Определение задержек транспортных средств на перекрестке

Задержки транспортных средств

Лекция 12

Задержки транспортных средств на нерегулируемых перекрёстках

На нерегулируемых перекрёстках движения по главной дороге обеспечивается без задержек. На второстепенной дороге водитель не обладает преимущественным правом проезда. Он вынужден для дальнейшего движения ожидать приемлемого для него интервала времени между ТС на главной дороге.

Есть приемлемые интервалы, и есть неприемлемые интервалы. В диапазоне минимальных значений приемлемых интервалов находится граничный интервал времени tгр. Он определяется из условия, что он с одинаковой вероятностью может быть принят или отвергнут водителями.

По данным исследований при пересечении 2-х полосной дороги tгр = 6-8 сек, при левом повороте tгр = 10-13 сек, при правом повороте tгр = 4-7 сек.

Задержка авто на второстепенных дороге зависит:

1) От продолжительности ожидания водителем приемлемого интервала

2) От степени изменения авто скорости движения

Учитывая влияние большого числа случайных факторов, потери времени обычно оценивают средней задержкой одного автомобиля.

Где - среднее время ожидания приемлемого интервала, с.

Средняя задержка авто на данном направлении второстепенной дороги определяется следующей формулой:

- интенсивность ТП на главной дороге в обоих направлениях (авт/сек)

- инт. приходящаяся в среднем на одну полосу второстепенной дороги в рассматриваемом направлении (авт/сек)

, - замедление и ускорение авто (=3,4 м/с2, =1÷1,% м/с2)

Среднюю задержку авто на перекрёстке на перекрёстке в целом определяют как средневзвешенное значение задержек для всех направлений второстепенной дороги.

j – направление движения

Задержка на регулируемых перекрёстках.

На регулируемых перекрёстках возникает как на второстепенной так и на главной дорогах, появляется одна в силу запрещающих сигнала светофора величина. Величина задержки зависит от режима работы светофорной сигнализации. Задержка оценивается как в предыдущем случае средней задержкой одного авто в рассматриваемом направлении движения. Для определения задержки используют приближённую формулу:

При выводе этой формулы сделано предположение, что задержка авто, прибывающего к перекрёстку вначале запрещающего сигнала равно длительности этого сигнала; если авто прибывает в момент окончания запрещающего сигнала, то задержка равна нулю.

Приведённая формула справедлива лишь при условии прибытия авто к перекрёстку регулярно, через постоянный интервалы времени. Это характерно для высокой интенсивности движения близкой к пропускной способности. Обычно для изолированного перекрёстка прибытие авто является случайным

- отношение длительности разрешающего сигнала к циклу

x – степень насыщения направления движения

, - поток насыщения в одном направлении движения и интенсивность движения

- длительность основного такта в том же направлении.

В целом, для регулирования движения перекрёстка находят средневзвешённую задержку, которая определяется как для нерегулируемого перекрёстка.

Принципы автоматизированного регулирования
режима светофорной сигнализации

При сложной схеме организации движения на перекрёстке расчет режима светофорной сигнализации становится громоздким и трудоёмким. Эта работа ещё больше усложняется если для активного периода суток необходимо составить несколько программ управления. Подобные расчёты необходимо выполнять несколько раз и проводить анализ критерия качества управления.

Всю эту работу можно облегчить путём применения ЭВМ, кроме того, используя ЭВМ можно осуществить автоматизированный поиск оптимальных вариантов режима светофорной сигнализации. Покажем блок-схему светофорного регулирования .

Программа расчета предусматривает ввод исходных данных:

– числа фаз регулирования и направлений движения в каждой фазе;

– интенсивность движения и потоки насыщения для каждого направления в каждой фазе;

– длины и скорости автомобилей при проезде перекрестка;

– расстояние от стоп-линии до дальней конфликтной точки;

– ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в каждой фазе.

При наличии трамвайного движения дополнительно необходимы длина трамвая и его скорость движения в пределах перекрестка, а так же путь движения трамвая от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки

.

