Сбор данных о дорожной сети и параметрах транспортных потоков

Анализ тенденций развития моделей показывает, что особое значение для моделирования имеет организация мониторинга и создание базы данных по характеристикам транспортных потоков. Чем более сложнойявляется модель, тем более точная и полная информация необходима для ее разработки и применения этих моделей.При сборе исходных данных необходимо избежать следующих ошибок:

- подхода к сбору данных как к разовому мероприятию при решении какой-либо локальной задачи;

- ограниченности области изменения характеристик транспортных потоков на объекте проектирования;

- отсутствии координации между техническими требованиями при сборе данных и функциональными требованиями при использовании полученных данных в соответствующем программно-моделирующем комплексе;

- отсутствии логической связи при получении данных и использовании их в моделях оценки и прогнозирования условий функционирования дорожной сети.

Перечень исходных данных зависит от целей и задач моделирования, объекта моделирования, применяемых моделей и программного обеспечения. В общем случае типы исходных данных можно представить следующим образом:

• геометрические характеристики улично-дорожной сети (длина, число полос, их ширина, радиус кривых, уклон, пересечения, дислокация остановочных пунктов общественного транспорта);

• организация дорожного движения (размещение светофорных объектов, параметры светофорного регулирования, алгоритмы регулирования, дорожные знаки, участки ограничения скорости);

• транспортный спрос (интенсивность движения на входах в зону моделирования, матрицы корреспонденций, распределение потоков на пересечениях, состав потока, интенсивность движения общественного транспорта);

• данные для калибровки (интенсивность движения в контрольных точках, скорость, длина очереди). В зависимости от типа применяемых методов моделирования при калибровке модели могут также использоваться параметры, отражающие некоторые свойства автомобиля и водителя (длина автомобиля, максимальное ускорение и замедление, максимальная скорость, время реакции водителя, агрессивность водителя и т.д.).

Основные характеристики улично-дорожной сети при моделировании включают:

- тип дороги;

- характеристики поперечного сечения дороги – число полос, ширина полос, назначение полос движения, наличие разделительной полосы и ее ширина, дополнительная полоса, полоса для стоянки автомобилей,конфигурация пересечения;

- велосипедные дорожки, тротуары;

- полосы общественного транспорта – расположение, тип, остановочные пункты;

- условия доступа на дорогу;

- длину участка дороги, уклон, радиусы кривых;

- дислокацию светофорных объектов.

В настоящее время в основном используются электронные карты при подготовке данных для модели улично-дорожной сети без детальной проверки этих данных на местности. Однако, во многих случаях при этом возможны серьезные ошибки. В электронные карты могут быть не включены изменения после реконструкции или строительства новых участков улично-дорожной сети, изменения в схеме организации движения, функциональное назначение дорог. Поэтому все данные о дорожной сети на участке моделирования должны быть также проверены путем натурных обследований. Желательно также привлекать к этому процессу специалистов, имеющих отношение к эксплуатации данного элемента транспортной инфраструктуры.

Следует иметь ввиду, что микромодели чрезвычайно чувствительны к точности данных по характеристикам сети и даже небольшие отклонения от реальных данных могут привести к значительному искажению результатов моделирования. Например, ошибки даже на несколько метров в местоположении и размерах остановочного пункта общественного транспорта вблизи перекрестка могут полностью исказить реальную картину поведения транспортного потока на этом участке.

Исходные данные по организации дорожного движения включают:

- данные скоростных режимов – скорость свободного движения, средняя скорость, скорость на отдельных участках дорог;

- установленное ограничение скорости;

- дислокация околотротуарных парковок и их тип, данные по парковочным режимам;

- дорожные знаки, разметка, табло с переменной информацией;

- дислокация транспортных детекторов;

- параметры светофорного регулирования;

- методы и алгоритмы управления движением - координированное управление, адаптивное управление;

- организация движения на пересечениях;

- железнодорожные переезды;

- управление движением на въездах на автомобильные дороги;

- ограничения на движения автомобилей;

- инфраструктура платных дорог.

