Проектирование светофорного объекта

14.1. УСЛОВИЯ ВВЕДЕНИЯ СВЕТОФОРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

На железнодорожных переездах, паромных переправах и в местах выезда специальных ТС условия введения светофорной сигнализации регламентируются инструкциями ведомств, эксплуатирующих свето­форную технику в перечисленных пунктах.

Условия введения светофорной сигнализации на перекрестках определены ГОСТ 23457-86 [11] и включают следующее:

условие 1 - введение светофорного регулирования считается оправданным, если наблюдаемая на перекрестке интенсивность конфликтующих ТП в течение каждого из любых 8 ч обычного рабо­чего дня не менее указанной в табл. 14.1;

условие 2 - введение светофорного регулирования считается оправданным, если в течение каждого из любых 8 ч обычного рабочего дня интенсивность движения ТС в двух направлениях не менее 600 ед./ч (при наличии разделительной полосы - не менее 1000 ед./ч) и в те же часы проезжую часть пересекает в одном, наиболее загружен­ном направлении не менее 150 чел./ч. Условие используется также и при определении необходимости введения светофорного регулиро­вания на пешеходном переходе, расположенном на перегоне;

условие 3 - светофорное регулирование вводится, если условия 1 и 2 выполняются совместно не менее чем на 80 %;

условие 4 - введение светофорного регулирования считается оправданным, если за последние 12 мес на перекрестке произошло не менее 3 ДТП, которые могли бы быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации, и хотя бы одно из условий - 1 или 2 выполняется не менее чем на 80 %.

Рассматривая условия 1-4 в качестве критериев введения свето­форного регулирования, необходимо в каждом конкретном случае проводить технико-экономический анализ. При соответствующем обосновании светофоры могут быть установлены на перекрестке и при невыполнении условий 1-4. В частности, при меньших значениях интенсивности движения возможно эффективное применение адап­тивного светофорного регулирования или устройство светофорного объекта при координированном регулировании движения.

 

 

Таблица 14.1

Число полос движения в одном направлении по дороге	Интенсивность движения ТС, ед./ч, по дороге
главной (более загруженной)	второстепенной (менее загруженной)	главной в двух направлениях	второстепенной в одном направле­нии, наиболее за­груженном
2 или более
2 или более	2 или более

 

Технико-экономический анализ предусматривает сопоставление годовых суммарных приведенных затрат при отсутствии и наличии светофорной сигнализации на перекрестке. Затраты складываются из приведенных к одному году потерь от задержек ТС, ущерба от ДТП, стоимости технических средств регулирования движения, их уста­новки и эксплуатации.

Если по тем или иным критериям принято решение об оборудова­нии перекрестка светофорами, приступают к проектированию свето­форного объекта. Оно состоит из следующих этапов:

обследование пешеходных и ТП на перекрестке для получения необходимой информации для разработки схемы ОДД и расчета ре­жима работы светофорной сигнализации;

разработка пофазных схем движения пешеходов и ТС;

расчет режима работы светофорной сигнализации;

разработка дислокации технических средств регулирования движения, назначение типа управляющих устройств.

 

14.2. ОБСЛЕДОВАНИЕ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ УСЛОВИЙ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ

Обследование ДТУ включает в себя визуальную оценку планиро­вочных особенностей перекрестка (с использованием также соответст­вующих проектных материалов), условий видимости транспорт-тран­спорт и транспорт-пешеход, подсчет интенсивности движения ТС и пешеходов, определение потоков насыщения, скорости движения ТС качественного состава ТП, задержек ТС.

Из планировочных особенностей перекрестка в качестве исходных данных для проектирования светофорного объекта учитывают следу­ющие параметры: ширину проезжей части, число и ширину полос в каждом направлении движения, ширину разделительных полос, ширину тротуаров и радиусы их закруглений, продольные уклоны проезжих частей на подходах к перекрестку.

Для оценки условий видимости на плане перекрестка строят треугольники видимости с учетом строений, зеленых насаждений и других помех.

Интенсивность движения. Объем выполненных обследований интенсивности движения ТС и пешеходов должен обеспечить получе­ние необходимой и достаточно достоверной информации о расчетных интенсивностях движения, к которым относятся следующие:

интенсивность движения ТС и пешеходов в час максимальной загрузки перекрестка движением ТС;

то же в час максимальной загрузки перекрестка движением пешеходов;

неравномерность интенсивности движения ТС в течение суток и по дням недели.

В связи с этим обследования целесообразно проводить по следую­щей схеме. В течение 16 ч (обычно с 6.00 до 22.00) обычного рабочего дня ежечасно выполняют 10-минутные подсчеты интенсивности движения ТС и пешеходов на всех подходах к перекрестку. По данным обследований строят гистограммы распределения интенсивности по часам суток. Из гистограмм устанавливают часы пик для транспорт­ного и пешеходного движения и межпиковый час с минимальной загрузкой. Используя гистограмму интенсивности движения ТС, определяют минимально необходимое число программ при жестком регулировании (см. п. 14.5).

В те часы, в которые происходит переключение программ регули­рования, необходимо выполнить часовое обследование интенсивности движения ТС и пешеходов. В эти же часы, но в субботу и в воскресенье выполняют аналогичные обследования 15-минутной длительности. Подобные кратковременные обследования рекомендуется проводить в различные сезоны года. Они потребуются для корректировки основ­ных программ регулирования.

Одновременно с подсчетом интенсивности движения ТС регистри­руют их типы: легковые и грузовые автомобили, автобусы, троллей­бусы, трамваи, мотоциклы (мотороллеры, мопеды). Число учетчиков движения и их расположение на перекрестке устанавливают из усло­вий конкретного перекрестка.

Поток насыщения. Для каждого направления движения ТС в данной фазе регулирования натурными наблюдениями в периоды, когда на подходе к перекрестку формируются достаточно большие очереди ТС, определяют поток насыщения. Порядок определения потока насыщения следующий:

одновременно с включением зеленого сигнала светофора или подачей разрешающего движения жеста регулировщика включают секундомер и регистрируют по видам ТС, пересекающие стоп-линию и движущиеся по одной из полос рассматриваемого направления;

выключается секундомер в момент пересечения стоп-линий перед­ними колесами последнего автомобиля очереди ТС, стоявших на этой полосе в ожидании разрешающего сигнала;

записывают показания секундомера и подсчитывают число ТС в приведенных транспортных единицах с учетом последнего ТС, достиг­шего стоп-линий;

повторяют замеры в течение 10-15 светофорных циклов (при достаточно длинной очереди на полосе, состоящей из 15-20 автомоби­лей и более, можно ограничиться 3-5 замерами);

определяют поток насыщения для данной полосы движения

где М_нij - поток насыщения для данной полосы движения в фазе i и направлении j, ед./ч;

n — число замеров; m₁, m₂,...,m_n — число приведенных транспортных единиц, прошедших через стоп-линию в течение одного замера; t₁, t₂, …, t_n - показание секундомера, с.

 

повторяют вышеперечисленные операции для каждой из оставшихся полос рассматриваемого направления движения в данной фазе и суммируют полученные результаты

где k - число полос, обслуживающих рассматриваемое направление.

 

Для ориентировочных расчетов поток насыщения можно прибли­женно определить по эмпирическим формулам. Для случая движения в прямом направлении

М_{н прямо =}525B,

 

где В - ширина проезжей части на подходе к перекрестку в рассматриваемом направлении и данной фазе регулирования, м.

 

Формула применима при 5,4 м ≤ В ≤ 18,0 м. Если В меньше 5,4 м, то для расчетов можно использовать следующие значения потока насы­щения М_{н прямо}:

В, м...... 3,0 3,5 3,75 4,2 4,8 5,1

М_{н прямо}

ед./ч...... 1850 1920 1970 2075 2475 2700

 

Этими же данными рекомендуется пользоваться, если перед перекрестком полосы движения выделены дорожной разметкой 1.1 и поток насыщения определяется отдельно для каждой полосы.

В зависимости от продольного уклона проезжей части изменяется расчетное значение потока насыщения. Каждый процент уклона на подъеме снижает (на спуске увеличивает) расчетное значение потока насыщения на 3 %. За расчетный уклон следует принимать средний уклон дороги на участке подхода к перекрестку от стоп-линий до точки, удаленной от нее на 60 м.

При движении ТС прямо и налево (направо) по одним и тем же полосам движения, если интенсивность поворотных потоков состав­ляет более 10 % общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения

где a, b и c - соответственно интенсивность движения ТС прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности движения по данной полосе.

 

Для право- и левоповоротных ТП, движущихся по специально выделенным полосам, поток насыщения М» определяется в зависи­мости от радиуса поворота:

для однорядного движения

для двухрядного движения

где R - радиус повороте (может бить определен по плану перекрестка, вычерченному в масштабе), м.

 

При двухрядном движении в формулу подставляют среднее значение радиуса.

Остальные факторы, оказывающие влияние на поток насыщения, учитывают при помощи коэффициентов условии движения, приведен­ных в табл. 14.2. Значение M_н, полученное по вышеприведенной методике, после оценки условии движения на перекрестке должно быть умножено на соответствующий этим условиям коэффициент.

Задержки транспортных средств. Потери времени при проезде перекрестка оценивают средней задержкой одного автомобиля, выра­женной в секундах. Задержку определяют, подсчитывая стоящие в ожидании проезда N_ст и проехавшие перекресток автомобили n_пр в данном направлении движения через равные, достаточно малые проме­жутки времени δ (рекомендуется принимать 6 - 15 с).

 

Таблица 14.2

Условия движения	Описание условий	Коэффициент условий движения
Хорошие	Отсутствует влияние пешеходного дви­жения и стоящих автомобилей, хороший обзор, достаточная ширина проезжей части на выходе с перекрестка, освещение в пределах норм Наличие характеристик из групп хорошие и плохие условия Низкая средняя скорость. Имеется влия­ние стоящих автомобилей, пешеходов, левоповоротного движения методом просачивания. Плохой обзор перекрестка, слабая освещенность проезжей части. В зоне перекрестка много пунктов притя­жения пешеходов	1.2
Средние
1.0
Плохие	0,85

 

Средняя задержка автомобиля

где k - число замеров, выполненных за определенный период наблюдения; i - номер замера.

 

Последовательность операции при определении задержки следую­щая:

в назначенное время наблюдении (как правило, в час пик) подсчи­тывают число автомобилей, стоящих на рассматриваемом подходе к перекрестку в ожидании проезда;

повторяют подсчеты через каждые 15 с в течение 5 мин (автомоби­ли, стоящие более 15 с, учитывают дважды, трижды и т.д.);

в течение указанных 5 мин регистрируют общее число автомоби­лей, прошедших перекресток в данном направлении (в том числе и без остановки);

подсчитывают по формула средними) задержку ^д автомобиля в данном направлении движения.

данные подсчетов сводят в форму (форма 14.1).

Форма 14.1

Время наблюдения, мин	Число автомобилей, стоящих на данном подходе к перекрестку в указанные моменты времени, с	Общее число автомобилей, проследовав­ших через перекресток с рассматриваемого подхода
1-я 2-я ……………. 5-я
Итого:

 

На нерегулируемых перекрестках задержка возникает на подхо­дах к перекрестку со стороны второстепенных дорог. Для рассматрива­емого направления средняя задержка в секундах одного автомобиля в данном направлении второстепенной дороги может быть приближенно определена по формуле:

где е - основание натурального логарифма; N_гл - интенсивность движения по главной дороге в направлениях, авт./с; Т_тр - граничный интервал, с; N_вт - интенсивность движения на данном подходе к перекрестку второстепенной дороги, в среднем приходя­щаяся на одну полосу движения, авт./с; a_т - замедление при торможении автомобиля перед перекрестком (в расчетах может быть принято 3-4 м/с2); а_р - ускорение автомобиля после проезда перекрестка (в расчетах может быть принято 1,0-1,5 м/с3); V - скорость движения автомобиля через перекресток без торможения, км/ч.

 

Граничный интервал является временным интервалом между автомобилями на главной дороге, который с одинаковой вероятностью принимается или отвергается водителями на второстепенной дороге при совершении ими маневра пересечения главной дороги, а также правого или левого поворота на эту дорогу. При наличии на главной дороге в обоих направлениях 2-3 полос движения в расчетах может быть принято: для движения прямо t_гр=6÷8 с; для правого поворота t_гр=4÷7 с; для левого поворота t_гр=10÷13 с.

На регулируемых перекрестках задержка возникает как на глав­ной, так и на второстепенной дорогах и зависит в основном от парамет­ров светофорного регулирования. Для рассматриваемого направления средняя задержка одного автомобиля в секундах в данном направле­нии может быть приближенно определена по формуле:

где Т_ц — цикл регулирования, с; λ - отношение основного такта, обслуживающего данное направление, к циклу; х - степень насыщения направления (см. п. 14.4); N - интенсив­ность движения в данном направлении движения, ед./с.

 

Средневзвешенная задержка на перекрестке

где t_∆i - средневзвешенная задержка на перекрестке 1-го направления; i - номер направ­ления; n - число рассматриваемых направлений.

 

14.3. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ДВИЖЕНИЯ

При разработке схемы движения первоначально определяют все направления, в которых должно быть разрешено движение через перекресток ТС и пешеходов. Как правило, сначала предполагают, что разрешены все направления, если, конечно, перекресток не образован улицей с односторонним движением ТС. Первоначальная схема разре­шенных направлений движения является базисной и используется для анализа содержащихся в ней конфликтных точек.

Возможные схемы конфликтов на светофорном объекте приве­дены на рис. 14.1.

 

Рис. 14.1. Схемы конфликтов на светофорном объекте

 

Максимально допустимая интенсивность левоповоротного потока при конфликте, показанном на рис. 14.1, а

где k₁ - коэффициент многополосности, принимаемый равным 1 для однорядного лево-поворотного ТП, 1,8 - для двухрядного, 2,46 - для трехрядного; N_{i max} ~ интенсивность ТП, взятая за основу расчета длительности фазы светофорного регулирования (как пра­вило, максимальная интенсивность ТП в данной фазе), авт./ч; N_i - интенсивность ТП, следующего а прямом направлении и конфликтующего с левоповоротным ТП, авт./ч.

 

Условие допустимости конфликтных точек, показанных на рис. 14.1, б, в иг, следующее:

где N_доп - максимально допустимое значение интенсивности каждого из конфликтующих ТП, ед./ч; N_н - соответствующие нормативные значения интенсивности конфликтующих ТП, принимаемые по табл. 14.1. Причем, число полос для движения в одном направлении принимается соответствующим рядное» конфликтующих ТП, а главенство дороги прини­мается в соответствии с преимущественным правом движения того или иного конфликту­ющего ТП.

 

Условие допустимости конфликтных точек, показанных на рис. 14.1, д, е, ж, следующее:

N_п < 900 чел./ч или N_т < 350 авт./ч,

где N_п - интенсивность пешеходного движения по переходу в одном, более загруженном направлении; N_т - интенсивность ТП, пересекающего пешеходных переход в обоих направлениях.

 

На основе анализа конфликтных точек определяют состав групп, на которые разбивают все пешеходные и ТП.

В каждой группе с учетом формы и размеров перекрестка, а также интенсивности движения в различных направлениях объединяют потоки, при одновременном движении которых не возникает значи­тельных взаимных помех. Таким образом, конфликтующие потоки, образующие недопустимые конфликтные точки, разносят в разные фазы.

Число образованных групп определяет число светофорных фаз, так как в основном такте каждой фазы через перекресток пропускают только одну группу. Увеличение числа фаз повышает безопасность движения, но одновременно приводит к менее полному использова­нию пропускной способности перекрестка. Поэтому число фаз должно быть таким, которое обеспечивало бы оптимальное соотношение показателей безопасности движения и задержек ТС. Это достигается вариантным проектированием схем регулирования. Варианты могут отличаться друг от друга либо числом фаз, либо методами пропуска отдельных пешеходных и транспортных потоков.

Первый вариант получается, как правило, механическим перене­сением одного из образующих недопустимую конфликтную точку потока в третью, дополнительную фазу. Возможно также исключение из схемы движения пешеходных и ТП, которые по техническим или экономическим соображениям могут быть пропущены, минуя данный перекресток, или заменяя сложный маневр на простой. При этом в первую очередь необходимо рассмотреть возможность ликвидации на перекрестке одного или нескольких левоповоротных ТП, создающих наибольшие сложности в ОДД. Левоповоротные ТП могут быть пропу­щены через перекресток с использованием методов отнесенного левого поворота, петлеобразного поворота, объезда квартала или применения различного рода направляющих островков на территории перекрестка.

Разработанные варианты, включающие в себя расчеты режимов работы светофорной сигнализации (см. п. 14.4), сопоставляют по технико-экономическим показателям. За основные показатели- прини­мают следующие: суммарное значение пробега ТС по территории светофорного объекта, задержки ТС и конфликтную загрузку свето­форного объекта.

Суммарное значение пробега ТС за сутки

где n - число направлений; N_i - интенсивность движения через перекресток 1-го ТП, ед./cут; l_i - путь движения ТС 1-го. потока по территории светофорного объекта, м. Путь измеряется между стоп-линиями на входе и выходе перекрестка.

 

Расчет задержки ТС следует выполнять, учитывая рекомендации п. «Задержки транспортных средств» (см. с. 108).

Суммарное значение конфликтной загрузки светофорного объекта подсчитывают по формуле, приведенной в п. «Показатель безопас­ности дорожного движения» (см. с. 37).

При вычислении первого слагаемого в этой формуле учитывают также и конфликтные точки, образованные пересечением ТП с пеше­ходными и пересечением потоков нерельсовых ТС с рельсовыми. При этом в формулу подставляют значение интенсивности пешеходного движения (в обоих направлениях), уменьшенное в 4 раза, и значение интенсивности трамвайного движения, приведенное к условным тран­спортным единицам:

где N_тр - интенсивность трамвайного движения, поездов/ч; l_тр и l_a - длина соответствен­но трамвайного поезда и условного автомобиля (≈5 м), м; V_тр и V_a - скорость движения через перекресток соответственно автомобилей и трамваев, км/ч.

 

Чтобы определить второе слагаемое в формуле конфликтной загрузки, учитывают интенсивность тех частей конфликтующих ТП, которые в момент слияния пользуются одной и той же полосой движе­ния.

При вычислении третьего слагаемого конфликт ответвления учитывают только в том случае, если конфликтующие ТП исходят из одной полосы движения.

 

14.4. РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ СВЕТОФОРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Длительность цикла светофорного регулирования, с

где Т_п - потерянное время в цикле регулирования (для практических расчетов может быть определено как сумма переходных интервалов в цикле), с; Y — сумма расчетных фазовых коэффициентов.

 

Исходя из безопасности движения, длительность цикла не должна быть меньше 25 с и больше 120 с. Если по расчету Т_ц < 25 с, то необхо­димо увеличить длительность цикла до 25 с. Если по расчету Т_ц > 120 с, необходимо добиться снижения длительности цикла, увели­чив число полос на подходе к перекрестку, запретив отдельные маневры, снизив число фаз регулирования, организовав пропуск интенсивных ТП в течение двух и более фаз регулирования.

Длительность основных тактов, с

где i - номер фазы регулирования; у_i - расчетный фазовый коэффициент фазы 1.

