6. Плотность транспортного потока

Плотность
транспортного потока
q_а
является пространственной характеристикой,
определяющей степень стесненности
движения (загрузки полосы дороги). Ее
измеряют количеством транспортных
средств, приходящихся на 1 км протяженности
полосы дороги.

Предельная
плотность может наблюдаться при
неподвижном состоянии колонны автомобилей,
расположенных вплотную друг к другу на
полосе дороги. Для современных легковых
автомобилей такая предельная величина
составляет около 200 авт/км. Естественно,
что при такой плотности движение
невозможно даже при автоматическом
управлении автомобилями, так как
отсутствует дистанция безопасности.
Поэтому указанная величина плотности
потока имеет чисто теоретическое
значение. Наблюдения показывают, что
для малолитражных легковых автомобилей
при колонном движении с малой скоростью
плотность потока может достигать 100
авт/км, что и следует принимать как
максимально возможную плотность потока
в движении (q_аmax).

В практике
проектирования принято считать, что
максимальная плотность равна 100
автомобилей на 1 километр. В зависимости
от дистанции различают следующие виды
движения автомобилей в транспортном
потоке:

При
использовании показателя плотности
потока необходимо учитывать коэффициент
приведения для различных типов
транспортных средств, рассмотренных в
предыдущем параграфе, так как в противном
случае результаты сравнения q_а
для различного по составу потока могут
привести к несопоставимым результатам.
Так, если принять, что по дороге движется
колонна автобусов с плотностью 100 авт./км
(возможной, как указано выше, для легковых
автомобилей), то длина такой колонны
вместо километра практически составит
2,0—2,5 км. Если же учесть минимальный из
рекомендуемых К_пр
для автобусов, равный 3, то максимальная
плотность колонны автобусов в физических
единицах может составлять 33 автобуса
на километр, что является реальным.

Чем
меньше плотность потока на полосе
дороги, тем
свободнее
себя чувствуют водители, тем выше
скорость, которую они развивают. Наоборот,
по мере повышения q_а,
т. е. стесненности движения, от водителей
требуется повышение внимательности,
точности действий, а следовательно, и
психического напряжения. Одновременно
увеличивается вероятность ДТП в случае
ошибки, допущенной одним из водителей,
или отказа механизмов автомобиля.

В
зависимости от плотности потока можно
условно подразделить условия движения
по степени стесненности на следующие:
свободное движение, частично связанное
движение, насыщенное движение, колонное
движение, перенасыщенное движение.

Численные
величины q_а
в физических единицах транспортных
средств, характерные для каждого из
условий, весьма существенно зависят от
характеристики дороги и, в первую
очередь, от плана и профиля дороги,
скоростей движения и состава потока
транспортных средств на ней.

Лекция 3. Тема 1. Характеристики дорожного движения (продолж.)

План

7 Скорость и темп
движения

7.

Скорость и темп движения

Скорость
движения
является важнейшим показателем дорожного
движения, так как характеризует его
целевую функцию. Наиболее объективной
характеристикой скорости транспортного
средства на дороге может служить кривая,
характеризующая ее изменение на
протяжении всего маршрута движения.

Однако
получение таких пространственных
характеристик для множества движущихся
автомобилей является сложным. В практике
организации движения принято
характеризовать скорость движения
транспортных средств мгновенными ее
значениями Va,
зафиксированными в отдельных типичных
точках дороги. Измерителем скорости
доставки грузов и пассажиров является
скорость сообщения Vc,
которая определяется как отношение
расстояния между точками сообщения к
времени нахождения транспортного
средства в пути. Величиной, обратной
скорости сообщения, является темп
движения, который измеряется временем,
затрачиваемым на преодоление единицы
длины пути (мин/км). Этот измеритель
весьма удобен для расчетов времени
доставки пассажиров и грузов на различные
расстояния. Мгновенная скорость
транспортного средства и соответственно
скорость сообщения зависят от многих
факторов и подвержены значительным
колебаниям.

Скорость
транспортного средства в пределах его
тяговых возможностей в современном
дорожном движении определяет водитель,
являющийся управляющим звеном в системе
АВД. Водитель постоянно стремится
выбрать наиболее целесообразный режим
скорости, исходя из двух главных
критериев: 1) минимально возможной
затраты времени и 2) обеспечения
безопасности движения. В каждом случае
на принятие решения оказывает влияние
характеристика водителя: его квалификация,
психофизиологическое состояние, цель
движения. Так, исследования, проведенные
в одинаковых дорожных условиях на одном
типе автомобилей, показали, что скорость
движения автомобиля для разных водителей
высокой квалификации может колебаться
в пределах ±10% от среднего значения,
для малоопытных водителей эта разница
намного больше [4].

