Проектирование перекрестка
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Брянский государственный
технический университет»
Кафедра «Автомобильный транспорт»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Дисциплина: «Технические средства организации движения»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Всего листов______
Руководитель профессор, д.т.н
_______Шец С.П.
Студент группы 10-ОБД
_______Сенина Ю. С.
Брянск 2014
Оглавление
Введение
Дорожно-транспортные происшествия возникают на различных участках дорог, отличающихся как по транспортно-эксплуатационным характеристикам, так и по интенсивности движения. Непосредственное сравнение дорог по количеству происшествий не может точно характеризовать безопасность и условия движения.
Дорожно-транспортные происшествия имеют последствия различной тяжести - от незначительных повреждений автомобилей до серьёзных ранений и смертельных исходов.
Дорожно-транспортные происшествия, вызывающие гибель и ранения людей и потери материальных ценностей, приносят значительный ущерб. За рубежом считают, что эти потери могут достигать 1,2-2% национального дохода. Поэтому несомненно, что мероприятия по повышению безопасности дорожного движения дают для общества значительный экономический эффект, который необходимо учитывать как для обоснования соответствующих мероприятий по улучшению дорог, находящихся в эксплуатации, так и при оценке вариантов новых дорог на стадии проектирования.
Расчет режима работы светофорной сигнализации приведен для пересечения двух улиц, условно названных Западной и Северной
1. Исходные данные
В качестве исходных данных задаются:
- ширина проезжих частей на улицах, образующих перекрёсток;
- наличие разделительных полос и их ширина;
- радиусы закругления тротуаров;
- продольный уклон на подходах к перекрестку
- состав транспортного потока и интенсивность движения по направлениям перекрестка;
- скорость движения автомобиля через перекрёсток с ходу (без торможения
и разгона) в прямом направлении и при поворотах направо или налево;
- замедление автомобиля при остановке на запрещающий сигнал;
- средняя длина автомобиля;
- условия движения.
На рис.1 представлен план перекрёстка с обозначением транспортных и пешеходных потоков.
Рис.1. План перекрёстка с обозначением транспортных и пешеходных потоков
На плане перекрестка (рис.1) обозначены:
N11, N21, N31, N41 – транспортные потоки прямого направления с первого, второго, третьего и четвертого подходов к перекрестку соответственно.
N12, N22, N32, N42 – правоповоротные транспортные потоки с первого, второго, третьего и четвертого подходов к перекрестку соответственно.
N13, N23, N33, N43 – левоповоротные транспортные потоки с первого, второго, третьего и четвертого подходов к перекрестку соответственно.
В табл.1 приведены интенсивности транспортных и пешеходных потоков по направлениям на перекрестке.
Таблица 1
Интенсивность транспортных и пешеходных потоков
|
Номер подхода к пе- рекрестку |
Интенсивности транспортных потоков |
Интенсивности пешеходных потоков | |||
|
Прямо |
Направо |
Налево | |||
|
Ул. Северная |
1 |
N11=280 |
N12=40 |
N13=50 |
NП1=400 |
2 |
N21=720 |
N22=100 |
N23=140 |
NП2=350 | |
|
Ул. Западная |
3 |
N31=520 |
N32=120 |
N33=60 |
NП3=1200 |
4 |
N41=320 |
N42=20 |
N43=100 |
NП4=900 | |
В табл.2 приведен состав транспортных потоков и коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к условному легковому автомобилю.
Таблица 2
Состав транспортного потока
Тип транспортных средств |
% |
KПРi |
Легковые автомобили |
0,5 |
1,0 |
Мотоциклы с коляской |
– |
0,75 |
Мотоциклы и мопеды |
– |
0,5 |
Грузовые автомобили грузоподъемностью: |
|
1,5 |
до 2 т включительно | ||
свыше 2 т до 5 т |
0,45 |
1,7 |
свыше 5 т до 8 т |
2,0 | |
свыше 8 т |
– |
3,0 |
Микроавтобусы |
– |
1,5 |
Автобусы с полной массой до 5 т включительно |
– |
2,5 |
Автобусы с полной массой свыше 5 т, троллейбусы |
– |
3,0 |
Сочлененные автобусы и троллейбусы |
– |
4,0 |
Автопоезда грузоподъемностью: |
– |
3,5 |
до 12 т включительно |
0,05 | |
свыше 12 т до 20 т |
– |
4 |
свыше 20 т до 30 т |
– |
5 |
св. 30 т |
– |
6 |
2. Расчет приведенной интенсивности движения транспортных средств по направлениям
Для учета влияния в смешанном транспортном потоке различных типов транспортных средств, применяют коэффициенты приведения к условному легковому автомобилю.
