CC BY
54
Irai
Транспорт
мобиль устанавливается на специальные платформы вибростендов, которым по очереди сообщаются вертикальные колебания. На основе метода BOGE/MAXA работают стенды производства фирм МАНА и SACHS (рис. 2). Метод EUSAMA в своих стендах используют такие фирмы, как BOSCH, HOFMANN, Muller Bem, SUN (рис. 3).
Принцип работы существующих вибростендов основан на сообщении их опорным платформам вынужденных колебаний, которые в свою очередь вызывают колебания колёс диагностируемой оси автотранспортных средств, тем самым, имитируя неровности дороги [1].
Таким образом, на сегодняшний день можно выделить только два метода оценки технического состояния системы подвески автотранспортных средств, которые более точно позволяют выяснить её техническое состояние. Это научно обоснованные и подкрепленные соответствующим оборудованием методы BOGE/MAHA и EUSAMA [2]. При использовании метода EUSAMA измеряется нагрузка на колеса диагностируемой оси в момент резонанса. При использова-
нии метода ВОСЕ/МЛИЛ измеряется амплитуда колебания опорных платформ в момент резонанса. Однако данные диагностические параметры являются косвенными, и по ним невозможно оценить реальное значение коэффициента сцепления колеса с дорогой, который непосредственно влияет на активную безопасность автотранспортных средств. А также методы ВОСЕ/МЛИЛ и ЕШвЛМЛ имеют ряд недостатков - на результаты диагностирования в определенной степени влияют состояние шарниров, пружин, стабилизаторов, давление в шинах, боковые силы и т.д. [3].
Существующие методы контроля технического состояния систем подвески автотранспортных средств не оценивают в процессе диагностирования количественно и качественно изменения боковых реакций на колесах диагностируемой оси. А ведь именно боковые реакции обеспечивают устойчивость и управляемость автомобиля. Поэтому необходим новый метод контроля технического состояния подвески, позволяющий контролировать изменение боковых реакций на колесах при работе подвески автотранспортных средств.
Библиографический список
1. Самара-лада/Тюнинг автомобилей. Режим доступа: http://www.samara-lada.ru/tuning/articletuning.html.
2. Автосканеры: оборудование для диагностики и ремонта автомобилей. Режим доступа: http://www.autoscaners.ru
3. ИНЖТЕХсервис: комплекс оборудования для авторемонта. Режим доступа: http://www.engtech.ru
УДК 621.879
УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ДВИЖЕНИЯ НА СКОРОСТНЫХ ДОРОГАХ ГОРОДСКИХ И УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
А. В. Зедгенизов1, А. Ю. Михайлов2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены способы управления скоростью движения транспортных средств на скоростных автомагистралях и урбанизированных территориях. Проведен сравнительный анализ результатов, полученных в большинстве развитых стран мира при управлении скоростью, транспортными потоками. Рассмотрены способы гармонизации скорости, которая подразумевает такое управление, при котором средняя скорость потока близка при данных дорожных условиях к интенсивности движения, при этом другим оптимизируемым параметром транспортного потока является дисперсия скорости. Ил.7. Табл.1. Библиогр.16 назв.
Ключевые слова: управление скоростью; гармонизация скорости; адаптивное управление скоростью; мониторинг транспортных потоков.
SPEED CONTROL ON HIGHWAYS IN CITIES AND URBAN AREAS A.V. Zedgenizov, A.Yu. Mikhailov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors deal with the methods to control the speed of vehicles on highways and in urban areas. They perform a comparative analysis of the results obtained in most developed countries in controlling the speed and traffic flows. They consider the ways of speed harmonization. The last implies such a control, when the average speed of the flow is close
1Зедгенизов Антон Викторович, кандидат технических наук, доцент, тел.: (3952) 405353, e-mail: azedgen@mail.ru Zedgenizov Anton, Candidate of technical sciences, Associate Professor, tel.: (3952) 405353, e-mail: azedgen@mail.ru
2Михайлов Александр Юрьевич, доктор технических наук, профессор, тел.: (3952) 405408, e-mail: road@istu.edu Mikhailov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor, tel.: (3952) 405408, e-mail: road@istu.edu
to the traffic intensity at these road conditions, and the other optimized parameter of the traffic flow is the speed dispersion.
