Организация дорожного движения на перекрестке

ВВЕДЕНИЕ

В связи с растущей автомобилизации нашей страны успешное решение задач обеспечения безопасности дорожного движения и предотвращения дорожно-транспортных происшествий (ДТП), является одним из важнейших условий, способствующих повышению продолжительности жизни граждан РФ и снижения показателей их преждевременной смертности.

Условия движения, особенно в городах, характеризуются все возрастающей сложностью. Высокая и все увеличивающаяся интенсивность движения - результат диспропорции между ростом автомобильного парка и сетью автомобильных дорог. Высокий уровень аварийности, связанный с человеческим фактором, - результат диспропорции между уровнями подготовки, транспортной культуры участников движения и массовости профессий водителя.

Увеличение интенсивности, изменение структуры и скоростных режимов транспортных потоков предъявляют все более жесткие требования к средствам управления и организации дорожного движения, призванным обеспечить необходимый уровень эффективности и безопасности движения. Резко возрастает цена ошибки не только участников движения, но и специалистов по организации и безопасности дорожного движения.

Исходные данные

Рисунок 1 - Схема пересечения

Значения интенсивности транспортных (авт./ч) и пешеходных (чел./ч) потоков

Коэффициенты загрузки транспортных потоков

- легковые автомобили (%;)

- грузовые автомобили грузоподъемностью от3 до 5 т (%)

- автобусы (%)

- коэффициент загрузки

1.      ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНЫХ И ПЕШЕХОДНЫХ ПОТОКОВ ПУТЕМ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕКРЕСТКА

.1 Расчет интенсивности движения

Расчет интенсивности проводится отдельно для пешеходных и транспортных потоков, по каждому направлению движения.

,

где - интенсивность движения автомобилей данного типа, авт./ч;

- коэффициент приведения для данной группы автомобилей согласно СНиП 2.05.02-85 принимаем =1 - для легковых автомобилей, =1,7 - для грузовых, =3,5 - для автобусов ;

 - количество типов автомобилей.

Таблица 1.1 - Интенсивности движения по типам автомобилей

Интенсивность движения для I направления:

Интенсивность движения для III направления:

Интенсивность движения для IV направления:

Интенсивность движения пешеходов (пятого и шестого направлений):

Nп1=700 чел/ч

Nп2=950 чел/ч

Таблица1.2 - Интенсивности движения по направлениям движения

Рисунок1.1 - Гистограмма распределения транспортных и пешеходных потоков

Рисунок 1.2 - Интенсивность транспортных потоков

1.2 Расчет пропускной способности дороги и коэффициента загрузки движения

Пропускная способность автодороги - это максимальное количество автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги в единицу времени. Пропускная способность многополосной дороги , с учетом влияния регулируемого пересечения определяется по формуле:

где - пропускная способность полосы движения, ед./ч;

- коэффициент много полосности, принимаем для четырех полосной дороги по всем направлениям=3,5;

 - коэффициент, учитывающий влияние регулируемого пересечения, принимаем α=0,5.

Пропускная способность полосы определяется по формуле

,

где - скорость движения транспортных средств, принимаем =60км/ч;

- динамический габарит автомобиля, м,

,

здесь - скорость движения транспортных средств, =16,66м/с;

- средняя длина транспортного средства в потоке, принимаем =5м.

Тогда пропускная способность четырех полосной дороги

Коэффициент загрузки дороги определяется по формуле:

,

где - интенсивность движения на автодороге по всем направлениям, ед./ч;

- пропускная способность дороги, ед./ ч

2. АНАЛИЗ КОНФЛИКТНЫХ ТОЧЕК И КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЗАДАННОМ ОБЪЕКТЕ УДС И ВЫЯВЛЕНИЕ НЕДОСТАТКОВ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ОДД

Места возникновения конфликтных ситуаций, где пересекаются, сливаются или разделяются траектории движения потоков, называют конфликтными точками. Зона конфликтных ситуаций характеризуется увеличением времени задержек транспортных средств и повышением вероятности возникновения ДТП. В задании рассматривается пересечение - перекресток с двумя улицами двустороннего движения.