При расчёте на ЭВМ можно вести поиск наилучшей схемы организации движения, критерием при этом служит средневзвешенная задержка, она выводится на печать вместе с режимом регулирования. Критерием неудачного решения может быть появление на экране надписи «затор». Это означает, что степень насыщения рассматриваемого направления (х) больше 1. Ликвидация «заторов» и снижение задержки можно осуществить разными способами:

1) Изменением специализации полос движения на подходах к перекрёстку

2) Запретить движение в отдельном направлении какой-либо из фаз регулирования.

Алгоритм и программа решения задачи по расчету режима светофорной сигнализации были разработаны в МАДИ совместно с МПО «Атоматика».

studopedia.ru

/ srsp_6

Самостоятельная работа № 6 (СРСП) – 2 часа

ИЗУЧЕНИЕ ЗАДЕРЖЕК НА РЕГУЛИРУЕМОМ ПЕРЕКРЕСТКЕ НА СТАЦИОНАРНОМ ПОСТУ

Цель работы:Освоение методики экспериментального определения

средней задержки транспортных средств на

перекрестке.

1.КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Задержки движения в реальных условиях движения можно разделить на 2 основные группы – на перегонах дорог и улиц и на пересечениях. Задержки на перегонах могут быть вызваны маневрирующими или медленно движущими транспортными средствами (ТС), пешеходным движением, помехами от стоящих автомобилей. (в том числе погрузочно-разгрузочных операциях), а также транспортными заторами. Более значительные задержки, особенно на улично-дорожной сети городов, происходят на перекрестках. Они определяются необходимостью пропуска ТС или пешеходов по конфликтующим направлениям на нерегулируемом перекрестке, простоями при запрещающих сигналов светофоров. В городах на такие задержки приходится 70% и более от общей потери времени. Время задержки определяется не только непосредственно продолжительностью, но и потерей времени на замедление движений перед пересечением и на разгон после остановки.

Время задержки ТС у перекрестков считают одним из главных показателей качества организации и регулирования движения. Этот показатель может быть применен как для изолированного перекрестка, так и для любой регулируемой сети дорог. Если для отдельного регулируемого перекрестка задержку измеряют величиной условной задержки каждого проезжающего автомобиля, то при оценки задержек на сети дорог измерителем служит общее время задержек всех ТС за каждый час нахождения в пути.

Типичной задачей является определение продолжительности задержек ТС на пересечениях. Для измерения задержек ТС используют экспериментальные методы, которые дают более точные результаты и не требуют специального аппаратурного обеспечения. Наиболее точные результаты могут быть получены при регистрации продолжительности остановки непосредственно каждого остановившегося ТС. Такое визуальное наблюдение очень трудоемко. В связи с этим заслуживает внимания метод, который можно использовать для регулируемых и нерегулируемых пересечений и в других случаях (например, на железнодорожном переезде с напряженным движением или на суженном участке дороги с переменными встречными потоками). В основу метода положен подсчет стоящих автомобилей nст на входе перекрестка через равные, достаточно малые промежутки времени t. Средняя задержка автомобиля:

(6.1)

где nпр- число автомобилей ,проехавших перекресток за тот же период

t– средний интервал времени между моментами пересечения автомоби-

лями стоп-линий,с

n– число замеров, выполненных за определенный период наблюдения

j– номер направления движения (входа перекрестка)

i- номер замера

Обычно рекомендуется подсчитать стоящие автомобили каждые 15 с в течение 5 – минутного периода наблюдений.

По этому методу исследования выполняют два наблюдателя, пользующиеся одним или двумя синхронно работающими секундомерами. Каждый наблюдатель ведет свой протокол, их затем объединяют в один общий позволяющий сделать все необходимые расчеты.

Протокол (табл.5.1) достаточно наглядно показывает сущность метода. Каждая строка протокола отражает наблюдения в течение 1 мин. Наблюдатели должны подразделять все проходящие через пересечение транспортные средства на остановившиеся и движущиеся без остановки. Точность измерения продолжительности остановки обеспечивается тем, что 1-й наблюдатель ведет подсчет по 15- секундным периодам, фиксируя в конце каждого периода число стоящих автомобилей.

Для достижения большой точности можно регистрировать эти наблюдения через 10 или 5 с, однако в этом случае резко повышается напряженность работы и, следовательно, увеличивается возможность ошибок.

Задача 2-го наблюдателя – подсчитать только число остановившихся и проехавших без остановки автомобилей в каждую минуту, не обращая внимания на продолжительность остановок.

Таблица 6.1 – Фрагмент протокола измерения продолжительности задержек

Время

ч,мин

число остановившихся в период, с (запись 1-го наблюдателя) транспортных средств

число транспортных средств (запись 2-го наблюдателя)

0-15

16-30

31-45

46-60

остановившихся

Проехавших без остановки

При исследованиях на многополосных магистралях для обеспечения точности желательно, чтобы каждая пара наблюдателей обслуживала одну полосу. По данным протоколов для каждой полосы составляют сводный протокол, содержащий обобщенные данные и окончательные расчеты. При этих исследованиях также можно успешно применять видеозапись.

  1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Последовательность операций при определении задержки сводится к следующему:

  • в назначенное время наблюдения подсчитать число автомобилей, стоящих на рассматриваемом подходе к перекрестку в ожидании проезда;

  • повторять подсчеты через каждые 15 с в течении 5 мин. (автомобили стоящие более 15с, учитываются дважды, трижды и т.д.)

  • в течение указанных 5 мин вести регистрацию общего числа автомобилей, прошедших перекресток в данном направлении (в т.ч. и без остановки)

  • данные подсчетов свести в таблицу по следующей форме (табл.9.2)

  • определить среднюю задержку автомобиля в данном направлении перекрестка по формуле (9.1)

Задержку определяют в отдельности для каждого подхода к перекрестку или для каждой полосы движения. Для этого необходимо произвести замеры на всех подходах к перекрестку (полосах движения).Измерения выполняются двумя наблюдателями, пользующихся одним или двумя синхронно работающими секундомерами.

Таблица 6.2 - Протокол измерения продолжительности задержек

Наименование объекта__________________________________________

Направление __________________________________________________

Номер полосы _____________Номер поста_________________________

Дата _________________________ время___________________________

Фамилия _____________________________________________________

Время наблюдения

Кол-во автомобилей в очереди в указанные моменты времени

Число ТС прошедших стоп-линию в данном направлении

15 с

30 с

45 с

60 с

остановившихся

Проехавших без остановки

1 мин

2 мин

3 мин

4 мин

5 мин

итого

ΣnCT

nnp´

nnp´´

Полученный по формуле (6.1) результат натурного определения средней задержки можно сравнить с расчетной величиной, определяемой по аналитической формуле:

(6.3)

где tзапр – общая длительность запрещающих сигналов (красного и желтого) в цикле регулирования, с;

Тц- длительность цикла регулирования (период времени между двумя последовательными моментами включения определенного основного сигнала), с.

В отчете должны содержаться общая планировочная схема перекрестка с имеющимися дорожными светофорами, схема по фазного разъезда, график работы светофоров, протоколы натурных наблюдений, результаты расчетов и выводы по выполненной работе.

StudFiles.ru

Расчеты регулирования движения на заданном перекрестке

5.1. Расчет циклов светофорного регулирования

Определение потоков насыщения , ед./ч, проводят по эмпирическому методу, когда при движении из полосы поток насыщения равен:

-в прямом направлении

,(5.1)

где - ширина проезжей части в данном направлении, данной фазы, м;

-в поворотном направлении для однорядного движения

,

где R - радиус поворота, м;

-в поворотном направлении для двухрядного движения

.

Для случая движения ТС прямо, а также налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и правоповоротного потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения, полученный по формуле (5.1) корректируют:

,

где a, b, c - интенсивность движения ТС соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

Определение фазовых коэффициентов.Фазовые коэффициенты определяют для каждого направления движения на перекрестке в данной фазе регулирования:

,

где и - соответственно интенсивность движения и поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед./ч.

За расчетный (определяющий длительность основного такта) фазовый коэффициент принимается наибольшее значение в данной фазе. Меньшие значения могут быть использованы в дальнейшем для определения минимально необходимой длительности разрешающего сигнала в соответствующих этим коэффициентам направлениях движения.

При пофазном регулировании и пропуске какого-либо транспортного потока в течение 2 фаз и более для него отдельно рассчитывают фазовый коэффициент, который независимо от значения не принимают в качестве расчетного. Однако этот фазовый коэффициент должен быть не более суммы расчетных фазовых коэффициентов тех фаз, в течение которых этот поток пропускается. Если это условие не соблюдается, то один из расчетных фазовых коэффициентов, входящих в эту сумму, должен быть искусственно увеличен.

Длительность промежуточного такта.В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал светофора со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый, смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекресток (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе).

Длительность промежуточного такта , с, определяется по формуле:

, с (5.5)

где VA- средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения, км/ч;

аT- среднее замедление транспортных средств при включении запрещающего сигнала, аT= 3 - 4 м/c;

lI- расстояние до ДКТ, м;

lA- длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, lA= 6м.

В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал светофора. Время, которое потребуется для этого пешеходу определяется по формуле

,

где - расчетная скорость движения пешеходов, = 1,3 м/с2.

В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее значение из и . Длительность округляют до целого числа.

Обычно промежуточный такт обозначается желтым сигналом светофора. Учитывая, что в период его действия возможно движение транспортных средств, водители которых, находясь в непосредственной близости от стоп-линии, не смогли своевременно остановиться в момент его включения, длительность желтого сигнала не должна быть менее 3 с. С другой стороны, для безопасности движения (для предотвращения злоупотреблений водителями правом проезда на желтый сигнал), его длительность не делают более 4 с.

Определение длительности цикла и основных тактов.Длительность цикла , с, определяется по формуле:

,

где - сумма промежуточных тактов за n фаз, с;

- сумма фазовых коэффициентов.

По соображениям БД длительность цикла больше 120 секунд считается недопустимой, так как водители при продолжительном ожидании разрешающего сигнала могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение превышает 120 секунд, необходимо добиться снижения длительности цикла путем увеличения числа полос движения на подходе к перекрестку, запрещения отдельных маневров, снижения числа фаз регулирования, организации пропуска интенсивных потоков в течение двух и более фаз. По тем же соображениям нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25секунд.

Длительность основного такта в I-й фазе , с, регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффициенту этой фазы и равна:

,

где - фазовый коэффициент в I-й фазе регулирования.

Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-либо направлению , c, рассчитывается по формуле:

,

где - длина пешеходного перехода, м.

Время, необходимое для пропуска трамвая через перекресток:

,

где lтр- длина трамвайного поезда, м

Vтр- скорость движения трамвая в зоне перекрестка, Vтр= 20 км/ч.

Если tтр >toI, и (или) tпеш >toI, то принимают наибольшее значение tтрили tпеш. Если эта разница не более 4 - 5 секунд, то можно toIувеличить до tпеш(или tтр) и соответственно увеличить длительность цикла.

При существенном отличии указанных параметров требуется восстановить оптимальное соотношение длительности фаз в цикле. Для этого необходимо изменить длительность основных тактов, не уточняя по условиям пешеходного или трамвайного движения, т.е. скорректировать структуру цикла: фазовые коэффициенты, положенные в основу расчета цикла сохраняются, а указанные основные такты увеличиваются пропорционально этим фазовым коэффициентам.

По соображениям безопасности время движения toIобычно принимают не менее 7 секунд. В противном случае повышается вероятность цепных ДТП при разъезде очереди на разрешающий сигнал светофора. Поэтому, если длительность основного такта получается менее 7 секунд, ее следует увеличить до минимально допустимой.

Построение графика светофорной сигнализации. Порядок чередования и длительность сигналов для каждого светофора, установленного на перекрестке, отражает график режима светофорной сигнализации. Каждая строка графика соответствует одному или нескольким светофорам с одинаковым режимом работы. В левой части графика указывают номера светофоров и дополнительных секций, присваиваемых им в процессе проектирования светофорного объекта и нанесенных на плане перекрестка. В средней части графика соответствующими цветами показывают чередование сигналов светофоров (эту часть графика выполняют в произвольном масштабе).

5. 2. Расчет средней задержки транспортных средств и пешеходов

Среднюю задержку транспортных средств, пересекающих перекресток в данном направлении в условиях светофорного регулирования, следует определить по формуле:

tDI = ,

где tDI - средняя задержка, с;

Тц - длительность цикла регулирования, с;

- эффективная доля данной фазы в цикле регулирования ( tI - продолжительность горения соответствующего разрешающего сигнала, с);

- степень насыщения фазы регулирования,

где МнI - поток насыщения для данного направления движения. Величину потока насыщения Мн для одной полосы независимо от направления движения следует принимать равной 1800 пр. ед./ч. ,если движение в данном направлении происходит в несколько рядов, то поток насыщения возрастает пропорционально числу полос без учета коэффициента многополосности.

Средняя задержка одного транспортного средства на перекрестке при данном варианте схемы пофазного разъезда определяется по формуле

,

где m - число выделенных направлений движения;

NпрI- интенсивность движения в I-м направлении движения на перекрестке, ед./ч.

Средняя задержка пешеходов, пересекающих перекресток в I - м сечении, может быть приближенно определена по формуле

,

Если осуществляется поэтапный пропуск пешеходов через проезжую часть, необходимо отдельно рассчитывать среднюю задержку для пешеходов, следующих в обоих направлениях: t1DпI и t2DпI. Средняя задержка пешехода, пересекающего проезжую часть в данном сечении, рассчитывается исходя из условия, что интенсивность пешеходов в обоих направлениях одинакова:

.

Средняя задержка одного пешехода на перекрестке при данном варианте схемы пофазного разъезда вычисляется по формуле

,

где К - число пешеходных переходов на перекрестке;

NпI - интенсивность движения пешеходов в данном сечении, пеш./ч.


studopedia.ru

Лабораторная работа № 5 (5–й этап исследований) оценка задержек транспортных потоков

Цель: Изучить экспериментальный метод определения задержек ТС.

Состав задания:

  1. Определение участков, на которых будет производиться обследование.

  2. Исследование теоретической части по данной теме обследования.

  3. Проведение обследования.

  4. Заполнение отчета (таблицы, графики и т.д.).

  5. Анализ полученных результатов. Формулирование выводов.

Теоретическая часть:

Задержки движения являются показателем, на который должно быть обращено особое внимание при оценке состояния дорожного движения. К задержкам следует относить потери времени не только на все вынужденные остановки транспортных средств перед перекрестками, железнодорожными переездами, при заторах на перегонах, но также из–за снижения скорости транспортного потока по сравнению со сложившейся средней скоростью свободного движения на данном участке дороги.

Задержки движения в реальных условиях можно разделить на две основные группы: на перегонах дорог и на пересечениях. Задержки на перегонах могут быть вызваны маневрирующими или медленно движущимися транспортными средствами, пешеходным движением, помехами от стоящих автомобилей, в том числе при погрузочно–разгрузочных операциях, а также заторами, связанными с перенасыщением проезжей части транспортными средствами. Задержки на пересечениях обусловлены необходимостью пропуска транспортных средств и пешеходов по пересекающим направлениям на нерегулируемых перекрестках, простоями при запрещающих сигналах светофоров.

Потери времени, ,с, определяются по формуле

, (7)

где и соответственно фактическая и принятая расчетная скорости, м/с;

dl – элементарный отрезок дороги, м.

В качестве расчетной скорости для городской улицы можно принять разрешенную ПДД РФ предельную скорость (например, 60 км/ч), либо установленную согласно дорожным знакам скорость движения на данном участке. Так, если на дороге =60 км/ч, что соответствует темпу движения 60 с/км, а установленная опытной проверкой =30 км/ч (темп движения 120 с/км), то потери времени каждым автомобилем в потоке составят 60 с/км. Если длина рассматриваемого участка магистрали равна, например, 5 км, условная задержка каждого автомобиля составит 5 мин.

Общие потери времени для транспортного потока, , ч определяются по формуле

, (9)

где – средняя суммарная задержка одного автомобиля, с;

Т продолжительность наблюдения.

Задержки транспортных средств на отдельных узлах или участках УДС могут быть также оценены коэффициентом задержки , характеризующим степень увеличения фактического времени нахождения в пути по сравнению с расчетным .

Коэффициент задержки, , определяется по формуле

, (10)

При определении задержек транспортных средств на регулируемом перекрестке широкое распространение получили простые методы, не требующие специального аппаратурного обеспечения. Один из них основан на сравнении времени проезда автомобиля через перекресток с определенной интенсивностью движения и работающей светофорной сигнализацией (для регулируемого перекрестка) с временем, необходимым для проезда того же перекрестка в свободных условиях (интенсивность движения близка нулю, проезд осуществляется на зеленый сигнал или при выключенных светофорах).

Другим методом является подсчет числа стоящих автомобилей на входе перекрестка через равные, достаточно малые промежутки времени δ.

Средняя задержка автомобиля, , с, определяется по формуле

, (11)

где j – номер направления движения (входа перекрестка);

–суммарное число автомобилей, задержавшихся в течение интервала измерения (15с) за 5мин;

–суммарное число автомобилей, проехавших перекресток за 5минут.

–интервал измерений 15с.

Среднюю задержку автомобиля на перекрестке в целом определяют как средневзвешенное значение задержек для всех направлений (подходов к перекрестку) второстепенной дороги, рассчитываемых по формуле

, (12)

где – приведенная интенсивность движения на j–м направлении второстепенной дороги, авт/ч;

n– число направлений (подходов к перекрестку).

Методические указания:

Изучение задержек производится на отдельно на участке УДС и на регулируемом перекрестке. Исследование и анализ задержки транспортных средств на участке УДС осуществляется на основании экспериментальных данных лабораторной работы № 3. Результаты заносятся в таблицу 12.

Таблица 12 – Расчет задержки транспортных средств на участке УДС

Обследуемый участок УДС (согласно таблице 8)

Длина зоны обследования, км (согласно таблице 8)

Продолжительность наблюдения(согласно таблице 8)

№ п.п.

Скорость движения, км/ч

Темп

движения, с/км

Время

нахождения в пути, с

Потери времени, , с

Коэффициент задерж-ки

Фактическая

(согласно таблицы 8)

Расчетная

(согласно ПДД или дорожным знакам)

Факти-ческий

Расчет-ный

Фактическое

Расчет-ное

1

2

50

После определения потери времени автомобилей определяются общие потери времени для транспортного потока.

При изучении задержек автомобилей на регулируемом перекрестке наблюдатель подсчитывает в течении 5мин с интервалом 15с число автомобилей, задержавшихся на рассматриваемом подходе к перекрестку в ожидании проезда Параллельно фиксирует количество автомобилей, проследовавших в течении минуты через пост наблюдения на перекресток. Измерения повторяются 3раза. Результаты заносятся в журнал обследования (таблица 13). Для каждого подхода журнал составляется отдельно.

Таблица 13 – Журнал обследования

Подход перекрестка ______________________________________

Дата обследования «____» ______________________ 20__г.

Время обследования _____ ч _____мин

Время наблюдения

Число стоящих автомобилей

Число проследовавших автомобилей

0

15

30

45

00–01

01–02

02–03

03–04

04–05

Итого:

После определения задержки транспортных средств на подходах определяется задержка ТС на перекрестке в целом.

После определения задержек транспортных средств на подходах и на перекрестке строится схема. Выполняется анализ полученных данных Делается вывод.

Контрольные вопросы :

  1. Что называется задержкой движения?

  2. Чем могут быть вызваны задержки на перегонах?

  3. В чем заключается экспериментальный метод определения задержек транспортных средств?

  4. Как можно увеличить точность определения задержек транспортных средств?

5.Что характеризует коэффициент задержки?

StudFiles.ru

Читайте также