Рассмотрим
влияние параметров транспортных средств
и дороги на скорость движения. Верхний
предел скорости определяется его
максимальной конструктивной скоростью
Vmax,
которая зависит главным образом от
удельной мощности двигателя. Максимальная
скорость Vmax
современных автомобилей колеблется в
широких пределах в зависимости от их
типа. Она составляет (примерно): 200 км/ч
для легковых автомобилей большого и
среднего класса; 150 — для легковых
автомобилей малого класса; 100 — для
грузовых автомобилей средней
грузоподъемности; 85 — для грузовых
автомобилей большой грузоподъемности
и 75 км/ч — для тяжелых автопоездов. Опыт
показывает, что водитель ведет автомобиль
с максимальной скоростью лишь в
исключительных случаях и кратковременно,
так как это сопряжено с чрезмерно
напряженным режимом работы агрегатов
автомобиля; кроме того, имеющиеся на
дороге даже незначительные подъемы
требуют для поддержания стабильной
скорости запаса мощности. Поэтому даже
при благоприятных дорожных условиях
водитель ведет автомобиль с максимальной
скоростью длительного движения или
крейсерской скоростью. Крейсерская
скорость для большинства автомобилей
составляет 0,7— 0,85 Vmax.
Таким образом, на прямолинейных и
горизонтальных участках благоустроенных
дорог ожидаемый диапазон мгновенных
скоростей для различных типов современных
автомобилей при их свободном движении
cоставляет
60—160 км/ч.

Однако
реальные дорожные условия вносят
существенные поправки в фактический
диапазон наблюдаемых скоростей движения.
Уклоны, криволинейные участки и неровности
покрытия дороги обычно вызывают снижение
скорости как вследствие большой затраты
мощности и ограниченности динамических
свойств автомобилей, так и в связи с
необходимостью обеспечения устойчивого
движения транспортных средств. Эти
объективные факторы особенно сказываются
на скорости наиболее быстроходных
автомобилей. В связи с этим, фактический
диапазон мгновенных скоростей свободного
движения автомобилей на горизонтальных
участках магистральных улиц и дорог
нашей страны составляет 50— 120 км/ч. Эти
цифры не относятся к дорогам, не имеющим
надлежащего покрытия или с разрушенным
покрытием, где скорость может понизиться
до 10—15 км/ч и даже достичь еще меньшего
значения.

Существенное
влияние на скорость движения оказывают
те элементы дорожных условий, которые
связаны с особенностями психофизиологического
восприятия водителя и уверенностью
управления. Здесь вновь необходимо
подчеркнуть неразрывность элементов
системы АВД и решающее влияние водителей
на характеристики современного дорожного
движения.

Важнейшим
фактором, оказывающим влияние на режимы
движения через восприятие водителя,
являются расстояние видимости Sв
на дороге и ширина полосы движения В.
Под расстоянием видимости понимается
протяженность участка дороги перед
автомобилем, видимого водителем. Величина
Sв
определяет возможность для водителя
заблаговременно оценить условия движения
и прогнозировать обстановку. Обязательным
условием безопасности движения является
превышение величины Sв
над величиной
остановочного пути So
данного
транспортного средства в конкретных
дорожных условиях, т. е. условие Sв>Sо.

При
малой дальности видимости водитель
лишается возможности прогнозировать
обстановку, испытывает неуверенность
и снижает скорость автомобиля. В табл.
1 даны примерные величины снижения
скорости движения по сравнению со
скоростью, которая обеспечивается при
дальности видимости 700 м и более.

Таблица
1

Ширина
полосы движения, предназначенная для
движения одного ряда автомобилей и
выделенная обычно продольной разметкой,
определяет требования к точности
траектории движения автомобиля. Чем
меньше ширина полосы, тем более жесткие
требования предъявляются к водителю и
тем больше его психическое напряжение
при обеспечении точного положения
автомобиля на дороге. Поэтому при малой
ширине полосы, а также при встречном
разъезде на узкой дороге водитель
подсознательно снижает скорость.

На
основании исследований получена
зависимость, характеризующая приближенно
связь между скоростью и шириной полосы
дороги:

где
— Вд — ширина полосы, м;

Va
— мгновенная скорость автомобиля, км/ч;

ba
— ширина автомобиля, м;

0,3
— дополнительный зазор, м.

