CC BY
79
- эффективное диагностирование подвески на вибростендах возможно при совместном измерении коэффициентов К и фу^п в режиме колебаний нормальной нагрузки на колесах с резонансной частотой колебаний неподрессоренных масс.
С учетом полученных результатов были сделаны следующие выводы:
-Научно обоснованы диагностические параметры для контроля технического состояния подвесок на вибростендах: фу^п - минимальный коэффициент бокового сцепления шин и К - коэффициент снижения нормальной нагрузки на колеса (рассчитанный по методу EUSAMA). Эффективное диагностирование подвески на вибростендах возможно при совместном измерении коэффициентов К и фу1™ в режиме колебаний нормальной нагрузки на колесах с резонансной частотой колебаний неподрессоренных масс. Это позволяет
количественно оценивать как демпфирующие свойства подвесок, так и влияние их технического состояния на характеристики сцепления шин с опорной поверхностью.
- Установлена функциональная зависимость между диагностическим параметром фу,™ и параметром технического состояния подвески КпоТб, представляющая собой параболу вида
Р
= а ■ К2потб + Ь ■ Кпотб + с , а также зависимость между диагностическим параметром К -коэффициентом снижения нормальной нагрузки на колеса и параметром технического состояния подвески, отражающим её демпфирующие свойства, представляющая собой квадратичную параболу вида
К = -0,493К2потб + 10,73Кпотб-7,494.
ymm
1. Техническая эксплуатация автомобилей: учебник для вузов / под ред. Е.С.Кузнецова. М.: Транспорт, 1991. 413 с.
2. Нгуен Ван Ньань. Математическое описание процесса работы кулачкового механизма вибростенда / А.Н. Доморозов, Нгуен Ван Ньань // Вестник ИрГТУ. 2011. Вып. 6 (53). С. 61-65.
3. Федотов А.И., Доморозов А.Н., Нгуен Ван Ньань. Математическая модель процесса изменения боковой реакции колеса диагностируемой оси автомобиля на вибростендах // Перспективы развития и безопасность автотранспортного
Библиографический список
комплекса: мат. I Междунар. научно-практ. конф., Новокузнецк, 25-26 ноября, 2011 г. Новокузнецк, 2011. С.101—106. 4. Компьютерный исследовательский комплекс для экспериментальных исследований процессов колебания системы подвески АТС и изменения боковых реакций колес на вибростендах / А.И.Федотов, А.Н.Доморозов, Нгуен Ван Ньань [и др.] // Проблемы диагностики и эксплуатации автомобильного транспорта: мат. III Междунар. научно-практ. конф., Иркутск, 31 мая - 2 июня, 2011 г. Иркутск, 2011. С.229-240.
УДК 656.13
МОДЕЛЬ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УЛИЦЫ В ЗОНЕ НЕРЕГУЛИРУЕМОГО ПЕШЕХОДНОГО ПЕРЕХОДА
© Е.Н. Чикалин1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Предложена модель расчета пропускной способности улицы в зоне нерегулируемых пешеходных переходов. Описано распределение Пуассона, по которому поступают пешеходы к пешеходному переходу. Определены факторы, влияющие на пропускную способность участков улично-дорожной сети в зоне нерегулируемого пешеходного перехода. Выявлена доля «агрессивного» вождения от общего числа транспортных средств. Рассчитан минимальный интервал следования транспорта из очереди. По результатам эксперимента построены графики пропускной способности для двух-, трёх- и четырёхполосных улиц и дорог. Ил. 10. Табл. 1. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: пропускная способность дороги; нерегулируемые пешеходные переходы; «агрессивное» вождение; транспортная задержка; интенсивность движения транспорта; интенсивность движения пешеходов; минимальный интервал следования из очереди.
MODEL OF STREET CAPACITY IN THE ZONE OF UNSIGNALIZED PEDESTRIAN CROSSING E.N. Chikalin
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.
The paper proposes the model to calculate street capacity in the zone of unsignalized pedestrian crossings. It describes the Poisson distribution, according to which pedestrians enter a pedestrian crossing. The factors influencing the capacity of the road network sections in the zone of the unsignalized pedestrian crossing are identified. The percent of "aggressive" driving of the total number of vehicles is determined. The minimum interval of transport following from the queue is calculated. The experimental results enabled to build capacity graphs for two-, three- and four-lane streets and roads. 10 figures. 1 table. 5 sources.
