Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Визначення параметрів світлофорного циклу

РЕФЕРАТ

ПЗ: 29 ст., 13 табл., 4 рисунки, 12 джерел.

Об’єкт дослідження – два, послідовно розташованих один за одним, перехрестя на міській магістралі.

Метою курсового проекту є закріплення теоретичних і практичних знань стосовно розрахунків систем світлофорного регулювання дорожнім рухом.

Перехрестя, які досліджуються, не завжди є безпечними. Це залежить, в першу чергу, від правильності встановлення світлофорного регулювання та правильно розрахованим циклом регулювання. Також безпека учасників дорожнього руху залежить від наявності дорожніх знаків та розмітки.

Зниження аварійності та підвищення безпеки перехресть можна досягти за допомогою введення нових циклів регулювання, встановленню світлофорів, як це вимагає ДСТУ, встановленням відповідних знаків, для привертання уваги учасників дорожнього руху, наведенням дорожньої розмітки.

При виконанні вище вказаних заходів, можливе уникнення непорозумінь між учасниками дорожнього руху, а як наслідок і зменшення аварійності.

ЦИКЛ РЕГУЛЮВАННЯ, ПЕРЕХІДНИЙ ІНТЕРВАЛ, ПЕРЕХРЕСТЯ, СВІТЛОФОР, ІНТЕНСИВНІСТЬ, МАТРИЦЯ КОНФЛІКТІВ, ПОФАЗОВИЙ РОЗ’ЇЗД, НАПРЯМ.

ЗМІСТ

Реферат 4

Зміст 5

1. Визначення інтенсивності дорожнього руху 6

2. Визначення розрахункової швидкості 8

3. Визначення параметрів світлофорного циклу 11

3.1. Визначення тривалості мінімальних часових проміжків 11

3.2. Розрахунок тривалості перехідних інтервалів 16

3.3. Розрахунок тривалості основних тактів регулювання 23

3.4. Побудова циклограми світлофорного регулювання 26

4. Графічна частина проекту 28

Перелік посилань 29

1 ВИЗНАЧЕННЯ ІНТЕНСИВНОСТІ ДОРОЖНЬОГО РУХУ

Інтенсивності руху визначали у вересні на перехресті вул. Верхня – вул. Рекордна та на перехресті просп. Леніна – вул. Верхня. Підрахунок інтенсивності руху всіх видів транспортних засобів здійснювався з кожного підходу до перехрестя у всіх напрямах. Підрахунки велись протягом 30 хвилин на кожному підході. За допомогою коефіцієнтів приведення отримані інтенсивності привели до зведених одиниць. Отримані значення зведених одиниць помножили на 2, таким чином отримали інтенсивність у зведених одиницях на годину. Отримані значення зазначені у табл.1.1 та табл.1.2.

Таблиця 1.1 – Інтенсивності руху на першому перехресті (просп. Леніна – вул. Верхня), од/год

	Просп. Леніна (від просп. Металургів)	Просп. Леніна (від вул. 12 Квітня)	Вул. Верхня (від вул. Рекордна)	Вул. Верхня (від вул. Богдана Хмельницького)
Просп. Леніна (від просп. Металургів)	-	526	145	86
Просп. Леніна (від вул. 12 Квітня)	908	-	132	148
Вул. Верхня (від вул. Рекордна)	90	67	-	130
Вул. Верхня (від вул. Богдана Хмельницького)	-	-	-	-

Таблиця 1.2 – Інтенсивності руху на другому перехресті (вул. Верхня – вул. Рекордна ), од/год.

	Вул. Верхня (від просп. Леніна)	Вул. Верхня (від вул. П.Шосе)	Вул. Рекордна (від просп. Металургів)	Вул. Рекордна (від вул. Алюмінієва)
Вул. Верхня (від просп. Леніна)	-	136	24	116
Вул. Верхня (від вул. П.Шосе)	170	-	104	55

Продовження таблиці 1.2 – Інтенсивності руху на другому перехресті (вул. Верхня – вул. Рекордна), од/год

Вул. Рекордна (від просп. Металургів	24	12	-	210
Вул. Рекордна (від вул. Алюмінієва)	93	170	242	-

2 ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВОЇ ШВИДКОСТІ

Відомо, що швидкість руху на перегонах магістралі описується нормальним законом розподілу ймовірностей. При цьому щільність розподілу імовірностей окремих ТЗ с функцією двох параметрів і описується виразом

(2.1)

де - середня швидкість транспортного потоку;

- середнє квадратичне відхилення швидкостей окремих ТЗ.

Швидкість визначається графоаналітичним методом. Для цього будується крива f(v) , що має дзвіноподібну форму.

Для спрощення розрахунків весь діапазон значень від до розбивають на 14 інтервалів, вибирають значення . посередині кожного інтервалу. Далі обчислюють за формулою (2.1) значення для кожного з дискретних значень V_i. Це відповідає графічній апроксимації нерозривної функції f(v) прямокутниками, сумарна площа яких дорівнює площі під кривою f(v).

Оскільки за варіантом завдання V=52 км/год, а =2,4км/год,то

=44,8км/год

=59,2км/год

Звідси довжина інтервалу:

Оскільки швидкість визначається на базі швидкості 85%-го забезпечення, необхідно мати графік функції розподілу ймовірностей швидкості окремих ТЗ – F(v) яка являв собою інтеграл від щільності розподілу f(v) тобто

(2.2)

Цей процес зручно проводити методом графічного інтегрування» суть якого полягає в послідовному підсумовуванні плов окремих прямокутників на графіку f(v) в діапазоні …через і відкладанні відповідного сумарного значення F_i(V)на осі ординат графіку F_i(V) (рис. 3.2) за формулами

(2.3)

……………………………………

Графіки приведені на листі 1 графічної частини.

За побудованим графіком F(v)відшукали значення швидкості ТП 85%-го забезпечення, що відповідає значенню F(v)=0,85і дорівнює 54,1 км/год.

3 ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ СВІТЛОФОРНОГО ЦИКЛУ

Спочатку на базі даних табл. 1.1 та табл. 1.2 значень інтенсивностей ТП для всіх перехресть необхідно побудувати картограму інтенсивностей ТП. При цьому необхідно виходити з умови нерозривності транспортного потоку на перехрестях (сума потоків у вузлі дорівнює нулю, інтенсивність руху на виїзді з перехрестя дорівнює інтенсивності на в’їзді на наступне перехрестя).. Доцільно пронумерувати перехрестя, під’їзди до них та смуги на кожному під’їзді.

3.1 Визначення тривалості мінімальних часових проміжків

Взагалі для формування схем пофазних роз’їздів з метою уникнення помилок та виникнення непорозумінь при формалізації даних програмою рекомендується дотримуватися наступних правил.

1.На перехресті позначаються з усіх напрямків смуги та стоп-лінії, а також пішохідні переходи.

2. Стрілками прокреслюються всі можливі траєкторії руху транспортних засобів та пішоходів. Визначаються конфліктні точки та їх види..

Принцип 2.1. Траєкторії, що входять на перехрестя через одну і ту ж саму стоп-лінію не повинні мати між собою конфліктів 2 та 3 порядків.

3. Траєкторії поєднуються у напрями.

Принцип 3.1. Одна і та ж траєкторія може бути включеною лише до одного напряму.

Принцип 3.2. Траєкторії, що виходять з однієї смуги перед стоп-лінією, мають разом входити до одного напряму. Траєкторії, для яких виконання цього принципу не є можливим, скасовуються, а рух ними забороняється виходячи з пунктів 10.4 та 11.8 Правил дорожнього руху України.

Принцип 3.3. Траєкторії, що входять до напряму, не можуть мати конфліктів, окрім винятку 2.2.

Принцип 3.4. До одного напрямку можуть бути включені лише ті траєкторії, що входять на перехрестя через одну стоп-лінію.

4. Напрями поєднуються у фази.

Принцип 4.1. Напрямі, введені в одну фазу, повинні бути безконфліктними відповідно до матриці .

5. Розкріплення пішохідних напрямів.

Принцип 5.1. Дозволяється розкріпити пішохідний напрям, якщо є острівці безпеки, розділювальні смуги (окрім тих, що їх позначено лише розміткою), бульвари, з достатньою для пішоходів площею. При цьому пішохідні напрями отримують нові номери.

6. Скорочення напрямів.

Принцип 6.1. Напрямі, що входять на перехрестя через одну стоп-лінію та включені до фаз лише разом без ранніх стартів та зелених додаткових можуть бути поєднані, а зайвий напрям – скорочено. Цей принцип діє і для пішохідних напрямків одного пішохідного переходу.

Для складання матриці конфліктів необхідно побудувати схеми траєкторій та схеми напрямів, які зображені на рис.3.1,рис.3.2 та рис.3.3, рис.3.4 відповідно, для кожного з перехресть.