7 sources. 1 table. 16 sources.
Key words: speed control; harmonization of speed; adaptive speed control; monitoring of traffic flows.
В настоящее время в технической литературе по управлению движением на фривеях используются термины Freeway Management и Active Traffic Management [2, 3, 16]. В современной американской практике управление транспортными потоками на фривеях объединено в понятии Freeway Management, что гораздо шире термина Traffic Control и включает следующие позиции:
• регламенты и правила застройки (zoning codes, zoning regulations), местные законодательные акты, регламентирующие использование прилегающих к фривеям территорий;
• нормы проектирования фривеев: взаимное размещение развязок; протяженность зон перестроения (расстояния между примыканиями рамп на въезд и выезд) и т.д.;
• управление доступом к фривеям (Access Control или Access Management);
• управление транспортными потоками - весь набор средств и методов Интеллектуальных транспортных систем (ИТС) и АСУДД: мониторинг потоков в режиме реального времени; фиксация ДТП; управление потоками в случае заторов; управление потоками в сложных погодных условиях; управление потоками при эвакуационных мероприятиях; всевозможные системы информирования водителей (дорожные информационные табло, интернет, мобильная связь, радио).
Термин активное управление движением (Active Traffic Management) появился в Англии и означает управление транспортным потоком в режиме реального времени со сбором информации о состоянии потока по всей протяженности трассы, а не в отдельных ее участках (например, в местах часто возникающих заторов). В настоящее время активное управление движением получило широкое распространение в Европе, США и Австралии.
Эффективность управления фривеями подтверждается данными мониторинга состояния потоков транспортных средств (таблица) [3].
В состав инструментария как управления транспортными потоками на фривеях, так и активного
управления движением входит применение изменяемых ограничений скорости Variable Speed Control. Поскольку в российской практике организации дорожного движения (ОДД) пока еще нет утвержденной терминологии в области управления скоростными дорогами (Freeway Management), предлагается использовать адаптивное управление скоростью в качестве перевода термина Variable Speed Control.
Адаптивное управление скоростью (Variable Speed Control) - оптимизация состояния транспортного потока на проезжей части фривея посредством управления скоростью движения потока. Достигается оно применением управляемых дорожных знаков, информирующих о пределе скорости движения, которого должны придерживаться водители для обеспечения безопасных и эффективных условий движения. Адаптивное управление основывается на данных о состоянии транспортного потока (интенсивности движения, плотности потока и т.д.) в режиме реального времени, т.е. предполагает непрерывный мониторинг. В случаях, когда интенсивность движения приближается к пропускной способности фривея, регулирование пределов скорости позволяет избежать вхождения потока в зону диаграммы скорость - интенсивность движения, соответствующую нестабильному состоянию потока, и при этом обеспечить пропуск максимального количества транспортных средств. В свою очередь это требует слежения за соблюдением рекомендуемого ограничения скорости .