Исходные данные транспортного спроса должны характеризоваться следующей совокупностью данных:

- интенсивность движения транспортных потоков на всех входах/выходах в зоне моделирования;

- распределение потоков по направлениям на пересечениях внутри зоны моделирования;

- состав потока;

- матрицы корреспонденций для различных временных периодов и состава транспортного потока в соответствии с динамикой изменения транспортного спроса;

- пропускная способность и потоки насыщения;

- длина очереди на наиболее загруженных пересечениях;

- интенсивность пешеходного движения;

- интенсивность велосипедного движения;

- данные по движению общественного транспорта – тип транспортных средств, маршруты движения, интервалы для каждого маршрута, среднее время нахождения транспортного средства на остановке.

Измерение характеристик транспортного потока должно проводиться в ключевых местах в области моделирования. Рекомендуемый период осреднения результатов измерений не должен быть более 15 минут. При анализе результатов измерений необходимо определять участки заторов на участках перед точками измерений, поскольку в этих случаях транспортный поток на входе может быть меньше, чем при нормальном функционировании улично-дорожной сети.

Необходимо проверять значения интенсивности движения, полученные на последовательных пунктах контроля. Следует оценить сопоставимость результатов измерений на этих пунктах, существенные изменения характеристик транспортных потоков на связанных участках улично-дорожной сети, необъяснимо большие скачки в данных должны быть дополнительно проверены в аналогичных условиях.

Как правило, результаты измерений интенсивности движения на последовательных пунктах регистрации будут различаться. Эти различия могут быть обусловлены ошибками, которые дают технические средства измерений, измерениями, проведенными в различные временные периоды, разными условиями организации движения на этих участках. Например, если на одном из смежных участков находится крупный паркинг, то в этом случае неизбежно будут фиксироваться различия, поскольку в один период времени будет происходить поглощение автомобилей на этом паркинге, а в другой – генерация дополнительного числа автомобилей. На участках автомагистралей различия в интенсивности на входе и выходе из участка могут быть вызваны усложнением условий внутри участка и формированием очереди автомобилей. В этом случае рекомендуется увеличить период измерений, чтобы автомобили, находящиеся в очереди, могли проследовать через оба пункта измерений.

Если интенсивность движения на последовательных пунктах измерений отличается более чем на 10%, то в этом случае должны быть установлены причины таких различий. При меньших расхождениях можно использовать осредненные результаты.

Однако, различия в интенсивности движения на последовательных участках, вызванные наличием паркингов или других мест генерации/поглощения автомобилей должны учитываться в модели.

При моделировании транспортный спрос может задаваться как матрицей корреспонденций, так и данными, указывающими долю поворотного движения на каждом перекрестке. Если при моделировании будут решаться задачи перераспределения транспортных потоков или выбора маршрутов движения, то в этом случае транспортный спрос должен быть обязательно представлен матрицей корреспонденций.

Поскольку при калибровке данных используются такие параметры как пропускная способность участков сети, интенсивность движения, время движения между различными узлами и в сети в целом, скорость, задержки, длина очереди, желательно, чтобы все эти данные были получены одновременно, поскольку в этом случае обеспечивается сопоставимость результатов измерений.

Значения пропускной способности и потоков насыщения, полученные по результатам измерений должны быть проверены на реалистичность при сравнении с рекомендуемыми значениями нормативных источников (СНиПы, методические рекомендации, ОДМ). Дополнительному анализу должны подвергаться результаты, отличающиеся более чем на 25% от нормативных.

Рекомендуется также провести визуальную оценку ситуации именно в тот период времени, который будет рассматриваться при моделировании. Такой вид наблюдений позволяет более объективно интерпретировать данные, полученные в результате измерений. Кроме того, такая оценка ситуациипозволяет скорректировать дислокацию пунктов сбора информации и помочь в выявлении потенциальных ошибок при сборе данных.