CC BY
21
УДК 656.11:004.946
КИРГИСАРОВА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА, аспирантка, abura124@yandex.ru,
БУРЛУЦКИЙ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, abura124@yandex.ru
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2
ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДЕРЖЕК НА УЧАСТКАХ УЛИЦ СО СВЕТОФОРНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Приведены зависимости задержек движения транспортных средств от продолжительности цикла регулирования, времени зеленого сигнала в течение часа и для наиболее загруженного периода суток. Установлены ежегодные экономические потери населения из-за задержки движения транспортных средств в зоне влияния светофорных объектов.
Задержка движения транспортных средств, метод имитационного моделирования, светофорный объект, экономические потери.
Ключевые слова: задержка движения транспортных средств, метод имитационного моделирования, светофорный объект, экономические потери.
KIRGISAROVA, ELENA YURJEVNA, P.G. abura124@yandex.ru
BURLYTSKIY, ANDREYALEKSANDROVICH, abura124@yandex.ru
Tomsk State University of Architecture and Building,
2 Solyanaya sq., Tomsk, 634003, Russia
ESTIMATION OF TRANSPORT DELAYS ON SITES OF STREETS WITH TRAFFIC LIGHT REGULATION BY A METHOD OF IMITATING MODELLING
The dependences of delays of vehicles movement on duration of a cycle of regulation, time of a green signal within an hour and for the most loaded period of days are given in the paper. Annual economic losses for the population because of a delay of vehicles movement in an influence zone of traffic light objects are fixed.
Keywords: Delay of movement of vehicles, method of imitating modelling, traffic light object, economic losses.
Быстрый темп автомобилизации, значительный рост интенсивности, плотности движения транспортных потоков на сети улиц и дорог г. Томска привел к снижению пропускной способности, к перегрузке основных магистралей, заторам, задержкам транспортных средств и, как следствие, к огромным экономическим потерям [1].
© Е.Ю. Киргисарова, А. А. Бурлуцкий, 2009
Возникновение задержек движения чаще всего происходит при подъезде к наземным пешеходным переходам, путям рельсового транспорта, пересечениям улиц со светофорным регулированием. В работе подробно рассмотрены задержки движения транспортных средств, возникающие в зоне влияния светофорного регулирования.
Учитывая сложность определения задержек движения, в связи с большим количеством влияющих факторов, для исследования использован метод имитационного моделирования движения транспортных потоков, позволяющий:
- учесть любые сочетания дорожных условий, наличие средств организации движения, а также все многообразие ситуаций, возникающих при движении транспортных потоков;
- значительно сократить продолжительность проведения исследования и подготовки практических мероприятий по улучшению условий движения;
- установить основные характеристики транспортных потоков и дать им количественную и качественную оценку, а также уточнить постановку аналитических задач и проверить достоверность аналитических зависимостей [2].
Для моделирования условий движения потока автомобилей и последующей оценки возникающих транспортных задержек применен программный продукт ptv vision VISSIM - микроскопическая модель имитации движения транспортных средств. Модели этого класса позволяют детально описывать поведение каждого из участников дорожного движения.
В программном продукте VISSIM интегрирована психофизическая модель восприятия WIEDEMANN (1974). Основная идея модели заключается в том, что водитель транспортного средства, движущегося с более высокой скоростью, начинает тормозить при достижении своего индивидуального порога восприятия к впереди едущему транспортному средству. Так как он не может точно оценить скорость впереди едущего транспортного средства, то его скорость будет падать ниже скорости впереди едущего транспортного средства до тех пор, пока он не начнет снова немного ускоряться после достижения порога восприятия. Это ведет к постоянному легкому ускорению и замедлению. Функции распределения определяют разное поведение водителя с помощью учета поведения при изменении скорости и дистанции [3].
На улично-дорожной сети г. Томска расположено более 100 светофорных объектов с различными циклами регулирования. Для проведения эксперимента по определению транспортных задержек выделено 4 наиболее распространенных цикла - 46, 65, 85, 100 с. Полученные в ходе имитационного моделирования значения времени задержек при различных интенсивностях движения транспортных потоков и режимах светофорного регулирования представлены в табл. 1.
Согласно обследованиям, выполненным специалистами кафедры автомобильных дороги ТГАСУ, наиболее загруженным является период суток с 7.00 до 23.00 (рис. 1), в течение которого интенсивность составляет более 85 % от суточной.
