CC BY
49
УДК 656.132.004.122
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИОРИТЕТА ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА НА РЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕКРЕСТКАХ
А.А. Лыткина1, А.Ю. Михайлов2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены способы снижения задержек городского пассажирского транспорта путем обеспечения его приоритета на регулируемых перекрестках. Приводятся критерии оценки эффективности активного и пассивного приоритета городского пассажирского транспорта. Определена область применения активного и пассивного приоритета на регулируемых перекрестках. Ил. 6. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: городской пассажирский транспорт; регулируемый перекресток; интенсивность движения; активный и пассивный приоритет городского пассажирского транспорта.
EFFICIENT USE OF URBAN PASSENGER TRANSPORT PRIORITY AT CONTROLLED JUNCTIONS A.A. Lytkina, A.Yu. Mikhailov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
Ways to reduce delays of urban passenger transport by providing its priority at controlled junctions are considered. The assessment criteria for the efficiency of active and passive priority of urban passenger transport are given. The application range of active and passive priority at the controlled junctions is determined. 6 figures. 3 sources.
Key words: urban passenger transport; controlled junction; traffic volume; active and passive priority of urban passenger transport.
В настоящее время для крупных и средних городов со сложившейся исторической застройкой характерна ситуация, когда рост уровня автомобилизации не сопровождается соответствующим развитием улично-дорожной сети, что влечет за собой исчерпание пропускной способности магистралей и, соответственно, возникновение заторовых ситуаций. Это сказывается крайне негативно на всех участниках дорожного движения, но наибольшее влияние данная ситуация оказывает на городской пассажирский транспорт (ГПТ) в силу его габаритных размеров и меньшей маневренности по сравнению с индивидуальным транспортом. Задача повышения качества перевозочного процесса на городском пассажирском транспорте во многом может быть решена путем обеспечения приоритетного пропуска транспортных средств (ТС) ГПТ через регулируемые перекрестки. В данной работе проводится оценка эффективности внедрения различных видов приоритета ТС ГПТ путем сравнения средних задержек транспорта на регулируемых перекрестках.
Основные методы обеспечения приоритетного пропуска ГПТ через регулируемые перекрестки можно разделить на две группы: активные и пассивные. Методы активного приоритета отличаются прямым воздействием ТС ГПТ на средства светофорной сигнализации; методы, относящиеся к пассивным - без тако-
вого. В мировой практике данные способы обеспечения приоритетного пропуска ГПТ через регулируемый перекресток широко известны, но отсутствуют методические рекомендации по применению того или иного способа обеспечения приоритета, в которых бы указывались конкретные значения интенсивностей ГПТ и прочего транспортного потока, при которых целесообразно внедрение того или иного способа обеспечения приоритета. Вследствие этого представляется интересным рассмотреть области эффективного применения различных способов обеспечения приоритета ГПТ на регулируемых перекрестках.
При моделировании активного приоритета ГПТ на регулируемом перекрестке рассматривались следующие варианты прибытия автобусов к перекрестку:
■ ТС ГПТ приходит к перекрестку в начале горения зеленого сигнала светофора;
■ ТС ГПТ приходит к перекрестку в конце горения зеленого сигнала светофора (требуется увеличить длительность горения зеленого сигнала);
■ ТС ГПТ прибывает к перекрестку во время горения запрещающего сигнала светофора, но до окончания минимальной длительности горения разрешающего сигнала для конфликтующих направлений;
■ ТС ГПТ прибывает к перекрестку во время горения запрещающего сигнала светофора после окончания минимальной длительности горения разрешающего
1Лыткина Алла Александровна, аспирант, тел.: (3952) 405353, 89025789694, е-mail: [email protected] Lytkina Alla, Postgraduate, tel.: (3952) 405353, 89025789694, e-mail: [email protected]
2Михайлов Александр Юрьевич, профессор кафедры менеджмента на автомобильном транспорте, тел.: (3952) 405408, e-mail: [email protected]
Mikhailov Alexander, Professor of the Department of Management in Automobile Transport, tel.: (3952) 405408, e-mail: [email protected]
сигнала для конфликтующих направлений.
