автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение эффективности организации дорожного движения на основе применения компактных кольцевых пересечений

На правах рукописи

ЛИПНИЦКИЙ Алексей Сергеевич

004601268

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИИЯ КОМПАКТНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 2 АПР 2010

Иркутск-2010

004601260

Работа выполнена на кафедре «Менеджмент на автомобильном транспорте» Иркутского государственного технического университета

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Михайлов Александр Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Рябчинский Анатолий Иосифович;

кандидат технических наук, доцент Ляпустин Павел Константинович

Ведущая организация

ГУЛ «НИиПИ Генплана г. Москвы»

Защита состоится «11» мая 2010г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.04 в ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «Ж», ауд. Обо, факс 8 (3952) 405-100, e-mail: 1 .gor@istu.edu.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета по адресу: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83 и на сайте университета www.istu.edu.

Автореферат разослан « 9 » сид^лАлЛ 2010 г.

Отзывы в 2 экз., заверенные печатью, просьба выслать на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

д-р. техн. наук, профессор

Н.Н. Страбыкин

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одной из важнейших проблем эксплуатации автомобильного транспорта в нашей стране является состояние безопасности дорожного движения в российских городах. Концентрация ДТП отмечается, в том числе, на нерегулируемых перекрестках, составляющих значительную долю всех пересечений городских улич-но-дорожных сетей (УДС). В соответствии с данными международной статистики переоборудование нерегулируемых пересечений в кольцевые пересечения малого и среднего диаметра позволяет снизить аварийность на 40-80% (таб.1.), что обусловило широкое распространение «современных кольцевых пересечений» (modern roundabouts). Этим термином обозначаются кольцевые пересечения малого и среднего диаметра, имеющие приоритет движения по кольцевой проезжей части и целый ряд особенностей проектирования геометрических элементов, обеспечивающих проезд длинномерных транспортных средств и безопасное движение пешеходов. Такие кольцевые пересечения получили широкое применение в США, Канаде, большинстве стран Западной Европы, Израиле и англоязычных странах Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке. Масштабы применения современных кольцевых пересечений характеризуются следующими цифрами: по данным английской прессы в Великобритании насчитывается 5000 таких пересечений; во Франции в конце 1994 г. насчитывалось около 12080 современных кольцевых пересечений, а в 2005 г. их уже было более 27000.

В российской практике организации дорожного движения (ОДД) кольцевые пересечения еще не получили должного применения. Поэтому важны исследования, доказывающие, что компактные кольцевые пересечения, признанные в мировой практике одним из самых эффективных средств снижения аварийности, позволяют повысить качество ОДД и по другим показателям.

Рабочая гипотеза. Значительное повышение качества организации дорожного движения на местных УДС может быть достигнуто на основе применения компактных кольцевых пересечений вместо нерегулируемых пересечений, что позволит существенно увеличить пропускную способность и снизить задержки транспортных средств.

Цель работы - повышение эффективности ОДД на местных улично-дорожных сетях городов на основе применения компактных кольцевых пересечений.

Объект исследования - функционирование потоков транспортных средств на кольцевых и нерегулируемых пересечениях.

Предмет исследования - сравнение компактных кольцевых и нерегулируемых пересечений с использованием показателей пропускная способность и задержки транспортных средств.

Сформулированная цель работы потребовала решить следующие задачи:

• Установить виды распределений интервалов в потоках транспортных средств на местной УДС в том числе оценить влияние регулируемых пересечений. В соответствии с установленными распределениями выбрать модели расчета пропускной способности и задержек для нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений.

• Установить для нерегулируемых и кольцевых пересечений значения параметров, используемых в расчетах пропускной способности и задержек транспортных

средств - критических интервалов и интервалов следования из очереди второстепенного направления.

• На основе численного моделирования выполнить сравнение нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений с использованием показателей суммарная пропускная способность и суммарные задержки транспортных средств и определить область эффективного применения компактных кольцевых пересечений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены репрезентативными объемами выборок исследуемых параметров транспортных потоков, выбором моделей расчета пропускной способности и задержек, соответствующих установленными характеристиками транспортных потоков, верификацией результатов экспериментов общепринятыми статистическими критериями, использованием библиотек оптимизации и статистической обработки данных среды МАТЬАВ.

Научная новизна:

• установлены следующие характеристики транспортных потоков:

- параметры распределений интервалов в транспортных потоках на местной улично-дорожной сети, в том числе, в случаях влияния регулируемых пересечений;

- значения критических интервалов ячя различных видов маневров транспортных средств на нерегулируемых и кольцевых пересечениях;

- значения интервалов следования из очереди второстепенного направления для нерегулируемых и кольцевых пересечений;

• установлены модели расчета пропускной способности и задержек, соответствующие наиболее распространенным распределениям интервалов в транспортных потоках на местной УДС;

• определена область значений интенсивностей движения, при которых целесообразно применение компактных кольцевых пересечений.

Практическая ценность работы:

• предложены уточненные методики расчета пропускной способности и задержек компактных кольцевых пересечений;

• рекомендованы значения параметров транспортных потоков, используемых в расчетах пропускной способности и задержек компактных кольцевых пересечений, нерегулируемых перекрестков;

• даны рекомендации по применению компактных кольцевых пересечений вместо нерегулируемых перекрестков.

Научные положения, выносимые на защиту:

• Методы расчета пропускной способности компактных кольцевых пересечений, а также задержек транспортных средств на них должны основываться на дихотомическом распределении интервалов в потоке транспортных средств, которое учитывает наличие связанной части потока транспортных средств.

• Расчеты пропускной способности кольцевых компактных пересечений, а также задержек транспортных средств на них должны выполняться с использованием критических интервалов и интервалов следования из очереди, характерных для современных условий движения на городских УДС. Экспериментально установлены значения этих параметров, рекомендуемые для практического использования.

• Область эффективного применения компактных кольцевых пересечений должна определяться на основе сравнения нерегулируемых и кольцевых пересечений в

широком диапазоне значений интенсивности движения транспортных средств с использованием критериев: пропускная способность и суммарные задержки. Сформулированная задача решается методами численного моделирования.

Реализация работы

Результаты исследования внедрены в АНО «Институт Проблем безопасности движения» при подготовке текста ОДМ «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог» (по заданию Росавтодора Минтранса России № 101/08-25 от 12.05.2008 г.).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационного исследования представлялись в научных докладах и выступлениях: ежегодная научно-техническая конференция Иркутского государственного технического университета (Иркутск, 2007, 2008, 2009гг.); VIII международная научно-практическая конференция "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах" (С-Петербург, 2008 г), VI международная научно-практическая конференция (Минск, 2008г.), III Межрегиональная научно-практическая конференция. «Дорожно-транспортный комплекс: состояние и перспективы развития» (Чебоксары, 2008г.), XV международная научно-практическая конференция «Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния» (Екатеринбург, 2009 г.), VI Всероссийская научно-техническая конференция «Политранспортные системы» (Новосибирск, 2009г.), Международная научно-практическая Интернет-конференция «Совершенствование организации дорожного движения, перевозок пассажиров и грузов» (Минск, 2009г.).

Публикации

По результатам диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, в т.ч. одна в изданиях, утвержденных ВАК Минобразования РФ для кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 233 страницы машинописного текста, в том числе 135 стр. основного текста, включающего 44 рисунка и 7 таблиц и 3 приложений на 55 стр. Библиография содержит 146 наименований, в том числе 68 источников на иностранном языке.

В первой главе рассмотрены современное состояние аварийности в городах Российской Федерации, методы повышения безопасности движения на пересечениях местной УДС, выполнен анализ эффективности применения кольцевых пересечений.

Высокая аварийность на местной УДС остается одной из важных проблем ОДД. В частности статистика ДТП свидетельствует о высоком уровне аварийности на нерегулируемых пересечениях местной УДС. Например, в Свердловском округе г. Иркутска состояние безопасности движения на нерегулируемых пересечениях (20062007) характеризовалось следующими показателями :

• среднее количество ДТП на одном перекрестке в год - 87,37;

• среднее количество ДТП с пострадавшими на одном перекрестке в год - 6,33;

• среднее количество пострадавших на одном перекрестке в год - 9,96;

• среднее количество погибших на одном перекрестке в год - 0,37.

Анализ мировой практики ОДД убедительно свидетельствует о существовании эффективных методов повышения безопасности движения, применимых для пересечений местной УДС. Самым эффективным мероприятием является переоборудование

5

нерегулируемых пересечений в современные кольцевые пересечения (табл. 1). Одной из составляющих такой эффективности является высокая безопасность движения пешеходов на этих пересечениях.