Рисунок 2.1 - Конфликтные точки перекрестка

точки отклонения n_o= 2

точки слияния n_c= 2

точки пересечения n_п= 6

Оценка слoжности транспортного узла основана на вычислении показателя сложности по выражению:

m<40 - узел простой

 ^,

где N_iп и N_jп - интенсивность движения соответственно потоков i и j, образующих конфликтную точку пересечения, ед./ч;

N_iс и N_jс - интенсивность движения соответственно потоков i и j, образующих конфликтную точку слияния потоков, ед./ч;

N_iо и N_jо - интенсивность движения соответственно потоков i и j, образующих конфликтную точку отклонения, ед./ч.

6,164

3. РАЗРАБОТКА И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

3.1 Критерии ввода светофорной сигнализации

Введение светофорного регулирования ликвидирует наиболее опасные конфликтные точки, что способствует повышению безопасности движения. Вместе с тем, появление светофора на перекрестке, вызывает транспортные задержки даже на главной дороге, порой весьма значительные из-за характерной для этой дороги высокой интенсивности движения и господствующего в настоящее время жесткого программного регулирования. Таким образом, введение светофорного регулирования является не всегда оправданным и зависит, прежде всего, от интенсивности конфликтующих потоков и от числа и тяжести ДТП.

В соответствии с ГОСТ Р 52289-2004 "Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств" транспортные светофоры, а также пешеходные светофоры следует устанавливать на перекрестках и пешеходных переходах при наличии хотя бы одного из следующих условий.

Условие 1 задано в виде сочетаний критических интенсивностей движения на главной и второстепенной дорогах, необходимых для установки светофора (табл. 4.1 методических указаний). Введение светофорного регулирования считается оправданным, если наблюдаемая на перекрестке интенсивность конфликтующих транспортных потоков в течение каждого из любых 8 часов обычного рабочего дня не менее заданных сочетаний.

Данное условие выполняется в заданном перекрестке, интенсивности конфликтующих потоков N2, N3 и N5, N7 имеют большее сочетание, чем критические интенсивности движения заданные в статистических таблицах.

Условие 2 задано в виде сочетания критических интенсивностей конфликтующих транспортного и пешеходного потоков. Введение светофорного регулирования считается оправданным, если в течение каждого из любых 8 часов рабочего дня по дороге в двух направлениях движется не менее 600 ед./час (для дорог с разделительной полосой 1000 ед./час) транспортных средств и в то же время эту улицу переходят в одном, наиболее загруженном направлении не менее 150 чел. в час.

Для населенных пунктов с населением менее 10000 человек, значения критических интенсивностей движения, оговоренные условиями 1 и 2, снижаются на 30%.

Условие выполняется в заданном перекрестке, в направлениях N2, N3 в сумме движется 1030 автомобилей\час и в то же время эту улицу переходят конфликтуя с этими потоками 700 пешеходов\час.

По выполнению двух выше изложенных условий можно сделать вывод, что на данном перекрестке необходимо установить светофорное регулирование.

Условие 3 заключается в том, что светофорное регулирование вводится, когда условия 1 и 2 целиком не выполняются, но оба выполняются не менее чем на 80%.

Условие 4 задано определенным числом ДТП. Введение светофорного регулирования считается оправданным, если за последние 12 месяцев на перекрестке произошло не менее 3 ДТП (которые могли бы быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации) и хотя бы одно из условий 1 и 2 выполняется не менее чем на 80%.

