СОДЕРЖАНИЕ

Введение

      Процесс автомобилизации с каждым годом охватывает  все большее  число стран,  постоянно увеличивается автомобильный парк, количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей.  Рост автомобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсивности движения,  что в условиях городов приводит к возникновению транспортной проблемы. Особенно остро она проявляется в узловых пунктах  улично-дорожной  сети. Здесь  увеличиваются  транспортные задержки,  образуются очереди и заторы,  что вызывает снижение скорости  сообщения,  неоправданный перерасход  топлива  и  повышенное  изнашивание  узлов и агрегатов транспортных средств.

    Переменный  режим движения, частые остановки и скопления автомобилей на перекрестках являются причинами повышенного загрязнения воздушного бассейна города продуктами неполного сгорания  топлива. Городское население постоянно подвержено воздействию транспортного шума и отработавших газов.

    Одновременно  растет  и количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП),  в которых гибнут и получают ранения миллионы людей во всем мире, повреждаются и выходят из строя дорогостоящая техника и грузы. Свыше 60% всех ДТП приходится на города и другие населенные пункты. При этом на перекрестках, занимающих незначительную часть территории города, концентрируется более 30% всех ДТП.

         Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных городах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-планировочного и организационного характера.  К числу архитектурно-планировочных мероприятий относятся строительство новых и реконструкция существующих улиц,  строительство транспортных  пересечений  в разных уровнях,  пешеходных тоннелей, объездных дорог вокруг городов для отвода транзитных транспортных потоков и т.д.

    При реализации  мероприятий по организации  дорожного движения особая роль принадлежит внедрению  технических  средств:  дорожных знаков и  дорожной  разметки,  средств светофорного регулирования, дорожных ограждений. При этом светофорное регулирование является одним из основных средств обеспечения безопасности движения на перекрестках.

        

 

1 Анализ условий и организации движения на объекте улично-дорожной сети

    На  эффективность и безопасность перевозочного  процесса на автомобильном транспорте значительное влияние оказывают  дорожные условия и система организации движения.

    Объектом  анализа условий и организации движения выбран участок улицы Калинина, который пересекает улицы Грунвальдская и Кочана.  

    Длина улицы – 3200 метров, ширина проезжей части – 7 метров, от перекрестка с улицей Генерала Беды до перекрестка с улицей Грунвальдская 500 метров, с улицей Кочана – 1000 м.

    Движение  по данной дороге двухстороннее, каждое направление имеет по одной полосе движения. Проезжая часть находиться в удовлетворительном состоянии. Наблюдаются трещины, выбоины, неровности.

    Тротуары  находятся по обе стороны проезжей части, и их ширина составляет 4-5 метров. Состояние тротуаров и бордюрного камня можно охарактеризовать как хорошее.

    Для разделения потоков движения используется горизонтальная дорожная разметка 1.3. Для обозначения пешеходных переходов используется горизонтальная дорожная разметка 1.14.1 и 1.14.3. Дорожная разметка плохо просматривается после зимнего периода.

    Перекрестки с улицами Грунвальдская и Кочана не оборудованы светофорным регулированием.

    Для повышения безопасности перевозочного  процесса и улучшения технического состояния данного участка дороги необходимо:

• обновить горизонтальную дорожную разметку и постоянно поддерживать ее в надлежащем состоянии;
• на перекрестке с улицей Генерала Беды оборудовать светофорное регулирование;
• провести текущий ремонт дорожного полотна;

    План участка дороги по улице Калинина представлен на рисунке 1. 
 
 

2 Анализ интенсивности  и состава транспортного  потока

    Под интенсивностью транспортного потока понимается число транспортных средств, проходящих через сечение дороги в единицу времени. Интенсивность движения – величина неравномерная и в пространстве (на различных дорогах или на различных участках одной и той же дороги), и во времени.

    Для обоснования мероприятий по совершенствованию  организации дорожного движения необходимо выявить интенсивность транспортных потоков в наиболее напряженные периоды суток.

