Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Моделирование транспортной сети.

Введение.

В современном мире развитие технологий происходит с большой скоростью. Каждый день мы узнаём больше информации чем раньше получали за несколько лет. Основным двигателем развития технологий сейчас является улучшении качества жизни и упрощение повседневных дел. Сегодня тяжело представить человека без какого-либо мобильного устройства которое помогает ему рассчитывать его расписание, его здоровье и его путь на день.

Основные места пребывания современного человека это его дом и его работа. Большинство граждан нашей страны стараются выбирать так чтобы работа находилась рядом с домом или до неё было удобно добираться. Города становятся всё больше и их тем роста не останавливается. Вместе с городом растёт и его инфроструктура. Для того чтобы город приносил больше пользы и вырабатывал более высокий ВВП необходим качественны уровень жизни для граждан и возможность им добираться из одного места в другое без больших затрат по времени и салам. Чем кофофортнее и эффективнее будет инфроструктура города, тем больше граждан сможет ей пользоваться. Развитие инфорростуртуры позволит увеличить прирост граждан в городе, предоставить рабочие места обслуживающему персоналу, а так же позволит ускорить развитие города.

Инфруструктура города состоит из транспортной системы этого города. В транспортную систему города включаются все дороги и системы доставки людей и товара из точки А в точку Б. Транспорт является основой формирования внутреннего и международного рынков, обеспечивая развитие нормальной рыночной экономики. Он наряду с другими инфраструктурными отраслями, обеспечивает базовые условия жизнедеятельности общества, и является важным инструментом достижения социальных, экономических, внешнеполитических и других целей.

Современный транспортный комплекс подвержен влиянию противоречивых тенденций: являясь инфраструктурной отраслью, транспорт находится в зависимом положении от отраслей производства материально-вещественных благ, а будучи особой отраслью экономики, транспорт оказывает существенное влияние на региональное распределение производственных мощностей, участвует в процессе воспроизводства и выступает важной составной частью системы экономических отношений.

Транспорт образно называют “кровеносной системой” хозяйства. С его помощью осуществляется перемещение огромных масс грузов и пассажиров как внутри городов, так и в междугородном, межрайонном и международном сообщениях. Надежные транспортные связи являются необходимым и обязательным условием специализации любых территорий на производстве продукции, предназначенной для потребления за их пределами. Н.Н. Баранский писал: “Районы в экономическом смысле как специализированные ванные, дифференцированные части единого хозяйственного целого — мыслимы только при наличии достаточно уже развитого транспорта. Иными словами, транспортные связи — основа территориального разделения труда.

Транспортная система включает в себя следующие виды транспорта: железнодорожный, трубопроводный, водный, автомобильный, электрический и воздушный транспорты.

Железнодорожный транспорт — вид транспорта, осуществляющий перевозки грузов и пассажиров по рельсовым путям помощью механической тяги (тепловозов, электровозов, паровозов) и являющийся в современной России основным.

Хотя по общему объему грузооборота он и уступает трубопроводному, но зато – универсален, ибо с его помощью можно перевозить любые грузы и пассажиров. К основным преимуществам этого вида транспорта относятся большая перевозная способность железных дорог и сравнительно низкие удельные затраты на тонно- и пассажирокилометр при крупных масштабах перевозок, относительно высокие скорости транспортировки, а также возможность его использования практически в любых погодных условиях.

Трубопроводный транспорт — один из видов транспорта жидких, газообразных и сухих (в измельченном состоянии) грузов по трубам под действием разности давлений, создаваемой компрессорными станциями. Это относительно молодой вид транспорта, быстрое развитие которого в России началось лишь в конце 50-х гг. нынешнего столетия. Тем не менее, сейчас это наиболее динамично развивающийся вид транспорта, оттеснивший в середине 80-х гг. по общему объему грузооборота железнодорожный транспорт на второе место.

Важнейшими грузами на отечественном трубопроводном транспорте являются сырая нефть, природный и попутный газ [2]. Продуктопроводы, предназначающиеся для транспортировки нефтепродуктов, жидких и газообразных химикатов, пока не получили в России большого распространения, хотя их развитие весьма перспективно.

Морской транспорт — один из старейших видов транспорта, использующий для массовой перевозки грузов и пассажиров преимущества дешевого естественного водного пути (океаны, моря и морские каналы) [1].

