РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКОВ АВТОМОБИЛЕЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКАХ ДОРОГ



На горизонтальных участках основное влияние на режим движения оказывают интенсивность, состав и плотность движения. Для установления характе­ра зависимости скорости от интенсивности и состава движения наблюдения проводят на прямых горизонтальных участках, имеющих хорошую ров­ность.

При обработке данных наблюдений методами математической статистики было отмечено, что кривые распределения скоростей движения при вы­соких интенсивностях имеют колоколообразное очертание (рис. 4.7, а), причем значения наиболее часто встречающихся скоростей незначительно от­личаются друг от друга. Построение кумулятивных кривых (рис. 4.7, б)позволило установить, с ка­кими скоростями движутся определенные группы автомобилей.

При плотных потоках данные наблюдений соот­ветствуют кривой нормального распределения (см. рис. 4.7, а),

,       (4.4)

где рі - теоретическое значение частот;

рі(ф)- фактическая частота появления значений скоростей в заданном интервале (обычно принимают рав­ным 5 км/ч);

 - среднее квадратическое отклонение значений скоро­стей, км/ч;

- средняя скорость движения всего потока, км/ч;

Vі - скорость і - го автомобиля, км/ч.

Кривые распределения скоростей при малой ин­тенсивности движения, когда медленные и быстрые автомобили практически не оказывают влияния друг на друга и водители свободны в выборе ско­рости движения, могут, иметь одну, две и даже три вершины (рис.-4.8). В качестве примера проанали­зируем полимодальную кривую распределения. Эту кривую можно рассматривать как состоящую из трех кривых нормального распределения (рис. 4.8): одна- для медленнодвижущихся автомобилей (кривая І), другая - для большинства автомобилей потока (кривая II) и третья - для быстродвижущейся части потока (кривая III). Суммирование этих кривых дает кривую распределенеия всего потока, которая и получается при обработке результатов наблюдений. С увели­чением интенсивности движения кривые І и ІІІ ис­чезают, так как происходит выравнивание скоро­стей быстро- и медленнодвижущихся автомобилей. Поэтому при очень высоких интенсивностях движе­ния кривая распределения становится практически одновершинной. Трехвершинные кривые распреде­ления скоростей движения характерны для низкой интенсивности движения и, особенно для участков дорог, где наблюдается большая разница в скоростях движения грузовых и легковых автомобилей, обусловленная различием их динамических ка­честв.

При низкой интенсивности движения (менее 200 авт/ч) нормальная кривая распределения не соответствует фактическому распределению значе­ний скоростей движения. Учитывая существование кривых нормального распределения скоростей от­дельных групп свободнодвижущихся автомобилей, правильно будет предположить существование ка­кой-то суммарной кривой распределения. Для опи­саний такой кривой можно применить распределе­ние смеси. Таким образом, распределение скоростей движения всего потока будет смесью нормальных кривых распределения скоростей движения отдель­ных групп автомобилей, движущихся в общем потоке

,  (4.5)



где р1, р2, р3 - фактические частоты появления значений ско­ростей в каждой группе автомобилей (грузо­вые тяжелые, грузовые средние, легковые);
2, 3 - средние квадратические отклонения значений скоростей для каждой группы автомобилей, км/ч;

 - средние скорости движения каждой группы автомобилей, км/ч;

Vi  - скорость i - го автомобиля, км/ч.

Наименьшие отклонения теоретических значе­ний частот от фактиче­ских наблюдаются (рис. 4.9) при использовании формулы (4.5).

Общий вид кривой распределения скоростей при малых интенсивностях движения зависит от состава транспортного потока на дороге. При высокой интенсивности движения состав оказы­вает влияние в основном па положение вершины кривой. При наличии в потоке большого процен­та тяжелых автомобилей вершина кривой смещается влево. Преобладание в потоке автомобилей с высокими динамическими качествами приводит к смещению кривой вправо. Так, увеличение в потоке числа медленнодвижущихся автомобилей на 10% приводит к уменьше­нию модального значения скорости на 6,0 км/ч.

С целью установления закономерности сниже­ния скорости при увеличении интенсивности дви­жения построен график скорость -интенсивность, имеющий криволинейный характер (см. рис. 4.1). Точки перегиба этой кривой соответствуют грани­цам различного состояния потока автомобилей. Путем обработки данных наблюдений методом наименьших квадратов с достаточной точностью для практических расчетов кривая скорость - интенсив­ность может быть приближена к прямой линии, удовлетворяющей зависимости:

V = 59,0 - 0,015 N (при 50 < N < 600 авт/ч).    (4.6)

 

Первый член этого уравнения показывает ско­рость одиночных автомобилей при отсутствии по­мех со стороны других транспортных средств и за­висит от динамических качеств автомобилей.

Скорости легковых автомобилей Vлснижаются с ростом интенсивности быстрее, чем скорости гру­зовых Vгр:

Vл  = 78,0 - 0,0385 N;        (4.7)

Vгр = 54,2 - 0,0122 N.        (4.8)

Более интенсивное снижение скоростей легко­вых автомобилей связано с большим различием в динамических качествах легковых и грузовых ав­томобилей. Снижение скоростей грузовых автомо­билей в основном объясняется влиянием медленнодвижущихся автомобилей и невозможностью их обгона. При интенсивности движения в двух направлениях более 700 авт/ч разница в скоростях легковых и грузовых автомобилей составляет ме­нее 10 км/ч.

Наблюдения показали, что с увеличением ин­тенсивности движения скорости движущихся друг за другом автомобилей сближаются (рис.4.10).

При свободных условиях движения разница в скоростях составляет – 20 - 15 км/ч, уменьшаясь до 5 км/ч при интенсивности 900 авт/ч в обоих направлениях.

Степень стеснения условий движения может быть охарактеризована отклонением значения ско­рости отдельного автомобиля от средней скорости потока. Зависимость среднего квадратического от­клонения скоростей а от суммарной интенсивности движения (в потоке 25% легковых автомобилей) для дорог с двумя полосами движения в условиях СНГ можно выразить уравнением

 = 13,2 - 0,0043 N.            (4.9)

Наблюдения, проведенные при различных интенсивностях и составах движения, показали зна­чительное влияние состава транспортного потока на средние скорости потока:

при 5% легковых автомобилей в потоке

= 53,0 - 0,018 N;             (4.10)

при 25% легковых автомобилей была получена зависимость (4.6);

при 50% легковых автомобилей (по данным Венгрии)

= 63,8 - 0,012 N;            (4.11)

при 80% легковых автомобилей в потоке (по данным США)

= 70,0 - 0,008 N.             (4.12)

Аналогичные зависимости были получены для скоростей движения легковых автомобилей: при 5% легковых автомобилей в потоке

= 67,0 - 0,051 N;    (4.13)

при 25% легковых автомобилей - см. уравне­ние (4.7);

при 50% легковых автомобилей (по данным Венгрии)

= 83,0 - 0,027 N; (4,14)

при 80% легковых автомобилей (по данным США)

= 91,6 - 0,019 N. (4.15)

Для скоростей движения грузовых автомобилей были получены следующие зависимости: при 5% легковых автомобилей в потоке:

= 51,0 - 0,014 N;    (4.16)

при 25% легковых автомобилей — см. уравне­ние (4.8);

при 50% легковых автомобилей (по данным Венгрии)

= 56,5 - 0,01 N; (4.17)

при 80% легковых автомобилей (по данным США)

= 59,6 - 0,0076 N.  (4.18)

В этом случае наблюдается небольшое измене­ние наклона корреляционной прямой при различ­ном составе потока. Это указывает на то, что ко­личество легковых автомобилей в потоке незначи­тельно влияет на скорости движения грузовых ав­томобилей. Основное влияние оказывает число медленнодвижущихся автомобилей.

Так же были получены корреляционные урав­нения связи между средним квадратическим от­клонением и интенсивностью движения при раз­личном составе потока:

при 25% легковых автомобилей - см. уравне­ние (4.9);

  при 50% легковых автомобилей (по данным Венгрии)

= 1,56 – 0,007 N;            (4.19)

при 90% легковых автомобилей (по данным США)

                                            90 = 23,0 - 0,0085 N. (4.20)

В практических расчетах большое значение имеет возможность перехода от скоростей движе­ния при одном составе движения к значениям ско­ростей при другом составе движения.

На основе анализа зависимостей скорость - ин­тенсивность получены графики изменения коэффи­циентов а при интенсивности движения и скоро­стей свободного движения в уравнении (4.6) при различном составе транспортного потока (рис. 4.11). С помощью этих графиков, зная долю легковых автомобилей в потоке, можно определить коэффициент при интенсивности и значение скоро­сти свободного движения, т. е. можно количест­венно оценить снижение скорости движения с из­менением состава потока. Это позволяет экстрапо­лировать результаты наблюдений на дорогах с двумя полосами движения, проведенных в насто­ящее время, на будущий состав движения на доро­гах СНГ.

В результате наблюдений, выполненных А. А. Белятинским на дорогах с тремя полосами движе­ния, установлена связь между средними мгновенными скоростями и интенсивностью движения:

для всего потока         V = 67,23 - 0,0164 N;   (4.21)

для внешних полос      V = 61,89 - 0,01218 N; (4.22)
для центральной полосы V = 76,93 - 0,00438 N.      (4.23)

Наблюдениями А. Н. Красникова установлена зависимость средней мгновенной скорости от интен­сивности движения на автомагистралях с шестью полосами движения:

V= 72,3 - 0,008 N (при 650 < N <150 авт/ч). (4.24)

Для каждой полосы движения получены следу­ющие уравнения:

для крайней правой полосы V1 =58,5 - 0,0092 N;   (4.25)

для средней полосы              V2 = 77,0 - 0,0257 N;     (4.26)

для крайней левой полосы    V3 = 85,5 - 0,0364 N.    (4.27)

Уравнения (4.25) - (4.27) справедливы при интенсивностях движения 200 - 700 авт/ч.

Таким образом, результаты измерений скоро­стей позволили получить следующие уравнения для расчета средних скоростей на горизонтальных прямолинейных участках с учетом суммарной интенсивности движения Nи доли легковых автомо­билей в потоке рл:

на дорогах с двумя полосами движения

V = 52,0 - (0,019 - 0,00014 рл) N+ 0,22/рл; (4.28)

нa дopoгax c тpeмя noлосами движения

V = 55,0 - (0,0I7 - 0,00013 рл) N +0,215 рл; (4.29)

нa доporax c четырьмя полосами движения

     V = 59,0 - (0,015 - 0,00012 pл) N + 0,21 рл;   (4.30)

нa дoporax c шестью полосами движения

    V = 62,0 - (0,012 - 0,00010 рл) N + 0,20 рл; (4.31)

нa дoporax c восемью полосами движения

    V = 54,0 -  (0,009 - 0,00008 рл) N + 0,19 рл.  (4.32)

Уравнения (4.28) - (4.32) применимы при 50< N <800 авт/ч. По данным М.С. Талаева, скорость зависит от состава потока, особенно от количества маршрутных автобусов (рис. 4.12).

Большое влияние на скорость движения оказывает плотность, являющаяся важнейшей характеристикой транспортного потока.

Для автомагистралей А. Н. Красниковым была получена следующая зависимость скорости от плотности транспортного потока

 , (4.33)

где V0 -скорость движения в свободных условиях, км/ч;

qmaх - максимальная плотность потока на одной полосе движения, авт/км; qi  - плотность потока на каком-либо элементе дороги в рассматриваемый момент времени, авт/км;

 п - число полос движения в одном направлении;

 а - постоянная, зависящая от числа полос движения, для четырехполосных автомагистралей а = 90; для шестиполосных автомагистралей а = 135.

Исследования, проведенные Б. Б. Анохиным, показали, что для двухполосных дорог зависимость скорости от плотности хорошо описывается:           ,      (4.34)

где V0 -скорость движения в свободных условиях, км/ч;

qmaх - средняя и максимальная плотности потока, авт/км;

 - параметры, зависящие от дорожных условий, на­пример, для участков дорог, расположенных в пре­делах малых населенных пунктов протяжением 2 км, ( = 1,75; = 5).

Средняя скорость плотного потока при интен­сивности, равной пропускной способности, по Б.Б. Анохину

 .       (4.35)

Зависимость скорость - плотность имеет преиму­щество по сравнению с зависимостью скорость - интенсивность. Она справедлива для участка дороги, позволяя оценить условия маневрирования на этом участке. В отличие от этого зависимость ско­рость - интенсивность характерна только для определенного сечения дороги.

 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 632;