Методология и техническая реализация регулирования скоростного режима движения транспортных потоков.

Под оптимизацией скоростного режима следует понимать воздействие на скорости транспортных средств в потоке для повышения безопасности движения или пропускной способности. Таким образом, в зависимости от конкретных условий задача оптимизации может заключаться в снижении или повышении существующего скоростного режима. Равномерность скорости движения каждого отдельного автомобиля и транспортного потока в целом сокращает внутренние помехи в нем, является важным условием безопасности движения и, таким образом, входит в задачу оптимизации скоростного режима. В городах эта задача в значительной степени решается путем координации светофорного регулирования и, в частности, внедрения АСУД. Оптимизация скорости в определенной степени обеспечивается при выравнивании состава потока на дороге или полосе движения. Это еще раз подтверждает, что многие методические направления организации движения тесно связаны друг с другом. В зависимости от сложившихся условий движения для повышения пропускной способности дороги может быть необходимо как ограничение, так и повышение скорости, что вытекает из закономерности, описываемой основной диаграммой транспортного потока. Наибольшее значение пропускной способности дороги достигается при скоростях 50 – 55 км/ч. Очевидно, что когда состояние дороги не позволяет обеспечить такую скорость (например, на железнодорожном переезде из-за неисправности настила), мерой ее оптимизации будет устранение этого недостатка. Аналогичным примером является ликвидация гололедицы на дороге, при которой скорость резко падает и снижается пропускная способность. Повышение скорости транспортного потока может быть также достигнуто увеличением ширины проезжей части и обочины до оптимальных размеров (на суженных участках). Противоположные меры могут потребоваться на скоростной дороге при наступлении часа пик, когда обычная скорость для этой дороги 100–120 км/ч не может обеспечить желаемой пропускной способности. В этом случае принудительное временное ограничение скорости до 60–70 км/ч позволяет заметно повысить пропускную способность дороги за счет безопасного повышения плотности транспортного потока. Таким образом, задачи регламентации скорости с целью повышения безопасности движения могут быть разделены на два направления. Первое, получившее в организации движения широкое практическое распространение, – это ограничение скорости в наиболее опасных для движения местах или для определенных типов транспортных средств; второе – регулирование скоростного режима для сокращения разности скоростей транспортных средств в потоке.

Ограничения скорости могут быть постоянными и повсеместными или временными и местными. Постоянные и повсеместные ограничения устанавливаются во всех странах правилами дорожного движения (табл. 4.1). Примером является ограничение почти во всех странах скоростей в населенных пунктах и городах (на застроенной местности) до 50–60 км/ч. Эти пределы установлены в связи с тем, что на застроенной местности условия движения наиболее сложны из-за высокой концентрации пешеходных и транспортных потоков, частых пересечений и обычно недостаточной видимости на них. Как следует из данных, в большинстве стран установлено ограничение скорости 50 км/ч, что является определенным компромиссом между стремлением снизить вероятность смертельного исхода в случае наезда на пешехода и желанием сохранить приемлемый темп движения и пропускную способность УДС. На рис. 4.6 представлена зависимость, полученная на основании анализа конкретных ДТП, которая подтверждает связь скорости в момент наезда на пешехода с вероятностью наступления летального исхода. (При скорости наезда на пешехода 50 км/ч погибает 40 % пострадавших, а при скорости 70 км/ч – 80%.)

Рис. 4.6. Вероятность смертельного исхода для пешехода при наезде на него автомобиля с различной скоростью.

