Проектирование системы координированного регулирования уличного движения

Министерство образования  и науки РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волгоградский государственный  архитектурно-строительный университет

Факультет «Автомобильные дороги и транспортные сооружения»

Кафедра «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМАГИСТРАЛЯХ И В ГОРОДАХ»

на тему

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ  КООРДИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

УЛИЧНОГО ДВИЖЕНИЯ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр.ОБД-1-08

Пухова О.Д.

Проверил: ассистент кафедры  СиЭТС

 Карпушко М.О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение	3
Общие принципы построения графиков координации сигналов светофоров	5
Расчет системы координированного  регулирования дорожного движения	7
Заключение	12
Библиографический список	13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Регулирование уличного движения заключается в оповещении водителей  транспорта и пешеходов об обстановке на улице и в строгом контроле за соблюдением ими правил уличного движения. Регулирование движения может  осуществляться: постовыми регулировщиками, временно задерживающими или направляющими  движение с помощью жезла или  рук; светофорами, переключающимися вручную  или автоматически; с помощью  сигнальных знаков регулирования; с  помощью разметки проезжей части  улиц.

 Применение светофоров-автоматов  позволяет упростить организацию  регулирования движения и снизить  расходы. Значительные первоначальные  капиталовложения на устройство  и установку автоматических средств  регулирования обычно быстро  окупаются за счет снижения  эксплуатационных расходов. Светофорное  регулирование может быть 

• изолированным (когда каждый перекресток регулируется отдельно)
• координированным (когда работы светофорных устройств на смежных перекрестках увязана между собой).

 Изолированное светофорное регулирование на перекрестках может осуществляться по двум системам: по системе с заранее установленной постоянной продолжительностью циклов и фаз светофора; по системе с переменными циклами и фазами, продолжительность которых регулируется самим движением. Эффективность использования изолированного светофора-автомата на перекрестке зависит от правильности принятого режима регулирования. В свою очередь, режим регулирования должен устанавливаться с учетом планировки и транспортных характеристик перекрестка (ширины проезжих частей и тротуаров, конфигурации перекрестка, расположения трамвайных линий, интенсивности транспортных потоков по часам суток, расчленения потока на перекрестке и качественного его состава, интенсивности пешеходного движения). Правильно выбранный режим регулирования обеспечивает наиболее полное использование пропускной способности пересекающихся магистралей и минимальную задержку транспорта и пешеходов при соблюдении правил безопасности движения. Чтобы обеспечить безопасный переход улиц при регулировании движения изолированными светофорами, нужно учитывать размеры пешеходного движения на перекрестке. Статистика показывает, что около 23% наездов на пешеходов, сопровождающихся смертельным исходом, и 30% увечий происходит у перекрестков. Основными причинами этих несчастных случаев является переход улиц на запрещенные сигналы светофоров. Поэтому короткие циклы регулирования более безопасны для пешеходов, так как сокращаются попытки перехода на запрещенный сигнал.

При координированном регулировании движения на магистрали обеспечивается безостановочный проезд транспорта за счет включения зеленого сигнала светофора к моменту подхода группы автомобилей, двигающихся с определенной расчетной скоростью. Проще осуществить координацию светофоров на улице с односторонним движением. Для безостановочного движения необходимо, чтобы циклы работы всех светофоров были одинаковыми и сдвинутыми во времени относительно друг друга на определенную неизменяющуюся величину. Величина сдвига для каждой пары светофоров зависит от расстояния между ними и принятой расчетной скорости. При правильном выборе этих величин «пачка» автомобилей, прошедших первый светофор при зеленом сигнале, двигаясь с расчетной скоростью, обязательно встретит зеленый сигнал у всех последующих светофоров, соединенных в систему. Такую систему координации называют зеленой волной.

 Координированное регулирование  создает возможность безостановочного  движения с высокими скоростями, придает движению определенный  «пачкообразный ритм», уменьшает задержки и повышает безопасность  движения транспорта и пешеходов. Однако эти преимущества координированного регулирования могут быть получены лишь в том случае, если расстояние между двумя соседними пунктами светофорного регулирования не превышает 600 м. Поэтому в любой точке магистрали с координированным регулированием, отстоящей от соседних светофорных объектов на расстояние более 300 м, следует устанавливать светофоры, независимо от размеров движения. Эта точка должна совпадать с каким-либо перекрестком или пешеходным переходом. При установке светофоров все промежуточные пешеходные переходы ликвидируются.

 Координированное управление  светофорами обычно осуществляется  из одного центра с помощью  импульсных автоматов по проводам, соединяющим центр управления  со всеми перекрестками. Координирующие  импульсы можно также посылать  по радио. Широкое применение  координированная система получила  в городах с прямоугольной  системой планировки улиц и  с ровными расстояниями между  перекрестками. 

 Координированная система  светофорного регулирования на  перекрестках обеспечивает пропуск  транспорта на одной или нескольких  параллельных магистралях. 

 При различном расстоянии  вдоль магистрали между перекрестками  установить режим «зеленой волны»  трудно. В этих случаях целесообразно  вводить координированное регулирование  не на всей магистрали, а на  отдельные ее участки. Чаще  всего координированное регулирование  осуществляют по отдельным магистралям.  Следует иметь в виду, что координированная  система, введенная на одной  или нескольких магистралях, в  целом для города может и  не дать положительного эффекта,  так как сокращение или исключение  задержек транспорта только по  прямому направлению может увеличить  задержки по пересекающим направлениям. Поэтому разработке проекта координированной  системы регулирования должна  предшествовать работа по изучению  условий движения при существующей  системе. Сопоставление по экономическим  показателям двух систем существующей и координированной может выявить эффективность последней.

В последнее время находят  применение светофорные установки, длительность цикла и фаз которых  изменяется автоматически в зависимости  от размеров движения. Такие светофорные  устройства управляются электронно-вычислительными  машинами.

 

1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ГРАФИКОВ КООРДИНАЦИИ СИГНАЛОВ СВЕТОФОРОВ

Работа по координации  сигналов светофоров на перекрестках требует тщательного изучения условий дорожного движения. Для оптимизации программы координированного управления сигналами светофора необходимо знать: размеры и состав транспортного потока, скорость движения транспорта, схемы организации движения, продолжительность цикла и фаз светофорного регулирования по каждому перекрестку.

Расчет системы  производят в следующей последовательности.

1. Вначале, в качестве критерия оптимизации, необходимо установить, сколько программ координации требуется для системы, чтобы она была максимально приближенной к реальному масштабу времени в течение суток для любого дня недели.

Суточные программы  должны быть рассчитаны с учётом колебаний  интенсивности движения автотранспорта на протяжении суток (определены и учтены «пики» и «межпиковые» периоды). В соответствии с интенсивностью движения на различных участках в разное время суток могут вводиться следующие режимы регулирования:

-жёсткое (светофор циклически повторяет постоянно заданное количество времени зелёного сигнала),

-полугибкое (светофор высвечивает зелёный сигнал пока обнаружено транспортное средство или если пешеход нажал на кнопку, детекторы транспорта установлены не на главной улице) и

-полностью гибкое регулирование (детекторы транспорта установлены на всех подходах к пересечению).

2. Следующая операция состоит в оптимизации цикла светофоров для каждой программы. Выбор длительности цикла зависит от размеров транспортных потоков схемы организации движения на перекрестке и ширины примыкающих к перекрестку улиц.
3. Проектирование систем координированного регулирования следует начинать со сбора данных, необходимых для проведения расчетов и построения графиков подачи сигналов светофоров. В первую очередь на плане магистрали, на которой предполагается ввести координированное регулирование, в масштабе 1:500 обозначаются места расположения светофорных объектов, дорожных знаков и указателей, пешеходных переходов, а также показываются линии разметки проезжей части. Желательно, чтобы на плане была показана застройка и ее функциональное значение (магазины, предприятия, учебные заведения, административные и промышленные здания).
4. Для расчета цикла и фаз светофорного координированного регулирования на каждом регулируемом перекрестке замеряют интенсивность движения транспорта и пешеходов во время часа «пик», в обычное дневное время и вечером. Так как рекомендуемые формулы для расчета пропускной способности, цикла и фаз светофорного регулирования построены применительно к легковому транспорту, то замеры движения необходимо производить по видам транспорта, а затем эти натурные единицы умножать на соответствующие коэффициенты приведения к легковому автомобилю.
5. Данные о скорости движения транспортных средств определяют натурными наблюдениями любыми доступными в данных условиях способами (по показаниям спидометра, секундомера и др.). При этом желательно, чтобы во время замеров скоростей были созданы условия безостановочного движения по исследуемой магистрали.

Условием успешной координации  работы светофорных объектов является почти одинаковая скорость движения транспортных средств. При проектировании системы координированного регулирования  в расчет принимается скорость, с  которой движется около 85% транспорта.

6. Для того чтобы после введения в действие системы координированного регулирования можно было оценить ее эффективность, путем хронометражных натурных наблюдений определяют величины существующих циклов и фаз светофорного регулирования, а также проводят подсчет задержек транспорта перед существующими светофорными объектами.
7. Перед тем как переходят к процессу проектирования системы координированного регулирования, вводятся понятия «лента времени» и «точка разъезда».

Лента времени - период времени, в течение которого группе автомобилей гарантируется безостановочный проезд с расчетной скоростью через все перекрестки магистрали с координированным регулированием. Чем больше лента времени, тем рациональнее составлен график (эффективнее зеленая волна).

В условиях, когда длины  всех перегонов равны, а также  при одностороннем движении величина ленты времени равна длительности зеленой фазы и отношение t_Л /t₃ =1 (где t_л - лента времени, с; t₃ - зеленая фаза, с). В наиболее распространенных условиях движения отношение t_{л /}t₃ <1. При построении графика координированного движения нужно стремиться к тому, чтобы t_л /t₃ ≥ 0,65.

Если при расчётах получено, что ширина ленты времени меньше либо равна минимальной длительности горения зелёного сигнала по направлению  координации для ключевого перекрёстка, тогда в качестве ленты времени  принимается величина длительности основного такта в первой фазе регулирования на ключевом перекрёстке.

Точкой  разъезда называется участок улицы с двусторонним движением, где встречаются группы транспортных средств, идущих навстречу друг другу. На рис. 1 точки разъезда обозначены буквами А, В, С.

 

 

 

 

 

Рис. 1. Фрагмент построения точки разъезда транспорта на перекрестке

Из треугольника ABC выводится математическая зависимость между длительностью цикла, расстоянием между точками разъезда и скоростью движения транспортных средств:

 

v - Скорость движения, м/сек;

l - Расстояние между точками разъезда, м ;

Т_ц - продолжительность цикла, сек.

Если перекрестки расположены  очень близко друг к другу, то расстояние между точками разъезда будет  обеспечивать соответствующую скорость движения только при очень коротких циклах регулирования. В таких случаях необходимо увеличить расстояние между точками разъезда не менее чем до 200 м, чтобы сигналы смежных перекрестков действовали синхронно.