1 И. Н. Пугачев организация и безопасность движения
 Скачать 1.75 Mb.
|
|
Изучение транспортных потоков с помощью подвижных средств.При исследовании движения на стационарном посту получаемая информация относится только к данному сечению дороги. Для получения пространственно- временной характеристики режимов движения по УДС приходится прибегать к подвижным средствам — ходовой лаборатории, иногда вертолету. Широкое распространение получил метод исследования с помощью "плавающего" автомобиля, т. е. движущегося со скоростью, присущей основной массе транспортных средств в потоке. Типичным примером использования этого метода является исследование пространственной характеристики скорости на протяжении магистрали. Для обеспечения достоверных результатов при проведении исследования необходимы соответствующие навыки, чтобы "плавающий" автомобиль работал в типичном для данного состояния транспортного потока режиме движения. Внешним признаком правильности режима движения является примерное равенство числа автомобилей, обогнанных автомобилем-лабораторией и обогнавших автомобиль- лабораторию. Поэтому во время исследования необходимо вести учет автомобилей, которые обогнали или были обогнаны. Распространенным методом такого исследования является непрерывная автоматическая запись скорости на ленте регистрирующего прибора. В ряде стран серийно выпускают самопишущие приборы-тахографы, записывающие режим движения на бумажном диске или ленте и предназначенные для контроля режимов эксплуатации автомобилей (рис. 3.6). Рис. 3.6. Образец непрерывной автоматической записи скорости движения автомобиля- лаборатории в транспортном потоке на городской магистрали: Δv – изменение скорости за время Δt Наиболее четкая картина изменения скорости при исследованиях на коротких расстояниях (1—10 км), соответствующих городским маршрутам, обеспечивается при записи скорости на ленте осциллографа или иного 59 самопишущего регистратора с использованием датчика (тахогенератора), закрепленного на ступице колеса автомобиля-лаборатории. При отсутствии специального оснащения скорость и задержки можно зафиксировать при помощи часов или секундомеров. При таком обследовании время фиксируют либо через равные отрезки пути, определяемые по счетчику спидометра, либо в определенных пунктах исследуемого маршрута, например, на перекрестках. При изучении скорости сообщения на маршруте измеряют время движения и продолжительность каждой задержки (остановки) и записывают ее причину. Счетчик пути спидометра автомобиля, используемого для наблюдения, должен быть предварительно проверен на автомобильной дороге по километровым столбам на протяжении 10–20 км пути. В форме 3.5 приведен образец заполнения протокола для исследования скорости и задержек транспортных средств с фиксацией расстояний по счетчику пути спидометра. По этим данным может быть рассчитана скорость сообщения, средняя продолжительность задержек на маршруте, которые при необходимости можно дифференцировать по причинам. Форма 3.5. Протокол изучения скорости и задержек на маршруте Дата 13.03.03 Маршрут Ж/д вокзал – Детский санаторий Рейс № 11 Пункт отметки Показание счетчика спидометра Расстояние от начала маршрута, км Текущее время, с Продолжи- тельность остановки, с Причина задержки Ж/д вокзал 281,4 0 0,00 — — Автовокзал 285,0 1,6 5,15 36 Светофор Поворот 288,4 7,0 8,40 24 Светофор Детский санаторий 300,0 18,6 32,00 — — В некоторых случаях, если надо более детально проанализировать затраты времени на маршруте, можно отдельно выделить задержку при неподвижном состоянии и задержку при явно замедленном движении (скорость потока ниже 10 км/ч). В частности, для автобусов характерны затраты дополнительного времени на "подтягивание" к остановочному пункту, когда в пиковое время он занят другим автобусом. Чтобы получить достоверные усредненные данные, необходимо выполнить 8–12 заездов при каждом характерном состоянии условий движения. Конкретное число повторных заездов дня исследования скорости сообщения должно быть определено в зависимости от размаха (пределов) варьирования этой скорости. Ориентировочно можно указать, что если размах не превышает 9 км/ч, то достаточно восьми повторных заездов, если он достигает 12–13 км/ч, то число заездов должно быть доведено примерно до 12. 60 При движении автомобиля-лаборатории по исследуемому участку дороги наряду с другими наблюдениями можно подсчитать интенсивность движения транспортных средств N a , Для этого надо отдельно подсчитать в прямом и обратном направлениях число автомобилей: встречных; обогнавших лабораторию; тех, которые обогнала лаборатория. Кроме того, необходимо знать время проезда исследуемого участка в каждом заезде. Образец заполнения обобщающего протокола приведен в форме 3.6. В нем приняты следующие условные обозначения: N и S – соответственно северное и южное направления; А, В и С – автомобили соответственно встречные, обогнавшие лабораторию и те, которые обогнала лаборатория; T N и T s — средняя продолжительность заездов, мин, в соответствующем направлении; A N , В N , C N и A s , B s , C s – средние значения числа автомобилей в соответствующем направлении. Форма 3.6. Протокол