Повышение эффективности организации дорожного движения в зонах нерегулируемых пешеходных переходов
На правах рукописи
ЧИКАЛИН ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ В ЗОНАХ НЕРЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ Специальность 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Иркутск – 2013
Работа выполнена на кафедре «Менеджмент и логистика на транспорте» ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»
Научный консультант: Михайлов Александр Юрьевич доктор технических наук, профессор кафедры менеджмента и логистики на транспорте ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»
Официальные оппоненты: Бондаренко Елена Викторовна доктор технических наук, профессор кафедры технической эксплуатации и ремонта автомо билей ФГБОУ ВПО «Оренбургский государ ственный университет»;
Ляпустин Павел Константинович кандидат технических наук, доцент, заведу ющий кафедрой управления на автомобиль ном транспорте ФГБОУ ВПО «Ангарская государственная техническая академия» ГУП «Научно-исследовательский и проектный
Ведущая организация:
институт генерального плана города Москвы»
Защита диссертации состоится 26 июня 2013 г. в 12:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.04 при ФГБОУ ВПО «Иркутский государ ственный технический университет» по адресу:
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «К», конференц-зал.
С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет».
Автореферат разослан 24 мая 2013 г.
Отзывы на автореферат (два экземпляра, заверенные организацией) просим направлять в адрес диссертационного совета:
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Д 212.073.04;
e-mail: [email protected];
факс 8 (3952) 40 58 69.
И.о. ученого секретаря диссертационного совета, доктор технических наук, профессор А.И. Шадрин Актуальность диссертации. Проблемы безопасности дорожного движения, прежде всего, связаны с нерегулируемыми пешеходными переходами. По данным статистики Российской Федерации наезды на пешеходов составляют 40% всех ДТП, а доля пешеходов среди погибших в ДТП составляет около 45%. Кроме того, в Российской Федерации удельный показатель – количество погибших пешеходов на 10000 транспортных средств – по сравнению, например, с Финляндией больше в 23,5 раза. В связи с этим «Федеральным законом Российской Федерации от 7 мая 2009 г. N 86-ФЗ» были внесены изменения в Кодекс Российской Федерации об ад министративных правонарушениях, предусматривающие наказание водителей штрафом в размере 800–1000 руб. в случае, если он не уступил дорогу пешеходам на пешеходном переходе.
Повышение дисциплины водителей сопровождается ростом задержек транс портных средств в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов и снижением пропускной способности улично-дорожных сетей (УДС). Поэтому с нерегулируемыми пешеходными переходами связаны две важные проблемы орга низации дорожного движения (ОДД) – обеспечение пропускной способности улич но-дорожных сетей (УДС) и снижение задержек транспорта. Их актуальность воз растает вместе с непрерывно увеличивающимся уровнем автомобилизации городов Российской Федерации. При выполнении проектов организации дорожного движе ния (ПОДД), комплексных схем организации дорожного движения (КСОДД) и проектировании УДС из-за отсутствия соответствующих методик не производятся расчеты пропускной способности участков размещения нерегулируемых пешеход ных переходов и задержек транспортных средств. Такие методики отсутствуют и в новом документе ОДМ–20-07-11-П «Методические рекомендации по оценке про пускной способности автомобильных дорог». Восполнение этого пробела в мето дическом обеспечении ОДД требует решения целого ряда научных задач и накоп ления новых научных данных.
В этой связи особо актуальной становится научная задача выявления зако номерности влияния интенсивности транспортных и пешеходных потоков на вели чину пропускной способности зон размещения нерегулируемых пешеходных пере ходов, а также задержек и очередей транспортных средств, возникающих в этих зонах. Наличие таких методов позволит научно обосновать области эффективного применения нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходов и тем самым повысить качество ОДД. Поэтому данная работа посвящена изучению режимов движения пешеходных и транспортных потоков, а также развитию методик расче тов пропускной способности улично-дорожных сетей и задержек транспортных средств.
Рабочая гипотеза. Определение областей эффективного применения нере гулируемых и регулируемых пешеходных переходов позволит увеличить пропуск ную способность проезжих частей улиц и дорог и снизить задержки транспортных средств.
Целью работы являются повышение пропускной способности УДС и сни жение задержек транспортных средств в зоне нерегулируемых пешеходных пере ходов.
Объект исследования – процессы движения транспортных и пешеходных потоков в зонах нерегулируемых пешеходных переходов, расположенных вне пе рекрестков.