Интенсивность транспортного потока в приведенных единицах каждому направлению определяется по формуле:
n
NПР по
NПР = å Ni × pi × KПРi , (1)
i=1
где
Ni – исходная интенсивность движения транспортного потока, авт./ч.;
pi – доля транспортных средств i–го типа в потоке
KПРi – коэффициент приведения транспортных средств i-го типа в потоке к условному легковому автомобилю.
В табл. 3 приведены результаты расчета интенсивности транспортного потока в приведенных единицах.
Таблица 3
Результаты расчета интенсивности транспортного потока
|
Направление |
Исходная интенсивность, авт./ч |
Доля транспортных средств в потоке, в том числе: |
Приведенная интенсивность, авт./ч | ||||||||||||||
|
Легковые автомобили |
Мотоциклы с коляской |
Одиночные мотоциклы и мопеды |
Микроавтобусы |
Автобусы с полной массой до 5 т включительно |
Автобусы с полной массой свыше 5 т , троллейбусы |
Сочлененные автобусы и троллейбусы |
Грузовые автомобили грузоподъемностью: |
Автопоезда грузоподъемно- стью: | |||||||||
|
до 2 т включительно |
свыше 2 т до 5 т |
свыше 5 т до 8 т |
свыше 8 т |
до 12 т |
свыше 12 т до 20 т |
свыше 20 т до 30 т |
свыше 30 т | ||||||||||
N11 |
280 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
403 |
N12 |
40 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
58 |
N13 |
50 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
72 |
N21 |
720 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
1037 |
N22 |
100 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
144 |
N23 |
140 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
202 |
N31 |
520 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
749 |
N32 |
120 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
173 |
N33 |
60 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
86 |
N41 |
320 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
461 |
N42 |
20 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
29 |
N43 |
100 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,45 |
0 |
0 |
0,05 |
0 |
0 |
0 |
144 |
ИТОГО |
3557 | ||||||||||||||||
3. Определение минимально необходимого количества полос движения и ширины проезжей части дороги и пешеходных переходов
Минимально необходимое число полос для движения транспорта на подходе, обеспечивающих возможность движения потоков, как по этой полосе, так и с конфликтующих направлений определяется по формуле:
nТРi = NПРi
HТР , (2)
где:
NПРi
- суммарная приведенная интенсивность транспортных потоков с
i–го подхода к перекрестку, авт./ч.;
HТР- насыщенность полосы для транспортных потоков, авт./ч.;
Насыщенность полосы для транспортных потоков составляет HТР = 600...700 авт./ч.
В расчетах принимаем HТР = 700 авт./ч
В табл.4. представлены результаты расчета числа полос для движения транспортных и пешеходных потоков на подходах к перекрестку.
Таблица 4
Результаты расчета числа полос на подходах к перекрестку
|
Параметр |
ПОДХОД 1 |
ПОДХОД 2 |
ПОДХОД 3 |
ПОДХОД 4 | ||||
Вход |
Выход |
Вход |
Выход |
Вход |
Выход |
Вход |
Выход | |
Приведенная интенсивность движения, авт./ч |
533 |
1354 |
1383 |
518 |
1008 |
677 |
634 |
1009 |
Расчетное число полос в зависимости от интенсивности движения по подходам, ед. |
0,76 |
1,93 |
1,97 |
0,74 |
1,44 |
0,97 |
0,9 |
1,44 |
Суммарное расчетное число полос на подходе в зависимости от интенсивности движения |
2,69 |
2,71 |
2,41 |
2,34 | ||||
Ширина проезжей части на подходе к перекрестку ,м стку, м |
23 |
23 |
17 |
17 | ||||
Нормативная ширина полосы движения, м |
3,75 |
3,75 |
3,75 |
3,75 | ||||
Расчетное число полос в зависимости от ширины проезжей части ны проезжей части |
6,1 |
6,1 |
4,53 |
4,53 | ||||
Принятое число полос на походе к пппперепереперекрестку |
6 |
6 |
5 |
5 | ||||
Уточненная ширина полосы движения, м |
3,8 |
3,8 |
3,4 |
3,4 | ||||
Распределение полос по направлениям |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
3 |
2 |
В соответствии с табл.4 из принятого числа полос движения на каждом подходе к перекрестку при организации двухстороннего движения на ул. Западной и на ул. Северной выделяем:
- подход 1: на входе – 3 полосы, на выходе – 3 полосы;
- подход 2: на входе – 3 полосы, на выходе – 3 полосы;
- подход 3: на входе – 3 полосы, на выходе – 2 полосы;
- подход 4: на входе – 3 полосы, на выходе – 2 полосы.