В случае приближения ТС ГПТ к перекрестку может произойти либо увеличение длительности разрешающего сигнала, либо досрочное окончание действия запрещающего сигнала в зависимости от того, в какой момент цикла регулирования транспортное средство прибывает к перекрестку.
Для реализации активного приоритета ГПТ необходимо специальное оборудование, в состав которого входят считывающие детекторы, дорожные контроллеры, светофорные объекты перекрестка и средства связи [1]. Данные с детекторов поступают по линиям связи в дорожный контроллер и там обрабатываются с помощью алгоритмов управления фазами цикла регулирования перекрестка. Дорожный контроллер собирает информацию от детектора о текущем состоянии перекрестка, принимает решение о необходимости предоставления приоритета ТС ГПТ и управляет работой светофоров перекрестка. Соответствующее программное обеспечение реализуется в системном блоке дорожного контроллера.
В качестве способа организации пассивного приоритета рассматривается выделение полосы для движения ТС ГПТ в зоне действия регулируемого перекрестка, разнесение стоп-линий для основного транспортного потока и потока ТС ГПТ с корректировкой режимов регулирования для первой и второй стоп-линии. Разнесение стоп-линий целесообразно, если в качестве приоритетной выделяется крайняя правая полоса, а часть ТС ГПТ поворачивает налево. Также данный способ ОДД оправдан при отсутствии за перекрестком выделенной полосы или остановки общественного транспорта. Стоп-линия для основного по-
тока относится от перекрестка на расстояние, определяемое длиной ТС ГПТ и дистанцией, необходимой для маневра смены полосы. Разрешающий сигнал на втором светофоре включается на несколько секунд позже, чем на первом.
В целях получения исходных данных для моделирования натурные обследования производились с 7.00 до 22.00 на регулируемых перекрестках г. Иркутска при наличии в зоне их влияния маршрутов ГПТ путем выполнения цифровой видеосъемки с последующей обработкой видеозаписей. При обработке данных видеосъемки использовались следующие программные продукты: Windows Movie Maker, Microsoft Excel, Matlab, Delphi. Обследовано 11 регулируемых перекрестков, на которых были получены следующие исходные данные: число полос движения, интенсивность потока ТС ГПТ в каждом направлении, интенсивность потока прочих транспортных средств в каждом направлении, интервалы прибытия транспортных средств к перекрестку.
■ Диапазон интенсивностей движения ТС ГПТ на подходах к перекрестку составил от 30 до 120 ед./ч. Диапазон интенсивностей движения прочих транспортных средств на подходах к перекрестку составил от 200 до 5000 ед./ч на каждом подходе.
■ В целях проверки сходимости теоретических и натурных распределений интервалов прибытия ТС ГПТ к перекрестку разработана программа «Распределения» в среде Delphi, рабочее окно которой представлено на рис. 1.
■ По результатам исследования поступления заявок (прибытия ТС ГПТ к стоп-линии регулируемого перекрестка) по критерию Пирсона х2 доказана пра-
вомерность применения экспоненциального распределения. Полагая, что вероятность прибытия хотя бы одного ТС ГПТ к перекрестку в момент окончания минимальной длительности разрешающего сигнала и в момент окончания горения минимальной длительности разрешающего сигнала в конфликтующей фазе одинакова, и исходя из законов распределения интервалов прибытия транспорта к перекрестку, увеличенное зеленое время при определении ТС ГПТ на подходе к перекрестку предлагается определять по следующей формуле:
2 • Г • N
ГПТ
е
3600
(1)
3600
где - интенсивность ГПТ, ед./ч; - длитель-
ность основного такта регулирования, с; Г - длительность цикла регулирования, с.