По
аналогии с понятием динамического
габарита длины автомобиля величину Вд
можно назвать динамическим габаритом
ширины транспортного средства Вд
(динамическим
коридором), т.к. для уверенного движения
со скоростью Vа
водитель должен иметь возможность
занимать такую ширину. В этой зависимости
можно также проследить связи комплекса
АВД в дорожном движении. В формуле Вд
представляет собой элемент дороги (Д),
ba
— характеристика
автомобиля (элемент A),
коэффициент 0,015 отражает психофизические
свойства водителя и ходовые свойства
автомобиля (система АВ).

Согласно
приведенной зависимости скорость, с
которой уверенно может вести автомобиль
водитель средней квалификации,
ориентировочно составляет при управлении
легковым автомобилем и ширине полосы
3 м — около 65 км/ч, а при ширине полосы
3,5 м — около 90 км/ч, а при управлении
грузовым автомобилем с габаритной
шириной 2,5 м при ширине полосы 3 и 3,5 м —
соответственно 15 и 50 км/ч.

Указанная
зависимость установлена на основании
наблюдений за работой большого числа
водителей. Однако это не исключает того,
что некоторые водители не могут достаточно
точно и своевременно оценить изменение
таких параметров дорожных условий, как
расстояние видимости или ширины полосы
движения и правильно изменить скорость
движения. Поэтому в условиях ограниченной
видимости и малой ширины полосы
движения более часто происходят ДТП.

В
Московском инженерно-строительном
институте на кафедре городского
строительства и в Институте генплана
г. Москвы были разработаны рекомендации
желательных значений ширины полосы
движения (табл. 2). Этих рекомендаций
следует придерживаться при выделении
полос на проезжей части для различных
типов транспортных средств, когда это
позволяет общая ширина дороги.

Таблица
2

Существенное
влияние на фактическую скорость движения
автомобилей оказывают метеорологические
условия, а в темное время суток —
освещение дороги. Таким образом, скорость
свободного движения в связи с тем, что
на нее влияют многие причины, является
случайной величиной и для потока
однотипных автомобилей характеризуется
обычно нормальным законом распределения
или близким к нему. Для потока разнородных
автомобилей распределение скоростей
свободного движения может иметь
существенные отклонения от нормального
закона. Характерный вид кривых
распределения скоростей показан на
рис. 1

Рис.
1. Кривые распределения мгновенных
скоростей при свободном движении
легковых автомобилей: 1- двухполосная
автомобильная дорога; 2 — четырехполосная

Чем
лучше дорожные и метеорологические
условия, тем больше амплитуды колебаний
скоростей различных типов автомобилей,
обусловленные их скоростными и тормозными
качествами. Скорость сообщения
определяется также частотой остановок,
которые приходится совершать для
пропуска пересекающих потоков транспортных
средств, а также посадки — высадки
пассажиров.

Рассмотренное
выше влияние различных факторов на
скорость движения относится к условиям
свободного движения транспортных
средств, т. е., когда интенсивность и
плотность движения относительно невелики
и не ощущается взаимное стеснение
движения. При повышении интенсивности
и плотности движения возникает стеснение
движения, и скорость потока падает.
Влияние интенсивности движения
транспортного потока на скорость
автомобилей Va
исследовалось многими зарубежными и
отечественными учеными. Выведены
различные корреляционные уравнения
этой зависимости, которые имеют общий
вид:

Vа
== Va.c
(1 — kNa)

где
— Vaс
— скорость свободного движения
автомобиля, км/ч;

k
— корреляционный коэффициент снижения
скорости движения в зависимости от
интенсивности транспортного потока.

Задержки
движения.
Любое снижение скорости движения
транспортных средств по сравнению с
расчетной скоростью для данного участка
дороги, а тем более перерыв в движении
(остановка), приводят к потере времени
и соответственно к экономическим
потерям. Поэтому при организации
дорожного движения особое внимание
должно быть обращено на задержки
движения. К задержкам следует относить
не только все вынужденные остановки
транспортных средств перед перекрестками,
железнодорожными переездами, при заторах
на перегонах, но также и снижение скорости
транспортного потока по сравнению с
расчетной (или разрешенной) для данной
дороги.

Потери времени
при движении транспортного средства
могут быть выражены в общем виде
выражением

где
— Vcф
— фактическая скорость сообщения, км/ч;

Vcp
— расчетная (оптимальная) скорость
сообщения, км/ч;

l₁,
l₀,
— точки рассматриваемого участка дороги,
км.