Предмет исследования – зависимости, характеризующие влияние нерегу лируемых пешеходных переходов на пропускную способность улиц и дорог и за держки транспортных средств.
Задачи исследования:
разработать методику оценки задержек транспортных средств на нерегулируе мых пешеходных переходах с искусственной неровностью (ИН) и без нее с применением видеосъемки и треков GPS (ГЛОНАСС) навигаторов, и на этой основе выполнить исследования режимов движения транспортных и пешеход ных потоков;
разработать математические модели и на их основе выполнить расчеты про пускной способности проезжей части и задержек транспортных средств на не регулируемых пешеходных переходах;
определить области эффективного применения нерегулируемых и регулируе мых пешеходных переходов на основе пропускной способности и задержек транспортных средств, выполнить экспериментальную проверку результатов научного исследования и дать технико-экономическую оценку.
Научной новизной обладают:
разработанная методика оценки задержек транспортных средств, основанная на использовании треков GPS (ГЛОНАСС) навигаторов и видеосъемки, позволя ющая исследовать режимы движения транспортных и пешеходных потоков в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов;
разработанные математические модели, позволяющие рассчитывать пропуск ную способность проезжих частей улиц и дорог, а также задержки транспорт ных средств в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов;
научно обоснованные области эффективного применения нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходов, на основе учета ширины проезжей ча сти улиц и дорог.
Практическая значимость Результаты исследования могут быть использованы:
департаментами транспорта при разработке комплексных схем ОДД (КСОДД);
органами ГИБДД при разработке проектов организации дорожного движения (ПОДД);
проектными организациями в расчетах пропускной способности городских улиц и дорог, а также автомобильных дорог общего пользования при выполнении ра бочих проектов и технико-экономических обоснований.
На защиту выносятся следующие научные положения:
точность и эффективность натурной оценки задержек транспортных средств в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов можно значительно повысить, если использовать GPS (ГЛОНАСС) треки транспортных средств и видеосъемку;
для повышения эффективности и снижения трудоемкости расчетов оценку про пускной способности проезжих частей улиц и дорог, а также задержки транс портных средств в зонах размещения нерегулируемых пешеходных переходов целесообразно выполнять на основе математических моделей, учитывающих интенсивности транспортных и пешеходных потоков, интервалы следования транспорта из очереди, критические интервалы;
область применения регулируемых и нерегулируемых пешеходных переходов можно значительно уточнить, если определять ее с учетом влияния интенсивно стей транспортных и пешеходных потоков, а также ширины проезжих частей улиц и дорог.
Внедрение результатов работы Результаты исследований внедрены в АНО «Институт проблем безопасности движения» при подготовке новой редакции текста ОДМ «Методические рекомен дации по оценке пропускной способности автомобильных дорог».
Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедры «Ме неджмент и логистика на транспорте» ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» при подготовке инженеров по специальности «Организация и безопасность движения (автомобильный транспорт)».
Апробация работы Основные положения и отдельные ее результаты представлялись в научных докладах и обсуждались на: V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного ком плекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользо вания» (г. Омск, 19–21 мая 2010 г.);
Девятой международной научно-практической конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных горо дах» (г. Санкт Петербург, 23–24 сентября 2010 г.);
VII Всероссийской научно технической конференции «Политранспортные системы» (г. Красноярск, 25– ноября 2010 г.);
Международной научно-практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта» (г. Тюмень, 18–19 ноября 2010 г.);
I Все российской научно-практической (заочной) конференции с международным уча стием «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» (г. Ма гадан, 29–30 ноября 2010 г.);
Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Проблемы функционирования систем транспорта» (г. Тюмень, 10–12 ноября 2011 г.);
Четвертой Международной научно практической конференции «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем» (г. Челябинск, 3 мая 2012 г.);
XVIII международной научно практической конференции «Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния» (г. Екатерин бург, 16–17 июня 2012 г.).
Публикации По результатам диссертационного исследования опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 публикации в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.
Структура работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и основных вы водов, библиографического списка и приложений. Общий объем диссертации со ставляет 210 страниц машинописного текста, в том числе 164 стр. основного тек ста, 70 рисунков, 17 таблиц и 7 приложений. Список литературы включает в себя 156 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследования, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе выполнен анализ работ, посвященных организации дорож ного движения пешеходов и транспорта в зоне нерегулируемых пешеходных пере ходов типа «зебра».
