Проектирование системы координированного регулирования уличного движения

Министерство  образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Волгоградский  государственный архитектурно-строительный университет»

Факультет «Автомобильные дороги и транспортные сооружения»

Кафедра «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМАГИСТРАЛЯХ  И В ГОРОДАХ»

на тему

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КООРДИНИРОВАННОГО  РЕГУЛИРОВАНИЯ УЛИЧНОГО ДВИЖЕНИЯ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                        Выполнил ст. группы ОБД – 1 -08:

                                                                                                            Песков Д. А.    

Проверил: ассистент кафедры СиЭТС:

                                                                                Карпушко М. О.   

 

 

 

 

 

 

 

 

Волгоград 2012

Содержание

 

 

 

 

 

Введение  ………………………………………………………………………………………………………………………4 - 5

1. Общие  принципы построения графиков координации сигналов светофоров……………………………………………………………………………………………………………………6 - 8

2. Расчет  системы координированного регулирования  дорожного движения……….9-12

Заключение………………………………………………………………………………………………………………………13

Библиографический список…………………………………………………………………………………………….14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Суть координированных систем заключается  в том, что между смежными светофорами  устанавливается взаимосвязь, обеспечивающая включение зеленых сигналов к  моментам подхода упорядоченных  групп автомобилей движущихся с  определенной скоростью.

На улицах города где отсутствуют светофоры движение происходит без системы с разными интервалами и скоростями. Автомобили, накопившиеся у линии СТОП перед красным сигналом светофора, покидая перекресток формируются в группы с определенной плотностью и скоростью движения.

Исследования показали, что критическое  время распадания потока равно или  больше цикла светофора. Практически  группа автомобилей распадается  на отдельные подгруппы или единичные  автомобили спустя 70 – 100 секунд после  начала движения, т. е. на расстоянии 1000 – 1200 м от перекрестка.

На более коротких расстояниях (100 – 150 м) резких явлений распадания потоков не наблюдается, таким образом:

1. волновые процессы в транспортном потоке вызваны светофорным регулированием, имеют параметры  - плотность, скорость, интервалы в движении автомобилей;
2. явление устойчивости транспортного потока в условиях светофорного регулирования показывает, что можно объединить светофорные объекты, расположенные на небольшом расстоянии (150 – 600 м) в систему координированного управления по принципу зеленой волны;
3. оптимальный режим для движения транспорта достигается в том случае, когда автомобили движутся от 1 – го светофора к другому группами точных началу появления зеленого сигнала, в результате внедрения координированного регулирования движения транспорта протекает более ритмично, увеличивается пропускная способность транспортных узлов и скорости движения

Координированное регулирование  также способствует снижению ДТП.

Системы координированного регулирования  делятся на  синхронные и прогрессивные.

В синхронных системах смена сигналов светофоров на всех перекрестках происходит одновременно (как одноименных, так  и разноименных). В синхронную систему  с одновременной подачей одноименных  сигналов целесообразно применять:

• при равных расстояниях между светофорными объектами и при обязательном условии, когда время необходимое от перекрестка к перекрестку с постоянной скоростью равно циклу светофора или кратное ему
• если расстояние между перекрестками не удовлетворяют этому условию, то следует варьировать скоростью (увеличивать или уменьшать её искусственно)

Синхронная система с одновременной  подачей разноименных сигналов светофора  одинаковой длительности на смежных  перекрестках применяется в случае, когда группа автомобилей, прошедшая  с заданной скоростью через перекресток  в начале цикла подъедет к следующему перекрестку так же к началу горения зеленого сигнала через 0, 5; 1,5;2,5…..и т. д. цикла.

Общее для обеих систем состоит  в том, что их применяют лишь в  тех случаях, когда время, необходимое  для проезда автомобилей встречных  потоков от перекрестка к перекрестку  одинаковое и точки встречи находятся  на перекрестках.

К недостаткам синхронных систем следует  отнести то, что в следствии одинаковой продолжительности зеленых фаз при различной интенсивности движения на перекрестках их пропускная способность используется неэффективно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие принципы построения графиков координации сигналов светофоров

Работа по координации сигналов светофоров на перекрестках требует  тщательного изучения условий дорожного  движения. Для оптимизации программы  координированного управления сигналами  светофора необходимо знать: размеры  и состав транспортного потока, скорость движения транспорта, схемы организации  движения, продолжительность цикла  и фаз светофорного регулирования  по каждому перекрестку.

Расчет системы производят в  следующей последовательности.

1.1 Вначале, в качестве критерия оптимизации, необходимо установить, сколько программ координации требуется для системы, чтобы она была максимально приближенной к реальному масштабу времени в течение суток для любого дня недели.

Суточные программы должны быть рассчитаны с учётом колебаний интенсивности  движения автотранспорта на протяжении суток (определены и учтены «пики» и  «межпиковые» периоды). В соответствии с интенсивностью движения на различных  участках в разное время суток  могут вводиться следующие режимы регулирования:

-жёсткое (светофор циклически  повторяет постоянно заданное  количество времени зелёного  сигнала),

-полугибкое (светофор высвечивает  зелёный сигнал пока обнаружено  транспортное средство или если  пешеход нажал на кнопку, детекторы  транспорта установлены не на  главной улице) и

-полностью гибкое регулирование  (детекторы транспорта установлены  на всех подходах к пересечению).

1.2 Следующая операция состоит  в оптимизации цикла светофоров  для каждой программы. Выбор  длительности цикла зависит от  размеров транспортных потоков  схемы организации движения на  перекрестке и ширины примыкающих  к перекрестку улиц.

