CC BY
8
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ
УДК 519.872.6: 656.021.2: 656.072-05: 656.11: 656.13 Загидуллин P.P. - старший преподаватель E-mail: r.r.zagidullin@mail.ru
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Адрес организации: 420043, Россия, г. Казань, ул. Зелёная, д. 1
Исследование параметров движения транспорта, обслуживающего крупномасштабное спортивное мероприятие, на перегоне улично-дорожной сети
Аннотация
Статья посвящена вопросам организации дорожного движения (ОДД) при проведении крупномасштабных спортивных мероприятий (КСМ), с использованием пакета имитационного моделирования. Особое внимание обращено на движение транспортных потоков различных типов на перегоне улично-дорожной сети (УДС). На основе анализа динамических моделей движения, а также характера воздействия фонового потока на транспорт КСМ и маршрутные транспортные средства (МТС). Определены критерии оценки эффективности и определены характеристики транспортных потоков.
Ключевые слова: имитационное моделирование, крупномасштабное спортивное мероприятие, организация дорожного движения, улично-дорожная сеть, перегон, маршрутные транспортные средства, транспортный поток, приоритетное движения.
Крупномасштабные спортивные мероприятия отличаются значительным разнообразием как в отношении численности участников, территории проведения, продолжительности, круга охватываемых видов спорта, так и в отношении обеспечивающей их проведение транспортной инфраструктуры и влияния на ее функционирование внешних факторов.
Численность спортсменов и членов команд, принимающих участие в мероприятии, может превышать 10 тыс. человек, а количество проданных билетов составлять более 5 млн. Мероприятие может проводиться как на территории одного города, так и на территории нескольких стран (чемпионаты мира по футболу), при этом спортивные объекты могут быть сгруппированы в несколько кластеров, разнесенных на значительное расстояние и различающихся условиями организации транспортного обслуживания (равнинная и горная зоны, характерные для зимних Олимпийских игр и Универсиад). Число видов спорта может превышать 30, и в ходе соревнований может разыгрываться более 300 комплектов наград. Наконец, продолжительность крупномасштабных спортивных мероприятий может достигать шести недель.
Все эти факторы влияют на транспортное обслуживание КСМ и порождают проблемы, требующих решения. Истоки этих проблем лежат в несоответствии пропускных и провозных возможностей транспортных систем территории проведения мероприятия резко возрастающему в период их проведения спросу на передвижения всех участников мероприятия и требованиям к качеству его удовлетворения. Это несоответствие практически неизбежно для массовых спортивных мероприятий, проводящихся обычно в крупных городах. Высокие уровни загрузки транспортных систем в настоящее время характерны для всех крупных городов мира.
Поэтому предоставление приоритетных условий движения клиентских групп транспортной системы КСМ, прежде всего спортсменов и судей, по улично-дорожной сети города является необходимым условием обеспечения доступности объектов проведения спортивных мероприятий и культурных программ. Но не всегда в условиях плотной застройки и исторически сложившегося каркаса УДС города есть возможность провести реконструкцию автомобильной дороги и организовать движение транспорта КСМ по выделенной полосе.
Целью данной работы является изучить различные варианты организации движения транспорта, обслуживающего КСМ, на перегоне УДС.
Объектом исследования является перегон УДС длиной 500 м с остановочной площадкой для маршрутных транспортных средств, при различных вариантах и методах ОДД:
1. одна полоса движения;
2. две полосы движения:
а) без выделенных полос;
б) с выделенной крайней правой полосой для движения маршрутных транспортных средств (МТС);
в) с выделенной крайней правой полосой для движения МТС и транспорта КСМ;
3. три полосы движения:
а) без выделенных полос;
б) с выделенной крайней правой полосой для движения маршрутных транспортных средств (МТС);
в) с выделенной крайней правой полосой для движения МТС и транспорта КСМ;
г) с выделенной крайней правой полосой для движения МТС и крайней левой для транспорта КСМ.
Предмет исследования - имитационная динамическая модель поведения транспортных средств на перегоне.
Исследования основаны на эмпирических методах изучения с применением пакета имитационного моделирования Aimsun.
Оценка методов организации дорожного движения с выделением полос проводилось по двум сценариям с постоянным значением интенсивности МТС (Nbus =60 тс/ч, интервала движения i = 60 сек, времени остановки t0CT = 30 сек) и транспорта КСМ (Ns= 100 тс/ч), и изменяющейся фоновой нагрузкой Ncar:
Сценарий № 1: Ncar= 100 тс/ч;
Сценарий № 2: Максимально-критические условия движения:
а) одна полоса движения - Ncar= 3000 тс/ч;
б) две полосы движения - Ncar = 6000 тс/ч;
в) три полосы движения - Ncar= 9000 тс/ч.
