Материал: 1291
~ 26 ~
Малюгин П.Н. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ: учебное пособие
___________________________________________________________________________
стояние видимости и др. На скоростных дорогах в хорошем состоянии скорость движения определяется геометрией элементов этих дорог. Можно сказать, что скорость зависит от категории дороги.
При движении автомобиля по кривой в плане дороги средняя скорость снижается и составляет 80 … 85% от критической скорости, рассчитанной по сцеплению.
В справочнике [1] приводится эмпирическая формула
V = 75 – 1220 K,
где V скорость потока, км/ч; K = 1 / RП – кривизна дороги, 1/км, RП – радиус поворота, км. В формуле скорость прямолинейного движения равна 75 км/ч.
Следует заметить, что в США применяют мили и другие нестандартные единицы измерения. Поэтому при использовании формул нужно обязательно проверять размерность величин.
При движении одновременно на подъеме и по кривой снижение скорости ∆ V, км/ч можно приближенно вычислить по формуле [1]:
∆ V = 1220 K + 1,37 γ,
где K – кривизна дороги; γ – угол подъема, %.
На спусках скорость легковых автомобилей возрастает примерно на 3%, грузовых автомобилей и автобусов – на 5%. При движении на подъеме скорость грузового автомобиля линейно снижается и в конце подъема достигает скорости «вползания», равной максимальной скорости движения грузовика на подъеме.
Расположения полосы движения на дороге
Скорость движения автомобилей зависит от места расположения полосы движения на дороге. Например, на трехполосной дороге наибольшая средняя скорость наблюдается на средней полосе. На крайней правой полосе движутся грузовые автомобили, что снижает скорость других автомобилей. На этой полосе скорость потока равна скорости движения грузовых автомобилей. На крайней левой полосе скорость зависит от наличия перекрестков, на которых автомобили выполняют повороты, создавая помехи движению. При отсутствии помех по левой полосе движутся скоростные автомобили с большой скоростью.
~ 27 ~
Глава 5. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ НА СКОРОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
_____________________________________________________________________________
На рис. 5.1 показано распределение скоростей автомобилей на междугородней дороге, полученное А.П. Шевяковым. Установлено, что по правой крайней полосе 1 движутся тяжелые грузовые автомобили со средней скоростью Vср = 48 км/ч; по полосе 2 – грузовые автомобили
(Vср = 60 км/ч); по полосе 3 – легковые автомобили (Vср = 70 км/ч); по полосе 4 – быстроходные легковые автомобили (Vср = 93 км/ч).
Установлено, что скорость движения автомобилей зависит от ширины полосы движения. При наличии на полосе ограничений скорость потока снижается на 2 … 5 км/ч. Ограничения создаются сужениями дороги, стоящими транспортными средствами и др.
Влияние интенсивности и плотности потока на его скорость
При увеличении интенсивности ТП его скорость снижается. На рис. 5.2 отражено влияние интенсивности на скорость, полученное в США на горизонтальной дороге без ограничительных знаков и светофоров. При высокой интенсивности 1100 авт/ч достигается насыщение потока, и скорость ТП снижается до минимальной величины, практически независимой от других факторов.
Рис. 5.1. Распределение скоростей по полосам междугородней дороги. Средние скорости:
1 – 48 км/ч, 2 – 60 км/ч, 3 – 70 км/ч, 4 – 93 км/ч
Рис. 5.2. Зависимости скорости потока от интенсивности движения при различных начальных скоростях в свободном потоке:
1 – 120 км/ч, 2 – 100 км/ч, 3 – 80 км/ч, 4 – 60 км/ч
Многочисленные экспериментальные данные показывают, что скорость потока связана с его плотностью линейной зависимостью
~ 28 ~
Малюгин П.Н. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ: учебное пособие
___________________________________________________________________________
(рис. 5.3). Среднее значение скорости соответствует критической плотности. За критическую плотность принимают половину максимальной плотности [1].
Рис. 5.3. Влияние плотности потока на его скорость
Скорость автомобилей зависит от условий совершения обгона. Обычно обгон выполняется, если скорости обгоняющего и обгоняемого автомобиля отличаются на 16 км/ч. В среднем обгоняющий автомобиль движется со скоростью на 10 км/ч больше скорости потока.
Влияние времени суток и погоды на скорость потока
Скорость зависит от времени суток и погоды. В среднем на городской дороге скорость автомобиля днем на 2 км/час больше, чем в вечернее время, на загородной дороге – на 8 км/ч. В дождь скорость снижается 7 … 23%, при плохой видимости – на 4 … 38%, а при одновременном дожде и снижении видимости на 10 .. 50%.
Для учета одновременного влияния различных факторов на скорость потока выполнены специальные исследования [2]. По результатам исследований составлены формулы регрессии. К таким формулам, представленным в иностранных и наших книгах, следует относиться осторожно, обязательно их проверять на наличие ошибок и опечаток.
~ 29 ~
_____________________________________________________________________________
Глава 6. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
В сельской местности наблюдается низкая интенсивность движения. Она составляет менее 1000 авт/сут (42 авт/ч).
На большинстве городских дорог наблюдается средняя интенсивность движения – 4000 авт/сут (170 авт/ч).
На загруженных городских дорогах наблюдается высокая интенсивность движения 10000 авт/сут (420 авт/ч) и более.
Изменение интенсивности в течение года
В течение года интенсивность движения существенно изменяется. Ее изменение подчиняется известным закономерностям. Практически на всех дорогах наибольшая интенсивность достигается в летний и осенний периоды. На рис. 6.1 показано распределение интенсивности по месяцам года на незагруженных дорогах [2].
Рис. 6.1. Изменение интенсивности движения в течение года на дорогах:
1 – в пригородной зоне мегаполисов;
2 – в промышленных районах города; 3 – в сельскохозяйственных районах; 4 – в курортной зоне
На курортных дорогах наблюдается максимум интенсивности в августе – октябре (кривая 4, см рис. 6.1). В сельской местности максимум интенсивности приходится на август и сентябрь, что совпадает со временем уборки урожая (кривая 3). На дорогах промышленных зон городов интенсивность изменяется незначительно (кривая 2). На пригородных дорогах максимум интенсивности приходится на месяцы июль
– октябрь (кривая 1), а минимум интенсивности наблюдается в январе – марте.
~ 30 ~
Малюгин П.Н. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ: учебное пособие
___________________________________________________________________________
Экстраполяция интенсивности
Годовая интенсивность потоков не является постоянной. Сильянов В.В. указывает на средние темпы прироста интенсивности в год от 1 до 12%. В литературе легко найти формулы регрессии, описывающие прирост интенсивности.
Однако в связи с резким увеличением числа легковых автомобилей, эксплуатируемых в России, многие формулы устарели. Поэтому при выполнении работ по организации движения используют фактические данные, которые используют для экстраполяции прироста интенсивности. В книге [1] описана методика экстраполяции и уделено внимание специальным логистическим кривым.
Смысл экстраполяции отражен на рис. 6.2, где точками показаны имеющиеся данные интенсивности за последние годы. По методу наименьших квадратов найдено уравнение линии, которая нанесена на рисунке. Прогнозируемая интенсивность показана на линии символом «х». Для вычисления коэффициентов линии использована программа
Excel.
Рис. 6.2. Пример линейной экстраполяции интенсивности движения
Изменение интенсивности в течение недели
Интенсивность движения зависит от дня недели. По зарубежным данным [1] наибольшая интенсивность наблюдается в пятницу (рис. 6.3). Она достигает примерно 125% от среднесуточной интенсивности. Наименьшая интенсивность движения имеет место в воскресенье
(72%).
Изменение интенсивности в течение суток
В течение суток интенсивность движения ТП существенно изменяется [2]. Зависимость интенсивности от времени суток на междугородных дорогах имеет один или два максимума в рабочий день