Исследованиями, посвященными организации дорожного движения на нере гулируемых пешеходных переходах занимались ученые: П.Г. Буга, Г.И. Клинков штейн, Ю.А. Кременец, Е.М. Лобанов, А.Г. Романов, М.Г. Симуль, Ю.А. Ставни чий, Ю.Д. Шелков, В.В. Шештокас и др.
Наиболее существенной проблемой безопасности дорожного движения в РФ является большое количество погибших пешеходов в городах и, особенно, количе ство погибших на пешеходных переходах. Поэтому основная масса работ посвя щена обеспечению безопасности дорожного движения на пешеходных переходах.
Влияние, которое оказывают нерегулируемые пешеходные переходы на про пускную способность и задержки транспортных средств, рассматривалось редко.
Методики расчета пропускной способности проезжих частей улиц и дорог в зонах размещения нерегулируемых переходов и задержек транспортных средств, возни кающих в этих зонах, отсутствуют и в новом документе ОДМ 20-07-11-П «Мето дические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных до рог».
Вместе с тем в мировой практике ОДД величина средней задержки исполь зуется как показатель уровня обслуживания транспорта на регулируемых и нерегу лируемых пересечениях.
В этой связи данное диссертационное исследование посвящено изучению режимов движения пешеходных и транспортных потоков на нерегулируемых пе шеходных переходах, размещенных вне перекрестков, развитию методик расчетов пропускной способности улично-дорожных сетей и задержек транспортных средств.
Во второй главе представлены теоретические основы расчета задержек транспорта и пропускной способности улиц и дорог в зонах размещения нерегули руемых переходов.
Для определения пропускной способности зоны нерегулируемого пешеход ного перехода и возникающих на нем задержек предлагались эмпирические фор мулы. Так в Великобритании академией TRL для практических расчетов пропуск ной способности в зоне нерегулируемых пешеходных переходов предложена сле дующая формула:
(1) ( )( ) где U – интенсивность пешеходов на пешеходном переходе, пеш/с;
A – среднее время движения пешехода при пересечении проезжей части, с (при этом средняя скорость движения пешеходов при переходе проезжей части принимается равной 1,4 м/сек);
B – среднее время проезда автомобильным транспортом через пешеход ный переход, при отсутствии пешеходов, с (аналогичен потоку насыщения транс портных средств в секунду);
e = 2,7183.
В нашей стране для практических расчетов величины средней задержки транспорта на нерегулируемых пешеходных переходах была рекомендована фор мула (Ю.Д. Шелков и П.Г. Буга) (2) где Nn, Nтр – интенсивность пешеходного (чел./ч) и транспортного (ед./ч) потоков соответственно;
v – скорость движения транспортных средств, км/ч.
Однако представленные модели (как аппроксимация результатов натурных обследований) не учитывают, что пешеходный поток – главный.
На нерегулируемых перекрестках (при наличии знаков приоритета) движение по главной дороге обеспечивается практически без задержек, а на второстепенной дороге водитель, не обладающий преимущественным правом проезда, вынужден ожидать приемлемого интервала между транспортными средствами на главной дороге. Поэтому среднюю задержку транспортных средств на второстепенном направлении представляют как (Ю.А. Кременец) ( ) (3) ( ) где e – основание натурального логарифма;
Nг – интенсивность транспортного потока на главной дороге в обоих направлениях, авт./с;
N – интенсивность транспортного потока, приходящаяся в среднем на одну полосу второстепенной дороги в рассматриваемом направлении, авт./с;
tгр– граничный интервал времени, с (при пересечении двухполосной дороги равен 6–8 с;
при левом повороте – 10–13 с;
при правом повороте – 4–7 с);
Va– скорость потока на подходе к перекрестку, км/ч;
am и ap – замедление и ускорение автомобиля, м/с2 (можно принять am=3,0–4,0 м/с2, ap=1,0–1,5 м/с2).
Следует отметить уравнение пропускной способности второстепенного направления, наиболее подробно описывающее потоки главного и второстепенного направлений, предложенное Tanner для выезда на кольцевое пересечение:
( ) ( ) (4) где – пропускная способность на входе на кольцевое пересечение, авт./с;
– интенсивность движения на кольце, авт./с;
– критический интервал, с;
– минимальный интервал между транспортными средствами главного потока, с;
– интервал следования из очереди второстепенного потока из очереди (на входе на кольцо), с.
С учетом уравнений (3) и (4) в настоящей работе автором предложено рас считывать пропускную способность полосы движения в зоне нерегулируемого пе шеходного перехода (авт./с) по следующей формуле:
(5) где – интенсивность движения пешеходов, пеш/с;
– минимальный интервал следования транспорта из очереди, с;
– минимальное время, которое занимает пешеход при переходе одной полосы движения (критический интервал), с.