4. Оценка потенциальной опасности перекрестка
Схема четырёхстороннего перекрёстка дорог со всеми разрешенными маневрами с каждого подхода, позволяющая оценить его потенциальную опасность, представлена на рис.2.
Рис.2. Конфликтные точки на перекрестке
Оценка потенциальной опасности тех или иных участков улично–дорожной сети производится по числу конфликтных точек. Их анализ позволяет также сравнить между собой различные варианты схем организации движения.
Сложность (условная опасность) любого пересечения может быть определена по формуле:
m = nР + 3× nС + 5 × nП
,
где число nР , nС , nП - число точек соответственно разделения, слияния и пересечения транспортных потоков.
Принято считать узел (перекрёсток) малой сложности (простым) при m ≤ 40, средней сложности при m = 40…80, сложным при m = 80…150 и очень сложным при m > 150.
На рассматриваемом четырёхстороннем перекрёстке дорог со всеми разрешенными маневрами с каждого подхода (рис.2) можно выявить 52 типичные конфликтные точки, в числе которых 48 пересечения, 6 разделения и 8 точек слияния транспортных потоков.
Таким образом, сложность (условная опасность) перекрёстка имеет условный показатель сложности m = 6 + 3×8 + 5 ×48 =270 баллов.
Следовательно, перекрёсток является очень сложным.
5.Анализ картограммы интенсивности движения
Картограмма интенсивности движения представляет масштабное графическое изображение интенсивностей транспортных и пешеходных потоков. С ее помощью можно сопоставить интенсивности движения с каждого подхода к перекрестку в любом направлении и определить наиболее и наименее интенсивные транспортные и пешеходные потоки.
В табл.5 приведены сведения о транспортных и пешеходных потоках на типовом перекрестке.
Таблица 5
Характеристика транспортных и пешеходных потоков
|
№ подхода |
Номер потока |
Обозначение потока |
Вид потока |
Направление потока |
Приведенная интенсивность, авт./ч. |
|
1 |
1 |
N11 |
Транспортный |
Прямо |
403 |
2 |
N12 |
Направо |
58 | ||
3 |
N13 |
Налево |
72 | ||
13 |
NП1 |
Пешеходный |
– |
400 | |
|
2 |
4 |
N21 |
Транспортный |
Прямо |
1037 |
5 |
N22 |
Направо |
144 | ||
6 |
N23 |
Налево |
202 | ||
14 |
NП2 |
Пешеходный |
– |
350 | |
|
3 |
7 |
N31 |
Транспортный |
Прямо |
749 |
8 |
N32 |
Направо |
173 | ||
9 |
N33 |
Налево |
86 | ||
15 |
NП3 |
Пешеходный |
– |
1200 | |
|
4 |
10 |
N41 |
Транспортный |
Прямо |
461 |
11 |
N42 |
Направо |
29 | ||
12 |
N43 |
Налево |
144 | ||
16 |
NП4 |
Пешеходный |
– |
900 |
На основании данных табл.5. строится картограмма интенсивности движе- ния на типовом перекрестке, представленная на рис.4.
Рис.4. Картограмма интенсивности транспортных и пешеходных потоков
Анализ картограммы интенсивности движения (рис.4) указывает на необхо-
димость бесконфликтного пропуска высокоинтенсивного пешеходного потока 15 через ул.Западную, а также интенсивных левоповоротных потоков 6 и 12 со второго и четвертого подхода к перекрестку.
Право– и левоповоротные потоки 2 и 3 (подход 1), 8 и 9 (подход 3), 11
(подход 4) малоинтенсивные. С учетом этого и принимая во внимание интенсив- ность пешеходных 13 и 14 (через ул.Северную), указанные правые и левые пово- роты могут быть организованы методом "просачивания" (в соответствии с прави- лами пофазного разъезда конфликтные точки считаются допустимыми).
6. Разработка схем организации движения на типовом перекрестке
Пофазный разъезд обеспечивает разделение конфликтующих потоков по времени. Число фаз, а, следовательно, и выделенных групп транспортных и пешеходных потоков в соответствующих фазах зависит от характера конфликтных то- чек на перекрестке и интенсивности движения в каждом направлении. 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 и, что особенно важно, к увеличению его непроизводительных составляющих – числа и длительности промежуточных тактов.