Морской торговый флот дореволюционной России, а затем и Советского Союза был одним из крупнейших в мире, занимая по общему тоннажу и объему грузооборота 5—7 места. Распад СССР серьезно подорвал роль морского транспорта России и в каботажных, и в экспортных перевозках.

Речной транспорт России специализируется главным образом на перевозках минерально-строительных материалов (3/4 всех грузов) лесных, нефтяных и сезонных грузов — зерна, овощей и бахчевых. Более 2/З всего грузооборота отечественного водного транспорта приходится на Волго-Камский бассейн, а наиболее грузонапряженный участок этого бассейна отрезок Волги от Камского устья до Самары. Волго-Камский бассейн соединен с соседними речными бассейнами. Через Волго-Балтийский водный путь — с Онежским и Ладожским озерами, реками Свирь и Нева, а также с Финским заливом Балтийского моря. Беломоро-Балтийский канал обеспечивает выход из Волго-Балта в Белое море. Верховья реки Сухоны соединены каналом с Волго-Балтом, что дало прямой выход из Волжского бассейна в бассейн Северной Двины. Волго-Донской канал соединяет Волгу с бассейном Дона и открывает путь в Азовское и Черное моря. Таким образом, в европейской части сформировалась единая глубоководная внутренняя транспортная система, объединяющая основные речные бассейны и крупнейшие озера в единое целое.

Автомобильный транспорт — вид транспорта, осуществляющего перевозки грузов и пассажиров на автомобилях (грузовых, легковых, автобусах, автотягачах и прицепных повозках). Играет неоправданно скромную роль и в грузовых и пассажирских перевозках современной России.

Воздушный транспорт — самый скоростной и в то же время самый дорогой вид транспорта, что предопределило его весьма ограниченное применение для грузоперевозок. В основном этим видом транспорта перевозятся дорогие, скоропортящиеся грузы. И прогнозы, которые делались в 60-х гг. о том, что перевозки грузов воздушным транспортом приобретут преимущественное значение, пока не оправдываются. Гораздо большую роль играет авиасообщение в дальних пассажирских перевозках.

Передача электроэнергии на расстояние является специфическим, узкоспециализированным и высокоэффективным видом транспорта. Передача электроэнергии на расстояние по высоковольтным линиям электропередачи (ЛЭП), как правило, обходится намного дешевле перевозки топлива на электростанции. Исключение составляет лишь транспортировка газа по трубопроводам большого диаметра. Электронный транспорт дает возможность объединения разрозненных электростанций в энергосистемы, что значительно повышает экономическую эффективность работы отрасли электроэнергетики в целом.

Всю транспортную системы можно поделить на транспортные сети исходя из масштаба который нам необходим и вида транспорта. Для планировки транспортной системы города и новых районов города всегда разделяют н транспортные сети исходя из того как и для чего будет использоваться тот или иной участок дороги.

Каждая транспортная сеть должна своевремменно и качественно обсдуживаться. Для того чтобы улучшить контроль за транспортной сетью и повысить её качество необходимо обеспечить наблюдение за транспортной сетью и своевременно учитывать все неполадки и инциденты происходящие на транспортной сети.

Актуальность.

Результаты протекающих в городе процессов и произошедших событий напрямую зависят от принятых городским управлением решением и мер. Решение вопросов связанных с транспортной инфороструктурой города является наиболее актуальным так городской округ имеет непрерывный рост. Оперативные данные о состоянии транспортной системы города, её безопастности и производительности характеризуется комплексом оценок состояния множества объектов. Сбор, накопление и обработка такой информации должна осуществляться с помощью автоматизированной информационной системы для получения возможностей своевременного и оперативно принятия мер в условиях реального времени для устранения инцидента.

Основными инцидентами на транспортной сети являются ДТП, которые образуют пониженную пропускную способность транспортных узлов и транспортных артерий. С марта 2018 по февраль 2019 в г. Самара было 1467 ДТП. Как правило основной причиной ДТП помимо человеческого фактора являются погодные условия и состоянии транспортной сети. Поэтому наиболее воздействующим фактором как на состоянии транспортной сети так и на причину возникновения ДТП приходятся коммунальные аварии. Основные периоды возникновения коммунальных аварий это поздняя осень и ранняя весна, так как именно в это время происходят большие температурные перепады и при помощи погодных условий происходит ухудшение состояния той или иной транспортной сети. Неполадка или поломка на трубопроводной транспортной сети в черте города прямым образом влияет на качество дорог и соответственно снижение пропускной способности автомобильной или железнодорожной транспортной сети.