регистрации данных для изучения интенсивности движения Номер и направле- ние заезда Время в пути, мин Число автомобилей А В С 1N 2,65 85 1 0 2 N 2,70 83 3 2 3 N 3,35 77 3 2 4 N 3,00 85 2 0 5 N 2,42 90 1 1 6 N 2,53 84 2 1 Средние значения T N = 2,78 A N = 84 B N = 1 C N = 1 1 S 2,32 112 2 0 2 S 2,30 114 1 2 3 S 2,70 120 1 0 4 S 2,16 120 1 1 5 S 2,54 104 0 2 6 S 2,48 101 1 1 Средние значения Ts = 2,42 As = 112 Bs = 1 Cs = 1 Интенсивность движения по направлениям: 1304 42 , 2 78 , 2 ) 1 2 112 ( 60 ) ( 60 = + − + = + − + = S N S S S N T T C B A N авт./ч; 970 42 , 2 78 , 2 ) 1 1 84 ( 60 ) ( 60 = + − + = + − + = S N S S N S T T C B A N авт./ч. При некоторых исследованиях наблюдатель может находиться не в специальном автомобиле-лаборатории, а непосредственно на транспортном средстве, выполняющем перевозку. Типичным примером является изучение скорости сообщения и задержек на автобусных маршрутах, когда наблюдатели фиксируют режим движения в реальных рейсах, являясь пассажирами маршрутного автобуса. При экспериментальном исследовании дорожного движения важно обеспечить достаточный объем информации для объективной оценки 61 изучаемого параметра. Вместе с тем перед исследователем всегда стоит задача выполнить наблюдения с наименьшими затратами времени и средств. Поэтому необходимым разделом программы эксперимента является обоснование представительности экспериментальной выборки, т. е. требуемого числа измерений наблюдаемого параметра. Исследование скоростей движения заключается в измерении: мгновенных скоростей транспортных средств; средних скоростей движения на определенном участке дороги, средних скоростей движения на маршруте. Эти измерения необходимы для расчета скорости сообщения, коэффициентов безопасности и пр. Измерение мгновенной скорости отдельного транспортного средства осуществляется для контроля за выполнением водителем заданного правилами или средствами регулирования скоростного режима. Среднее значение мгновенных скоростей (средняя временная скорость V T ) транспортных средств, проследовавших в сечении дороги за определенный период, определяется как n v v n i i t ∑ = = 1 , где v i – мгновенная скорость i-го автомобиля; п – число транспортных средств, мгновенная скорость которых была замерена. Среднюю пространственную скорость движения S v определяют как среднюю арифметическую скоростей транспортных средств на определенном участке дороги в данный момент времени ∑ = = n i i S t ns v 1 , где s – длина мерного участка; п – число транспортных средств, скорость которых была замерена, t i – время движения i-го транспортного средства. Из приведенного определения двух видов скоростей очевидно, что v t > v s , кроме случая движения в потоке всех транспортных средств с одной и той же скоростью. В этом случае v t > v s . Соотношения между v t и v s определяется из выражений: s s s t v v v 2 σ + = , t t t s v v v 2 σ + = , где σ 2 s – дисперсия пространственной скорости движения; σ 2 t – дисперсия мгновенной скорости движения. Для определения мгновенных скоростей используются два основных метода: измерения времени прохождения мерного участка дороги и регистрации скорости движущегося автомобиля при помощи приборов. Определение средних скоростей движения на маршруте может осуществляться методом "плавающего" автомобиля, движущегося в потоке и 62 Рис. 3.7. Изохронная карта: 5, 15, 30 – изохронные (равного времени) кривые, показывающие время (в минутах) передвижения из пункта К до границы соответствующей кривой регистрирующего свою скорость. Для получения предварительных результатов автомобиль совершает серию ездок по исследуемому маршруту. При этом могут быть использованы три метода вождения. При первом – водитель "плавающего" автомобиля совершает такое же число обгонов, сколько автомобилей обогнали его. В этом случае имеют место погрешности, особенно на многополосных дорогах, в предзаторовых состояниях потоков и на дорогах с низкой интенсивностью. При втором методе вождения водитель движется с такой скоростью, которая, по его мнению, характерна для средней скорости потока на данном участке. В этом случае погрешность меньше. При третьем методе водитель совершает несколько серий ездок поочередно во главе группы автомобилей, в середине и в ее конце. Этот метод требует больших трудозатрат, однако отличается большей точностью. Одновременно с исследованием средних скоростей на маршруте могут фиксироваться остановки на маршруте и суммарные задержки, а также продолжительность и местонахождение каждой вынужденной остановки. При исследовании интенсивности и скорости движения методом "плавающего" автомобиля определяем интенсивность и среднюю пространственную скорость потока следующим образом: 2 1 t t y x q + + = , 2 1 2 t t s v + = , где х – число автомобилей, движущихся во встречном направлении и зарегистрированных "плавающим" автомобилем; у – разница между числом автомобилей, обогнавших "плавающий" автомобиль, и числом автомобилей, которые обогнал "плавающий" автомобиль; t 1 и t 2 – время движения "плавающего" автомобиля соответственно в прямом и обратном направлениях. По полученным данным средних скоростей сообщения могут быть построены