Пропускная способность дороги

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

Важнейшим критерием, характеризующим функционирование путей сообщения, является их пропускная способность. В теории проектирования автомобильных дорог и трудах по организации движения применяется термин пропускная способность дороги. Простейшее определение этого понятия сводится к тому, что под пропускной способностью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, которое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

Однако необходимо отметить, что, рассматривая движение автомобилей и оценивая пределы возможной интенсивности потока, мы характеризуем по существу не дорогу, а комплекс ВАДС. Это объясняется тем, что характеристики транспортных средств и водителя могут оказывать не меньшее влияние на пропускную способность, чем параметры дороги. Так, исследования в США показали, что если полностью заменить человека-водителя автоматической системой управления автомобилями, то пропускная способность может увеличиться в 2 раза. Большое влияние на ее фактическое значение может оказывать состояние среды С. Пропускная способность особенно падает при сильном дожде, тумане, обильном снегопаде. В ряде случаев определение следует дополнить и выполнением условия обеспечения заданной скорости сообщения. Это наиболее важно для дорог скоростного типа, где условия безопасности необходимо обеспечивать при заданных повышенных скоростных режимах. Так, если для обычной городской магистрали нормально допустимой является скорость транспортного потока50—60 км/ч (соответствующая пропускной способности дороги), то для скоростной магистрали желаемая скорость может составлять 100—140 км/ч.

Это потребует снижения норматива пропускной способности. Для упрощения в качестве исходных следует рассматривать однородные потоки движения (колонное движение), т.е. пропускную способность одной полосы движения.

Можно назвать следующие встречающиеся в специальной литературе модификации понятия пропускной способности: теоретическая, номинальная, нормальная, эффективная, собственная, практическая, фактическая и др. Такое многообразие терминов не случайно. Оно отражает различный методический подход к определению данного критерия, а также большое число факторов, оказывающих влияние на показатель пропускной способности в реальных условиях дорожного движения. Естественно поэтому, что в зависимости от числа учитываемых факторов и точности оценки влияния каждого из них для одних и тех же путей сообщения получают существенно различающиеся значения пропускной способности. Существуют две принципиально различные оценки пропускной способности: на перегоне и на пересечении дорог в одном уровне. В первом случае транспортный поток при большой интенсивности может считаться непрерывным. Характерной особенностью второй оценки являются периодические разрывы потока для пропуска автомобилей по пересекающим направлениям.

Возвращаясь к отмеченному многообразию модификаций и преследуя цель более простой и четкой классификации, можно разделить понятие пропускной способности на три: расчетная Рр, фактическая Рф и нормативная Рн.

Расчетную пропускную способность определяют теоретическим путем поразличным расчетным формулам. Для этого могут быть использованы математические модели транспортного потока и эмпирические формулы, основанные на обобщении исследовательских данных.

Определение фактической пропускной способности возможно лишь на действующих дорогах и в сложившихся условиях дорожного движения. Эти данные имеют особенно большое практическое значение, так как позволяют реально оценить пропускную способность при обеспечении определенного уровня скорости и безопасности движения. Однако получение объективных данных об обеспечении безопасности требует достаточно длительного срока.

Фактическая пропускная способность может быть также названа практической. Объективность определения фактической пропускной способности зависит от обоснованности методики, тщательности исследования и обработки результатов. Учитывая значение данных, характеризующих пропускную способность, исследователь должен особое внимание обращать на выбор участка наблюдения, достаточность объема регистрируемой информации и точность измерения скорости автомобилей в потоке.

Опыт показывает, что в условиях плотных потоков водители склонны уменьшать дистанцию до крайне опасных пределов. В результате происходят так называемые " цепные" попутные столкновения, в которые вовлекаются иногда десятки автомобилей. Кратковременные наблюдения за такими потоками (точнее " пачками" автомобилей) могут дать неоправданно оптимистические сведения о высокой пропускной способности. Убедительные данные о пропускной способности конкретной дороги могут быть получены путем натурного определения зависимости Na = f(qa) при различных интенсивностях дорожного движения (т. е. практически в различное время суток), построения основной диаграммы транспортного потока (см. рис. 2.9) и нахождения точки Ра перегиба кривой. Такое исследование, однако, весьма трудоемко.

Наиболее простым является использование нормативной пропускной способности, которая задается в официальных нормативных документах, например, в Строительных нормах и правилах. Следует, однако, иметь в виду, что при этом не может быть учтен весь комплекс факторов и условий, характеризующих конкретный участок дороги. Поэтому ее значения для многих конкретных условий являются заниженными, а для некоторых- завышенными. Кроме того, разработчики нормативных данных часто стремятся предусмотреть резерв и занижают этот показатель.

