметры, характеризующие дорожное движение. Вместе с тем состав потока обычно отражает общий состав парка автомобилей в стране, области, городе. Так, на дорогах США и других западных стран резко преобладают легковые автомобили, которые составляют свыше 80% от общей численности парка. В Советском Союзе в период после Великой Отечественной войны и до 60-х годов в парке и, соответственно, на дорогах преобладали грузовые автомобили. В настоящее время в связи с резким увеличением производства легковых автомобилей их доля существенно возрастает в дорожном движении.

Состав транспортного потока влияет на загрузку дорог, что объясняется, прежде всего, существенной разницей в габаритных размерах автомобилей. Если длина отечественных легковых автомобилей массового производства составляет 4-5 м, грузовых 6—8, то длина автобусов достигает 11, а автопоездов 20 м и более. Сочлененный автобус Икарус имеет длину 16,5 м. Однако разница в габаритных размерах не является единственной причиной необходимости специального учета состава потока при анализе интенсивности движения.

При движении в транспортном потоке важна не только разница в статическом габарите, но также в динамическом габарите длины автомобиля, который зависит в основном от времени реакции водителя и тормозной динамики транспортных средств. Под динамическим габаритом Lд (рис. 4) подразумевается отрезок полосы дороги, минимально необходимый для безопасности движения автомобиля с заданной скоростью, длина которого включает длину автомобиля t_а и дистанцию d, называемую дистанцией безопасности.

Рис. 4 Схема к определению динамического габарита длины автомобиля

Существуют три принципиально отличающихся подхода к расчетному определению d, высказываемых различными авторами.

Тип транспортных средств	Величина установившегося замедления, м/с 2	Формула для определения тормозного пути
Легковые автомобили Автобусы с полной массой свыше 5 т Грузовые автомобили Автопоезд с общей массой более 12 т	7,0 6,0 5,5 5,5	S_T = 0,1 V_a + V 2 _a/182 S_T = 0,15 V_a + V 2 _a/156 S_T = 0,15 V_a + V 2 _a/143 S_T = 0,18 V_a + V 2 _a/143

Фактический динамический габарит автомобиля зависит также от обзорности, легкости управления, маневренности автомобиля, которые влияют на величину дистанции, избираемую водителем. При этом следует обратить внимание на следующее обстоятельство. При движении колонны легковых автомобилей каждый водитель благодаря большой поверхности остекления, а также небольшим габаритным размерам впереди идущих автомобилей может достаточно хорошо видеть и прогнозировать обстановку впереди нескольких автомобилей. В то же время, если перед легковым автомобилем движется грузовой автомобиль или автобус, то водитель лишен возможности оценивать и прогнозировать обстановку впереди этого транспортного средства и его действия по управлению становятся менее уверенными. В этом случае из-за невозможности достаточного прогнозирования обстановки впереди резко возрастает опасность при обгоне, а также в случае экстренной остановки колонны автомобилей.

Особое влияние на формирование потока в городе оказывают троллейбусы, которые, кроме названных, имеют еще одно специфическое свойство — связь с контактной линией.

Для того чтобы учесть в фактическом составе транспортного потока влияние различных типов транспортных средств, применяют коэффициенты приведения Кпр к условному легковому автомобилю, определяемые при сравнении их динамических габаритов. Рекомендованные значения Кпр приведены в СНиП II-60-75 и II-Д.5-72 и составляют:

для мотоциклов — 0,5; легковых автомобилей — 1,0; грузовых автомобилей грузоподъемностью до 2т — 1,5; до 5т — 2,0, до 8 т — 2,5, до 14 т — 3,5; автобусов — 2,5; троллейбусов — 3,0; автопоездов грузоподъемностью до 6,0 т — 3,0, до 12 т — 3,5, до 20 т— 4,0; до 30 т — 5,0.

Таким образом, можно получить показатель интенсивности движения в условных приведенных единицах (ед./ч)

где - N_пр, N_a, N_г, N_a_, N_п — соответственно интенсивность (объем) движения легковых, грузовых автомобилей, автобусов, автопоездов в физических единицах;

K _пр.г., K_пр.а, K_пр.п, — соответственно коэффициенты приведения для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов.

Для перехода в расчетах от интенсивности в физических (абсолютных) единицах N_аф (авт./ч) к приведенной интенсивности N_пр (ед./ч) и обратно используется следующая формула:

где N_л , N_Г , N_а ,N_п — соответственно относительные интенсивности легковых, грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов в потоке, %.

Исследования транспортных потоков показывают, что указанные коэффициенты приведения являются весьма приближенными, и для современных моделей отечественных автомобилей завышенными. Кроме того, при более детальном подходе необходимо учитывать и скоростной режим транспортного потока и, в частности, для дорог с высокими скоростями движения (более 80 км/ч) применять большие значения коэффициентов, чем для дорог с умеренными скоростями, типичными для городских условий.

6. Плотность транспортного потока

Плотность транспортного потока q_а является пространственной характеристикой, определяющей степень стесненности движения (загрузки полосы дороги). Ее измеряют количеством транспортных средств, приходящихся на 1 км протяженности полосы дороги.

Предельная плотность может наблюдаться при неподвижном состоянии колонны автомобилей, расположенных вплотную друг к другу на полосе дороги. Для современных легковых автомобилей такая предельная величина составляет около 200 авт/км. Естественно, что при такой плотности движение невозможно даже при автоматическом управлении автомобилями, так как отсутствует дистанция безопасности. Поэтому указанная величина плотности потока имеет чисто теоретическое значение. Наблюдения показывают, что для малолитражных легковых автомобилей при колонном движении с малой скоростью плотность потока может достигать 100 авт/км, что и следует принимать как максимально возможную плотность потока в движении (q_а _max).

В практике проектирования принято считать, что максимальная плотность равна 100 автомобилей на 1 километр. В зависимости от дистанции различают следующие виды движения автомобилей в транспортном потоке:

При использовании показателя плотности потока необходимо учитывать коэффициент приведения для различных типов транспортных средств, рассмотренных в предыдущем параграфе, так как в противном случае результаты сравнения q_а для различного по составу потока могут привести к несопоставимым результатам. Так, если принять, что по дороге движется колонна автобусов с плотностью 100 авт./км (возможной, как указано выше, для легковых автомобилей), то длина такой колонны вместо километра практически составит 2,0—2,5 км. Если же учесть минимальный из рекомендуемых К_пр для автобусов, равный 3, то максимальная плотность колонны автобусов в физических единицах может составлять 33 автобуса на километр, что является реальным.

Чем меньше плотность потока на полосе дороги, тем свободнее себя чувствуют водители, тем выше скорость, которую они развивают. Наоборот, по мере повышения q_а, т. е. стесненности движения, от водителей требуется повышение внимательности, точности действий, а следовательно, и психического напряжения. Одновременно увеличивается вероятность ДТП в случае ошибки, допущенной одним из водителей, или отказа механизмов автомобиля.

В зависимости от плотности потока можно условно подразделить условия движения по степени стесненности на следующие: свободное движение, частично связанное движение, насыщенное движение, колонное движение, перенасыщенное движение.

Численные величины q_а в физических единицах транспортных средств, характерные для каждого из условий, весьма существенно зависят от характеристики дороги и, в первую очередь, от плана и профиля дороги, скоростей движения и состава потока транспортных средств на ней.

Наиболее необходимыми и часто применяемыми характеристиками транспортного потока являются интенсивность транспортного потока, его состав по типам транспортных средств, плотность потока, скорость движения, задержки движения. Интенсивность транспортного потока определяется как число транспортных средств, проезжающих через сечение дороги за единицу времени. В качестве расчетного периода времени для определения интенсивности движения принимают год, месяц, сутки, час и более короткие промежутки времени в зависимости от поставленной задачи наблюдения и средств измерения.

На улично-дорожной сети можно выделить отдельные участки и зоны, где движение достигает максимальных размеров, в то время как на других участках оно в несколько раз меньше. Такая пространственная неравномерность отражает прежде всего неравномерность размещения грузообразующих и пассажирообразующих пунктов и мест их притяжения. Неравномерность может быть выражена как доля интенсивности движения, приходящаяся на данный отрезок времени, либо как отношение наблюдаемой интенсивности к средней за одинаковые промежутки времени.

Необходимо отметить, что в литературе по дорожному движению вследствие неравномерности транспортных потоков по времени часто применяют понятие объем движения в отличие от интенсивности движения. Под объемом движения понимают фактическое число автомобилей, проехавших по дороге в течение принятой единицы времени, полученное непрерывным наблюдением за обозначенный период. Неравномерность транспортных потоков проявляется не только во времени, но и в пространстве, то есть по длине дороги и по направлениям. Для характеристики пространственной неравномерности транспортного или пешеходного потока могут быть также определены соответствующие коэффициенты неравномерности по отдельным улицам и участкам дорог. Наиболее часто интенсивность движения транспортных средств и пешеходов в практике организации движения характеризуют их часовыми значениями.

При исследованиях и проектировании организации движения приходится прибегать к описанию транспортных потоков математическими методами. Первостепенными задачами, послужившими развитию моделирования транспортных потоков, явились изучение и обоснование пропускной способности магистралей и их пересечений. Поведение транспортного потока очень изменчиво и зависит от действия многих факторов и их сочетаний. Наряду с такими техническими факторами, как транспортные средства и сама дорога, решающее влияние на него оказывают поведение водителей и пешеходов, а также состояние сред движения.

Основы математического моделирования закономерностей дорожного движения были заложены в 1912 году русским ученым профессором Г.Д.Дубелиром. Первая попытка обобщить математические исследования транспортных потоков и представить их в виде самостоятельного раздела прикладной математики была сделана Ф.Хейтом. Известные и нашедшие практическое применение в организации дорожного движения математические модели можно разделить на две группы в зависимости от подхода. Это детерминированные и вероятностные, то есть стохастические.

К детерминированным относятся модели, в основе которых лежит функциональная зависимость между отдельными показателями, например, скоростью и дистанцией между автомобилями в потоке. При этом принимается, что все автомобили удалены друг от друга на одинаковое расстояние. Стохастические модели отличаются большей объективностью. В них транспортный поток рассматривается как вероятностный, случайный процесс. Например, распределение временных интервалов между автомобилями в потоке может приниматься не строго определенным, а случайным.

Для уточнения взаимного пространственного положения движущихся транспортных средств введено такое понятие, как динамический габарит транспортного средства. Данный параметр определяют как сумму длины транспортного средства, дистанции безопасности и зазора до остановившегося впереди автомобиля. Для легковых автомобилей этот зазор колеблется в пределах 1-3 метров. Известно по крайней мере три подхода к определению динамического габарита.

При расчете минимальной теоретической дистанции исходят из абсолютно равных тормозных свойств пары автомобилей и учитывают только время реакции ведомого водителя. Тогда динамический габарит состоит из суммы длины транспортного средства, зазора и произведения скорости и времени реакции водителя. В этом случае возможная интенсивность транспортного потока не имеет предела по мере увеличения скорости. Однако это не соответствует реальным характеристикам водителей и приводит к завышению возможной интенсивности потока. Здесь главную роль играет практическое значительное увеличение времени реакции при высоких скоростях.

При расчете на полную безопасность исходят из того, что дистанция безопасности должна быть равна полному остановочному пути заднего автомобиля. Такой подход больше соответствует требованиям обеспечения безопасности движения при скоростях, превышающих 90 километров в час. Наиболее же реальный подход основан на той предпосылке, что при расчете дистанции безопасности надо учитывать разницу тормозных путей автомобилей, а также то обстоятельство, что лидер в процессе торможения также перемещается на расстояние, равное своему тормозному пути. В результате изучения транспортных потоков высокой плотности и специальных экспериментов, проведенных американскими специалистами, была предложена теория следования за лидером, математическим выражением которой является микроскопическая модель транспортного потока.

Микроскопической ее называют потому, что она рассматривает элемент потока, пару следующих друг за другом транспортных средств. Особенностью этой модели является то, что в ней отражены закономерности комплекса "водитель-автомобиль-дорога-среда", в частности, психологический аспект управления автомобилями. Он заключается в том, что при движении в плотном транспортном потоке действия водителя обусловлены изменениями скорости лидирующего автомобиля и дистанции до него, сообщает "Строительство и недвижимость".

Читайте также: