Основные характеристики транспортных потоков

На горизонтальных участках автомобильных дорог основное влияние на режим движения оказывают интенсивность движения, скорость, состав и плотность транспортного потока Интенсивность движения определяют подсчетом транспортных средств, которые проходят через сечение дороги за единицу време­ни (год, сутки, час). Количество автомобилей, которые проходят через данное сечение дороги в течение года, называют годовой ин­тенсивностью движения. Эту характеристику используют для опре­деления работы транспорта на некотором участке дороги в течение года. Годовая интенсивность, разделенная на количество рабочих дней в году, составляет среднегодовую суточную интенсивность движе­ния. Эту характеристику используют для оценки соответствия пара­метров автомобильной дороги требованиям автомобильного транс­порта, для программирования основных мероприятий по усовер­шенствованию дорожных условий. Скорость определяется расстоянием, которое автомобиль может преодолеть за единицу времени. Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного типа. Этот показатель оказывает зна­чительное влияние на все параметры дорожного движения. Вместе с тем состав транспортного потока в значительной степени отражает об­щий состав парка автомобилей в данном регионе. Состав транспортного потока влияет на загрузку дорог (стеснен­ность движения), что объясняется прежде всего существенной разни­цей в габаритных размерах автомобилей - длина легковых автомо­билей 4—5 м, грузовых 6—8 м, длина автобусов достигает 11 м, а ав­топоездов 24 м, сочлененный автобус (троллейбус) имеет длину 16,5 м. Плотность движения определяется как количество автомобилей на полосе проезжей части, приходящейся в данный момент времени на единицу длины дороги.

Взаимосвязь интенсивности, скорости и плотности потока на одной по­лосе дороги графически может быть изображена в виде основной диаграммы транспортного потока, отражающей за­висимость:

N = V*q. (1)

 

Основная диаграмма отражает изменение состояния однорядного транспортного потока преимущественно легковых автомобилей в за­висимости от увеличения его интенсивности и плотности.

Важнейшим критерием, характеризующим функционирование пу­тей сообщения, является их пропускная способность или применяется термин пропускная способность дороги. Простейшее опре­деление этого понятия сводится к тому, что под пропускной способно­стью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, ко­торое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

 

5.2. Показатели характеристик движения транспортного потока

 

С изменением интенсивности движения на дороге резко меня­ется качественное состояние транспортного потока и условия труда водителей.

Для характеристики разных состояний транспортного потока и условий движения используют следующие показатели: коэффи­циент загрузки движением; коэффициент скорости движения; коэффициент насыщения движением; уровень удобства движения.

Коэффициент загрузки дороги движением z представляет собой отношение интенсивности движения N к пропускной способно­сти данного участка (или элемента) дороги Р:

z=N/P. (2)

Применение понятия коэффициента загрузки позволяет стро­ить сопоставимые зависимости характеристик движения транспорт­ного потока от дорожных условий для дорог разных категорий, так как эта величина безразмерная. Коэффициент z может прини­мать любые значения от 0 до 1.

Коэффициент скорости движения с — это отношение скорости движения при каком-либо уровне удобства движения V_Z к желае­мой скорости движения в свободных условиях V_ж, которая выби­рается водителем для обеспечения высокой комфортности по­ездки:

с = V_Z /V_Ж. (3)

Значение желаемой скорости движения в свободных условиях зависит от многих факторов: расстояния до цели поездки, состоя­ния водителя, его квалификации и опыта, состояния дорожного покрытия, геометрических элементов и планировочных решений на дороге. Отклонением от желаемых условий движения (напри­мер, несвоевременного достижения цели поездки) вызывает у водителя чувство снижения комфортности, а иногда и нервоз­ность, которая может привести к непоправимым ошибкам — до­рожно-транспортному происшествию.

Коэффициент насыщения движением р представляет собой от­ношение плотности транспортного потока при каком-либо уров­не удобства движения q_Z к максимальной плотности транспортно­го потока q_max:

p = q_Z / q_max. (4)

Под уровнем удобства движения понимается определенное ка­чественное состояние транспортного потока, при котором уста­навливаются характерные условия труда водителей, условия ком­фортности поездки и эффективности работы транспортных средств, а также аварийность. Каждый уровень удобства движения характе­ризуется значениями коэффициентов загрузки, скорости и насы­щения движением.

Анализ транспортного потока показывает су­ществование четырех наиболее характерных его состояний — четырех уровней удобства движения: А, Б, В и Г.

Уровень удобства движения А характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z ≤ 0,2; c ≥ 0,9; р < 0,1. Обгоны практи­чески отсутствуют, автомобили не взаимодействуют между собой. Водителем может выдерживаться желаемая скорость движения. Снижение средних скоростей незначительно. Эмоцио­нальная напряженность водителя низкая. Водители и пассажиры не испытывают неудобства при движении автомобиля. Поездки являются комфортными. Транспортный поток при уров­не удобства движения А называется свободным.

