Определение пропускной способности дороги

Расчетное определение. Теоретическое (расчетное) определение про­пускной способности дороги основано на использовании различных ма­тематических моделей, интерпретирующих транспортный поток. При расчете пропускной способности полосы на перегоне Р _п 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.

Таким образом, простейший метод расчета Р _п 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 L _д (см. подраздел 2.3), 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/с², то ди­намический габарит

,

(2.5)

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 дает расчетное значение Р _п = 1960 авт/ч при скорости v _a 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 увеличивается и должно быть при­нято равным не 1 с, а существенно большим (до 2 с). Кроме того, из-за несовершенства тормозных систем автомобилей, а также неоднородной характеристики эксплуатационного состояния шин на разных колесах 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.

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 во многих публикациях по безопасности дорожного движения содержится рекомендация о том, что безопасная дистанция (в метрах) должна быть равна примерно по­ловине величины 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 Р _п, равное примерно 2000 авт/ч. При расчете фактической пропускной способности реальной дороги можно воспользоваться системой поправочных коэффициентов, учи­тывающих эксплуатационные условия. Такой метод применяется аме­риканскими специалистами.

В общем виде формула для расчета по этой методике имеет вид:

,

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

Пропускная способность многополосных дорог и пересечений. Иссле­дования на многополосных дорогах показали, что их пропускная способность увеличивается не строго пропорционально числу полос. Это явление объясняется тем, что на многополосной дороге при наличии пересечений в одном уровне автомобили маневрируют для поворотов налево и направо, разворотов на пересечениях, подъезда к краю проез­жей части для остановки. Кроме того, даже при отсутствии указанных перестроений параллельные насыщенные потоки автомобилей созда­ют стеснение движения из-за относительно небольших и непостоян­ных боковых интервалов, так как водители не в состоянии обеспечить постоянное движение, идеально совпадающее с воображаемой осью размеченной полосы дороги.

При расчете пропускной способности многополосной дороги Р _мн это явление необходимо учитывать коэффициентом многополосности К _мн. Пропускную способность Р _мн рекомендуется определять умноже­нием значения Р _п на коэффициент многополосности, который прини­мается для 2-полосной дороги одного направления 1,9, для 3-полос­ной – 2,7, а для 4-полосной – 3,5.

При наличии на дороге пересечений в одном уровне на перекрест­ках с интенсивным движением приходится прерывать потоки транс­портных средств для пропуска их по пересекающим направлениям с помощью светофорного или ручного регулирования. В этом случае для движения транспортного потока данного направления через перекрес­ток используется лишь часть расчетного времени, так как остальная часть отводится для пересекающего потока. В общем виде пропускная способность многополосной дороги с учетом влияния регулируемого пересечения

,

где α – коэффициент, учитывающий влияние регулируемого пересечения; α < 1.

Коэффициент α зависит от интенсивности пересекающих потоков и оптимальности режима регулирования. При близких по удельной интенсивности пересекающихся потоках этот коэффициент колеблет­ся в пределах 0,4 – 0,6.

Пропускная способность пешеходных путей.

Под пропускной спо­собностью тротуара или перехода, предназначенного для пешеходов, следует понимать максимальное число людей, которые могут пройти через его поперечное сечение за расчетный период времени при обес­печении удобства и безопасности пешеходного движения. Пропускную способность пешеходных путей можно также оценивать как приведен­ную к одной полосе движения пешеходов шириной В = 0,75 ÷ 1,0 м.

Для обеспечения свободного движения пешеходов на значительные расстояния (т.е. вдоль тротуара) необходимо, чтобы дистанция между пешеходами была около 2 м (при ширине полосы 1 м плотность q _пеш = 0,5 чел/м²). Таким образом, теоретическая пропускная способность полосы с учетом того, что скорость движения пешеходов при указанной плотности потока на тротуаре составит около 1 м/с, равна примерно 1600 чел/ч, фактическая – ниже в связи с нерав­номерностью пешеходного потока и помехами из-за встречного и поперечного движения пешеходов по тротуарам.

На пешеходных переходах скорость пешеходов увеличивается, поэтому теоретическая пропускная способность для полосы пеше­ходного перехода шириной 1 м может быть принята (для летних ус­ловий) до 2000 чел/ч. Норматив пропускной способности более уз­кой полосы (0,75 м) равен 1000 – 1200 чел/ч с учетом неизбежной не­равномерности пешеходного потока и уже упомянутых помех при движении вдоль тротуаров.

Пропускную способность пешеходных путей необходимо проверять для наиболее стесненного участка пешеходного пути. Так, если на пе­шеходном пути встречаются лестницы, пандусы или участки со значи­тельным уклоном (более 2 %), эти места будут ограничивать пропуск­ную способность пути. Значения Р _пеш полосы движения горизонталь­ного тротуара, пандуса с уклоном 1:10 и лестницы характеризуются примерно соотношением 1,0; 0,85; 0,5.