Перевод светофоров на режим желтого мигающего сигнала (или применение для этих целей специального транспортного светофора) осуществляют при снижении интенсивности движения до 50% от норм, оговоренных условиями 1 и 2. Кроме этого, специальные транспортные светофоры (мигающий желтый) могут применяться и при более низкой интенсивности на опасных участках, где не обеспечена видимость на расстоянии, достаточном для остановки транспортного средства в случае необходимости.

Перечисленные положения разработаны с учетом зарубежного опыта и специфики наших условий. Соблюдение этих положений в принципе должно обеспечить экономическую целесообразность введения светофорного регулирования. Вместе с тем, в каком бы виде не были представлены указанные нормативы, они не смогут охватить всего многообразия случаев, встречающихся на практике. Поэтому, рассматривая условия 1 - 4 в качестве критериев введения светофора, необходимо в каждом конкретном случае проводить технико-экономический анализ. При соответствующем обосновании светофоры могут быть установлены на перекрестке и при не выполнении условий 1 - 4.

3.2 Организация пофазного разъезда ТС

Пофазный разъезд обеспечивает разделение конфликтующих потоков во времени. Число фаз, следовательно, и выделенных групп транспортных и пешеходных потоков в соответствующих фазах зависит от характера конфликтных точек на перекрестке и интенсивности движения в каждом направлении. С точки зрения безопасности движения, число фаз должно быть таким, чтобы не было ни одной конфликтной точки. Вместе с тем, увеличение числа фаз ведет к увеличению длительности цикла и, что особенно важно, увеличению его непроизводительных составляющих - числа и суммарной длительности промежуточных тактов.

В процессе пофазного разъезда каждый участок движения получает право на пересечение стоп-линии, как правило, лишь в одной фазе. С ростом их числа время ожидания права проезда каждого участника движения увеличивается, следовательно, увеличивается суммарная задержка на перекрестке. Кроме того, каждой фазе должна соответствовать минимум одна своя полоса движения на подходах к перекрестку. В противном случае реализовать пофазный разъезд не удастся. Выделение для каждой фазы своей полосы (или полос) движения в свою очередь приводит к недоиспользованию пропускной способности полосы. Следствием этого является уменьшение пропускной способности перекрестка с ростом числа фаз.

Таким образом, определение оптимального числа фаз регулирования является решением компромиссным. В интересах высокой пропускной способности следует всегда стремиться к минимальному числу фаз настолько, насколько позволяют условия безопасности движения.

В простейшем случае, когда преобладает движение в прямых направлениях, разъезд ТС может быть организован по двухфазному циклу.

Применение трех и более фаз связано, как правило, с высокой интенсивностью левоповоротных потоков или пешеходного движения. Появление третьей фазы открывает возможность для различных вариантов организации движения. Основные принципы пофазного разъезда:

а) стремиться к минимальному числу фаз в цикле регулирования;

б) учитывать, что допускается совмещать в одной фазе:

·   лево поворотный поток, конфликтующий с определяющим длительность фазы встречным потоком прямого направления, если лево поворотный поток не превышает 120 авт./ч;

·   пешеходный и конфликтующие с ним поворотные транспортные потоки, если пешеходный поток не превышает 900 чел/час, а поворотные не превышают 120 авт./ч.

в) не выпускать из одной и той же полосы ТС, движение которых предусмотрено в разных фазах, т. е. полосы движения закрепляют за определенными фазами;

г) стремиться к равномерной загрузке полос. Интенсивность движения, в среднем приходящаяся на одну полосу, не должна превышать диапазон 600-700 ед/час;

д) при широкой проезжей части (3 полосы движения и более в одном направлении) следует рассматривать возможность поэтапного перехода пешеходами улицы в течение двух следующих друг за другом фаз регулирования.

транспортный пешеходный поток перекресток

3.3 Определение геометрических параметров пересечения

При разработке проектов реконструкции улицы необходимо предусматривать отделение тротуаров от проезжей части разделительными полосами, ширина которых в соответствии с требованиям СНиП “Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов“ принимается равной для магистральных улиц - 3м, для жилых улиц - 2м.

Для предотвращения неконтролируемого выхода пешеходов на проезжую часть улиц в наиболее опасных местах при отсутствии разделительных полос между тротуаром и проезжей частью необходимо применять направляющие пешеходные ограждения. Их наличие, кроме обеспечения безопасности движения, способствует повышению скорости движения ТС, а, следовательно, и пропускной способности проезжей части.

Длина направляющих пешеходных ограждений должна быть не менее 50 метров.

Расчет ширины тротуаров:

Ширина тротуаров определяется с учетом категории и назначения улицы и дороги в зависимости от максимальных размеров пешеходного движения, а также размещения в пределах тротуаров опор, мачт, деревьев и т.п. по формуле:

,

где N - интенсивность пешеходного движения, пеш/ч;

P - расчетная пропускная способность полосы пешеходного движения, принимаем Р= 800 пеш./ч;

b_n - ширина полосы пешеходного движения (для пешеходных переходов и лестниц - 1 м, для прочих пешеходных путей - 0,75 м );

b_в - полоса безопасности, составляющая 0,6 м в сторону проезжей части или велодорожки и 0,3 м в сторону застройки

b_д - дополнительная полоса тротуара от 0,5 до 1,2 м при наличии в его пределах мачт освещения, опор контактной сети и т.п.

4. РАСЧЕТЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ НА ЗАДАННОМ ПЕРЕКРЕСТКЕ

4.1 Расчет циклов светофорного регулирования

Определение потоков насыщения - , ед./ч, проводят по эмпирическому методу - при движении из полосы поток насыщения равен:

-в прямом направлении

, (10)

где - ширина проезжей части в данном направлении, данной фазы, принимаем =3,75м;

в поворотном направлении для однорядного движения

, (11)

где R - радиус поворота, согласно ВСН25-86 принимаем равным 5 м;

Для случая движения ТС прямо, а также налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и право поворотного потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения, полученный по формуле (5.1) корректируют:

, (13)

где a, b, c - интенсивность движения ТС соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

Определение потоков насыщения для I фазы работы светофоров:

второе направление прямо:

третье направление прямо:

первое направление поворот налево:

первое направление поворот направо:

Определение потоков насыщения для II фазы:

первое и четвёртое направление прямо:

Определение фазовых коэффициентов. Фазовые коэффициенты определяют для каждого направления движения на перекрестке в данной фазе регулирования:

где и - соответственно интенсивность движения и поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед./ч.

За расчетный (определяющий длительность основного такта) фазовый коэффициент принимается наибольшее значение в данной фазе. Меньшие значения могут быть использованы в дальнейшем для определения минимально необходимой длительности разрешающего сигнала в соответствующих этим коэффициентам направлениях движения.

Определение фазовых коэффициентов для I фазы:

второе направление прямо :

третье направление прямо :

первое направление поворот налево:

первое направление поворот направо:

Определение фазовых коэффициентов для I1 фазы:

первое и четвёртое направление прямо:

четвёртое и первое направление прямо:

Длительность промежуточного такта. В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал светофора со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый, смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекресток (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе). Обычно промежуточный такт обозначается желтым сигналом светофора. Учитывая, что в период его действия возможно движение транспортных средств, водители которых, находясь в непосредственной близости от стоп-линии, не смогли своевременно остановиться в момент его включения, длительность желтого сигнала не должна быть менее 3 с. С другой стороны, для безопасности движения (для предотвращения злоупотреблений водителями правом проезда на желтый сигнал), его длительность не делают более 4 с.

Длительность промежуточного такта , с, определяется по формуле:

,с

где VA - средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения, км/ч;

аT - среднее замедление транспортных средств при включении запрещающего сигнала, аT = 3 - 4 м/c;

lI - расстояние до ДКТ, принимаем lI =5м;

lA - длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в по токе, принимаем lA = 6м.

