ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ УЛИЦ СО СВЕТОФОРНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

При регулировании движения пропускная способность улицы определяется прежде всего пропускной способностью сечения, где установлен светофор (пропускная способность улицы в створе стоп-линий).

Эффективность использования сигналов светофорного цикла зависит в основном от двух показателей: доли разрешающего сигна­ла в общей длительности цикла и интенсивности движения. Слиш­ком малая длительность цикла ведет к снижению пропускной спо­собности полосы движения, так как продолжительность разрыва между пачками автомобилей недостаточна для их уплотнения, а Доля переходных (желтых) сигналов, хотя их длительность и оста­ется неизменной, резко увеличивается. Доля эффективного времени Цикла малой длительности снижается. Чрезмерная длительность Цикла, хотя и позволяет увеличить долю эффективного времени, при­водит к образованию очередей у стоп-линий и росту транспортных потерь. Выбор оптимальной продолжительности светофорного цикла, расчет длины очереди и транспортных потерь выполняют с учетом Характерных для городов закономерностей транспортных потоков.

Методы расчета длительности светофорного цикла можно раз-Делить на три группы. Первая основана на использовании законо­мерностей разъезда очередей и допущения существования у свето-

форов очередей, позволяющих полностью использовать разрешаю щий для движения сигнал. Вторая исходит из предположения слу чайного прибытия автомобилей к светофору, и оптимизация цикла ведется не по пропускной способности, а по длине очереди. К третьей группе относятся методы, основанные на моделировании транс­портных потоков.

Каждый из методов расчета длительности светофорного цикла и пропускной способности улицы требует некоторого объема исход­ной информации о дорожных условиях, планировке пересечении, составе потока, интенсивностях движения автомобилей и пешехо­дов. Точность расчета определяется полнотой этой информации. При проектировании улично-дорожной сети города или отдельной улицы такая информация отсутствует, а ориентация на средние характе­ристики потока может привести к большим ошибкам. В таких случаях целесообразно ориентироваться на предельную пропускную способ­ность и допустимые уровни загрузки движением улиц. В этом отно­шении первая группа методов расчета пропускной способности улиц при светофорном регулировании более предпочтительна, поскольку для своей реализации требует знания только двух характеристик: состава потока и длительности светофорного цикла. Эти методы и используют при проектировании улично-дорожной сети города. Бо­лее точные методы второй и третьей групп используют при разработ­ке схем организации движения на пересечениях, при эксплуатации уличной сети и создании автоматизированных систем управления движением.

Максимальное число автомобилей, которое может пройти по од­ной полосе движения за один цикл при заданной длительности раз­решающего движение сигнала, зависит от того, как полно будет использовано время этого сигнала, т. е. достаточно ли автомобилей в скопившейся очереди, чтобы в течение всего времени зеленого сиг­нала обеспечивалась максимальная плотность движения. Пропуск-ныя способность полосы движения определяется в этом случае сле­дующим расчетом:

где —длительность зеленого сигнала, с; —интервал во времени между включением зеленого сигнала и уходом с пересечением первого автомобиля, с; — средний интервал между автомобилями, уходящими из очереди в створе стоп-линий, с; т — число автомобилей, проходящих по одной полосе за один цикл; N\ — про­пускная способность полосы при светофорном регулировании, авт./ч; — длитель­ность светофорного цикла, с.

Основой всего этого расчета являются закономерность изменения интервалов между автомобилями при уходе из очереди и изменение длительности светофорного цикла по длине улицы. При проектиро­вании улицы длительность рассчитывают для всех пересечений со светофорным регулированием с учетом состава, интенсивности

потока и организации движения. На разных пересечениях длитель­ность может получиться при этом неодинаковой. Для улучшения условий движения по улице разрабатывают в таких случаях систему координированного регулирования движения. Пропускная способ­ность улицы от этого не увеличивается, но существенно снижаются транспортные потери, связанные с образованием очередей у свето­форов.

При координированном регулировании расчетная длительность

на длине всей улицы принимается постоянной и равной большей из , определенных ранее для каждого пересечения. Если работа светофоров не координирована и каждое пересечение работает в ав­тономном режиме со своим временем , пропускная способность пе­регонов улицы будет разной, а пропускная способность всей улицы в целом будет определяться наименьшей пропускной способностью одного из расположенных на ней пересечений.

Интервалы зависят от порядкового номера автомобиля

в очереди.

Для первого автомобиля интервал включает время, затрачи­ваемое водителем на приведение автомобиля в движение и преодо­ление пути до стоп-линий. Это движение происходит в режиме раз­гона. В таком же режиме движется и второй автомобиль. Интервал

на стоп-линий зависит от того, на сколько водитель второго авто­мобиля запаздывает с троганием с места относительно первого. Сле­дующие автомобили также начинают движение с некоторым запаз­дыванием относительно предыдущего. Но влияние этого запаздыва­ния на интервал уменьшается для каждого следующего автомо­биля за счет более длительного или более интенсивного разгона. При разъезде очереди между автомобилями устанавливается интер­вал, близкий к минимальному. Этот интервал может существовать при малых скоростях движения. При разъезде очереди скорость дви­жения увеличивается, и после разъезда части очереди плотность дви­жущегося потока начинает уменьшаться. Практика показывает, что плотность потока начинает падать после 5—6-го автомобиля. Это означает, что пропуск очереди большей длины приведет к снижению эффективности использования зеленого сигнала светофорного цикла.

Интервал между автомобилями при разъезде очереди зависит от состава транспортного потока: чем тяжеловеснее автомобиль, тем большего расстояния до впереди идущего автомобиля (лидера) при­держивается водитель. Отмечено также, что и лидер оказывает влия­ние на интервал . Так, например, для грузового автомобиля, если лидер легковой, интервал на 0,5—1,0 с меньше, чем при лидере грузовом автомобиле (рис. 3.6). В расчетах можно использовать средние значения интервалов при разъезде очереди с учетом состава потока:

 

Пропускную способность поло­сы движения при светофорном ре­гулировании можно представить через сумму 6/,. Номограмма, свя­зывающая длительность зеленого сигнала (), светофорного цикла, число автомобилей, проходящих за один цикл п_ц, и пропускную спо­собность полосы движения , представлена на рис. 3.7. Она поз­воляет на стадии проектирования уличной сети города принимать ре­шения о пропускной способности улиц с многопблосной проезжей

частью. При этом следует иметь в виду, что речь идет о максимальной пропускной способности полосы движения, определяемой как макси­мально возможное число автомобилей, проходящих через стоп-ли-нию при максимальной плотности потока.

Эффективность транспортной работы улиц может быту повышена координацией работы светофоров. Пропускная способность улицы при этом изменяется незначительно, но ее можно существенно уве­личить за счет сокращения очередей у стоп-линий. При такой системе регулирования пачки автомобилей после ухода с первого перекрест­ка должны проходить всю длину улицы без остановок.

Чем дольше сохраняется пачка, тем больше вероятность того, что все автомобили этой пачки пройдут по улице без остановок у светофоров.

Распад пачек связан с неодинаковыми скоростями входящих в них автомобилей. На расстояниях 600—800 м от светофора, где фор-

мируются пачки, транспортный по­ток становится сплошным со слу­чайным распределением автомо­билей. На улицах с такой органи­зацией движения при выборе пла­нировочного решения пересечений и оценке их пропускной способ­ности необходимо знать возмож­ное число автомобилей, прибы­вающих в расчетный створ в еди­ницу времени.

Такую задачу решают с ис-пользованием положений теории транспортного потока.

Для практических расчетов ис­пользуют зависимость, представ­ленную на рис. 3.8, где коэффициент к численно представляет собой число автомобилей за время t:

(3.3)

где N\ — интенсивность движения по одной полосе, авт./ч; — продол житель-ность /-го сигнала в цикле, с.

Для определения числа автомобилей, проходящих через стоп-линию без остановок, принимают Для опре-

деления максимальной очереди у светофора время принимают рав-ным длительности запрещающих в данном направлении сигналов. С учетом этого формула (3.3) принимает вид:

Сведения о максимальной длине очереди у светофора необходимы для расчета и выбора элементов планировочного решения пересе­чения, в частности длин дополнительных полос, вводимых на пере­сечении для пропуска поворачивающих потоков.