Хорошим примером являются две крупные коммунальные аварии за период декабрь 2018 – февраль 2019. Прорыв трубы на улице Ташкенская и прорыв трубы на улице Мориса Тореза г. Самары. Обе эти аварии происходили в близости улицы Авроры и Московского шоссе и в момент происхождения этих аварий происходило ухудшения условий пользования этими транспортными артериями. В период устранения коммунальных аварий пробки в городе достигали 10 баллов по версии компании Яндекс.

Для того чтобы избежать подобных ситуаций и вовремя рассчитать маршрут из точки А в точку Б необходимо своевременно получить и учесть данные о состоянии транспортной системы в реальном времени.

На данный момент системами отслеживания состояния транспортной системы являются такие популярные сервисы как Яндекс. Карты, 2Гис, Google Карты. Наиболее точную информацию предоставляет сервис Яндекс.Карты, но при условие пользования им обычных пользователей не причастных к индентификации или устранению инцидента.

При точном и своевременном учёте данных о состоянии транспортной сети появится возможность корректировать маршруты общественного транспорта и устранять неполадки на транспортной сети. Автоматизированная информационная система позволят улучшить качество транспортной системы города, а её анализ позволит распределить нагрузку транспортного потока и скорректировать транспортную систему для удобства пользования как грузовому транспорту, так и пассажирскому.

1. Общая характеристика транспортной сети.

Транспортная сеть - совокупность всех видов транспорта (кроме морского). Характеризуется густотой, длиной, пропускной способностью (максимально возможным количеством грузов, проходящих через данный участок за определенное время). В транспортную сеть входят транспортные магистрали — основные транспортные пути, имеющие большое значение в системе производственно-территориальных связей. Степень развития транспортной сети характеризуется наличием транспортных узлов — пунктов, где сходятся линии нескольких видов транспорта (речной порт с подходящими к нему железными и шоссейными дорогами).

Транспортные пути различаются по функциям, пропускнойспособности, нагрузке, интенсивности потоков. Некоторые линии имеют местное, второстепенное(фидерные – подводящие), другие (транспортные магистрали) – гл. значение для сети и обслуживаемой еютерритории. Параллельные линии нескольких видов транспорта на одной тер. образуют полимагистрали. Транспортная сеть – часть транспортно-географической системы, в которую входят также сеть узлов, пунктови центров, транспортные потоки, транспортно-географические отношения (транспортное освоение тер., тяготение, доступность, удалённость и близость). Географическими характеристиками транспортной сетиявляются её конфигурация (геометрические очертания на карте), топологическая структура (взаиморасположение элементов сети), плотность (степень густоты и разрежённости по территории), протяжённость, пропускная способность узлов и участков. Конфигурация и топология сети предопределяютсягеографическим положением её элементов, особенностями исторического развития самой сети и тер., которуюона обслуживает, размещением сопряжённых с нею сетью городов и поселений, сетью природных барьеров и рек, особенностями экономики территории.

Транспортно-географическое положение - положение города, района (региона) или страны по отношению к транспортной сети, сети транспортных узлов и потоков. Особенности положения экономико-географических объектов определяются характером территориального охвата (выделяют макроположение, мезоположение и микроположение). Измеряется топологическими и функциональными показателями, доступностью. Определяется близостью илиудалённостью от важнейших соседних транспортных узлов и магистралей. Транспортно- географическое положение морских портов, напр., выгодно, если они расположены вблизи крупнейших центров потребления ипроизводства товаров, поступающих в порт или убывающих из него. Осн. виды транспортно-географического положения: центральное, периферийное, внутреннее, магистральное, транзитное, выгодное и невыгодное, тыловое (вдали от транспортных путей), тупиковое, прибрежное (приморское), предгорное.

Транспортные магистрали - важнейшие (главные) межрайонные транспортные пути и линии, обладающие высокой пропускной способностью или по которым проходят крупные транспортные потоки (грузо– или пассажиропотоки). Различаются по нагрузке (размеру потока), функциям (моно– и полифункциональные, см. полимагистрали), иерархии, видам транспорта. Протяжённые многовидовые транспортные магистрали, проходящие по тер. нескольких экономических регионов или стран, называются транспортными коридорами.