Для оценки на реальных дорогах (или отдельных полосах проезжей части) имеющегося запаса пропускной способности используется коэффициент z, равный отношению существующей интенсивности движения Nф к пропускной способности Рф: z. = Nф /Рф (см. рис. 2.9). Этот коэффициент также называютуровнем загрузки дороги (полосы) транспортным потоком. Для обеспечения бесперебойного движения необходим резерв пропускнойспособности, и поэтому принято считать допустимым z ≤ 0, 85. Если он выше, то данный участок следует считать перегруженным. Примерное значение z может быть определено экспресс-методом часового наблюдения на элементе УДС в пиковый период движения без затора. В течение часа по 6-минутным отрезкам времени tв фиксируется интенсивность движения. Диаграмма на рис. 2.10 иллюстрирует полученные данные на одной полосе правоповоротного (нерегулируемого) потока. По наибольшей интенсивности (Nа2 = 100 авт./ч) определяется фактическая пропускная способность участка, как 100*10 = 1000 авт./ч. Фактическая интенсивность равна сумме интенсивности за 10 отрезков времени: ∑ Nф = 870 авт./ч. Отсюда z = 870/1000 = 0, 87. Следовательно, участок работает на пределе допустимого.

Теоретическое (расчетное) определение" пропускной способности дороги основано на использовании различных математических моделей, интерпретирующих транспортный поток. При расчете пропускной способности полосы на перегоне Рп можно исходить из условия колонного движения автомобилей, т.е. движения с минимальной дистанцией, которая может быть допущена по условиям безопасности для заданной скорости потока. При этом пренебрегают неизбежной на практике неравномерностью интенсивности.

2.5. Определение пропускной способности дороги

Таким образом, простейший метод расчета Рп основан на упрощенной динамической модели, рассматривающей поток как равномерно распределенную на протяжении полосы движения колонну однотипных легковых автомобилей.

Если исходить из 3-го подхода к определению динамического габарита LД, , то дистанция безопасности

Если принять время реакции водителя (включая время запаздывания срабатывания гидравлического тормозного привода) равным 1 с, а разность максимальных замедлений на сухом асфальтобетонном покрытии при экстренном торможении однотипных легковых автомобилей с учетом эксплуатационного состояния тормозной системы в допустимых нормативами пределах около 2 м/с 2, то динамический габарит

С учетом данных современных исследований системы ВАДС изложенный метод приемлем для ограниченных и прежде всего по составу и скорости транспортного потока условий. Расчет по формуле (2.3) с учетом выражения (2.5) для непрерывного потока типичных легковых автомобилей даст расчетное значение Рп ≈ 1960 авт./ч при скорости Vа около 55 км/ч.

Безопасное движение в такой плотной колонне с точки зрения психофизиологического состояния водителя возможно лишь при ограниченных скоростях. Для легковых автомобилей при скоростях движения более 80 км/ч/ время реакции водителя существенно увеличивается и должно быть уже принято равным не 1 с, а существенно большим (до 2 с). Кроме того, из-за несовершенства тормозных систем автомобилей даже на дорогах с высоким коэффициентом сцепления (φ = 0, 7 - 0, 8) при экстренном торможении автомобилей не гарантировано сохранение их устойчивого прямолинейного движения. Поэтому расчеты по формуле (2.5) могут быть рекомендованы для скоростей не выше 80 км/ч. Приведенный расчет должен рассматриваться как предназначенный для приближенного определения пропускной способности полосы при колонном движении легковых автомобилей с умеренными скоростями. Такие скорости присущи городским улицам и автомобильным дорогам с ограниченными скоростями. Для смешанного потока следует использовать упомянутые ранее коэффициенты приведения.

Соответствие расчетов с использованием формулы (2.5) реальным условиям дорожного движения с ограниченными скоростями подтверждается практическим опытом. На его основе в литературе по безопасности дорожного движения содержится широко известная рекомендация о том, что безопасная дистанция (в метрах) должна быть равна примерно половине скорости (в километрах в час).

Заметим, что если в формулу (2.3) подставить значение динамического габарита (в метрах), равное половине значения скорости (в километрах в час), то получится значение Рп, равное примерно 2000 авт./ч. При расчете пропускной способности реальной дороги можно воспользоваться системой поправочных коэффициентов, учитывающих эксплуатационные условия. Такой метод применяется в США.

В общем виде формула для расчета по этой методике имеет вид

Pp = PTk1k2…kn,

где Рp — расчетная пропускная способность при идеальных условиях (теоретическая); k1, k2, …, kn — коэффициенты, учитывающие условия движения (ширину полосы движения, состав потока автомобилей, величину и протяженность подъемов, наличие пересечений и т. д.).

ЛЕКЦИЯ 5

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