3. Проектирование систем координированного регулирования следует начинать со сбора данных, необходимых для проведения расчетов и построения графиков подачи сигналов светофоров. В первую очередь на плане магистрали, на которой предполагается ввести координированное регулирование, в масштабе 1:500 обозначаются места расположения светофорных объектов, дорожных знаков и указателей, пешеходных переходов, а также показываются линии разметки проезжей части. Желательно, чтобы на плане была показана застройка и ее функциональное значение (магазины, предприятия, учебные заведения, административные и промышленные здания).
4. Для расчета цикла и фаз светофорного координированного регулирования на каждом регулируемом перекрестке замеряют интенсивность движения транспорта и пешеходов во время часа «пик», в обычное дневное время и вечером. Так как рекомендуемые формулы для расчета пропускной способности, цикла и фаз светофорного регулирования построены применительно к легковому транспорту, то замеры движения необходимо производить по видам транспорта, а затем эти натурные единицы умножать на соответствующие коэффициенты приведения к легковому автомобилю.

1.5 Данные о скорости движения  транспортных средств определяют  натурными наблюдениями любыми  доступными в данных условиях  способами (по показаниям спидометра, секундомера и др.). При этом  желательно, чтобы во время замеров  скоростей были созданы условия  безостановочного движения по  исследуемой магистрали.

Условием успешной координации  работы светофорных объектов является почти одинаковая скорость движения транспортных средств. При проектировании системы координированного регулирования  в расчет принимается скорость, с  которой движется около 85% транспорта.

1.6 Для того чтобы после введения в действие системы координированного регулирования можно было оценить ее эффективность, путем хронометражных натурных наблюдений определяют величины существующих циклов и фаз светофорного регулирования, а также проводят подсчет задержек транспорта перед существующими светофорными объектами.

1.7 Перед тем как переходят к процессу проектирования системы координированного регулирования вводятся понятия «лента времени» и «точка разъезда».

Лента времени - период времени, в течение которого группе автомобилей гарантируется безостановочный проезд с расчетной скоростью через все перекрестки магистрали с координированным регулированием. Чем больше лента времени, тем рациональнее составлен график (эффективнее зеленая волна).

В условиях, когда длины всех перегонов  равны, а также при одностороннем  движении величина ленты времени  равна длительности зеленой фазы и отношение  ( где - лента времени, с; - зеленая фаза, с). В наиболее распространенных условиях движения отношение . При построении графика координированного движения нужно стремиться к тому, чтобы .

Если  при расчётах получено, что ширина ленты времени меньше либо равна  минимальной длительности горения  зелёного сигнала по направлению  координации для ключевого перекрёстка, тогда в качестве ленты времени  принимается величина длительности основного такта в первой фазе регулирования на ключевом перекрёстке.

Точкой  разъезда называется участок улицы с двусторонним движением, где встречаются группы транспортных средств, идущих навстречу друг другу. На рис. 1 точки разъезда обозначены буквами А, В, С.

Из треугольника ABC выводится математическая зависимость между длительностью цикла, расстоянием между точками разъезда и скоростью движения транспортных средств:

 

где  - скорость движения, м/сек; - расстояние между точками разъезда, м ; - продолжительность цикла, сек.

Если перекрестки расположены  очень близко друг к другу, то расстояние между точками разъезда будет  обеспечивать соответствующую скорость движения только при очень коротких циклах регулирования. В таких случаях  необходимо увеличить расстояние между  точками разъезда не менее чем  до 200 м, чтобы сигналы смежных  перекрестков действовали синхронно.

Чем интенсивнее движение транспорта через перекресток, тем ближе  к перекрестку должна быть точка  разъезда. Чем дальше перекресток  находится от точки разъезда, тем  более длительная зеленая фаза нужна  в сторону расчетной улицы  для пропуска такого количества транспорта, как если бы этот перекресток находился  непосредственно в точке разъезда. Это в свою очередь резко снижает  пропускную способность узла в перекрестном к главной улице направлении. Если же не увеличивать зеленую фазу, то уменьшается величина ленты времени  и, следовательно, сокращается пропускная способность координируемой магистрали.

Если точка разъезда не совпадает  с перекрестком, то для пропуска транспорта с двух противоположных  направлений иногда увеличивают  зеленую фазу. Это приводит к увеличению скорости движения транспортных средств, чтобы избежать этого следует  включать зеленые сигналы для  каждого направления в разное время, что даст возможность пропустить транспорт одновременно прямо и  налево.

После получения всех необходимых  данных приступают непосредственно  к расчету графика координированного  регулирования.

 

 

 

 

2. Расчет системы координированного регулирования дорожного движения

2.1. Назначение для системы в  целом длительности светофорного  цикла по наиболее сложному  и загруженному перекрестку.

Продолжительность цикла состоит  из суммарной продолжительности  включения всех сигналов светофорного объекта, обслуживающих все фазы, включая продолжительность включения  зеленого сигнала плюс интервалы  смены сигналов. При большей продолжительности  цикла удается пропустить большее  количество транспортных средств в час, однако это приводит к увеличению среднего времени задержки.

Оптимальный подход заключается в  использовании наименьшей возможной  продолжительности цикла, позволяющей  эффективно обслуживать транспортные потоки.

Существуют различные методики расчета параметров светофорного цикла. Классическая методика расчета режима светофорной сигнализации разработана английским исследователем Ф. Вебстером (F. J. Webster) и основывается на определении соотношения между интенсивностью движения транспортных средств на перекрестке и величиной потока насыщения.