изохронные карты (рис. 3.7), на которых нанесены кривые, равноудаленные по времени от общего пункта отправления, и цифрами указано время достижения пункта, очерченного изохронной кривой. Близкое расположение изохронных кривых свидетельствует о предзаторовых состояни- ях потоков в определенной зоне или участке дороги. Вытянутые изохроны свидетельствуют о свободном режиме движения. Натурные исследования характеристик транспортных потоков на улицах и дорогах позволяют: - выявить "узкие" места, спо- 63 собствующие возникновению постоянных заторов; - установить оптимальный скоростной режим с учетом местных условий движения; - выявить места задержек на перегонах и пересечениях; - скорректировать режим работы светофорной сигнализации; - ввести ограничения верхнего и нижнего пределов скоростей на отдельных участках маршрута; определить зоны запрещения обгонов; установить необходимые дорожные знаки, оптимизирующие характеристики транспортного потока и распределение его по менее загруженным маршрутам; - выявить места ДТП, связанные с нарушением скоростного режима или несоответствием условий движения требованиям безопасности и т. д. Исследование работы общественного транспорта позволяет оценить качество обслуживания пассажиров и определить эффективность его использования. Натурные исследования позволяют получить сведения об интенсивности пассажиропотоков, продолжительности поездок, времени посадки и высадки пассажиров, соблюдении расписания, уровне наполнения транспортных средств, правильности расположения остановок, средних скоростях сообщения на маршруте. На основании анализа полученных данных вырабатывают рекомендации по расположению автобусных остановок, введению одностороннего движения, выделению специальной полосы для движения пассажирского транспорта, канализированию движения на маршруте, оптимизации светофорного регулирования на перекрестках. Исследование автомобильных стоянок проводится для определения соответствия числа стоянок спросу на них. Для этого необходима следующая информация: - наличие автомобильных стоянок; - спрос на стоянки и уровень его колебания; - эксплуатационные характеристики стоянок; - продолжительность нахождения автомобилей на стоянке; - цель нахождения автомобилей на стоянке. Вследствие воздействия случайных факторов на процесс дорожного движения регистрируемые при транспортном обследовании характеристики транспортных потоков отличаются даже для одних и тех же условий. Поэтому необходимо производить оценку достоверности полученных экспериментальных данных. На первичной стадии получения информации наиболее типичными задачами являются определение доверительных интервалов, определение необходимого числа наблюдений, сравнение соответствия средних значений, выявление грубых ошибок измерений и т. д. Для определения доверительных интервалов необходимо вычислить математическое ожидание и дисперсию: ∑ = = n i i x n x 1 1 , ∑ = − − = n i i x x n 1 2 ) ( 1 1 σ 64 Доверительные границы определяются формулами: ϕ α σ δ , t n = , δ ± = x x , где t – значение t-критерия Стьюдента для уровня доверительной вероятности α и числа степеней свободы φ, n – число измерений. Допустим, что в течение часа зафиксированы следующие значения интенсивности движения в авт./ч по 10-минутным периодам: 620, 680, 650, 730, 750, 600. Определить доверительный интервал изменения интенсивности движения для уровня доверительной вероятности α = 0,95. Для этих данных среднее значение интенсивности движения составляет q = 671,7 авт./ч, дисперсия 2 q σ = 3576,7. Ширина доверительного интервала изменяется в следующих пределах q = 671,7±47,85. Таким образом, можно полагать, что истинное значение интенсивности движения с 95 %-й вероятностью попадет в интервал от 623,85 до 719,55 авт./ч. Во многих случаях требуется определить необходимое количество замеров для обеспечения заданной точности результатов. Для решения этой задачи также нужна информация о среднем значении и дисперсии измеряемого параметра. Количество измерений при заданном уровне ошибки определяется следующим образом: 2 = δ σt n , (3.1) где δ – доверительный интервал для среднего значения. Пусть требуется определить количество измерений скорости движения на участке дороги с тем условием, чтобы ошибка не превысила 0,05 v при 95 %-й вероятности. Среднее значение скорости составляет 60 км/ч, среднеквадратическое отклонение – 9,91 км/ч. Используя формулу (3.1), получаем, что для выполнения этих условий необходимо произвести 42 замера скорости. К числу типичных относится также задача определения существенных различий между полученными значениями какого-либо параметра дорожного движения. Проверка значимости различий между средними значениями двух выборок производится по формуле 2 2 2 1 2 1 2 1 n n x x σ σ + − = Ζ , где x 1 и x 2 – средние значения двух выборок; σ 1 , σ 2 – дисперсии; п 1 , n 2 – число значений в выборках. По табличным данным определяется значение функции Лапласа Ф(z) для полученного значения z и вычисляется вероятность отклонения p(z T > z) = 0,5 – Ф(z). Если p(z T ) больше принятого уровня значимости а, то гипотеза о равенстве средних по результатам двух различных выборок принимается. |