CC BY
33
нического сервиса, энергетики и экологической безопасности в агропромышленном комплексе». - Иркутск, 2007 С. 95-98.
5. Федотов А.И. Анализ погрешностей измерения тормозных сил на стендах с беговыми барабанами / А.И.Федотов, А.Г.Осипов, А.В.Бойко // Материалы III Всероссийской научно-техн. конф. «Транспортные системы Сибири» - Красноярск, 2005. - С. 196-199.
6. ГОСТ Р 51709-2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. Введ. 01.01.2002. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 28 с.
УДК 656.135.073
РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ И РАЗРАБОТКИ СТРУКТУР УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ И КОМПЛЕКСНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СХЕМ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
В.Г.Живоглядов1, И.А.Головкин2
Северо-Кавказский институт бизнеса, инженерных и информационных технологий, 352900, г. Армавир, ул. Дзержинского, 62.
Рассмотрены принципы разработки и место комплексных транспортных схем в структурах генеральных планов городов. Представлен новый метод расчета коэффициента непрямолинейности, построенный на геометрических принципах.
Ил. 4. Табл. 5. Библиогр. 7 назв.
Ключевые слова: УДС, схема, непрямолинейность, альтернативный город, плотность
RATIONAL PRINCIPLES OF ESTIMATION AND DEVELOPMENT OF STREET NETWORKS STRUCTURES AND COMPLEX TRAFFIC LAYOUTS OF LARGE CITIES V.G. Zhivoglyadov, I.A. Golovkin
North-Caucasian Institute of Business, Engineering and Innovation Technologies. 62 Dzerzhinsky St., Armavir, 3529000.
The authors consider the development principles and the place of complex traffic layouts in the structures of cities' master plans. They present a new method to calculate a nonlinear coefficient, built on geometrical principles. 4 figures. 5 tables. 7 sources.
Key words: street networks, a layout, nonlinearity, an alternative city, density.
Наличие узких межмагистральных (150+200м), магистральных (20+50м) пространств не способствует созданию оптимальных улично-дорожных сетей (УДС) и комплексных транспортных схем (КТС), эффективной организации и управлению дорожным движением [1, 2, 3, 4, 5]. Сложилась порочная практика в разработке генеральных планов городов в аспекте технологий их производства, в которой, к сожалению, принципы зависимости структур транспортных схем от улично-дорожных сетей не учитываются. Вначале разрабатываются генеральные планы [1], их градостроительные и планировочные решения, а потом разрабатываются и оптимизируются транспортные схемы и улично-дорожные сети [1], что противоречит принципам оптимальности [1]. Поэтому улично-дорожные сети изначально нерациональны и не соответствуют принципам размещения на них оптимальных транспортных схем, что дает основание для внесения коррективов в [1].
В частности, авторам известны лишь рекомендации [1], которыми следует руководствоваться при формировании структур УДС и комплексных транспортных схем. В п.1.5 [1] сказано: "УДС города является частью городских путей сообщения, обеспечивающих необходимые грузовые и пассажирские связи между отдельными функциональными зонами..." В свою очередь пути сообщения, по мнению авторов, являются частью УДС, поскольку прокладываются по уличным пространствам.
Нельзя не согласиться с трактовкой п. 1.6 -1.8 [1], но в то же время их установки, а именно: кратчайшие связи между грузообразующими и грузополучающими объектами; необходимые скорости сообщения; безопасность движения и др. не реализуются. Причина заключается в изначальной нерациональной планировке элементов УДС, пассажиро- и грузообразующих узлов, мест проживания, приложения труда, отдыха, образовательных, культурно-бытовых объектов и др.
Прямолинейность сети - один из главных показателей экономичности системы улиц и дорог города, оценивается коэффициентом непрямолинейности [1], который регламентируется в пределах 1,1 - 1.3 и более. Это означает, что отклонение от прямой (по воздушной линии) составляет в среднем 10 - 40% (1 и 10км; 10 и 100 км) - (4 и 10 км; 40 и 100 км). Метод, на базе которого строился этот регламент, в [1] не представлен.