Таблица 1

Изменение аварийности при применении компактных колец и мини-копец_

Страна Среднее количество ДТП за год на пересечении Изменение показателя, %

до переоборудования после переоборудования в кольцевое пересечение

Австралия 1,045 _j 0,57 -45

Бельгия 1,352 0,789 -42

Великобритания - 1,77 -

Нидерланды 4,9 2,4 -51

США 5,9 1,43 -75

Франция 1,42 0,31 -78

Современному кольцевому пересечению Modern Roundabouts (табл.2) соответствуют кольцевые пересечения малого и среднего диаметра (по классификации В.В. Сильянова).

Таблица 2

Классификация кольцевых пересечений малого и среднего диаметра

В силу своих геометрических параметров все пересечения, представленные в табл. 2, не требуют значительной территории. Поскольку в Российской Федерации нет опыта эксплуатации колец мшш-колец, центральные островки которых выделяются разметкой или выполняются пологами и приподнятыми на 10-12 см, внедрение этого типа пересечений может сопровождаться нарушениями правил движения. Поэтому представляется, что для российской практики пока более актуальны компактные кольцевые пересечения:

» компактные кольца могут размещаться в габаритах красных линий на магистральных улицах районного значения, имеющих две полосы движения, и на местных улицах;

• в отличии от мини-колец, компактные кольца имеют выделенный бортовым камнем центральный островок, что важно в условиях низкой дисциплины водителей;

• применяемые конструкции центральных островков компактных колец (Англия, Германия, США, Франция) предусматривают движение длинномерных транспортных средств (центральный островок включает наклонную краевую полосу шириной 1-2 м, на которую заезжают длинномерные грузовые автомобили и автобусы).

Поскольку эффективность современных кольцевых пересечений как средства снижения аварийности убедительно доказана мировой статистикой, оценке подлежит применимость таких пересечений с позиций обеспечения пропускной способности и приемлемых уровней задержек. В этой связи данное исследование посвящено сравнительному анализу компактных кольцевых пересечений и нерегулируемых пересечений с использованием показателей суммарная пропускная способность и суммарные задержки транспортных средств. На этом основании сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе проанализированы существующие модели расчета пропускной способности нерегулируемых пересечений и компактных колец, модели расчета задержек, параметры транспортных потоков, используемые в расчетах пропускной способности и задержек. Методами расчета пропускной способности и задержек для нерегулируемых и кольцевых пересечений рассматривали в своих трудах В.Ф. Баб-ков, Ю.С., Ланцберг А.Г. Левашев, Е.М. Лобанов, М.Н. Поздняков, АЛ. Поляков, В.В. Сильянов, Д.Ю. Чумаков, R. Akcelik, W. Brilon, A. Flannery, J. Kennedy, E. Maki Robert, J.C. Tanner, J. Timothy, R.J. Troutbeck, M. Vendhey, T. Tackratok и другие.

Модели можно разделить на две группы:

• эмпирические зависимости - регрессионные модели, оценивающие пропускную способность второстепенного направления (входа на кольцо) как функцию интенсивности движения на кольцевой проезжей части;

• вероятностные модели, использующие функцию принятия интервалов.

Поскольку регрессионные модели строятся отдельно для каждого типа перекрестков или перекрестка с заданными параметрами в данной работе были рассмотрены более универсальные модели, использующие функцию принятия интервалов.

В настоящее время в расчетах пропускной способности нерегулируемых и кольцевых пересечений применяются модели, строго соответствующие только определенным типам распределения интервалов в главном потоке.

В случае использования экспоненциального распределения плотность распределения интервалов в потоке f(t) имеет вид

где X - параметр распределения, авт./с; А=д/3600; q- интенсивность движения, авт./ч.

Единственное преимущество использования экспоненциального распределения - простота его применения, необходимо определить только один параметр - интенсивность движения 5.

Несколько точнее транспортный поток описывает смещенное экспоненциальное распределение. Предполагается, что интервалы в потоке имеют величину более /„„ но при этом подчиняются экспоненциальному распределению. Соответственно /(<) рассматривается как

если t>tm,

где X - параметр распределения, A- = q/(\-tmq); tm - параметр смещения (величина минимального интервала в потоке), с.

В городских условия часто в потоке имеются пачки (например, влияет светофорное регулирование) и поэтому поток следует рассматривать состоящим из двух частей - связанной и свободной. В этой связи используется дихотомическое распределение, которое предложил R.J. Covan (распределение получило название Covan's МЗ)

, \ Г 0, если t<tm, Ща^'М если <>Jm, W

где а- доля свободной части транспортного потока; X - параметр распределения, определяемый формулой (3).

С целью использования распределения Кована (Covan's МЗ) R.J. Troutbeck модифицировал модель оценки пропускной способности Таннера

_ 3600(1 - 9)дре~Л^~'т) _3600

Qe~ 7 '

1-е J 1-е 1

где Qe - пропускная способность второстепенного направления на пересечении, авт./ч; в - доля связанной части потока главного направления (доля транспортных средств в пачках); qp - интенсивность движения на главном направлении, авт./с; tc -

критический интервал, с; X - параметр распределения интервалов в главном потоке; tm - минимальный интервал между транспортными средствами главного потока, с; tf - интервал следования из очереди второстепенного потока, с.

Параметр X уравнения (2) определятся как

°ЧР (3)

1~1тЧр 1~1тЧр

Одновременно Troutbeck R.J. предложил скорректированную модель расчета задержки Адамса (Adams delay) с/т;п - средней задержки транспортных средств второстепенного потока при очень низкой его интенсивности:

е 1 ДС-2/. + 2 t„a

* г

деа X 2 ита + а)

В соответствии с приведенными выше выражениями средняя задержка второстепенного направления ¿1 (с) рассчитывается как

ЗбООкх

" ~ "min + ~7i I' (1-х)

где к = dmmQe/3600 - параметр уравнения средней задержки; л- - коэффициент насыщения в заданный период времени (т.е. отношение интенсивности на входе к пропускной способности).

Для определения параметра а предложены следующие формулы:

формула Таннера (J.C. Tanner) а = 1 - tmqp; (4)

-Aq„

формула Брилопа (W. Brilon) а = е и (5)

где А - параметр, определяемый экспериментально и имеющий значения от 6 до 9.

Специалистами (R. Akcelik, J.C.Tanner) отмечено, что при использовании формулы (4) значение параметра I получается равным qp, но при этом сохраняется хорошее качество аппроксимации распределения интервалов в потоке, что подтвердилось и в настоящем исследовании.

В третьей главе представлены методики проведения обследований транспортных потоков и оценки критических интервалов и интервалов следования из очереди.

Основной целью проведения обследований явилось получение следующих характеристик потоков транспортных средств:

• типы распределений интервалов в транспортных потоках при различных интен-сивностях движения;

• значения критических интервалов при выполнении различных маневров на пересечениях;

• значения интервалов следования из очереди второстепенного направления движения.

Обследование производилось путем выполнения цифровой видеосъемки транспортных потоков главных и второстепенных направлений движения на перекрестках с последующей обработкой видеозаписей. При обработке данных видеосъемки использовались следующие программные продукты: Windows Movie Maker, Microsoft Excel, Matlab. В ходе обследования было изучено 11 нерегулируемых nil кольцевых пересечений.

Методы оценки значений критических интервалов и интервалов следования из очереди второстепенного направления рассматривали в своих работах В.Ф. Бабков, Е.М. Лобанов, В.В. Сильянов, Д.С. Мартяхин, A. Aburahnia, R. Akcelik, D.J. Armitage, W. Brilon, M.J. Cassidy, R J. Cowan, C.S. Fisk, A. Fiannery, M. Grossmann, R.M. Kimber, M. Kyte, M. McDonald, W. Siegloch, Т. Taekratok, R.J. Troutbeek, N. Wu и другие. Из различных предложенных методов в настоящем исследовании выбран метод линейной регрессии, который отличается простотой и позволяет получить одновременно критические интервалы tc и интервалы следования из очереди /у.

В четвертой главе приводятся результаты обработки данных обследований и сравнительная оценка нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений.

В соответствии с полученными экспериментальными данными на 9 из 22 обследованных пересечений отмечалось связное движение, т.е. наличие пачек. Данные (табл. 3, рис. 1) показывают, что отрицательное экспоненциальное распределение наиболее плохо согласуется с эмпирическими распределениями.

