РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКОВ АВТОМОБИЛЕЙ НА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКАХ ДОРОГ

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 38Следующая ⇒

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 р_і- теоретическое значение частот;

р_і^(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;

V_і- 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;

V_i - 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 V_лснижаются с ростом интенсивности быстрее, чем скорости грузовых V_гр:

V_л = 78,0 - 0,0385 N; (4.7)

V_гр = 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 р_л:

на дорогах с двумя полосами движения

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

нa дopoгax c тpeмя noлосами движения

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

нa доporax c четырьмя полосами движения

V = 59,0 - (0,015 - 0,00012 p_л) N + 0,21 р_л; (4.30)

нa дoporax c шестью полосами движения

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

нa дoporax c восемью полосами движения

V = 54,0 - (0,009 - 0,00008 р_л) N + 0,19 р_л. (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;

q_ma_х - максимальная плотность потока на одной полосе движения, авт/км; q_i - 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;

q_ma_х - 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: 1528; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 7 8 9 10 111213 14 15 16 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!