CC BY
12УДК 656.11
П.Н. Тормозов, В.Д. Режевская
ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ В AIMSUN ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ НА УЛИЧНО-ДОРОЖНОЙ СЕТИ
В данной статье рассматривается применение моделирования в специальном программном комплексе AIMSUN. С помощью программы AIMSUN было выполнено имитационное моделирование транспортного узла располагающегося на пересечении улицы Орбитальной и улицы Беляева (улицы Обсерваторной) в городе Ростове-на-Дону. Был проведен подробный анализ существующей ситуации на улично-дорожной сети. Были получены следующие результаты: скорость транспортного потока, задержки транспортных средств, плотность транспортного потока, а также количество массовых выбросов загрязняющих веществ от автомобильного транспорта. Также были предложены четыре новых варианта организации дорожного движения на данном пересечении, сравнение полученных результатов моделирования с результатами текущего состояния и выявление наилучшего результата.
Ключевые слова: моделирование дорожного движения, имитационное моделирование, AIMSUN, транспортный узел, организация дорожного движения, загрязняющие вещества, экологическая безопасность.
Введение. В настоящее время, анализ состояния существующей улично-дорожной сети города показывает сформировавшийся ряд проблем, требующих незамедлительного решения.
Транспортная ситуация, особенно в больших городах, усложняется, причем очень быстро. Темпы роста автомобилизации опережают развитие улично-дорожной сети и инфраструктуры города. За последние два десятилетия уровень автомобилизации значительно вырос (примерно в 5 раз). В Ростове-на-Дону по данным на 2017 год уровень автомобилизации составляет 285 автомобилей на 1000 человек. Также, необходимо учитывать транзитный поток транспорта, доля которого равна около 30%. Итого в среднем в Ростове-на-Дону 371 автомобиль на 1000 жителей [1,2].
Такой интенсивный рост парка автомобильного транспорта и объема перевозок ведет к значительному увеличению интенсивности дорожного движения, что в свою очередь приводит к возникновению транспортных проблем. Наиболее остро эти проблемы проявляются на перекрестках транспортных потоков, расположенных в одном уровне. Именно здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди ожидания, снижается скорость транспортного потока. На повышение загрязнения окружающей среды очень сильно влияют вынужденные остановки и неустойчивый режим движения автомобилей [3].
Анализ объекта проектирования. В данной статье подробнее рассмотрим транспортный узел на пересечении улицы Орбитальной с улицей Беляева. Данные улицы являются магистральными улицами районного значения и связывают магистральные улицы общегородского значения с северным выездом из города. Проблема, существующая на данном участке улично-дорожной сети связана с расположением на улице Обсерваторной центра притяжения (гипермаркетов Ашан и Леруа Мерлен), а также активной застройки ближайших поселений (поселков Темерницкий и Щепкин). Именно на этом пересечении возникают постоянные заторовые ситуации в часы - пик. На данном перекрестке расположен светофорный объект, который работает в четырех фазах и имеет выделенную секцию для поворота направо с улицы Обсерваторной на улицу Орбитальную. Но даже это не помогает на данном перекрестке, так как многие водители, нарушают правила дорожного движения, перекрывая проезд.
Моделирование дорожного движения с помощью программы А1М8иК. Для оценки эффективности принятых решении по организации
дорожного движения по ул. Беляева и ул. Обсерваторной в программе AIMSUN были разработаны следующие модели:
1.Модель №1 - существующие условия дорожного движения;
2.Модель №2 - запрет проезда прямо и поворота налево для улиц Беляева и Обсерваторной, а также увеличение числа полос для улицы Обсерваторной в направлении выезда из города до двух полос;
© П.Н. Тормозов, В.Д. Режевская, 2018.
Научный руководитель: Шаталова Елена Егоровна - кандидат технических наук, доцент, Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону), Россия.
3.Модель №3 - создание объездной дороги вдоль улицы Орбитальной, тем самым разгружая подъезд к пересечению по улице Обсерваторной;
4.Модель №4 - расширение проезжей части улицы Орбитальной от проспекта Космонавтов до пересечения с улицами Беляева и Обсерваторной до пяти полос и дополнительным съездом для поворота направо (на улицу Беляева);
5.Модель №5 - отмену левых поворотов на данном пересечении с отнесением их на 200-250 метров.
Параметры эффективности. Параметры функционирования улично-дорожной сети при существующей и предлагаемых схемах организации дорожного движения представлены на рисунках 1 - 3.
