РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЦИКЛА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ

Последовательность расчета.Определение длительности цикла и основных тактов регулирования основано 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 расчета (рис. 3.9).

Как интенсивность, так и потоки насыщения рассматриваются для каждого направления движения данной фазы. Следовательно, расчету режима регулирования должно предшествовать форми­рование схемы организации движения на перекрестке (проект пофазного разъезда транспортных средств).

Число фаз регулирования определяет количество основных и промежуточных тактов. Основной такт является частью цикла ре­гулирования, пропорциональной фазовому коэффициенту, расчет­ное значение которого соответствует максимальному отношению интенсивности к потоку насыщения для различных подходов к перекрестку в данной фазе. Промежуточный такт, учитывая его назначение (см. подразд. 3.2), мало зависит от интенсивности движения, а определяется планировочной характеристикой пере­крестка и скоростью движения транспортных средств в его зоне. Данные о промежуточных тактах (потерянном времени) и расчетных фазовых коэффици­ентах лежат в основе расчета длительности цикла регулирова­ния, которая может быть скор­ректирована с учетом требова­ний пешеходного или трамвай­ного движения. Завершающим этапом работы является построение графика режима рабо­ты светофорной сигнализации, на котором отражаются дли­тельность и порядок чередова­ния сигналов.

Исходные данные.Исходны­ми данными для расчета явля­ются планировочные и транс­портные характеристики пере­крестка: ширина проезжих час­тей, число и ширина полос в каждом направлении движе­ния; ширина разделительных полос; ширина тротуаров и ра­диусы их закругления; продоль­ный уклон на подходах к перекрестку; состав транспортных потоков; картограмма интенсивно­сти транспортных и пешеходных потоков для рассматриваемых периодов суток (транспортная интенсивность выражается в при­веденных единицах); средняя скорость движения транспортных средств на подходе и в зоне перекрестка (без торможения).

Потоки насыщения.Ноток насыщения для каждого направ­ления данной фазы регулирования определяют путем натурных наблюдений в периоды, когда на подходе к перекрестку форми­руются достаточно большие очереди транспортных средств. Порядок определения потока насыщения должен быть следующим:

1. Одновременно с включением зеленого сигнала (при отсутствии светофоров на перекрестке руководствоваться сигналами регулировщика) включить секундомер и регистрировать по видам транспортные средства, пересекающие стоп-линию и движущиеся по одной из полос.

2. Выключить секундомер в момент пересечения стоп-линий по­следним автомобилем очереди.

3. Записать показание секундомера и подсчитать число про­шедших за это время приведенных транспортных единиц.

4. Повторить замеры 10 раз. (При достаточно длинной оче­реди на полосе, состоящей из 10—15 автомобилей и более, можно ограничиться 3—5 замерами.)

5. Определить поток насыщения для данной полосы движения

(3.2)

где — поток насыщения для данной полосы в данной фазе и данном направ­лении движения, ед/ч; п— число замеров; т— число приведенных транспортных единиц, прошедших через стоп-линию за время t; t₁, ..., t_n— показания секундо­мера, с; j — номер направления движения; k— номер полосы.

6. Повторить операции, перечисленные в пп. 1—5, для каж­дой из оставшихся полос рассматриваемого направления данной фазы. Просуммировав полученные результаты, получить показа­тель — поток насыщения для одного из направлений данной фазы.

7. Определить поток насыщения . в соответствии с методи­кой, изложенной в пп. 1—6, для других направлений рассматри­ваемой фазы, а также для всех направлений движения других фаз регулирования.

Поток насыщения является показателем, зависящим от многих факторов: ширины проезжей части (полосы движения), продоль­ного уклона на подходах к перекрестку, состояния дорожного по­крытия, видимости перекрестка водителем, наличия в зоне пере­крестка пешеходов и стоящих автомобилей и т. п. Поэтому для каждого перекрестка (и даже для каждого характерного часа суток и периода года, для которых рассчитывается программа регулирования) он должен определяться экспериментально по при­веденной методике.

Вместе с тем методика экспериментального определения по­тока насыщения требует существенных затрат времени. Кроме этого, она неприменима для вновь проектируемых перекрестков. Для ориентировочных расчетов (до проведения натурных наблю­дений) может быть использован приближенный эмпирический метод определения потоков насыщения, сущность которого заклю­чается в следующем.