Ширина проїзних частин:

Просп. Леніна – 23 м;

Вул. Верхня – 7,0 м;

Вул. Рекордна – 8,0 м;

Рисунок 3.1. – Схема траєкторій для першого перехрестя (вул. Червона – вул. Кругова)

Рисунок 3.2. – Схема траєкторій для другого перехрестя (вул. Чекістів – вул. Жуковського)

Рисунок 3.3. – Схема напрямів для першого перехрестя

Рисунок 3.4. – Схема напрямів для другого перехрестя

Мінімальний часовий проміжок – це час, що проходить від ввімкнення заборонного сигналу на одному напрямі регулювання до ввімкнення дозволяю чого сигналу на конфліктному йому напрямі.

Ці проміжки визначаються на базі матриці конфліктів.

Матриця конфліктів – це квадратна матриця, елементами якої є відстані від стоп-ліній напрямів, номери яких дорівнюють номерам рядків матриці до дальніх конфліктних точок цих напрямів із напрями, номери яких дорівнюють номерам стовпчиків матриці.

Елемент матриці B[i,j] - це відстань від стоп-лінії напряму і до дальньої конфліктної точки напряму і з напрямом j .

Якщо траєкторія, довжина якої розраховується, криволінійна, перед значенням елемента матриці ставиться знак «мінус». Якщо конфліктних точок немає або вони не враховуються, елемент дорівнює 0.

В комірки матриці вносяться числа, кожне з яких дорівнює відстані у метрах від стоп-лінії напряму, номер якого дорівнює номеру рядочка матриці, до дальньої конфліктної точки цього напряму з напрямом, номер якого дорівнює номеру стовпчика.

Не є конфліктним напрям повороту праворуч або правоповоротна траєкторія як частина напряму з інтенсивністю руху праворуч до 120 од/год та пішохідний напрям, за яким пішоходи переходять проїзну частину, на яку виконується поворот з інтенсивністю до 900 піш/год.

Дозволяється знехтувати конфліктом лівоповоротної траєкторії як частини напряму з інтенсивністю руху праворуч до 120 од/год із пішохідним напрямом, за яким пішоходи переходять проїзну частину, на яку виконується поворот з інтенсивністю до 900 піш/год, а також із зустрічним напрямом, крім виділеного лівоповоротного, рух за яким регулюється стрілкою додаткової секції.

Значення головної діагоналі матриці дорівнюються нулю.

Таблиця 3.1 - Матриця конфліктів для першого перехрестя

	1	2	3	4	5
1	0	0	0	-21,06	-21,06
2	0	0	-21,06	0	13,75
3	0	-23,4	0	0	-12,2
4	-23,4	0	0	0	-23,4
5	32	-21,06	19,5	-20,25	0

Таблиця 3.2 – Матриця конфліктів для другого перехрестя

	1	2	3	4
1	0	0	-21,06	-16,9
2	0	0	-14,9	-17,06
3	-18,7	-21,06	0	0
4	-17,06	-14,7	0	0

На основі матриці розраховується матриці мінімальних проміжків , елементи якої, окрім елементів головної діагоналі, що дорівнюють нулю, визначаються за формулою:

(3.1)

де - термін реакції водія, c (0,8., .1.2 с),

- швидкість руху, м/с

- прискорення уповільнення, =2,5…3,0 м/с²;

- елемент конфліктної матриці , м;

- довжина зведеного автомобіля, м (=5 м).

У випадку, якщо значення елементу матриці від’ємне, то у формулі 3.1 значення швидкості зменшують на 30%, але не менше за 30 км/год.

Таблиця 3.3 - Матриця мінімальних проміжків для першого перехрестя

	1	2	3	4	5
1	0	0	0	6	6
2	0	0	6	0	5
3	0	6	0	0	5
4	6	0	0	0	6
5	7	6	6	6	0

Таблиця 3.4 – Матриця мінімальних проміжків для другого перехрестя

	1	2	3	4
1	0	0	6	6
2	0	0	5	5
3	6	6	0	0
4	5	5	0	0

3.2 Розрахунок тривалостей перехідних інтервалів

Відповідно до схеми пофазового роз’їзду визначаються напрями, між якими здійснюється перехід при зміні фаз регулювання. Значення мінімальних проміжків беруться з матриці .

За допомогою табл. 3.5 та табл.3.6 визначаються напрями, які будуть входити до того чи іншого перехідного інтервалу. Ці напрями зазначені у табл. 3.7 та табл. 3.8.

Таблиця 3.5 – Напрями, що входять до фази, для першого перехрестя

Фаза	Напрями
1	1,2,11,12
2	3,4,11,12
3	5,13,14

Таблиця 3.6 – Напрями, що входять до фаз, для другого перехрестя

Фаза	Напрями
1	1,2,11
2	3,4,12

Таблиця 3.7 – Переходи між фазами регулювання напершому перехресті

Фази	Напрями	Мінімальні проміжки,с
І	1-3	0
	1-4	6
	2-3	6
	2-4	0
ІІ	3-5	5
ІІ	4-5	6
III	5-1	7
III	5-2	6

Для кожного переходу між фазами визначається максимальна тривалість мінімального проміжку. Ці значення дорівнюють тривалостям перехідних інтервалів для кожної з фаз регулювання.

Втрачений у циклі час для всіх перехресть визначається за формулою:

(3.2)

де - кількість фаз регулювання на перехресті.

Таблиця 3.8 – Переходи між фазами регулювання на другому перехресті

Фази	Напрями	Мінімальні проміжки, с
І	1-3	6
	1-4	6
	2-3	5
	2-4	5
ІІ	3-1	6
	3-2	6
	4-1	5
	4-2	5

Для потоку, що рухається в прямому напрямі при ширині проїзної частини від 5,4 до 16 м, величина потоку насичення визначається за емпіричною формулою

Н, (3.3)

де Н - ширина проїзної частини, м.

Якщо Н<5,4 м, користуються табл. 3.9.

Таблиця 3.9 – Визначення потоку насичення

Н, м	3,0	3,3	3,6	4.2	4,8	5,2
М_н, од./год	1850	1875	1950	2075	2475	2700

Якщо поворот праворуч чи ліворуч виконується безконфліктно з окремої смуги, залежить від радіуса повороту:

(3.4)

де - радіус повороту, який визначається як середнє арифметичне між початковим і кінцевим радіусами руху ТЗ, м.

Якщо поворотні маневри здійснюються із загальної смуги руху і доля ТЗ, що повертають, більша за 10%, користуються формулою

(3.5)

де - величина потоку насичення розрахована для прямого напряму, од./год;

, , - частки в потоці ТЗ, що рухаються відповідно прямо, праворуч, ліворуч

Також слід зважати на дорожні умови, що складаються на під’їзді до стоп-лінії. Залежно від їх характеристик, наведених в табл. 3.10, отримане значення потоку насичення коригується шляхом домноження на відповідний коефіцієнт.

Таблиця 3.10 – Вплив дорожніх умов на потік насичення

Умови руху	Характеристика дорожніх умов	Коефіцієнт корекції
Добрі	Відсутні припарковані автомобілі та пішохідні переходи, Достатня оглядовість та освітленість.	1,2
Середні	Наявні умови з обох інших груп	1,0
Погані	Низька якість покриття, мала швидкість руху. Є конфлікти поворотних траєкторій з транспортними та пішохідними напрямами. Погана оглядовість та освітленість	0,85

Оскільки дорожні умови на під’їздах до стоп-ліній відповідають середнім, то усі потоки насичення помножаємо на коефіцієнт 1,0.

У випадку, якщо на підході до перехрестя наявний ухил, то кожен відсоток ухилу змінює величину потоку насичення на 3%. На схилі потік насичення зменшується, а на підйомі – збільшується.

Оскільки на підходах до досліджуваних перехресть ширина смуг дорівнює 3,5м та 4,0м, то за допомогою табл. 3.9 та математичних розрахунків визначили, що потоки насичень дорівнюють 1925од/год та 2033од/год відповідно.

Потоки насичення:

Для першого перехрестя:

Для другого перехрестя:

Для кожного з поєднаних у фази напрямів для всіх перехресть розраховують значення фазових коефіцієнтів

(3.6)

де - інтенсивність ТП на і-му напрямі k-го перехрестя, од./год;

- поток насичення напряму, од./год.

Для першого перехрестя:

Для другого перехрестя:

Результати обчислень заносяться до табл. 3.11.

Таблиця 3.11 – Розраховані значення

Номер пере-хрестя	Номер фази	Номер напря-му	Номер смуги	N_j, од/год	M_h^k_j, од/ год	y_j	y_{j max}	yⁱ
1	1	1	1	306	1900	0,161	0,161	0,272
		1	2	306	1925	0,159	0,161
		2	1	520	1913	0,272	0,272
		2	2	520	1925	0,27	0,272
	2	3	1	145	1659	0,087	0,087	0,089
	2	4	1	148	1659	0,089	0,089	0,089
	3	5	1	287	1531	0,187	0,187	0,187
2	1	1	1	276	1647	0,167	0,167	0,206
	1	2	1	329	1598	0,206	0,206	0,206
	2	3	1	246	1914	0,128	0,128	0,291
	2	4	1	485	1665	0,291	0,291	0,291

Визначення параметрів світлофорного циклу 📙 Курсовая → 🆔 50969