В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал светофора. Время, которое потребуется для этого пешеходу определяется по формуле:

,

где  - расчетная скорость движения пешеходов, = 1,3 м/с².

- длина пешеходного перехода, =15м.

В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее значение из или . Длительность округляют до целого числа. По произведенным расчетам принимаем длительность промежуточного такта равным 3 с.

Определение длительности цикла и основных тактов. Длительность цикла , с, определяется по формуле:

,

 принимаем 46 с.

где - сумма промежуточных тактов за две фазы, Т_п =6 с.;

- сумма фазовых коэффициентов Y =0.41+0.27=0.68

Длительность основного такта в I-й фазе , с, регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффициенту этой фазы и равна:

,

 , принимаем 22 с.

Для 2-й фазы:  , принимаем 18с.

где - фазовый коэффициент в I-й фазе регулирования.

Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-либо направлению, c, рассчитывается по формуле:

,

Рисунок 4.1 - Светофорная фаза 1 Рисунок 4.2 - Светофорная фаза 2

Рисунок 4.3 - Светофорная схема перекрестка

Таблица 4.1 - График светофорной сигнализации

4.2 Расчет коэффициента конфликтной загрузки после внесений изменений в перекресток

Рисунок 4.4 - Конфликтные точки в 1 фазе: точка пересечения n_п= 1

Точка пересечения была допущена в связи с небольшой интенсивностью движения лево поворотного потока.

Коэффициент конфликтной загрузки:

0,78

Коэффициент конфликтной загрузки уменьшился почти в 10 раз, по сравнению с перекрестком без светофорного регулирования.

t_DI =  ,

где t_DI - средняя задержка, с;

Т_ц - длительность цикла регулирования, с;

 - эффективная доля данной фазы в цикле регулирования ( t_I - продолжительность горения соответствующего разрешающего сигнала, с);

 - степень насыщения фазы регулирования,

где М_нI - поток насыщения для данного направления движения.

Величину потока насыщения М_н для одной полосы независимо от направления движения следует принимать равной 1800 пр. ед./ч.

I фаза:

Степень насыщения фазы регулирования

Средняя задержка в данном направлении

 фаза: Степень насыщения фазы регулирования

Средняя задержка в данном направлении

Средняя задержка одного транспортного средства на перекрестке при данном варианте схемы по фазного разъезда определяется по формуле

где m - число выделенных направлений движения;

N_прI - интенсивность движения на перекрестке, ед./ч.

I фаза:

II фаза:

Средняя задержка пешеходов, пересекающих перекресток в I - м сечении, может быть приближенно определена по формуле

,

фаза

фаза

Средняя задержка одного пешехода на перекрестке при данном варианте схемы по фазного разъезда вычисляется по формуле:

 ,

где К - число пешеходных переходов на перекрестке;

N_пI - интенсивность движения пешеходов в данном сечении, пеш./ч.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе было проведено ряд мероприятий позволяющих улучшить организацию движения на предложенном перекрестке, а именно - организованно движение с помощью установки на перекрестке светофорной сигнализации по двум фазам. Для установления светофорной сигнализации произведен расчет следующих параметров: число фаз, порядок разъезда транспортных средств, потоки насыщения, фазовые коэффициенты, длительность цикла и основные такты регулирования, а также степень насыщения направлений движения и средневзвешенную задержку транспортных средств на перекрёстке.

Разработанный участок УДС соответствует требованиям ГОСТов, регулирующих правила организации дорожного движения

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Горев А.В., Олещенко Е.М. Организация автомобильных перевозок и безопасность движения. - М.: Академия, 2006.

.        ГОСТ 23457-79. Технические средства организации дорожного движения. - М.: ИКЦ Академкнига, 2005.

.        Кременец Ю.А. и др. Технические средства организации дорожного движения. - М.: ИКЦ Академкнига, 2005.

.        Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения. - М.: Транспорт, 2002.