Проектирование системы координированного регулирования уличного движения

Чем интенсивнее движение транспорта через перекресток, тем  ближе к перекрестку должна быть точка разъезда. Чем дальше перекресток находится от точки разъезда, тем более длительная зеленая фаза нужна в сторону расчетной улицы для пропуска такого количества транспорта, как если бы этот перекресток находился непосредственно в точке разъезда. Это в свою очередь резко снижает пропускную способность узла в перекрестном к главной улице направлении. Если же не увеличивать зеленую фазу, то уменьшается величина ленты времени и, следовательно, сокращается пропускная способность координируемой магистрали.

Если точка разъезда не совпадает с перекрестком, то для  пропуска транспорта с двух противоположных  направлений иногда увеличивают  зеленую фазу. Это приводит к увеличению скорости движения транспортных средств, чтобы избежать этого следует  включать зеленые сигналы для  каждого направления в разное время, что даст возможность пропустить транспорт одновременно прямо и  налево.

После получения  всех необходимых данных приступают непосредственно к расчету графика координированного регулирования.

2. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ КООРДИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

2.1. Назначение для системы в целом длительности светофорного цикла по наиболее сложному и загруженному перекрестку.

Продолжительность цикла  состоит из суммарной продолжительности  включения всех сигналов светофорного объекта, обслуживающих все фазы, включая продолжительность включения зеленого сигнала плюс интервалы смены сигналов. При большей продолжительности цикла удается пропустить большее количество транспортных средств в час, однако это приводит к увеличению среднего времени задержки.

Оптимальный подход заключается  в использовании наименьшей возможной продолжительности цикла, позволяющей эффективно обслуживать транспортные потоки.

Существуют различные  методики расчета параметров светофорного цикла. Классическая методика расчета режима светофорной сигнализации разработана английским исследователем Ф. Вебстером (F.J. Webster) и основывается на определении соотношения между интенсивностью движения транспортных средств на перекрестке и величиной потока насыщения.

По соображениям безопасности движения длительность цикла  больше 120 секунд считается недопустимой, т.к. водители при продолжительном ожидании могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение Т_ц 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. Также нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25 секунд.

На основе исходных данных для рассматриваемого периода  суток рассчитывают режимы регулирования для всех светофорных объектов как для изолированных перекрестков (в том числе и для вновь создаваемых на длинных перегонах). Перекресток, для которого получена максимальная длительность цикла, является наиболее загруженным и носит название ключевого. Учитывая, что при координированном управлении длительность цикла на всех перекрестках должна быть одинаковой, в качестве расчетного принимают цикл ключевого перекрестка, пропорционально увеличивая при этом длительности тактов на остальных перекрестках. Таким образом, оптимальным цикл регулирования будет только на ключевом перекрестке, на остальных перекрестках он будет избыточным. При высокой интенсивности движения на магистрали расчетный цикл в силу усиления процесса группообразования может быть избыточным, так как для пропуска более компактной группы автомобилей требуется меньше времени, чем при их случайном прибытии. Поэтому при интенсивности движения свыше 500 ед./ч на полосу расчетный цикл следует уменьшать на 15 - 20 %.

Максимальная интенсивность  движения транспорта на перекрестке А, равная 2200 авт/час, следовательно, он является наиболее загруженным и ключевым. В качестве расчетного принимаем цикл ключевого перекрестка = 80 сек.

Цикл этой продолжительности  сохраняется единым для всех перекрестков магистрали. Периоды фаз цикла могут изменяться в соответствии с размерами движения на каждом перекрестке при условии, что продолжительность сигналов, разрешающих движение по главной магистрали, будет достаточной для пропуска без задержек расчетных групп автомобилей.

2.2. Рассчитаем количество автомобилей, которое может пройти через перекресток по одной полосе движения за 1 цикл работы светофора на наиболее загруженном перекрестке:

 

  - интенсивность движения 1 полосы наиболее загруженного перекрестка.

2.3.Определим время, необходимое для проезда через весь участок улично-дорожной сети при координированном регулировании дорожного движения:

 

L_А._Г - сумма длин перегонов, м;

V - Расчетная скорость движения, м/сек.

2.4.Определим ленту времени:

 

Ширину ленты времени  рекомендуется делать (0,4...0,5)T_Ц, но не менее 0,3 T_ц, т.к. с  ее  сужением  уменьшается   вероятность  безостановочного   проезда   по магистрали транспортных средств.

2.5.Определим угол наклона линии ленты времени - прямой графика движения автомобиля, вышедшего от перекрестка А к перекрестку Г в начале зеленой фазы с расчетной скоростью:

 

 

V - расчетная скорость, км/ч;

М_г - горизонтальный масштаб (количество секунд в 1 см), 1см=10сек;

М_в - вертикальный масштаб (количество метров в 1 см), 1 см=100 м (1:10000).

2.6. Построение графика.