Транспортный узел - место схождения (расхождения) нескольких транспортных путей (дорог), где осуществляется перевалка грузов или пересадка пассажиров, а также сортировка транспортных средств. Узлы различаются по величинеобрабатываемого ими (или проходящего через них) транспортного потока (числу транспортных средств, грузов, пассажиров), функциям, числу входящих дорог (путей), модальности (числу видов транспорта: одномодальные – одновидовые; бимодальные – двухвидовые; мультимодальные – многовидовые; интермодальные – межвидовые). Транспортный узел, расположенный на одной площадке и управляемыйединым оператором, называется транспортным терминалом.

2. Классификация транспортных сетей

Классификация транспортных сетей может быть произведена по разным признакам. Классификация относительно используемых видов транспорта приведена на рис. 1. В соответствии с этой классификацией укрупненно транспортные сети можно разбить на три группы. По кратчайшим направлениям между пунктами перемещения могут перемещаться лишь немногие виды транспорта. Причем реальные пути их перемещения практически всегда отклоняются от прямолинейных вследствие необходимости обхода запретных районов, суверенных территорий, природных особенностей и т.п. Например, для воздушного транспорта в целях разумного ограничения пролета над иностранной территорией, облета воздушного пространства городов, повышения безопасности прокладываются воздушные коридоры, которые используются для прокладки различных маршрутов.

Естественные пути для перемещения являются наиболее древними транспортными сетями. Главным образом это реки и пригодные для перемещения внедорожных транспортных средств участки земной поверхности.

Основное количество грузов и пассажиров перемещается по дорогам. Дороги по особенностям перемещения делятся на рельсовые и безрельсовые. Из рельсовых дорог несколько особняком стоят монорельсовые дороги не только потому, что они используют один рельс, но и по причине особенностей привода используемых па них транспортных средств, расположения их над или под рельсом и т. п. Среди безрельсовых дорог можно выделить транспортные сети с направляющим устройством (механическим или бесконтактным), которые получают в последнее время все большее распространение не только в пределах производственных помещений, но и для городского транспорта (например, системы типа Translohr, которые используют трамваи на обычных автомобильных колесах с одним направляющим рельсом).

Необходимо отметить, что транспортная сеть никогда не соответствует дорожной сети. В зависимости от габаритов и массы груза, параметров используемых транспортных средств транспортная сеть будет тем или иным фрагментом дорожной сети. Например, не по всем улицам города разрешено движение грузовых автомобилей, и в транспортной сети для них эти улицы будут исключены. Не все железнодорожные пути электрифицированы, причем на некоторых направлениях может использоваться постоянный, а на некоторых - переменный ток и т. д. Таким образом, можно сказать, что отдельные дуги транспортной сети специализируются на пропуске потоков отдельного вида, что приводит к формированию определенных структурных свойств сети.

Рисунок 1. Классификация транспортных сетей по использованию их видами транспорта

При проведении исследований из транспортной сети выделяют подсеть, предназначенную для движения определенного вида транспорта. Например, при исследовании пассажирских перевозок в городе выделяют подсети скоростного транспорта, электрического транспорта, пешеходного движения и т. п.

Важнейшей особенностью транспортных сетей является то, что они в общем случае, кроме промышленного транспорта, не входят в транспортную систему, а являются для нее внешней средой. При этом транспортные сети во многом определяют количественные и качественные характеристики работы транспортных систем. В то же время, если мы рассматриваем вопросы, связанные с движением транспортных средств, то транспортные сети включаются в исследуемую транспортную систему.

Городскую транспортную сеть образует совокупность улиц и транспортных проездов, а также подземные, надземные или наземные транспортные линии, которые могут быть не связаны с уличной сетью, например линии метрополитена, эстакадные или обособленные участки трамвайных линий и т. п. Определяющей особенностью городских транспортных сетей является их неразрывная связь с обслуживаемым городом, характеристиками расселения, особенностью застройки, рельефом местности, климатическими особенностями и т. д. Тесная связь между характеристиками транспортной сети и обслуживаемого города определяет присущую городским транспортным сетям индивидуальность, которая влияет на организацию работы транспорта, условия его работы, эффективность и т. п. Это объясняет невозможность избежать индивидуального изучения и оптимизации транспортной сети для конкретного города.

Много особенностей транспортных сетей связано с историей их развития. В исторических городах характеристики транспортных сетей определялись совершенно другими требованиями и достались нам в наследство из предыдущих эпох. Естественно, не всегда есть возможность и рационально модернизировать их под современные требования.