Кроме абсолютного ограничения скорости для застроенной местности, Правила дорожного движения регламентируют также различную максимальную скорость. Большие различия в нормировании пределов скоростей, установленных в разных странах для однотипных транспортных средств на внегородских дорогах, свидетельствуют об отсутствии в международном масштабе достаточно обоснованных критериев выбора этих пределов, а также большом влиянии региональной специфики. Правила дорожного движения РФ так же, как и правила ряда других стран, предусматривают возможность дополнительного ограничения максимальной скорости отдельных видов транспортных средств. Это ограничение обозначается на заднем борту специальным знаком, аналогичным запрещающему знаку 3.24 "Ограничение максимальной скорости". Местные и обычно временные ограничения устанавливают на участках дорог с опасными условиями (см. подраздел 3.1) до устранения этих условий, когда не удается сделать это сразу. При установлении местных ограничений скорости часто основываются на 85 %-ном значении мгновенной скорости (v85) в качестве допустимого предела для опасного участка (см. рис. 3.6) исходя из того, что примерно 15% водителей не умеют или не желают правильно оценивать условия движения и выбирать соответствующую скорость. Устанавливая таким образом местное ограничение скорости, ориентируются на опыт подавляющего большинства участников движения, принуждая любителей чрезмерно быстрой езды подчиниться общей дисциплине и двигаться с допустимой по условиям безопасности скоростью. Однако значение скорости v85 может быть низким и не удовлетворять требованиям эффективности автомобильных перевозок. Поэтому такое ограничение должно рассматриваться как временная мера обеспечения безопасности и сопровождаться одновременным принятием мер для устранения причин, вызывающих необходимость такого нецелесообразного снижения скорости. Регулирование скорости направлено на снижение вероятности ДТП, которая тем выше, чем больше скорость данного автомобиля отличается от средней скорости транспортного потока. Это подтверждается зависимостью (рис. 4.7), которая получена американскими специалистами. Характерно, что наиболее безопасным по этим данным является движение со скоростью, которая больше средней для транспортного потока на 6–8 км/ч. Статистика наблюдений свидетельствует, что выравнивание скоростей в транспортном потоке весьма важно для сокращения ДТП. Выравниванию скоростного режима могут способствовать как ограничение верхнего предела скорости на дороге, так и установление минимально допустимой скорости. Для этого предусматривается не только запрещающий знак 3.24 "Ограничение максимальной скорости", но и знак 4.7 "Ограничение минимальной скорости". Кроме того, ПДД устанавливают также, что на автомагистралях (т.е. дорогах, обозначенных знаком 5.1) не допускается движение транспортных средств, скорость которых меньше 40 км/ч, что также является примером регламентации нижнего пре- дела скорости на дороге. Опыт организации движения показывает, что в ряде случаев воздействовать на скоростной режим следует не путем обязательных ограничений верхнего или нижнего предела, но с помощью рекомендательной информации, а именно применением знака 5.18 "Рекомендуемая скорость". Одним из примеров может служить указание такой скорости на магистралях с координированным светофорным регулированием.

В последние годы в связи с появлением все большего числа высокоскоростных автомобилей на дорогах специалисты стали отмечать, что часто причиной ДТП является неспособность рядового водителя справиться с управлением автомобилем в случае возникновения опасной обстановки при скоростях свыше 120–130 км/ч. Это объясняется тем, что движение при таких скоростях вызывает психическое перенапряжение, связанное с опасностью срыва, а также опасностью экстренного торможения при такой скорости из-за возможной потери устойчивости автомобиля. Одной из мер борьбы с этим явлением стало абсолютное ограничение верхнего предела скорости, что дало положительные результаты в ряде стран. Так, начиная с 1974 г., в США с целью экономии бензина было введено законодательное ограничение верхнего предела скорости на всех дорогах 88 км/ч*. Последующий анализ показал, что эта мера способствовала также значительному сокращению числа и тяжести ДТП в этой стране.

Рис. 4.7. Влияние отклонения скорости автомобиля ∆vа на вероятность P вовлечения в ДТП: 1 – днем; 2 – ночью

