автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Повышение безопасности движения на кольцевых пересечениях автомобильных дорог Вьетнама

На правах рукописи

Буй Ван Кхием

Повышение безопасности движения на кольцевых пересечениях автомобильных дорог Вьетнама

Специальность: 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

? Ч ОКТ 2014

Москва-2014

005553733

005553733

Работа выполнена на кафедре «Изыскания и проектирование дорог» ФГБОУ ВПО Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Воронежский

государственный архитектурно -строительный университет»

Защита состоится 20 ноября 2014г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.02 при ФГБОУ ВПО Московском автомобильно-дорожном государственном техническом

университете по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, дом 64, ауд. 42.

Справки по тел./факс (495) 155-93-24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) http://www.madi.ru/1266-ucheriyy-sovet-grafik-zaschity-dissertaciy.html

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета. Копию отзыва просим присылать по e-mail: uchsovet@madi.ru.

Автореферат разослан« » 2014 г.

Ученый секретарь / у

Павел Иванович Поспелов.

Александр Юрьевич Михайлов

«Национальный исследовательский иркутский государственный технический университет»

профессор кафедры «Менеджмент и логистика на транспорте»

кандидат технических наук Игорь Феликсович Живописцев

«Российский дорожный научно-исследовательский институт (ФГБУ РОСДОРНИИ)»

диссертационного совета, к.т.н., проф.

Н.В. Борисюк

/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Народное хозяйство и автомобилизация Вьетнама в последние 20 лет развивается высокими темпами. В центре крупных городов большинство транспортных средств составляют мотоциклы (70 - 85% в транспортном потоке), с ежегодным приростом на 14 - 17%. Количество автомобилей возрастает на 9 -11 % в год.

Протяженность сети автомобильных дорог и темпы строительства новых не отвечают требованиям быстроразвивающегося автомобильного транспорта, особенно в больших городах.

Значительное влияние на ухудшение условий движения транспортных потоков оказывает расположение пересечений городских улиц на небольшом расстоянии однин от другого (в среднем 300 ... 350 м), что приводит к снижению их пропускной способности пересечений и скорости движения. Большинство пересечений, особенно кольцевых, обладают следующими недостатками: плохая видимость элементов; нерациональный угол пересечения; технические средства организации движения не современны или вообще отсутствуют, что приводит к транспортным заторам и возникновению ДТП.

Исследования режимов движения смешанных транспортных потоков на кольцевых пересечениях во Вьетнаме проводились в ограниченном объеме. Использование результатов зарубежных исследователей затруднено из-за различий в составе движения и динамических качествах транспортных средств. В нормах Вьетнама отсутствуют какие-либо рекомендации по расчету пропускной способности на кольцевых пересечениях, а также оценке качества организации движения. На кольцевых пересечениях происходит до 30% ДТП. Темпы прироста количества ДТП на этих пересечениях составляют 4 - 8% в год.

В связи с этим проблема повышения безопасности движения на кольцевых пересечениях и повышения их пропускной способности за счет совершенствования норм проектирования является актуальной.

Цель работы. Целью диссертационной работы является установление закономерностей формирования и движения транспортных потоков на кольцевых пересечениях.

Задачи диссертационной работы:

1. Исследовать характерные особенности движения смешанного транспортного потока на кольцевом пересечении.

2. Исследовать характерные особенности пешеходного потока на подходах к кольцевому пересечению.

3. Установить метод организация движения пешеходного потока на подходах к кольцевому пересечению.

4. Исследовать методы пропускной способности на кольцевых пересечениях в условиях Вьетнама.

5. Разработать рекомендации по повышению пропускной способности и безопасности движения на кольцевом пересечении.

Научная новизна работы:

1. Установлены закономерности движения смешанного транспортного потока на кольцевом пересечении.

2. Предложены схемы организации движения пешеходных потоков в зоне кольцевых пересечений.

3. Выполнен анализ и выбрана методика оценки пропускной способности кольцевых пересечений применительно к условиям формирования транспортных потоков во Вьетнаме.

Практическое значение диссертационной работы. В результате проведенных исследований разработаны практические мероприятия и рекомендации по организации дорожного движения с целью повышения безопасности дорожного движения и пропускной способности кольцевых пересечений в условиях Вьетнама.

Реализация работы. Разработанные методы и рекомендации для повышения безопасности движения на кольцевых пересечениях могут быть использованы в нормативных документах по их проектированию, реконструкции и совершенствованию схем организации движения.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и получили одобрение на 70-72 научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ в 2012 - 2014 г.г. На защиту выносятся:

1. Результаты анализа и оценка состояния сети автомобильных дорог по безопасности движения смешанного транспортного потока на пересечениях в городах Вьетнама.

2. Закономерности изменения скоростей движения транспортного потока в зависимости от элементов кольцевого пересечения и формирования интенсивности и состава движения транспортных потоков.

3. Результаты исследований по изменению интервалов движения между транспортными средствами на кольцевых пересечениях.

4. Предложены рекомендации по улучшению схем организации пешеходного движения в зоне кольцевых пересечений.

5. Предложены рекомендации по выбору методики оценки пропускной способности кольцевых пересечений применительно для условий Вьетнама.

6. Даны практические рекомендации по повышению пропускной способности и безопасности движения на кольцевых пересечениях в городах Вьетнама.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 2 печатных работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, изложена на 171 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков и 51 таблицу, библиографический список из 138 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертации обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель, показаны научная новизна работы и практическая значимость.

В первой главе диссертации выполнен анализ факторов, влияющих на развитие автомобильного транспорта, состояние дорожной сети, состав транспортного потока, безопасность движения и представлены тенденции развития автомобильного транспорта.

Значительный рост количества механических транспортных средств в транспортных потоках привел к резкому росту аварийности на автомобильных дорогах страны (рис. 2).

Из сравнения показателей числа ДТП во Вьетнаме с другими странами следует, что доля погибших в ДТП во Вьетнаме выше, чем в соседних странах (табл. 1.).

Статистика свидетельствует, что число ДТП с участием мотоциклов составляет до 70% от всех происшествий на кольцевых пересечениях. В 30% всех происшествий участвовал один автомобиль; в 9% случаев - в происшествия были вовлечены

пешеходы. В 32% ДТП произошли в темное время суток; в 22% - в зимний период года.

-Число ДТП, ед. -Число погибших, чел. -Число раненых, чел.

2011

Рис. 2. Динамика изменения числа ДТП на дорогах Вьетнама

Таблица 1

Число погибших в результате ДТП на 10 тыс. ед. транспортных средств и 10 тыс. населения во Вьетнаме и странах Юго-Восточной

Азии в 2010 г.

Страна Население (тыс. чел.) ТС (тыс. ед.) ДТП Число погибших

кол-во кол-во на 10 тыс. жителей на 10 тыс. тр.ср.

Вьетнам (2010) 88 776 19 589 14 727 12 757 1,5 6,5

Вьетнам (2000) 77 635 6 695 23 327 7 924 1,0 11,8

Бруней 338 213 2 861 41 1,2 2,0

Камбоджа 12 000 331 556 196 0,2 5,9

Индонезия 210 400 18 224 13 000 9 500 0,5 5,2

Лаос 5 300 187 3 159 362 0.7 19,1

Малайзия 23 300 10 590 250417 6 035 2,6 5,7

Мьянма 47 700 424 3 459 1 021 0.2 24,3

Филиппины 75 600 3 506 10 595 969 0,1 2,8

Сингапур 4 000 689 77475 189 0,5 2,7

Таиланд 60 700 19 728 67 800 12 040 2,0 6,1

Япония 129 260 89 250 917 609 9 066 0,7 1,0

На основе проведенного анализа автор сделал вывод о том, что для повышения безопасности движения и увеличения пропускной способности необходимо найти новые подходы к изучению и совершенствованию организации движения смешанных транспортных потоков на кольцевых пересечениях с учетом условий Вьетнама.