При этом рассчитывается по формуле (6) где b – ширина одной полосы проезжей части, принимается равной 3,53,75 м;
– скорость пешеходов, принимается равной 1,4 м/с;
дополнительное время необходимое для обеспечения большей безопасности движения пешеходов при пе реходе проезжей части, принимается равным 2–3 с.
Выражение (5) позволяет адаптировать для случая нерегулируемых пеше ходных переходов формулы расчета средней задержки транспортных средств d и длины их очереди 95% обеспеченности Q95, предложенных в руководстве HCM 2000:
( )( ) ( [ ) ] ;
(7) ( )( ) ( ) ( ) (8) [ ] где vx – интенсивность движения на входе на нерегулируемое пересечение, авт./ч;
cmx – пропускная способность полосы движения в зоне нерегулируемого пересече ния, авт./ч (см. формулу (5));
T – продолжительность анализируемого периода (например T = 0,25 для периода 15 мин), ч.
Для выполнения сопоставительного анализа задержек транспортных средств на регулируемых и нерегулируемых переходах в работе была также использована методика расчета задержек на регулируемых перекрестках, предложенная в амери канском руководстве HCM 2000.
В третьей главе представлена методика проведения экспериментального исследования. Последовательность проведения исследования разбита на несколько этапов и более подробно представлена на схеме (рис. 1).
Проведение натурных обследований пешеходных переходов Определение списка предполагаемых переходов Сбор количественных характеристик нерегулируемых пешеходных переходов нерегулируемыхпереходахпешеходных переходов Интенсивность транспортных потоков Интенсивность пешеходных потоков Обработка полученных данных Задержки транспортных средств Определение интервалов следования транспорта из очереди Рис. 1. Схема методики проведения экспериментальных исследований Схема сбора данных для проведения данной диссертационной работы разра ботана самостоятельно и включает в себя новый метод сбора данных с использова нием навигационной системы.
При выборе пешеходного перехода учитываются следующие параметры: ко личество полос движения для транспорта не менее 2-х, переход должен быть изо лированным (находиться не ближе 150 м от регулируемых и нерегулируемых пере крестков). Для обследования были выбраны только нерегулируемые пешеходные переходы с искусственными неровностями и без них. Замеры проводились в тече ние дня: в основном в утренний и вечерний час пик, а также в обеденное время по тридцать минут в каждом направлении движения транспорта. Применение видео съемки позволяет неоднократно использовать материалы обследования. При этом можно получить точные данные обследования пешеходного перехода и вниматель но изучить закономерности движения на участках улично-дорожной сети. Для определения задержек транспортного потока использовалось навигационное обо рудование, которое позволяет учитывать изменение скорости транспортного сред ства относительно времени затраченного для проезда.
Объем и характеристики выполненных исследований приведены в табл. Таблица Характеристика Значение Объем видеосъемки, ч Количество обследованных нерегулируемых пешеходных переходов с искусствен ной неровностью, ед.
Количество обследованных нерегулируемых пешеходных переходов без искус ственной неровности, ед.
Итоговое количество обследований нерегулируемых пешеходных переходов, ед. Диапазон интенсивности автотранспорта с искусственной неровностью, авт./ч 459– Диапазон интенсивности автотранспорта без искусственной неровности, авт./ч 592– Диапазон интенсивности пешеходов с искусственной неровностью, пеш/ч 60– Диапазон интенсивности пешеходов без искусственной неровности, пеш/ч 40– Объем выборки (количество выполненных GPS (ГЛОНАСС) треков) Для проведения экспериментальных исследований выбрано сочетание цифро вой съемки транспортных и пешеходных потоков и треков навигационных систем.
В настоящей работе используется спутниковая система веб-мониторинга транспор та компании «Автоника». Компания предлагает систему спутникового мониторин га автотранспорта со спутниковой системой GPS (Глонасс) с применением навига ционного устройства TZ-AVL03.
Для изучения скорости движения транспортного средства просматривается история трека (рис. 2), которая позволяет запросить информацию о перемещении транспортного средства в любой указанный промежуток времени. На подгружае мой карте (входит в состав навигационной системы) отображается линия движения объекта с точками, откуда поступили сообщения на сервер.
Соответственно каждая точка трека содержит информацию о дате, времени отправления сообщения и скорости движения транспортного средства.