Соответственно при применении изменяемых ограничений скорости (Variable Speed Limits System -VSLS) основными техническими средствами управления транспортными потоками являются:
• средства непрерывного мониторинга в режиме реального времени состояния транспортного потока (к числу отслеживаемых параметров относятся скорость потока, плотность потока, интенсивность, интервалы в потоке) и средства мониторинга погодных и дорожных условий (дождь, снег, гололед, штормовой ветер, туман и т.д.);
Эффективность мероприятий по управлению фривеями [3]
Показатель Изменение показателя
Продолжительность поездки Уменьшение от - 20% до - 48%
Скорость сообщения Увеличение от + 16% до + 62%
Пропускная способность фривея Увеличение от + 16% до + 62%
Количество ДТП от - 15% до - 50%
Расход топлива Уменьшение на 41% в границах загруженных участков УДС
—ь
Ш 1 J
Рис. 1. Гармонизация скорости потока и временное разрешение движения по обочине (указывает управляемое
табло), имеющей дорожную одежду (Германия)
Рис. 2. Гармонизация скорости потока на фривее в Копенгагене в период производства дорожных
работ (Дания)
Рис.3. Гармонизация скорости потока на фривее Дельфт - Роттердам (Голландия). Снижение скорости до 50 км/ч применяется в случаях, когда детекторы фиксируют образование ударной волны
• многопозиционные управляемые светодиодные дорожные знаки и светодиодные информационные табло. Последние дают разнообразную информацию: объяснение причины или необходимости снижения скорости, рекомендуемое нижнее значение скорости и т. д.
Преимущества применения Variable Speed Limit Systems - VSLS уже доказаны практикой ОДД в конце 1990-х годов [14], которая в краткой форме приведена ниже и дополнена данными из источников, изданных позднее.
Австралия. Первая система наблюдения за скоростью движения и предупреждения о туманах была применена на юге Сиднея в 1993 г. на участке протяженностью 6 миль (10 км). В результате количество случаев превышения скорости снизилось на 60%. По данным австралийских изданий опыт эксплуатации VSLS в последнем десятилетии показал очень высокую эффективность, отношение «экономический эффект - затраты» составляет 11:1 [16].
Великобритания. Первая система "Controlled Motorway Pilot Scheme" была внедрена на 23 км участка дороги М25 на границе Лондона. Система предназначена исключать остановки движения в пиковые периоды (интенсивность в одном направлении достигала 10 000 авт/ч). В зависимости от наблюдаемого значения интенсивности применялись пределы скорости 70, 60 и 50 миль/ч (113, 80 км/ч). Управляемые знаки ограничения скорости размещены с 1-го км, при этом скорость может быть изменена вручную с пульта управления. Соблюдение скорости фиксируется фоторадарами. Было отмечено существенное изменение поведения водителей, поток стал более равномерно распределяться по полосам движения, увеличилась средняя дистанция между транспортными средствами.
Германия. Первый анализ эффективности систем VSLS был выполнен в 1996 г., когда в стране эксплуатировалось 70 участков. Системы применялись на участках с опасными условиями, в особенности там, где опасные ситуации вызваны погодными условиями. Системы VSLS сообщали пределы скорости и причины их назначения (туман, гололед, штормовой ветер, ДТП). По данным статистики уровень аварийности снизился на 25%. В рассматриваемый период цена системы составляла 0,4-0,7 млн долл. на километр.
Голландия. Система наблюдения за скоростным режимом и оповещением об изменяемых пределах скорости начала применяться с 1992 г. и уже в 1995 г. обслуживала 200 км магистральных дорог. В зависимости от условий видимости применяются пределы
скорости 100, 80 и 60 км/ч. В результате время движения сократилось от 5 до 15%, а количество «вторичных» аварий, вызванных резким снижением скорости из-за возникшего ДТП, снизилось на 50%. В рассматриваемый период цена системы составляла 0,7-1 млн дол. на километр.
Специальная УБ1.Б была устроена в 1992 г. на скоростной дороге А2 между Амстердамом и Утрехтом. Система обслуживает имеющий три развязки участок длиной 20 км, на котором управляемые табло скорости размещены с интервалом 1 км. Цель устройства системы - предупреждение частых заторов на одной из развязок путем снижения скорости. Верхний предел скорости составляет 120 км/ч. В зависимости от состояния потока транспортных средств, фиксируемого детекторами, применяются ограничения скорости 90, 70 и 50 км/ч. Исследования показали, что внедренная система хорошо воспринимается водителями, скорости снизились на всех полосах, уменьшилось количество случаев образования ударных волн, в транспортных потоках уменьшилась доля малых интервалов между транспортными средствами, соответственно возросла средняя дистанция между транспортными средствами.