Уровень удобства движения Б характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,2...0,45; с = 0,7...0,9; р = 0,1...0,3. В потоке непрерывно возрастает число автомобилей, которые со­вершают обгоны или вынуждены двигаться в пачках за медленнодвижущимися. Наблюдается резкое падение средних скорос­тей движения. Исследования с применением ходовой лаборато­рии показывают невозможность обгона при z = 0,45. Это значе­ние можно считать верхней границей уровня удобства движения Б. Эмоциональная напряженность водителей быстро возрастает по мере загрузки движением и приближается к наибольшей. Часто­та маневров наибольшая. При этом уровне удобства движения водители испытывают снижение комфортности поездки из-за не­обходимости совершения маневров обгона или объезда. Транс­портный поток при уровне удобства движения Б называется ус­тойчивым.

Уровень удобства движения В характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z- 0,45...0,7; с = 0,55...0,7; р = 0,3...0,7. Происходит дальнейшее снижение скоростей движения. Эмоциональная напряженность водителей достигает наи­большего уровня. Водители испытывают неудобства из-за невозможности обгона медленнодвижущихся автомобилей и необходимости внимательного слежения за впереди идущим ав­томобилем. Комфортность поездки резко снижается. Транспорт­ный поток состоит из отдельных больших групп и пачек и называ­ется неустойчивым.

Уровень удобства движения Г характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,7... 1; с = 0,55...0,4; р = 0,7... 1. Движение происходит с остановками вследствие состояния транс­портного потока, близкого к затору. Эмоциональная напряжен­ность водителя снижается из-за снижения скоростей и движения с постоянными низкими скоростями. Скорости движения всех ав­томобилей близки между собой, среднее квадратическое откло­нение значений скоростей небольшое. Водители и пассажиры ис­пытывают наибольшие неудобства от поездки. Движение проис­ходит с неэкономичными скоростями в колонном режиме. Транс­портный поток при уровне удобства движения Г называется насы­щенным.

 

 

5.3. Влияние элементов дороги на скорость движения транспортных средств

 

Одним из основных параметров, определяющих режимы движения транспортных средств является скорость. Скорость движения во многом определяется размерами и соче­таниями геометрических элементов автомобильных дорог. Из эле­ментов поперечного профиля дороги наибольшее влияние на ско­рость движения оказывает ширина обочин и проезжей части.

Влияние ширины укрепленной по­верхности дороги на обеспеченность расчетной скорости оценивают исхо­дя из понятия «ширина психологи­ческого коридора». Психологический коридор-ширина дороги, которая оказывает психологическое воздействие на во­дителя при выборе траектории и режима движения. Общая ширина психологического коридора определяется статической шириной автомобиля, расстоянием от одной боковой поверхности автомобиля до осевой линии укрепленной поверхности дороги и расстоянием другой боковой поверхности автомобиля до окончания укрепленной поверхности дороги. Сокращение ширины укрепленной поверхности дороги приводит к сужению психологического коридора и скорости движения.

Влияние ширины и типа укрепления обочины на скорость соизмеримо с влиянием ширины укрепленной по­верхности дороги. Наибольшее влияние оказывает вид и состояние обочины шириной до 1,5 м от кромки проезжей части.

Влияние продольного уклона на скорость оценивают для наиболее характер­ного (расчетного) состояния покры­тия в зимний и осенне-весенний пе­риоды, каждое из которых характе­ризуется коэффициентами сопротив­ления качению и сцепления. Различают три расчетные схемы при оценке влияния продольного ук­лона: а) возможная скорость на подъеме по динамическим характе­ристикам автомобиля; б) то же по соотношению сил сцепления и сопротивления движению; в) скорость, допустимая на спуске по условиям безопасности в зависимости от ви­димости поверхности дороги и коэф­фициента сцепления. Максимальная скорость автомо­биля на горизонтальном участке и на подъеме может быть определена по динамической характеристике автомобиля.

Влияние на скорость движения оказывают радиусы кривых в плане. Скорость движения зависит от радиуса кривой, коэффициента поперечного сцепления, уклона виража.

Влияние расстояния видимости поверхности дороги на скорость движения оценивают по максимальной допустимой скорости автомобиля при условии внезапного торможения, т.е. оценивается влияние расстояние видимости и коэффициента сцепления. Скорость движения с увеличением расстояния видимости растет и стабилизируется при расстоянии видимости свыше 600 м.

Существенное влияние на скорость движения оказывают габариты и длины мостов. При уменьшении ширины проезжей части моста скорость движения уменьшается.

Большое влияние на скорость движения оказывают препятствия, расположенные сбоку от дороги.

Для оперативной оценки скорости движения в свободных условиях на двухполосных дорогах рекомендуется следующая зависимость:

 

V₀ = 29 + 3,85B - 0,53i + 0,096 R + 10,8p_л - 10,3p_ает, (5)

где В — ширина проезжей части, м; i — продольный уклон, %о; R — радиус кривой в плане, м, 100 < R < 1 000 м; р_л, р_авт — количество легковых автомобилей и автопоездов в составе транс­портного потока, отн. ед.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как строится основная диаграмма транспортного потока

2. Как определяется коэффициент загрузки дороги движением?

3. Какими показателями характеризуются транспортные потоки?

4. Как определятся коэффициент скорости движения?

5. Как определяется коэффициент насыщения движением?

6.Какие существуют уровни удобства движения?

7.Какие факторы влияют на скорость движения транспорта?

8.Как оценивается скорость движения в свободных условиях на

двухполосных дорогах?