Рис. 2. Внешний вид трека в программном обеспечении компании «Автоника» (ул. 2-ая Железнодорожная, район остановки Чайка 08.07.2011г. в 17.12 часов) Треки сохраняются и обрабатываются на сервере компании «Автоника».
Кроме скорости, направления и времени движения для определения задержек необходимо получить расстояние между точками трека.
После обработки треков все данные импортируются в Excel (табл. 2), при этом отмечаются точки, соответствующие положению пешеходных переходов (вы деленная строка).
Таблица Пример результатов обработки трека Суммарное Расстояние Суммарное расстояние Скорость, Время между время между между точками, м между точками, м км/ч точками, с точками, с 0 0 51 0 43 43 48 3 37 80 39 3 20 100 31 2 17 117 28 2 20 137 6 4 4 141 13 2 22 163 20 4 8 171 8 2 7 178 14 4 10 188 21 2 21 209 29 3 18 227 33 2 42 269 40 4 24 293 45 2 41 334 50 3 На основании полученных данных строится график изменения скорости движения транспортного средства (рис. 3).
Переход 334;
0;
Скорость транспортного средства, 43;
293;
269;
80;
100;
30 227;
Скорость 209;
117;
км/ч 163;
20 188;
Расстояние 141;
13 178;
171;
137;
0 50 100 150 200 250 300 350 Расстояние, м Рис. 3. График изменения скорости движения транспортного средства при проезде нерегулируемого пешеходного перехода (случай образования очереди перед переходом) По результатам обследований нерегулируемые пешеходные переходы имеют зону влияния от 90 до 350 м (большие значения – случаи образования очередей транспортных средств на подходе к нерегулируемому переходу), в пределах кото рой происходит снижение скорости автомобилей с последующим возрастанием до первоначальной величины. Скорость на магистральных улицах и дорогах, где про водились обследования, варьировалась в пределах 48–57 км/ч. Снижение средней скорости транспортного потока при наличии ИН на пешеходном переходе проис ходит в среднем до 19 км/ч, т.е. на величину большую, чем на переходах без нее.
Время t, потерянное одним транспортным средством на переходе, можно оценить как разницу между временем, за которое проехал автомобиль tпр и временем, за ко торое мог бы проехать автомобиль без снижения скорости tбсс:
(9) t= tпр - tбсс, где t – задержка транспорта, с;
tпр – время, пройденное автомобилем, с;
tбсс – время проезда автомобиля через пешеходный переход без снижения скорости, с.
Задержки транспортных средств на нерегулируемых переходах варьируются в диапазоне от 0 до 60 с (при отсутствии пешеходов снижение скорости движения транспортного средства было незначительным, поэтому транспортная задержка в таком случае принималась равной 0).
В четвертой главе представлены результаты исследований.
Графики, полученные автором в результате исследования скорости транс портного средства при проезде нерегулируемых пешеходных переходов можно разделить на следующие типы (рис. 4):
без задержки транспортного средства (рис. 4, а);
пропуск пешехода/пешеходов (рис. 4, б);
нахождение транспортных средств в очереди перед переходом (рис. 4, в).
переход 60 Скорость, км/ч Скорость, км/ч Скорость, км/ч переход переход 10 0 0 200 0 100 200 300 0 100 200 Расстояние, м Расстояние, м Расстояние, м а) б) в) Рис. 4. Графики изменения скорости транспортного средства при пересечении пешеходного перехода с разными типами ситуаций Далее выполнен сопоставительный анализ данных натурных исследований и данных, получаемых расчетом с применением эмпирических зависимостей, пред ложенных ранее отечественными и зарубежными авторами. Такой сопоставитель ный анализ позволяет на основе теории массового обслуживания разработать мо дель оценки задержек транспортных средств и настроить эту модель. Путем ре грессионного анализа получена модель, учитывающая интенсивности транспорт ных и пешеходных потоков.
Зависимости средней задержки транспортных средств на нерегулируемых пешеходных переходах описываются уравнениями, приведенными в табл. Таблица Тип пешеходного перехода Уравнение регрессии Коэффициент детерминации с ИН при Nтр=0–1499 авт./ч d=0,011·Nпеш+2,197 R2=0, с ИН при Nтр=1500–3200 авт./ч d=0,025·Nпеш+2,768 R2=0, без ИН при Nтр=0–1499 авт./ч d=0,008·Nпеш+0,412 R2=0, без ИН при Nтр=1500–3200 авт./ч d=0,014·Nпеш+1,065 R2=0, Примечание: Nпеш – интенсивность пешеходов, пеш/ч;
Nтр – интенсивность транспорта, авт./ч, ИН – искусственная неровность («лежачий полицейский») Графически модели определения транспортной задержки на нерегулируемых пешеходных переходах с искусственными неровностями и без них представлены на рис. 5.
