CC BY
51
УДК 625.712: 625.734: 656.13
МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА НАЗЕМНЫХ ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ ГОРОДСКИХ ДОРОГ И УЛИЦ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ
М.Г. Симуль, А.С. Александров
Аннотация: Предложены математические модели, связывающие число конфликтов, возникающих в разное время суток на наземных пешеходных переходах между пешеходом и транспортным средством, с шириной перехода, интенсивностью движения пешеходов, расстоянием между переходами, шириной проезжей части. Разработанные модели позволяют определить число конфликтов в зоне наземных пешеходных переходов, и затем риск возникновения ДТП.
Ключевые слова: безопасность движения, конфликтные ситуации, пешеходный переход.
Введение
Безопасность движения является важнейшим потребительским свойством автомобильной дороги. Для оценки безопасности движения применяются различные методы: коэффициентов безопасности, коэффициентов аварийности и конфликтных ситуаций. Недостатки этих методов обсуждались специалистами [2, 5], что позволило сформировать общее мнение, в соответствии с которым для оценки безопасности движения необходимо применение вероятностных подходов.
Основная часть
Одними из первых математических моделей являются эмпирические формулы Смиида, представляющие собой степенные функции, связывающие количество ДТП, число погибших и раненных в них людей с количеством зарегистрированных транспортных средств и численностью населения. Анализ оригинальной и модифицированных моделей Смии-да показывает, что все решения не учитывают влияние дорожных условий. Поэтому такие модели не позволяют анализировать причины ДТП и проводить мероприятия, повышающие безопасность движения.
В.В. Столяров для оценки опасности движения применил теорию риска. В этом случае вероятность возникновения ДТП определяется по формуле[3]:
Zэ
7= • 01
где7эи число ДТП, произошедших при скорости 9 и общее число автомобилей, прошедших по данному участку с этой же скоростью.
Суммарный риск по В.В. Столярову определяется по формуле [3]:
п-1 п-1
R = S ri + rn - rn ■ S ri
(2)
уклонов [2].
Александров Н.Н. предложил рассчитывать риск ДТП в зависимости от интенсивности движения по формуле [1]:
r = 6,99 10 5 2,66 10
Nzod +
+1,73 10
NL + 9,48
10
N
(3)
i=1 i= 1 В исследованиях В.В. Столярова [3] получен ряд оригинальных моделей для оценки риска ДТП от различных дорожных условий: радиуса кривой в плане, длины остановочного пути, ширины проезжей части и краевых укрепительных полос обочин.
Семехин Э.Ф. и Александров Н.Н. для дорог разных категорий предложили формулы, позволяющие определять вероятность возникновения ДТП в зависимости от значений продольных и поперечных
гдеМгоа - число автомобилей, прошедших по участку в течение года, ед/год.
Математическое моделирование применяется при прогнозировании количества ДТП, причиной которых является состояние покрытия по ровности, скользкости и TaWehner B., SchulzeK.-H., Dames J., Lange H. [5], Kamplade J., Schmitz H. [4] приводят зависимости позволяющие определять количество ДТП на мокром покрытии в зависимости о коэффициента сцепления.
Для расчета значений коэффициентов сцепления предложены математические модели, в которых в качестве значащих факторов задействованы скорость движения, параметры шероховатости и активная глубина слоя стока.
Методы, основанные на применении математического моделирования вероятности возникновения ДТП, являются наиболее обоснованными. Следует отметить достаточно глубокую проработку вопросов влияния на риски ДТП геометрических элементов плана и профиля дороги, состояния покрытия, видимости и т.д. В основном эти исследования относятся к дорогам общего пользования. Для городских дорог наибольший практический интерес вызывают исследования безопасности движения на мостах, остановках общественного транспорта, пересечениях и примыканиях, пешеходных переходах, расположенных как в пределах перекрестков, так и вне их. В соответствии с нормативными документами коэффициенты аварийности и тяжести последствий ДТП, произошедших на перекрестках, имеют одни из самых высоких значений. Поэтому повышение безопасности пешеходного движения на перекрестках является актуальной задачей. Эта задача требует разработки математических моделей, позволяющих оценивать, как риск ДТП на пешеходном переходе, так и учитывать влияние мероприятий по повыше-
11
нию безопасности пешеходного движения на количество и тяжесть ДТП. Для решения этой задачи авторами выполнены экспериментальные исследования на наземных пешеходных переходах дорог и улиц г. Омска.
Объектом исследования были 190 пешеходных переходов, из которых 118 регулируемые, а 72 нерегулируемые.
Функцией отклика (У является среднее число нарушений требований организации движения водителями в единицу времени (час).
Измерение интенсивности движения транспортных и пешеходных потоков на участке пешеходного перехода проводилось по нормативной методике с одновременной фиксацией нарушений водителями требований ПДД.
Измерения проводились в течение недели, включая выходные дни, в два периода времени:
- с 15.00 до 16.00 ч (межпиковый период);
- с 16.00 до 18.00 ч (пиковый период).