Таблица 1
Оценка задержек движения транспортных средств в течение часа
Интенсивность движения, легк. авт./ч Общее время задержки движения транспортных средств (в часах) при различной продолжительности цикла светофорного регулирования (в числителе) и времени зеленого сигнала (в знаменателе)
46 20 60 20 60 27 60 34 85 20 85 40 85 59 100 20 100 35 100 47 100 59 100 74
100 0,2 0,3 0,1 0,1 0,6 0,2 0,04 1,0 0,7 0,4 0,3 0,1
200 0,9 1,6 0,9 0,6 2,5 1,1 0,4 3,1 1,3 0,7 0,5 0,2
300 1,2 2,2 1,3 0,7 4,8 1,8 0,6 6,5 3,1 2,1 1,6 0,7
400 2,1 4,7 2,6 1,5 10,6 3,2 0,9 14,2 5,5 3,3 2,4 0,8
500 3,4 6,9 3,4 1,8 22,0 5,7 2,0 56,8 11,2 6,8 4,7 1,3
600 5,5 12,1 6,3 3,5 61,3 7,7 2,5 117,3 15,7 8,1 2,6 1,3
700 6,9 26,7 9,9 4,9 142,4 11,7 2,6 212,0 36,7 14,0 8,1 2,5
800 11,3 63,5 13,4 6,1 235,7 20,4 4,4 328,4 93,4 26,4 14,6 3,4
900 17,6 118,5 21,9 8,3 337,3 34,1 5,2 457,0 158,3 60,4 18,3 3,9
1000 43,6 196,1 66,7 12,5 450,5 91,2 5,8 617,3 248,3 107,7 51,3 4,6
1100 92,7 266,6 109,6 22,5 584,9 153,5 15,6 790,6 344,4 173,4 105,6 7,4
1200 149,1 355,8 168,7 56,1 701,2 220,7 19,3 896,7 448,4 245,6 162,8 8,9
Рис. 1. Распределение интенсивности транспортных потоков в суточном цикле на магистральных улицах общегородского значения г. Томска
Для обозначенного периода, с учетом полученных выше результатов, вычислены значения общего времени задержки транспортных средств (табл. 2) по формуле
Тобщ = ^£(Д,. • т), (1)
г =7
где ^сут - суточная интенсивность движения по одной полосе проезжей части, авт/сут; Тг - время задержки движения в течение г-го часа; Дг - доля интенсивности г-го часа от суточной интенсивности [1].
Таблица 2
Оценка задержек движения транспортных средств (за наиболее загруженный период суток)
Суточная интенсивность движения, легк. авт./сут Общее время задержки движения транспортных средств (в часах) при различной продолжительности цикла светофорного регулирования (в числителе) и времени зеленого сигнала (в знаменателе)
46 60 60 60 85 85 85 100 100 100 100 100
20 20 27 34 20 40 59 20 35 47 59 74
16000 535 2018 660 211 6002 996 110 8113 2621 1144 577 71
14000 276 925 327 117 2680 481 81 3724 1222 560 297 46
12000 143 426 163 66 1203 233 57 1718 572 275 153 30
10000 75 197 81 37 543 114 38 798 270 136 79 20
8000 39 92 41 21 247 56 23 373 128 68 41 13
6000 21 43 21 12 114 28 12 176 61 34 22 8
4000 11 21 11 7 53 14 5 84 30 17 12 6
2000 6 10 6 4 25 7 1 41 15 9 6 4
Для разработки схем организации движения и последующего техникоэкономического обоснования проектных решений полученные затраты времени необходимо выражать в денежном эквиваленте. При этом стоит отметить, что затраты времени, связанные с простоем транспортных средств в зоне влияния светофорных объектов, приводят к экономическим издержкам различного характера (транспортные, экологические и социальные), некоторые из которых довольно трудно оценить [4]. Наиболее объективно можно определить одну из экономических составляющих транспортных издержек, а именно: потери, связанные с перерасходом топлива транспортными средствами. Таким образом, потери водителей, движущихся по одной полосе проезжей части, составят (рис. 2):
П = 365 • Тзад • Р • Сб, (2)
где Тзад - время задержки движения от помехи, ч; Р - расход топлива при движении с низкими скоростями в плотном транспортном потоке, принят 4 л/ч; Сб - средняя стоимость бензина, 22 руб./л.
Суточная интенсивность движения, авт./сут.
Рис. 2. Годовые экономические потери в результате задержки движения транспортных средств при светофорном регулировании (в течение наиболее загруженного дневного периода)
На рисунке в числителе - продолжительность цикла светофорного регулирования, с, в знаменателе - продолжительность зеленого сигнала, с.
Согласно выполненным расчетам, результаты которых представлены на рис. 2, дополнительные затраты водителей в течение года, связанные с перерасходом топлива из-за задержек движения транспортных средств на участках со светофорным регулированием, могут достигать значительных размеров. Так, например, при среднегодовой суточной интенсивности движения 40000 авт./сут и наличии наземного пешеходного перехода с режимом регулирования 74/3/20/3 общие потери водителей, при движении по четырехполосной магистральной улице, составят 2,5 млн руб. в год. А при пересечении равнозначных магистральных улиц (имеющих по четыре полосы движения при среднегодовой суточной интенсивности 40000 авт./сут) со светофорным регулированием (режим работы 47/3/47/3) издержки превысят 34,9 млн руб. в год.
Библиографический список
1. Сидоренко, Н.Н. Исследование интенсивности движения транспортных потоков на улично-дорожной сети города Томска и прогнозирование изменения ее во времени / Н.Н. Сидоренко, А.А. Бурлуцкий, Е.Ю. Киргисарова // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: материалы I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 24-25 мая 2006 г. - Омск : Изд-во СибАДИ. - Кн. 1. - С. 8-14.
2. Завадский, Ю.В. Решение задач автомобильного транспорта методом имитационного моделирования / Ю.В. Завадский. - М. : Транспорт, 1977. - 72 с.
3. Андреева, Е.А. УКБГМ 4.10-00*. Руководство пользователя / Е.А. Андреева. - СПб., 2006 - 346 с.
4. Эколого-экономическая оценка мероприятий по совершенствованию улично-дорожной сети крупного города / Б.П. Елькин, Т.В. Германова, С.Ф. Ваганов [и др.] // Современные методы строительства автомобильных дорог и обеспечение безопасности движения: сб. докл. Междунар. науч.-практ. Интернет-конференции. - Белгород : Изд-во БГТУ, 2007. - С. 100-104.