Таким образом, определение оптимального числа фаз регулирования является решением компромиссным. В интересах высокой пропускной способности следует всегда стремиться к минимальному числу фаз настолько, насколько позволяют условия безопасности движения.
Для примера на типовом перекрестке рассмотрим две схемы организации движения – трехфазную с выделенной пешеходной фазой и трехфазную без пешеходной фазы.
6.1 Трехфазная схема организации движения с выделенной пешеходной фазой.
При данной схеме организации движения обеспечивается:
1–я фаза – пропуск транспортных потоков с подходов 1 и 2 во всех разрешенных направлениях (рис.5).
Рис.5. Схема организации движения на перекрестке в 1–й фазе
Конфликтность перекреста в 1–й фазе: m = 4 + 3× 0 + 5 × 6 = 34 балла
2–я фаза – пропуск транспортных потоков с подходов 3 и 4 во всех разре- шенных направлениях (рис.6).
Рис.6. Схема организации движения на перекрестке во 2–й фазе
Конфликтность перекреста во 2–й фазе: m = 4 + 3× 0 + 5 × 4 = 24 балла
3–я фаза – пропуск пешеходных потоков через проезжую часть на всех подходах (рис.7).
Рис.7. Схема организации движения на перекрестке в 3–й фазе
Конфликтность перекреста в 3–й фазе: m = 0 баллов
На основании данных табл.5 и в соответствии с принятым числом полос на каждом подходе к перекрестку, устанавливаем направления движения и приведенную интенсивность движения на каждой полосе.
В табл.6. представлены результаты расчета приведенной интенсивности движения по полосам в 1–й фазе регулирования, в табл.7 – во 2–й.
Таблица 6
Результаты расчета приведенной интенсивности движения по полосам в 1–й фазе регулирования
|
№ подхода |
Обозначение потока и его интенсивность, авт./ч. |
Номер полосы |
Направление потока |
Приведенная интенсивность по направлению, авт./ч. |
Суммарная интенсивность по полосе, авт./ч. |
|
1 |
N12 = 58 |
1 |
Направо |
N12(1) = 58 |
N(1) =178 |
|
N11 = 403 |
1 |
Прямо |
N11(1) = 120 | ||
2 |
Прямо |
N11(2) =178 |
N(2) =178 | ||
3 |
Прямо |
N11(3) = 105 |
N(3) =177 | ||
N13 = 72 |
3 |
Налево |
N13(3) = 72 | ||
|
2 |
N22 = 144 |
7 |
Направо |
N22(7) = 144 |
N(7) =461 |
|
N21 = 1037 |
7 |
Прямо |
N21(7) = 317 | ||
8 |
Прямо |
N21(8) =461 |
N(8) =461 | ||
9 |
Прямо |
N21(9) = 259 |
N(9) =461 | ||
N23 = 202 |
9 |
Налево |
N23(9) = 202 | ||
ВСЕГО |
1916 | ||||
Таблица 7
Результаты расчета приведенной интенсивности движения
по полосам в 2–й фазе регулирования
|
№ подхода |
Обозначение потока и его интенсивность, авт./ч. |
Номер полосы |
Направление потока |
Приведенная интенсивность по направлению, авт./ч. |
Суммарная интенсивность по полосе, авт./ч. |
|
3 |
N32 = 173 |
13 |
Направо |
N32(13) = 173 |
N(13) = 461 |
|
N31 = 749 |
13 |
Прямо |
N31(13) = 288 | ||
14 |
Прямо |
N31(14) = 461 |
N(14) = 461 | ||
N33 = 86 |
15 |
Налево |
N33(15) = 86 |
N(15) = 86 | |
|
4 |
N42 = 29 |
18 |
Направо |
N42(18) = 29 |
N(18) = 245 |
|
N41 = 461 |
18 |
Прямо |
N41(18) = 216 | ||
19 |
Прямо |
N41(19) = 245 |
N(19) = 245 | ||
N43 = 144 |
20 |
Налево |
N43(20) = 144 |
N(20) = 144 | |
|
1556 | ||||
6.2 Трехфазная схема организации движения без выделенной пешеходной фазы
1–я фаза – пропуск транспортных потоков с подходов 1 и 2 в прямом направлении, а также пешеходных потоков (рис.8).
Рис.8. Схема организации движения на перекрестке в 1–й фазе
Конфликтность перекреста в 1–й фазе: m =0 + 3× 0 + 5 ×0 =0 баллов
2–я фаза – пропуск левоповоротных и правоповоротных транспортных потоков с подхода 1 и 2, а также правоповоротных транспортных потоков с подхода 3 и 4 (рис.9).
