Министерство  образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежская  государственная лесотехническая  академия» 

Кафедра Организации перевозок и безопасности движения 
 
 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

по дисциплине «Технические средства организации  дорожного движения» 

Тема: «Расчет  координированного управления на магистрали» 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Воронеж 2011 год

                 

СОДЕРЖАНИЕ 

      Введение.........................................................................................................4

      Обозначение расчетных параметров...........................................................5  

     Исходные  данные..........................................................................................7

1. Расчет режимов светофорного регулирования на перекрестках.........9

         1.1 Определение фазовых коэффициентов...........................................9

         1.2. Расчет цикла и основных тактов регулирования........................12

2. Сведем результаты вычислений для всех пяти перекрестков...........21
3. Определение основных тактов регулирования...................................22

4. Расчет вручную задержек для двух соседних перекрестков и сдвигов цикла между ними.................................................................................24

4.1. Расчет транспортных задержек и сдвигов цикла для направления движения от перекрестка 4 к перекрестку 5........26

4.2. Расчет транспортных задержек и сдвигов цикла для направления движения от перекрестка 5 к перекрестку 4........28

5. Результаты расчета курсовой работы на ЭВМ....................................30

      Заключение..................................................................................................31

      Список  использованных источников........................................................32

 

       Введение

 

      Целью курсовой работы является закрепление  знаний, полученных в лекционном курсе  «Технические средства дорожного движения» и связанных с расчетами режимов регулирования на ЭВМ. Учитывая, что вопросы регулирования на отдельном перекрестке рассматриваются в курсовом проекте по дисциплине «Организация дорожного движения», в данной работе объектом инженерных расчетов является координированное регулирование на магистрали.

      В практике организации движения широкое  распространение получил графоаналитический метод расчета программ координации. При всей своей простоте он связан с большим объемом расчетно-графический  работ, необходимых при переборе различных вариантов. Применение для  этих целей ЭВМ позволяет выполнить  процедуру построения программ координации  более качественно и сократить  время, связанное с расчетами.

      В основу данной работы положен метод  расчета, который обладает сравнительной  простотой и наглядностью, а также  допускает параллельный ручной расчет сдвигов цикла. Это обстоятельство способствует лучшему усвоению машинных методов расчета программ координации.

      Данная  курсовая работа предусматривает следующую  последовательность операций:

      подготовку  исходных данных;

      ввод  данных в ЭВМ;

      получение результатов расчета в табличной  форме (зависимость транспортной задержки от сдвига циклов, данные об оптимальных  сдвигах и соответствующих им задержках);

      расчет  вручную задержек для двух соседних перекрестков и сдвига цикла между  ними;

      сравнение данных ручного счета с машинным;

      построение  графиков зависимости задержки от сдвига циклов для всех перегонов магистрали. 
В курсовой работе приняты следующие обозначения расчетных параметров: 

      i – номер перекрестка

      n – число перекрестков

      h – шаг расчета задержки, с

      h_C – шаг расчета сдвига цикла, с

      T_п – суммарная длительность промежуточных тактов в цикле, с

      l – расстояние между соседними  перекрестками в прямом направлении,  м

      l_S – то же в обратном направлении, м

      v – скорость движения транспортных  средств на перегонах в прямом  направлении, км/ч

      v_S – то же в обратном направлении, км/ч

      N_P1 – интенсивность потока, прибывающего к перекрестку в прямом направлении, ед/ч

      N_S1 – то же в обратном направлении, ед/ч

      N₂₁, N₃₁ – интенсивность потока, пересекающего магистраль из боковых улиц, ед/ч

      N₂₂, N₃₂ – интенсивность потока, поворачивающего на перекрестке направо на магистраль, ед/ч

      N₂₃, N₃₃ – интенсивность потока, поворачивающего на перекрестке налево на магистраль, ед/ч

      N_t – интенсивность пачки автомобилей на подходе к перекрестку, ед/ч

      M_HP – поток насыщения на перекрестке в прямом направлении, ед/ч

      M_HS – то же в обратном направлении, ед/ч

      M_H2, M_H3 – поток насыщения на перекрестке для пересекающих направлений, ед/ч

      B₁ – ширина проезжей части боковой улицы, м

      B₂ – ширина проезжей части магистрали, м

      T_ц^* - длительность цикла регулирования на перекрестке, с

      T_ц – общий (расчетный) цикл регулирования, с

      t_K – длительность красного сигнала, с

      t_З – длительность зеленого сигнала, с

      τ – время проезда пачки автомобилей (временной размер пачки) в прямом направлении, с

      τ_S – то же в обратном направлении, с

      Δt – задержка на перекрестке в прямом направлении,

      Δt_S – то же в обратном направлении,

      ΔT – суммарная задержка на перегоне, с

      φ – сдвиг цикла, с

      t_a – момент прибытия лидера пачки автомобилей на следующий перекресток, с

      t_aS – то же для обратного направления, с

      t – текущее время, с

      g – текущая задержка, с

 

  Исходные данные 

1. Число перекрестков на магистрали n = 5;
2. Расстояния между перекрестками l, м: l_1-2 = 450, l_2-3 = 500, l_3-4 = 520,          l_4-5 = 450.
3. Интенсивность потоков, прибывающих к перекрестку, ед/ч (процент интенсивности по направлениям 70%)

                           Таблица 1 Интенсивность движения по направлениям

 

4. Расчетная скорость V = 60 км/ч;
5. Шаг расчета задержки h = 1с;
6. Шаг расчета сдвига цикла h_С = 1 с;
7. Суммарная длительность промежуточных тактов Т_п = 3+3=6 с;
8. Поток насыщения:

М_Н=1900 ед/ч на одну полосу магистрали

М_Н=1800 ед/ч на одну полосу пересекающей улицы

(для  3-х полос магистрали М_НР= М_НS= =5700 ед/ч;

для 2-х  полос пересекающей улицы М_Н2=М_Н3= =3600 ед/ч)

9. Ширина проезжей части В₁=14 ми В₂=21 м.

 

 

 
 

Рисунок 1

Параметры i-го перекрестка

 

1. Расчет режимов светофорного регулирования на перекрестках

     1.1. По интенсивностям и потокам насыщения определяем фазовые коэффициенты

у =

,

      Выбираются  максимальные (расчетные) фазовые коэффициенты для каждой фазы, и определяется их сумма:

Y = у_1max + у_2max. 

1-ый  перекресток:

у_Р1(1) =

= 0,238;

у_S1(1) =

= 0,224;

      Так как у_Р1(1) > у_S1(1), то в качестве расчетного выбираем у_1max = 0,238;

N₂₍₁₎ = N₂₁₍₁₎ + N₂₂₍₁₎ + N₂₃₍₁₎ = 175 + 175 + 133 = 483 ед/ч;

N₃₍₁₎ = N₃₁₍₁₎ + N₃₂₍₁₎ + N₃₃₍₁₎ = 168 + 133 + 126 = 427  ед/ч;

у₂₍₁₎ =

= = 0,134;

у₃₍₁₎ =

= = 0,118;

      Так как у₂₍₁₎ > у₃₍₁₎, то в качестве расчетного выбираем у_2max  = 0,134;

Y₍₁₎ = 0,238 + 0,134 = 0,372. 

2-ой  перекресток:

у_Р1(2) =

= 0,225;

у_S1(2) =

= 0,225;

ign="justify">      Так как у_Р1(2) = у_S1(2), то в качестве расчетного выбираем у_1max = 0,225;

N₂₍₂₎ = N₂₁₍₂₎ + N₂₂₍₂₎ + N₂₃₍₂₎ = 112 + 112 +133 = 357 ед/ч;

N₃₍₂₎ = N₃₁₍₂₎ + N₃₂₍₂₎ + N₃₃₍₂₎ = 175 + 147 + 140 = 462 ед/ч; 

у₂₍₂₎ =

= = 0,099;

у₃₍₂₎ =

= = 0,128;

      Так как у₃₍₂₎ > у₂₍₂₎, то в качестве расчетного выбираем у_2max = 0,128;

Y₍₂₎ = 0,225 + 0,128 = 0,354. 