Такие же рекомендации в [1] относительно коэффициента непрямолинейности применять при разработке комплексных транспортных схем - не более 1,2, а при связях с главным транспортным узлом - не более 1,15. Таким образом, при этом регламенте остаются не охваченные транспортной схемой за пределами коэффициента,
1Живоглядов Владимир Георгиевич, кандидат технических наук, зав. кафедрой организации и безопасности движения. Zhivoglyadov Vladimir Georgievich - a candidate of technical sciences, the head of the Chair of Organization and Traffic Safety.
2Головкин Игорь Александрович, первый заместитель директора департамента архитектуры и градостроительства Администрации МО г. Краснодара.
Golovkin Igor Alexandrovich, the first deputy director of the department of architecture and city planning of Administration of Municipal Formation of Krasnodar
равного 1,15-1,20. В связи с этим нами разработан и представлен метод определения коэффициента непрямолинейности Кнпр для прямоугольных структур УДС (табл. 1), построенный на геометрических принципах
КНпр=(АВ+ВС)/^(АВ)2 + (ВС)2 , (1)
где АВ - расстояние отклонения от исходного пункта А, т.е. от прямой АС по воздушной линии до пункта В - крайней точки отклонения, км; ВС - расстояние от пункта В до конечного пункта С;
АС (АВ)2 + (ВС)2 - расстояние по прямой (по воздушной линии) между исходным пунктом А и конечным -С, км.
Таблица 1
Динамика расстояний объезда относительно расстояний по прямой линии (воздушной линии) и коэффициента непрямолинейности_
№ п/п Отклонение АВ от прямой АС, км Расстояние от В -точки отклонения до конечного пункта С, км Расстояние по прямой (по воздушной линии) от исходного до конечного пункта АС, км Коэффициент непрямолинейности Кнпр Фактическое расстояние АВ+ВС, относительное расстояния по прямой АС, %%
1 1 20 20,02498 1,048 (104,8%) 104,8
2 2 20 20,09975 1,09454 (109,45%) 109,45
3 3 20 20,2237 1,137279 (113,75%) 113,75
4 4 20 20,396 1,1767 (117,67%) 117,67
5 5 20 20,6155 1,212679 (121,27%) 121,27
6 10 20 22,360679 1,3416 (134,16%) 134,16
7 15 20 25 1,4 (140%) 140
8 20 20 28,28427 1,4142 (141,42%) 141,42
9 25 20 32,01562 1,40556 (140,55%) 140
10 1 40 40,01249 1,02468 (102,47%) 102,47
11 2 40 40,049968 1,0486899 (104,87%) 104,87
12 3 40 40,112342 1,071989 (107,2%) 107,2
13 4 40 40,1995 1,09454 (109,454%) 109,45
14 5 40 40,311288 1,1163 (111,63%) 111,63
15 10 40 41,231 1,21267 (121,27%) 121,27
16 15 40 42,72 1,28745 (128,74%) 128,74
17 20 40 44,72135 1,34164 (134,16%) 134,16
18 40 40 56,5685 1,4142 (141,42%) 141,42
19 1 60 60,008 1,01653 (101,65%) 101,65
20 2 60 60,0333 1,03276 (103,27%) 103,27
21 3 60 60,0749 1,04869 (104,87%) 104,87
22 4 60 60,1331 1,0643 (106,43%) 106,43
23 5 60 60,20797 1,07959 (107,96%) 107,96
24 10 60 60,8276 1,15079 (115,08%) 115,08
25 15 60 61,84658 1,21267 (121,27%) 121,27
26 20 60 63,24555 1,26491 (126,49%) 126,49
27 30 60 67,082039 1,34164 (134,16%) 134,16
28 60 60 84,8528 1,4142 (141,42%) 141,42
29 1 80 80,0062 1,01242 (101,24%) 101,24
Данные табл. 1 дают основание сделать выводы, что выгоднее формировать эллипсообразную структуру города с пятипроцентным соотношением малой к большой оси эллипса (см. табл. 1 № п/п 1, 11, 21). В этом случае коэффициент непрямолинейности равен Кнпр=1,0487 (104,87%). При этих параметрах малая ось эллипса соответственно равна 1; 2; 3 м. Этим принципам могут в какой-то степени соответствовать лишь структуры УДС и транспортной схемы г. Волгограда.
