3.2 Расчет длительности цикла светофорного регулирования и его элементов
Определение длительности цикла и основных тактов регулирования основного на сопоставлении фактической интенсивности движения на подходах к перекрестку и пропускной способности (потокам насыщения) этих подходов. Поэтому эти параметры следует рассматривать в качестве основных исходных данных для расчета.
Рисунок 8 - Последовательность расчета длительности цикла и его элементов.
3.3 Расчет потоков насыщения
Поток насыщения для каждого направления данной фазы регулирования определяют путем натурных наблюдений в периоды, когда на подходе к перекрестку формируются достаточно большие очереди транспортных средств.
Поток насыщения является показателем, зависящим от многих факторов: ширины проезжей части, состояние дорожного покрытия, видимости перекрестка водителем и т.д. Поэтому для каждого перекрестка поток насыщения мы определяем экспериментально по приведенной методике.
Для ориентировочных расчетов мы используем приближенный эмпирический метод определения потоков насыщения, сущность которого заключается в следующем.
Для случая движения в прямом направлении по дороге без продольных уклонов поток насыщения рассчитываем по эмпирической формуле, которая связывает этот показатель с шириной проезжей части, используемой для движения транспортных средств в данном направлении рассматриваемой фазы регулирования.
Мнij прямо = 525 Впч
где, Мнij – поток насыщения, ед/ч
Впч – ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.
Мн 1.2 прямо = 525 * 6 = 3150 ед/ч
Мн 3.2 прямо = 525 * 6 = 3150 ед/ч
Мн 2.2 прямо = 525 * 6 = 3150 ед/ч
Мн 4.2 прямо = 525 * 6 = 3150 ед/ч
Так, как на данном перекрестке движение транспортных средств прямо, а также налево и направо осуществляется по одним и тем же полосам движения и интенсивность лево- и правостороннего потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения, полученный по вышеуказанной формуле, мы корректируем:
где, а, в, с - интенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в % от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.
Для право- и левосторонних потоков поток насыщения Мнij пов определяется в зависимости от процентного соотношения к общей интенсивности рассматриваемого направления данной фазы регулирования
Так как условия на данном перекрестке относятся к средним, то поправочный коэффициент равен 1,0. При умножении значений потока насыщения на 1,0, они не изменяются.
3.4 Расчет фазовых коэффициентов
Фазовые коэффициенты определяют для каждого из направлений движение на перекрестке в данной фазе регулирования
уij = Nij / Mij ;
где, уij – фазовой коэффициент данного направления;
Nij и Mij - соответственно интенсивность движения для рассматриваемого периода суток и поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед/ч.
Фаза № 1
у1.1 = 90 / 1058 = 0,09
у1.2 = 192 / 2520 = 0,08
у1.3 = 176 / 958 = 0,18
у3.1 = 117 / 1092 = 0,11
у3.2 = 174 / 2426 = 0,07
у3.3 = 97 / 607 = 0,16
у2.1 = 168 / 934 = 0,18
у2.2 = 200 / 2394 = 0,08
у2.3 = 151 / 694 = 0,22
у4.1 = 145 / 1057 = 0,14
у4.2 = 219 / 2457 = 0,09
у4.3 = 146 / 713 = 0,20
3.5 Расчет промежуточного такта
В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободно движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стопе - линии, либо успеть освободить перекресток.
Остановится у стоп – линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп – линии на проезжей части будет ровно или больше остановочного пути.
Таким образом, если рассматривать крайний случай, когда автомобиль в момент смены сигналов находился от стоп – линии на расстоянии остановочного пути, то длительности промежуточного такта должна включить в себя не только время, необходимое для освобождения автомобилем перекрестка, но и время его движения в пределах расстояния, равного остановочному пути. С другой стороны, автомобилю, начинающему движение в следующей фазе также необходимо определенное время, чтобы достигнуть точки конфликта с автомобилем предыдущей фазы. Это способствует уменьшению длительности промежуточного такта. Учитывая, что время проезда расстояния, равного остановочному пути, состоит из времени реакции водителя на смену сигналов светофора и времени торможения, можно в общем виде представить формулу промежуточного такта
,
где, - длительность промежуточного такта в данной фазе регулирования, с;
- время реакции водителя на смену сигналов светофора, с;
- время необходимое автомобилю для проезда расстояния, равного тормозному пути, с;
- время движения автомобиля до самой дальней конфликтной точки, ДКТ, с;
- время, необходимое для проезда от стоп – линии до ДКТ автомобилю, начинающему движение в следующей фазе.
где, - средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч;
-среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала (для практических расчетов =34 м/с2);
- расстояние от стоп – линии до самой ДКТ, м;
-длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.
Также вычисляем максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу:
(пш) = Впш / (4*uпш),
где, Впш – ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i – фазе регулирования, м;
uпш – расчетная скорость движения пешеходов (обычно принимается 1.3 м/с)
(пш) = 6 / (4*1.3) » 2 с
Обычно промежуточный такт обозначается желтым сигналом в направлении, где ранее (во время основного такта) осуществлялось движение. Учитывая, что в период его действия возможно движение транспортных средств, водители которых, находясь в непосредственной близости от стоп – линии, не смогли своевременно остановиться в момент его включения, длительность желтого сигнала tж не должен быть менее 3с. С другой стороны, с позиции безопасности движения (для предотвращения злоупотребления водителями правом проезда на желтый сигнал) его длительность не делают 4с.
В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее значение из
tn = 4с
Рисунок 9 - Составляющие промежуточного такта.
3.6 Расчет цикла регулирования
В простейшем случае при равномерном прибытии транспортных средств к перекрестку (через равные интервалы времени) минимальная длительность цикла может быть определена из следующих соображений. Транспортные средства, которые прибывают к перекрестку в j-м направлении за период, равный циклу регулирования ТЦ, покидают перекресток в течение основного такта i-й фазы с интенсивностью, равной потоку насыщения МHij.
На практике равномерное прибытие транспортных средств к перекрестку является весьма редким случаем. Чаще для изолированного перекрестка характерным является случайное прибытие. Случайному прибытию транспортных средств соответствует формула цикла:
ТЦ = (1.5 *Тп +5)/(1-Y ),
Суммарный фазовый коэффициент находим по формуле:
Y = S уij мах
Y = 0,18 + 0,22 = 0,4
Определяем суммарную длительность промежуточных тактов:
Тn = S tni
Тn = 4 + 3 + 2 = 9c
Tц = (1,5 * 9 + 5) / (1 – 0,4) = 31с
По соображениям безопасности движения длительность цикла больше 120с считается недопустимой, так как водители при продолжительном ожидании разрешающего сигнала могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение ТЦ превышает 120с, необходимо добиться снижения длительности цикла путем увеличения числа полос движения на подходе к перекрестку, запрещение отдельных маневров, снижение числа фаз регулирования, организации пропуска интенсивности потоков в течение двух и более фаз. По тем же соображениям нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25с.
3.7 Расчет основных тактов
Длительность основного такта ta в i–й фазе регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффициенту этой фазы. Поэтому, если сумма основных тактов равна ТЦ – Тп , то
T0i= [(ТЦ - Тп) Yi ] / Y = с;
t01= [(31 - 9) * 0,18 ] / 0,4 = 10с
t02= [(31 - 9) * 0,22 ] / 0,4 = 13с
Таким образом структура цикла имеет вид:
Тц = 10 + 4 + 13 + 4 = 31с
По соображениям безопасности движения t0i обычно принимают не менее 7с. В противном случае повышается вероятность цепных ДТП при разъезде очереди на разрешающий сигнал светофора. Поэтому, если длительность основного такта, рассчитанное по формуле, получается менее 7с, ее следует увеличить до минимально допустимой.
На основе выполненных расчетов разрабатывается график рефима работы светофорной сигнализации.
3.8 Степень насыщения направления движения
Качество различных вариантов схем организации движения на перекрестке оценивают средней задержкой транспортных средств. С этим показателем непосредственно связана степень насыщения направления движения Х, представляющая собой отношение среднего числа прибывающих в данном направлении к перекрестку в течение цикла транспортных средств к максимальному числу покинувших перекресток в том же направлении в течение разрешающего сигнала:
Х=Nj ТЦ / (МHj t0j),
Фаза №1
Х1.1 = 90 * 31 / 1058 * 10 = 0.26
Х1.2 = 192 * 31 / 2520 * 10 = 0.24
Х1.3 = 176 * 31 / 958 * 10 = 0.57
Х3.1 = 117 * 31 / 1092 * 10 = 0.33
Х3.2 = 174 * 31 / 2426 * 10 = 0.22
Х3.3 = 97 * 31 / 607 * 10 = 0.5
Х2.1 = 168 * 31 / 934 * 13 = 0.43
Х2.2 = 200 * 31 / 2394 * 13 = 0.2
Х2.3 = 151 * 31 / 694 * 13 = 0.52
Х4.1 = 145 * 31 / 1057 * 13 = 0.33
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