Транспортные сети новых городов планируют так, чтобы создать наиболее эффективные транспортные связи между различными районами и внешним транспортом и обеспечить их пропускную способность на перспективу В соответствии с этим Строительные Нормы и Правила (СНиП) предусматривают районирование городов и четкую классификацию транспортных связей по назначению и характеристикам.

Основные свойства транспортных сетей определяются их морфологическими характеристиками (характеристики формы и строения сети). Для определения морфологических характеристик транспортная сеть представляется в виде графа. Простые конфигурационные части сети называются структурными элементами, а сложные - структурными компонентами. Структурные элементы включают замкнутые контуры - циклы и линейные элементы - ветки. Структурные компоненты слагаются из этих элементов. В зависимости от наличия в сети структурных элементов сети делятся на три типа:

• древовидные, состоящие только из веток (рис. 2, а);

• циклические, включающие и циклы, и ветки (рис. 2, б);

• ячеистые, состоящие только из циклов (рис. 2, в).

Совокупность циклов, в которой у каждого цикла есть хотя бы одно общее ребро с другим циклом, представляет собой циклический остов. Древовидная (незамкнутая) структурная компонента называется дендритом. Дендриты в зависимости от своего положения относительно циклических компонентов делятся на соединительные, внутренние и внешние. Вершина, общая для дендрита и циклического компонента, называется корнем дендрита. От корня ведется отсчет значений топологического радиуса дендрита и выделяются топологические ярусы разветвления.

Сложность сети характеризуется числом топологических ярусов - замкнутых колец циклов. Ярусы выделяются, начиная с внешней границы остова. Первый ярус выделяется путем кругового обхода всех циклов, примыкающих к внешней границе остова и имеющих хотя бы одну общую вершину с внешней границей. Совокупность циклов в этом внешнем кольце образует первый топологический ярус. Следующий ярус выделяется путем кругового обхода внутренней границы первого яруса и отнесением к нему тех циклов, которые имеют с этой границей хотя бы одну общую вершину.

Рисунок 2. Топологические типы транспортных сетей

Моделирование транспортной сети.

Модель транспортной сети может быть представлена в виде графа. Граф - это фигура, состоящая из точек (вершин) и соединяющих их отрезков (звеньев). Вершины графа - эго точки на сети, наиболее важные для определения расстояний или маршрутов движения. Звенья графа - это отрезки транспортной сети, характеризующие наличие дорожной связи между соседними вершинами. Звенья графа характеризуются числами, которые могут иметь различный физический смысл. Чаще всего это расстояние, но может использоваться, например, и время движения. Ориентированные по направлению звенья графа называются дугами. Фактически всякое неориентированное звено графа включает в себя две равноценные, но противоположно направленные дуги. В зависимости от того, все или часть звеньев имеют направление, граф является ориентированным или смешанным.

Граф, каждая вершина которого может быть соединена некоторой последовательностью звеньев с любой его другой вершиной, называется связанным графом. Иначе говоря, каждая вершина связанного графа должна иметь как минимум одну входящую и одну выходящую дугу. Граф, моделирующий транспортную сеть, обязательно должен быть связанным, чтобы всегда был путь из любой вершины в любую другую вершину. Числа, характеризующие звенья такого графа, обычно выражают протяженность пути, время или стоимость проезда.

Для моделирования транспортной сети необходимо иметь:

• картографический материал; обычно это карты крупного масштаба, так как они позволяют с большой точностью делать замеры расстояний между пунктами;

• сведения о размещении основных объектов транспортной системы и ее среды (в зависимости от решаемой задачи: грузообразующие и грузопоглощающие предприятия, жилые массивы, места приложения груда и т. п.);

• дополнительные сведения из коммунальных и дорожных организаций в виде перечня улиц с характеристикой их проезжей части;

• сведения по организации дорожного движения, т. е. схемы организации движения на перекрестках, площадях и транспортных развязках, а также сведения о различных ограничениях движения, связанных с установленными дорожными знаками.

Основной проблемой при моделировании транспортной сети является выбор уровня детализации. Здесь приходится искать компромисс между точностью и затратами на исследования. Вероятно, 100 %-ная точность будет обеспечена, если мы учтем индивидуально маршруты поездок всех пользователей в течение всех дней в году. В то же время очевидна излишняя детализация такого подхода, гак как во многих случаях будут совпадать точки отправления (остановочные пункты, гаражи, склады), точки прибытия и маршруты следования. В аспекте времени тоже будет проявляться общность поведения пользователей. Для преодоления этих противоречий используется транспортное зонирование.