Интенсивная автомобилизация крупных городов, создавшая труднорешаемые проблемы в бесперебойном пропуске транспортных и пешеходных потоков, выявила неподготовленность российских городов к резкому скачку интенсивности и плотности, поэтому требует адекватного реагирования их администраций на развитие улич-но-дорожных сетей в большей части в поперечном сечении. Транспортная загрузка превысила потенциалы пропускной способности полос проезжей части (см. динамику пропускной способности в зависимости от Уа и 1о в табл.2 и построенный в соответствии с ней график на рис.1 [1]).
По методологии [1] Лтах - расчетная пропускная способность полосы проезжей части равна 1114 ТЕ/ч при Уа=40км/ч, 268ТЕ/ч при Уа=140км/ч, что противоречит принципу «пропускная способность это есть максимальная интенсивность движения автомобилей» [1, 2]. Следует отметить, что Р=Р(Уа), графически изображенная на рис.1, имеет достаточное сходство с основной диаграммой транспортного потока [3, 5].
Таблица 2
Динамика пропускной способности проезжей части в зависимости от скорости движения Уа и дистанции безопасности между остановившимися автомобилями 10, м [1]_
V 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
^/25,2 1,49 2,21 3,29 4,89 7,27 10,82 16,08 23,92 35,57 52,89 78,66 116,97 173,94 258,67
P=1000V/S; 8=!0еЖ5,2+!а; при ¡0=2,3; 1а=6.
в2,3 9,42 11,09 13,56 17,25 22,73 30,87 42,99 61,01 87,80 127,65 186,91 275,03 406,07 600,94
Р2,3 1062 1804 2212 2319 2200 1943 1628 1311 1025 783 589 436 320 233
при !0=2; !а=6.
в2 8,97 10,42 12,58 15,78 20,55 27,63 38,17 53,83 77,13 111,78 163,31 239,94 353,89 523,34
Р2 1114 1919 2385 2535 2434 2172 1834 1486 1167 895 674 500 367 268
и о
X
ю о и о с и к го X ы
и >
с о ср с
0 * £
и о с о с
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
_ ^ -
А' ^ -. .'/у ^ / Ч ■> ---Р 2,3 .....Р 2 — - — - Л тах
V«
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Скорость движения, км/ч
Рис.1. Динамика расчетной пропускной способности проезжей части в зависимости от Уа и 1о
По другой методологии (третий подход [5]), когда в пространственном или временном интервалах между передними бамперами автомобилей, движущихся колонной, учитывается лишь реакция автомобиля (водителя) длина автомобиля !а и продольный зазор между ними в случае остановки 10, динамика изменения пропускной способности Лтах имеет несколько другой вид (табл. 3, рис.1 - кривая Лтах), не совпадающий с параметрами основной диаграммы транспортного потока [3, 5]. При этих параметрах V, Цк, ч=1000/1Д 1=У-1000/Цк по Ф. Хей-ту получают данные, близкие 1тах (табл. 3). Здесь все зависит от достоверности Цк. И это потому, что Цк
(линейно зависимая величина - см. ее динамику в табл. 2) рассчитывалась как дистанция безопасности в колонном режиме движения.
Таблица 3
Динамика пропускной способности в зависимости от Уа и Ц._
Va 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 180
и 0,0107 0,0135 0,0163 0,0191 0,0218 0,0246 0,0274 0,0302 0,033 0,0357 0,385 0,0413 0,0468 0,058
Лтах 927 1475 1840 2094 2293 2439 2554 2649 2727 2801 2857 2905 2991 3103
Формулы определения некоторых характеристик ТП, посредством которых рассчитаны Цк, Лтаф в табл. 3: Ld]k = + )У/3,6 +1а + 10 ]/1000 , км/ТЕ,
^шах к = Ущк 4}к =Уа]к Л/ Ьфк = К / 1с1,к , ТЕ/Ч
где Цк.- дистанция безопасности движения автомобиля в ТП [5], км/ТЕ; ^ - реакция автомобиля (водителя) на изменения в условиях дорожного движения, с/ТЕ; ^ - запаздывание срабатывания тормозной системы автомобиля, с/ТЕ. (^+у=1, с/ТЕ; 1а - длина автомобиля (средняя), м/ТЕ, 10 - продольный пространственный зазор между автомобилями в условиях остановки ТП, м/ТЕ; Vajk - средняя скорость движения в ТП, км/ч; д]к=ЛтаХ]к^а]к = 1/Цк -плотность ТП в условиях движения, ТЕ/км. Более достоверно определяется пропускная способность полосы движения посредством временного интервала %, с/ТЕ между проездом автомобилей поперечного сечения дороги Лтах]к=3600/%, ТЕ/ч.
Незначительные размеры кварталов, даже в условиях развитых улично-дорожных сетей (УДС), дают искаженные представления о плотности дорожных сетей на территориях их размещения в связи с тем, что эта плотность определяется отношением протяженности УДС к площади населенного пункта (города):
Чудс^удс/вгорода, (км/км2=1/км). Здесь единица измерения является некорректной величиной.
С математической точки зрения достаточно обоснованнее определяется плотность УДС отношением площади УДС к площади города, на которой она размещена, и это отношение следует называть коэффициентом плотности УДС (гармоническая величина) населенного пункта, района, региона.
ЧуДС=5удС/Зг0р0да=8удС/8региона, (2)
М 4
где Будс= УУ •. • В ■ к кв. км, (3)
" /1/1 гт П]т т=1 ] =г
• р км - длина т-ой магистрали на ]-ом направлении; В™, км - ширина полосы проезжей части т-ой магистрали на ]-ом направлении; к = 1, 2,..., К - номер полосы проезжей части; ] = 1, 2, 3, 4 - направление движения потоков; т = 1, 2,., М - номер автомагистрали в широтном и меридиональном направлениях. Динамика плотности УДС по двум методам в сравнении представлена в табл. 4 и на рис.2.
Таблица 4
Динамика протяженности и плотности УДС к площади города в зависимости от длины кварталов и ширины уличных пространств_
Длина квартала Протяженность, м, и площадь, занимаемая уличными пространствами, кв.км., приходящимися на 1 км2 территории города, км/км2 и км2/км2, при ширине уличных пространств, м
40 80 120 160 200 240
200 9996-0,359 9996-0,639 9996-0,839
400 4998-0,19 4998-0,363 4998-0,513 4998-0,639 4998-0,748 4998-0,839
600 3329-0,129 3329-0,249 3329-0,36 3329-0,462 3329-0,557 3329-0,642
800 2499-0,0997 2499-0,192 2499-0,277 2499-0,359 2499-0,437 2499-0,509
1000 1999-0,078 1999-0,154 1999-0,226 1999-0,294 1999-0,359 1999-0,422
Анализ сравнения зависимостей динамики протяженности и плотности УДС к площади застроенной части города в зависимости от длины кварталов методом аппроксимированного моделирования представлен в табл. 5.
Данные табл. 4 и изменение кривых 1_=40+240 и 8=40+240 (см. рис. 2) дают основание сделать вывод, что динамика протяженности и площади УДС 8города имеет убывающую тенденцию с увеличением размеров кварталов. С увеличением ширины уличных пространств коэффициент плотности УДС ^уДс=8уДс/8города) увеличивается, только шаг его приоритета несколько снижается. С другой стороны, с увеличением длины кварталов при сохранении ширины уличного пространства коэффициент плотности УДС и шаг снижаются. Динамика плотности УДС, т.е. отношение протяженности УДС к площади города, не зависит от ширины уличного пространства, а зависит от длины кварталов в обратно пропорциональной зависимости (табл.4, рис. 2).
