CC BY
3
УДК 656.11
Бурлуцкий А.А., к.техн.н.
доцент
кафедра «Автомобильные дороги»
Солдатов С.М. студент магистратуры, 2 курс Дорожно-строительный факультет
Киргисарова Е.Ю. студент магистратуры, 2 курс Дорожно-строительный факультет Томский государственный архитектурно-строительный
университет Россия, г. Томск ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДЕРЖЕК В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ С РЕЛЬСОВЫМИ ВИДАМИ ТРАНСПОРТА
МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В статье приведены зависимости задержек движения транспортных средств от скорости проезда пересечения с рельсовыми видами транспорта, продолжительности времени закрытия движения, установленные методом имитационного моделирования.
Задержка движения транспортных средств, метод имитационного моделирования, пересечение с рельсовыми видами транспорта, пропускная способность участка улично-дорожной сети, интенсивность движения транспортных средств.
Burlutskiy A.A., candidate of technical Sciences associate Professor of the Department of highways Tomsk State University of Architecture and Construction
Russia, Tomsk Soldatov S.M., graduate student 2 course, Road construction Department Tomsk State University of Architecture and Construction
Russia, Tomsk Kirgisarova E. Y., graduate student 2 course, Road construction Department Tomsk State University of Architecture and Construction
Russia, Tomsk
ASSESSMENT OF TRAFFIC DELAYS IN THE AREA OF INFLUENCE OF INTERSECTIONS WITH RAIL MODES OF TRANSPORT BY MEANS OF SIMULATION
The article shows the dependence of the delay of the vehicle from the speed of travel of the intersection with rail types of transport, the time duration of the closing movement, set-wide by means of simulation.
The delay of movement of vehicles, simulation method, intersection with rail
transport modes, the capacity of the site road network, the intensity of movement of vehicles.
Быстрый темп автомобилизации, наблюдаемый в последние десятилетия в крупных городах, привел к перегрузке движением основных магистралей, увеличению заторов и задержек движения транспортных средств и, как следствие, к огромным экономическим потерям [1].
Возникновение задержек движения чаще всего происходит при подъезде к наземным пешеходным переходам, пересечениям улиц со светофорным регулированием, путям рельсового транспорта.
В статье рассмотрены задержки движения транспортных средств, возникающие в зоне влияния как регулируемых, так и нерегулируемых пересечений с рельсовыми видами транспорта.
Существует большое количество аналитических зависимостей для определения задержек движения в городских условиях, предложенные как зарубежными, так и отечественными исследователями. Однако, относительно простые зависимости не в полной мере отражают реальный процесс образования и рассредоточения транспортной очереди перед стоп-линией и дают довольно противоречивые результаты, а более точные методы довольно трудоемки. В связи с вышесказанным, а также учитывая сложность определения задержек движения, обусловленную большим количеством влияющих факторов, для исследования применен 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].
На сегодняшний день, на базе известных моделей разработано множество программных продуктов, в которых реализована идея имитационного моделирования движения транспортных потоков, среди них следует выделить AnyLogic, Rockwell Arena, AIMSUN, HCS+,TRANSYT-7F, VISSIM и другие.
Среди отмеченных программ, наибольшее распространение, как в мировой практике, так и в нашей стране, получил программный продукт фирмы PTV VISSION - VISSIM. Программный комплекс предназначен для моделирования движения транспортных средств на микроуровне, что позволяет не только наглядно демонстрировать полученные изменения, но и расширяет возможности анализа условий движения в переделах одного или группы транспортных узлов. Имитационная модель максимально приближена к реальности и поэтому позволяет детально отразить условия движения
транспортных средств. Важным для точности построения модели и ее имитации является достоверность и полнота исходных данных, среди которых следует отметить интенсивность движения транспортных потоков по каждому направлению, геометрические параметры моделируемого узла, характеристика средств регулирования и скоростной режим [3].
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. Томске расположено большое количество пересечений в одном уровне с рельсовыми видами транспорта. Скорость проезда таких пересечений (железнодорожные, трамвайные) во многом зависит от состояния настила на переезде, количества пересекаемых рельсовых путей, наличия светофорного регулирования и интенсивности движения транспортного потока. Такие пересечения значительно затрудняют транспортную ситуацию, что приводит к возникновению больших задержек времени для участников дорожного движения [2].
В связи с этим, возникла необходимость в оценке транспортных задержек с целью дальнейшего их учета при разработке мероприятий по организации дорожного движения.