Транспортное зонирование - эго способ агрегирования индивидуальных потребностей пользователей в использовании транспортной сети для целей моделирования. Транспортное зонирование имеет две взаимосвязанные характеристики: количество зон, описывающих сеть, и их размер. Чем больше зон, тем соответственно меньше размер транспортных зон, которыми будет описываться транспортная есть. Как правило, для решения разных задач используется транспортное зонирование с различным количеством зон. При решении стратегических задач транспортного планирования используется меньшее количество зон, каждая зона покрывает достаточно большую площадь, например несколько жилых кварталов. При анализе конкретных транспортных проблем используют большое количество небольших по размеру зон для детализации ситуации на сети.

Участки транспортной сети, не относящиеся к изучаемому региону, делят на внешние транспортные зоны. Их необходимость определяется наличием внешних транспортных связей с изучаемым регионом. Размер внешней зоны принимают в зависимости от расположения в ней основных объектов тяготения для транспорта, выезжающего или въезжающего в изучаемый регион. Например, это может быть станция метро, вокзал, крупный терминал и т. п.

Изучаемый регион делится на внутренние транспортные зоны, размер и количество которых зависят от многих факторов. Например, для стратегических транспортных исследований Лондона его территория площадью 1700 км2 с населением 7,6 млн человек была разбита на 1 тыс. зон, а затем в процессе исследований они были объединены в 52 зоны (при исследовании перемещений на уровне 33 административных округов). При переходе на уровень исследования внутрирайонных связей на уровне города, наоборот, количество зон увеличилось до 2252 и в дальнейшем в свою очередь эти зоны делились на подзоны для детализации ситуации с дорожным движением.

Для удобства исследований зоны обычно разделяют на селитебные, в которых в основном проживает население, и промышленные, которые покрывают территории с производственными объектами.

Все атрибуты зоны условно привязывают к одной точке, которую называют центром зоны и которая не имеет физического аналога на местности. Центр зоны имеет с транспортной сетью условную связь, которая представляет средние затраты времени или среднее расстояние для прибывающих или выезжающих из зоны автомобилей (жителей) относительно узла транспортной сети, к которому эта условная связь «привязывает» центр зоны.

При выполнении транспортного зонирования следует придерживаться следующих правил:

1. Внутри зоны должна обеспечиваться транспортная и пешеходная доступность территории.

2. При начертании границ зон необходимо использовать естественные препятствия в виде рек, железных дорог и т. и. Если есть возможность, границы зон удобно совмещать с какими-либо административными границами, например границами муниципальных образований, выборных участков и т. д. Это облегчает использование статистической информации. Границы зоп не могут проходить по автомобильным дорогам и проводятся по возможности перпендикулярно им.

3. Зона должна включать (по возможности) территорию одного назначения: жилую, промышленную, рекреационную и т. п.

4. Площадь зон, как правило, коррелирует со скоростью перемещения. Чем выше скорость, тем больше площадь зоны и наоборот.

Имея эти данные, моделирование транспортной сети начинают с размещения вершин графа. За вершины графа принимают объекты транспортной системы, центры крупных жилых кварталов или небольших обособленных жилых пунктов и пересечения улиц. Каждой вершине присваивается порядковый номер или другое условное обозначение. После размещения вершин их связывают дугами или звеньями, образуя направленный граф.

Пример представления транспортной сети приведен на рис. 3. Треугольниками отмечены центры зон, окружностями - узлы транспортной сети. Зоны 7 и 8 являются внешними к изучаемой территории.

При построении модели транспортной сети особое внимание следует уделить максимально возможному уменьшению числа вершин. В противном случае транспортная сеть будет излишне сложна и определение кратчайших расстояний потребует длительного времени. С целью снижения размерности и ускорения расчетов для транспортных сетей больших городов используется микро- и макрорайонирование.

Микрорайонирование транспортной сети заключается в использовании в качестве вершин не пересечений дорожной сети (перекрестков), а центров транспортных микрорайонов.