    Возможные направления движения автомобилей  и пешеходов на перекрестке улица Калинина – улица Генерала Беды представлены на рисунке 2.

                   
 
 

Рисунок 2 – Возможные направления движения автомобилей и пешеходов на перекрестке улица Калинина – улица Генерала Беды 

    

    

    На  рисунке арабскими цифрами указаны  посты наблюдения на перекрестке, на каждом из них были проведены хронометражные измерения в течение 10 минут с пятиминутным перерывом в вечерний час пик. Все полученные данные сведены в таблицы 1-4. 

Таблица 1 – Протокол наблюдения интенсивности транспортных потоков N1, N3

 

Таблица 2 – Протокол наблюдения интенсивности транспортных потоков N2, N4

 

Таблица 3 – Протокол наблюдения интенсивности транспортных потоков N5, N6

 

Таблица 4 – Протокол наблюдения интенсивности пешеходных потоков

 
 

    Интенсивность транспортного потока:

    – по главной дороге – 1806 ед/ч;

    – по второстепенной дороге – 258 ед/ч.

    

    Интенсивность пешеходного потока:

    – по главной дороге – 246 чел/ч;

    – по второстепенной дороге – 102 чел/ч.  

    Состав  транспортного потока характеризуется  отношением в нем транспортных средств различного типа. Так как в транспортном потоке преобладают легковые транспортные средства ( >70 %), то данный транспортный поток относится к группе – преимущественно легковой поток. 

 

3 Исследование и  расчет задержек  подвижного состава  на перекрестке

 

    На  основе выполненных наблюдений составим таблицу задержек подвижного состава на перекрестке. 

Таблица 5 – Протокол измерения продолжительности задержек транспортных средств

 

    На  основе выполненных наблюдений определяется средняя задержка одного остановившегося автомобиля и условная задержка каждого проехавшего через пересечение автомобиля. Для этого рассчитываются суммарные автомобиле-секунды задержек транспортных средств на перекрестке по формуле

                                                                                        (1)                                                    

где – общее число автомобилей, находившихся в очереди на проезд;

     –  интервал, через который фиксируются автомобили, стоящие в   очереди на проезд.

    Тогда суммарные автомобиле-секунды будут равны

    

    Средняя величина задержки одного остановившегося  автомобиля

                              

                                                                 (2)

где – суммарное количество остановившихся на перекрестке автомобилей за весь период наблюдения.

    

 с. 

    Условная  задержка каждого проехавшего через  пересечение автомобиля

                                           (3)

где – количество автомобилей, проехавших перекресток без остановки.

 с.

    Полученные  результаты исследований используются для обоснования эффективности введения светофорного регулирования на перекрестке.

 

4 Выбор типа светофорного  регулирования на перекрестке

    

    

    По  полученным в предыдущих пунктах значениям интенсивности движения транспортных средств и пешеходов проверяется необходимость введения светофорного регулирования. Светофор на перекрестке необходимо установить т.к. выполняются следующие условия:

– отношение интенсивностей движения по главной и второстепенной дорогам – 1:7;

–  интенсивность пешеходного потока по главной дороге – 246 чел/ч;

– на перекрестке за последние 12 месяцев произошло 4 дорожно-транспортных происшествия (по нормативу – не менее 3 дорожно-транспортных происшествий).

    Введение  светофорного регулирования преследует следующие цели:

а) снижение задержек транспортных и пешеходных потоков; б) уменьшение числа конфликтных  ситуаций на пересечении; в) уменьшение числа ДТП.

    С точки зрения безопасности движения число фаз должно быть таким, чтобы не было ни одной конфликтной точки, вместе с тем увеличение числа фаз ведет к увеличению длительности цикла регулирования. Таким образом, определение оптимального числа фаз регулирования является решением компромиссным. В интересах высокой пропускной способности всегда надо стремиться к минимальному числу фаз регулирования, но на столько, насколько это позволяют условия безопасности.

    На  данном перекрестке необходимо применить  трехфазное светофорное регулирование (рисунок 3) из-за большой интенсивности левоповоротных потоков (N₃ = 159 ед/ч, N₅ = 132 ед/ч) и пешеходного движения.

    

    Фаза  I 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

     Фаза II

 
 
 
 
 
 
 
 

                
 
 
 
 

     Фаза III 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 3 – Схема светофорного регулирования

    Условные  обозначения:

                    

                     – зеленый сигнал светофора; 

                     – красный сигнал светофора.

 

5 Расчет длительности  цикла светофорного  регулирования

    

    

    Для случаев движения в прямом направлении  по дороге без продольных уклонов  поток насыщения рассчитывается по эмпирической формуле, которая связывает этот показатель с шириной проезжей части

                                                     

.                                                          (4) 

    Для право и  левоповоротных  потоков, движущихся по специально выделенным для них полосам, поток насыщения для однорядного движения определяется 

                                              

                                                           (5)

    где  R- радиус поворота.  

    

ед/ч.

    

  ед/ч.

    Фазовые коэффициенты определяются, для каждого из направлений движения на перекрестке в данной фазе регулирования, из выражения

                                                    

  .                                                               (6)          

    Для первой фазы

    

    

 

    Для второй фазы

    

    

    Для третьей фазы

    

 

    

    В качестве расчетных принимаем наибольшее значение фазового коэффициента для каждой фазы, соответственно: 0,19; 0,09; 0,11.

    

    

    В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, что бы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекресток ( миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе).

    Остановиться  у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линии на проезжей части  будет равно или больше остановочного  пути.

    Длительность  переходного такта должна обеспечить “разгрузку” любого направления, разрешенного в предыдущей фазе, относительно направления, разрешенного в следующей. Формулу для определения длительности промежуточного такта можно представить в следующем виде

                                            

,                                                           (7)

    где - время проезда расстояния до стоп-линии, равного тормозному пути

                                                    

,                                                              (8)

    где v_т – скорость подхода автомобиля к перекрестку;

           j_з – замедление автомобиля ( 3 м/с²); 

           - время проезда расстояния от стоп-линии до дальней конфликтной точки                                                       ,                                                (9)

    где  l_i – расстояние от стоп-линии до дальней конфликтной точки;

            l_а – длина автомобиля (6 м); 

            - время с момента включения зеленого сигнала в очередной фазе до момента прибытия к конфликтной точке транспортного средства, начавшего движение по этому сигналу                    ,                                                         (10)

    где  l_j – расстояние от стоп-линии до ближней конфликтной точки в очередной фазе;

           w – ускорение транспортного средства.

    

    

    

    

 с.

                                                                                          

    

    _{В период промежуточного такта заканчивают  движение и пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий  сигнал светофора. За время tпi пешеход должен или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части. Максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу, определяется следующим образом}

                                                        

                                                        (11)

    

                                                         

               

    _{Так как tпi > tпш , то для расчетов принимаем величину tп .} 

    Длительность  цикла регулирования рассчитывается по формуле Вебстера:

                                                        

,                                            (12) 

        где  ∑t– суммарная длительность промежуточных тактов, с;

            ∑у – сумма фазовых коэффициентов.

    

 с.

    После расчета длительности светофорного цикла определяются длительность основного такта по следующей формуле

                                                 

                                                      (13)

    

с;

    

 с;

    

 с. 

    Основные такты необходимо проверить на возможность пропуска пешеходов. Время необходимое для пересечения пешеходами проезжей части рассчитывается по следующей формуле

                                          ,                                                   (14)

    где t_з – стартовая задержка первого ряда пешеходов (2 с);

          d_n – дистанция между рядами пешеходов (1 м);

          n – число рядов пешеходов.

    

 с;

    

 с.

    

    Так как время, необходимое для пропуска пешеходов, меньше времени основных тактов, то их увеличения, а, следовательно, и корректировки цикла, не требуется.

    Для регулирования транспортных потоков  необходимо использовать 12 светофоров (6 транспортных и 6 пешеходных).

    На  рисунке 4 приведем нумерацию светофоров на перекрестке.

    

    1-6 – транспортные светофоры;