 

Чтобы определить расчетный фазовый коэффициент необходимо найти значения отношений интенсивности движения к потоку насыщения для всех подходов к перекрестку, по которым происходит движе­ние во время этой фазы, и выбрать наибольшее из этих значений

где N_ji, - интенсивность j-го ТП, пропускаемого через перекресток в фазе i, ед./ч; M_нji -поток насыщения j-го ТП, пропускаемого в фазе i, ед./ч.

 

При движении какого-либо ТП в течение двух и более фаз регули­рования для него отдельно рассчитывают фазовый коэффициент, который не участвует в расчете длительности цикла, однако он должен быть не более суммы расчетных коэффициентов тех фаз, в течение которых этот ТП пропускается.

Длительность переходного интервала должна быть такой, чтобы ТС в момент выключения разрешающего сигнала, находясь на некотором расстоянии от стоп-линий, равном или меньшем его остановочного пути, имело возможность, двигаясь безостановочно со средней ско­ростью ТП, миновать все конфликтные точки на перекрестке до того как их достигнут ТС, начинающие движение в следующей фазе.

Длительность переходного интервала, с

где V_a - средняя скорость ТС при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрест­ка без торможения (с ходу), км/ч; а_т — среднее замедление ТС при включении запрещаю­щего сигнала (для практических расчетов может быть принято равным 3-4 м/с2); l_i расстояние от стоп-линий до самой дальней конфликтной точки пересечения с ТС, начи­нающим движение в следующей фазе, м; I_a - длина ТС, наиболее часто встречающегося в потоке, м.

 

Независимо от результатов расчета минимальная длительность

переходного интервала должна быть 3 с. При длительности более 3 с он состоит из двух промежуточных тактов. После зеленого сигнала включается первый промежуточный такт, обозначенный желтым сигналом, длительность которого во всех случаях составляет 3 с; затем следует второй промежуточный такт, длительность которого опреде­ляется оставшейся частью переходного интервала и обозначается красным сигналом.

Непосредственно перед зеленым сигналом включаются одно­временно желтый и красный сигналы (второй промежуточный такт). Длительность их действия не должна превышать 2 с. Длительность первого промежуточного такта определяется оставшейся частью переходного интервала и обозначается красным сигналом. Таким образом, в течение переходного интервала для повышения безопас­ности движения должен быть реализован в конфликтующих направ­лениях такт «кругом красный» (рис. 14.2).

 

Рис. 14.2. Структура переходного интервала Рис. 14.3. Промежуточный такт

 

Если установленная на перекрестке аппаратура управления работой светофоров не позволяет реализовать структурно сложные переходные интервалы, то допускается применять однотактный переходный интервал, но его длительность не должна превышать 4 с (рис. 14.3). Длительность переходного интервала более 8 с недопус­тима. В этом случае следует предусматривать устройство промежуточ­ных стоп-линий.

Исходя из безопасности движения длительность основного такта должна быть не менее 7 с. Если же она меньше 7 с, то необходимо ее увеличить до 7 с. Длительность основных тактов необходимо прове­рить на обеспечение пропуска в соответствующих направлениях пешеходов и трамвая.

Длительность сигнала, разрешающего движение пешеходов, в секундах

где В_пш - ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами, м; V_пш - скорость движе­ния пешеходов (обычно принимается равной 1,3 м/с).

 

При движении трамвая длительность разрешающего сигнала:

для пропуска одного поезда за один цикл

для пропуска двух поездов за один цикл

где l_i - путь движения трамвая от стоп-линий до самой дальней конфликтной точки с ТС, начинающими движение в следующей фазе, м; i_тр - длина трамвайного поезда, м;

_∆l - дистанция между поездами (не менее 60 м при скорости 20 км/ч); V_тр - скорость движения трамвая в пределах перекрестка, км/ч.

 

Если какие-либо значения t_пш и (или) t_тр, оказались больше рас­считанной ранее длительности соответствующих основных тактов, то окончательно принимают новую, уточненную длительность этих тактов, равную наибольшим значениям t_пш или t_тр.

Для восстановления оптимального соотношения фаз в цикле, его длительность корректируют. Уточненная длительность цикла в се­кундах

где В=2,5Т_п-Т_пJ_н+T^*₀+5; А=1-J_н; С=(Т_п+ T^*₀)(1,5Т_п+5); Т_п - суммарная длите­льность всех переходных интервалов в цикле, с; J_н - сумма расчетных фазовых коэффи­циентов для фаз, основные такты которых не уточнялись по условиям пешеходного и трамвайного движения; Т^*₀ - суммарная длительность основных тактов, уточненных по пешеходному и трамвайному движению, с.

 

Новая длительность основных тактов t^*₀ в секундах, не уточняв­шихся по пешеходному и трамвайному движению,

Коррекция цикла, как правило, связана с обеспечением безопас­ных условий движения пешеходов. Она приводит к возрастанию цикла и, следовательно, к росту транспортной задержки. Устройство островков безопасности позволяет организовать поэтапный пропуск пешеходов, что способствует снижению t_пш и тем самым позволяет избежать коррекции цикла.

Завершающим этапом расчета является построение графика режима работы светофорной сигнализации (рис. 14.4), отражающего порядок чередования и длительность сигналов для каждого свето­фора. Пешеходные светофоры и дополнительные секции даются на графике отдельными строками. В левой части строки указывают номера светофоров, объединенных в группы по признаку одинакового режима работы. В средней части графика соответствующими цветами показано чередование сигналов этих светофоров. Эту часть графика выполняют в произвольном масштабе. В правой части записывают длительность сигналов.

В представленном на рис. 14.4 примере рассматривается трехфаз­ное регулирование с поэтапным (в две фазы) пропуском пешеходов через одну из улиц перекрестка. Длительность всего цикла - 64 с, основных тактов - 16, 22 и 14 с, переходного интервала, одинакового для всех фаз - 4 с. Переходный интервал после зеленого сигнала складывается из 3с желтого и 1с красного сигналов, после красного сигнала - из 2с красного и 2с красного с желтым сигналов.

Если в цикле регулирования имеется фаза, полностью предназна­ченная для пропуска пешеходов, то длительность ее основного такта t_пш рассчитывают по формуле (14.2). Причем значение t_пш необходимо рассчитывать для всех направлений движения пешеходов и принимать наибольшее из полученных значений.

 

Рис. 14.4. График режима работы светофорной сигнализации на перекрестке

 

Цикл регулирования определяют по формуле (14.3), используемой для коррекции режима регулирования по условиям пешеходного и трамвайного движения. При этом J_н определяют как сумму фазовых коэффициентов для фаз, предназначенных для движения ТС, а Т^*₀= t_пш

Значения переходных интервалов для транспортных фаз t_п опреде­ляют в обычном порядке, а длительность основных тактов, предназ­наченных для движения ТС, рассчитывают как t^*_0i. Для пешеходной фазы длительность переходного интервала рассчитывают, исходя из условия безопасного достижения пешеходами островка безопасности (середины проезжей части) или возвращения на тротуар (обочину дороги):

где В_{пш 1} - расстояние от тротуара до островка безопасности или середины проезжей части, V_пш - скорость движения пешеходов, м/с (принимается равной 1,3 м/с).

 

При управлении движением по отдельным направлениям пере­крестка для каждого регулируемого направления определяю? фазо­вые коэффициенты. Затем в соответствии с принятой схемой ОДД строят график этих коэффициентов отражающий последовательность пропуска через перекресток ТП. За расчётные фазовые коэффициенты, определяющие J, принимают те, которые на графике являются продол­жением один другого. Число переходных интервалов, входящих в Т_п, может быть принято равным числу расчетных фазовых коэффициен­тов.

Длительность цикла регулирования Т_п и длительность основного такта для каждого регулируемого направления t_0i, рассчитывают в обычном порядке.