По данным более поздних публикаций [7], в Голландии в системах УБ1.Б последнего поколения продолжают развивать функции автоматической фиксации нарушителей скоростного режима. При этом на информационных табло выводится предупреждение: «Ваша скорость фиксируется». В результате количество нарушителей скоростного режима сократилось на 30-40% .
Финляндия. В 1996 г. был выполнен анализ эффективности предупреждения водителей о гололеде и других опасных ситуациях с применением гибкой системы ограничений скорости. Система УБ1_Б была внедрена на участке протяженностью 14 км и включала 36 управляемых знаков ограничения скорости. Участок был оборудован детекторами, регистрирующими до-
Рис. 4. Светодиодное информационное табло, сообщающее о верхнем и нижнем пределах скорости (источник: Speed Management Workshop January 9, 2000 TRB 79th Annual Meeting)
Рис. 5. Скоростная дорога М25, связывающая Лондон и
аэропорты Хитроу и Гартвик. В текущий момент плотность потока превысила 2050 авт./миля и введено ограничение скорости 50 миль/ч
рожные условия: снег, гололед, наличие влаги на покрытии, сильный ветер, ливни и туманы. В зависимости от условий движения назначались пределы скорости 80, 100 и 120 км/ч.
Быстро развивающееся активное управление транспортными потоками (Active Traffic Management) -разнообразный инструментарий. Одним из инструментов активного управления является гармонизация скорости (speed harmonization), применяющаяся в различных ситуациях (рис. 1-3).
Гармонизация скорости подразумевает такое управление, при котором средняя скорость потока близка к оптимальной при данных дорожных условиях и интенсивности движения, при этом другим оптимизируемым параметром транспортного потока является дисперсия скорости. В связи с этим при применении адаптивного регулирования скоростью с целью ее гармонизации водителям может сообщаться верхний и нижний пределы скорости, как это уже практикуется в США (рис. 4).
Примером системы, в которой применяется гармонизация скорости, основанная на свойствах диа-
Сеть дорог с активным управлением транспортными потоками в Puget Sound (Puget Sound Active Traffic Management Network)
- 1-405
- 1-90
SR 520 - SR 167
- SR 18
- SR 512
- SR 16
- SR 518
Рис. 6. Скоростные дороги агломерации г.Сиэтла (штат Вашингтон, США), на которых используется активное управление транспортными потоками
граммы транспортного потока, является участок дороги М25 на границе Лондона. Применяются введения ограничения скорости (рис. 5):
• с 70 миль/ч на 60 миль/ч, если плотность потока превышает 1650 авт./миля;
• 50 миль/ч, если плотность потока превышает 2050 авт./миля (см. рис. 5).
Рис.7. Пример гармонизации скорости на скоростной дороге (штат Вашингтон, США). Для трех полос движения, включая крайнюю левую, предназначенную для движения автомобилей с несколькими пассажирами или автобусов (HОV), на управляемых знаках выведено ограничение скорости 45 миль/ч. Информационное табло, расположенное над обочиной, информирует водителей о возникшем впереди заторе и рекомендует снизить скорость
Управляемые информационные табло размещаются с шагом 500 м, а детекторы - 300 м. Фиксация нарушений скорости производится фоторадарами. Важным успехом является восприятие системы водителями: 67% водителей высказались за продление участка, обслуживаемого VSLS.
Приведем примеры (рис. 6, 7) активного управления транспортными потоками, использующиеся в границах агломерации г. Сиэтла в штате Вашингтон (из презентации «Active Traffic Effortsin the Seattle Area» представленной на конференции 2008 Northwest Transportation Conference February 5, 2008). Гармонизация скорости используется на участках, где поток приближается к месту возникновения затора или значительного снижения скорости (ДТП или другая ситуа-
ция, создающая помехи движению). Гармонизация скорости на рассматриваемой сети скоростных дорог дала следующие результаты:
сокращение количества ДТП с пострадавшими -30%;
сокращение количества ДТП - 586 за три года. В контексте рассмотренных выше примеров следует отметить, что важное направление развития управлением скоростью движения - применение видеорадаров с фиксацией нарушителей скоростного режима (Automated speed enforcement - ASE). По мнению специалистов, этот компонент оказывает значительное влияние на поведение водителей и в целом повышает эффективность применения VSLS.
Библиографический список
1. http://ec.europa.eu/transport/road_safety/index_en.htm
2. http://international.fhwa.dot.gov/ Active Traffic Management/Active Traffic Management The Next Step in Congestion Management - International - FHWA.mht
3. http://ops.fhwa.dot.gov/freewaymgmt
4. http://www.biomedsearch.com/ Speed manage-ment/Euroup/Speed management and traffic calming in urban areas in Europe a historical view.mht
5. http://www.etcproceedings.org/seminar/traffic-management-and-road-safety-2/ Strategies and tools for speed management on European roads.htm
6. http://www.homezones.com
7. Hway-Liem Oei. Automatic Speed Management in the Netherlands //Transportation Research Record Volume 1560, 1996, рр. 57-64.
8. Huxford R. Child pedestrian safety in the UK: a strategy for reducing child pedestrian casualties. London: Thomas Telford Publishing; 1997. www.ice.org.uk/public/child.htm
9. Lockwood, Ian M. "ITE Traffic Calming Definition." ITE Journal, Vol. 67, No. 7 (July 1997): 22-24.
10. Mackie A. Urban speed management methods//TRL REPORT 363, 1998. 18 р.
11. Planning and designing 'home zones'//http://www.jrf.org.uk/
12. Reducing the speed limit to 20 mph in urban areas Child deaths and injuries would be decreased // http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/issues/118528/
13. Review of 20 mph Zone and Limit Implementation in England. Road Safety Research Report FINDINGS Department for Transport //Queen's Printer and Controller of HMSO, 2009. 4 р.
14. Special Report 254. Review of Current Practice for Setting and Enforcing Speed Limits //Committee for Guidance on Setting and Enforcing Speed Limits. TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, National Research Council, NATIONAL ACADEMY PRESS, WASHINGTON, D.C. 1998. 441 р.
15. Speed Management in Urban Areas A framework for the planning and evaluation process. Report no. 168 // The Danish Road Directorate,1999. 41 р.
16. Traffic Management Systems for Australian Urban Freeways// ARRB Consulting and SJ Wright & Associates, August 2006. 62 р.
УДК 656.212+519.876.2:872.6
ПРИМЕНЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ГРУЗОВЫХ ТЕРМИНАЛОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
А. Л. Казаков1, А. М. Маслов2
1Институт динамики систем и теории управления СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 134. 2Уральский государственный университет путей сообщения, 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66.
Рассматривается применение синтетического подхода к планированию грузовых терминалов железнодорожного транспорта, в качестве инструмента реализации синтетического планирования применяется системный анализ. Приводится методика, реализующая данный подход, которая базируется на имитационных моделях вагонопото-ка и работы железнодорожной станции. В основу построения имитационных моделей положены разработанная авторами математическая модель входящего вагонопотока и схема последовательных логистических транспортных сетей, предложенная П.А. Козловым и В.М. Николашиным. По результатам проведенного исследования сде-
1 Казаков Александр Леонидович, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, тел.: (3952) 453033, e-mail: kazakov@icc.ru
Kazakov Alexander Leonidovich, Doctor of Physics and Mathematics, leading research worker, tel.: (3952) 453033, e-mail: kazakov@icc.ru
2Маслов Александр Михайлович, ассистент, тел.: 89140043391, e-mail: maslove@mnm.ru Maslov Alexander Mihailovich, assistant, tel.: 89140043391, e-mail: maslove@mnm.ru