Улично-дорожная сеть

Планировочные особенности и геометрические параметры путей сообщения оказывают решающее влияние на характеристики транспор­тных и пешеходных потоков и общее состояние дорожного движения в городе или регионе. Поэтому необходимо кратко остановиться на ос­новных характеристиках УДС. Более подробно они приводятся в кур­сах "Дорожные условия и безопасность движения" и "Транспортная планировка городов".

Автомобильные сообщения исторически развивались на городских улицах и загородных дорогах, приспособленных первоначально для гу­жевых перевозок. Лишь постепенно в течение первых десятилетий XX в. происходила частичная реконструкция этих улиц и дорог. Чтобы предотвратить быстрое их разрушение, стремились ограничить вес под­вижного состава соответствующими правилами. Постепенно сначала в США, а затем и в других странах, в том числе и в нашей, началось стро­ительство специальных автомобильных дорог, рассчитанных на более высокие осевые нагрузки и скорости движения. Однако и в настоящее время некоторые городские улицы и загородные дороги не отвечают современным требованиям, так как построены по устаревшим техни­ческим условиям. Все это затрудняет обеспечение безопасности дви­жения и эффективности перевозок.

Развитие путей сообщения в городах и внегородского транспорта в нормативной базе разобщено. Вместе с тем по существу одни и те же автомобили обеспечивают внутригородские перевозки на сравнитель­но короткие расстояния и междугородные на сотни и даже тысячи ки­лометров. Соответственно должны быть унифицированы по основным параметрам все пути сообщения, предназначенные для движения со­временных автомобилей. Исходя из этих позиций, Международная кон­венция о дорожном движении называет всякий путь, предназначенный и используемый для автомобильного движения, дорогой, включая и улицы, переулки, автомагистрали и т. д. В практике отечественного до­рожного строительства существуют два понятия: автомобильная доро­га и городская улица. Соответственно имеются различные технические нормативы и подходы к классификации путей, предназначенных для движения в основном автомобильного подвижного состава и отличаю­щихся лишь тем, где они пролегают – в городе или вне города.

В нашей стране характеристики внегородских дорог определяются СНиП 2.05.02–85 «Автомобильные дороги», а характеристики городс­ких путей сообщения – СНиП 2.07.01–89* «Градостроительство. Пла­нировка и застройка городских и сельских поселений».

Многие улицы и загородные дороги по своим параметрам (шири­не, уклонам, радиусам кривых) уже не соответствуют названным доку­ментам. Это обстоятельство, как правило, создает особенно неблаго­приятные условия для движения и усложняет задачи организации до­рожного движения. При их решении большое значение имеют следую­щие характеристики: плотность населения в рассматриваемом регио­не, плотность дорожной сети и ее геометрические схемы, среднее рас­стояние от центра до периферийных точек УДС, расстояние между пе­риферийными точками и показатели непрямолинейности дорожной сети.

Плотность населения существенно влияет на задачи организации движения, так как в основном определяет степень концентрации пе­шеходных потоков и пассажиропотоков на линиях городского транс­порта. Чем выше плотность населения, тем, как правило, сложнее за­дачи организации движения и тем совершеннее должна быть работа транспортной системы. Плотность населения измеряют числом жите­лей, приходящихся на 1 км² площади (чел/км²). Наибольшая плотность населения характерна для центральных частей старых городов, а наи­меньшая – для сельской местности. Заметим, что, например, плотность населения к концу 80-х годов составляла в Москве 8 650 чел/км², Буда­пеште 3 978 чел/км², Вене 3 625 чел/км², Праге 2 440 чел/км². Степень развития дорожной сети определяется ее протяженностью и плотнос­тью, которая измеряется отношением протяженности дорог к площади территории, км/км². Показатель плотности служит для характеристи­ки развития УДС в городе или на любой другой территории.

Обычно при определении плотности дорожной сети учитывают ос­новные (магистральные) улицы и дороги, а второстепенные не прини­мают во внимание. Определение оптимальной плотности сети городских магистралей и автомобильных дорог представляет противоречи­вую задачу. С точки зрения удобства подъезда к жилью и другим ме­стам тяготения, возможности рассредоточения транспортных и пе­шеходных потоков, обеспечения разветвленной сети маршрутов пас­сажирского транспорта желательно иметь как можно более высокую плотность путей сообщения. Однако, чем выше плотность дорож­ной сети, тем чаще пересечения дорог (если не предусматривать стро­ительство развязок в разных уровнях), которые приводят к задерж­кам транспортных средств и ДТП. Высокая плотность дорожной сети предопределяет снижение скоростей сообщения, что противоречит интересам населения и требованиям экономической эффективности автомобильных перевозок. Поэтому оптимальная плотность ма­гистральной дорожной сети, по мнению отечественных градострои­телей, должна составлять около 2,4 км/км². Заметим, что при опре­делении линейной плотности трудно получить сравнимые результа­ты для различных городов и территорий, так как учитывается лишь протяженность дорог без оценки их ширины, т. е. числа полос для движения. Поэтому для объективного сравнения следует определять или условную протяженность сети дорог (исходя из приведенной к одной полосе протяженности проезжей части), или удельную плот­ность сети, выраженную в квадратных километрах площади про­езжей части дорог, деленных на квадратные километры территории города.