Во второй главе диссертации приводятся результаты экспериментальных исследований режима движения транспортного потока на кольцевых пересечениях. Автором были исследованы состав и интенсивность движения транспортного потока на улицах Вьетнама, распределение интервалов времени мехеду транспортными средствами, скорости движения смешанного транспортного потока и характеристики пешеходных потоков в зоне кольцевых пересечений.

Результаты Исследований показали, что тенденции изменения состава транспортного потока в ближайшие годы будут сохранены что приведет к усредненному составу: 61,82% - мотоциклы, 6,38% -автобусы, 22,72% - легковые автомобили, 8,82% - грузовые автомобили, 0,24% - велосипеды.

Результаты исследований позволили получить основные закономерности распределения между внешней границей колес и кромкой проезжей части. В результате обработки результатов исследований получены следующие зависимости, характерные для движения транспортных средств на подъездах к пересечению (рис. 3 и 4).

транспортных средств и кромкой проезжей части

зч

ЯП -^-легковой за мотоциклом И Грузовой за мотоциклом

А Легковой за легковым X Легковой за грузовым

?п ^ Ж Грузовой за легковым

ь п 14 =

ю У 10 <

4 ■

0 -

3 4 5 6 7 8 9 Интервалы во времени, с

Рис. 4. Распределение интервалов во времени между

транспортными средствами

Скорость движения автомобилей на подъездах к пересечению существенно меньше технически возможной скорости и расчетной. Средняя скорость движения транспортных средств на кольцевом пересечении крупных городов Вьетнама изменяется в пределах от 12 до 36 км/ч и зависит от сложившихся дорожных условий.

В результате практических исследовании получены закономерности изменения средних скоростей движения на кольцевом пересечении при различных влияющих факторах:

1. Зависимость средней скорости движения транспортных средств (У,км/ч) от радиуса центрального островка (Ям) имеет следующий вид (рис. 5.):

для автомобилей: Уд = 2.781 Я? - 0.049Я2 - 8.293; (1)

для мотоциклов: Ум = 1.683/? - 0.027Я2 + 3.17 . (2)

2. Зависимость средней скорости движения транспортных средств (V, км/ч) от суммарной часовой интенсивности движения (Л/, тр.ср./ч) при 33671 < N < 59842тр.ср./ч на кольцевой проезжей части пересечения имеет следующий вид:

для мотоциклов: Ум = -З-Ю^-Л/2 + 0.001 N + 15.14; (3)

для автомобилей: УА = -4-10^-Л/2 + 0.002-Л/ + 6.09 . (4)

35 ^30 125 ё 20 о. 15 5 ю

__А--*

иг""*--""*'1'

♦Автомобили А Мотоциклы

5 10 15 20 25 30 Радиус центрального островка, м

Рис. 5. Зависимость средней скорости движения на кольцевой проезжей части от радиуса центрального островка

3. Зависимость средней скорости движения транспортных средств (V, км/ч) от доли мотоциклов (Р, %) в транспортных потоках при 64% £ Р £ 83% на кольцевой проезжей части пересечения имеет следующий вид (рис. 6.):

для мотоциклов: Ум = 2.869Р - 0.022Р2 - 67.52; (5)

для автомобилей: УА = 4.587Р- 0.037Р2 - 114.8 . (6)

ю

63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 __ Количество мотоциклов в потоке, %

Рис. 6. Зависимость средней скорости движения на кольце от состава мотоциклов в транспортных потоках

Результаты исследований показали, что интенсивность пешеходных потоков на кольцевом пересечении Kay Жаи изменяется от 8 пеш./час до 347 пеш./час и скорость пешеходных потоков составляет от 0,2м/с до 1,3 м/с. По результатам наблюдения автором получена зависимость (рис. 7.) скорости движения пешеходных потоков м/с) на кольцевом

пересечении от интенсивности пешеходных потоков (Л/Пеш. чел/ч):

Упеш = 1.223 - 0.004-Л/пеш +4-1 О^Л/2^ . (7)

Измерения скоростей движения транспортных средств на подходах к кольцевому пересечению показали, что скорости движения мотоциклов и автомобилей уменьшаются при увеличении интенсивности движения пешеходов (рис. 8-10).

и

S 0.5

50 100 150 200 250 300 Интенсивность движения пешеходов, чел./ч

350

Рис. 7. Зависимость скорости движения пешеходов от интенсивности пешеходных потоков

и

потока на подходе к кольцевому пересечению от интенсивности пешеходов при интенсивности движения менее

2000 авт/ч

Рис. 9. Зависимость средней скорости движения транспортного потока на подходе к кольцевому пересечению от интенсивности пешеходов при интенсивности движения от 2000 авт/ч до 4000 авт/ч

Интенсивность пешеходов, чел./ч

Рис. 10. Зависимость средней скорости движения транспортного потока на подходе к кольцевому пересечению от интенсивности пешеходов при суммарной интенсивности движения более 4000 авт/ч

Результаты исследований показали, что при интенсивности движения на подходах к пересечению до 2000 авт/час и интенсивности движения пешеходов до 80 чел/час скорость движения мотоциклов остается практически постоянной и равной 30 км/час, а скорость автомобилей 24 км/час при интенсивности движения пешеходов до 40 чел/час. Проведенный анализ позволил сформулировать следующие рекомендации (табл. 2).

Таблица 2

Рекомендация для трехполосного кольцевого пересечения

Интенсивность движения пешеходов, чел./час Приведенная интенсивность дв трехполосного кольцевого пе ижения на въезде ресечения, авт/ч

менее 2000 2000 - 4000 свыше 4000

До 60 разметка разметка разметка

60-180 разметка разметка Введение светофорного регулирования

Свыше 180 разметка Введение светофорного регулирования Введение светофорного регулирования

анализа и сравнения методов оценки пропускной способности кольцевых пересечений, которые можно разделить на два класса: регрессионные модели и модели, основанные на «теории принятия интервалов» (табл. 3 - 4).

На основе анализа методов оценки пропускной способности кольцевого пересечения, автор предложил рекомендации по применению регрессионных моделей для оценки пропускной способности. Модели, основанные на принятии интервалов, требуют меньшего объема данных, и пропускная способность определяется граничным интервалом.

Автором также исследована возможность применения регрессионных моделей, разработанных в разных странах для различных условий и правил дорожного движения в условиях Вьетнама (табл. 5).

Таблица 3

Сравнение методов оценки пропускной способности кольцевых пересечений

Факторы, влияющие на пропускную способность Метод оценки пропускной способности

Регрессионные модели Модели, основанные на «теории принятия интервалов»

Россия Великобритания Германия Швейцария Франция Австралия Н1дИ\л/ау СарасИу Мапиа! 2010 Германия

Ширина въезда на кольцевое пересечение + + + + + + +

Половина ширины примыкающего направления + +

Диаметр центрального островка + + +

Ширина кольцевой проезжей части + + + + +

Интенсивность движения на кольцевой проезжей части + + + + + + + +

Интенсивность движения на въезде на кольцо +

Интенсивность движения на выезде с кольцевой проезжей части + +

Состав транспортного потоки +

Величина граничного интервала + + +

Таблица 4

Сравнение методов регрессионных моделей и моделей, основанных на принятии интервалов

Критерии Регрессионные модели Модели, основанные на принятия интервалов

Методология • Основа -статистическая регрессия • Выбор поведения водителей в зависимости от геометрически элементов и дорожных условий. • Некоторые параметры геометрических элементов могут оказаться статистически значимыми, но не имеют логического объяснения • Основа взаимодействия автомобилей как результат поведения водителя • Использование отдельных оценок для критических интервалов и интервалов вливания из очереди на въезде на кольцевую проезжую часть, определяющих точность прогнозирования пропускной способности пересечения

Сбор данных для разработки моделей • Требования к большому объему исходных данных с достаточно презентабельным изменением каждого параметра • Меньшие объемы данных из-за упрощения гипотезы теории принятия интервалов • При усложнении модели увеличивается объем требуемых экспериментальных данных

Надежность прогноза • Зависит от методов измерения и объема экспериментальных данных • Зависит от разработанной модели и принятых гипотез

Простота • Легкость проектирования геометрических кольцевых пересечений • Легкость для расчета пропускной способности

Таблица 5

Условия применения методов расчета пропускной способности на кольцевых пересечениях

Условия и этап применения регрессионного метода Рекомендация методов расчета

Проектирование генерального плана города Германия Швейцария Франция

Проектирование кольцевого пересечения с низкой интенсивностью движения транспортных средств Российская Федерация

Проектирование кольцевого пересечения с высокой интенсивностью движения транспортных средств Российская Федерация Великобритания

Проектирование геометрических элементов в стесненных условиях с детальным расчетом пропускной способности Великобритания

Кольцевое пересечение со смешанным составом транспортного потока Российская Федерация

Кольцевое пересечение в разных уровнях Великобритания

В четвёртой главе диссертации приводятся практические мероприятия и рекомендации по повышению пропускной способности и безопасности движения на кольцевых пересечениях Вьетнама.

Велосипедное и пешеходное движение и их организация

Для лучшей организации дорожного движения, повышения его безопасности и увеличения пропускной способности кольцевых пересечений необходимо выделять специальные полосы велосипедного движения, не связывая их с транспортными потоками на пересечениях.

Первый вариант применим в случае, когда на участке подхода имеется самостоятельная велосипедная дорожка, ее перед пересечением перенаправляют в обход кольцевой проезжей части

и выводят на проезжую часть участка выезда примыкающего направления (рис. 8).

Рис. 8.0рганизация движения велосипедов на кольцевом

Второй вариант заключается в организации совмещенного движения пешеходов и велосипедистов. Для удобства движения велосипедистов, велодорожку и совмещенную дорожку для движения велосипедистов и пешеходов с проезжей частью сопрягают пандусами.

Планировка участков въездов на кольцевых пересечениях

Выделение дополнительной полосы для правого поворота Уширение проезжей части на пересечении создает удобство для поворотного движения транспортных средств и снижение времени ожидания (рис. 9).

пересечении

Минимальная длина участка уширения проезжей части для правого поворота может быть определена по формуле:

= и + /.пр, (8)

где: - длина участка смены полосы движения, м;

/_пр - длина очереди ожидающих ТС (поворачивающихся налево), м.

1|

(к\ ю

Рис. 9. Выделение дополнительной полосы на походах к пересечению для правого поворота

Длину участка смены полосы движения определяют по формуле:

и = Ц+ Ц. (9)

При ширине проезжей части В=3м, £.и представлены в табл. 6.

Таблица 6

Радиус кольцевой Длина участка смены полосы

проезжей части, м движения, м

Ъ *2 Ц /-2 и

100 50 19.80 9.90 29.70

150 75 24.40 12.20 36.60

200 100 28.20 14.10 42.30

300 150 35.20 16.60 52.80

¿-Пр определятся в зависимости от радиуса Нпр и составляет от 43 до 93м.

Уширение проезжей части на пересечении (рис. 10)

Рис. 10. Схема определения геометрических размеров раструбного уширения проезжей части на участке въезда

Выбор схемы планировки въезда кольцевых пересечениях Основное мероприятие по повышению пропускной способности на кольцевом пересечении - увеличение числа полос движения на въезде пересечения.

На основе расчетных пропускных способностей автор рекомендует выбор схемы планировки кольцевых пересечений (табл. 7 и рис. 11).

Таблица 7

Приведенная интенсивность движения на въезде в часы пик, авт/ч Расчетная пропускная способность кольцевых пересечений, авт/ч Основная схема планировки кольцевых пересечений

До 500 До 325 Схема 1

До 500 От 325 Схема 2

От 500 до 1200 До 780 Схема 3

От 500 до 1200 От 780 Схема 4

От 1200 до 1800 До 1170 Схема 5

От 1200 до 1800 От 1170 Схема 6

От 1800 Устройство пересечения в разных уровнях

Схема 1 Кольцевое пересечение с одной полосой движения на кольцевой проезжей части •""Т ' ... ,, - ■ .'■*'. 'ЯЯщ Схема 2 Кольцевое пересечение с одной полосой движения и дополнительной правоповоротной полосой шГ

Схема 3 Кольцевое пересечение с двухполосной проезжей частью и одной полосой на участке выезда с кольцевой проезжей части ш Схема 4 Кольцевое пересечение с двумя полосами движения на кольцевой проезжей части V

Схема 5 Кольцевое пересечение с тремя полосами движения на кольцевой проезжей части и с двумя и тремя полосами примыкающих направлений яикш 1щ|К Схема 6 Кольцевое пересечение с тремя полосами движения на кольцевой проезжей части Л V

Рис.11. Последовательность совершенствования планировки

кольцевых пересечений с целью повышения пропускной способности

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Для современной улично-дорожной сети больших городов Вьетнама при недостаточной ширине проезжей части с большим расстоянием меиоду пересечениями на одном уровне, характерней высокий уровень аварийности с участием мотоциклов и велосипедов.

2. В настоящее время состав движения на кольцевых пересечениях следующий: 67,3% - мотоциклов, 16,8% - легковых автомобилей, 2,1% - автобусов, 8,2% - грузовых автомобилей, 5,1% - велосипедов. По результатам прогнозирования, состав движения на кольцевых пересечениях до 2025 г. составит: 61,82% -мотоциклов, 6,38% - автобусов, 22,72% - легковых автомобилей, 8,82% - грузовых автомобилей, 0,24% - велосипедов.

3. Скорость движения автомобилей на кольцевых пересечениях значительно меньше, чем технически возможные и расчетные скорости. Средняя скорость движения транспортных средств на кольцевых пересечениях составляет от 10 км/ч до 37 км/ч и формируется в зависимости от дорожных условий.

4. Интенсивность движения пешеходов значительно снижает скорости движения транспортного потока. По результатам анализа, автор предлагает на трехполосных кольцевых пересечениях при интенсивности пешеходов меньше 60 чел/час не использовать светофорное регулирование для организации движения пешеходов.

5. Для условий Вьетнама автор рекомендует метод оценки пропускной способности, применяемый в Великобритании при детальном проектировании кольцевых пересечений, однако из-за особеностей состава транспортного потока, необходимо сопоставить результаты расчетов с методами, применяемыми в Российской Федерации.

6. Разработаны мероприятия по организацию движения велосипедов и пешеходов с целью повышения пропускной

способности и безопасности движения на кольцевых пересечениях, при одновременной схеме организации дорожного движения с двумя стоп-линиями.

7. Предложен комплекс мероприятий по уширению проезжей части на въезде и выборе схем планирования въезда на подходе к кольцевому пересечению, которые повышают пропускную способность и безопасность движения в больших городах Вьетнама.

По результатам исследований опубликованы 2 печатные работы, в которых отражены основные положения диссертации.

1. Буй Ван Кхием. Характеристики потока пешеходов на кольцевом пересечении // Наука и техника в дорожной отрасли. -2014. -№ 1 -С. 7-8.

2. Буй Ван Кхием. Методы расчета пропускной способности кольцевых пересечений // Наука и техника в дорожной отрасли. -2014.-№ 3-С. 23-25.

Подписано в печать 19 сентября 2014 г. Формат 60x84x16 Усл.печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 15

ТЕХПОЛИГРАФЦЕНТР Россия, 125319 , г. Москва, ул. Усиевича, д. 8 а. Тел.: 8-916-191-08-51 Тел./факс (499) 152-17-71 E-mail: 7tpc7@mail.ru