При определении
оптимальной скорости движения необходимо
учитывать не только, потери времени, но
и расходы, связанные с потреблением
топлива, износом автомобиля, аварийностью,
которые могут увеличиваться по мере
экономии времени (роста скорости). В
качестве расчетной скорости для городской
магистрали можно принять разрешенный
правилами дорожного движения предел
скорости (например, 60 км/ч). В качестве
исходной величины для определения
задержки движения может быть принята
нормативная скорость сообщения или
нормативный темп движения для данного
типа дороги, если таковые будут
установлены. Так, если на дороге
разрешенная скорость равна 60 км/ч, что
соответствует темпу движения 1 мин/км,
а фактическая скорость сообщения,
установленная опытной проверкой,
составляет 30 км/ч, то потеря времени
каждым автомобилем в потоке составляет
1 мин/км. Если длина рассматриваемого
отрезка магистрали равна, например, 5
км, задержка каждого автомобиля составит
5 мин.

Потери
времени для транспортного потока могут
быть определены выражением

T_∆
= N_a
t_∆
T

где
— N_a
— интенсивность потока, авт/ч;

t_∆
— средняя
задержка одного автомобиля, с;

Т — время наблюдения,
ч.

Величины
задержек транспортных средств на
отдельных узлах или участках улично-дорожной
сети могут быть также оценены коэффициентом
задержки Кз,
характеризующим
степень увеличения фактического времени
нахождения в пути t_ф
по
сравнению с расчетным t_р.
Коэффициент задержки вычисляется по
формуле

К_а=
t_ф
/
t_р.

Задержки
движения в реальных условиях движения
можно разделить на две основные группы:
1) на перегонах дорог и 2) на пересечениях.
Задержки на перегонах могут быть вызваны
маневрирующими или медленно движущимися
транспортными средствами, пешеходным
движением, помехами от стоящих автомобилей,
в том числе при погрузочно-разгрузочных
операциях, а также заторами, связанными
с перенасыщением дороги транспортными
средствами, т. е. плотностью потока выше
оптимальной. Более значительные задержки,
особенно в городах, относятся ко второй
группе. Эти задержки определяются
необходимостью пропуска транспортных
средств или пешеходов по конфликтующим
направлениям на нерегулируемых
перекрестках, простоями при запрещающих
сигналах светофоров. В городах такие
задержки достигают 70% . и даже более от
общей потери времени. Время задержки
определяется не только непосредственно
продолжительностью остановки, но и
потерей времени на замедление движения
перед таким пересечением и на разгон
после остановки.

Решающее значение
для сокращения задержек транспортных
средств в городах имеет оптимизация
регулирования движения на перекрестках,
а также рациональная организация стоянки
автомобилей и остановочных пунктов
маршрутного пассажирского транспорта.

Транспортный поток | Вождение плюс

Транспортный поток состоит из отдельных автомобилей, обладающих различными динамическими характеристиками и управляемых разными по квалификации водителями, т. е. он не является однородным.

В условиях малоинтенсивного движения, когда по дороге движутся отдельные транспортные средства с большими интервалами, водителя в выборе режима движения ограничивают Правила движения, состояние автомобиля и дороги. В плотном транспортном потоке водитель не свободен в выборе скорости движения, он не всегда может сделать обгон и его поведение в значительной степени определяется общим ритмом движения на дороге. Следовательно, интенсивный транспортный поток нивелирует различия в характеристике отдельных водителей и машин.

Наблюдения показали, что движение плотного транспортного потока по улице или дороге напоминает движение воды в канале. Если быстро преградить путь потоку воды в канале, то он мгновенно остановится и по поверхности пробежит обратная волна.

Эффект обратной волны применительно к транспортному потоку выражается в резком снижении скорости вдоль колонны и сокращении интервалов между автомобилями.

Хорошо известно, что канал определенного сечения может пропустить вполне определенное количество воды в единицу времени. Если мы хотим пропустить через канал большее количество воды, то должны увеличить его сечение. Нечто подобное происходит и с транспортным потоком, движущимся по своему каналу — улице или дороге. Проезжая часть определенной ширины может пропустить вполне определенное количество автомобилей, и если мы хотим увеличить ее пропускную способность, то должны расширить дорогу.