Модель Модель №2 Модель №3 Модель N24 Модель N25 Рис. 1 Изменение скорости транспортного потока на рассматриваемой улично-дорожной сети
160
Модель №1 Модель №2 Модель №3 Модель №4 Модель №5 Рис. 2 Изменение задержек транспортных средств на рассматриваемой улично-дорожной сети
Рис. 3. Изменение плотности транспортного потока на рассматриваемой улично-дорожной сети
Путем сравнения полученных результатов моделирования дорожного движения при существующей и предлагаемых схемах организации проводим оценку адекватности. В программе AIMSUN сравниваются результаты моделирования по следующим показателям: экологичность, задержки, количество остановок, скорость и т.д. [5,6,7].
Моделирование загрязнения воздушной среды от автотранспорта на данном участке улично-дорожной среды. При моделировании дорожного движения автоматически рассчитывается экологическая нагрузка на окружающую среду. Данное программное обеспечение позволяет рассчитать количество выбросов загрязняющих веществ (СО, СО2, NOx, СпНт, РМ), опираясь на соответствующие параметры автомобилей: количество загрязняющих веществ, поступающих от автомобиля при разгоне и замедлении, а также количество загрязняющих веществ, поступающих от идеального автомобиля [4,8,9].
На рисунках 4 - 6 представлено количество массовых выбросов загрязняющих веществ при различных сценариях развития.
Рис. 4. Изменение выбросов монооксида углерода (угарный газ СО) на рассматриваемом участке улично-дорожной сети для всех транспортных средств в потоке
40
39
40
Модель Nol Модель №2 Модель N23 Модель N94 Модель N25 Рис. 5. Изменение выбросов углеводородов (CnHm) на рассматриваемом участке улично-дорожной сети для всех транспортных средств в потоке
i2500 I I ■ I i f 2000
| 1500 ■-■ ■-■-■
J 1000
: I I I I I
Модель №1 Модель №2 Модель №3 Модель №4 Модель №5 Рис. 6 Изменение выбросов оксидов азота (NOx) на рассматриваемом участке у лично-дорожной
Заключение (выводы). Анализ полученных результатов показал, что строительство объездной дороги вдоль ул. Орбитальной значительно улучшит сложившуюся дорожную обстановку на данном участке. Полученные сетевые параметры эффективности функционирования рассматриваемой улично-дорожной сети позволяют сделать вывод, что скорость транспортного потока увеличится в 1,7 раза, задержки транспортных средств снизятся в 4,5 раз, плотность транспортного потока снизится, по сравнению с существующей ситуацией в 2,3 раза.
Также и с точки зрения экологического аспекта наилучшие результаты показала модель создания объездной дороги.
1.Пугачёв И.Н. Организация и безопасность дорожного движения: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / И.Н. Пугачёв, А.Э. Горев, Е.М. Олещенко. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 272 стр.
2.Клинковштейн Г. И., Афанасьев М. Б. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов.- 5-е изд., пере-раб. и доп. - М: Транспорт, 2001 - 247с.
3.Коноплянко В. И. «Организация и безопасность дорожного движения»: Учебник для вузов. Кемерово: Куз-бассвузиздат, 1998г.-236 с.
4.Зотов Л.Л. Экологическая безопасность автомобилей Учеб. пособие. — СПб: СЗТУ, 2005, — 115 с.
5.Порядок разработки и утверждения проектов организации дорожного движения на автомобильных дорогах, Москва 2006г.
6.Г.А. Галкина Метод прогнозирования состояния транспортного потока при управлении на сети [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, №4. - Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/ агЛ№е/п4р1у2012/1071(доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.
7.Кочерга В.Г., Зырянов В.В. Оценка и прогнозирование параметров дорожного движения в интеллектуальных транспортных системах: - Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2001. - 130 с.
сети для всех транспортных средств в потоке
Библиографический список
8Шаталова Е.Е. Изучение параметров, влияющих на загрязнение атмосферного воздуха от транспортных потоков [Электронный ресурс]//«Науковедение», 2012, №4 (13) Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/90trgsu412.pdf (доступ свободный)
9.Зырянов В.В. Применение микромоделирования для прогнозирования развития транспортной инфраструктуры и управления дорожным движением // Дороги России XXI века // М. - №3, 2009.
ТОРМОЗОВ ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ - магистрант, Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону), Россия.
РЕЖЕВСКАЯ ВИКТОРИЯ ДМИТРИЕВНА - магистрант, Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону), Россия.