3-ий  перекресток:

у_Р1(3) =

= 0,233;

у_S1(3) =

= 0,221;

      Так как у_Р1(3) > у_S1(3) , то в качестве расчетного выбираем у_1max = 0,233;

      N₂₍₃₎ = N₂₁₍₃₎ + N₂₂₍₃₎ + N₂₃₍₃₎ = 273 + 140 + 182 = 595 ед/ч;

      N₃₍₃₎ = N₃₁₍₃₎ + N₃₂₍₃₎ + N₃₃₍₃₎ = 182 + 175 + 161 = 518 ед/ч;

у₂₍₃₎ =

= = 0,165;

у₃₍₃₎ =

= = 0,143;

      Так как у₂₍₃₎ > у₃₍₃₎, то в качестве расчетного выбираем у_2max = 0,165;

Y₍₃₎ = 0,165 + 0,233 = 0,398. 

4-ый  перекресток:

у_Р1(4) =

= = 0,225;

у_S1(4) =

= = 0,224;

      Так как у_Р1(4) > у_S1(4), то в качестве расчетного выбираем у_1max = 0,225;

N₂₍₄₎ = N₂₁₍₄₎ + N₂₂₍₄₎ + N₂₃₍₄₎ = 168 + 133 + 140 = 441 ед/ч;

N₃₍₄₎ = N₃₁₍₄₎ + N₃₂₍₄₎ + N₃₃₍₄₎ = 217 + 91 + 175 = 483 ед/ч;

у₂₍₄₎ =

= = 0,122;

у₃₍₄₎ =

= = 0,134;

      Так как у₂₍₄₎ > у₃₍₄₎, то в качестве расчетного выбираем у_2max = 0,135;

Y₍₄₎ = 0,225 + 0,135 = 0,348. 

5-ый  перекресток:

У_Р1(5) =

= = 0,239;

У_S1(5) =

= = 0,225;

      Так как у_S1(5) > у_Р1(5), то в качестве расчетного выбираем у_1max = 0,225;

N₂₍₅₎ = N₂₁₍₅₎ + N₂₂₍₅₎ + N₂₃₍₅₎ = 238 + 126 + 140 = 504 ед/ч;

N₃₍₅₎ = N₃₁₍₅₎ + N₃₂₍₅₎ + N₃₃₍₅₎ = 168 + 112 + 63 = 343 ед/ч;

у₂₍₅₎ =

= = 0,14;

у₃₍₅₎ =

= = 0,095;

      Так как у₂₍₅₎ > у₃₍₅₎, то в качестве расчетного выбираем у_2max = 0,14;

Y₍₅₎ = 0,14 + 0,255 = 0,365.

 

1.2 Рассчитываем цикл и основные такты регулирования 

Т_ц =

;

t_З1 =

· у_1max;      t_З2 = · y_2max;

      Время, необходимое для перехода пешеходами проезжей части, в каждой фазе регулирования:

t_пш1 =

+5 – для пересекающей улицы,

      проверяется длительность основных тактов. Должно выполняться неравенство:

t_З ≥ t_пш1 ,

В противном  случае проводится корректировка цикла  и принимается t_З = t_пш1:

Т’_ц =

+ ,

где

А = 1 –  Y;

В = 2,5Т_п – Т_п · Y + t₃ + 5;

С = (Т_п + t₃) · (1,5Т_п +5);

Y – сумма фазовых коэффициентов для фаз, основные такты которых не уточнились по условиям пешеходного движения;

t₃ – суммарная длительность основных тактов, уточненных по пешеходному движению.

      Пересчитываются фазовый коэффициент и время  горения светофора:

у’_1max =

- у_2max

t_k = Т’_ц – Т_п – t₃ .

      Время, необходимое для перехода пешехода проезжей части, в каждой фазе регулирования:

t_пш2 =

+5 – для магистрали,

      Проверяется длительность основных тактов. Должно выполняться неравенство:

t₃ ≥ t_пш2,

В противном  случае проводится корректировка цикла  и принимается t₃ = t_пш1:

Т”_ц =

+ ,

где

А = 1 –  у’_1max ;

В = 2,5Т_п – Т_п · у’_1max + t_k + 5;

С = (Т_п + t_k) · (1,5Т_п + 5);

      Пересчитываем фазовый коэффициент:

у’_2max =

- у^’_1max 

1-ый  перекресток:

Т_ц =

= 22,307 с;

t₃₁ =

= 10,432 с;

t₃₂ =

= 5,875 с.

      Время, необходимое пешеходам для перехода проезжей части в первой фазе регулирования:

t_пеш(1) =

+5 = +5 =15,769 с.

      Так как t₃ < t_пеш(1), то проведем корректировку цикла:

      Принимаем t₃ = t_пеш(1)

Т’_ц =

+ ,

А =

В =

С = ;

Т’_ц =

с.

     Тогда

у’_1max(1) =

;

t_k(1) = 27,61 – 6 – 15,769 = 5,884 с;

t_пеш(2) =

+5 = +5 = 21,153 с.

      Так как t_к(1) < t_пеш(2), то проведем корректировку цикла:

      Принимаем t_к(1) = t_пеш(2)

Т”_ц =

+ ,

А = ;

В = ;

С = ;

Т”_ц =

с.

     Тогда

 

у’_2max(1) =

;

      Значения  скорректированных фазовых коэффициентов  и цикла:

Т”_ц = 48,702 с;

у’_1max(1) = 0,359         у’_2max(1) = 0,352. 

2-ой  перекресток:

Т_ц =

с;

t₃₁ =

с;

t₃₂ =

с.

      Время, необходимое пешеходам для перехода проезжей части в первой фазе регулирования:

t_пеш(1) =

+5 = +5 =15,769 с;

      Так как t₃ < t_пеш(1), то проведем корректировку цикла:

      Принимаем t₃ = t_пеш(1)

Т’_ц =

+

А = ;

В = ;

С = ;

Т’_ц =

с.

      Тогда

у’_1max(2) =

;

t_k(2) = 26,776 – 6 – 15,769 = 5,614 с;

t_пеш(2) =

+5 = +5 =21,153 с;

      Так как t_к(2) < t_пеш(2), то проведем повторную корректировку цикла:

      Принимаем t_к(2) = t_пеш(2)

Т”_ц =

+

А = ;

В = ;

С = ;

Т”_ц =

с.

      Тогда

у’_2max(2) =

;

      Значения  скорректированных фазовых коэффициентов  и цикла:

Т”_ц = 48,778 с;

у’_1max(2) = 0,360         у’_2max(2) = 0,352. 

3-ий  перекресток:

Т_ц =

= 23,279 с;

t₃₁ =

= 10,114 с;

t₃₂ =

= 7,164 с;

      Время, необходимое пешеходам для перехода проезжей части в первой фазе регулирования:

t_пеш(1) =

+5 = +5 =15,769 с;

      Так как t₃ < t_пеш(1), то проведем корректировку цикла:

      Принимаем t₃ = t_пеш(1)

Т’_ц =

+

А = ;

В = ;

С = ;

Т’_ц =

с.

      Тогда

у’_1max(3) =

;

t_k(3) = 28,002 – 6 – 15,769 = 7,36 с;

t_пеш(2) =

+ 5 = + 5 = 21,153 с; 

      Так как t_к(3) < t_пеш(2), то проведем повторную корректировку цикла:

      Принимаем t_к(3) = t_пеш(2)

Т”_ц =

+

А = ;

В = ;

С = ;

Т”_ц =

с.

      Тогда

у’_2max(3) =

;

      Значения  скорректированных фазовых коэффициентов  и цикла:

Т”_ц = 48,221 с;

у’_1max(3) = 0,354;         у’_2max(3) = 0,355. 

4-ый  перекресток:

Т_ц =

с;

t₃₁ =

с;

t₃₂ =

с.

      Время, необходимое пешеходам для перехода проезжей части в первой фазе регулирования:

t_пеш(1) =

+5 = +5 =15,769 с;

      Так как t₃ < t_пеш(1), то проведем корректировку цикла:

      Принимаем t₃ = t_пеш(1)

Т’_ц =

+

А = ;

В = ;

С = ;

Т’_ц =

с.