На головну

Методи оцінки ефективності (якості) організації дорожнього руху

  1. I. Поняття, основні принципи, цілі, завдання та напрями забезпечення безпеки дорожнього руху.
  2. I. Психологічні умови ефективності бойової підготовки.
  3. I.5. Організація освітньої діяльності. Форми організації навчальної діяльності
  4. III. Основна схема організації системно-структурної методології
  5. III. ФІЗИЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
  6. III. Етапи, регламент i методика правядзення дзелавой гульнi
  7. IV. Вимоги до організації здорового харчування та формування зразкового меню

При розгляді основного змісту інженерної діяльності з організації дорожнього руху (див. Підрозд. 1.2) було наголошено на необхідності оцінювати кількісними показниками результати впроваджуваних заходів. При цьому відзначалася особлива важливість застосування методу порівняння показників "до і після". Це викликано різноманітністю конкретних умов руху, в зв'язку з чим неможливо встановити абсолютні значення оціночних критеріїв і слід аналізувати зміни показників, що відбуваються в результаті вдосконалення організації руху впровадженням окремих і комплексних заходів на даній ділянці УДС або у відповідному регіоні.

В принципі майже всі характеристики, розглянуті в попередніх розділах підручника, можуть бути використані для такого аналізу. Однак наукові дослідження і практика показують, що можуть бути виділені найбільш інформативні та зручні для використання критерії. Очевидно, що кожен з них повинен дозволяти оцінити ті вимоги, які висуваються практичними завданнями або специфічними дослідницькими цілями. Найбільш важливе значення для оцінки ефективності впроваджуваних заходів мають критерії, які повинні відповідати на питання, якою мірою досягнуто позитивних результатів у забезпеченні безпеки руху, швидкості автомобільних перевезень та їх економічності.

Оцінка рівня безпеки базується в основному на показниках статистики ДТП і на характеристиці конфліктних точок і конфліктних ситуацій на розглянутих елементах УДС. Глави 2 і 3 містять досить докладні відомості для аналізу за цим напрямком. Треба лише доповнити наступне. Удосконалення застосовуваних методів і апаратури сприяє появі нових методичних прийомів, а також приладового забезпечення оцінки впроваджених рішень. Однак у вітчизняній практиці ця заключна частина діяльності щодо поліпшення організації руху є поки найслабшою і рідко виконується. Тому впровадження викладаються далі методів є однією з найважливіших перспективних завдань для досягнення більш високого рівня організації руху.

Для оцінки швидкісних показників транспортного потоку можуть бути використані такі критерії, як миттєва швидкість в характерному перерізі дороги, швидкість повідомлення на певній ділянці маршруту, частота і тривалість затримок транспортних засобів, ступінь рівномірності швидкісного режиму. Найбільш показовою характеристикою є швидкість повідомлення, яка обернено пропорційна витратам часу на пересування транспортних засобів по УДС. Середні витрати часу на рух (темп руху ТД) Вимірюють в хвилинах, витрачених на проїзд 1 км досліджуваного маршруту.

Вельми важко встановити універсальні норми швидкості vc, Які повинні бути забезпечені в містах при задовільною організації руху. На основі досліджень можна орієнтовно відзначити, що в періоди середньої інтенсивності руху на магістралях з перетинами в одному рівні може бути досягнута vc = 40 км / год для легкових автомобілів і vc = 20 км / год для наземного МПТ, наступного з зупинками через 300 - 500 м. Однак з урахуванням значних відмінностей конкретних умов руху по різним вулицями (профіль дороги, стан покриття, частота перетинань, режими регулювання, умови руху МПТ) ці цифри можна прийняти в якості орієнтовних, але не оціночних критеріїв.