£ 1,00

I 0,90

I 0,80

Í 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Интервал, с

Рис. 1. Примеры эмпирического и теоретических распределений интервалов. Кольцевая проезжая часть Ушаковской развязки (Иркутск): интенсивность движения - 1246 авт./ч; доля связанного потока é>=0,34

£ 1,0 i 0,8

0,6

0,4

0.2

0,0

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Интервал, с

Рис, 2. Примеры эмпирического и дихотомического распределений интервалов. Кольцевая проезжая часть компактного кольцевого пересечения (Иркутск): интенсивность движения - 274 авт./ч; доля связанного потока 9 =0,26

Анализ сходимости теоретических и наблюдаемых распределений позволил сделать следующие выводы (табл.3):

• смещенное экспоненциальное распределение применимо только в случаях низкой интенсивности до 300 авт./ч при отсутствии влияния светофорных объектов;

• при интенсивности движения более 300 авт./ч наилучшую аппроксимацию дает дихотомическое распределение (1) с параметром а, рассчитываемым с примене-

нием формулы Брилона (5). При этом при случайном прибытии транспортных средств следует принимать А = 2 , а в случаях наличия пачек в потоке А = 4 (табл.4).

Таблица 3

Оценка применимости теоретических распределений интервалов

Значение критерия согласия х2

сс Случайное поступление транспортных средств Частично связанный поток (наличие пачек)

X ф Тип распределения Тип распределения

М а -О О) о 5 Ф О X 0) -О 03 о га а. а> 0> о X Л О) о Ф 5 О га о. 0)

о о X со ^ о £ 5 § 5- з: | Смещенно слоненциал Кована раметр Бри. Кована раметр Тан с; га & X ф X о с 1 § со Ф 3 I Кована раметр Бри Кована раметр Тан:

! Я <г> го с: с: О о со сг го с

менее 300 1,040 0,224 0,649 0,482 0,583 0,652 0,045 0,401

300-500 0,281 0,249 0,033 0,070 2,43 2,41 2,326 2,360

500-700 0,104 0,091 0,037 0,035 0,809 0,734 0,216 0,347

700-1000 0,398 0,288 0,071 0,081 0,887 0,703 0,213 0,352

1000-1300 0,225 0,041 0,020 0,032 1,211 1,02 0,237 0,366

Примечание:

|Ю8*| — наилучшая сходимость теоретического и наблюдаемого распределений; 1 I — приемлемая сходимость теоретического и наблюдаемого распределений

Таблица 4

Установленные значения параметров дихотомического распределения

Параметр Характер поступления транспортных средств к перекрестку

Случайное Наличие пачек в потоке

А 2 4

1т, с 1,5 1,8

Дихотомическое распределение (1) с параметром а, рассчитываемым с применением формулы Таннера (4) дает достаточно хорошее качество аппроксимации. Вместе с тем формула (4) более проста и удобна для применения, она и рекомендуется к использованию в практических расчетах.

По результатам обработки данных исследований (рис. 3) для расчетов пропускной способности и задержек рекомендуются следующие значения критических интервалов 1С и интервалов следования из очереди второстепенного направления (у

(табл. 5).

0 ц

1 12

О.

ею

4

2 -I О

о Значения интервалов А Средние значения

3 4

Количество проехавших автомобилей

Распределение значений интервалов 1С (интервалов, в которые проехал один автомобиль)

30

Оценю значения критического интервала 1С

2,50 3,50 4,50 5,50 6,50 7 50 8,50 9,50

Оцененное значение Хс = 4,76

Стандартное отклонение = 1,87

Стандартная ошибка оценки =0,15

Оценка значения интервала следования Iу

Уравнение регрессии Г = 2,84- + \,91Х;

Оцененное значение = 1,97

Стандартная ошибка оценки = 0,22

Рис.3. Оценка методом регрессии среднего значения критических интервалов 1С и интервалов следования из очереди ¿у на входе на компактное кольцевое пересечение

Таблица 5

Вид маневра Критический интервал (с) обеспеченности Интервал следования из очереди if, с

50% 85%

Правый поворот 4,4 5,7 2,1

Пересечение главного потока 5,5 7,5 2,4

Левый попорот с главного направления 1 4,9 6,5 2,4

Левый поворот со второстепенного направления 6,5 7,9 2,9

Въезд на кольцевое пересечение 4,8 6,6 2

После установления типа распределения и его параметра А и , значений критических интервалов 1С и интервалов следования из очереди /у был выполнен анализ влияния параметра А на пропускную способность второстепенного направления (рис.4). По результатам моделирования отмечае тся незначительный прирост пропускной способности на обоих типах пересечений.

Рис.4. Влияние параметра А на пропускную способность при выполнении маневров: а - левый поворот со второстепенного направления на нерегулируемом пересечении; б - въезд на кольцевое пересечение

На следующем этапе исследования выполнено сравнение нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений с использованием численного моделирования пропускной способности и задержек. Рассматривался широкий диапазон интенсивно-стей движения, разные соотношения распределения потоков на главном и второстепенном направлениях и разные соотношения левоповоротных, прямых и правопово-ротных потоков (рис. 5). Некоторые из результатов моделирования представлены на рис. 6-8 и табл. 6.

N4

п42п41 л 43

N1

п13 п11 п12

л22

п21 < ) N2 п23

п33п31 п32

N3

а)

Рис. 5. Рассматриваемые распределения потоков по направлениям движения на нерегулируемом пересечении (а) и кольцевом пересечении (б)

б)

8000

0 509 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Суммарная интенсивность, ш./ч

6000

4000

j

х

а а S S >. о

о

---Heffr)OfteM песет««

—ХОДрнчвуцуешо

«рвем —Клцвя перки««

— Х=4йя»»ядаи Персии«__

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Суммарная шеисивность, авт/ч

Рис.6. Пропускная способность (а) и суммарные задержки (б) на нерегулируемом и кольцевом пересечениях при случайном поступлении ТС. Соотношение интенсивностей между главным и второстепенным потоками: 50% -50%, соотношение левоповоротного прямого и правоповоротно-го потоков во всех направлениях: 5%-90%-5%

-Нвриу/мруеим пересечение

нерегугиемого пересечения

-Кольцевое пересечение

■• Х=0,85 для кольцевого пересечения

£

б)

0 500 1000 1500 2000 2500 Суммарная интенсивность, авт./ч

*

с.

«

ч

2000

—Х=0,85дпя нерегулируемого

пересечем —Кольцееоелересечение

•• Х-0,35дш) кольцевого перестели

0 500 1000 1500 2000 I Суииаркая ангенсивность, авт.!ч

Рис.7. Суммарные задержки (а) и пропускная способность (б) на нерегулируемом и кольцевом пересечениях при случайном поступлении ТС. Соотношение интенсивностей между главным и второстепенным потоками (см. рис. 3): N1=45%, N2=5%, N3=45%, N4=5%; соотношение лево-поворотного прямого и правоповсротного потоков для N1 и N2:2б%-60%-15%, N3 и N4:25%-40%-

35%

) х=0,001

Х=0Д5

3 х=1

J X=0,07 Х=0Д2

I x=0,06

Гл. ПОТОК

N1=45%; N2=5%;

Вт. поток N3=45%;N4=5%;

шииа аишш i шв г~ i x=i

х=0,36

3 х=1

' X=Q,12

x=0,23

4=0,13

НН И ЙИ I x"0,49

Гл.ЛОТОК N1=45%;N2=35%;

Вт. поток N3=15%; N4=5%;

■ i! .;■ ...- ШШ ШШВШ _

ШЕЭ х=0,65 [

На x-l

J л=1 3 x=i :

I] х=0,06 I] x=0,06

■ i Д.. - I g I -' л.. ..