Для случая движения в прямом направлении по дороге без продольных уклонов поток насыщения рассчитывают по эмпири­ческой формуле, которая связывает этот показатель с шириной проезжей части, используемой для движения транспортных средств в данном направлении рассматриваемой фазы регулирования:

(3.3)

где — поток насыщения, ед/ч; В_ПЧ— ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.

Формула (3.3) применима при 5,4 м ≤ В_ПЧ ≤ 18,0 м. Если ши­рина проезжей части меньше 5,4 м, для расчета можно исполь­зовать следующие данные:

ВПЧ	3,0	3,3	3,6	4,2	4,8	5,1

Если перед перекрестком полосы обозначены дорожной раз­меткой, поток насыщения можно определить в соответствии с при­веденными данными отдельно для каждой полосы движения.

В зависимости от продольного уклона дороги на подходе к перекрестку изменяется расчетное значение потока насыщения. Каждый процент уклона на подъеме снижает (на спуске — увели­чивает) поток насыщения на 3%. При этом расчетным уклоном считают средний уклон дороги на участке от стоп-линий до точки, расположенной от нее на расстоянии 60 м на подходе к пере­крестку.

Для случая движения транспортных средств прямо, а также налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и правоповоротного потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения, полученный по формуле (3.3) или из приведенных данных, корректируют:

(3.4)

где а, b и с — интенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

Необходимость коррекции связана с уменьшением потока на­сыщения, так как автомобили, поворачивающие налево или на­право из общей полосы движения, задерживают основной поток прямого направления.

Таблица 3.2

Для право- и левоповоротных потоков, движущихся по спе­циально выделенным полосам, поток насыщения опреде­ляется в зависимости от радиуса поворота R:

· для однорядного движения

(3.5)

· для двухрядного движения

(3.6)

Радиус поворота может быть определен по плану перекрестка, вычерченного в масштабе. При двухрядном движении в форму­лу (3.6) подставляют среднее значение радиуса.

Остальные перечисленные факторы, влияющие на поток на­сыщения, учитывают с помощью поправочных коэффициентов. Эти коэффициенты отражают условия движения на перекрестке (табл. 3.2), которые можно подразделить на три группы: хорошие, средние и плохие. Отнесение условий на данном направлении дви­жения через перекресток к одной из групп влечет за собой изме­нение потока насыщения. Его значение, определенное по форму­лам (3.3) — (3.6) или по вышеприведенным данным (см. с. 42), должно быть умножено на соответствующий поправочный коэф­фициент.

Фазовые коэффициенты.Фазовые коэффициенты определяют для каждого из направлений движения на перекрестке в данной фазе регулирования

(3.7)

где у_ij — фазовый коэффициент данного направления; N_ij и M_ij — соответственно интенсивность движения для рассматриваемого периода суток и поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед/ч.

За расчетный (определяющий длительность основного такта) фазовый коэффициент у, принимается наибольшее значение у_ij в данной фазе. Меньшие значения могут быть использованы в дальнейшем для определения минимально необходимой длитель­ности разрешающего сигнала в соответствующих этим коэффициен­там направлениях движения.

При пофазном регулировании и пропуске какого-либо транс­портного потока в течение 2 фаз и более для него отдельно рас­считывают фазовый коэффициент, который независимо от значе­ния не принимают в качестве расчетного. Однако этот фазовый коэффициент должен быть не более суммы расчетных фазовых коэффициентов тех фаз, в течение которых этот поток пропускает­ся. Бели это условие не соблюдается, то один из расчетных фазо­вых коэффициентов, входящих в эту сумму, должен быть искус­ственно увеличен.

Например, если на перекрестке организовано трехфазное ре­гулирование (расчетные фазовые коэффициенты соответственно равны у₁, у₂ и у₃), а один из потоков пропускается во 2-й и 3-й фа­зах (фазовый коэффициент y_2-3), то должно соблюдаться соот­ношение y_2-3 ≤ у₂+ у₃ . В противном случае у₂ или уз необходимо увеличить. Указанное требование связано с тем, что расчетные фазовые коэффициенты определяют длительность основных тактов, а следовательно, и длительность разрешающего сигнала для по­тока, пропускаемого в две фазы и более.

Промежуточные такты.В соответствии с назначением проме­жуточного такта (см. подразд. 3.2) его длительность должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линий, либо успеть освободить перекресток (миновать конфликтные точки пе­ресечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе).

Остановиться у стоп-линий автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линий на проезжей части будет равно или больше остановочного пути.

Такимобразом, если рассмат­ривать крайний случай, когда ав­томобиль в момент смены сигна­лов находился от стоп-линий на расстоянии остановочного пути, то длительность промежуточного такта должна включать 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 (рис. 3.10).

(3.8)

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-линий до ДКТ автомобилю, начинаю­щему движение в следующей фазе.

Так как составляющие формулы (3.8) и в большинстве случаев по значению близки друг к другу, на практике обычно их исключают из расчета. С учетом этого обстоятельства, а также предположения о постоянном замедлении при торможении авто­мобиля перед стоп-линией формулу для определения длительно­сти промежуточного такта можно представить в следующем виде:

(3.9)

где V_а—средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч; а_T—среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала (для практических расчетов а_T = 3 ÷ 4 m/c²); l_i, — расстояние от стоп-линий до самой ДКТ, м; l_a— длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.

В период промежуточного такта заканчивают движение и пе­шеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал све­тофора. За время пешеход должен или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части (островка безопасности, центральной разделительной полосы, линии, разделяющей потоки встречных направлений). Максималь­ное время, которое потребуется для этого пешеходу,

(3.10)

где В_ПШ— ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i-фазе регулиро­вания, м; V_ПШ — расчетная скорость движения пешеходов (обычно принимается 1,3 м/с).

В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее зна­чение из и

Цикл 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 Т_Ц, покидают перекресток в течение основного такта i-й фазы с интенсивностью, равной потоку насыщения . Тогда справедливо соотношение . Отсюда длительность основного такта

(3.11)

Так как в данном случае фаза будет полностью насыщенной, . С учетом этого замечания, подставляя в формулу (3.1) значение , определенное по формуле (3.11), получаем:

(3.12)

Обозначив и , после преобразования выражения (3.12) получим

(3.13)

На практике равномерное прибытие транспортных средств к перекрестку является весьма редким случаем. Чаще для изолиро­ванного перекрестка характерным является случайное прибытие (интервалы между последовательно прибывающими транспорт­ными средствами не одинаковы).

Случайному прибытию транспортных средств соответствует формула цикла

(3.14)

предложенная английским исследователем Ф. Вебстером на основе минимизации транспортной задержки (см. подразд. 3.7). Методика Ф. Вебстера получила достаточную практическую проверку в реаль­ных условиях движения, поэтому формула (3.14) широко исполь­зуется для инженерных расчетов во многих странах мира, в том числе и в СССР.

При высокой интенсивности движения и недостаточной про­пускной способности перекрестка (низкие значения М_н) сумма расчетных фазовых коэффициентов У стремится к единице, а дли­тельность цикла к бесконечности.

По соображениям безопасности движения длительность цикла больше 120 с считается недопустимой, так как водители при про­должительном ожидании разрешающего сигнала могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение Т_Ц превышает 120 с, необходимо добиться снижения длительности цикла путем увеличения числа полос дви­жения на подходе к перекрестку, запрещения отдельных манев­ров, снижения числа фаз регулирования, организации пропуска интенсивных потоков в течение двух и более фаз. По тем же соображениям нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25 с.

Основные такты.Длительность основного такта в i-й фазе регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффи­циенту этой фазы. Поэтому, если сумма основных тактов равна Т_Ц - Т_П, то

(3.15)

По соображениям безопасности движения обычно прини­мают не менее 7 с. В противном случае повышается вероятность цепных ДТП при разъезде очереди на разрешающий сигнал све­тофора. Поэтому, если длительность основного такта, рассчитан­ная по формуле (3.15), получается менее 7 с, ее следует увеличить до минимально допустимой. Расчетную длительность основных так­тов необходимо проверить на обеспечение ими пропуска в соответ­ствующих направлениях пешеходов и трамвая.

Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-то определенному направлению t_ПШ, рассчитывают по эмпирической формуле, получившей широкое распространение в мировой прак­тике и учитывающей суммарные затраты времени на пропуск пе­шеходов,

(3.16)

Время, необходимое для пропуска трамвая через перекресток, зависит от пути, проходимого трамваем от стоп-линий до самой ДКТ перекрестка, и его скорости

(3.17)

где t_ТР — длительность такта регулирования, обеспечивающего Пропуск трамвая, с; l_i — путь движения трамвая от стоп-линий до самой ДКТ с транспортными сред­ствами, начинающими движение в следующей фазе, м; l_ТР —длина трамвайного поезда, м; V_ТР —скорость движения трамвая в зоне перекрестка (в расчетах мо­жет быть принята равной 20 км/ч).

Если какие-либо значения t_ПШ и (или) t_ТР оказались больше рассчитанной по формуле (3.15) длительности соответствующих основных тактов, то окончательно принимают новую уточненную длительность этих тактов, равную наибольшим значениям t_ПШ или t_ТР. При этом не будет оптимального соотношения фаз в цикле регулирования, так как нарушается условие пропорциональности между и у_i. При большем значении в конфликтующем на­правлении накапливается в ожидании разрешающего сигнала большее число транспортных средств, которые получают право на движение в других фазах, где основные такты могли остаться без изменения.

Такое нарушение пропорциональности не приводит к сущест­венному возрастанию транспортной задержки, если и (или ) незначительно отличаются друг от друга (на 4—5 с). В этом случае можно увеличить до (или )и соответственно увеличить длительность цикла.

При существенном отличии указанных параметров требуется восстановить оптимальное соотношение длительности фаз в цикле. Для этого необходимо изменить также и длительность основных тактов, не уточнявшихся по условиям пешеходного или трамвай­ного движения, т. е. скорректировать структуру цикла.

Существуют два способа коррекции.

1. Фазовые коэффициенты, положенные в основу расчета цикла, сохраняются. Указанные основные такты увеличиваются пропор­ционально этим фазовым коэффициентам.

2. В формулу цикла вводятся новые фазовые коэффициенты для тех фаз, основные такты которых уточняются по условиям пешеходного или трамвайного движения.

Использование первого способа при всей его простоте приводит, как правило, к неоправданно увеличенному циклу регулирования. Поэтому ниже приводится второй способ корректировки структуры цикла, получивший распространение в практических расчётах.

В связи с отсутствием методики определению потоков насыщения для пешеходного и трамвайного движения непосредственный расчёт фазовых коэффициентов для указанных случаев затруднителен. Поэтому для определения новой, скорректированной длительности цикла составим систему управлений с использованием выражений (3.14) и (3.15):

(3.18)

где - новая, скорректированная длительность цикла регулирования, с; и - суммы фазовых коэффициентов, основные такты которых соответственно не уточнялись и уточнялись (получили новое значение) по условиям пешеходного и трамвайного движения; - суммарная длительность основных тактов, уточнённая по условиям пешеходного и трамвайного движения, с.

В системе уравнений (3.18) два неизвестных члена и . Решая систему уравнений относительно , получаем квадратное уравнение:

,

где

,

откуда

(3.19)

Зная скорректированное значение цикла регулирования , можно определить новую длительность основных тактов , не уточнявшихся по пешеходному или трамвайному движению. Для этого в формулу (3.15)надо подставить скорректированное значение Y, полученное после преобразования фрмулы (3.14):

(3.20)

Коррекция цикла приводит к его увеличению и, следовательно, к росту транспортной задержки. Избежать коррекции можно путём организации поэтапного пропуска пешеходов через проезжую часть (см. рис. 3,5, в). Это позволяет уменьшить длину перехода В_ПШ и, таким образом, снизить время t_ПШ. Однако в этом случае необходимо устройство на проезжей части островков безопасности.

При управлении движением по отдельным направлениям перекрёстка длительность Т_Ц, как правило, уменьшается. Необходимые для её расчёта по формуле (3.14) значения Y и Т_Ц могут быть получены с помощью графика фазовых коэффициентов, отражающего последовательность пропуска транспортных потоков в соответствии с разработанной с учётом этого метода схемой организации движения. В состав Y включают только фазовые коэффициенты так называемых определяющих потоков, в период движения которых пропускаются потоки всех остальных направлений. Определяющие потоки являются конфликтующими, поэтому они отделяются друг от друга промежуточными тактами. По числу и длительности этих тактов рассчитывается длительность Т_П. основные такты для каждого направления рассчитывают по формуле (3.15), куда подставляют полученные таким образом значения Т_Ц, Т_П и Y, а также фазовый коэффициент рассматриваемого направления.

Качество различных вариантов схем организации движения на перекрёстке оценивают средней задержкой транспортных средств (см. подразд. 3.7). С этим показателем непосредственно связана степень насыщения направления движения х, представляющая собой отношение среднего числа прибывающих в данном направлении к перекрёстку в течение цикла транспортных средств к максимальному числу покинувших перекрёсток в том же направлении в течение разрешающего сигнала:

(3.21)

где и - соответственно интенсивность движения и поток насыщения в данном

направлении, ед/ч; - длительность основного такта в том же направлении, с; j – номер направления.

Заторовое состояние в рассматриваемом направлении возникает при х > 1. Для обеспечения некоторого резерва пропускной способности следует стремится к значению х, не превышающему 0,85-0,90. Немаловажным с точки зрения максимального использования пропускной способности перекрёстка является отсутствие малонасыщенных направлений и их равномерная загрузка.

График режима светофорной сигнализации. Порядок чередования и длительность сигналов для каждого светофора, установленного на перекрёстке, отражают график режима светофорной сигнализации. Это позволяет использовать его для коммутации ламп светофоров в период монтажных работ. Каждая строка графика соответствует одному или нескольким светофорам с одинаковым режимом работы. В левой части графика указывают номера светофоров и дополнительных секций, присваиваемых им в процессе проектирования светофорного объекта. В средней части графика соответствующими цветами показано чередование сигналов светофоров. Эту часть графика выполняют в масштабе, который отражает длительность сигналов, записанных в правой части графика. Масштаб выбирают произвольно. Перед выполнением графика вычерчивают генплан перекрёстка с нанесёнными на нём техническими средствами организации движения.

Необходимое число программ жёсткого управления. Из-за суточных колебаний интенсивности движения меняются фазовые коэффициенты, а следовательно, и цикл (программа управления). С точки зрения оптимальности управления каждому значению интенсивности должна соответствовать своя программа. На прак­тике обычно ограничиваются использованием в течение активного периода суток (например, с 7 до 21 ч) двух-трех программ. При этом исходят из того, что отклонение фактической длительности цикла от оптимальной на 25% в любую сторону допустимо, так как это не приводит к значительному увеличению задержек.

Первую программу рассчитывают по интенсивности, соответ­ствующей пиковому периоду. Для определения момента перехода ко второй программе необходимо уменьшить длительность Т_Ц пер­вой на 25% и по формуле (3.14,) рассчитать новое значение Y. Пропорционально уменьшению Y следует уменьшить фазовый коэффициент для наиболее загруженного направления. По этому направлению, используя формулу (3.7), определяют интенсивность движения, которая является ориентировочно нижней границей применения первой программы. Аналогично определяют моменты перехода к следующим программам.

При однопрограммном управлении нецелесообразно рассчи­тывать цикл исходя из пиковой интенсивности, так как он будет избыточным в период ее спада. Цикл уменьшают на 20—25% по сравнению с расчетным значением, соответствующим макси­мальному значению интенсивности. Естественно, искусственное уменьшение цикла вызовет увеличение степени насыщения х в пи­ковые периоды суток. Поэтому для наиболее загруженных направ­лений перекрестка необходима проверка по условию возникновения затора. В формулу (3.21) подставляется значение нового (уменьшенного) цикла и соответствующего ему основного такта, а ин­тенсивность N_j принимают равной максимально наблюдаемой.

Пример расчета. Расчет режима работы светофорной сигнализации приведен для пересечения двух улиц, условно названных Горизонтальной и Вертикальной (рис. 3.11). Ширина проезжих часки позволяет организовать движение на Горизонтальной ул. в 4 ряда и на Вертикальной в б рядов при ширине полосы движения 3,75 м. Перекресток расположен на горизонтальном участ­ке дороги. Условия движения средние (см. табл. 3.2). В потоке преобладают легковые автомобили.

Анализ картограммы интенсивности дви­жения (рис. 3.12) указывает на необходи­мость бесконфликтного пропуска пешеходных потоков 5 и 13, учитывая их высокую интенсив­ность, а также интенсивность право- и левоповоротного потоков 14 и 16. Право- и левоповоротные потоки 1, 3, 9 и 11 малоинтенсивные. С учетом этого и принимая во внимание интен­сивность транспортных 2, 10 и пешеходных 4, 12 потоков, указанные правые и левые по­вороты могут быть организованы методом «просачивания» (в соответствии с правилами пофазного разъезда конфликтные точки счи­таются допустимыми).

Таким образом, движение на перекрестке может быть организовано в три фазы с пропуском: в 1-й фазе по Вертикальной ул. транспортных потоков прямого направления и пешеходов; во 2-й фазе поворотных потоков, выходящих с Вертикальной ул.; в 3-й фазе транспортных и пешеходных потоков, следующих по Гори­зонтальной ул. Так как на Вертикальной ул. поворотные потоки и потоки прямого направления организованы в разных фазах, полосы на подходах к перекрестку необходимо специализировать: левая полоса предназначена для движения только налево, средняя — прямо, правая — только направо.

После определения числа фаз и порядка разъезда транспортных средств рас­считывают потоки насыщения и фазовые коэффициенты для каждого направле­ния в каждой фазе регулирования. Номера фаз и направлений движения обозна­чены соответствующими индексами (см. рис. 3.7 и 3.12). В расчетах для отличия индексов фаз от индексов направлений последние заключены в скобки.

Для движения в прямом направлении и при ширине полосы 3,75 м поток насыщения может быть принят равным 1970 ед/ч (см. с. 42). Потоки насыщения для лево- и правоповоротных направлений рассчитаны по формуле (3.5). При этом радиус поворота R определяют по плану перекрестка, вычерченного в масштабе. Для правого поворота R=7 м, для левого R = 15 м. В 3-й фазе потоки в прямом направлении и поворачивающие пропускают вместе. Так как интенсивность по­следних составляет более 10% от общей интенсивности движения на соответствую­щем подходе к перекрестку, то применена коррекция потоков насыщения по фор­муле (3.4).

В расчетах потоки насыщения, длительности циклов и тактов регулирования округлены до целых значений, фазовые коэффициенты и степени насыщения направлений — до второго знака после запятой.

*Интенсивность составляет в прямом направлении 70%, левоповоротного потока 12% и правоповоротного 18% от общей интенсивности движения 570 ед/ч (см. рис. 3.12).

**Интенсивность составляет в прямом направлении 79%, левоповоротного потока 12% и правоповоротного 9% от общей интенсивности 680 ед/ч.

В качестве расчетных для каждой фазы выбраны наибольшие фазовые коэффициенты, т. е. y₁ = 0,32; у₂ = 0,24; у₃ = 0,19. Их сумма Y = 0,32 + 0,24 + 0,19 = =0,75.

Промежуточные такты рассчитаны по формуле (3.9) при скорости движения в прямом направлении 50 км/ч и в поворотном 25 км/ч. С учетом преимуществен­но легкового движения принято, что длина l_а = 5 м и среднее замедление а_т = 4 м/с². При определении длины l_i, учитывалось, что стоп-линия расположена на расстоянии 10 м от пересекаемой проезжей части (пешеходный переход в 5 м от проезжей части у начала закругления тротуара, его ширина в соответствии с требованиями ГОСТ 23457—86 принята равной 4 м и расстояние от него до стоп-линий 1 м). По плану перекрестка определено местоположение дальних конфликтных точек пересечения с транспортными средствами, начинающими движение в следующих фазах. Приблизительно они удалены от стоп-линий для 1-й, 2-й и 3-й фаз соот­ветственно на 17, 16 и 27 м.

Таким образом,

Длительности цикла и основных тактов регулирования рассчитаныпоформулам (3.14) и (3.15):

Структура цикла регулирования: 92 = 34 + 4 + 26 + 4 + 20 + 4.

В 1-й фазе пешеходы переходят проезжую часть шириной 15 м, в 3-й — 23 м. Время, необходимое для их движения, рассчитано по формуле (3.16):

В 3-й фазе пешеходы не успевают закончить переход проезжей части, так как . Поэтому необходимо либо скорректировать цикл, приняв _j, либо организовать их поэтапный переход Вертикальной ул. в период 2-й и 3-й фаз с устройством на этой улице островков безопасности. Такая возможность имеется. На Вертикальной ул. для движения в прямом направлении используется только по одной полосе (потоки 7 и 15 на рис. 3.12), и островки безопасности могут быть устроены за счет крайней левой полосы на выходе с перекрестка так, как это по­казано на рис. 3.13. При этом во 2-й фазе пешеходы будут переходить проезжую часть шириной 7,5 м, а в 3-й фазе 11,25 м. Соответственно

и

Полученные значения меньше и , поэтому приведенная выше структура цикла может быть оставлена без изменений и положена в основу окончательной схемы организации движения и графика режима работы светофорной сигнализации (см. рис. 3.7, а и 3.14, а).

а)

Номера светофоров	График включения сигналов	Длительность, с
t3	tЖ	tК	tКЖ
7,11,14,22,25,28					34	4	50	4
6,9,12,21,23,26				26	-	-	-
2,3,16,17					20	4	64	4
4,5,18,20				34	-	54	-
1,13,15,24					26	-	62	-
8,10,19,27				20	-	68	-

б)

Номера потоков	Фазовые коэффициенты
	0,18
7
		0,32
15
			0,24
16
		0,22
14
		0,9
6
			0,12
8
				0,19
9 – 11
				0,16
1 - 3

в)

При использовании контроллера, обеспечивающего управление движением по отдельным направлениям перекрестка, возможно уменьшение длительности цикла за счет раннего выпуска интенсивного левоповоротного потока 16 после пропуска малоинтенсивного потока прямого направления 7 (см. рис. 3.7,6 и 3.12). Для этого строят график фазовых коэффициентов, отражающий последовательность пропуска через перекресток потоков различных направлений (рис. 3.14,б). Определяющими будут потоки 15, 8 и 9—11 (на рис. 3.14,б их фазовые коэффициенты отделены прерывистыми линиями), поэтому Y = 0,32 + 0,12 + 0,19 = 0,63.

Так как число определяющих потоков равно трем и длительность промежуточного такта равна 4 с, то Т_П = 12 с, а

Т_Ц = (1,5·12+5)/(1-0,63)=62 с

Длительности основных тактов для каждого направления, рассчитанные по формуле (3.15), следующие:

В такте 1а (см. рис. 3.7,б) пропускаются поток 7, частично поток 15 и пешеходные потоки 5 и 13. Для пропуска пешеходных потоков требуется 17 с, что больше , равного 15 с. Поэтому длительность такта 1а принимается равной 17 с.

После такта 1а в течение 4 с транспортный поток 7 и пешеходные 5 и 13 освобождают перекресток, а поток 15 продолжает движение.

В такте 16 могут быть выпущены левоповоротный поток 16 и правоповоротные 6 и 14. Одновременно продолжается пропуск потока 15. Гак как он уже на­ходился в движении 21 с (17 с + 4 с), а с, то длительность такта 16 со­ставит 5 с.

Далее через 4 с, необходимые для освобождения перекрестка потоком 15, в такте 1в может быть совместно с потоками 6, 14 и 16 выпущен поток 8. Длитель­ность этого такта определяют по максимальному времени, необходимому для пропуска этих потоков: Так как потоки 6, 14 и 16 уже находились в движении 9 с (5 с + 4 с), то длительность такта определяется более интенсивным потоком 9-11 и должна быть принята равной 15 с.

Пешеходы (потоки 4 и 12) переходят Вертикальную ул. поэтапно (см. рис. 3.7, б). В такте 1в им требуется для этого 11 с, поэтому его длительность необходимо увеличить на 1 с. В такте 2 пешеходам необходимо 14 с, что меньше 15 с, в силу чего его длительность остается без изменений.

После такта 2 спустя 4 с, необходимые для освобождения перекрестка по­токами 1—3 и 9—11, выпускаются транспортные 7 и 15 и пешеходные 5 и 13 по­токи, т. е. процесс повторяется.

Просуммировав длительности всех основных и промежуточных тактов (с уче­том увеличения такта 1в на 1 с), можно получить окончательную длительность цикла, которая составит 64 с. Последовательность и длительность сигналов свето­форов для этого случая показаны на рис. 3.14, в. Использование в данном примере метода управления движением по отдельным направлениям позволяет уменьшить длительность цикла по сравнению с пофазной организацией движения на 28 с.

Данные о степени насыщения хнаправлений движения, рассчитанной по формуле (3.21), следующие:

Таким образом, при управлении движением по отдельным направлениям сте­пень насыщения направлений выравнивается, что способствует повышению про­пускной способности перекрестка.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 3368; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!