При оцінці конкретних вулиць і маршрутів зі швидкісного режиму слід скористатися відносної оцінкою, порівнюючи швидкість vc, Що досягається фактично на різних ділянках магістралі. На рис. 4.9 показана просторова діаграма усередненої для кожного перегону швидкості повідомлення, отримана при дослідженні на семи перегонах різної довжини міської магістралі. Швидкісний режим визначався за допомогою ходової лабораторії в пікові періоди руху. "Вузькими" ділянками є 3-й і 7-й перегони, де швидкість vc впала відповідно до 15 і 12,5 км / год. Завданням організаторів руху є аналіз причин різкого падіння швидкості в "вузьких" місцях і вжиття заходів для їх усунення. Для порівняльної оцінки забезпечується експлуатаційного швидкісного режиму може бути рекомендований показник рівня забезпечується швидкості Kv (Коефіцієнт використання швидкісного режиму). У загальному вигляді

де vc и vp - Відповідно реалізована при русі швидкість повідомлення і дозволена на даній дорозі (ділянці) швидкість, км / год.

 Мал. 4.9. Результати вимірювання швидкості повідомлення ходової лабораторією на міський магістралі:
I, II и III - Відповідно дозволена, максимальна реалізована і середня швидкості на ділянках; IV - "вузькі місця

Багато робіт вітчизняних і зарубіжних дослідників показують, що умови безпеки, а також витрата палива в значній мірі залежать від стабільності швидкісного режиму на протязі маршруту. Чим більше частота і діапазон коливань (дисперсія) швидкості автомобілів при проїзді по магістралі, тим нижче відносний рівень безпеки руху та паливна економічність. Це положення підтверджує і розвиває сказане раніше про дослідження, на підставі яких отримано графік на рис. 4.9. Представляється можливим в якості об'єктивного методу для оперативної оцінки ефективності організації руху використовувати аналіз просторово-часової характеристики швидкісного режиму, отриманої ходовими лабораторіями. Наявність просторово-часової характеристики швидкісного режиму дозволяє визначити математичний шум прискорення (середнє відхилення прискорення) на досліджуваній ділянці:

,

де Т - Час руху по досліджуваній ділянці, с; ai - Миттєві значення прискорення, м / с2; dt - Проміжок часу, прийнятий для фіксації прискорення при аналізі безперервного запису швидкості руху автомобіля в потоці, с.

Показник шуму прискорення може бути успішно застосований для характеристики стабільності швидкісного режиму на перегоні при невпинному русі. Однак він не чутливий до наявності повних перерв руху (зупинок). Тому для об'єктивної оцінки, особливо міських магістралей з регульованими перетинами, слід застосовувати показник коливань швидкості (Градієнт швидкості) Gv. Він є відношенням шуму прискорення до швидкості повідомлення протягом досліджуваного ділянки: Gv = ?a/ vc.

Дослідження показали, що на магістралі з регульованим рухом при кроці обробки записи швидкісного режиму (див. Рис. 3.7) ?v = 1 км / год, а ?t = 1 с і довжині перегону 500-600 м Gv досягає при високій щільності потоків 0,2 с-1. Це свідчить про великий нестабільності швидкісного режиму. При ефективної координації світлофорного регулювання показник коливання швидкості не перевищує 0,1 с-1.

Приватним транспортно-експлуатаційним критерієм, який може бути застосований для непрямої оцінки ефективності організації дорожнього руху, є питома витрата палива автомобілем (наприклад, на 1 км пробігу за маршрутом). Досягнення зниження витрати палива на конкретних маршрутах при однаковій інтенсивності транспортних потоків за рахунок поліпшення організації руху може служити вагомим доказом ефективності проведених заходів. Так, дослідженнями, проведеними в МАДИ, встановлено, що введення координованого регулювання забезпечує зниження витрат на бензин не менше 0,008 л на 1 км пробігу умовного автомобіля, маса якого 1 т. Це, наприклад, означає, що для магістралі довжиною 10 км з інтенсивністю руху 10 000 авт / добу економія палива транспортним потоком за 1 добу складе близько 800 л.

Особливо великий вплив на витрату палива автомобілями надають зупинки, що вимагають подальшого розгону. Дослідженнями в умовах руху в містах встановлено, що сучасні вітчизняні автомобілі з карбюраторними двигунами витрачають на кожен цикл розгону з місця до швидкості 60 км / год близько 0,1 л бензину на кожну тонну повної маси. Тому важливими показниками якості організації руху є коливання швидкісного режиму і число зупинок на 1 км пробігу.