При существующем уровне организации движения скоростной режим ограничивают установкой соответствующих дорожных знаков. Применение стационарных знаков имеет весьма существенный недостаток, заключающийся в том, что уровень ограничения не может гибко изменяться. В результате для одних условий (например, дневное время и сухая дорога) ограничение становится неоправданно жестким, а для других (например, ночь и мокрое покрытие) недостаточным. Назначение ограничения по наиболее тяжелым условиям нельзя считать удовлетворительным, так как эти условия в большинстве районов по времени значительно менее продолжительны, чем благоприятные. Следовательно, такое решение при его выполнении водителями вызывает значительные неоправданные потери времени при перевозках. Необходимо отметить, что недопустимо вообще введение чрезмерно низких ограничений (ниже 40 км/ч). Такое ограничение может быть допущено только на короткое время в отдельном месте при действительно опасной обстановке (например, при повреждении моста) или временно на участке дороги (например, при проведении поверхностной обработки покрытия для придания ему шероховатости, а также в местах очень интенсивного движения пешеходов). При введении ограничения скорости на каком-либо участке необходимо учитывать существующий уровень скорости на подходах к нему, помня о том, что резкий перепад скоростей обязательно создает потенциальную опасность ДТП. На основании исследований отечественных и зарубежных ученых предельным допустимым значением снижения скорости на участке дороги следует считать 25–30 % относительно скорости на предыдущем участке движения. Так, на городской магистрали, где разрешенная скорость не выше 60 км/ч, допустимым первичным ограничением является 40 км/ч. На автомобильной дороге, где действует общее ограничение v85 = 90 км/ч, первое ограничение не должно быть ниже 70 км/ч. Если же на такой дороге необходимо ввести ограничение до более низкого уровня (например, до 50 км/ч), то это должно быть сделано ступенчатым способом, т.е. установкой последовательно на определенном расстоянии сначала знака ограничения 70 км/ч, а затем 50 км/ч. Расстояние между этими знаками должно быть рассчитано с учетом возможности для водителей выполнить данное предписание путем плавного (служебного) торможения с замедлением не более 1 м/с2. Большой ущерб организации движения наносят неоправданные и не соответствующие обстановке ограничения скорости, которые непонятны водителям и поэтому большинством из них не выполняются. Особое значение в связи с этим имеют четкость и своевременность информации водителей. В частности, при введении местного ограничения скорости вместе со знаком 3.24 надо установить соответствующий предупреждающий знак, показывающий, в связи с какой опасностью введено данное ограничение (например, сужение дорог, кривая малого радиуса, повышенная скользкость, ремонтные работы, неровная дорога и т.д.). Для повышения скоростей сообщения по магистральным улицам городов в отдельных случаях может быть установлен предел скорости движения выше 60 км/ч, если магистраль имеет соответствующие параметры и обустройство. Введение повышенного скоростного режима на городской магистрали допустимо только при хорошем инженерном обустройстве. Для введения повышенного скоростного режима должно быть упорядочено пешеходное движение, введено его обязательное регулирование на переходах или устроены переходы в разных уровнях. Необходимо обеспечить достаточную шероховатость покрытия, разметку движения и наружное освещение. Также не должны быть исключены нерегулируемые развороты и повороты налево. Имеются примеры, когда на разных полосах проезжей части применяют различный уровень ограничения скорости, что чаще связано со "специализацией" полос по типам транспортных средств. Однако на многополосной проезжей части при однородном составе потока увеличенный скоростной режим может назначаться только при отсутствии нерегулируемых пешеходных переходов. Дело в том, что если, например, по крайней левой полосе увеличить разрешенную скорость до 80 км/ч, то большинство водителей будут стремится ее использовать и будут перестраиваться на эту полосу. Плотность движения здесь становится настолько высокой, что пешеходам невозможно перейти улицу без остановки транспортного потока. В связи с этим резко возникает опасность наезда на пешеходов, переходящих проезжую часть. Перспектива эффективной оптимизации скоростного режима особенно на городских магистралях и автомобильных дорогах с высоким уровнем загрузки тесно связана с возможностью применения многопозиционных управляемых дорожных знаков. С их помощью можно изменять предел ограничения в зависимости от уровня загрузки и метеорологических условий. Как показывает международный опыт, требованиям правил движения и в том числе знаков, ограничивающих скорость, не подчиняется значительная часть водителей, увлекающихся неоправданно быстрой ездой. Это особенно опасно в жилых районах и на въездах в населенные пункты. В связи с этим в большинстве европейских стран специалистами по организации движения разработаны, внедрены и экспериментально частично учтены в нормативных документах методы так называемого "успокоения движения" (рис. 4.8). Они дополняют средства знаковой информации об ограничении скорости. Наиболее широко применяются физические преграды, препятствующие движению со скоростью 20–30 км/ч и выше. К ним прежде всего относятся так называемые искусственные неровности, располагаемые поперек проезжей части. Размеры их зависят от разрешенной на данном участке скорости движения. Необходимо подчеркнуть, что искусственные неровности, показанные на рис. 4, а–в, допустимо применять только на проездах местного значения в зоне жилой застройки и где нет движения маршрутных автобусов и троллейбусов. Причем обязательна предупредительная информация соответствующим предупреждающим знаком.

Рис. 4.8. Способы "успокоения движения": а, б– искусственная неровность («лежачий полицейский») и ее продольное сечение; в – искусственная неровность на всем перекрестке, подходах к пересечению; г – местное сужение проезжей части в зоне пешеходного перехода; д – искусственные препятствия для изменения траектории движения; е – поперечная разметка с уменьшающимися интервалами

На местных проездах используют сужение проезжей части и искусственные препятствия, расположение которых принуждает водителей к зигзагообразной траектории движения автомобилей. Есть примеры оптического воздействия на водителя с помощью поперечной разметки проезжей части с переменным шагом на подходе к опасному месту. Это создает иллюзию ускорения движения, что способствует невольному притормаживанию водителей в такой зоне (рис. 4.8, г–е). Одной из главных причин задержек движения (снижения скорости сообщения) является перенасыщение магистралей транспортными и пешеходными потоками. Поэтому особенно в условиях городов и пригородных зон повышение скорости может быть эффективно достигнуто снижением уровня загрузки дороги. Эта задача решается по двум направлениям: снижением интенсивности потоков или увеличением пропускной способности дороги. В ряде случаев приходится действовать по обоим направлениям одновременно.