Для каждого пешеходного перехода подсчиты-валось среднее значение нарушений, зафиксированных в течение часа в разные дни наблюдений.
Перечень факторов и уровни их варьирования приведены в таблице 1.
Влияние факторов, указанных в таблице 1, приведено в виде одномерных зависимостей (рис. 1-4), анализ которых позволяет сделать вывод о степени влияния того или иного фактора на число нарушений в зоне пешеходных переходов.
Как показал эксперимент, увеличение ширины пешеходного перехода с 2,5 до 5 м (рис. 1) приводит к снижению числа нарушений примерно в 5-6 раз.
Наибольшее число нарушений возникает на дорогах с шириной проезжей части 23 м (рис. 2). Это обусловлено тем, что на многополосных городских магистралях водители превышают разрешенную скорость движения и не успевают ее снизить для пропуска появившегося пешехода.
С увеличением интенсивности движения пешеходов (рис. 3) увеличивается и число нарушений со стороны водителей. Поэтому нерегулируемые пешеходные переходы целесообразны только при сравнительно невысокой интенсивности пешеходного движения.
Таблица 1 - Факторы и уровни их варьирования
Фактор Уровень варьирования
Ширина пешеходного перехода (Х-|), м 2,5-5,0
Ширина проезжей части (Х2), м 4-14
Интенсивность пешеходного потока (Х3), чел./ч (оба напр.) 21-1371
Расстояние до подземного перехода (Х4), м 100-1400
70 60
^
х
ш
□ 50 ,
ГО
1 40
о
5
=р 30
ш ш 5 20
10
0
о
5__ •
Г "___^ --- ►
С -•« N
Ч
3,0 3,5 4,0 4,5
Ширина пешеходного перехода, м О- время 15.00-16.00; О- время 16.00-18.00
180 160
I 140
)
~ 120 : 100
ш
ш 60
И 40
О
20 0
о
< у
у *
/<6
о 2
х ♦ ¿«г ♦
)
200 400 600 800
Интенсивность движения пешеходов, чел/ч О- время 15.00-16.00; ♦- время 16.00-18.00
1000
Рис. 1. Зависимость числа нарушений от ширины пешеходного перехода
Рис. 3. Зависимость числа нарушений от интенсивности движения пешеходов
2,5
5,0
0
| 200
а)
ЕЕ
я 150
♦
/ / ' О
/ / / / /
/ / / / //
0 5 10 15 20 25
Ширина проезжей части, м О - время 15.00-16.00; » - время 16.00-18.00
Рис. 2. Зависимость числа нарушений от ширины проезжей части
С увеличением расстояния (рис. 4) до подземного перехода количество нарушений сначала возрастает, достигает максимума примерно на расстоянии 800-900 м до подземного перехода, а затем снижается.
Зависимости, представленные на рис. 1-4, имеют нелинейный характер, поэтому для их описания принята степенная мультипликативная модель:
У(хл) = -
X"2 X"
X"
X "
(4)
где УХ) - значение результативного признаках -факторное пространство для указанных факторных признаков и периодов наблюдения.
Для определения коэффициентов модели проведено нормирование весовых коэффициентов при условии, что каждый весовой коэффициент а,- пропорционален степени его связи с функцией отклика У. С учетом весовых коэффициентов формула (4) для рассмотренных периодов наблюдения принимают вид:
для периода1500-1600:
Т^ц) =
Л 2 А 3 А 4
(5)
X
0,10
260 240
г 220
Э
м200 X
§ 180
Ф 160 ф
I 140 120 100
О
♦
>
/ / * \ \
/ \
о --; \
/♦ < \
♦ / / X *
/
0 500 1000 1500
Расстояние до подземного перехода, м О- время 15.00-16.00; О- время 16.00-18.00
Рис. 4. Зависимость числа нарушений от расстояния до подземного пешеходного перехода
для периода1600-1800:
Д Xi2) =
X 0,36X 0,37X 0,12
(6)
X
0,15 1
Заключение
В результате эксперимента установлено:
1. Число нарушений требований п. 14.1 ПДД водителями при проезде пешеходных переходов возрастает:
- с увеличением ширины проезжей части, увеличение ширины с 15 до 23 м приводит к росту нарушений в 6-7 раз (рис. 2);
- с ростом интенсивности пешеходного потока (рис. 3);
- при уменьшении ширины пешеходного перехода - уменьшении ширины с 5 до 2,5 м вызывает рост нарушений в 5-6 раз (рис. 1).
2. В результате обработки экспериментальных данных выведены уравнения количества нарушений в зависимости от исследуемых факторов (табл. 2). Разработанные уравнения пригодны для прогнозирования эффективности организации пешеходных переходов.
Таблица 2 - Уравнения аппроксимирующих кривых для нерегулируемых пешеходных переходов
Фактор Период времени Уравнение аппроксимирующей кривой
Ширина пешеходного перехода (рис.1) 1500-1600 у 1Л = - 2,56 X12 + 4,42 X1 + 51,53
1600-1800 у12 = -1,48X8,86X2 + 93,45
Ширина проезжей части (рис. 2) 1500-1600 у21 = 0,69X22 -10,23X2 +41,90
1600-1800 у22 = 0,96X22 - 14,31X2 +56,45
Интенсивность пешеходного потока (рис. 3) 1500-1600 у3. 1 = 0,05X3 - 2,88
1600-1800 у3.2 = 0,10 X 3 -7,02
Расстояние до подземного перехода (рис. 4) 1500-1600 у41 =0,08X4+156,05
1600-1800 у 4.2 = 0,37 X 4+79,53
250
& 50
0
Библиографический список
1. Александров Н.Н. Методика оценки уровня аварийности на загородных автомобильных дорогах с применением принципов логики вероятностей /Н.Н. Александров //Сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф. «Новые дороги России» - Пенза, 2011. - С. 471 - 479.
2. Семехин Э.Ф., Александров Н.Н. Влияние продольных и поперечных уклонов проезжей части на вероятность возникновения ДТП на двухполосных загородных автомобильных дорогах / Э.Ф. Семехин, Н.Н. Александров // Сб. трудов Междунар. науч.-техн. конф. «Новые дороги России» - Пенза, 2011. - С. 511 - 518.
3. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска. Ч 1. /В.В. Столяров - Саратов: Саратовский государственный технический университет. - 1994. - 184 с.
4. Kamplade J., Schmitz H. Erfassen und Bewerten der Fahrbahngriffigkeitmit den Messverfahren SRM und SCRIM Forschungsberichte, S.33-41, A10-A14, Bundesanstalt fur Stra.enwesen, BereichStra.enverkehrstechnik, BergischGladbach 1984.
5. Wehner B., Schulze K.-H., Dames J., Lange H. Untersuchungenuber die VerkehrssicherheitbeiNasse-ForschungStra.enbau und Stra.enverkehrstechnik BMV, Heft 189, Bonn 1975, P. 3-31.
SIMULATION OF CONFLICT SITUATIONS ON THE GROUND-BASED PEDESTRIAN PASSAGES OF URBAN ROADS AND STREETS FOR INCREASING THE SAFETY OF THE MOTION
M.G. Simul, A.S. Aleksandrov
Are proposed the mathematical models, which connect the number of conflicts, which appear in the different time of day on the ground-based pedestrian passages between the pedestrian and transportation means, with the width of passage, traffic volume of pedestrians, by the distance between the passages, the width of roadway. The developed models make it possible to determine the number of conflicts in the zone of ground-based pedestrian passages, and then the risk of appearance [DTP].[Modelirovanie] of conflict situations on the ground-based pedestrian passages of urban roads and streets for increasing the safety of the motion.
Информация об авторах: Симуль Мария Геннадьевна, старший преподаватель кафедры «Организация и безопасность движения» СибАДИ, г. Омск. Направление научных исследований: вопросы обеспечения безопасности движения пешеходов на улично-дорожной сети, оценка эффективности средств и методов организации движения, количество публикаций - 15, E-mail:simul79@yandex. ru
Александров Анатолий Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительство и эксплуатация дорог» СибАДИ, г. Омск. Основное направление научных исследований: проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог; проектирование дорожных конструкций. Общее количество опубликованных работ - 50. E-mail:[email protected]
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ВИНТОВЫХ СВАЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МОСТА В ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Ю.Е. Пономаренко, С.В. Лобанов, Н.Б. Баранов
Аннотация: Статья посвящена строительству малого моста в населенном пункте сельского типа. Приведено описание конструктивных решений моста, климатических и географических показателей области строительства, процесса возведения пролетного строения и фундаментов на винтовых сваях с применением специального оборудования для завинчивания, также дана характеристика указанного оборудования. В заключении статьи делаются выводы о надежности и безопасности эксплуатации возведенного сооружения.
Ключевые слова: мост, строительство, фундамент, винтовая свая, завинчивание.
Строительство мостов, путепроводов, эстакад и других сооружений транспортного назначения на автомобильных дорогах и улицах населенных пунктов отражает экономическое развитие регионов страны, увеличение грузо- и пассажиропотока, ведет к освоению новых территорий. Подобные конструкции, а в особенности мосты, будучи сооруженными в сельской местности, зачастую являются не только единственной переправой на многие десятки и сотни километров вокруг, но и способствуют развитию та-
ких нематериальных субстанций, как единение живущих и работающих на разных берегах людей.
Сельское поселение Хомутинка Нижнеомского района Омской области расположено на реке Омь. Исторически сложилось так, что село разделено на две части рекой. Сообщение между двумя половинами осуществлялось в зимний период по льду, в летний - через понтонную переправу с помощью лодок. Большегрузный транспорт переправлялся через мост, расположенный на расстоянии 30 километров от села. В теплый период по этой переправе