Витрата палива становить значний інтерес не тільки з економічних міркувань, але і в зв'язку з тим, що дозволяє приблизно оцінити ступінь забруднення атмосферного повітря на обстежуваному ділянці УДС. У табл. 4.2 наведені експериментальні дані про витрату палива, л / км, і шкідливі викиди, г / км, в міських умовах руху для автомобілів різних категорій (див. Табл. 2.2) з бензиновими двигунами.

Таблиця 4.2

 Категорія ТЗ  паливо  СО  NOx СxHx
Ml  0,092  12,4  1,8  2,0
М2  0,191  40,19  1,2  3,1
M3  0,543  139,9  12,7  8,2
N1  0,135  39.6  3,0  4,0
N2  0,367  118,4  10,0  10,6
N3  0,673  113,8  16,3  7,1

Крім уже згаданих шуму прискорення і градієнта швидкості, можна назвати такі поширені параметри, як шум енергії і градієнт енергії.

Щоб пояснити значення енергетичних критеріїв, слід підкреслити, що фізичний зміст їх застосування полягає в можливості оцінити втрати енергії в транспортному потоці внаслідок несприятливих умов руху (неоднорідності потоку, перенасичення дороги потоком, неякісної координації світлофорного регулювання і т.д.).

Застосування критеріїв шум енергії ?Е і градієнт енергії GE виправдане при більш глибоких дослідженнях характеристик транспортних потоків. При аналізі швидкісних режимів на міських магістралях було встановлено, що зі збільшенням швидкості руху і продовженням руху в цьому режимі зменшуються миттєві і середні значення прискорень. В результаті при високій швидкості не враховується одне з основних протиріч дорожнього руху "швидкість - небезпека". Однак цією обставиною зазвичай нехтують при визначенні оптимальних швидкісних режимів по шуму прискорення.

Тому подальший напрямок розвитку оціночних критеріїв пов'язано з розробкою критерію, сформованого на основі оцінки середнього квадратичного відхилення миттєвих значень аi и vi від середнього значення  . Цей критерій названий шумом енергії:

,

де аi и vi - Миттєві значення відповідно прискорення, м / с2, І швидкості, м / с, в одній і тій же точці;  - Середнє значення твору швидкості на прискорення на досліджуваній ділянці, м2/ с3; n - Число вимірювань швидкості та прискорення.

Розглянемо обгрунтованість такої назви критерію. Кінетична енергія руху автомобіля

,

де m - Маса автомобіля

Похідна енергія за часом характеризує процес зміни кінетичної енергії рухомого автомобіля:

,

Оскільки за проміжок часу dt між двома вимірами (2-3 с) маса автомобіля не змінюється, можна вважати, що зміна енергії характеризується твором прискорення на швидкість.

На відміну від прискорення твір  зростає зі збільшенням швидкості при нерівномірному русі, а в разі наближення до стійкого режиму руху залишається на одному рівні при швидкості вище 40-45 км / ч. Це принципова відмінність дозволяє одержувати більш точну оцінку режиму руху, що характеризується відносно високою швидкістю.

Шум енергії порівняно рідко використовується при оцінці умов руху. За наявними даними можна вважати умови руху складними при шумі енергії вище 4 - 5 м2/ с3. градієнт енергії GE є більш універсальним критерієм. Розрахункова формула для його визначення виходить при перетворенні шуму енергії: .

Експериментальні дослідження, проведені проф. В. В. Зирянова, показали, що найбільш істотний вплив на градієнт енергії надають тривалість затримок і нерівномірність руху. Ступінь взаємозв'язку цих факторів з градієнтом енергії приблизно однакова. Такі властивості дозволяють успішно застосовувати градієнт енергії для оцінки ефективності методів організації дорожнього руху на регульованому світлофорами транспортної мережі.

В результаті цих досліджень встановлено такі залежності між градієнтом енергії і основними характеристиками транспортних потоків:

- Зі збільшенням інтенсивності руху градієнт енергії зростає, тобто критерій відображає ті якісні зміни стану транспортного потоку, які відбуваються при зміні рівня завантаження дороги (рис. 4.10, а);

- Збільшення швидкості повідомлення і зниження затримок призводять до зменшення градієнта енергії (рис. 4.10, б);

- Підвищення стабільності швидкісного режиму сприяє зниженню градієнта енергії;

- Різнорідність складу транспортного потоку призводить до збільшення градієнта енергії.

