В. Маркуц канд. техн. наук
© из книги В. Маркуц
«Транспортные потоки»
5.1 Методы определения пропускной способности пресечений и линий слияния автомобильных потоков
Пересечения автомобильных дорог являются одним из участков, на которых сосредотачиваются дорожно-транспортные происшествия, значительно уменьшается пропускная способность, наблюдается снижение скорости, а, зачастую, и полная остановка движения автомобильного транспорта (заторы).
Пропускная способность транспортного узла автомобильных дорог – это наибольшее количество автомобилей, которое может пропустить узел в единицу времени по всем направлениям. За единицу времени обычно принимают один час. Большинство узлов в одном уровне имеют меньшую пропускную способность чем подходящие к нему дороги вследствие наличия на узле опасных точек, задержки автомобилей перед светофорами, слияния потоков движения на соединительных линиях в пределах узлов и ряда других причин.
Пропускная способность транспортного узла зависит от многих факторов, в том числе:
- конструкции узла (схемы движения, число полос и т.д.),
- скоростей движения на узле, состава движения по главной и второстепенной дорогам,
- размера право- и лево поворотного движения,
- коэффициентов сцепления шин с покрытием,
- способа регулирования движения.
Методы расчёта пропускной способности транспортных узлов можно разделить на три группы:
- 1. расчёт по упрощённой схеме упорядоченного потока,
- 2. расчёт по схеме движения с использованием закономерностей формирования транспортного потока,
- 3. с использованием данных непосредственных наблюдений за режимом движения.
Результаты расчётов по этим методам в значительной степени различаются между собой.
Первый метод расчёта пропускной способности пересечений по упрощённой схеме упорядоченного потока обладает существенным недостатком, который делает его практически неприменимым. Распределение автомобилей в потоке принято упорядоченным, то есть интервалы времени в транспортном потоке принимаются равномерными и определяются по формуле:
τ = 3600/М ……………………………………..(5.1),
где τ - интервал времени между автомобилями, М – интенсивность движения.
Результаты, полученные с такими допущениями, не соответствуют действительности. Во первых, интервалы в транспортном потоке распределены крайне неравномерно. Величина, определённая по формуле (5.1), является лишь средним значением вариационного ряда интервалов времени между автомобилями в потоке. Каждый может убедиться в этом лично, выйдя на улицу города или на автомобильную дорогу. Например, если интенсивность движения по главной дороге 720 авт/час, то τ = 3600/720 равно 5 секунд. Это осредненное значение интервалов времени между автомобилями и его едва хватает, чтобы со стороны второстепенного направления совершить правый поворот, но явно недостаточно для прямого пересечения основного транспортного потока, не говоря уже о левом повороте, так как любой маневр может быть осуществлён лишь при наличии достаточно больших интервалов между автомобилями в пересекаемом потоке. И такие интервалы времени в транспортных потоках, даже самой большой интенсивности, существуют.
Метод профессора Е.М. Лобанова [25], основанный на более достоверном утверждении о неравномерном распределении интервалов времени в транспортном потоке даёт возможность получить лучшие результаты:
М – интенсивность движения на главном направлении (авт/час); Δt – граничный (приемлемый) интервал, который водители, двигающиеся по второстепенному направлению, считают безопасным для совершения какого-либо маневра (с); δt – равномерный интервал времени между автомобилями второстепенного направления (с); λ = М/3600 = τ-1, величина, обратная τ. Отсюда При третьем методе расчёта предельные соотношения интенсивностей движения на пересекающихся дорогах определяют непосредственными наблюдениями. В таблице 5.1 показано, что эти соотношения у различных авторов в значительной степени отличаются. Таблица 5.1 Пропускная способность нерегулируемых транспортных пересечений 
|
источник [4] стр.78 табл. İİ.7
|
источник [5] стр.167 табл. 4.3 | ||
| интенсивность движения по главной дороге в 2-х направлениях авт/час | количество автомобилей по второстепенной дороге в одном направлении авт/час | интенсивность движения по главной дороге в 2-х направлениях авт/час | количество автомобилей по второстепенной дороге в одном направлении авт/час |
| 800 | 290(160) | 750 | 75 |
| 700 | 320 (190) | 670 | 100 |
| 600 | 350(290) | 580 | 125 |
| 500 | 380(240) | 500 | 150 |
| 400 | 410(280) | 410 | 175 |
| 300 | 470(320) | 380 | 190 |
Примечание: цифры в скобках указывают пропускную способность по второстепенной дороге при неблагоприятных условиях, без скобок - при благоприятных условиях. Из сопоставления данных видно, что одинаковой интенсивности движения на главной дороге, например 500 авт/час, соответствуют различные интенсивности на второстепенной дороге: согласно источнику [6] стр.78 табл. İİ.7 – 380 авт/час; согласно источнику [9] стр.167 табл. 4.3 - 150 авт/час. Из вышесказанного следует, что для определения пропускной способности нерегулируемых транспортных пересечений не существует более точного аналитического метода расчёта. Поэтому целесообразным является использовать методы имитационного моделирования движения транспортных потоков с использованием вероятностных процессов. Математическая модель имитационного моделирования основана на методе статистических испытаний (метод Монте-Карло).