_Ш ШЕ Ш Ш&_i_—

3 X»1

I] xil

13 X=1

3 xil

Гл.поток N1 =N2=25%;

Вт. поток N3=N4=25%;

□ *=1

□ Х=0Д1

□ Х=0Д1

;-ctA :1 х=0,71

Гл.поток N1=N2=35%;

Вт. поток N3=N4=15%;

_______■ -.. ч- ■ ■ .. ... . - ... . -■■ .1 Х = 1

ЯД В ■ . НИ -_|

Х=1 Х=1

J х=0Д1 □ Х=0,2к

■жйуЮ'у! х=0,29 I Х=0,29

Г л. поток N1 =N2=4»%; Вт. поток N3=N4=5%;

: ' ggggg Д И ■ ■ gg •

a x=i I Х=1

0,00 200,00 400,00 600,00 800.00 1000.00 1200.00 Интенсивность на подходах по направлениям, авт./ч

1400,00

¡1 - N1.N2.N3,N4-кольцевое пересечение; П-М,М2^3,М4- нерегулируемое пересечение;

X - степень насыщения потока; Рис.8. Интенсивность движения на подходах к нерегулируемым и кольцевым пересечениям при исчерпании пропускной способности хотя бы одним из подходов (л: = 1). Распределение движения налево, прямой направо для потоков (см. рис. 3) N1 и N2 : 25% - 60% -15%, распределение движения налево, прямо и направо для потоков N3 и N4: 25% - 40% -35%

Таблица 6

Результаты моделирования суммарных задержек (авт.ч/ч) на нерегулируемых пресечениях и кольцевых компактных пересечениях

Соотношение интенсивности на главных и второстепенных подходах Соотношение левоповоротного, прямого и правоповоротного потоков на подходах к пересечению

на всех подходах: 5%-90%-5% на всех подходах: 15%-70%-15% на всех поводах: 25% - 50% -25% на главных: 25% - 60% -15% на второстепенных: 25% - 40% -35%

N1 = 45% N2 = 45% N3 = 5% N4 = 5% кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности Мумм <2100 авт./ч задержки одинаковы; 2100 авт./ч <N^^<2250 авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; ^суми >2250 авт./ч лучше кольцо* ^^„<<1850 авт./ч задержки одинаковы; 1850 авт./ч <Ысумм<2200 авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; Асиш^ОО авт./ч лучше кольцо*

N1 = 35% N2 = 35% N3 = 15% N4 = 15% кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности Мсумм <1750 авт./ч задержки одинаковы; Мсумм >1авт./ч лучше копьцо НСумм <1800 авт./ч задержки одинаковы; 1800 авт./ч <Ысумм<2Ш авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; Ыскчм >2150 авт./ч лучше кольцо*

N1=25% N2 = 25% N3 = 25% N4 = 25% кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности Мсумм <2000 авт./ч задержки одинаковы; ^сумм >2000 авт./ч лучше кольцо №с>мм<2\5Я авт./ч задержки одинаковы; 2150 авт./ч <Ысумм<2350 авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; при ^„^>2350 авт./ч лучше копьцо*

N1 =45% N2 = 35% N3 = 15% N4 = 5% кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивное™ кольцо значительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности Ысула1 <1800 авт./ч задержки одинаковы; Мсумм >1800 авт./ч лучше кольцо -^««<2150 авт./ч задержки одинаковы; 2150 авт./ч <ЛГс^и)<2350 авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; Л«*«*>2350 авт./ч лучше кольцо*

N1 = 45% N2 = 5% N3 = 45% N4 = 5% МсуШ1<2400 авт./ч лучше нерегулируемое пересечение; •/У<у.ш<>2400 а8Т/ч незначительно лучше кольцо кольцо незначительно лучше во всем диапазоне значений интенсивности нерегулируемое пересечение лучше во всем диапазоне значений интенсивности нерегулируемое пересечение лучше во всем диапазоне значений интенсивности

*- наличие пачек в потоке.

Результаты моделирования (см. рис. 6-8 и табл. 6) позволили сделать ряд выводов. В частности у нерегулируемых пересечений отмечаются:

• лучшие показатели суммарных задержек с ростом неравномерности интенсивно-стей по направлениям, этот эффект наблюдается при равномерности между потоками по направлениям ниже 50% (т.е. при отношении к ниже );

• лучшие показатели суммарных задержек с ростом доли лево-поворотного потока в главном потоке, этот эффект наблюдается при доле левоповоротного потока выше 25%;

• незначительный рост пропускной способности и незначительное снижение суммарных задержек при росте доли связанной части потока.

У компактных кольцевых пересечений отмечаются лучшие показатели суммарных задержек:

• при снижении неравномерности интенсивностей по направлениям, этот эффект наблюдается при равномерности между потоками по направлениям выше 50%.

• с ростом доли прямых потоков в главном потоке, этот эффект обнаруживается при доле прямого потока выше 60%.

Моделированием установлено, что рост доли связанной части потока оказывает отрицательный эффект на кольцевые пересечения, в виде роста задержек. Это позволяет рекомендовать размещение кольцевых пересечений на удалении от регулируемых перекрестков (рекомендуемое удаление 700-800 м).

Относительно особенностей функционирования компактных кольцевых пересечений, сделаны следующие выводы (обозначения потоков см. рис.5):

• в случаях неравномерности потоков по направления менее 50% (т.е. когда потоки противоположных направлений N1 и N2, N3 и N4 отличаются менее чем на 50%) и доле в них лево и правоповоротного движения менее 15%, при любых интенсив-ностях лучше использовать компактное кольцевое пересечение;

• при неравномерности между потоками по направлениям выше 50% (т.е. когда потоки противоположных направлений N1 и N2, N3 и N4 отличаются более чем на 50%) и доле в них лево и правоповоротного движения более 15%, в диапазоне значений суммарной интенсивности 1750-2300 авт./ч кольцевые пересечениях не значительных преимуществ;

• при неравномерности между потоками по направлениям ниже 50% (Ы1к N2 и N3 к N4 отличаются менее чем на 50%) и при доле лево и правоповоротного движения менее 15%, при суммарной интенсивности более 2400 авт./ч лучше использовать компактное кольцевое пересечение;

• при неравномерности между потоками по направлениям выше 50% (Шк N2 и N3 к N4 отличаются более чем на 50%) и доле в них лево и правоповоротного движения более 25%, во всем рассмотренном диапазоне интенсивностей лучше применять нерегулируемое пересечение.

С учетом полученных результатов моделирования рекомендуемая применять компактные кольцевые пересечения при суммарной интенсивность движения не более 2200-2300 авт./ч.

Основные выводы н рекомендации Диссертация является законченном научло-квалпфикацноннон работой, в

которой на основе выполненных экспериментальных исследований автор решил важную задачу эксплуатации автомобильного транспорта, научно обосновав эффектив-

ность применения компактных кольцевых пересечении вместо нерегулируемых пересечений, что позволяет значительно повысить качество организации дорожного движения на местных улично-дорожных сетях.

Основные выводы и рекомендации выполненного исследования состоят в следующем:

1. Исследованием установлено, что в широком диапазоне значений интенсивности движения и в том числе в условиях влияния светофорных объектов наилучшая аппроксимация наблюдаемых распределений интервалов в потоках транспортных средств достигается при использовании дихотомического распределения.

По результатам исследований смещенное экспоненциальное распределение целесообразно применять в расчетах пропускной способности пересечений и задержек транспортных средств лишь при интенсивности движения менее 300 авт./ч и отсутствии влияния регулируемых пересечений. Зона влияния регулируемого пересечения на распределение интервалов составляет 700-800 м.

В связи с тем, что для условий движения на городских улично-дорожных сетях следует принимать дихотомическое распределение интервалов в потоке, для расчетов пропускной способности компактных кольцевых пересечений и задержек транспортных средств на них рекомендуется использовать формулы Троутбека, которые разработаны для данного вида распределения.

2. По результатам исследований транспортных потоков установлены значения параметров, используемых в расчетах пропускной способности кольцевых и нерегулируемых пересечений и задержек транспортных средств на них:

• параметров дихотомического распределения интервалов как для случайного прибытия транспортных средств к перекрестку, так и для частично связанного потока транспортных средств;

• критических интервалов:

движение на нерегулируемом перекрестке:

правый поворот 4,4 с;

пересечение главного потока 5,5 с;

левый попорот с главного направления 4,9 с-,

левый поворот со второстепенного направления 6,5 с;

въезд на кольцевое пересечение 4,8 с.

• интервалов следования из очереди второстепенного направления:

движение на нерегулируемом перекрестке:

правый поворот 2,1 с;

пересечение главного потока 2,4 с;

левый попорот с главного направления 2,4 с;

левый поворот со второстепенного направления 2,9 с;

въезд на кольцевое пересечение 2,0 с.

3. Сравнение нерегулируемых и компактных пересечений на основе численного моделирования дало следующие результаты:

• компактные кольца имеют большую суммарную пропускную способность во всем диапазоне рассмотренных значений интенсивности движения транспортных средств;

• нерегулируемые перекрестки имеют лучший показатель суммарные задержки в случаях очень высокой неравномерности распределения потоков по направлениям.

ниям, т.е. при соотношении интенсивностей движения транспортных средств в прямом и обратном направлениях на подходах к пересечению 9:1;

• нерегулируемые пересечения предпочтительнее компактного кольцевого пересечения по показателю суммарные задержки в случаях, когда доля прямого потока на главной улице перекрестка превышает 60%, а доля прямого движения на второстепенной улице ниже 40%, это преимущество сохраняется до суммарной интенсивности движения транспортных средств 2200 авт./ч;

• при росте доли связанной части потока транспортных средств у компактных кольцевых пересечений отмечается более значительный рост суммарных задержек, что позволяет рекомендовать размещать их на удалении от регулируемых пересечений.