Эксперимент был проведен для следующих ситуаций:
1. Состояние пересечения с рельсовыми видами транспорта приводит к снижению скорости до следующих интервалов м 2,5 - 5 км/ч; 5 - 10 км/ч; 10 - 15 км/ч; 15 - 20 км/ч; 20 - 25 км/ч и 25 - 30 км/ч.
2. Пересечения с рельсовыми видами транспорта оборудовано шлагбаумом или светофорным объектом и происходит единовременное закрытие движения в течении часа на следующие временные промежутки -5 минут; 10 минут; 15 минут; 20 минут; 25 минут и 30 минут.
На первом этапе работы был проведен эксперимент на основе имитационного моделирования. В результате выполненных измерений установлена зависимость пропускной способности переезда от скорости его проезда. Полученные значения представлены в табл. 1.
Таблица 1 - Зависимость пропускной способности на переезде от скорости движения_
Скорость движения на переезде, км/ч Пропускная способность, легк. авт./ч
2,5-5 432
5-10 720
10-15 1044
15-20 1188
20-25 1224
25-30 1368
На следующем этапе работы были определено общее время задержки транспортных средств при различных скоростях движения на переезде и интенсивностях движения (табл. 2). Задержки времени в зоне влияния нерегулируемого пересечения с рельсовыми видами транспорта, установленные при помощи имитационного моделирования условий движения транспортных потоков на ЭВМ, представлены в таблице 2.
Таблица 2. - Оценка общего времени задержки транспортных средств на нерегулируемых пересечениях с рельсовыми видами транспорта_
Интенсивность движения по одной полосе, прив. ед/ч Общее время задержки транспортных средств (ч) при различных скоростях проезда пересечения (км/ч)
5 10 15 20 25
100 0,3 0,1 0,1 0,04 0,03
200 2,1 0,8 0,3 0,1 0,1
300 6,0 1,9 0,7 0,3 0,1
400 30,7 3,6 1,3 0,5 0,1
500 120,9 8,4 2,7 1,0 0,2
600 221,9 31,4 5,4 1,8 0,2
700 350,0 66,5 8,7 2,4 0,6
При моделировании второй ситуации, когда переезд закрывается на определенные временные промежутки, распределение скорости на переезде было принято 5-10 км/ч. Полученные в ходе имитационного моделирования значения общего времени задержки приведены в табл. 3.
Таблица 3 - Оценка общего времени задержки транспортных средств на регулируемых пересечениях с рельсовыми видами транспорта_
Время закрытия переезда, мин. Общее время задержки транспортных средств (ч) при различной интенсивности движения по одной полосе (прив. ед/ч)
200 300 400 500 600 700
5 2,8 11,5 20,1 35,1 63,9 123,4
10 6,6 19,2 33,5 58,9 109,1 178,3
15 12,4 31,2 53,4 94,5 154,1 231,4
20 20,9 47,0 78,6 132,1 199,4 284,0
25 30,6 67,0 107,7 169,3 244,4 336,8
30 41,5 88,4 137,4 206,7 289,6 389,7
При разработке схем организации движения и проведении технико-экономического обоснования проектных решений, полученные задержки движения необходимо выражать в денежном эквиваленте. При этом следует отметить, что затраты времени, возникшие при простое транспортных средств в зоне влияния железнодорожных переездов, приводят к экономическим издержкам различного характера (транспортные, экологические и социальные), некоторые из которых довольно трудно оценить.
Таким образом, современное программное обеспечение для имитационного моделирования позволяет решать такие сложные задачи как установление пропускной способности и транспортных задержек в зоне влияния пересечений с рельсовыми видами транспорта.
Использованные источники:
1. Красников, А.Н. Закономерности движения на многополосных автомобильных дорогах / А.Н. Красников. - М.: Транспорт, 1988. - 111 с.
2. Бурлуцкий, А.А. Обеспечение эффективности функционирования дорожной сети крупного города на основе учета ее взаимодействия с потоками пассажирского транспорта (на примере г. Томска): дис. ... канд. техн. наук / А.А. Бурлуцкий. - Томск, 2015. - 196 с.
3. Андреева, Е.А. VISSIM 4.10-00*. Руководство пользователя. - Санкт-Петербург, 2006 - 346 с.
4. Бурлуцкий, А.А. Оценка транспортных задержек на участках улиц со светофорным регулированием методом имитационного моделирования / А.А. Бурлуцкий, Е.Ю. Киргисарова. // Вестник ТГАСУ. - Томск: Изд. ТГАСУ, 2009. - №4. - С. 202-206.