График координированного  регулирования строят в прямоугольной  системе координат. Вертикальная ось  служит для измерения расстояний. Горизонтальная ось измерения времени. Как правило, масштаб расстояний принимается 1:10 000, а масштаб времени в 1 см - 10 сек. Слева от оси ординат параллельно ей вычерчивается с соблюдением вертикального масштаба план магистрали. У каждого перекрестка указывают его название и схему движения.

Для графического определения сдвига времени начала включения зеленых фаз на смежных перекрестках служат так называемые контрольные линии. Желательно принимать за контрольную (нулевую) линию сдвига зеленого сигнала на графике линию, которая проходит через начало зеленого сигнала «ключевого» перекрестка. Параллельно и справа от этой линии проводят дублирующие контрольные линии на расстоянии друг от друга, численно равном величине выбранного цикла регулирования, о чем делается соответствующая отметка на горизонтальной оси графика.

Далее на горизонтальной полосе «ключевого» перекрестка  в цвете в соответствии с горизонтальным масштабом обозначают режим работы светофорного объекта, т.е. обозначают порядок чередования и величины фаз светофорного цикла. При этом желательно, чтобы начало зеленой фазы совпадало с одной из контрольных линий.

В этом случае сдвиг  зеленой фазы относительно контрольной  линии будет равен 0. Затем проводят наклонную линию, которая является прямой графика движения автомобиля в начале зеленой фазы с расчетной скоростью.

2.7. Согласно построенному графику определяем распределение тактов работы светофора за один цикл на каждом перекрестке:

Перекресток		Длительность сигнала  светофора
		зеленый	желтый	красный	желтый
А	40	3	34	3
Б	64	3	10	3
В	60	3	14	3
Г	65	3	9	3

Определим время включения  зеленого сигнала светофора на каждом из последующих перекрестков:

 

L - расстояние между соответствующими перекрестками, м;

V - расчетная скорость движения, м/сек.

Перекресток	Время включения
А	0
Б	362/13,9 = 26,04 сек
В	(362+600)/13,9 = 69,2сек = 1 минута 9 секунд
Г	(362+600+520)/13,9 = 106,6сек = 1 минута 46 секунд

2.9. Если схемой организации движения транспорта предусматривается движение пешеходных потоков, то длительность основных тактов необходимо проверить на обеспечение ими пропуска пешеходов в соответствующих направлениях.

Проверку достаточности  длительности разрешающих тактов на пропуск пешеходов выполняют, используя условие:

 

t_{KP -} наименьшее  время  работы  красного  сигнала  светофора, (t_KP= 10 ceк)

 - необходимая длительность зеленого сигнала для пропуска пешеходного потока, с. Длительность фазы для пропуска пешеходов определяется по формуле:

 

- ширина проезжей части поперечной улицы, м;  

- скорость движения пешеходов, м/сек, =(1,2-1,4)м/с;

- дополнительное (резервное)  время, учитывающее скопление пешеходов и задержки в ожидании из-за поворота транспортных средств; = 3-5сек; (при регулируемых правых поворотах, когда в цикле светофора выделяется специальная фаза, не учитывают).

 

 

 

 

Условие выполняется, следовательно, оставляем цикл координированного регулирования   дорожного   движения   без   изменений   (вносим корректировку в структуры светофорных программ).

2.10. После окончания проектирования систему координации светофоров нужно проверить в работе. При этом для каждого перекрестка, входящего в систему координации, составляют соответствующую программу. Существующие светофорные объекты переводят на ручное управление, чтобы регулировать ими по заданной программе, а на местах, где ранее не было светофоров, нужно поставить переносные светофоры с ручным управлением.

В ходе апробирования можно  делать замеры для определения числа останавливающихся, сбавляющих скорость и беспрепятственно проезжающих через перекресток автомобилей. Эти данные можно сопоставить с данными, полученными до ввода координированной системы, и сделать оценочные выводы в отношении Функционирования спроектированной координированной системы.

Практика показывает, что  введение координированного управления позволяет снизить потери времени  транспортных потоков на 80%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненной  работы установлено, что координированное управление движением транспортных потоков по магистрали по отношению  к локальному управлению на перекрестках этой же магистрали позволяет:

-сократить время проезда на магистрали за счет сокращения количества остановок и задержек транспортных средств;

-повысить пропускную способность магистрали, т.к. время проезда является критерием пропускной способности магистрали, т.е. при сокращении времени проезда увеличивается количество транспортных средств, прошедших по магистрали за единицу времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кременец Ю.А., Печерский М.П., Афанасьев М.Б. Технические средства организации дорожного движения: Учебник для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. -279 с: ил.
2. Рушевский П.В. Организация и регулирование уличного движения с применением автоматических средств управления. Учеб. пособие, М. «Высшая школа», 1974.239 с.
3. Аземша С.А., Чижонок В.Д. Технические средства организации дорожного движения: Пособие для самостоятельной работы студентов. - Гомель: УО «БелГУТ», 2005. -62 с.