1Чикалин Евгений Николаевич, аспирант, тел.: 655218, e-mail: 655218@mail.ru
Chikalin Evgeniy, Postgraduate, tel.: 655218, e-mail: 655218@mail.ru
Key words: traffic capacity; non-controlled (unsignalized) pedestrian crossings; aggressive driving; transport delay; traffic intensity; intensity of pedestrians; minimum interval of following from the queue.
Основными задачами организации дорожного движения являются увеличение пропускной способности дороги и уменьшение задержек транспорта. На их величину влияют такие факторы, как интенсивность движения транспорта и пешеходных потоков, доля «агрессивных» водителей, а также минимальный интервал следования транспорта из очереди. Движение транспортных средств в потоке на улично-дорожной сети в зоне нерегулируемых пешеходных переходов может быть рассмотрено на основе теории массового обслуживания [5], которая позволяет определять пропускную способность участка дороги по формуле
ч
где - пропускная способность дороги, авт./с; 1 -интенсивность движения пешеходов, пеш/с; tf - минимальный интервал следования транспорта из очереди, с; tc - минимальное время, которое занимает пешеход при переходе одной полосы движения (критический интервал), с;
Здесь Ь - ширина одной полосы проезжей части, принимается равной 3,5-3,75 м; Упеш - скорость пешеходов, принимается равной 1,4 м/с .
Интервал следования транспорта из очереди tf определяется опытным путем при обработке видеосъемки (рис.1).
На основании полученных данных с использованием статистического анализа определяется средняя величина интервалов следования транспорта из очереди для разных типов переходов. Во всех изучаемых случаях применяется регрессия среднего [1]. Примеры определения минимального интервала следования из очереди представлены на рис.2 и 3.
По результатам оценки были приняты следующие значения интервалов следования из очереди:
- в зоне пешеходных переходов без искусственных неровностей - 3,0 с;
- в зоне пешеходных переходов с искусственными неровностями - 2,5 с.
/ к
b
tf
<->
Рис. 1. Схема определения интервала следования транспорта из очереди
Статистики распределения интервалов
Значение статистики
Среднее значение
2,93
Минимальное значение
2,4
Максимальное значение
3,5
Стандартное отклонение
0,24
Ошибка оценки среднего
0,04
Рис. 2. Распределение интервалов следования транспорта из очереди на пешеходном переходе
с искусственной неровностью
Статистики распределения интервалов
Значение статистики
Среднее значение
2,49
Минимальное значение
1,9
Максимальное значение
3,2
Стандартное отклонение
0,33
Ошибка оценки среднего
0,05
Рис. 3. Распределение интервалов следования транспорта из очереди на пешеходном переходе без искусственной неровности
Выбор модели расчета пропускной способности дороги зависит также от распределения интервалов в пешеходном потоке. Поэтому определение теоретической функции, описывающей наилучшим образом эмпирическую функцию распределения интервалов между пешеходами, является критерием применимости моделей расчета пропускной способности участка дороги в разных диапазонах значений интенсивности движения и в разных условиях движения (т.е. при случайном поступлении пешеходов или при наличии частично связанного потока) [2].
Для оценки применимости теоретических распределений интервалов были обработаны данные 22 различных нерегулируемых пешеходных переходов, расположенных в различных частях города, отличающихся значениями интенсивности пешеходных потоков. Исследованиями установлено, что для описания пешеходных потоков сравнительно малой интенсивности, характеризующей вероятность перехода определенного числа пешеходов через проезжую часть [4], применимо уравнение (распределение) Пуассона:
Рп(*) =-е - (3)
n
где Pn(t) - вероятность перехода n-го числа пешеходов за время t; А - основной параметр распределения (интенсивность пешеходного потока), пеш/с; t - длительность отрезков наблюдения, с; n - число наблюдаемых пешеходов; е - основание натурального логарифма, принимается равным 2,71828.
Плотность экспоненциального распределения интервалов в потоке f(t) имеет вид
№ = (4)
где А - параметр распределения, пеш./c; 1 = Nnem/3600; Nnem - интенсивность движения, пеш./ч.
Кумулятивное распределение (или функция распределения) вероятностей появления интервала 11, не превышающего заданное I, имеет следующий вид:
Р(Ь < 0 = 1 - е~хК (5)
Соответственно вероятность появления интервала, превышающего заданный, равна:
Р(И. > $ = е"^. (6)
Примеры обработки интервалов прибытия пешеходов к пешеходным переходам представлены на рис.4. Эмпирические распределения достаточно хорошо аппроксимируются отрицательным экспоненциальным распределением.
Анализ проведенных наблюдений показывает, что пешеходные потоки подчиняются экпоненциальному распределению интервалов в потоке (рис. 4). Полученный результат подтверждает правомерность применения распределения Пуассона (3) для описания процесса прибытия пешеходов к переходу, а также позволяет обоснованно применять предложенную автором модель расчета пропускной способности участка улично-дорожной сети в зоне пешеходного перехода (1).
Согласно проведенным исследованиям на величину пропускной способности оказывает влияние доля «агрессивных» водителей автотранспорта. В правилах дорожного движения [3] в п. 14.1 сказано, что «водитель транспортного средства, приближающегося к нерегулируемому пешеходному переходу, обязан снизить скорость или остановиться перед переходом, чтобы пропустить пешеходов, переходящих проезжую часть или вступивших на нее для осуществления перехода». Однако в настоящее время практически во всех странах мира особенно актуальна проблема «агрессивного» вождения (рис.5, 6). Такое поведение ущемляет интересы других участников дорожного
движения, провоцирует у них ответную агрессивную реакцию и приводит к ДТП.
«Агрессивное» вождение - это ситуация, когда пешеход уже шагнул на пешеходный переход, чтобы пересечь проезжую часть, а не все транспортные средства остановились, или когда пешеход идет по пешеходному переходу, а автотранспорт не снижает скорость, а наоборот прибавляет ее и «проскакивает» перед пешеходом. В таких ситуациях пешеходу приходится замедлять скорость движения или полностью останавливаться, чтобы избежать наезда на него транспортного средства. Также затруднительным становится переход проезжей части, когда машины дви-
гаются в плотном потоке с интервалом между ними 23 метра и со скоростью 30-60 км/ч. В таком случае пешеход, даже ступивший на проезжую часть, во избежание ДТП не продолжает дальнейшее движения. Еще одним случаем является «агрессивное» вождение во время затора на дороге. В этом случае пешеход «протискивается» между автомобилями и ему приходится быть еще более внимательным, т.к. выходя из-за транспортного средства, он может попасть под колёса другого транспортного средства, водитель которого не всегда успевает среагировать и остановиться.
Рис. 4. Распределение интервалов прибытия пешеходов к пешеходному переходу на переходе у остановки «Вам-
пилова» в микрорайоне Первомайский г. Иркутска
«Агрессивное» вождение
«Неагрессивное» вождение
Рис. 5. Схема проезда нерегулируемого пешеходного перехода в случаях «агрессивного»
и «неагрессивного» вождения
Рис. 6. Нерегулируемый пешеходный переход с «агрессивным» вождением: а - ул. Ленина, остановка «Сквер Кирова»; б - ул. Академическая, остановка «Поселок Энергетиков»
Доля «агрессивных» водителей рассчитывается по формуле
" (7)
П —
'-'доля
^агр.вод.
лг,
* 1 О О,
тр
где дагр вод - интенсивность «агрессивных» водителей транспортных средств, авт./ч; Итр - интенсивность транспорта, авт./ч.
Результаты представлены в таблице.
Доля «агрессивных» водителей на нерегулируемых пешеходных переходах
Тип перехода Доля «агрессивных» водителей, %
Без искусственной неровности 11,79
С искусственной неровностью 8,19
Тогда, с учетом доли «агрессивных» водителей транспортных средств пропускная способность дороги (1) примет вид
-~х'с), (8)
1,1 _
Чд = —(7ге
где дд- пропускная способность дороги, авт./с; в -доля «агрессивных» водителей транспортных средств;
Х- интенсивность движения пешеходов, пеш/с; tf -минимальный интервал следования из очереди, с; -минимальное время, которое занимает пешеход при переходе одной полосы движения (критический интервал), с.
Анализируя полученные результаты, можно утверждать, что доля «агрессивного» вождения на нерегулируемых пешеходных переходах с искусственной неровностью ниже, чем на переходах без искусственной неровности. Это объясняется тем, что водители на переходе с искусственной неровностью значительно снижают скорость на подходе к нему и останавливаются полностью при появлении пешеходов на проезжей части .
По полученным значениям построены трехмерные графики зависимости количества «агрессивных» водителей от интенсивности пешеходных и транспортных потоков (рис.7). На графиках отчетливо видно, что с увеличением интенсивности движения пешеходов увеличивается и число нарушений со стороны водителей, то есть увеличивается число «агрессивных» водителей.
Результаты моделирования величины пропускной способности дороги в зоне нерегулируемых пешеходных переходов, зависящей от интенсивности движения и степени связанности пешеходного потока, пред-
Рис. 7. Зависимость количества «агрессивных» водителей транспортных средств от интенсивности транспортных и пешеходных потоков на нерегулируемых пешеходных переходах
ставлены на рис. 8 (для одной полосы движения) и на рис. 9 и 10 (для двух-, трех- и четырехполосной дороги).
Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы:
Значения интервалов следования транспорта из очереди составляют:
- на пешеходных переходах без искусственной неровности - 3,0 с,
- на пешеходных переходах с искусственной неровностью - 2,5 с.
Процесс прибытия пешеходов к переходу подчиняется отрицательному экспоненциальному распределению (см. рис.4) и позволяет обоснованно приме-
нять модель (1) расчета пропускной способности транспорта на пешеходных переходах.
Интенсивность пешеходных и транспортных потоков влияет на долю «агрессивных» водителей (см.рис.7). Средняя доля «агрессивных» водителей на нерегулируемых пешеходных переходах без искусственных неровностей и с искусственными неровностями в г.Иркутске соответственно составляет 11,79 и 8,19%.
Полученные графики пропускной способности улиц и дорог в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов (см.рис.8-10) позволяют определять пропускную способность с учетом интенсивности пешеходных потоков.
1450 1350 1250 1150 1050 950 850 750 650 550
п ^^ без искусственнс й неровное™
с искусстве иной неровне стью "--i
200 400 600 800
Интенсивность пешеходов, пеш/ч Рис. 8. Пропускная способность одной полосы движения
1000
Рис. 9. Зависимость пропускной способности дороги от интенсивности движения пешеходов на нерегулируемом пешеходном переходе без искусственной неровности
400 600
Интенсивность пешеходов, пеш/ч
Рис. 10. Зависимость пропускной способности дороги от интенсивности движения пешеходов на нерегулируемом пешеходном переходе с искусственной неровностью
По результатам выполненного исследования в зонах нерегулируемых пешеходных переходах (см. рис.8):
- с искусственными неровностями при интенсивности движения пешеходов, равной 50 пеш/ч, пропускная способность одной полосы движения составляет 1160 авт./ч, а при интенсивности движения пешеходов, равной 1000 пеш/ч, пропускная способность снижается до 600 авт./ч;
- без искусственных неровностей при интенсивности движения пешеходов, равной 50 пеш/ч, пропускная способность одной полосы движения составляет 1390 авт./ч, а при интенсивности движения пешеходов, равной 1000 пеш/ч, пропускная способность снижается до 720 авт./ч.
Полученные результаты позволяют оценить влияние нерегулируемых пешеходных переходов на пропускную способность городских улиц и дорог.
Библиографический список
1. Кремер Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 543 с.
2. Михайлов А.Ю., Головных И.М. Современные тенденции проектирования и реконструкции улично-дорожных сетей //Вестник стипендиатов DAAD. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002. С. 267.
3. Правила дорожного движения // http://carsguru.net/pdd/ pdd.html#label1.
4. Сильянов В.В Теория транспортных потоков в проектировании дороги и организации движения. М.: Транспорт, 1997. 303 с.
5. Capacity and traffic performance of unsignalized intersections under mixed traffic conditions, dissertation, zur erlangung des grades eines doktor-ingenieurs der fakultät für bauingenieurwesen an der ruhr—universität Bochum, von joewono prasetijo, m.sc. aus pontianak, indonesien bochum, august 2007.