Рис.9. Схема организации движения на перекрестке в 2–й фазе
Конфликтность перекреста во 2–й фазе: m =0 + 3× 0 + 5 ×0 = 0 баллов
3–я фаза – пропуск прямых и левоповоротных транспортных потоков с 3 и 4 подхода, а также пешеходных потоков (рис.10).
Рис.10. Схема организации движения на перекрестке в 3–й фазе
Конфликтность перекреста в 3–й фазе: m =0 + 3× 0 + 5 ×4 = 20 баллов
На основании данных табл.5 и в соответствии с принятым числом полос на каждом подходе к перекрестку, устанавливаем направления движения и приве- денную интенсивность движения на каждой полосе.
В табл.8 представлены результаты расчета приведенной интенсивности дви- жения по полосам в 1–й фазе регулирования, в табл.9 – во 2–й, в табл.10 – в 3–й.
Таблица 8
Результаты расчета приведенной интенсивности движения
по полосам в 1–й фазе регулирования
|
№ подхода |
Обозначение потока и его интенсивность, авт./ч. |
Номер полосы |
Направление потока |
Приведенная интенсивность по направлению, авт./ч. |
Суммарная интенсивность по полосе, авт./ч. |
|
1 |
N11 =403 |
2 |
Прямо |
N11(2) = 403 |
N(2) = 403 |
2 |
N21 =1037 |
7 |
Прямо |
N21(7) =518 |
N(7) = 518 |
8 |
Прямо |
N21(8) =519 |
N(8) =519 | ||
ВСЕГО |
1440 | ||||
Таблица 9
Результаты расчета приведенной интенсивности движения
по полосам во 2–й фазе регулирования
|
№ подхода |
Обозначение потока и его интенсивность, авт./ч. |
Номер полосы |
Направление потока |
Приведенная интенсивность по направлению, авт./ч. |
Суммарная интенсивность по полосе, авт./ч. |
|
1 |
N12 = 58 |
1 |
Направо |
N12(1) = 58 |
N(1) = 58 |
|
N13 = 72 |
3 |
Налево |
N13(3) = 72 |
N(3) = 72 | |
2 |
N22 = 144 |
7 |
Направо |
N22(7) = 144 |
N(7) = 144 |
N23 = 202 |
9 |
Налево |
N23(9) = 202 |
N(8) = 202 | |
3 |
N32 = 173 |
13 |
Направо |
N32(13) = 173 |
N(13) = 173 |
4 |
N42 = 29 |
18 |
Направо |
N42(18) = 29 |
N(18) = 29 |
ВСЕГО |
678 | ||||
Таблица 10
Результаты расчета приведенной интенсивности движения
по полосам во 3–й фазе регулирования
|
№ подхода |
Обозначение потока и его интенсивность, авт./ч. |
Номер полосы |
Направление потока |
Приведенная интенсивность по направлению, авт./ч. |
Суммарная интенсивность по полосе, авт./ч. |
3 |
N31 = 749 |
14 |
Прямо |
N31(14) = 749 |
N(14) = 749 |
N33 = 86 |
15 |
Налево |
N33(15) = 86 |
N(15) = 86 | |
4 |
N41 = 461 |
19 |
Прямо |
N41(19) = 461 |
N(19) = 461 |
N43 = 144 |
20 |
Налево |
N43(20) = 144 |
N(20) = 144 | |
ВСЕГО |
1440 | ||||
7. Определение фазовых коэффициентов
После определения числа фаз и порядка разъезда транспортных средств рассчитывают потоки насыщения и фазовые коэффициенты для каждого направления в каждой фазе регулирования.
Поток насыщения зависит от следующих факторов:
- ширины проезжей части (полосы движения);
- продольного уклона на подходах к перекрестку;
- состояния дорожного покрытия;
- видимости перекрестка водителем;
- наличия в зоне перекрестка пешеходов и стоящих автомобилей и т. п.
Для ориентировочных расчетов при определении потоков насыщения ис- пользуется приближенный эмпирический метод.
Для случая движения в прямом направлении по дороге без продольных
уклонов поток насыщения рассчитывают по эмпирической формуле:
M Нi( j)прямо= 525 × ВПЧ ,
где M Нi( j)прямо - поток насыщения, авт./ч.;
ВПЧ – ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.
Т.к. автомобили, поворачивающие налево или направо из общей полосы движения, задерживают основной поток прямого направления, потоки насыщения, полученные по формуле (4), корректируют. Если интенсивность лево– и правоповоротного потоков составляет более 10 % от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, а также при повороте налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения поток насыщения определяют по формуле:
