CC BY
33
Внедрение новой методики светофорного регулирования на улично-дорожной сети современных городов
С.Н. Козорезова
Светофорное регулирование для городской улично-дорожной сети на протяжении нескольких десятков лет было одной из важнейших областей изучения и применения в целях обеспечения наибольшей эффективности. За это время были разработаны его различные методики и инструменты, проведено множество исследований. Но с постоянным увеличением количества автомобилей, и, как следствие, ухудшением дорожных условий и возрастанием количества транспортных заторов, требуются все более новые, совершенные методики, которые бы позволили не только решить существующие проблемы, но и спрогнозировать возможное развитие ситуации в будущем. Использование современных интеллектуальных транспортных систем, методов микро и макромоделирования транспортных потоков позволяет создавать действующие модели движения автомобилей на основе реальных данных. Если раньше моделирование представлялось как дополнительная возможность прогноза дальнейшей ситуации, то в настоящее время это неотъемлемый инструмент регулирования дорожного движения.Транспортные заторы на улично-дорожной сети города продолжают оставаться острой проблемой развития современных городов. Возможное сокращение количества заторов может быть достигнуто или за счет постоянного увеличения плотности улично-дорожной сети, или за счет понижения спроса на личный автотранспорт. Если принять, что улучшение будет достигнуто за счет увеличения количества автодорог, то можно столкнуться с тем, что это не всегда реально, учитывая сложившуюся дорожную инфраструктуру. Соответственно, отсюда следует, что необходимо сфокусировать внимание на применении управления транспортными потоками для уменьшения заторов и последующего увеличения транспортной мобильности населения городов.
Управление городским транспортом на протяжении долгого времени изучает все возможности и пути развития транспортных систем. В самом деле,
условия дорожного движения напрямую зависят от выбранной стратегии светофорного регулирования транспортных потоков. Развитие городской транспортной системы влияет и на качество жизни, и на безопасность, и на увеличение использования личного автотранспорта, и на экологические выбросы в атмосферу вредных веществ. Таким образом, внедрение новых методик светофорного регулирования во многом поможет обеспечить ввысоке качество жизни самого города. В особенности, если это будут практичные и эффективные методики для городской улично-дорожной сети, разработанные при помощи научных и практических подходов. С точки зрения научного подхода, следует разработать методологию разработки светофорного регулирования. На практике должна быть разработана адекватная действующую модель транспортных потов на улично-дорожной сети города, основанную на реальных данных. Основной проблемой при внедрении изменений в светофорном регулировании является масштабность этого проекта - так как требуется изменить всю городскую систему в целом. Методы использования интеллектуальных транспортных систем позволяют собирать реальные данные о состоянии транспортных потоков в разное время. Необходимо отметить также такой факт, что в разное время суток и в разные дни недели транспортный поток неодинаков. Необходимо также учитывать и постоянное увеличение личного автотранспорта. Целью методологии должна стать модель, в которой на улично-дорожной сети должна появиться область, через которую транзитный транспорт не сможет проходить. Таким образом эта область не будет перенасыщена транспортом, внутри нее будут происходить свободные перемещения и будут полностью отсутствовать транспортные заторы. На выбранном маршруте будут созданы так называемые входы, то есть те участки автодороги, на которой будут находиться объекты светофорного регулирования, позволяющие не пропускать транспорт в свободную защищенную область (РК) при достижении критических значений, до тех пор, пока в этой области не возникнет для них свободное пространство - не снизятся критические значения наполняемости. Схема этого участка представлена на рис.1
з_ я^Ч • д(а) »
з(Ь)
1оШ)_^
где я-поток автотранспорта РК-защищенная зона
К-максимальное количество автотранспорта, которое способна вместить РК
я(т), я(а), - поток, входящий в зону РК
Я(Ь) - альтернативный путь
Я(ои11) - выходящий поток из зоны РК
Рис.1 - Схема движения транспорта в защищенную зону
Для функционирования защищенной области РК необходимы светофоры, которые будут считаться точкой входа, которые будут регулировать движение в обоих направлениях, а также которые в дальнейшем будут модифицированы. Они должны находиться непосредственно перед зоной РК Весь поток я доходит до зоны, обозначенной двойной линией. Двойная линия - это сам вход, на котором располагаются светофоры. До этой зоны транспорт идет без каких-либо ограничений, с достаточной скоростью. Попадая в зону после двойной линии их скорость движения резко уменьшается. У них появляется возможность выбора -оставаться в зоне я(т) и далее продолжать путь по пути я(а) или же свернуть с маршрута на я(Ь), который будет идти без ограничений и без образования заторов. Весь транспорт, оставшийся на участке я(а), попадает в свободную зону РК Количество транспорта К, находящегося в зоне РК, строго определено и является суммой показателей потока я(а) и я(ё). Поток, пришедшей в РК извне - это и есть я(ё). Транспортный поток выходит из зоны РК, обозначается как я(ои1;). Таким
образом, количество автомобилей N - максимальный показатель наполняемости защищенной зоны PN, который говорит о том, что количество автомобилей q(out), выходящих из зоны, не может быть меньше суммы показателей q(a) и q(d).
Самым главным определяющим моментом в этой схеме является светофорное регулирование на q(in), которое позволяет задержать поток транспорта, чтобы не переполнять зону PN. Собрав все необходимые данные, мы получаем возможность построения адекватной модели светофорного регулирования транспортного потока. Так как в отличие от методов улучшения дорожных условий он является более выгодным и менее финансово затратным, у системы управления транспортными потоками появляется возможность разгрузить определенную область города от постоянных заторов и решить одну из самых острых проблем развития современных городов.
Литература:
1. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения [Текст] // М., Транспорт, 1997, - 231 с.
2. Highway Capacity Manual. [Текст] // TRB, Washington, DC, 2000. - 1134 p.
3. Зырянов В.В., Кочерга В.Г., Поздняков М.Н. Современные подходы к разработке комплексных схем организации дорожного движения [Текст]// Транспорт Российской Федерации. СПб. - №1, 2011. - с. 28-33;
4. Кременец Ю. А. Технические средства организации дорожного движения. [Текс]// Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1990.- 255с.
5. Webster F.V., Cobbe B.M. Traffic Signals Road Research Technical Paper N56, HMSQ [Текст]//, London, 1966 - 111 p.
6. Зырянов В.В. Управление дорожным движением и перевозки монография; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Ростовский гос. строит. ун-т". Ростов-на-Дону, 2012.- 122c
7. В.В. Зырянов,В.Г. Кочерга, А.В. Хачатурян Планирование и организация грузовых автомобильных перевозок на улично-дорожной сети
мегаполисов [Электронный ресурс] //Инженерный вестник Дона, 2012, №2.-Режим доступа
http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2Y2012/869(достYп свободный) Загл. с экрана. - Яз.рус.
8. В.В. Зырянов Моделирование при транспортном обслуживании мега-событий [Электронный ресурс] //Инженерный вестник Дона, 2011, №4. -Режим доступа http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2011/709 (доступ свободный) Загл. с экрана. - Яз.рус.
9. Dirk H. Van Amelsfort, Mischele C.J. Bliemer, Hein Botma,. Estimators of Travel Time for Road Network [Тексту/Transportation Planning and traffic engineering section, Delft University of Technology, 2002.- 293p
10. Зырянов В.В. Критерии оценки условий движения и модели транспортных потоков [Текст]//. - Кемерово: Кузбас. политех. ин-т, 1993. - 164 с