Средняя задержка, с/авт.
Средняя задержка, с/авт.
1500-3200 авт./ч 1500-3200 авт./ч 20 10 0-1499 авт./ч 0-1499 авт./ч 0 0 200 400 600 800 1000 0 200 400 600 800 Интенсивность пешеходов, пеш/ч Интенсивность пешеходов, пеш/ч а) б) Рис. 5. Графики влияния интенсивности движения транспорта и пешеходов на величину средней задержки транспортных средств: а) – нерегулируемые пешеходные переходы с ИН;
б) – нерегулируемые пешеходные переходы без ИН В процессе выполнения эксперимента были установлены доли «агрессив ных» водителей, совершающих движение через переход в непосредственной бли зости от пешеходов, т.е. в пределах полосы движения, на которой находится пеше ход (табл. 4).
Таблица Доля «агрессивных» водителей на нерегулируемых пешеходных переходах Тип перехода Доля «агрессивных» водителей, % без искусственной неровности 11, с искусственной неровностью 8, В процессе исследования нерегулируемых пешеходных переходов получены данные, подтверждающие, что пешеходный поток распределяется по Пуассонов скому закону (рис. 6). Эмпирические распределения достаточно хорошо аппрокси мируются отрицательным экспоненциальным распределением.
Статистики распределения Значение интервалов статистики Параметр экспоненциального 0, распределения, =Q/ Среднее, с 13, Медиана 10, Стандартное отклонение 11, Ошибка оценки среднего 1, Минимальное значение, с 0, Максимальное значение, с 50, Процентиль 10 % - значение, с 1, Процентиль 90 % - значение, с 29, Рис. 6. Гистограмма распределения интервалов прибытия пешеходов к нерегулируемому пешеходному переходу (остановка «Вампилова» в микрорайоне Первомайский, г. Иркутск) б) а) Рис. 7. Гистограмма распределения интервалов следования транспортных средств из очереди на нерегулируемом пешеходном переходе: а) – без ИН;
б) – с ИН Таблица Интервалы следования транспортных средств из очереди Статистика Переходы без ИН Переходы с ИН Среднее значение, с 2,50 2, Минимальное значение, с 1,9 2, Максимальное значение, с 3,2 3, Стандартное отклонение 0,33 0, Ошибка оценки среднего 0,05 0, Разница в интервалах следования транспорта из очереди при проезде пеше ходного перехода с ИН и без ИН (рис. 7 и табл. 5) объясняется тем, что транспорт ное средство проезжает пешеходный переход с искусственной неровностью с меньшей скоростью.
С применением формул (7) и (8) было выполнено моделирование средних задержек и длины очередей транспортных средств (рис. 8), пропускной способно сти проезжих частей в зоне размещения нерегулируемых переходов (рис. 9). Сле дует отметить, что расхождения между значениями расчетных задержек (рис. 8, а и б) и наблюдаемых задержек (табл. 3 и рис. 5) не превышают 10–15%.
б) а) в) г) Рис. 8. Результаты моделирования: a) и б) – длительность средней задержки на нерегулируемых пешеходных переходах без ИН и с ИН;
в) и г) – длины очередей транспортных средств на нерегулируемых пешеходных переходах без ИН и с ИН;
200, 400,…..1400 – интенсивность транспортных средств, авт./ч Анализируя график влияния интенсивности движения пешеходных потоков на величину пропускной способности дороги в зоне нерегулируемых пешеходных переходов (рис. 9), можно сделать вывод, что наличие искусственной неровности снижает пропускную способность на 10–20%.