В соответствии с полученными в работе результатами рекомендуемая область применения компактных кольцевых пересечений - участки двухполосных магистральных улиц районного значения и местных улиц, удаленные от регулируемых пересечений на 600-700 м и имеющие неравномерность движения в прямом и обратном направлениях не более чем 9:1. При этом рекомендуется применять компактные кольцевые пересечения при суммарной интенсивность движения не более 2200- 2300 апт./ч.

4. Предметом дальнейших исследований должны быть:

оценка влияния пешеходного движения на пропускную способность кольцевых пересечений и задержки транспортных средств на кольцевых пересечения;

сравнение кольцевых пересечений различных типов с регулируемыми пересечениями с целью уточнения области применения кольцевых пересечений.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

- в изданиях ВАК РФ для кандидатских диссертаций:

1. Липницкий A.C. Исследование эффективности применения мини-колец и компактных колец /A.C. Липницкий II Вестник ИрГТУ, 2009,- №3(39). - С. 145 -151.

- монография:

2. Липницкий A.C. Современные кольцевые пересечения /A.B. Зедгениэов, Р.Ю. Лагерев, А.Г. Ле-вашев, A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлоа, М.И. Шаров//Иркутский-государственный технический университет. Иркутск. 2009. - 106 с. Деп. в ВИНИТИ. 24.12.2009, №823.

- в других изданиях:

3. Липницкий A.C. Эффективность применения мини-кольцевых пересечений дорог / A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлов II Организация и безопасность движения в крупных городах: Сборник докладов восьмой международной научно-практической конференции I под ред. П.А. Кравченко. -Санкт-Петербург: С-Пб гос. архит.-строит. ун-т. 2008. С. 158 -161.

4. Липницкий A.C. Эффективность применения мини-кольцевых пересечений / A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлов II Мир Дорог. - Санкт-Петербург: Издательский дом Мир, 2008. - Декабрь С. 42 -44.

5. Липницкий A.C. Эффективность переоборудования нерегулируемых перекрестков в мини-кольцевые пересечения / A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлов // Вместе к эффективному дорожному движению: Сборник статей международной научно-практической конференции. - Минск, БИТУ, 2008. С. 145-150.

6. Липницкий A.C. Результаты исследования интервалов в главных потоках на нерегулируемых пересечениях / /A.C. Липницкий, H.A. Скульбеденко, А.Ю. Михайлов II Дорожно-транспортный комплекс: состояние и перспективы развития: Материалы III Межрегиональной научно-практической конференции. - Чебоксары, Волжский филиал МАДИ (ГТУ), 2009. С. 106-110.

7. Липницкий A.C. К обоснованию применения мини-колец и компактных колец /A.C. Липницкий А.Ю. Михайлов// Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния: Материалы XV Международной (восемнадцатой екатеринбургской) научно-практической конференции /под науч. ред. С А Ваксмана. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2009. С. 183-187.

8. Липницкий А. С. Мини-кольца - эффективный инструмент успокоения движения / A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлов II Политранспортные системы: Материалы VI Всероссийской научно-технической конференции. - Новосибирск, СГУПС, 2009. С. 8-12.

9. Липницкий A.C. Определение области применения пешеходных переходов с вызывными устройствами I A.C. Липницкий, H.A. Скульбеденко II Иркутский-государственный технический университет. Иркутск. 2009. 22 с. Деп. в ВИНИТИ. 13.03.2009, №130-В2009.

10. Липницкий A.C. Оценка области эффективного применения компактных кольцевых пересечений/ A.C. Липницкий// Совершенствование организации дорожного движения, перевозок пассажиров и грузов: Материалы Международной научно-практической конференции (Интернет-конференция). - Минск, БИТУ, 2009. С. 66-71.

11. Липницкий A.C. Компактные кольцевые пересечения/A.C. Липницкий, А.Ю. Михайлов// Мир Дорог. - Санкт-Петербург: Издательский дом Мир, 2010. - Февраль. С. 58 - 60.

Подписано в печать 7.04.2010. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак. 93. Поз. плана 35н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Введение.

Глава I. СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ НА

НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕКРЕСКАХ.

1.1. Состояние аварийности в Российской Федерации.

1.2. Состояние аварийности в Иркутской области и безопасность движения на местных сетях на примере Свердловского округа г. Иркутска.

1.3. Пути снижения аварийности на нере1улируемых пересечениях.

1.4. Классификация средств успокоения движения.

1.5. Понятие современное кольцевое пересечение. Классификация и элементы геометрии кольцевых пересечений.

1.5.1. Виды кольцевых пересечений. Понятие современное кольцевое пересечение.

1.5.2. Классификация кольцевых пересечений малого и среднего диаметров.

1.5.3. Элементы современных кольцевых пересечений.

1.6. Эффективность современных кольцевых пересечений как средства снижения аварийности.

1.7.Распространение современных кольцевых пересечений.

1.8. Выводы по 1 главе и задачи исследования.

Глава II. Теоретические основы оценки пропускной способности компактных кольцевых пересечений и задержек на них.

2.1. Виды распределений, используемых в моделях оценки пропускной способности и задержек.

2.2. Общие положения методик.

2.3. Австралийская методика.

2.4. Великобританская методика.

2.5. Германская методика.

2.6. Оценка пропускной способности, средней задержки и длины очереди в руководстве Highway Capacity Manual 2000.

2.7. Оценка пропускной способности руководства Финляндии.

2.8. Выводы по главе 2.

Глава 3. Методика обследования транспортных потоков на нерегулируемых и кольцевых пересечениях.

3.1. Методика обследования транспортных потоков.

3.2. Методика определения критических интервалов и интервалов следования из очереди.

3.3. Выводы по 3 главе.

Глава 4. Определение параметров транспортных потоков и области оптимального применения нерегулируемых пересечений и компактных колец.

4.1. Оценка параметров распределений интервалов в транспортных потоках.

4.2. Определение критических интервалов и интервалов следования из очереди.

4.3. Оценка влияния связанной доли потока на пропускную способность.

4.4. Сравнительный анализ компактного кольцевого пересечения и нерегулируемого пересечения.

4.5. Рекомендуемая область применения нерегулируемых пересечений и компактных колец.

4.6. Выводы по главе 4.

Актуальность. Одной из важнейших проблем эксплуатации автомобильного транспорта в нашей стране является состояние безопасности дорожного движения в российских городах. Концентрация ДТП отмечается, в том числе, на нерегулируемых перекрестках, составляющих значительную долю всех пересечений городских улично-дорожных сетей (УДС). В соответствии с данными международной статистики переоборудование нерегулируемых пересечений в кольцевые пересечения малого и среднего диаметра позволяет снизить аварийность на 40-80% (таб.1.), что обусловило широкое распространение «современных кольцевых пересечений» (modern roundabouts). Этим термином обозначаются кольцевые пересечения малого и среднего диаметра, имеющие приоритет движения по кольцевой проезжей части и целый ряд особенностей проектирования геометрических элементов, обеспечивающих проезд длинномерных транспортных средств и безопасное движение пешеходов. Такие кольцевые пересечения получили широкое применение в США, Канаде, большинстве стран Западной Европы, Израиле и англоязычных странах Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке. Масштабы применения современных кольцевых пересечений характеризуются следующими цифрами: по данным английской прессы в Великобритании насчитывается 5000 таких пересечений; во Франции в конце 1994 г. насчитывалось около 12080 современных кольцевых пересечений, а в 2005 г. их уже было более 27000.

В российской практике организации дорожного движения (ОДД) кольцевые пересечения еще не получили должного применения. Поэтому важны исследования, доказывающие, что компактные кольцевые пересечения, признанные в мировой практике одним из самых эффективных средств снижения аварийности, позволяют повысить качество ОДД и по другим показателям.

Рабочая гипотеза. Значительное повышение качества организации дорожного движения на местных УДС может быть достигнуто на основе применения компактных .кольцевых пересечений вместо нерегулируемых пересечений, что позволит существенно увеличить пропускную способность и снизить задержки транспортных средств.

Цель работы — повышение эффективности ОДД на местных улично-дорожных сетях городов на основе применения компактных кольцевых пересечений.

Объект исследования — функционирование потоков транспортных средств на кольцевых и нерегулируемых пересечениях.

Предмет исследования — сравнение компактных кольцевых и нерегулируемых пересечений с использованием показателей пропускная способность и задержки транспортных средств.

Сформулированная цель работы потребовала решить следующие задачи:

• Установить виды распределений интервалов в потоках транспортных средств на местной УДС в том числе оценить влияние регулируемых пересечений. В соответствии с установленными распределениями выбрать модели расчета пропускной способности и задержек для нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений.

• Установить для нерегулируемых и кольцевых пересечений значения параметров, используемых в расчетах пропускной способности и задержек транспортных средств - критических интервалов и интервалов следования из очереди второстепенного направления.

• На основе численного моделирования выполнить сравнение нерегулируемых и компактных кольцевых пересечений с использованием показателей суммарная пропускная способность и суммарные задержки транспортных средств и определить область эффективного применения компактных кольцевых пересечений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены репрезентативными объемами выборок исследуемых параметров транспортных потоков, выбором моделей расчета пропускной способности и задержек, соответствующих установленными характеристиками транспортных потоков, верификацией результатов экспериментов общепринятыми статистическими критериями, использованием библиотек оптимизации и статистической обработки данных среды MATLAB. Научная новизна:

• установлены следующие характеристики транспортных потоков:

- параметры распределений интервалов в транспортных потоках на местной улично-дорожной сети, в том числе, в случаях влияния регулируемых пересечений;

- значения критических интервалов для различных видов маневров транспортных средств на нерегулируемых и кольцевых пересечениях;

- значения интервалов следования из очереди второстепенного направления для нерегулируемых и кольцевых пересечений;

• установлены модели расчета пропускной способности и задержек, соответствующие наиболее распространенным распределениям интервалов в транспортных потоках на местной УДС;

• определена область значений интенсивностей движения, при которых целесообразно применение компактных кольцевых пересечений.

Практическая ценность работы:

• предложены уточненные методики расчета пропускной способности и задержек компактных кольцевых пересечений;

• рекомендованы значения параметров транспортных потоков, используемых в расчетах пропускной способности и задержек компактных кольцевых пересечений, нерегулируемых перекрестков;

• даны рекомендации по применению компактных кольцевых пересечений вместо нерегулируемых перекрестков.

Положения, выносимые на защиту:

• Методы расчета пропускной способности компактных кольцевых пересечений, а также задержек транспортных средств на них должны основываться на дихотомическом распределении интервалов в потоке транспортных средств, которое учитывает наличие связанной части потока транспортных средств.

• Расчеты пропускной способности кольцевых компактных пересечений, а также задержек транспортных средств на них должны выполняться с использованием критических интервалов и интервалов следования из очереди, характерных для современных условий движения на городских УДС. Экспериментально установлены значения этих параметров, рекомендуемые для практического использования.

• Область эффективного применения компактных кольцевых пересечений должна определяться на основе сравнения нерегулируемых и кольцевых пересечений в широком диапазоне значений интенсивности движения транспортных средств с использованием критериев: пропускная способность и суммарные задержки. Сформулированная задача решается методами численного моделирования.

Реализация работы

Результаты исследования внедрены в АНО «Институт Проблем безопасности движения» при подготовке текста ОДМ «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог» (по заданию Росавтодора Минтранса России № 101/08-25 от 12.05.2008 г.).

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационного исследования представлялись в научных докладах и выступлениях: ежегодная научно-техническая конференция Иркутского государственного технического университета (Иркутск, 2007, 2008, 2009гг.); VIII международная научно-практическая конференция "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах" (С-Петербург, 2008 г), VI международная научно-практическая конференция (Минск, 2008г.), III Межрегиональная научно-практическая конференция. «Дорожно-транспортный комплекс: состояние и перспективы развития» (Чебоксары, 2008г.), XV международная научно-практическая конференция «Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния» (Екатеринбург, 2009 г.), VI Всероссийская научно-техническая конференция «Политранспортные системы» (Новосибирск, 2009г.), Международная научно-практическая Интернет-конференция «Совершенствование организации дорожного движения, перевозок пассажиров и грузов» (Минск, 2009г.).

Публикации

По результатам диссертационного исследования опубликовано 11 печатных работ, в т.ч. одна в изданиях, утвержденных ВАК Минобразования РФ для кандидатских диссертаций.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 233 страницы машинописного текста, в том числе 135 стр. основного текста, включающего 44 рисунка и 7 таблиц и 3 приложений на 55 стр. Библиография содержит 146 наименований, в том числе 68 источников на иностранном языке.

Основные выводы и рекомендации выполненного исследования состоят в следующем:

1. Исследованием установлено, что в широком диапазоне значений интенсивности движения и в том числе в условиях влияния светофорных объектов наилучшая аппроксимация наблюдаемых распределений интервалов в потоках транспортных средств достигается при использовании дихотомического распределения.

По результатам исследований смещенное экспоненциальное распределение целесообразно применять в расчетах пропускной способности пересечений и задержек транспортных средств лишь при интенсивности движения менее 300 авт./ч и отсутствии влияния регулируемых пересечений. Зона влияния регулируемого пересечения на распределение интервалов составляет 700-800 м.

В связи с тем, что для условий движения на городских улично-дорожных сетях следует принимать дихотомическое распределение интервалов в потоке, для расчетов пропускной способности компактных кольцевых пересечений и задержек транспортных средств на них рекомендуется использовать формулы Троутбека, которые разработаны для данного вида распределения.

2. По результатам исследований транспортных потоков установлены значения параметров, используемых в расчетах пропускной способности кольцевых и нерегулируемых пересечений и задержек транспортных средств на них:

• параметров дихотомического распределения интервалов как для случайного прибытия транспортных средств к перекрестку, так и для частично связанного потока транспортных средств;

• критических интервалов: движение на нерегулируемом перекрестке: правый поворот пересечение главного потока левый попорот с главного направления левый поворот со второстепенного направления въезд на кольцевое пересечение

4.4 с;

5.5 с; 4,9 с; 6,5 с; 4,8 с.

• интервалов следования из очереди второстепенного направления: движение на нерегулируемом перекрестке: правый поворот пересечение главного потока левый попорот с главного направления левый поворот со второстепенного направления въезд на кольцевое пересечение

2,1с; 2,4 с; 2,4 с; 2,9 с; 2,0 с.

3. Сравнение нерегулируемых и компактных пересечений на основе численного моделирования дало следующие результаты:

• компактные кольца имеют большую суммарную пропускную способность во всем диапазоне рассмотренных значений интенсивности движения транспортных средств;

• нерегулируемые перекрестки имеют лучший показатель суммарные задержки в случаях очень высокой неравномерности распределения потоков по направлениям, т.е. при соотношении интенсивностей движения транспортных средств в прямом и обратном направлениях на подходах к пересечению 9:1;

• нерегулируемые пересечения предпочтительнее компактного кольцевого пересечения по показателю суммарные задержки в случаях, когда доля прямого потока на главной улице перекрестка превышает 60%, а доля прямого движения на второстепенной улице ниже 40%, это преимущество сохраняется до суммарной интенсивности движения транспортных средств 2200 авт./ч;

• при росте доли связанной части потока транспортных средств у компактных кольцевых пересечений отмечается более значительный рост суммарных задержек, что позволяет рекомендовать размещать их на удалении от регулируемых пересечений.

В соответствии с полученными в работе результатами рекомендуемая область применения компактных кольцевых пересечений - участки двухполосных магистральных улиц районного значения и местных улиц, удаленные от регулируемых пересечений на 600-700 м и имеющие неравномерность движения в прямом и обратном направлениях не более чем 9:1. При этом рекомендуется применять компактные кольцевые пересечения при суммарной интенсивность движения не более 2200 - 2300 авт./ч.

4. Предметом дальнейших исследований должны быть: оценка влияния пешеходного движения на пропускную способность кольцевых пересечений и задержки транспортных средств на кольцевых пересечения; сравнение кольцевых пересечений различных типов с регулируемыми пересечениями с целью уточнения области применения кольцевых пересечений.

1. Автомобильные перевозки и организация дорожного движения: Справочник. Пер. с англ./ Рэнкин В.У., Клафи П., Халберт С. и др. М.: Транспорт, 1981. — 592 с.

2. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1987.- 128 с.

3. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB 7.- М.:НТ Пресс, 2006. 464 с.

4. Афанасьев М.Б. и др. Условия введения различных режимов регулирования дорожного движения. М.: Изд-во ВНИИ БД МВД СССР, 1976. -319 с.

5. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. Пер. с англ. -М.: Мир, 1982.-488 е., ил.

6. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения/ В.Ф. Бабков. -М.: Транспорт, 1982.-288 с.

7. Бабков В.Ф. Дорожные условия и организация движения/ В.Ф. Бабков, О.А.Дивочкин, В.П.Залуга. -М.: Транспорт, 1974. -240 с.

8. Бабков В.Ф. и Андреев О.В. Проектирование автомобильных дорог. Т.1. -М.: Транспорт, 1987. -368с.

9. Брайловский Н.О., Грановский Б.И. Моделирование транспортных систем. М.: Транспорт, 1978. - 125 с.

10. Брайловский Н.О., Грановский Б.И. Управление движением транспортных средств. М.: Транспорт, 1975. - 110 с.

11. Буслаев А.П., Новиков А.В., Приходько В.М. и др. Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения. М.: Мир, 2003 369 е., ил.

12. ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения»

13. Горбанев Р.В. Городской транспорт. -М., 1990. -208с.

14. Гохман В.А., Визгалов В.М., Поляков М.П. Пересечения и примыкания автомобильных дорог. —М.: Высшая школа, 1977.

15. Градостроительство. Справочник проектировщика / под общ. ред. проф. Белоусова В.Н. М.: Стройиздат, 1978 367 с. ил.

16. Дрю Д. Теория транспортных потоков и управление ими/ Пер. с англ. М.: Транспорт, 1972. 424 с.

17. Демиденко У.З. Линейная и нелинейная регрессия. — М.: Финансы и статистика, 1981.-302 с.

18. Дубровин Е.Н., Ланцберг Ю.С. Изыскания и проектирование городских дорог. Москва «Транспорт» 1981, 470 с.

19. Закс Л. Статистическое оценивание. Пер. с нем. В. И. Варыгина. Под ред. Ю.П. Горского. М., «Статистика», 1976. 598 с. с ил. (Зарубеж. стат. исследования).

20. Зарубежные библиотеки и пакеты программ по вычислительной математике /Под ред. У.Кауэлла.; Пер. с англ. М.: Наука, 1993. - 344 с.

21. Зырянов В.В. Критерии оценки условий движения и модели транспортных потоков. Кемерово: Кузбаз. политех, ин-т, 1993. - 164с.

22. Иносэ X., Хамада Т. Управление дорожным движением/ Под ред. М.Я. Блинкина: Пер. с англ. М.: Транспорт, 1983.-248с.

23. Кисляков В. М., Филлипов В.В., Школяренко И.А. Математическое моделирование и оценка условий движения автомобилей и пешеходов. М.: Транспорт, 1975. 150 с.

24. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1992. 207с.

25. Клинковштейн Г.И., Коноплянко В.И. Организация дорожного движения / МАДИ. М., 1977. - 59 с.

26. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения: Учеб. для вузов. М. Транспорт, 1990. - 255 е.: ил.

27. Ланцберг Ю.С. Городские площади, улицы и дороги. М.: Стройиздат, 1983.-216 с.

28. Левашев А.Г. Организация дорожного движения: Методические указания по выполнению СРС для студентов.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ 2007. -30 с.

29. Леман Э.Л. Проверка статистических гипотез. — М.: Наука, 1979. — 408 с.

30. Липницкий А.С. Эффективность применения мини-кольцевых пересечений / А.С. Липницкий, А.Ю. Михайлов // журнал Мир Дорог. Санкт-Петербург: Издательский дом Мир, 2008. - Декабрь - С. 42 - 44.

31. Липницкий АС. Мини-кольца эффективный инструмент успокоения движения / А.С. Липницкий, А.Ю. Михайлов // Политранспортные системы: Материалы VI Всероссийской научно-технической конференции. Новосибирск, СГУПС, 2009 - С. 8-12.

32. Лобанов Е.М. Особенности движения на городских магистралях/ Е.М.Лобанов// Труды МАДИ. 1969. - Вып.27. - С. 132-143.

33. Лобанов Е.М. и др. Проектирование и изыскание пересечений автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1972. - 232 с.

34. Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов: Учебник для студентов вузов. М.: Транспорт, 1990. - 240 с.

35. Лобанов Е.М., Сильянов В.В., Ситников Ю.М. Пропускная способность автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1970. - 150 с

36. Лоусон Ч., Хенсен Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов/Пер. с англ. М.: Наука, 1986. - 232 с.

37. Мартяхин Д.С., Повышение пропускной способности при проектировании съездов городских транспортных развязок развязок. Дис. . канд. техн. наук. Москва, 2008. - 155 с.

38. МГСН 1.01-99. Нормы и правила проектирования планировки и застройки г. Москвы., М.: ГУП "НИАЦ", 2000 115 с.

39. Методические указания по проектированию кольцевых пересечений на автомобильных дорогах. Минавтодор РСФСР. М.: Транспорт, 1980. -76 с.

40. Михайлов А.Ю., Головных И.М. Современные тенденции проектирования и реконструкции улично-дорожных сетей городов. — Новосибирск: Наука, 2004г. 267 с.

41. Организация дорожного движения в городах: Методическое пособие; Под общ. Ред Ю.Д. Шелкова/НИЦ ГАИ МВД России. М.: 1995. - 143 с.

42. Петрович M.JL Регрессионный анализ и его математическое обеспечение на ЕС ЭВМ: Практическое руководство. М.: Финансы и статистика, 1982. - 199 с.

43. Положения по разработке проектной документации по организации движению в городах / Госкомархитектуры СССР, МВД СССР. М.: МВД СССР, 1991.-20 с.

44. Поляков А.А. Организация движения на улицах и дорогах/ А.А.Поляков. М.: Транспорт, 1965. — 374 с.

45. Положения по разработке проектной документации по организации движению в городах / Госкомархитектуры СССР, МВД СССР. М.: МВД СССР, 1991. -20 с.

46. Повышение безопасности дорожного движения в Ставропольском крае на 2006 2008 годы / Целевая программа безопасности дородного движения в Ставропольском крае. - Ставрополь: Постановлением Губернатора Ставропольского края, 2006. №334, - 27с.

47. Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов Matlab 5.x -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. 304 с.

48. Рейцен Е.А., Хейло М.Э. Рациональные методы организации дорожного движения в больших городах //Проблемы больших городов М.: МГЦНТИ, 1988. вып. №26, - 24 с.

49. Рекомендации по проектированию улиц и дорог городов и сельских поселений. М.: ЦНИИП градостроительства Минстроя России, 1994. -88с.

50. Романов А.Г. Дорожное движение в городах: закономерности и тенденции. М.: Транспорт, 1984 80 с.

51. Романов А.Г. Закономерности дорожного движения в городах. М.: ВНИИБД МВД СССР, 1980 84 с.

52. Руководство по проектированию городских улиц и дорог. М.: Стройиздат, 1980. - с.

53. Руководство по регулированию дорожного движения в городах. — М.: Стройиздат, 1974. 97 с.

54. Сербер Д. Линейный регрессионный анализ/Пер. с англ. М.: Мир, 1980.-456 с.

55. Сигаев А.В. Проектирование улично-дорожной сети. М.: Стройиздат, 1978. 263 с.

56. Сигаев А.В. Планировочные и транспортные проблемы городских агломерации. -М.: Стройиздат, 1978. 263 с.

57. Сильянов В.В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. — М.: Транспорт, 1977. — 303 с.

58. Сильянов В.В., Лобанов Е.М., Ситников Ю.М. Сапегин Л.Н. Пропускная способность автомобильных дорог. — М.: Транспорт, 1972. 152 с.

59. Смоляк С.А., Титаренко Б.П. Устойчивые методы оценивания: (Статистическая обработка неоднородных совокупностей). М,: Статистика, 1980.-208 с.

60. СНиП 2.07.01-89 Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. М.: ЦНТИ Госстроя СССР, 1989. - 56 с.

61. Ставничий Ю.А. Транспортные системы городов. М.: Стройиздат, 1990.-224 с.

62. Титаренко Б.П. Устойчивые оценки параметров регрессионных моделей. // Алгоритмическое и программное обеспечение многомерного статистического анализа. Ученые записки по статистике. М.: Наука, 1980. -т.36. — С. 137-138.

63. Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах. ВСН 25-86. Минавтодор РСФСР. М.: Транспорт, 1988. 184с.

64. Фишельсон М.С. Городские пути сообщения. Учебное пособие для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1980. 296с.

65. Хейт Ф. Математическая теория транспортных потоков. М.: Мир, 1966.- 187 с.

66. Хомяк Я.В. Организация дорожного движения. Киев: Высшая школа. 1986,-276 с.

67. Хомяк Я.В. Проектирование сетей автомобильных дорог. . М.: Транспорт, 1983.-208 с.

68. Черепанов В.А. Транспорт в планировке городов. М.: Стройиздат, 1981 -216 с.

69. Чумаков Д.Ю., Проектирование элементов малых кольцевых пересечений. Автореферат, канд. техн. наук. Волгоград, 2007.- 19 с.

70. Шевяков А.П. Влияние состава и условий движения на пропускную способность автомобильных магистралей. —В. кн.: Проектирование автомобильных дорог Труды / МАДИ, вып. 179, 1979, с. 92-99.

71. Шелков Ю.Д. О разработке заданий на проектирование организации дорожного движения в городах: Методическое пособие. М.: ВНИИЦБД МВД СССР, 1991.-20 с.

72. Шелков Ю.Д., Романов А.Г. Методические рекомендации по регулированию пешеходного движения. М.: ВНИИБД МВД СССР, 1977. - 53с.

73. Шештокас В.В. Город и транспорт. М.: Стройиздат, 1984. - 176 с.

74. Шештокас В.В., Самойлов Д.С. Конфликтные ситуации и безопасность движения в городах. М.: Транспорт, 1987. - 207 с.

75. Aburahma A., Ramiz А1 Assar: Traffic Calming in the U.S.A: A Critical State of the Art review. Washington, DC: Institute of Transportation Engineers, 1998.-25 p.

76. Ashworth R. A note on the selection of gap acceptance criteria for traffic simulation studies / Transportation Science Vol. 2, 1968, pp. 171-175

77. Ashworth R. The analysis and interpretation of gap acceptance data / Transportation Science Vol. 4, 1970, pp. 270 280

78. Akcelik, R. Gap-acceptance modelling by traffic signal analogy. Traffic Engineering and Control, 1994, vol. 35, no. 9, p. 498-506

79. Brilon, W. Roundabouts : A State of the Art in Germany//Paper presented at the National Roundabout Conference, Vail, Colorado; May 22 25, 2005 16 P

80. Brilon W., Koenig R., Troutbeck R.J. Useful Estimation Procedures for Critical Gaps / Proc. of the third international Symposium on Intersections Without Traffic Signals. Portland, Oregon, U.S.A., 1997, pp. 71 87

81. Brilon W, Vendhey M. Roundabouts The State of the Art in Germany/ЯТЕ Journal, November 1998, pp. 48-54.

82. Brilon W., Wu Ning, Lemke K. Capacity at Unsignalized Two-Stage Priority Intersections/'/Transportation Research Record 1555, 1996. — 28 p.

83. Capacity and Level of Service at Finnish Unsignalized Intersections// Finnra Reports, 2004, 214 p.

84. Cassidy M.J., Madanat S.M., Wang M.H., Yang F. Unsignalized intersection Capacity and Level of Service: Revisiting Critical Gap Transportation Research Board, 74th Annual Meeting, Washington D.C., 1995

85. City of Winston-Salem Traffic calming policy. May 2005. http://www.ci.winston-salem.nc.us/DOT/trafficcalming.html.

86. Cowan, R. J. Useful headway models. Transportation Research, 1975, vol. 9, no. 6. p. 371-375

87. Cowan, R. J. Adams' Formula Revised. Traffic Engineering & Control, 1984,Vol. 25(5), pp 272- 274

88. Dawn P. Guegan, Peter T. Martin and Wayne D. Cottrell.: Prioritizing Traffic Calming Projects Using the Analytic Hierarchy Process. Murray, Utah 2000.-26p.

89. Gates Timothy J., Maki Robert E. Converting old traffic circles to modern roundabouts. Michigan state university case study. Michigan State University, Department of Civil and Environmental Engineering, 2001, 23 p.

90. Guichet В. Evolution of Roundabouts in France and their New Uses//Paper presented at the National Roundabout Conference, Vail, Colorado; May 22 — 25, 2005 7 p.

91. FHWA-RD-00-104 The effects of traffic calming measures on pedestrian and motorist behavior// U.S. Department of Transportation. Federal Highway Administration. August 2001. 30 p.

92. Flannery. A.: Geometric Design and Safety aspects of Roundabouts. Washington, DC,: Transportation Research Board, National Research Council, 2001.- 104 p.

93. Fisk C. S. and H. H. Tan (1989). Delay Analysis for Priority Intersections /Transportation Research, Vol. 23 B, pp 452-469.

94. Florida roundabout guide// Florida department of transportation. October 2003, 109 p.

95. Grossmann, M. (1988). Knosimo a Practicable Simulation Model for Unsig-nalized Intersections. In: Intersections without Traffic Signals (Ed.: W. Bri-lon). Springer Publications, Berlin.

96. Kansas Roundabout Guide. Chapter 1 Introduction to Roundabouts//The State of Kansas. The Kansas Department of Transportation. October 2003, -16 p.

97. Kennedy Janet. Accidents at roundabouts.//TRL. TRL National Roundabout Conference National Roundabout Conference 2005 DRAFT, May 2005. (презентация )

98. Kennedy J. Review of Accident Research at Roundabouts//Transport Research Laboratory (TRL Limited), Wokingham, Berkshire, 2005.- 14 p.

99. Kimber, R. M., Marlow, M. Hollis, E. M. Flow/delay relationships for major/minor priority junctions//Traffic Engineering and Control, 1977, vol. 18, no. 11, p. 516-519.

100. Lineville road roundabout study//Brown county planning commission. Tovember 2001, 34 p.

101. Luttinen, R. T. Properties of Cowan's M3 headway distribution. //Transportation Research Record 1678, 1999. p. 189- 196.

102. Maze Т.Н. A probabilistic Model of Gap Acceptance Behavior / Transportation Research Record 795 TRB, National Research Council, Washington, D.C. 1981, pp. 8- 13

103. McDonald, M. and D. J. Armitage. The Capacity of Roundabouts. Traffic Engineering & Control. Vol. 19(10), pp. 447-450.

104. Mini roundabouts. Good practices guidance. //UK Department for transport. 27 November 2006 53 p.

105. Natzschka H. Strassenbau: Entwurf und Bautechnik // B.G. Teubner Verlag, GWV Fachverlage GmbH. Wiesbaden. - 2003, 469 p.

106. NCHRP Report 572. Roundabouts in the United States//Transportation Research Board. National Research Council. Washington, D.C. 2007, 125 p.

107. NCHRP Synthesis 264. Modern Roundabout Practice in the United States. A Synthesis of Highway Practice //Transportation Research Board. National Research Council. Washington, D.C. 1998, 82 p.

108. Redington, Т., The Modern Roundabout Arrives in Vermont.//AASHTO Quarterly Magazine, 1995, Vol. 75, No. 1, pp. 11-12.

109. Roundabouts: An Informational Guide// Federal Highway Administration. Publication No FHWA-RD-00-67. June 2000, 277 p.

110. Rounabouts/ Design informational bulletin number 80-01//California Department of transport. October 3, 2003, 14 p

111. Roundabout Design Standards//City of Colorado Springs. Transportation Engineering, 2005. 22 p.

112. Roundabout Guide Wisconsin //State of Wisconsin. Department of Transportation. December 2008, 115 p

113. Schoon, C., Van Minnen J, "The Safety of Roundabouts in The Netherlands," Traffic Engineering and Control, 1994, Vol. 35, No. 3, pp. 142-148.

114. Siegloch, W. Die Leistungsermittlung an Knotenpunkten Ohne Lichtsignals-teuerung (Capacity Calculations for Unsignalized Intersections). Schrifte-nreihe Strassenbau und Strassenverkehrstechnik, Vol. 154.

115. ТА 86/03. Layout of Large Signal Controlled Junctions. Design Manual for Roads and bridges. Road geometry. Volume 6, Section 2, 2003, 46 p.

116. Taekratok Т. Modern roundabouts for Oregon//Oregon. Oregon Department of Transportation, 1998. 124 p

117. TD 16/07. Geometric Design of Rounabouts. Design Manual for Roads and bridges. Road geometry. Volume 6, Section 2, Junctions, 2007, 51 p.

118. TD 16/93. Geometric Design of Rounabouts. Design Manual for Roads and bridges. Road geometry. Volume 6, Section 2, Junctions, 1993, 61 p.

119. TD 50/04. The Geometric Layout of Signal- Controlled Junctions and Signalised Roundabouts. Design Manual for Roads and bridges. Road geometry. Volume 6, Section 2, Junctions 2004 50 p.

120. TD 54/07. Design of Mini-roundabouts. Design Manual for Roads and bridges. Road geometry. Volume 6, Section 2, Junctions, 2007. 31 p

121. Troutbeck. R. J. A verage Delay at an Unsignalized Intersection with Two Major Streams Each Having a Dichotomized Headway Distribution. Transportation Science, 1986, vol. 20(4), pp. 272-286

122. Troutbeck, R. J. 1997. A review on the process to estimate the Cowan M3 headway distribution parameters//Traffic Engineering and Control, vol. 38, no. 11, p. 600-603

123. Waddell E. Evolution of Roundabout Technology: A History-Based Literature Review//Michigan Department of Transportation, 1998, 34 p.

124. What roundabout design provides the highest possible safety? //Nordic Road & Transport Research, 2000, No 2, p. 17-21.