При определении времени, на которое увеличивается длительность горения разрешающего сигнала светофора, необходимо учитывать условие ^т < tзу < ^ах, где ^т - минимальная длительность основного такта в данной фазе, ^ах - максимальная длительность основного такта в данной фазе (длительность основного такта в данной фазе, рассчитанная для жесткого режима регулирования, увеличенная на 20%) [1].
При интенсивностях ГПТ более 80 ед./ч на любом из подходов к пересечению перекресток начинает функционировать в режиме жесткого регулирования, это сопровождается фиксированным увеличением длительности разрешающего сигнала светофора в направлении основного потока ГПТ до предельного допустимого значения (рис. 2).
При реализации приоритетного пропуска ТС ГПТ через регулируемые перекрестки необходимо использовать такой критерий, который позволил бы одно-
значно оценить выигрыш от внедрения данных мероприятий как с точки зрения общего транспортного потока, так и городского пассажирского транспорта. Таким критерием является средняя задержка транспорта на перекрестке. Вопрос вычисления задержки транспортных средств неоднократно рассматривался различными исследователями. Наиболее популярными моделями вычисления задержки транспортных средств являются такие формулы, как Поллачека-Хинчина, Миллера, Вебстера, CCG 2008. В результате сравнительного анализа методов расчета средней задержки транспортных средств для моделирования задержек выбрана методика руководства НСМ 2000 на основании того, что она позволяет рассчитывать задержку транспортных средств в условиях насыщенных потоков (т.е. при Х>1), а также учитывает тип светофорного регулирования (жесткое или адаптивное).
ё = ^ • (РР) + + ,
где 6 - средняя задержка ТС, с/авт.; д - стандартная (равномерная) задержка, с/авт.; РР - коэффициент прогрессии для стандартной задержки; 62 - дополнительная (неравномерная) задержка с/авт.; дз - задержка, возникающая в перенасыщенной сети, с/авт.
РР =
(1 - Р)/р,
'О
1 -
где Р - доля транспортных средств, прибывших в течение зеленого сигнала; С - длительность цикла регулирования, с; д - эффективная длительность зеленого сигнала группы полос, с; р - коэффициент прогрессии.
ГПТ-10
ИНТЕНСИВНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ГПТ, ЕДЯ
Рис. 2. Зависимость длительности разрешающего сигнала от интенсивностей движения транспорта и интенсивности движения ГПТ при реализации активного приоритета ГПТ и без такового (для случая: три полосы движения на подходе, интенсивность движения транспортных средств на подходе 1200 ед./ч)
0.5С1 1 -
йх -
к с
1-
шп(1, X)
где X - степень насыщения для группы полос.
¿2 - 900Т
(X -1)+. (X -1)2 +
8к1Х сТ
где Т - анализируемый период, ч; к - коэффициент, учитывающий режим светофорного регулирования; I - коэффициент, учитывающий удаленность предыдущего регулируемого перекрестка от рассматривае-
мого; С - пропускная способность группы полос движения, авт./ч.
Коэффициент к, учитывающий тип контроллера для различных значений экипажного времени, принимается от 0,04 до 0,50 в зависимости от степени насыщения.
Экипажное время рассчитывается по формуле [2,
3]:
3,6 • Ь ¡Э =--,
Уср
где Ь - расстояние от стоп-линии до детектора, м; Уср - средняя скорость ТС ГПТ на подходе к перекрестку, км/ч.
2
Для определения областей эффективного использования приоритета ГПТ было проведено моделирование в среде МАТ1.АВ, имеющей хорошие возможности графического вывода и предназначенной для решения научно-технических задач, численного моделирования систем и процессов. Для этого был рассмотрен широкий диапазон интенсивностей движения общего транспортного потока и потока ГПТ, а также различные соотношения левоповоротных, прямых и пра-воповоротных потоков общественного и прочего транспорта. Результаты тестирования моделей для крестообразного перекрестка с тремя полосами движения на главном подходе к перекрестку представлены на рисунках 3-6 в виде номограмм.
Результаты выполненных исследований (см. рис. 3, 4) позволяют сделать следующие выводы:
• при интенсивностях ГПТ более 80 ед./ч на любом из подходов к пересечению перекресток начинает функционировать в режиме жесткого регулирования, это сопровождается фиксированным увеличением длительности разрешающего сигнала светофора в направлении общего потока ГПТ до предельного допустимого значения tзmax (см. условия к (1));
• применение активного приоритета ГПТ на регулируемых перекрестках эффективно при невысоких или непостоянных интенсивностях движения ГПТ и остального транспортного потока; с ростом интенсив-
ностей транспорта эффективность приоритета ГПТ снижается (см. рис. 3-6);
• применение пассивного приоритета оправдано при средних интенсивностях ГПТ;
• при значениях интенсивности движения ГПТ более 80-100 ед./ч применение как активного, так и пассивного приоритета нецелесообразно в силу значи-
тельного увеличения задержек транспортных средств на перекрестке;
• применение приоритета наиболее целесообразно при преобладании движения подвижного состава ГПТ в прямом направлении, при наличии значительных долей левоповоротного или правоповоротного движения (т.е. более 20%) эффективность внедрения приоритета ГПТ значительно снижается.
Библиографический список
1. Кременец Ю.А., Печерский М.П., Афанасьев М.Б. Техни- 3. Организация дорожного движения в городах: метод. посо-ческие средства организации дорожного движения. М.: ИКЦ бие / под общей ред. Ю.Д. Шелкова. Научно-«Академкнига», 2005. 279 с. исследовательский центр ГАИ МВД России. М.: 1995. 143 с.
2. Левашев А.Г., Михайлов А.Ю., Головных И.М. Проектирование регулируемых пересечений: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. 208 с.
УДК 339.13
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ РОССИЙСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ КАК ГЛАВНЫЙ АСПЕКТ СОСТОЯНИЯ И СТРУКТУРЫ ВНУТРЕННЕГО РЫНКА СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНОЙ ТЕХНИКИ
О.Н. Спивак1, И .А. Ядров2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проведен анализ конкурентоспособности российского машиностроения, выявлены факторы, препятствующие ускоренному формированию транспортной инфраструктуры в Российской Федерации, приведено сравнение динамики развития зарубежных и российского рынков в посткризисный период. Определены условия, и предложены мероприятия по улучшению конъюнктуры и преодолению негативных тенденций на внутреннем рынке строительно-дорожной техники. Ил.3. Библиогр. 2 назв.
Ключевые слова: строительно-дорожная техника; транспортная инфраструктура; конкурентоспособность российского машиностроения; производительность.
COMPETITIVENESS OF RUSSIAN MECHANICAL ENGINEERING AS A PRINCIPAL ASPECT OF STATE AND STRUCTURE OF DOMESTIC MARKET OF ROADMAKING MACHINERY O.N. Spivak, I.A. Yadrov
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The analysis of the competitiveness of Russian mechanical engineering is carried out. Factors preventing the accelerated formation of transport infrastructure in the Russian Federation are identified. The development dynamics of foreign and Russian markets in the post-crisis period is compared. The conditions are determined, and measures to improve the current situation and overcome negative tendencies in the domestic market of roadmaking machinery are offered. 3 figures. 2 sources.
Key words: roadmaking machinery; transport infrastructure; competitiveness of Russian mechanical engineering; performance.
Состоянию российского рынка строительно-дорожной техники, маркетинговым исследованиям и аналитическим обзорам уделяется достаточно много внимания. Это обусловлено тем, что качественный и количественный состав парка основных строительно-
дорожных машин является определяющим фактором в части создания транспортной инфраструктуры как одного из главнейших условий для успешной модернизации экономики страны.
1Спивак Ольга Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных, дорожных машин и гидравлических систем, тел. (3952) 405134, e-mail: [email protected]
Spivak Olga, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Construction, Roadmaking Machinery and Hydraulic Systems, tel. (3952) 405134, e-mail: [email protected]
2Ядров Иван Алексеевич, студент, тел.(3952) 405134. Yadrov Ivan, Student, tel. (3952) 405134.