Важным показателем, с помощью которого можно оценить удоб­ство и эффективность перевозок, является коэффициент непрямоли­нейности, характеризующий отношение фактического расстояния для проезда по УДС к минимально возможному расстоянию (определяе­мому по прямой линии).

Геометрические схемы построения УДС оказывают существенное влияние на основные показатели дорожного движения, возможности организации пассажирских сообщений и на сложность задач органи­зации движения.

Известны следующие геометрические схемы УДС: радиальная, радиально-кольцевая, прямоугольная, прямоугольно-диагональная и смешанная (рис. 2.10). Радиальная схема (см. рис. 2.10, а) харак­терна для большинства старых городов, которые существуют свыше 500 лет и развивались как торговые центры. Она типична и для сети автомобильных дорог, развивающейся вокруг города. Главными не­достатками такой схемы являются перегруженность центра транзит­ным движением и затрудненность сообщения между периферийны­ми точками. Для устранения этих недостатков в процессе развития сети городских и внегородских путей сообщения во многих случаях строят кольцевые дороги, соединяющие между собой радиальные ма­гистрали на разных расстояниях от центра. В этом случае планиров­ка сети основных (опорных) городских дорог становится радиально-кольцевой (см. рис. 2.10, б). Она характерна, в частности, для Москвы, Парижа, Рима, Вены и др. Радиально-кольцевая схема может быть зам­кнутой и разомкнутой.

Рис. 2.10. Геометрические схемы УДС:

а – радиальная; б – радиально-кольцевая; в, г – прямоугольные; д – прямоугольно-диагональная; е, ж – смешанные

Прямоугольная схема (см. рис. 2.10, в, г) характеризуется наличием параллельно расположенных магистралей и отсутствием ярко выражен­ного центра. Распределение транспортных потоков становится более равномерным. Эта схема встречается в ряде более "молодых" городов нашей страны, например, в С.-Петербурге, Новосибирске, Ростове-на-Дону, Волгограде, а также в большинстве городов США. Ее недостат­ком является затрудненность транспортных связей между периферий­ными точками. Для исправления этого недостатка предусматривают ди­агональные магистрали, связывающие наиболее удаленные точки, и схе­ма приобретает прямоугольно-диагональную структуру (см. рис. 2.10, д). Ее имеют, например, американские города Вашингтон и Детройт.

Прямоугольная схема бывает нескольких типов и существенно ме­няет свои характеристики в зависимости от соотношения сторон пря­моугольника. Так, если эти стороны почти равны, схема называется прямоугольно-квадратной. Если же одна сторона в несколько раз боль­ше, то схема обычно называется прямоугольно-линейной. Иногда ее называют ленточной или вытянутой. Такая схема характерна, в частно­сти, для городов, расположенных вдоль крупных водных рубежей (на­пример, для Волгограда, Архангельска).

Часто в классификацию включают еще два типа схем: смешанную и свободную. Смешанная (или комбинированная) схема (см. рис. 2.10, е, ж) представляет собой сочетание из названных четырех типов и по су­ществу является наиболее распространенной. Однако она не имеет собственных четких характеристик. Смешанная схема, как вытекает из самого названия, лишена четкой геометрической характеристики и представляет собой функциональ­но связанные, но изолированные друг от друга жилые зоны, соеди­ненные автомобильными дорога­ми. Такая схема характерна, на­пример, для курортных зон.

Рис. 2.11. Пример построения изохрон

Планировочные параметры УДС регламентируются СНиП 2.07.01–89*. Однако исследова­ния и опыт проектирования пока­зывают, что имеющиеся нормати­вы не полностью отвечают совре­менным требованиям и по ряду по­зиций нуждаются в корректиров­ке. Это, в частности, относится и к классификации дорог, которая в на­стоящее время имеет по крайней мере четыре разновидности: по адми­нистративной принадлежности, функциональному назначению, техни­ческой характеристике и смешанным функционально-техническим ха­рактеристикам.

Параметры УДС, которые рассмотрены ранее в сочетании с загруз­кой ее элементов транспортными потоками, весьма существенно влия­ют на скорость сообщения, которая может быть реализована на марш­рутах пассажирских и грузовых перевозок. Эти параметры необходимо знать при планировании и управлении перевозками и разработке кон­кретных маршрутов. Наглядную вспомогательную информацию при этом дает построение графиков, показывающих, на какое расстояние обеспечивается движение за определенное время. Пример такой гра­фической информации в виде изохрон – кривых равнодоступности по времени отдельных точек маршрута – приведен на рис. 2.11 для услов­ной радиально-кольцевой схемы УДС. Здесь изохрона 1 показывает, какое расстояние от пункта О может преодолеть транспортное средство в течение 30 мин, двигаясь по одному из показанных радиальных на­правлений, а изохрона 2 – за 1 ч, двигаясь в тех же направлениях и условиях. Для построения таких графиков требуются предварительные обследования с применением ходовых лабораторий и фиксацией дви­жения на стационарных постах.

Глава 3

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: