CC BY
68
УДК: 656.13:05
М.А. Кузьмина, А.П. Бруев
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ
В ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛАХ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ АДАПТИВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Рассматриваются варианты усовершенствования организации левоповоротного движения в конфликте со встречным прямонаправленным потоком на регулируемых пересечениях улично-дорожной сети. Предложена перестраиваемая конструкция светофорного объекта, позволяющая выделить левый поворот с изменением структуры цикла светофорного регулирования.
Организация левоповоротного движения, прямонаправленный поток, уличнодорожная сеть, светофорный объект, цикл светофорного регулирования
M.F. Kuzmina, A.P. Bruev
EFFICIENCY INCREASE TRAFFIC CONTROL IN TRANSPORT KNOTS THE WAY APPLICATIONS OF ADAPTIVE EXECUTIVE ELEMENTS
Options of improvement of the organization of left rotary movement in the conflict to a counter the directly directed flow on adjustable crossings of a street road network are considered. The reconstructed design of the traffic light object, allowing to allocate the left turn with change of structure of a cycle of traffic light regulation is offered.
Organization of left rotary movement, the directly directed stream, street road network, traffic light object, cycle of traffic light regulation
Бурный процесс автомобилизации с каждым годом охватывает все большее число стран, постоянно увеличивается автомобильный парк, количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей. Рост автомобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсивности движения, что в условиях городов с исторически сложившейся застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы.
Особенно остро она проявляется в узловых пунктах улично-дорожной сети. Здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди и заторы, что вызывает снижение скорости сообщения, неоправданный перерасход топлива и повышенное изнашивание узлов и агрегатов транспортных средств.
Серьезные трудности в организации движения создают так называемые пиковые нагрузки -резкие увеличения интенсивности движения (часто в 2-4 раза относительно среднего значения в течение суток) в утренние и вечерние часы суток, вызванные началом и окончанием рабочего дня.
Трудности, связанные с пропуском транспортных потоков высокой интенсивности, усугубляются наличием «конфликтных точек». Под этим термином подразумевается пересечение, слияние или отклонение автомобилей и их потоков. Наличие конфликтных точек заметно сказывается на безопасном и беспрепятственном движении транспортных средств и ведёт к росту задержек и возникновению дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Наибольшее число конфликтных точек характерно для пересечений транспортных потоков.
В 1960-е годы возникла идея оценивать опасность дорожного движения путём оценки транспортных конфликтов. Впоследствии за методом конфликтов укрепился термин «технический транспортный конфликт». Технический транспортный конфликт - это ситуация, при которой между пользователями дорогой возникает коллизия, вызывающая предупреждающие акции. Обычно конфликтные ситуации подразделяют на три группы, например, легкие, средние или тяжелые. Одной из таких ситуаций, характерной для средних и малых городов России, являются левые повороты в местные проезды и выезды из них налево.
До середины 90-х годов в России левые повороты в местные проезды и выезды из них налево относили соответственно к конфликтной ситуации легкой группы. Но высокие темпы автомобилиза-
ции страны привели к резкому росту интенсивности движения, особенно в городах. В это период левые повороты в местные проезды и выезды из них налево, в первую очередь на многополосных улицах, стали одной из основных причин возникновения дорожно-транспортных происшествий.
Известно, что для снижения количества конфликтных точек, уменьшения задержек и повышения безопасности при выполнении левого поворота используют два способа: 1) метод отсечки встречного прямонаправленного потока, 2) выделение левоповоротного движения в отдельной фазе светофорного регулирования. Первый способ наиболее приемлем при невысокой интенсивности движения транспортных средств (ТС), когда часть ТС выполняет левый поворот путем «просачивания», а часть успевает завершить маневр, уходя с центра перекрестка на желтый сигнал светофора, не создавая за собой очереди. Однако с ростом интенсивности движения «просачивание» прекращается, и перед перекрестком начинает создаваться очередь, которая частично разъезжается в период отсечки встречного прямонаправленного потока. В этом случае целесообразно использовать второй способ -выделение фазы с левоповоротным движением, который снижает время задержек при выполнении левого поворота, но приводит к увеличению общего времени цикла светофорного регулирования и, соответственно, увеличению общего времени задержек ТС на пересечении. Такой действенный способ не может быть экономически оправдан при невысокой интенсивности движения.
Для осуществления разъезда ТС на регулируемом пересечении с левоповоротным движением в первом случае используется транспортный светофор типа Т.1, во втором - типа Т.1.Л, которые являются исполнительными элементами технической подсистемы транспортно-телематических си-
стем. И в одном, и в другом случае возможно осуществление адаптивного управления движением в зависимости от величины интенсивности движения транспортного потока путем изменения времени фаз светофорного регулирования конкретного светофорного объекта. Однако с увеличением интенсивности движения выделить левый поворот в первом случае технически невозможно, а во втором с уменьшением интенсивности движения исключить фазу с левоповоротным движением запрещено пунктом 7.4.6 ГОСТ Р 52289-2004. Полагаем, что повысить эффективность управления движением в транспортных узлах и частично разрешить проблему левоповоротного движения можно путем совместного использования обоих способов. Для решения рассматриваемой проблемы необходимо применять перестраиваемые конструкции светофорных объектов, построенные на основе транспортных светофоров типа Т.1 и Т.1.Л или с точки зрения телематики на транспорте - адаптивные исполнительные элементы с расширенными эксплуатационными возможностями. На рис. 1 представлена в качестве примера схема такого лампового исполнительного элемента производимого в настоящий момент промышленностью, который может при необходимости принимать вид светофора типа Т.1 или Т.1.л. На рис. 2 показаны нижняя и поворотная секции светофора (вид сверху) в процессе работы светофорной сигнализации.
Светофор может работать, например, следующим образом. В обычном режиме работы светофорной сигнализации, когда левоповоротное движение не превышает 120 авт./ч, левоповоротная секция находится в выключенном состоянии в положении 2-а (рис. 2). Водитель транспортного средства видит перед собой светофор типа Т.1, в котором дополнительные секции отсутствуют. Движение водителю разрешено при зеленом свете светофорной сигнализации - прямо, налево и направо (по соответствующей полосе движения). Левоповоротное движение может осуществляться с использованием метода отсечки, время которой определяется по информации от детекторов транспорта в данном цикле светофорного регулирования. При увеличении интенсивности левоповоротного движения (более 120 авт./ч) информация от детекторов транспорта поступает на контроллер адаптивного управления (на рисунках не показаны), который изменяет структуру цикла и длительность сигналов светофорного регулирования.
Одновременно с изменением структуры цикла включается дополнительная секция 13 со стрелкой «налево» и подается сигнал на электропривод поворота секции. Поворот секции 13 осуществляется против часовой стрелки на 180° и может сопровождаться трехкратным миганием всех ламп секций светофора, что будет оповещать водителей транспортных средств об изменении структуры цикла светофорной сигнализации. После трехкратного мигания всех ламп секция 13 займет положение 2-6, а перед водителем будет находиться светофор типа Т.1.Л с выделенной фазой левого поворота. Видя такой светофорный объект, водитель осознает, что в соответствии с пунктом 6.3 Правил дорожного движения РФ движение налево разрешено только на зеленый сигнал стрелки секции левого поворота.
При уменьшении интенсивности левоповоротного движения (менее 120 авт./ч) информация от детекторов транспорта поступает на контроллер адаптивного управления, который подает сигнал на отключение секции со стрелкой «налево», изменение структуры светофорного цикла и на электропривод 13 для поворота секции «налево» по часовой стрелке на 180° в положение 2-а.
Предложенный принцип работы светофорного объекта может быть применен также и в светодиодных светофорах со энергопотреблением и эксплуатационными затратами на обслуживание.
Совершенствование конструкций светофоров, например изготовление их с меньшей глубиной секции (более тонкой), позволит применять и другие варианты перестраивания конструкции, такие как выдвижение дополнительной секции в параллельной вертикальной плоскости из-за (из) нижней секции светофора.
При разработке программного обеспечения работы светофорной сигнализации следует вводить ограничения на временные интервалы работы секции и перестраивание конструкции.
Таким образом, светофор с дополнительной левоповоротной секцией, установленной на кронштейнах шарнирно с возможностью поворота на 180°, может работать в режиме адаптивного управления с изменением цикла светофорной сигнализации.
В случае внедрения таких светофоров в транспортных узлах улично-дорожной сети в пункт 6.2 «Круглые сигналы светофора имеют следующие значения» раздела 6 (Сигналы светофора и регулировщика) Правил дорожного движения РФ может быть внесено дополнение: «Сочетание красного, желтого и зеленого мигающих одновременно сигналов информирует о предстоящем изменении структуры цикла светофорного регулирования».
ЛИТЕРАТУРА
1. ГОСТ Р 52289-2004. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств. Введ. 2004-15-12. М.: Стандартинформ, 2005. 47 с.
2. Денисов Г.А., Белокуров В.П., Лихачев Д.В. Повышение эффективности управления движением в транспортных узлах путем применения адаптивных исполнительных элементов // Автотранспортное предприятие. 2012. № 6. С. 16-18.
3. Денисов Г. А., Струков Ю.В., Лихачев Д. В. О выборе алгоритма адаптивного управления светофорным объектом на пересечении с конфликтным левоповоротным движением // Актуальные проблемы автотранспортного комплекса: межвуз. сб. науч. статей. Самара, 2011. С. 170-173.
4. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. 279 с.
5. Прижибыл П., Свитек М. Телематика на транспорте. М.: МАДИ (ГТУ), 2003. 540 с.
Кузьмина Марина Анатольевна -
кандидат технических наук, доцент кафедры организации перевозок и дорожного движения Кубанского государственного технологического университета
Бруев Алексей Павлович -
студент 3 курса факультета автомобильнодорожных и кадастровых систем Кубанского государственного технологического университета
Marina A. Kuzmina -
Ph.D., assistant professor of the pulpit to organizations of transportation and road motion Kuban state technological university
Aleksey P. Bruev -
student З courses of the faculty Automobile and road and cadastral systems Kuban state technological university
Статья поступила в редакцию 03.04.13, принята к опубликованию 30.04.13