Дорожньо-транспортні умови руху можна орієнтовно охарактеризувати відповідно до таких значеннями градієнта енергії, м / с2:

 сприятливі  менше 0,3
 задовільні  0,3-0,55
 Складні (незадовільна організація дорожнього руху)  більше 0,55

При проведенні досліджень з метою оцінки умов руху з енергетичних критеріям необхідно вимірювати миттєві значення швидкості vi і прискорення аi через певні інтервали часу. При виборі дискретності відліків треба враховувати, що при малих інтервалах реєстрації даних збільшується трудомісткість обробки експерименту, а при великих інтервалах можливий пропуск суттєвої інформації про зміну режиму руху. На основі проведених в МАДИ досліджень показника GE рекомендується реєстрація параметрів через кожні 2с за допомогою автоматизованої апаратури і мікропроцесора для обробки даних.

Слід зазначити, що при оцінці стану дорожнього руху фахівцями ГИБДД або дорожньо-експлуатаційної служби далеко не завжди можливо і доцільно застосування точних експериментальних методів. Доводиться використовувати найпростіші способи, обмежуючись даними про ДТП і вимірами швидкостей і затримок руху. Проте фахівці з ОДР повинні знати про ці методи, а в необхідних випадках вдаватися до допомоги дослідних лабораторій.

 Мал. 4.10. Залежність градієнта енергії:
 а - від рівня завантаження Z на міський магістралі; б - від середньої тривалості ?t затримок на маршруті

Таблиця 4.3

 Категорія умови руху  коефіцієнт Z q, Авт / км vс  Стан транспортного потоку
А  до 0,3  До 6  до 113  вільний
В  0,5  "13  "90  стабільний
С  0,7  "19  "80  обмежено стабільний
D  0,9  "31  "64  Наближений до нестабільного
Е  "1,0  "43 (початок затору)  "48  На рівні пропускної здатності, переходить в нестабільний
F  більше 1,0  Більш 4,7 до 93 (затор)  "0  Стиснутий, нестійкий, переходить до стану затору

На закінчення слід зазначити, що з точки зору споживачів, тобто водіїв ТЗ (професіоналів та любителів) першорядним показником залишається середня швидкість руху (швидкість повідомлення), що відображає витрату часу на проїзд з того чи іншого маршруту. У зв'язку з цим на додаток до вже сказаного щодо оцінки швидкісного режиму слід зупинитися на оцінці умов руху показником рівня обслуговування (рівнем зручності руху) на дорозі, розробленим в США і досить широко визнаним фахівцями багатьох країн. Цей показник практично визначається швидкістю повідомлення, яка може бути реалізована у конкретній дорозі. При цьому виходять з того, що зручність і якість обслуговування визначаються ступенем напруженості (психічного та фізичного навантаження) праці водія в транспортному потоці.

Весь діапазон умов руху розділений на шість категорій. У табл. 4.3 наведені дані, зазначені цим автором для кожної категорії умов руху, а саме: рівень завантаження Z смуги руху, щільність q транспортного потоку, що реалізується швидкість vc, А також умовна термінологічна характеристика стану транспортного потоку.

Професор В. В. Сільянов рекомендує, орієнтуючись на вітчизняні умови дорожнього руху та складу транспортного потоку, поділяти його стан на чотири категорії:

А ................................................. . Z <0,2 (потік вільне володіння)

Б ................................................. . Z = 0,2 ? 0,45 (потік частково пов'язаний)

У ................................................. . Z = 0,45 ? 0,7 (потік пов'язаний)

Г ................................................. . Z = 0,7 ? 1,0 (потік насичений з колонним рухом)




Протокол вивчення швидкості і затримок на маршруті | Протокол реєстрації даних для вивчення інтенсивності руху | Апаратура для дослідження дорожнього руху | Вивчення статистики дорожньо-транспортних пригод | Аналіз конфліктних точок | Дослідження конфліктних ситуацій | Основні напрямки і способи організації дорожнього руху | Поділ руху в просторі | Поділ руху в часі | Формування однорідних транспортних потоків |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати