![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Светофорное регулирование
Общие положения. Светофоры предназначены для поочередного пропуска конфликтующих потоков через конфликтную зону, для обозначения опасных участков или для разрешения въезда на опасные специфические объекты, например, железнодорожные переезды. Светофорный объект -это участок улично-дорожной сети, где регулирование движения осуществляется посредством светофорной сигнализации. Различают 3 основные группы светофоров: транспортные, пешеходные и транспорт-но-пешеходные. Транспортные светофоры делятся на 2 группы- общего и специального назначения. Транспортные светофоры общего назначения - это базовые трехсекционные светофоры и их модификации, предназначенные для поочередного пропуска транспортных потоков. Транспортные светофоры специального назначения предназначены для регулирования движения на специфических объектах - железнодорожных переездах, паромных переправах, реверсивных полосах, территориях предприятий, а также для регулирования движения маршрутного пассажирского транспорта. Пешеходные светофоры предназначены для регулирования пешеходного движения, отличаются от транспортных отсутствием желтого сигнала и наличием на линзах силуэта пешехода или надписи «Стойте» либо «Идите». Заметим, однако, что согласно международным нормативам, пешеходные светофоры могут быть и трехсекционными, включая секцию желтого сигнала. Транспортно-пешеходные светофоры имеют своей целью информировать участников движения о наличии опасного нерегулируемого объекта. Отличительной особенностью является наличие (или работа) только желтых мигающих сигналов. Сигналы светофора имеют следующие базовые значения: красный сигнал (КС) - запрещает движение; зеленый сигнал (ЗС) - разрешает движение; желтый сигнал (ЖС) - запрещает въезд на объект тем участникам, которые имеют техническую возможность остановиться без применения экстренного торможения; бело-лунный сигнал - не имеет самостоятельного значения. В этих светофорах (для регулирования маршрутного пассажирского транспорта) имеет значение комбинация из четырех расположенных Т-образно сигналов. Выключение нижнего запрещает движение, а комбинации " 1, I и Г разрешают движение в указанных направлениях. Светофорное регулирование обладает определенными преимуществами и недостатками. К преимуществам можно отнести: - повышение безопасности движения, поскольку ликвидируются опасные боковые - возможность распределить время для движения конфликтующих потоков так, чтоиы суммарные потери на перекрестке были минимальными; - возможность организовать движение транспортных средств компактными группами (пачками), в промежутках между которыми можно безопасно переходить проезжую часть, выезжать с мест стоянки и т.д. Эти компактные группы можно таким образом распределить (скоординировать) по магистрали или даже по сети, что они будут попадать на перекрестки только на зеленый сигнал и двигаться безостановочно; - возможность организовать беспрепятственный и быстрый проезд специальных ма К недостаткам светофорного регулирования можно отнести: - возникновение значительного количества попутных столкновений; - увеличение экономических и экологических потерь из-за остановок главного направления, особенно при малоинтенсивном второстепенном направлении; - в случаях низкой интенсивности движения из-за бессмысленных остановок и задержек транспорта и пешеходов возникает много спровоцированных нарушений Правил; - значительные потери всех видов при неправильном выборе времени и режима работы объекта, при неправильной установке (расстановке) самих светофоров и т.д. Поэтому светофорное регулирование следует вводить только там и только тогда, где и когда оно целесообразно. Известны следующие основные критерии (условия) введения светофорного регулирования, вошедшие с определенными вариациями в национальные стандарты: 1 - критическая интенсивность движения конфликтующих транспортных потоков, как правило, от 800x100 до 400x200 авт./ч. Введение светофорного регулирования считается оправданным, если в течение 8 ч суммарно рабочего дня недели интенсивность движения на объекте превышает критическую. Для небольших населенных пунктов (менее 10 тыс. жителей) минимальные значения интенсивности движения могут быть снижены на 30 %; 2 - критическая интенсивность конфликтующих транспортных и пешеходных потоков, как правило, свыше 600 авт./ч х 150 чел./ч. Введение светофорного регулирования считается оправданным, если указанные соотношения имеют место в те же 8 ч суммарно рабочего дня недели. Для небольших населенных пунктов нормативы могут быть снижены на 30 %. Заметим, что американские стандарты допускают установку светофорного регулирования на (любых!) пешеходных переходах, расположенных вблизи школ. К чести отдельных местных администраторов следует отметить, что и в Республике Беларусь нередко вводится такое регулирование в районе школ вопреки действующему стандарту; 3- наличие аварийного объекта. Введение светофорного регулирования считается оправданным, если за последние 12 месяцев произошло не менее 3 аварий (по американским стандартам - 5), которые могли бы быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации; 4 - комбинация приведенных условий - если требования пунктов 1, 2 и 3 выполняются, в сочетании, не менее чем на 80 %, то введение светофорного регулирования оправдано; 5 - формирование макроструктуры транспортного потока. На нагруженных магистралях движение транспорта должно быть пачкообразным и чтобы его поддерживать в таком виде, в определенных («удобных») местах специально вводят светофорное регулирование. При этом необходимо учитывать, что установка светофорного объекта без видимой целесообразности или в «неудобном» месте не дает положительного эффекта, наоборот, провоцирует массовые нарушение Правил. Заметим, что это условие в советские и постсоветсткие стандарты пока не введено. Светофорное регулирование делится на два основных класса - локальное и системное. Локальное регулирование осуществляется на отдельном объекте, управление которым не согласовано с другими объектами. Оно подразделяется на три основных типа - предупреждающее, жесткое и гибкое. Предупреждающее (нецикловое) регулирование имеет целью предупреждение об опасности и реализуется желтым мигающим сигналом. Жесткое программное регулирование предназначено для поочередного пропуска конфликтующих потоков по жесткому циклу, задаваемому программой на довольно длительный период и совершенно не зависящему от реальной ситуации на светофорном объекте. Гибкое {адаптивное) регулирование имеет целью приспособление (адаптацию) регулирования к реальной ситуации путем коррекции параметров светофорного цикла. Естественно, оно возможно только при наличии автоматической обратной связи между конфликтующими потоками и управляющим устройством. Между основными типами локального регулирования существуют переходные (промежуточные) типы. Например, между жестким и гибким регулированием рас- положено регулирование с пешеходно-вызывным устройством. Между предупреждающим и гибким регулированием расположено регулирование типа «Выбор» - см. п. 5.4. Системное (координированное) регулирование предполагает согласованное управление несколькими соседними объектами, когда работа одного из них оказывает существенное влияние на работу остальных. Системное регулирование делится на сетевое и магистральное. Магистральная координация имеет целью обеспечение безостановочного двилсения вдоль магистрали, какую бы конфигурацию она не имела. Сетевая координация предполагает согласованное управление не только вдоль магистрали, но и на сети магистральных улиц. Светофорный цикл. Структура светофорного цикла оперирует такими понятиями, как такт регулирования, фаза, цикл, переходной интервал, пофазный разъезд, потерянное время и т.д. При этом в литературе можно встретить различающиеся токования и терминологию, что иногда приводит к разночтениям, поэтому ниже будут даны краткие пояснения. Тактом регулирования называется период действия определенной неизменной комбинации сигналов. Различают основной такт, во время которого разрешено движение определенной группе транспортных и (или) пешеходных потоков, т.е. транспортным средствам или пешеходам, движущимся по отдельным траекториям. Во время промежуточного такта идет подготовка к передаче права на движение следующей группе потоков, при этом въезд на светофорный объект запрещен, а находящиеся на объекте участники должны немедленно его освободить. Фазой регулирования, в простейшем случае, называется совокупность основного и следующего за ним промежуточного тактов. Минимальное число фаз регулирования равно двум (рис. 45).
К Ж б ф1 [> IV < \ III О ф, -I; т Рис. 45. Структура светофорного цикла [7]: С - продолжительность цикла; Ф] и Ф2 - фазы регулирования; tol и to2 - основные такты; *в1 и ? п2 - промежуточные такты; 13, 31 - первое (главное) направление движения; 24, 42 - второе (второстепенное) направление движения; К, Ж, 3 - красный, желтый, зеленый; а -диаграмма регулирования; б - схема пофазного движения Циклом регулирования называется периодически повторяющаяся совокупность всех фаз. В зависимости от числа фаз, циклы регулирования называются двухфазными, трехфазными и т.д. Переходной интервал - это время между выключением зеленого сигнала в предыдущем направлении и включением зеленого сигнала в последующем направлении. В простейшем случае переходной интервал реализуется в виде желтого сигнала, который одновременно включается и выключается в обоих направлениях. Однако этого времени (3-4 с) часто недостаточно для освобождения перекрестка - либо малая скорость транспортного средства, например, при повороте, либо очень широкая проезжая часть, либо далеко отнесены стоп-линий и т.д. В таких случаях для увеличения продолжительности переходного интервала желтый сигнал включают неодновременно в обоих направлениях: в первом направлении, после зеленого сигнала, он уже включен, а в другом - он еще не включен и горит красный сигнал. Включение желтого сигнала в другом направлении может быть сдвинуто на 1, 2, 3, 4, 5, 6 и более секунд. Вполне возможны ситуации, когда в обоих направлениях одновременно горит желтый сигнал; в первом горит желтый, а во втором - красный; в обоих горит красный; в первом горит красный, а во втором - желтый. На рис. 46. показаны варианты организации переходного интервала. Легко увидеть, что промежуточный такт, изображенный на рис. 45 и рис. 46 (верхний слева) является частным случаем переходного интервала. Учитывая изложенное, фазой регулирования следует называть совокупность основного такта и следующего за ним переходного интервала. Рис. 46. Варианты организации переходного интервала [7] Продолжительность переходных интервалов относится к т.н. потерянному времени, поскольку в них запрещен въезд на светофорный объект. С одной стороны, чем больше в цикле потерянного времени, тем больше снижается производительность. С другой стороны, чем больше переходной интервал, тем надежнее разводятся во времени конфликтующие потоки и тем выше безопасность. Поэтому выбор продолжительности переходного интервала является компромиссом между производительностью и безопасностью и всегда представляет определенную трудность. Группирование потоков должно быть выполнено так, чтобы между ними не было недопустимых конфликтов. Допустимость конфликтов - один из самых сложных и нерешенных вопросов в дорожном движении. Невозможно оценить допустимость того или иного конфликта, не зная, к каким последствиям он может привести, Отсутствие объективных методов оценки приводит к тому, что очень часто запрещаются вполне допустимые и нередко разрешаются явно недопустимые конфликты. Это приводит к неоправданному росту потерь, в том числе и социальных, проявляющихся в массовом нарушении Правил. Расчет светофорного цикла. Поскольку светофорные объекты устанавливаются в местах концентрации интенсивных конфликтующих потоков или на особо опасных участках, то любые недостатки в их работе неизбежно приводят к большим потерям. Поэтому с особой тщательностью должны подбираться все параметры светофорного объекта: расстановка знаков и светофоров, обеспечение видимости, состояние проезжей части и разметки, а также параметры светофорного цикла - схема движения, продолжительность фаз, переходных интервалов и самого цикла. Расчеты светофорного цикла изложены в многочисленной литературе -от самых общих и примитивных, до научных публикаций и книг, учитывающих различные нюансы движения транспортного потока. Координированное регулирование. Координированным называется согласованное управление светофорными объектами с целью уменьшения остановок транспорта. При координации продолжительность светофорного цикла для всех объектов одинакова, а включение зеленого сигнала в направлении движения на каждом последующем светофорном объекте происходит с некоторым временны/м сдвигом так, чтобы транспортные средства проходили этот объект, по возможности, без остановки. На рис. 47 показан график (t-S диаграмма) координированного движения плотной группы (пачки) транспортных средств в условиях одностороннего движения. Интервал времени, в течение которого транспортные средства могут безостановочно проезжать рассматриваемые объекты с постоянной скоростью, называют лентой времени безостановочного движения (ЛБД). Ширина ленты должна быть достаточной, чтобы в нее «поместились» все транспортные средства, идущие в этом цикле. Угол наклона ленты характеризует скорость движения координированной пачки. Рис. 47. График координированного регулирования одностороннего движения [7]: I, II - порядковые номера перекрестков; Su, S23 - расстояния между стоп-линиями перекрестков; tn - ширина ленты безостановочного движения (ЛБД); tsu ~ сдвиг включения ЗС на перекрестке II по отношению к перекрестку I; t„ - «излишнее» время горения ЗС Внепачковые автомобили - это такие автомобили, которые по тем или иным причинам приходят к стоп-линий на красный сигнал. Чаще всего к ним относятся автомобили, выехавшие на координированное направление с пересекающих улиц, с боковых проездов, после стоянки-остановки и т.д. Необходимо так включить зеленый сигнал, чтобы все эти внепачковые автомобили успели уйти от стоп-линий раньше прихода переднего фронта координированной пачки, сумели набрать заданную скорость координации и слиться с координированной пачкой без конфликтов и разрывов. Ширина ленты времени зависит от интенсивности движения, состава транспортного потока и числа полос движения. Водители в координированной пачке стремятся вьщерживать интервал порядка 1, 8-2 с. Загрузка полосы в координированной пачке не может бьггь слишком большой - это приведет к повышению утомляемости и, как следствие, к росту аварийности. В то же время, она не может быть слишком малой - в этом случае внутри пачки начнется невынужденное маневрирование, борьба за лидерство, пачки начнут распадаться на быстроходную и тихоходную части и т.д., что неприемлемо для координации. Поэтому, в зависимости от скорости, стараются обеспечить каждому автомобилю на полосе интервал от 2 до 3 с -чем выше скорость и «тяжелее» состав потока тем больше интервал. Координация при двухстороннем движении, в принципе, не отличается от координации при одностороннем движении, однако, практическая реализация ее весьма затруднительна, а иногда - почти недостижима. Дело в том, что на каждый светофорный объект два противоположных транспортных потока приходят, как правило, в разное время и лишь в редких, исключительных случаях - одновременно. В рамках светофорного цикла необходимо выделять время зеленого сигнала для каждого из этих потоков, что крайне затруднительно, а иногда -невозможно. Поэтому приходится, используя различные ухищрения, совмещать по времени эти два потока, а если это удается лишь частично, недостающее время приходится отнимать у конфликтующего направления - в результате качество координации не всегда высокое. Магистральное движение. В крупных городах имеются тяжелонагруженные улицы, которые связывают между собой основные районы города. На этих улицах сосредоточено до 70 % всего объема движения и от их работы в значительной мере зависит функционирование города. Однако организация движения на этих улицах практически ничем не отличается от организации движения на остальных, значительно менее нагруженных улицах. В результате на таких улицах имеет место высокая неравномерность движения, многочисленные остановки и значительные задержки, а средняя скорость находится всего лишь в пределах 30 км/ч при разрешенной скорости 60 км/ч. Это приводит к колоссальным экономическим и экологическим потерям при довольно высоком уровне аварийных потерь. Согласно очень осторожным оценкам ежегодные потери на этих улицах достигают величины порядка 500 тыс. у.е. на каждый километр. Из-за роста интенсивности движения положение усугубляется с каждым годом, причем рост потерь заметно обгоняет прирост интенсивности. Для решения этой проблемы необходимы неотложные и кардинальные меры. Поскольку мы не имеем возможности строить скоростные городские дороги (наподобие Минской кольцевой автомобильной дороги) с полным исключением пешеходного движения и перекрестков в одном уровне, то единственным решением нарастающей проблемы является организация на этих улицах магистрального движения. Что же такое магистральное движение? Это безостановочное, безманевровое движение транзитных (т.е. «прямых», в отличие от «поворотных») потоков с предписанной скоростью в пределах 50-70 км/ч по специально выделенным полосам. На этих полосах единственным разрешенным маневром является перестроение (смена полосы) без изменения скорости транспортного потока. Все остальные маневры осуществляются только со специально выделенных поворотных полос. Остановки общественного транспорта организованы в заездных карманах, примыкающих к поворотным полосам. Координация выполнена таким образом, что плотная координированная пачка машин проходит все без исключения перекрестки с ходу. Скорость на перегоне жестко предписывается специальными указателями скорости, связанными с сигналами светофоров, и могущими выдавать переменную информацию. Движение тихоходного транспорта и любые остановки запрещены, а движение пешеходов — только по регулируемым пешеходным переходам. Теоретические и методические основы магистрального движения достаточно проработаны. Выполнена предварительная привязка магистрального движения к важнейшим столичным улицам и проспектам, которая дала весьма обнадеживающие результаты. К сожалению, внедрение магистрального движения в Республике Беларусь задерживается по ряду объективных и субъективных причин.
|