Рис. 2. Динамика плотности Ьудс/Бо и Будс/Бо дорожных сетей
Таблица 5
Анализ сравнения зависимостей динамики протяженности и плотности УДС к площади города в зависимости от длины кварталов методом аппроксимированного моделирования
Величина Интервал изменения Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, %
840 200-1000 дробно-рациональная у=1/(0,012418*х+0,2791646) 0,28-1,80
880 200-1000 дробно-рациональная у=1/(0,0061553*х+0,314343) 0,21-1,26
8120 200-1000 гиперболическая у=65,5742814*хиа1шуь 0,62-3,11
8160 400-1000 гиперболическая у=102,9202734*хио4га524 0,32-1,17
8200 400-1000 гиперболическая у=91,4377226*хиоии224и 0,57-1,8
8240 400-1000 гиперболическая у=75,8719307*х~и,'Ч9И 145 0,58-2,21
1 200-1000 дробно-рациональная у=1/0,0000005*х 0,01-0,07
На базе проведенного анализа зависимостей протяженности кварталов, уличных пространств, а также с учетом транспортной доступности к ним полос проезжей части, достаточности и т.п. на рис. 3 представлен унифицированный вариант рациональной структуры градостроительного участка, а на рис. 4 - УДС альтернативного города, отвечающая принципам построения планировочных структур УДС и комплексных транспортных схем и обеспечения безопасности дорожного движения. Здесь четко разграничены протяженность и другие параметры как скоростных, так и регулируемых улично-дорожных сетей.
В частности, на данном участке (см. рис. 3) размещено 28 жилых комплексов на 265 356 человек, 10 гаражных комплексов на 120 000 мест для постоянного хранения автомобилей, четыре образовательных комплекса на 60 000 человек. Первые этажи восьми жилых комплексов, примыкающих к регулируемым автомагистралям, вполне возможно использовать под административные, торговые, социально-бытовые, сервисные и прочие инфраструктуры, увеличив этажность этих зданий, вместо 18^21 этажа строить 22^25-этажные комплексы. Положительным в этой структуре является унифицированность участка, комплексность планировочного с разнообразием архитектурных решений, т.е. при жилых комплексах присутствуют гаражные, образовательные комплексы, возможно размещение на первых этажах различного рода инфраструктур. При такой планировочной структуре вся атрибутика человеческого бытия и труда приближена к месту его проживания, что является рациональным решением.
Из таких участков можно формировать город, многократно меньше занимающий площадь земельных ресурсов и создающий условия для обеспечения безопасности дорожного движения, в частности, из четырех таких участков будет город площадью 32 кв.км с населением 1061424 человек, плотностью 33 тыс. чел. на кв.км. (см. рис. 4), тогда как компактно застроенная часть города Краснодара имеет численность населения 800 000 человек и плотность 2000 чел. на кв.км., площадь (17х23)=391 кв. км., что в 12 раз больше по площади представленного здесь альтернативного варианта. Выходные параметры представлены в подрисуночной надписи (см. рис. 4) [6].
На 359 кв.км застроенной части города можно постепенно освобождаться от градостроительных сооружений и использовать освобождаемые площади, так необходимые городу, по целевому назначению.
В заключение следует отметить, что нормативная база относительно оценок плотности и непрямолинейности УДС, по нашему мнению, нуждается в уточнении. Формулы (1), (2), (3) являются достаточно логичными и аналитическими. Они могут быть приняты за нормативный метод. Участок альтернативного города (см. рис. 3) следует принимать как унифицированный элемент при формировании любых размеров городов, где 51,502% протяженности и площади УДС составляют скоростные дороги, 48,497% - регулируемые сети, что является оптимальным соотношением. Схема планировочной структуры альтернативного города (рис. 4) состоит из четырех таких элементов численностью 1,061 млн. человек, площадью 32 кв. км. Имеются уже разработанные методы определения требуемой протяженности скоростных и регулируемых автодорог [7] 1_Сд=МЦ/1000, км 1_РД=У-М-т-СЛзел-1000, км. В первом уравнении значительным параметром является количество зарегистрированных или пользующихся скоростной дорогой N ТЕ автомобилей и их динамический продольный габарит Ц, м/ТЕ (Ц=У/1, м/ТЕ; м/ТЕ=м-с/сТЕ=м/ТЕ), прямо пропорционально зависящий от интенсивности движения 1, ТЕ/с. Во втором уравнении 1_Рд находится в прямо пропорциональной зависимости от скорости V, м/с, к-ва зарегистрированных или пользующихся регулируемой сетью дорог N1, ТЕ автомобилей, временного интервала между передними бамперами транспортных средств при пересечении ими стоп-линий после остановки перед перекрестком т, с/ТЕ, длительности цикла светофорного регулирования С, с/цикл и в обратно пропорциональной зависимости от длительности разрешающего такта с/цикл (м/ТЕ=м-ТЕ-с-с-цикл-км/с-ТЕ-цикп-с-м=м/ТЕ).