Проезжая часть:
2-х полосная без ИН 3-х полосная без ИН 4-х полосная без ИН Пропускная способность, авт./ч 4500 2-х полосная с ИН 3-х полосная с ИН 4-х полосная с ИН 0 200 400 600 800 Интенсивность пешеходов, пеш/ч Рис. 9. График влияния ширины проезжей части на пропускную способность улиц и дорог в зонах нерегулируемых пешеходных переходов без ИН и с ИН Далее было выполнено моделирование задержек транспортных средств на регулируемых переходах для тех же значений интенсивностей движения транспор та и пешеходов (рис. 10). По результатам моделирования определены условия эф фективного применения нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходов и предложены рекомендации по их применению. Нерегулируемые пешеходные пе реходы следует применять:
– на двухполосных проезжих частях:
при тр менее 600 авт./ч и пеш менее 150 пеш/ч;
при тр менее 500 авт./ч и пеш менее 160 пеш/ч;
при тр менее 400 авт./ч и пеш менее 170 пеш/ч;
– на трехполосных проезжих частях (одностороннее движение):
при тр менее 600 авт./ч и пеш менее 130 пеш/ч;
при тр менее 500 авт./ч и пеш менее 140 пеш/ч;
при тр менее 400 авт./ч и пеш менее 150 пеш/ч;
– на четырехполосных проезжих частях:
при тр менее 600 авт./ч и пеш менее 120 пеш/ч;
при тр менее 500 авт./ч и пеш менее 130 пеш/ч;
при тр менее 400 авт./ч и пеш менее 140 пеш/ч.
Полученные в работе результаты уточняют положения ГОСТ Р 52289-2004, в котором рекомендации по применению регулируемых и нерегулируемых пешеход ных переходов не учитывают ширину проезжей части.
б) а) Рис. 10. Графики влияния ширины проезжей части на величину задержки транспорта на регулируемых и нерегулируемых пешеходных переходах:
а) – 2-х полосная проезжая часть;
б) – 3-х полосная проезжая часть;
в) – 4-х полосная проезжая часть;
25, 100, 200, 300 – интенсивность пешеходов, пеш/ч;
задержка транспорта на нерегулируемых пешеходных переходах при варьировании ин тенсивности движения пешеходов, с/авт.;
задержка транспорта на регулируемых пешеходных переходах при варьировании ин тенсивности движения пешеходов, с/авт.
в) Оценен экономический эффект, получаемый в результате уточнения условий применения нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходов. Эффект до стигается за счет сокращения задержек транспортных средств при введении свето форного регулирования в случаях, когда действующими нормативами рекоменду ется применение нерегулируемых переходов. Так, для улиц и дорог с четырехпо лосной проезжей частью при введении светофорного регулирования для интенсив ности движения пешеходов 120–140 пеш/ч и интенсивности движения транспорта 600 авт./ч годовой экономический эффект составляет 7000–18000 руб.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Разработанная методика оценки задержек транспортных средств на нере гулируемых пешеходных переходах (с искусственной неровностью и без нее) с применением видеосъемки и треков GPS (ГЛОНАСС) навигаторов позволила уста новить:
диапазон значений интенсивностей: транспорта составляет 592– физ.ед./ч;
пешеходов – 40–891пеш/ч;
задержки транспортных средств на нерегулируемых переходах варьируются в диапазоне от 0 до 60 с (при отсутствии пешеходов снижение скорости движения транспортного средства незначительно, поэтому транспортная за держка в таком случае принималась равной 0);
протяженность зоны влияния пешеходного перехода варьируется от 90 до 350 метров (большие значения – случаи образования очередей транспортных средств на подходе к нерегулируемому переходу);
интервалы следования из очереди транспортных средств составляют:
на нерегулируемых пешеходных переходах без искусственной неровности – 2,5 с;
на нерегулируемых пешеходных переходах с искусственной неровностью – 2,9 с.
2. Разработанные математические модели расчета пропускной способности проезжих частей улиц и дорог и задержек транспортных средств в зонах размеще ния нерегулируемых пешеходных переходов показали, что расхождения между расчетными и наблюдаемыми значениями задержек составляют не более 10–15%.
3. Определены области эффективного применения нерегулируемых и регу лируемых пешеходных переходов с учетом ширины проезжей части на основе про пускной способности и задержек транспортных средств.
Установлено, что нерегулируемые пешеходные переходы следует применять:
– на двухполосных проезжих частях:
при менее 600 авт./ч и менее 150 пеш/ч;
при менее 500 авт./ч и менее 160 пеш/ч;
при менее 400 авт./ч и менее 170 пеш/ч;
– на трехполосных проезжих частях (одностороннее движение):
при менее 600 авт./ч и менее 130 пеш/ч;
при менее 500 авт./ч и менее 140 пеш/ч;
при менее 400 авт./ч и менее 150 пеш/ч;
– на четырехполосных проезжих частях:
при менее 600 авт./ч и менее 120 пеш/ч;
при менее 500 авт./ч и менее 130 пеш/ч;
при менее 400 авт./ч и менее 140 пеш/ч.
Полученные в работе результаты уточняют положения ГОСТ Р 52289- «Технические средства организации дорожного движения», в котором рекоменда ции по применению регулируемых и нерегулируемых пешеходных переходов не учитывают ширину проезжей части.
4. Эффективность выполненного научного исследования подтверждена ре зультатами производственной проверки. Экономический эффект, полученный в ре зультате сокращения задержек транспортных средств при введении светофорного регулирования на улицах и дорогах с четырехполосной проезжей частью при ин тенсивности движения пешеходов 120–140 пеш/ч и интенсивности движения транспорта 600 авт./ч, составляет 7000–18000 руб. в год.
ПУБЛИКАЦИИ Входящие в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и из даний»:
1. Чикалин, Е.Н. Методика применения многомерного статистического анализа для развития функциональной классификации улиц центров крупных городов / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина // Вестник ИрГТУ. – 2011. – №1. – С.123–128.
2. Чикалин, Е.Н. Анализ задержек транспортных средств на нерегулируемых пешеходных переходах / Е.Н. Чикалин // Вестник ИрГТУ. – 2012. – № 9. – С. 168–174.
3. Чикалин, Е.Н. Модель пропускной способности улицы в зоне нерегулируемо го пешеходного перехода / Е.Н. Чикалин // Вестник ИрГТУ. – 2012. – №10. – С. 173–180.
– в других научных изданиях:
4. Чикалин, Е.Н. Меры по снижению уровня аварийности при развитии автомо билизации / Е.Н. Чикалин // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользова ния: материал V Всероссийской науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. – Омск: СибАДИ, 2010. – Кн. 2. – С. 232–234.
5. Чикалин, Е.Н. Сравнительный анализ норм и методического обеспечения ор ганизации систем движения пешеходов / Е.Н. Чикалин, А.Ю. Михайлов // Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах : сб.
докладов девятой междунар. науч.-практ. конф. – СПб.: СПбГАСУ, 2010. – С.166–168.
6. Чикалин, Е.Н. Методика расчета пешеходных коммуникаций в условиях вза имодействия разных пешеходных потоков / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина// Политранспортные системы : материалы VII Всероссийской науч.-техн. конф.
– Красноярск – Новосибирск: СГУПСа, – 2010. – С. 597–599.
7. Чикалин, Е.Н. Повышение безопасности движения детей на улично дорожной сети крупных городов / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина // Проблемы функционирования систем транспорта : материалы Международной науч. практ. конференции. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. – С. 347–349.
8. Чикалин, Е.Н. Безопасное и комфортное движение пешеходов на пешеход ных переходах / Е.Н. Чикалин // Проблемы и перспективы развития авто транспортного комплекса: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. с международным участием. – Магадан: Изд-во СВГУ, 2011. – С. 105–107.
9. Чикалин, Е.Н. Применение новейших технических решений в организации дорожного движения / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина // Проблемы функциони рования систем транспорта: материалы Всероссийской науч.-практ. конф.
студентов, аспирантов и молодых учёных. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – С. 446–448.
10. Чикалин, Е.Н. Исследование транспортных задержек с использованием со временных технологий / Е.Н. Чикалин // Социально-экономические пробле мы развития транспортных систем городов и зон их влияния: материалы XVIII междунар. (двадцать первой Екатеринбургской) науч.-практ. конф. / науч. ред. С.А. Ваксман. – Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2012. –С. 317–322.
11. Чикалин, Е.Н. Пути повышения безопасности движения пешеходов на пеше ходных коммуникациях / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина, Т.Б. Григорьева // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских транспортных систем: ма териалы четвертой междунар. науч.-практ. конф. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. – С. 317–322.
12. Чикалин, Е.Н. К вопросу о безопасности движения пешеходов на нерегули руемых пешеходных переходах / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина, В.В. Борисо ва// «Авиамашиностроение и транспорт Сибири – 2012»: сб. научных трудов студентов и преподавателей института авиамашиностроения и транспорта. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, – 2012. – С.53–58.
13. Чикалин, Е.Н. Некоторые аспекты безопасности движения пешеходов / Е.Н. Чикалин, С.Л. Чикалина, В.Е. Муковкина // «Авиамашиностроение и транспорт Сибири – 2012»: сб. научных трудов студентов и преподавателей института авиамашиностроения и транспорта. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. – С.81–86.
Подписано в печать 20.05.2013 г. Формат 6090 / 16.
Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,25.
Тираж 100 экз. Зак. 71. Поз.плана 10 н.
Лицензия ИД№ 06506 от 26.12. Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова,