Моніторинг характеристик транспортних потоків

Дослідження дорожнього руху. У вітчизняній і зарубіжній практиці досліджень дорожнього руху відомі багато методів, починаючи від простих, виконання яких доступне одній людині без спеціального оснащення і закінчуючи складними і трудомісткими, які вимагають застосування сучасної електронної апаратури і рухомих лабораторій.

Особливі зміни в методи досліджень параметрів дорожнього руху і їх використання вносять інтелектуальні транспортні системи (ІТР). Вони дозволяють в автоматичному режимі збирати і обробляти великий об’єм інформації про стан транспортних потоків і здійснювати їх моніторинг. Проте, навіть на територіях, які обслуговують ІТС, потрібні і простіші способи дослідження, орієнтовані на участь людини-спостерігача.

На рис. 2.1 представлена класифікація найбільш поширених методів дослідження характеристик і умов дорожнього руху, в основу якої покладений спосіб отримання необхідної інформації.

Документальне вивчення передбачає вивчення матеріалу без безпосереднього виїзду на об'єкт дослідження (у так званих комірних умовах).

Документальне вивчення можна здійснювати як на базі спеціально зібраних даних, так і обробкою призначених для інших цілей матеріалів. Так, досить детальні відомості про очікувані транспортні потоки в зоні передбачуваного великого будівництва можуть бути отримані на основі вивчення проектних і планових матеріалів про автомобільні перевезення будівельних вантажів.

Рис. 2.1 - Класифікація методів дослідження дорожнього руху

Матеріали про розміри і характер перевезень часто спеціально збирають шляхом анкетного обстеження.

Важливим розділом документального вивчення є прогнозування розмірів руху, який базується на гіпотезі росту розмірів руху пропорційно росту парку автомобілів.

Аналіз наявної проектної документації по ВДМ дає можливість підготувати попередню характеристику дороги (ширина, число смуг руху, радіуси закруглень і тощо. За інших обставин документальні дані можуть уточнюватися натурним обстеженням.

Натурні дослідження полягають у фіксації конкретних умов і показників дорожнього руху, що відбувається впродовж цього періоду часу. Ця група методів нині найбільш поширена і відрізняється великим різноманіттям. Натурні дослідження є єдиним способом отримання достовірної інформації про стан доріг і дозволяють дати точну характеристику існуючих транспортних і пішохідних потоків.

Натурні дослідження дорожнього руху з точки зору методу отримання інформації і її характеру підрозділяють на дві групи: перша - вивчення на стаціонарних постах, що дозволяє отримати багато характеристик і їх зміну в часі; друга - вивчення за допомогою рухомих засобів, що дозволяють отримати просторові і просторово-часові параметри транспортних потоків.

Дослідження другої групи найчастіше забезпечують за допомогою автомобіля-лабораторії, іноді з цією метою застосовують вертоліт, легкий літак чи безпілотний літальний апарат. Загальною умовою для усіх натурних досліджень є необхідність присутності спостерігача. Як правило, спостереження супроводжуються відеозйомкою.

Натурні дослідження дорожнього руху здійснюються пасивними або активними методами.

При пасивному методі фіксуються лише режими руху, що фактично склалися і спостерігач не втручається в процес руху, тобто, отримує «фотографію» існуючого положення. В той же час певні характеристики транспортного і пішохідного потоків можуть істотно змінюватися навіть при відносно невеликому поліпшенні організації руху, наприклад при установці додаткових знаків.

Моделювання руху полягає в штучному відтворенні процесу руху фізичними або математичними методами.

В якості прикладів фізичних методів моделювання можуть бути названі дослідження руху на різних макетах елементів дороги або полігонні випробування, де створюються штучні умови, що імітують реальний рух транспортних засобів.

Методика натурних досліджень. Інтенсивність руху на перехрестях зазвичай враховують вручну. На перехрестях з малою інтенсивністю підрахунок може здійснюватися одним спостерігачем, а на перехрестях з високою інтенсивністю — двома або більше. Облік руху на перегонах зазвичай виконується автоматично. Для оцінки складу потоку транспортних засобів проводяться короткострокові відліки вручну, випадковим чином розподілені між піковими і позапіковими періодами руху транспортних засобів.

Ручний облік проводиться тоді, коли необхідні дані не можуть бути отримані механічними або автоматичними рахунковими пристроями або коли вартість установки такого устаткування перевищує витрати по збору даних вручну. Такий метод використовується при визначенні інтенсивності поворотних рухів на перехресті, класифікації автомобілів по типах і встановленні співвідношення між відліком автомобілів і відліком їх осей.

Спостерігач в звичайних ситуаціях в змозі враховувати від 1000 до 1500 автомобілів в годину з помилкою, до 1%.

При дослідженні руху на стаціонарному посту отримувана інформація відноситься тільки до цього перерізу дороги. Для отримання просторово-часової характеристики режимів руху по ВДМ доводиться застосовувати до рухомі засоби.

Дослідження моделі організації руху на локальному перехресті. Збір даних по інтенсивності. Згідно з методикою натурних досліджень на постах тимчасового обліку підраховується інтенсивність на більшості великих регульованих перехресть міста Київ. Інтенсивність вимірюється у буденні дні (вівторок, середу або четвер) впродовж 15 хвилин по кожному напряму в періоди з 7.30 до 9.30, з 13.00 до 15.00 і з 17.30 до 19.30.

Приклад: 23 грудня 2014 року (вівторок) виміряна інтенсивність на перетині вулиці пр. Голосіївський і вул. Михайла Стельмаха.

Для визначення інтенсивності руху на перехресті були виділені контрольні перерізи обліку напрямів руху транспорту в місцях перерозподілу транспортних потоків (всього 3 перерізи). Стрілками (рис. 2.2) вказані номери напрямів транспортних потоків (1 - 4) і номер напряму пішохідного потоку (5) в одному з перерізів.

Рис. 2.2 - Контрольні перерізи і номери напрямів руху на перехресті проспекту Голосіївський і вул. М. Стельмаха

Далі на кожному перерізі була підрахована інтенсивність транспортних і пішохідних потоків впродовж 15 хвилин. Результати занесені в таблицю 2.1.

Занесення у базу даних.

Усі зібрані раніше дані по інтенсивності використовуються для проведення підрахунку інтенсивності на кожному перехресті. У прикладі усі дані по інтенсивності за 15 хвилин множаться на 4. Виходить інтенсивність руху за годину (табл. 2.2).

Таблиця 2.1

Інтенсивність руху за 15 хвилин

Таблиця 2.2

Інтенсивність руху за 1 годину

За одиницю інтенсивності прийняті натуральні одиниці (авт./год.) і приведені (од./год.). Натуральними одиницями є різні види транспорту. За приведену одиницю виміру прийнятий легковий автомобіль, інші транспортні засоби наводяться до легкового автомобіля за допомогою коефіцієнтів приведення.

Показник інтенсивності руху в умовних приведених одиницях, од./год.:

, (2.1)

де N_i - інтенсивність руху автомобілів i -го типу, авт./год.;

K_npi - відповідні коефіцієнти приведення для автомобілів i -го типу;

n - кількість типів автомобілів.

Коефіцієнти приведення слід приймати по таблиці 2.3 відповідно до «Інструкцій по проведенню економічних досліджень для проектування автомобільних доріг».

Таблиця 2.3

Коефіцієнти приведення

Далі за формулою (2.1) підраховується інтенсивність руху з приведеними коефіцієнтами. У перерізах підраховується сумарна інтенсивність транспортного потоку по усіх напрямах. Результати показані зведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.4

Інтенсивність руху в приведених одиницях

Далі підраховується годинна інтенсивність в перерізах перехрестя NГ:

· у першому перерізі складаються загальні приведені інтенсивності 1, 2, 4 напрямів;

· у другому перерізі складаються загальні приведені інтенсивності 2, 1, 3 напрямів;

· у третьому перерізі складаються загальні приведені інтенсивності 3 і 4 напрямів.

Результати показані в таблиці 2.5.

Таблиця 2.5

Годинна інтенсивність в перерізах перехрестя

Далі підраховується добова середньорічна інтенсивність руху в перерізах перехрестя N_day по формулі:

, (2.2)

де k_t - коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по годинам доби;

k_d - коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по днях тижня;

k_m - коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по місяцях року.

Коефіцієнти k_t, k_d, k_m визначаються згідно «Інструкції по проведенню економічних досліджень для проектування автомобільних доріг»
(табл. 2.6, 2.7, 2.8).

Таблиця 2.6

Коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по годинах доби

Таблиця 2.7

Коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по днях тижня

Таблиця 2.8

Коефіцієнт нерівномірності інтенсивності руху по місяцях року

Результати розрахунку представлені в таблиці 2.9.

Таблиця 2.9

Добова середньорічна інтенсивність в перерізах перехрестя

Усі отримані дані про інтенсивність відмічені на рис. 2.3.

Рис. 2.3 - Картограма інтенсивності руху на перетині

пр. Голосіївський і вул. М. Стельмаха