Следует заметить, что, как правило, все транспортные средства пользуются как скоростными, так и регулируемыми сетями. Транзитный транспорт отдаст предпочтение проезду по скоростной дороге, если в пределах ее пространства, но за пределами проезжей части его спрос будет адекватен представленному здесь предложению. Каждый водитель стремится пользоваться услугами скоростных автодорог. Определить это соотношение мы пытаемся эмпирическим путем на базе участка альтернативного города (см. рис.3).
Структура данного участка, где кварталы с площадью один кв.км, пешеходной доступностью КМПТ 500 - 620 м, длиной его стороны, равной 1000 м, является рациональной в аспекте градостроительных решений. Формулы соотношения скоростных и регулируемых сетей имеют вид
(1сдм+1сдш) Ксд/[( Сдм+1сдш) Ксд +(1рдм ■ Крдм+1рдш ■ Крдш)] = Хсд (4)
(1рдм ■ Крдм+1рдш ■ Крдш)/[(1сдм+1сдш)Ксд+(1рдм ■ Крдм+1рдш ■ Крдш)]=Хрд. (5)
Данные о параметрах левых частей уравнений (4), (5) получены посредством натурных замеров элементов участков (см. рис. 3) и представлены уравнениями
(2480+3520)32/[(2480+3520) ■32+(2480 36+3520■26)]=0,51502(51,502%), (6)
(2480 36+3520 26)/[(2480+3520) 32+(2480 36+3520■26)]=0,485497=(48,497%), (7)
Левая часть уравнения (6) отражает, какую долю суммарная длина скоростных дорог - делимое (числитель) составляет в общей дорожной сети, представленной в знаменателе делителем. Эта доля представлена частной величиной. Также и левая часть уравнения (7) отражает, какую долю (см. частное) составляет суммарная длина регулируемых сетей (см. делимое - числитель) в общей дорожной сети, представленной в знаменателе делителем.
Разделив обе части уравнения (6) на обе части уравнения (7), получим относительное превышение скоростных дорог над регулируемой сетью, т.е. после преобразований уравнений (6) и (7), получим
(1сдм+1сдш) Ксд/( 1рдмКрдм+1рдшКрдш) =Хсд/Хрд (8)
(2480+3520) 32/[(2480 36+3520 26=0,51502/0,48497 (9)
192000/(89280+91520)=1,0619 1,0619=1,0619 Хсд -Хрд=0,50502 - 0,48497=0,03005 0,03005/Хрд=0,03005/0,48497=0,0619
з «в ~ в а о ® 2
¡1 - 1 ^ > в
8 1 1 ^ |8 I !
3 в
'а 1 о
* 1
® ё
« а
о з ^ в у а
II §
N 8
в №
¿3 £
^ §
йч <4
*
а 8 I ^ ^
>§ э ®
3 а г- а
а
^ I
¡5 & Р
а а и
Уравнения (4), (5),(8) можно представить в виде
У (• СДМк + • СДШк ) !
к=1 К
РДМк к=1 к=1
У (1 СДМк + • СДШк ) + У • РДМк + У '
к=1
(У • РДМк + У • РДШк ) !
РДШк
к=1 к=1
КК
= ХСД;
У (1 СДМк + • СДШк ) + У • РДМк + У 1
РДШк
к=1
к=1
к=1
= Х
РД
(10) (11)
I (* СДМк + * СДШк ) /(1 * РДМк + I * РДШк ) Х СД / Х РД . (12)
к=1 к=1 к=1
Из уравнения (12) получается, что обе её части (правые и левые) равны 1,0619, т.е. -сд/-рд=1,0619,
-сд=1,0619 -рд, км, (13)
-рд=-сд/1,0619, км, (14)
К
где 1_Сд= I (* СДМк + * СдШк ) - суммарная длительность полос движения скоростных дорог в городе (крае, об-
к=1
ласти, регионе) в меридиональном и широтном измерениях; 1_Рд= I * + 1 * Рдтк - суммарная длитель-
к=1 к=1
ность регулируемых дорог в городе (крае, области, регионе) в меридиональном и широтном измерениях.
Суммарная длина скоростных дорог в меридиональном измерении
К К К К
I * СДМк = ^СД — I * СДШк,КМ ; I * СДШк = ^СД — I * СДМк,КМ (15)
к=1 к=1 к=1 к=1
При этом длина «меридиональных» дорог составит
К
* СДМ = (^СД — I* СДШк ) / К , (16)
к=1
где К=1,2____, К - номер (порядковый) полосы проезжей части.
Аналогично определяются протяжённости дорог их полос движения в меридиональном и широтном измерениях на регулируемых дорожных сетях.
Следует иметь в виду, что должны выполняться следующие условия:
Хсд+Хрд=1; 0<Хсд<1; 0<Хрд<1 (17)
Хсд=1-Хрд; Хрд=1-Хсд.
Формулы (4) - (17) получены аналитическими методами на реальной и экспериментальной базе.
Относительно регламента проектирования генеральных планов следовало бы вначале исследовать структуру планировочных, градостроительных ситуаций, действующего генплана, географию транспортных и пешеходных связей и улично-дорожной сети на предмет их соответствия, сравнения и поиска решений этих проблемных ситуаций и т.п. После этого разрабатывается перечень мероприятий, обеспечивающих реконструкцию улично-дорожной сети в аспекте создания сети сквозных магистралей как в широтном, так и в меридиональном направлениях, достаточных для пропуска потоков не только в пределах краткосрочного периода, но и дальнесрочного -с 30-ти процентным резервом их потенциалов. Это означает, что следует определить размеры автомобилизации, роста интенсивности и плотности движения на базе адекватной ретроспективы на принципах экстраполяции и интерполяции. При разработке улично-дорожной сети и транспортной схемы должны учитываться принципы, обеспечивающие качественное предоставление дорожных и транспортных услуг, а также условий для нормального проживания населения и функционирования дорожно-транспортного комплекса и городских инфраструктур [4, 6]. При таком подходе дорожно-транспортных проблем будет значительно меньше.
Динамика протяженности к площади УДС (1_/в) города имеет убывающую тенденцию с увеличением размеров кварталов (см. табл. 4). С увеличением ширины уличных пространств коэффициент плотности УДС увеличивается, только шаг его приоритета снижается. С другой стороны, с увеличением длины кварталов при сохранении ширины уличного пространства коэффициент плотности УДС и шаг снижаются. Отношение протяженности УДС к площади города не зависит от ширины уличных пространств, а зависит от длины кварталов в обратно пропорциональной зависимости.
Градостроительные решения в части построения улично-дорожных сетей, комплексных транспортных схем не отвечают принципам как их оптимальности, так и генеральных планов существующих городов. Определение пропускной способности посредством пространственного динамического габарита [1, 2, 5, 7] недостаточно достоверно (см. табл. 2, 3).
Разработаны:
> аналитические методы определения коэффициентов непрямолинейности как УДС, так и комплексных транспортных схем, что позволило выявить рациональную эллипсообразную структуру города, населенного пункта (чем меньше малая ось, тем лучше);
> метод определения пропускной способности полосы движения;
> метод определения коэффициента плотности УДС;
> варианты альтернативного города и его унифицированного участка, на котором посредством эмпирического подхода и выведенных уравнений (4-7) установлено рациональное соотношение скоростных 51,502% и регулируемых дорожных сетей 48,497%; коэффициент плотности УДС через отношение площади УДС к площади города (в альтернативном участке города он равен 0,16 - 16%);
> размеры кварталов (1000х1000 м), позволяющие создавать благоприятные условия для обеспечения безопасности дорожного движения.
Библиографический список
1. Руководство по проектированию городских улиц и дорог / Центр. НИ и проектный институт по градостроительству Госграж-данстроя. - M.: ^ройиздат, 1980. - 221 с.
2. Руководство по оценке пропускной способности автомобильных дорог: Mинавтoдoр PCФCP. - M.: Tранспoрт, 1982. - 88 с.
3. Хейт ФА Mатeматичeская теория транспортного потока / ФАХейт; пер. с англ. - M.: Mир, 19ВВ. - 22В с.
4. Ульянов В.В. Teoрия транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения / В.В.Ульянов. - M.: Tранс-порт, 1977. - 303 с.
6. Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения: учебник для вузов / Г.И.Клинковштейн, M.Б.Aфанасьeв. - M.: Tранс-порт, 2001. - 250 с.
В. Живоглядов В.Г. Teoрия движения транспортных и пешеходных потоков / В.Г.Живоглядов. - Ростов-на-Дону: Известия вузов. Ceв.-Kав. регион, 2005. - 1082 с.
7. Нехай К.Х. О теоретических принципах разработки оптимальных схем организации и управления дорожным движением на примере г. Краснодара / К.Х.Нехай, В.Г.Живоглядов // Известия вузов. Ceв.-Kавк. регион. Teхничeскиe науки. - 2003. - №3 (131). - C. В5-В7.
УДК 621
ПРИМЕНЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ ДВИЖЕНИЕМ ПОЕЗДОВ
А.В.Лебедев1
Читинский информационно-вычислительный центр Забайкальской железной дороги, В72000, г. Чита, ул. Бутина, 1-а.
Рассмотрен вопрос применения нейронных сетей в системе поддержки принятия решения при оперативном управлении движением поездов. Ил. 1
Ключевые слова: иерархия управления, нейронная сеть, график движения.
APPLICATION OF MAN-MADE NEURON NETS IN TRAIN OPERATION ON-LINE CONTROL A.V. Lebedev
Chita data-processing center of Zabaikalskaya railway 1-a Butin St., Chita, В72000
The author considers the question of application of neuron nets in the decision-making support system under train operation on-line control. 1 figure.
Key words: hierarchy controls, neuron net, train schedule.
Создание математической модели железной дороги - небывалое по своей трудоемкости занятие. Огромное количество объектов, растянутое более чем на 85 тыс. км, более 3 тыс. поездов и сотни тысяч вагонов, постоянно изменяющих своё состояние. Разработка, а уж тем более оптимизация такого рода - задача почти нереальная. Поэтому исторически сложилась иерархическая система управления, позволяющая значительно сократить количество управляющих элементов (рисунок).
Управление дороэи (ДЦУП) Отдаление äopoeu (ЦУМР}
Иерархия управления
Использование такой системы сводит всю железную дорогу к 68 отделениям, которые, в свою очередь, разбиваются почти на 500 поездных участков. Тем не менее, управление двухсоткилометровым участком не сужает количество задач, решаемых поездным дис-
петчером: эффективное использование локомотивов, минимизация пробега порожних вагонов, своевременная передача составов на стыках участков, исключение простоя локомотивов и локомотивных бригад -это далеко не полный перечень обязанностей ДНЦ. Кроме того, в условиях формирования рынка железнодорожных перевозок, особое внимание должно уделяться экономическим аспектам, учитывающим вид и задержку груза, энергозатратам на перевозку, своевременному ТО поездов и вагонов.
С введением иерархии Центр Управления перевозками - Дорожный Центр Управления Перевозками - Центр Управления Местной Работы с поездного диспетчера в значительной степени снята задача управления местной работой станции. Однако для эффективного управления движением, учитывающего не только технические, но и экономические критерии, необходима разработка нового программно-технического комплекса, тесно переплетающегося с такими системами, как СИРИУС, ГИД Урал-ВНИИЖТ, САИ ПС и АСОУП. Основные задачи, лежащие в основе данной системы - это своевременное информирование диспетчера об отклонениях в работе на участке и формирование предложения выхода из сло-
1Лебедев Алексей Владимирович, аспирант, тел.: (30-22) 214-508, e-mail: [email protected] Lebedev Alexey Vladimirovich, a post graduate, tel.: (30-22) 214-508, e-mail: [email protected]