Анализ динамики изменения показателей движения транспортных средств, при смене сценариев, 8-ми вариантов проводился по 3-ем параметрам: темп движения, скорость движения и количество покинувших транспортных средств (рис. 1-8).
■ Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп - Bus, сек/км Темп - Саг, сек/км Темп — S, сек/км
Скорость - Bus, км/ч Скорость - Саг, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток - Bus, тс/ч Поток - Саг, тс/ч Поток - S, тс/ч
Рис. 1. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант 1
Вариант 1 - движение транспорта осуществляется по одной полосе, в результате чего происходит ухудшение условий движения не только транспорта КСМ, но и
маршрутных транспортных средств. Темп движения транспорта КСМ (Те) увеличился в 29,3 раз, скорость (Уэ) на 30,6 %, поток (Ре) с 99 уменьшается до 45.
| Сценарий 1 ■ Сценарий 2
а
Темп - Bus, сек/км
Темп - Саг, сек/км
1
иш
Темп - S, сек/км
i fcT.-vJH.i
Скорость - Bus, км/ч Скорость — Саг, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток - Bus, тс/ч
* 1
fir ■
Поток-Car, тс/ч :V
ь
r fcTVJ
1Ш)
Поток - Б, тс/ч
Рис. 2. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант 2а
Вариант 2а - движение транспорта осуществляется по двум полосам, в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) увеличился в 24,3 раз, скорость (Уэ) на 33,4 %, поток (Ре) с 99 уменьшился до 48.
■ Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп - Bus, сек/км Темп - Саг, сек/км
Темп — S, сек/км
Скорость - Bus, км/ч Скорость — Саг, км/ч Скорость — S, км/ч
Поток - Bus, тс/ч Поток - Car, тс/ч Поток — S, тс/ч
1
р
Щ "
г -<
щ ■ Р -<
Щ 1 -'
1 -<
щ ■ 1
*т
г
Рис. 3. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант 26
Вариант 26 - движение транспорта осуществляется по двум полосам, с выделенной крайней правой полосой для движения маршрутных транспортных средств (МТС), в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) увеличился в 57,9 раз, скорость (Уэ) на 18,9 %, поток (Ре) с 99 уменьшился до 5.
1 Сценарий
1 Сценарий 2
Темп - Саг, сек/км Темп Bus, сек/км Темп - S, сек/км
Скорость - Саг, км/ч Скорость - Bus, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток — Саг, тс/ч Поток - Bus, тс/ч Поток - S, тс/ч
■
и "
'J
■
Рис. 4. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант 2в
Вариант 2в - движение транспорта осуществляется по двум полосам, с выделенной крайней правой полосой для движения транспорта КСМ и маршрутных транспортных средств (МТС), в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) изменяется незначительно на величину 0,65, скорость (Уэ) снижается на 0,85, поток (Ре) остается неизменным.
■ Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп - Bus, сек/км
Темп - S, сек/км Л .'J
Скорость — Саг, км/ч Скорость - Bus, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток - Саг, тс/ч Поток - Bus, тс/ч Поток - S, тс/ч
* -'
■ 1 -'
1 -*
*
■
— ■1
Рис. 5. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант За
Вариант За - движение транспорта осуществляется по трем полосам, в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) увеличился в 33,8 раз, скорость (Уэ) на 31,2 %, поток (Ре) с 99 уменьшился до 35.
1 Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп - Саг, сек/км Темп - Bus, сек/км
Темп — S, сек/км
Скорость - Саг, км/ч Скорость - Bus, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток — Саг, тс/ч Поток - Bus, тс/ч Поток — S, тс/ч
L.
Рис. 6. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант 36
Вариант 36 - движение транспорта осуществляется по трем полосам, с выделенной крайней правой полосой для движения маршрутных транспортных средств (МТС), в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) увеличился в 56,5 раз, скорость (Уэ) на 24,9 %, поток (Ре) с 99 уменьшился до 11.
■ Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп — Саг, сек/км Темп - Bus, сек/км Темп - S, сек/км
Скорость - Саг, км/ч Скорость - Bus, км/ч Скорость — S, км/ч
Поток - Саг, тс/ч Поток - Bus, тс/ч Поток - S, тс/ч
W
РШ
Рис. 7. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант Зв
Вариант Зв - движение транспорта осуществляется по трем полосам, с выделенной крайней правой полосой для движения транспорта КСМ и маршрутных транспортных средств (МТС), в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Те) изменяется на величину 0,88, скорость (Уэ) снижается на 0,91, поток (Ре) остается неизменным.
