Оптимізація світлофорного регулювання

вступ

характеристики перетину

Примикання є дві двосмугові вулиці. Смуга руху на кожній вулиці близько 4 метрів. Таким образом, ширина проезжей части каждой улицы составляет около 8 метров.

На пересечении расположено два пешеходных перехода. Щоб перетнути вулицю Гжатському праворуч від примикання необхідно спочатку перетнути вулицю Гжатському зліва від примикання, а потім перетнути вулицю Хлопіна. Два світлофора на шляху, де можна було б обійтися одним, генерують додаткові затримки. Проте пристрій додаткового переходу в реченні розглядатися не буде для скорочення витрат і часу впровадження.

обстеження перетину

Обстеження перетину вироблялося в вечірній час пік у вівторок і п'ятницю. У п'ятницю інтенсивності виявилися нижчими приблизно на 20% тому для розрахунків прийняті інтенсивності вівторка.

В майбутньому буде проведений ще ряд обстежень в ранкову годину пік, а також в міжпіковий час і у вихідні для пропозиції різних режимів роботи для різного часу (ранковий / вечірній час пік, ніч, день, вихідний).

цикл регулювання

При натурному обстеженні був зафіксований цикл світлофорного регулювання. Цикл світлофорного регулювання представлений на малюнку 2.

По суті це двофазна система регулювання з укороченими пішохідними сигналами світлофора. Загальна тривалість циклу дорівнює 75 секундам (+/- 2 секунди через можливої ​​похибки секундоміра).

Час зеленого сигналу для автомобілів обох фаз приблизно однаково і дорівнює 30 і 35 секунди. Пішохідний зелений сигнал дорівнює відповідно 22 і 23 секунди в першій і в другій фазі. Максимальний час очікування пішоходами зеленого сигналу при цьому - 52 секунди. (Майже хвилину потрібно стояти, щоб пройти проїжджу частину шириною 7 метрів).

інтенсивності потоків

При обстеженні примикання були виявлені інтенсивності автомобільних і пішохідних потоків, представлені на малюнку 3.

Інтенсивності автомобільного транспорту досить низькі. При грубому розрахунку пропускної здатності використовуються граничні інтенсивності на 1 смугу рівну 800 наведених одиниць на годину. Як видно з наведеної на малюнку 3 схеми автомобільні інтенсивності в 2-3 рази нижче максимально можливих для смуги руху на світлофорі.

В процесі вимірювання інтенсивностей автомобільного транспорту був відзначений тільки 1 мікроавтобус та повна відсутність вантажного транспорту.

1. довгий час очікування (до 53 секунд),
2. велика дистанція між автомобілями (відсутність авто в межах видимості) і
3. вузька проїжджа частина (7 метрів).

З тих же причин порушення червоного сигналу світлофора зустрічається і серед автомобілістів.

аналіз вимірювань

Найбільший інтерес в даному випадку представляють затримки пішоходів, які можливо розрахувати по HBS. На малюнку 5 представлена ​​максимальний час очікування пішоходами зеленого сигналу, середні затримки за напрямками при перетині однієї проїжджій частині (П1, П2, П3, П4) і при перетині двох проїжджих частин (перехід по діагоналі П4> П2, П2> П4).

Тепер перейдемо до «десерту» - порівняно умов подолання вузла автомобілістами і пішоходами. Порівнювати за величинами затримки буде не вірно, так як комфорт і цінність переміщень на автомобілі і пішки розрізняються. Щоб привести затримки до єдиного знаменника скористаємося Рівнем Обслуговування (Level Of Service).

Рівень обслуговування дозволяє кількісно оцінити якість руху транспорту (зокрема, автомобілів, громадського транспорту, пішоходів, велосипедистів). Существует несколько ступеней уровня обслуживания. Вища ступінь «А» відповідає найбільш високому зручності переміщення. Найнижча ступінь «F» відповідає найгіршим зручності і швидкості переміщення. Для моторизованого транспорту це означає зростаючі затори, для пішохідного руху - надто високі затримки.

Для перетинів і примикань із світлофорним регулюванням рівень обслуговування визначається на основі затримок. На малюнку 6 представлені рівні обслуговування (читай пріоритет) для автомобільних (А1 - А6) і пішохідних потоків з одним переходом (П1 - П4) і двома переходами (П4> П2, П2> П4) проїжджої частини.

З малюнка чітко видно, що автомобілі мають найвищий комфорт і пріоритет, в той час як для пішоходів умови значно гірше. Особливо це стосується діагональних напрямків.

Спробуємо поліпшити умови руху, не погіршивши умови для автомобілів.

Оптимізований цикл регулювання

Унаслідок розрізняються інтенсивностей в різний час доби представлений нижче цикл може не бути оптимальним протягом 24 годин.

Розрахунок світлофорного циклу регулювання проводився на основі геометричних параметрів примикання (кількість смуг, ширина смуги руху, радіуси повороту) і отриманих на основі обстеження інтенсивностей транспортних потоків (див. Рис. 3).

Розрахунок показав, що тривалість всього циклу 33 секунди є достатньою для забезпечення необхідної пропускної спроможності. При цьому в циклі (рисунок 7) виділено дві фази тривалістю 19 і 14 секунд (з зеленим сигналом у кожній фазі для автомобілів і пішоходів 14 і 10 секунд відповідно).

Для оцінки перетину розрахуємо затримки для всіх напрямків по HBS і порівняємо їх з затримками при існуючому циклі роботи світлофора (рисунок 8).

Наочно видно, що середні затримки скоротилися не тільки в пішохідному русі (в 2-3 рази), але і в автомобільному (до 2 разів). З точки зору пішохода отримані при оптимізації затримки менш значні. До того ж при менш тривалому циклі світлофорного регулювання автомобілі будуть рухатися більш щільно. Ці два фактори в значній мірі зменшувати бажання пішохода порушувати правила дорожнього руху.

Менший час очікування зеленого сигналу знизить і бажання водіїв проїхати на червоний сигнал світлофора.

Знову ж наведемо затримки до єдиного знаменника - до рівня обслуговування (малюнок 9).

Як видно з малюнка рівень обслуговування для автомобілів не погіршився, а ось для пішоходів значно покращився і досяг свого максимуму.

Оцінка витрат енергоресурсів і забруднення навколишнього середовища

Оцінка витрат пального викидів шкідливих речовин проводилася на основі імітаційного моделювання. На малюнку 10 видно незначний рівень зниження зазначених параметрів. Розрахункові методики і імітаційні моделі, як правило, відрізняються подібними результатами, так як і теоретичні методи та імітаційне моделювання мають похибку.

Подальша оптимізація світлофорного регулювання (в рамках циклу рівного 33 секундам) в імітаційної моделі дозволила отримати вже більш гідний результат. На малюнку 10:

ДО - Існуюче регулювання,

ПІСЛЯ - розрахований цикл 33 секунди по ОДМ і

В МОДЕЛІ - швидка оптимізація співвідношення фаз в циклі 33 секунди безпосередньо в моделі.

Найголовніший висновок полягає в тому, що у вітчизняній практиці слабо використовуються передові знання та досвід в області світлофорного регулювання. Это приводит к потере времени на светофорных пересечениях, снижению уровня безопасности дорожного движения, увеличенному расходу топлива и более интенсивному загрязнению окружающей среды выхлопными газами.

У місті досить багато перетинів, які подібно до розглянутого мають необгрунтовано завищений запас пропускної здатності для автомобілів на шкоду автомобільному (парадокс!) І пішохідного руху. Такі перетину необхідно оптимізувати під існуючу ситуацію.

В даний час в Україні немає обов'язкових норм, що регламентують побудова циклу світлофорного регулювання. Є рекомендації і підручники, які не обов'язкові для використання і не використовуються. Крім того, навіть в наявних рекомендаціях відсутній повний набір інструментів для оцінки перетинів (наприклад, відсутність оцінки пішохідного руху), а сучасні ГОСТи в деяких випадках невиправдано обмежують коло рішень (зокрема, перетин транспортних і пішохідних потоках, про що напишу пізніше).

Для повного уявлення впливу регулювання на перетинах необхідний регулярний збір даних про дорожньо-транспортних пригодах з фіксуванням місця, часу, умов, віку учасників, наслідків ДТП та інших параметрів. Как минимум это позволит выявить пересечения с наиболее интенсивным возникновением ДТП, как максимум оценить условия, провоцирующие рискованное поведение участников дорожного движения и избегать их в будущем.

Оптимізація світлофорного регулювання - відносно дешевий спосіб збільшити безпеку дорожнього руху на пересічних. Необхідно звернути пильну увагу на цей спосіб, так як ефект може відповідати (а іноді бути більшим) дорогим заходам (наприклад, поділ пішохідних і транспортних потоків в різних рівнях).

І останнє. Зараз постійно ведуться розмови про «розумних» світлофорах. Ймовірно під такими світлофорами мається на увазі адаптивне регулювання. По словам журналистов «умные» светофоры решают и проблемы пропускной способности, и проблемы безопасности. Однако следует обратить внимание, что логику работы адаптивного регулирования проектирует инженер-проектировщик. Адаптивне регулювання набагато складніше постійних режимів роботи. Чи є впевненість в тому, що інженери, які не можуть правильно налаштувати постійний режим роботи світлофора зможуть спроектувати правильно світлофорний об'єкт з адаптивним регулюванням? У мене такої впевненості немає.

Власник сайту "ТрансСпот". Проектую автомобільні дороги і розв'язки. Планую і моделюю транспортні потоки. Беру участь в науково-дослідних роботах (концепції розвитку міст, транспортний розділ). Новомосковський лекції з проектування транспортних розв'язок (ЦНТІ Прогрес). Експерт руху "Гарний Харків". Консультант Інституту дизайну та урбаністики ИТМО. Цікавлюся всім транспортно-дорожнім, особливо безпекою дорожнього руху.