Макрорайонирование (агрегирование) транспортной сети заключается в разбиении ее па отдельные подсети, расчеты по которым могут выполняться отдельно, а затем объединяться для получения общего результата. Этот способ особенно эффективен при пересчете расстояний из-за изменения дорожной обстановки, так как требуется пересчет только той подсети, в которой изменились транспортные связи.

Рисунок 3. Модельное представление транспортной сети

Уровень обслуживания определенного района транспортной сетью характеризуется таким показателем, как плотность. Плотность транспортной сети определяют отношением ее протяженности к площади обслуживаемого района.

Коэффициент охвата сети - это отношение протяженности транспортной сети к общей протяженности городской уличной сети.

Емкость транспортной сети определяется максимальным количеством транспортных средств, которое может находиться на ней одновременно. Она характеризует не только протяженность, но и рядность входящих в сеть дорог.

Пропускная способность всей транспортной сети, в отличие от отдельных ее элементов, не имеет до сих пор единого критерия оценки. Специалисты придерживаются различных критериев оценки этого показателя. В их работах пропускная способность транспортной сети оценивается по ее плотности, емкости, суммарной пропускной способности входных дорог относительно площади обслуживаемого района, условию возникновения затора на любом отрезке сети и т. д.

Основным назначением транспортной сети в транспортной системе является обеспечение перемещения транспортных средств. Упорядоченное транспортной сетью движение транспортных средств называют транспортным потоком, перемещение пассажиров и грузов - соответственно пассажиропотоком и грузопотоком, движение пешеходов - пешеходным потоком.

Для характеристики транспортных потоков используются следующие основные показатели: интенсивность движения, временной интервал, плотность движения, скорость.

Интенсивностью движения называют количество транспортных средств, проходящих через поперечное сечение дороги в определенном направлении или направлениях в единицу времени:

Интенсивность движения, приходящуюся на одну полосу дороги, называют удечьной интенсивностью движения. В смешанном потоке автомобилей транспортные средства разного типа занимают различную площадь дороги, имеют разные динамические характеристики, поэтому для сопоставимости оценок количество транспортных средств определенного типа приводят к легковому автомобилю с помощью коэффициентов приведения. Таким образом получают приведенную интенсивность движения:

где N - интенсивность движения автомобилей данного типа; ЛГ - соответствующие коэффициенты приведения для данной группы автомобилей; п - число типов автомобилей, на которые разделены данные наблюдений.

Именно приведенное значение Nnp используется в расчетах транспортных потоков и дорог. Промежуток времени (час, сутки, год), за который определяется интенсивность движения, зависит от цели исследования. Необходимо учитывать, что интенсивность движения характеризуется значительными колебаниями как но времени суток, дням недели и времени года, так и по участкам улично-дорожной сети.

Коэффициентом загрузки дороги (полосы) называется отношение интенсивности транспортного потока к пропускной способности дороги:

где (Р - существующая интенсивность движения; - пропускная способность дороги.

Для обеспечения бесперебойного движения необходим резерв пропускной способности, и поэтому принято считать допустимым z < 0,85. Если он выше, то данный участок следует считать перегруженным.

Для маршрутных пассажирских перевозок или линейных грузовых величина, обратная интенсивности движения, определяет временной интервал между транспортными средствами:

Плотность транспортного потока является пространственной характеристикой, определяющей степень стесненности движения на полосе дороги. Ее измеряют числом транспортных средств, приходящихся на 1 км протяженности дороги. Предельная плотность достигается при неподвижном состоянии колонны автомобилей, расположенных вплотную друг к другу на полосе. Предельное значение q составляет 170-200 авт./км в зависимости от состава потока.

При разных значениях плотности движения могут складываться разные уровни эксплуатационных условий по степени стесненности.

В зависимости от плотности потока движение по степени стесненности подразделяют на свободное, частично связанное, насыщенное и колонное.

Численные значения qt в физических единицах (автомобилях), соответствующих этим состояниям потока, весьма существенно зависят от параметров дороги и в первую очередь от ее плана и профиля, коэффициента сцепления, а также от состава потока по типам транспортных средств, что в свою очередь влияет на выбираемую водителями скорость.

Скорость движения является важнейшим показателем транспортного потока, так как определяет эффективность транспортной сети.

Следует различать различные характеристики скорости. В зависимости от методов измерения и расчета различают указанные далее разновидности скорости.

Мгновенная скорость va фиксируется в отдельных типичных сечениях (точках) дороги и в значительной степени влияет н

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: