Материал: Проектирование и организация движения на изолированном регулируемом перекрестке

В качестве переходного такта принимают наибольшее значение.

Переходные интервалы не следует назначать длительностью менее 3 с. Если найденное значение t´ не превышает 4 с, то переходный интервал состоит из одного такта (желтый сигнал). При t´ = 5-8 с переходной интервал должен быть составлен из двух вспомогательных тактов ("желтый-красный" сигнал включается в момент выключения желтого). Допустимые значения длительности горения красного и желтого ("желтый-красный") - 2, 3 и 4 с.

Время перехода проезжей части пешеходами рассчитывается по минимальной заданной скорости:

Двухфазное регулирование

-    для 1 фазы:

t'_n = 17,5 / (4 · 1,2) = 3,65 ≈ 4 с.

-    для 2 фазы:

t'_n = 14 / (4 · 1) = 3,5≈ 4 с.

Трехфазное регулирование

для 1 фазы:

t'_n = 17,5 / (4 · 1,2) = 3,65 ≈ 4 с.

-    для 2 фазы:

t'_n = 21 / (4 · 1,4) = 3,75 ≈ 4 с.

-    для 3 фазы:

t'_n = 14 / (4 · 1) = 3,5 ≈ 4 с.

Поскольку время перехода проезжей части пешеходами в первой фазе двухфазного регулирования превышает расчетное значение времени переходного такта, принимаем для 1 фазы t' = 4 с.

Сумма всех переходных тактов определяется по максимальным значениям

Двухфазное регулирование

Т_п = 4 + 3 = 7 с

Трехфазное регулирование

Т_п = 5 + 4 + 4 = 13 с

2.2.4 Расчет оптимального цикла регулирования

Длительность цикла регулирования определяется по формуле Вебстера

(12)

где Т_п - потерянное время в цикле (сумма всех переходных тактов),c;

Y = Σy_i - сумма лимитирующих фазовых коэффициентов.

Тогда для двухфазного регулирования

Т = (1,5 · 7 + 5)/(1 - 0,566) = 15,5 / 0,434 = 35,71 ≈ 36 с.

Для трехфазного регулирования

Т = (1,5 · 13 + 5)/(1 - 0,865) = 24,5 / 0,135 = 181,48 ≈ 182 с.

2.2.5 Расчет основных тактов

После расчета длительности цикла определяется длительность основных тактов по схеме

 (13)

 (14)

где t_oi - длительность основных тактов фаз, с.

Если учесть, что сумма основных тактов - это эффективная часть цикла, а методика Вебстера предполагает, что длительность основных тактов должна быть пропорциональна лимитирующим фазовым коэффициентам, то расчет можно упростить, используя метод пропорций

 (15)

Тогда для двухфазного регулирования

t_o1 = (36 - 7) · 0,293 / 0,566 = 15,01 ≈ 15 с.

t_o2 = (36 - 7) · 0,273 / 0,566 = 13,98 ≈ 14 с.

Для трехфазного регулирования

t_o1 = (182 - 13) · 0,299 / 0,865 = 58,42 ≈ 59 с.

t_o2 = (182 - 13) · 0,293 / 0,865 = 57,24 ≈ 58 с.

t_o3 = (182 - 13) · 0,273 / 0,865 = 53,34 ≈ 54 с.

2.2.6 Проверка основных тактов на пропуск пешеходов

Затем длительность основных тактов проверяется на обеспечение пропуска в соответствующих направлениях пешеходов по формуле

 (16)

гдеb_n - ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами за время основного такта, м;

V_n - скорость движения пешеходов, м/с.

Если такт обслуживает два или более пешеходных переходов, то необходимо длительность разрешающего сигнала рассчитать по каждому из них и выбрать наибольшее значение.

Тогда для двухфазного регулирования

t_п1 = 5 + 21 / 1,4 = 20 с.

t_п2 = 5 + 17,5 / 1,2 = 19,58 ≈ 20 с.

Для трехфазного регулирования

t_п1 = 5 + 17,5 / 1,2 = 19,58 ≈ 20 с.

t_п2 = 5 + 21 / 1,4 = 20 с.

t_п3 = 5 +14 / 1 = 19 с.

Если какое-либо значение t_n оказалось больше рассчитанной ранее длительности соответствующих основных тактов, то возможна корректировка в разумных пределах с окончательным принятием новой, уточненной длительности этих тактов t_oi. Если разница между t_п и t_oi меньше четырех секунд, то корректировать цикл не нужно /1/. Поэтому для первой фазы двухфазного регулирования принимаем значение t_o1 = 18 с.

Для восстановления оптимального цикла длительности тактов, не подвергшихся уточнению, увеличивают с тем, чтобы соотношение в цикле соответствовало бы соотношению фазовых коэффициентов, т. е.

 (17)

Отсюда

t_o2 = 15· 0,273 / 0,293 = 13,96 ≈ 14 с.

Длительность цикла не должна превышать 70 с - при двухфазном, 90 с - при трехфазном, 110 с - при четырехфазном регулировании /12/. Если длительность цикла выходит за указанные пределы, то необходимо пересмотреть схему пофазного разъезда или добавить полосы движения, где это необходимо (проводят анализ фазовых коэффициентов). Если имеется возможность, то мощные потоки следует пропускать в течение двух или более фаз.

Согласно проведенных расчетов, схема с трехфазным регулированием движения не соответствует условиям, рассмотренным выше, поэтому в данном случае необходимо внедрять схему с двухфазным регулированием потоков (приложение Б). Поэтому принимаем за основу для организации движения на рассматриваемом перекрестке двухфазное регулирование, при этом для обеспечения пропуска пешеходов изменяем длительности основных циклов с учетом ранее выполненных преобразований. Кроме того учитываем длительность переходных циклов (Т_п = 7 с), тогда параметры регулирования принимают значение:

Т = 40 с.

t_o1 = 18 с.

t_o2 = 14 с.

Данные значения не превышают нормативные и могут быть приняты к внедрению.

2.3 Техническая оценка эффективности проекта

Эффективность мероприятий в области организации дорожного движения можно оценить с помощью как абсолютных показателей, так и стоимостных, полученных через экономическую оценку абсолютных показателей. В данной курсовой работе предлагается определить два абсолютных показателя.

Конфликтность позволяет оценить степень возможной опасности на перекрестке, а, следовательно, это показатель уровня безопасности.

Транспортные задержки - это показатель эффективности организации дорожного движения

2.3.1 Определение конфликтной загрузки пересечения

Исследования ДТП показали, что наибольшее их число происходит в так называемых конфликтных точках, т. е. в местах, где в одном уровне пересекаются траектории движения транспортных средств или транспортных средств и пешеходов, а также в местах отклонения или слияния (разделения) транспортных потоков

Взаимодействие транспортных средств на дорогах является сложным явлением, и упрощенные оценки соответствующих конфликтных точек дают возможность лишь приблизительно представить себе сложность того или иного транспортного узла. Реальная опасность конфликтной точки зависит от многих факторов, таких как интенсивность конфликтующих потоков, условия видимости для водителей, состояние покрытия проезжей части дороги, траектория, по которой совершается маневр, и т.д.

Конфликтная загрузка пересечения определяется взаимодействием транспортных потоков и будет различной до и после внедрения светофорного регулирования. Поэтому необходимо провести анализ конфликтных точек.

Для этого в произвольном масштабе вычерчивается схема перекрестка, на которую наносятся разрешенные траектории движения транспортных средств до внедрения светофорного регулирования. Количество точек и интенсивности определяются по картограмме интенсивностей и схеме конфликтности перекрестка (рис.5).

Рисунок 5. Схема конфликтности нерегулируемого перекрестка: 1 - ответвления, 2 - слияния, 3 - пересечения

При внедрении светофорного регулирования число конфликтных точек сокращается и довольно часто снижается степень опасности оставшихся, что является эффективным средством обеспечения безопасности движения (рис.6). Поэтому по схемам пофазного разъезда проводится анализ конфликтных точек и определяется конфликтная загрузка для каждой фазы.

Затем определяется суммарная конфликтность за цикл регулирования.

Рисунок 6. Схема конфликтности перекрестка после внедрения двухфазного регулирования: 1 - ответвления, 2 - слияния, 3 - пересечения

Конфликтность определяется по методике с учетом интенсивностей транспортных потоков - определение индекса конфликтности по формуле

 (18)

гдеn_о, n_c, n_п - количество точек ответвления, слияния и пересечения;_0i, N_ci, N_пi - меньшие интенсивности из каждой пары конфликтующих между собой транспортных потоков.

Тогда для организации движения без регулирования= 0,01 · [1 · (467+249+357+414+249+283+360+210) + 3 · (249+467+357+360+249+283) + 5 · (691+795+795+691+249+249+210+ +249+249+249+210+249+249+357+249+249+357+210+210+210+210)] = 445

для принятой организации регулирования движения₁ = 0,01 · [1 · (467+249+283+249) + 3 · (249+249) + 5 · (249+249)] = 53₂ = 0,01 · [1 · (360+210+357+414) + 3 · (357+210) + 5 ·(210+357)] = 59

Σm_i = 53+59 = 112.

Показателем изменения уровня безопасности можно считать изменение конфликтности.

При введении двухфазного светофорного регулирования степень конфликтности перекрестка уменьшилось в четыре раза, что свидетельствует о целесообразности его введения.

2.3.2 Определение задержек транспорта

Определение задержек на регулируемых перекрестках. Под задержками ТС будем понимать время простоя под запрещающим сигналом светофора или вследствие пропуска приоритетных ТС.

На нерегулируемых перекрестках движение по главной дороге осуществляется практически без задержек (кроме левых поворотов). Задержки на регулируемом перекрестке зависят от режима светофорной сигнализации и возникают как на главной, так и на второстепенной дорогах. /5/.

Статистическую оценку задержки транспортных средств определяют для каждого алгоритма управления (для которых были рассчитаны фазовые коэффициенты) с учетом разрешенных для движения направлений по формуле

 (19)

где Т - длительность цикла регулирования, с.

В формуле (17) λ_i = t_i / T - эффективная доля разрешающего сигнала в цикле регулирования,

t_i - продолжительность разрешающего сигнала, с;

x_i = N_i · T / t_i · M_Hi - степень насыщения фазы регулирования, _Hi - поток насыщения для данной проезжей части в этой фазе, - суммарная интенсивность транспортных потоков, которым разрешено движение на разрешающий сигнал по проезжей части, открытой для движения, ед/ч.

Степень насыщения фазы можно определить по-другому как

 (20)

Необходимо учитывать, что возможны варианты, когда движение по отдельным направлениям разрешается более чем в одной фазе и продолжительность разрешающего сигнала образуется несколькими тактами.

Расчеты проведены с применением программирования в Microsoft Excel и представлены в виде таблицы 4.

Таблица 4. Расчет задержек