 

14.5. МИНИМАЛЬНО НЕОБХОДИМОЕ ЧИСЛО ПРОГРАММ ПРИ ЖЕСТКОМ УПРАВЛЕНИИ

Из-за суточных колебаний интенсивности движения ТС меняется значение фазовых коэффициентов, а следовательно, и значение цикла регулирования. С точки зрения оптимальности управления каждому значению интенсивности должна соответствовать своя программа. В целях упрощения технических средств и их эксплуатации на прак­тике обычно ограничиваются использованием в течение активного периода суток 2-3 жестких программ. При этом исходят из того, что отклонение фактической длительности цикла от оптимальной на 25 % в любую сторону допустимо, так как это не приводит к значительному увеличению транспортной задержки.

Первую программу обычно рассчитывают для интенсивности движения, соответствующей пиковому периоду суток. Чтобы опре­делить момент перехода ко второй программе, необходимо уменьшить цикл первой программы на 25 %, что позволяет рассчитать новый суммарный фазовый коэффициент

Y=1-(1,5Т_п+5)/(0,75Т_ц),

где Т_п - сумма промежуточных тактов в цикле, с; Т_ц - цикл регулирования для первой программы, с.

 

Пропорционально уменьшению J необходимо уменьшить входя­щие в него расчетные фазовые коэффициенты. Учитывая, что фазовый коэффициент является отношением интенсивности движения N к потоку насыщения М_н для рассматриваемого направления и полагая, что при спаде интенсивности М_н не меняется, можно определить для этого направления интенсивность N, являющуюся ориентировочно нижней границей применения первой программы.

По данным натурных наблюдений для указанного направления строят график изменения интенсивности движения ТС по часам суток (рис. 14.5). Проводя горизонтальные линии, соответствующие интенсивностям N₁, N₂, N₃, и опустив из точек их пересечения с кривой суточного изменения интенсивности перпендикуляры на горизонталь­ную ось графика, можно определить моменты включения и выключе­ния всех программ управления.

Переход от одной программы к другой осуществляется при пос­тоянном снижении интенсивности движения на перекрестке. Если интенсивность достигает величины, соответствующей переводу свето­форов на режим желтого мигающего сигнала, расчет очередной про­граммы прекращается.

 

Рис. 14.5. График для расчета количества программ управления (пример)

 

При однопрограммном регулировании в течение суток нецелесо­образно рассчитывать цикл, исходя из пиковой интенсивности, так как он будет избыточным в период ее спада. Цикл может быть умень­шен на 10-20 % по сравнению с величиной, соответствующей макси­мально наблюдаемой интенсивности, с обязательной проверкой сте­пени насыщения наиболее загруженных направлений перекрестка. Степень насыщения Х представляет собой отношение количества прибывающих в течение цикла в данном направлении к перекрестку ТС к числу ТС, покидающих перекресток в период действия разреша­ющего сигнала

Х=NT_ц/(М_нt₀).

Значение Х не должно превышать 0,9 (что обеспечит предотвраще­ние затора).

 

14.6. АДАПТИВНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Основными параметрами, характеризующими режим адаптивного светофорного регулирования, осуществляемого по принципу поиска разрыва в ТП, являются: минимальная t_min и максимальная t_max длительности зеленого сигнала, экипажное время t_эк и длительность переходного интервала t_п.

Минимальную длительность зеленого сигнала в секундах опреде­ляют временем, необходимым для перехода пешеходами проезжей части (минимум до островка безопасности или ее середины), а также временем разъезда очереди ТС, ожидавших разрешающего сигнала и находившихся между стоп-линией и детектором транспорта

где n - число ТС, стоящих в ожидании разрешающего сигнала между стоп-линией и детек­тором транспорта и в среднем приходящихся на полосу движения (определяется путем наблюдений).

 

Выбирается большее значение из двух полученных. В качестве максимальной длительности зеленого сигнала принимают увеличенное на 20-30 % расчетное значение основного такта t_0i,.

Экипажное время

где S_дт — расстояние от детектора транспорта до стоп-линий, м. Принимается равным 50—70 м в зависимости от скорости движения ТС; V_a - средняя скорость ТП на подходе к перекрестку (без торможения), км/ч.