■ Сценарий 1 ■ Сценарий 2
Темп - Саг, сек/км Темп - Bus, сек/км Темп - S, сек/км
Скорость - Саг, км/ч Скорость - Bus, км/ч Скорость - S, км/ч
Поток - Car, тс/ч Поток—Bus, тс/ч Поток - S, тс/ч
Рис. 8. Диаграмма динамики изменения параметров движения - вариант Зг
Вариант Зг - движение транспорта осуществляется по трем полосам, с выделенной крайней левой полосой для движения транспорта КСМ и крайней правой - маршрутных транспортных средств (МТС), в результате моделирования темп движения транспорта КСМ (Ts) увеличился на 0,6, скорость (Vs) снизилась на 0,88, поток (Ps) остается неизменным.
Результаты имитационного моделирования сценария № 2 по 10-ти оценочным критериям представлены в таблице.
Таблица
Результаты имитационного моделирования
Критерии 1 2а 26 2в За 36 Зв Зг
Темп - S, сек/км 1897 1362 3410 62 1893 3160 61 56
Темп - Саг, сек/км 750 489 293 305 431 378 379 300
Темп - Bus, сек/км 1824 1447 83 84 2142 83 83 83
Задержка - S, сек/км 1843 1308 3358 7 1839 3105 6 0
Задержка - Саг, сек/км 696 435 239 251 377 324 325 246
Задержка - Bus, сек/км 1696 1325 0 0 2016 0 0 0
Время остановки - S, сек/км 1807 1279 3338 2 1812 3086 2 0
Время остановки - Саг, сек/км 660 405 222 233 351 305 306 228
Время остановки - Bus, сек/км 1721 1343 4 5 2039 4 5 4
Входной поток - S, тс/ч 46 49 5 100 36 11 100 100
Входной поток - Саг, тс/ч 2104 4438 2503 2508 6996 4983 4991 2508
Входной поток - Bus, тс/ч 57 62 121 121 45 121 121 121
Время в пути - S, ч 12,5 9,6 2,5 0,9 9,7 5,1 0,9 0,8
Время в пути - Саг, ч 228,3 313,8 106,5 110,8 436,2 273,1 274,2 109,2
Время в пути - Bus, ч 14,7 12,9 1.4 1,4 13,5 1,4 1,4 1,4
Расстояние - S, км 23,7 25,3 2,6 51,7 18,4 5,8 51,7 51,7
Расстояние - Саг, км 1099 2322 1315 1317 3661 2617 2621 1319
Расстояние - Bus, км 29,0 32,3 61,7 61,8 22,7 61,7 61,8 61,7
Мах вирт. затора - S, тс 54 51 95 0 64 89 0 0
Мах вирт. затора - Саг, тс 898 1562 3497 3492 2005 4017 4009 6492
Мах вирт. затора - Bus, тс 64 59 0 0 76 0 0 0
Плотность - S, тс/км 1,18 0,6 0,05 0,85 0,27 0,08 0,57 0,51
Плотность - Саг, тс/км 54 54,04 25,21 25,26 53,51 34,08 34,21 16,91
Плотность - Bus, тс/км 2,78 1,56 2,5 2,53 0,73 1,67 1,69 1,67
Поток - S, тс/ч 45 48 5 99 35 11 99 99
Поток - Саг, тс/ч 2079 4382 2476 2481 6904 4930 4937 2482
Поток - Bus, тс/ч 55 61 118 118 43 118 118 118
Скорость - S, км/ч 39,59 43,09 49,81 59,81 44,7 48,74 60,07 65,18
Скорость - Саг, км/ч 39,69 43,15 50,23 50,25 44,96 49,34 49,21 50,07
Скорость - Bus, км/ч 20,41 20,09 23,93 23,68 20,48 23,89 23,76 23,93
Из представленных результатов сравнительного анализа видно, что вариант 1 -однополосная дорога - по показателю пропускной способности уступает другим вариантам, пропускная способность транспорта КСМ (Ps) 45 тс/ч, МТС (Рьш) 55 тс/ч, фонового потока (Рсаг) 2079 тс/ч.
Увеличение до 2-ух количество полос (вариант 2а) позволяет увеличить пропускную способность фонового потока Рсаг на 111 %, МТС Рьш на 9 % и транспорта КСМ Ps на 7 %, по сравнению с вариантом 1. Появляется возможность организовать движение МТС по выделенной полосе (вариант 26), вследствие чего пропускная способность фонового потока и транспорта КСМ снижается на 48 % на 90 % соответственно, однако значительно улучшаются условия движения МТС, пропускная способность увеличивается на 93 %, по сравнению с вариантом 2а, без выделенных полос. Организация совместного движения МТС и транспорта КСМ по крайней правой полосе приводит также к снижению пропускной способности фонового потока на 48 %, зато пропускная способность транспорт КСМ и МТС увеличивается на 106 % и 93 % соответственно, по сравнению с вариантом 2а.
Организация движения по 3-ем полосам (вариант За), увеличивается пропускная способность фонового потока Рсаг на 232 % и 58 %, однако снижается Pbus на 22 % и 30 %, Ps на 22 % и 15 % и по сравнению с вариантом 1 и вариантом 2а соответственно. Появляется возможность организации движения транспорта КСМ по крайней левой выделенной полосе (вариант Зг), что приводит к снижению пропускной способности фонового потока Рсаг на 64 %, но к увеличению Рьш и Ps на 174 % и 183 % соответственно по сравнению с вариантом За.
По результатам анализа можно сделать вывод, что при критической величине фонового потока, эффективным вариантом ОДД для транспорта КСМ является вариант Зг с выделенной крайней левой полосой движения. Если нет возможности расширения УДС или условия движения (интенсивность фонового потока) не позволяют применить данный метод ОДД, возможно использовать варианты 2в, Зв - совместное движение МТС с транспортом КСМ, но при этом необходимо исследовать влияния увеличения интенсивности транспорта КСМ, на условия движения МТС.
Список библиографических ссылок
1. Буслаев А.П., Новиков А.В., Приходько В.М., Таташев А.Г., Яшина М.В. Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения: Монография. - М.: Мир, 2003. - 368 с.
2. Дрю Д. Теория транспортных потоков и управление ими. Перевод с английского Коваленко Е.Г. и Шермана Г.Д. - М.: Транспорт, 1972. - 424 с.
3. Загидуллин P.P. Территориально-транспортное планирование крупномасштабного спортивного мероприятия // Известия КГАСУ, 2012, № 3. - С. 19-26.
4. Зырянов В.В. Моделирование при транспортном обслуживании мега-событий // Инженерный вестник Дона, 2011, Т. 18, № 4. - С. 548-551.
5. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. - М: Транспорт, 2001. - 247 с.
6. Пржибыл Павел, Свитек Мирослав. Телематика на транспорте. Перевод с чешского О. Бузека и В. Бузковой. Под редакцией проф. В.В. Сильянова. - М.: МАДИ (ГТУ), 2003.-540 с.
7. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. - М.: Транспорт, 1977. - 303 с.
8. Zyryanov V., Keridi P., Guseynov R. Traffic Modelling of Network Level System for Large Event //16th ITS World Congress. Stockholm, 2009. - 180 p.
Zagidullin R.R. - senior lecturer
E-mail: r.r.zagidullin@mail.ru
Kazan State University of Architecture and Engineering
The organization address: 420043, Russia, Kazan, Zelenaya St., 1
Investigation of the parameters of traffic, serving large-scale sporting event, in the section of street and road network
Resume
Large-scale sport events (LSE) differ in a large variety of participants" quantity, place of event holding, its duration, and circle of sport types, as well in relation to the transportation infrastructure, facilitating event holding and the influence of external factors to its functioning.
Accordingly, provision of priority conditions for city street and road network (SRN) traffic of client group of LSE transportation system, first of all sportsmen and judges, is a first-order condition for accessibility provision of sport events and entertainment venues.
But in restrained urban conditions and in conditions of historically developed structure of city SRN it is not always possible to carry out road renovation and to arrange traffic by the special lane for LSE transport.
The aim of the present work is to examine different variants of traffic arrangement for transport rendering services at LSE, in the section of SRN.
Keywords: simulation, large-scale sporting event, traffic management, street and road network, the stage, shuttle craft, traffic flow, traffic priority.
Reference list
1. Buslayev A.P., Novikov A.V., Prikhodko V.M., Tatashev A.G., Yashin M.V. Probabilistic simulation and optimization approaches to road traffic: Monograph. - M.: World, 2003.- 368 p.
2. Drew D. The theory of traffic flow and management. Translated from English by Kovalenko E.G. and Sherman G.D. - M.: Transport, 1972. - 424 p.
3. Zagidullin R.R. Territorial and transport planning of large-scale sporting events // News of the KSUAE, 2012, № 3. - P. 19-26.
4. Ziryanov V.V. Modeling for transport services mega-events // Engineer Don Gazette, 2011, T. 18, №4.-P. 548-551.
5. Klinkovshteyn G.I. Afanasiev M.B. Traffic Management: Textbook, for universities, 5-th ed., rev. and add. - M.: Transport, 2001. - 247 p.
6. Przhibyl Paul, Miroslav Svitek. Transport telematics. Translated from Czech O. Buzek and V. Buzkova. Edited by prof. Silyanova V.V. - M.: MADI (STU), 2003. - 540 p.
7. Silyanov V.V. Theory of traffic flow in road design and traffic management. - M.: Transport, 1977. - 303 p.
8. Zyryanov V., Keridi P., Guseynov R. Traffic Modelling of Network Level System for Large Event //16-th ITS World Congress. Stockholm, 2009. - 180 p.