Эта аналогия дала специалистам основание применить для изучения закономерностей транспортных потоков законы движения жидкости. Такая модель, правда, с определенными ограничениями позволяет проводить важные исследования и решать ряд практических вопросов по регулированию движения.

Транспортный поток можно характеризовать тремя основными параметрами: интенсивностью N, средней скоростью V и плотностью D. Эти параметры связаны основным уравнением транспортного потока: N = DV.

Графически это уравнение представляет собой основную диаграмму транспортного потока, общий вид которой показан на рис. 1.

Рис. 1. Основная диаграмма транспортного потока

Пользуясь уравнением и диаграммой, можно определять характеристики транспортного потока. Так, средняя скорость выражается через тангенс угла наклона прямой, соединяющей начало координат с точкой, координаты которой характеризуют определенную интенсивность и плотность (N/D).

Максимально возможная при данных условиях интенсивность движения, как это следует из диаграммы, достигается при определенной плотности транспортного потока (точка A на диаграмме) и называется пропускной способностью полосы движения или дороги в целом. Характерно, что при плотности потока, большей, чем в точке A, интенсивность движения снижается. Объясняется это тем, что при большой плотности движения, часто возникают заторы, снижается скорость и это приводит к уменьшению количества автомобилей, проходящих в единицу времени через какое-либо сечение или участок дороги.

Из основной диаграммы и уравнения транспортного потока следует очень важный для регулирования движения вывод: в тех случаях, когда возникает потребность пропустить по дороге максимально возможное количество автомобилей, необходимо установить с помощью знаков определенный режим скорости, который обеспечивает наибольшую интенсивность.

Как показывают наблюдения, при благоприятных условиях движения обычная двухполосная дорога с шириной проезжей части 7 — 7,5 м может пропустить не более 2000 автомобилей в час. Максимальная интенсивность достигается при скорости примерно 50—60 км/ч. (Лобанов Е.М., Сильянов В.В. и др. Пропускная способность автомобильных дорог).

Одной из характеристик движения является свобода обгонов в транспортном потоке. Потребность в обгонах появляется вследствие разнородности состава потока — легковые автомобили и быстроходные грузовые для поддержания желаемой скорости стремятся обогнать медленно движущиеся транспортные средства. С увеличением интенсивности движения потребность в обгонах растет, а возможности для их реализации уменьшаются, поскольку во встречном потоке становится все меньше и меньше интервалов, которые обеспечивают безопасные условия маневра. Наблюдения показывают, что обгон протекает свободно, когда во встречном потоке интервал между автомобилями имеет такую величину, которая может быть преодолена за 20 с и более. Если этот интервал оказывается менее 7 с, то обгон становится практически невозможным.

Конечно, отдельные опытные водители, управляя легковым автомобилем с хорошими динамическими качествами, могут совершить обгон и при меньших интервалах, но это сопряжено с большим риском.

В табл. 1. приведены данные, характеризующие возможности совершения обгонов на обычной дороге шириной 7 — 7,5 м при различной интенсивности движения. Как показывают расчеты, при интенсивности движения 100 авт/ч в транспортном потоке 70% всех интервалов больше 20 с, и поэтому обгоны могут происходить сравнительно свободно. При интенсивности 900 авт/ч таких интервалов остается только 4%, и это намного усложняет условия обгона. Наблюдения, проводившиеся Московским автомобильно-дорожным институтом, показывают, что обгоны уже практически не совершаются, когда суммарная интенсивность движения на дороге в обоих направлениях достигает 1500- 1800 авт/ч. Происходит это из-за уменьшения в транспортном потоке безопасных для обгона интервалов.

Таблица 1.

Распределение количества интервалов различной длительности в транспортном потоке при различной интенсивности движения

Калькулятор плотности трафика

Калькулятор плотности трафика поможет вам проанализировать трафик на любой дороге. Благодаря этому инструменту вы сможете оценить поток и плотность трафика, а также узнать среднюю скорость движения. Кроме того, вы также сможете оценить среднее расстояние между двумя последовательными автомобилями на дороге.

Продолжайте читать, чтобы узнать, как рассчитать плотность и поток трафика, или взгляните на наш калькулятор миль на галлон!

Какой поток трафика?

Транспортный поток определяется как количество транспортных средств, проезжающих через точку в заданный период времени. Обычно мы выражаем это значение в виде почасовой ставки — например, вы можете наблюдать поток 500 автомобилей в час на шоссе.

Транспортный поток обычно измеряют, наблюдая за дорогой и отмечая количество проезжающих мимо автомобилей. Чтобы преобразовать это число в почасовую ставку, необходимо использовать следующее уравнение:

flow=nt\mathrm{flow} = \frac{n}{t}flow=tn​

, где nnn — количество транспортных средств, которые пройдено точкой за период времени ttt.

Поток равен нулю в двух случаях — либо когда нет движения (нет машин на дороге), либо когда все машины стоят в пробке и не могут двигаться вперед.

Формула плотности движения

Плотность движения является второй фундаментальной характеристикой любой дороги. Он говорит о том, насколько значителен скопление автомобилей на дороге. Если плотность достигает своего максимума, поток падает до нуля, образуя пробку.

Мы рассчитываем плотность как количество транспортных средств mmm, занимающих участок дороги длиной LLL. Чтобы вычислить его, просто разделите эти два значения:

плотность=мл\mathrm{плотность} = \frac{м}{L}плотность=Lм .

Как рассчитать среднюю скорость движения

Два приведенных выше значения — расход и плотность — напрямую связаны со средней скоростью движения. Эти три называются фундаментальными характеристиками транспортного потока, и следующая формула связывает их.

поток=скорость×плотность\mathrm{поток} = \mathrm{скорость} × \mathrm{плотность}поток=скорость×плотность

Это фундаментальное уравнение дает вам самую основную информацию о движении на любой дороге.

Чтобы рассчитать скорость движения с помощью этого калькулятора плотности движения, выполните следующие действия:

1. Измерьте, сколько транспортных средств проезжает одну точку за заданный период времени. Можно предположить, что за две минуты мимо вас проехало 20 автомобилей. Это означает, что поток трафика равен

поток = 202 = 10 vehmin = 600 vehh \ mathrm {flow} = \ frac {20} {2} = 10 \ \ frac {\ mathrm {veh}} {min} = 600 \ \ frac {\ mathrm {veh }}{h}flow=220​=10 minveh​=600 hveh​

2. Подсчитайте, сколько транспортных средств одновременно занимают сегмент дороги. Допустим, на отрезке длиной 200 м вы заметили две машины. Плотность трафика равна

плотность = 2200 = 0,01 vehm = 10 vehkm \ mathrm {плотность} = \ frac {2} {200} = 0,01 \ \ frac {\ mathrm {veh}} {m} = 10 \ \ frac {\ mathrm {veh }}{км}плотность=2002​=0,01 мве·ч​=10 кмве·ч​

3. Теперь вы можете рассчитать интервал между автомобилями как обратную величину плотности:

headway=110km=100m\mathrm{headway} = \frac{1}{10}km = 100 mheadway=101​km=100m скорость:

поток=скорость×плотностьскорость=flowdensityspeed=60010=60 км/ч\mathrm{поток} = \mathrm{скорость} × \mathrm{плотность}
\\\mathrm{скорость} = \frac{\mathrm{поток}}{\mathrm{плотность}}
\\\mathrm{скорость} = \frac{600}{10} = 60\frac{km}{h}flow=speed×densityspeed=densityflow​speed=10600​=60hkm​

5. Средняя скорость движения по этой дороге составляет 60 км/ч.

Обязательно загляните и в наш газовый калькулятор!

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать трафик?

Для расчета транспортного потока необходимо:

1. Определиться с периодом времени t . Например, 5 минут.
2. Подсчитать автомобили, проехавшие точку за время t .
3. Разделите количество транспортных средств из шага 2 на время t из шага 1.

Как рассчитать плотность трафика?

Для расчета плотности движения необходимо:

1. Выбрать участок дороги и измерить его длину L .
2. Подсчитайте транспортные средства, занимающие этот сегмент.
3. Разделите количество транспортных средств из шага 2 на длину L из шага 1.

Какой будет транспортный поток, если я увидел 120 машин за 5 минут?

Транспортный поток 0,4 машин/сек или 1440 машин/час. Чтобы получить эти цифры, разделите количество автомобилей на время, настроив единицу измерения времени в соответствии с вашими потребностями. Например, 5 минут равно 300 секунд, поэтому поток трафика равен 120/300 = 0,4 .

Справочник по системам управления дорожным движением: Глава 4 Концепции контроля и управления для автомагистралей

Содержание Рисунок 4-1. INFORM (Лонг-Айленд, Нью-Йорк) Центр управления. 4.1 Введение Автострада — это автомагистраль с ограниченным доступом с высокими скоростями и пандусами для въезда и выезда. Автострады могут быть платными, а могут и не быть. Первоначально автострады предназначались для обеспечения беспрепятственного, высокоскоростного движения транспорта на большие расстояния. Очень мало внимания уделялось управлению заторами, потому что никогда не ожидалось, что автострады будут перегружены. Однако по мере того, как города росли, а жители пригородной зоны переезжали в пригороды, автомагистрали начали смешивать дальнее движение с пригородным движением, и заторы, которые ранее затрагивали наземные улицы, теперь также затрагивали автомагистрали. В этой главе представлен краткий обзор управления автострадами. Для получения дополнительной информации см. Справочник по управлению и эксплуатации автомагистралей (1). Основными задачами системы управления автострадами являются: снижение воздействия и повторяющихся заторов на автостраде. свести к минимуму продолжительность и влияние единовременных заторов на систему автомагистралей. максимизирует эксплуатационную безопасность и эффективность пассажиров при использовании системы автомагистралей. предоставить пользователям объектов информацию, необходимую для того, чтобы помочь им эффективно использовать средства автомагистрали и снизить их умственное и физическое напряжение. предоставляют средства помощи пользователям, столкнувшимся с проблемами (авариями, поломками, путаницей и т. д.) во время движения по системе автомагистралей. 4.2 Заторы Заторы возникают на автостраде, когда спрос превышает пропускную способность. Когда это происходит на участке автомагистрали, существует узкое место. Узкое место возникает, когда: Спрос увеличивается до уровня, превышающего мощность, или Емкость снижается до уровня меньше потребности. Чтобы понять, что вызывает заторы на автомагистралях, необходимо понять теорию транспортных потоков, изложенную ниже. Важные параметры транспортного потока включают: Поток (V) = количество транспортных средств, проезжающих через определенную точку в течение заданного периода времени, в транспортных средствах в час (автомобилей/час) Скорость (S) = Скорость, с которой движутся транспортные средства (миль/ч) Плотность (D) = количество транспортных средств, занимающих определенное пространство. Дано как а/м. D = V / S Принципиальная диаграмма, показанная на рис. 4-2, связывает расход и плотность. Эта диаграмма сильно идеализирована, и фактические характеристики транспортных потоков значительно различаются. Примеры типичных характеристик потока приведены в HCM 2000 (2). Рис. 4-2. Обобщенные зависимости между скоростью, плотностью и расходом на объектах с непрерывным потоком. Скорость свободного потока (Sf) возникает в условиях слабого движения. Когда плотность достигает критической плотности (D0), автострада достигает своего максимального потока (Vm). Скорость в этот момент снижается до S0. Когда плотность превышает критическую плотность, поток фактически уменьшается, пока плотность не достигнет плотности пробки (Dj), при которой поток становится равным нулю и все движение останавливается. Когда плотность ниже критической плотности, говорят, что поток стабилен или не перегружен. Когда плотность превышает критическую плотность, говорят, что поток перегружен или нестабилен, и пропускная способность автомагистрали уменьшается. Поскольку при стабильном потоке обрабатывается больше транспортных средств, лучше всего, чтобы плотность была как можно ближе к критическому значению, но ниже его, чтобы автострада могла работать на полную мощность. Заторы стали повседневным явлением на многих участках городских сетей автомагистралей. Даже случайные наблюдатели могут обнаружить точки ожидаемого скопления. Перегрузка, обычно ожидаемая в предсказуемых местах в течение приблизительно предсказуемых периодов времени, называется периодической перегрузкой. Напротив, другие формы перегрузок возникают в результате случайных или менее предсказуемых событий. Такие неповторяющиеся заторы чаще всего возникают в результате инцидентов. Перегрузка из-за особых событий (например, спортивных мероприятий, работ по техническому обслуживанию и строительству) может считаться единовременной перегрузкой. Для измерения заторов исследователи из Техасского транспортного института разработали индекс заторов на дорогах (RCI), представленный следующим образом (3): Низкая скорость движения Неустойчивые скорости (прерывистое движение) Увеличенное и непостоянное время в пути Повышенная аварийность Неэффективная работа Если пользователи ожидают определенный уровень загруженности в периоды пиковой нагрузки, они могут соответствующим образом планировать поездки. Тем не менее, непериодические заторы могут серьезно повлиять на удовлетворительную поездку в пиковые или непиковые периоды. Неспособность обеспечить надежный, хотя иногда и более низкий уровень обслуживания может оказаться более серьезной проблемой. 4.3 Формы управления автострадами Управление автострадами включает категории, показанные на рис. 4-3. Рис. 4-3. Категории управления автострадами. Эти темы описаны ниже и подробно описаны в Ссылке 1. Наблюдение и обнаружение происшествий : Методы наблюдения и обнаружения происшествий включают в себя детекторы транспортных средств, камеры видеонаблюдения и звонки в службу экстренной помощи. Управление использованием магистрали / полосы движения : Управление использованием полосы движения позволяет наиболее эффективно использовать пропускную способность магистрали. Методы включают временное использование обочины, реверсивные полосы и знаки, переменные ограничения скорости, ограничения для больших грузовиков и магистральный учет. Приоритетная обработка транспортных средств с высокой вместимостью (HOV) : Предоставление приоритета HOV увеличивает количество людей, обслуживаемых объектом, при возможном уменьшении количества транспортных средств. Примером приоритета HOV является наличие полосы или всего объекта, открытого только для автобусов или автобаз. Другим примером является приоритетный доступ, когда на въезде со счетчиком имеется специальная полоса для HOV, позволяющая автобусам или автобазам обходить очередь на въезде. Управление въездом : Измерители въезда — это специальные светофоры на въезде на автостраду, которые контролируют движение транспорта, въезжающего на автостраду, чтобы не допустить перегруженности автострады. Рампы также могут быть закрыты в экстремальных условиях. Распространение информации : Распространение информации предоставляет автомобилистам информацию в режиме реального времени, что считается одной из наиболее важных функций управления автострадами. Может быть предоставлена ​​информация об инцидентах, неблагоприятных погодных условиях и условиях вождения, информация о скорости и времени в пути, строительных и ремонтных работах, запланированном месте проведения специального мероприятия, специальных мерах по контролю полосы движения и проезжей части, а также информация об альтернативных маршрутах. Методы, используемые для распространения информации, включают интернет-услуги, радиоинформацию, автомобильные навигационные устройства, сменные знаки сообщений (CMS) и радио с рекомендациями на дорогах (HAR). На рис. 4-4 показан пример CMS на автостраде. Система управления автострадами : Система управления автострадами — это общий интерфейс для нескольких агентств в регионе. Это может помочь координировать различные автомагистрали и наземные улицы, а также другие виды транспорта. Управление инцидентами : Целью управления инцидентами является обнаружение и реагирование на инциденты, чтобы как можно быстрее восстановить автостраду на полную мощность после инцидента, а также оказать помощь застрявшим или пострадавшим автомобилистам. Управление инцидентами требует координации между различными агентствами, а также координации между различными человеческими и техническими ресурсами. Системы информации о погоде на дорогах (RWIS) : RWIS состоит из датчиков, встроенных в дорогу, и метеостанций, расположенных вблизи дороги, которые отслеживают и сообщают о температуре и погодных условиях. RWIS особенно полезен зимой. Детекторы тумана могут использоваться в определенных местах. Рис. 4-4. CMS на автостраде. 4.4 Взаимосвязь между автострадами и наземными улицами В последние годы, поскольку и автострады, и наземные улицы становятся все более загруженными, становится все более важным улучшить координацию между автострадами и наземными улицами. Например, при измерении на пандусе часть транспортных средств может избегать автострады, что приводит к увеличению трафика на наземной улице. Вот несколько способов учета наземных улиц при управлении автострадами: Знаки CMS на автомагистралях могут отображать информацию, касающуюся заторов на наземных улицах, и отображать альтернативные маршруты для минимизации заторов как на автострадах, так и на наземных улицах. Измерение въезда может быть сокращено или приостановлено, если заторы на наземных улицах являются экстремальными, особенно если измерители въезда вызывают обратную очередь. Если на автостраде возникнет затор или авария, время работы светофора на наземных улицах может быть изменено, чтобы улучшить транспортный поток и стимулировать перенаправление на наземные улицы. Улучшенная синхронизация сигнала и геометрия на пересечениях съездов с наземными улицами могут снизить загруженность магистральных автострад на съездах. 1. Нойдорф, Л.Г., Рэндалл Дж., Рейсс Р., Гордон Р. «Справочник по управлению и эксплуатации автомагистралей». Отчет Федерального управления автомобильных дорог № FHWA-OP-04-003, Вашингтон, округ Колумбия, сентябрь 2003 г. 2. «Руководство по пропускной способности автомагистралей». Совет по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, 2000 г. 3. Шранк Д.Л., С.М. Тернер; и Т.Дж. Ломакс.