Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
Брянск, Брянская область, Россия
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 20.15 Организация информационной деятельности
ГРНТИ 20.17 Документальные источники информации
ГРНТИ 20.19 Аналитико-синтетическая переработка документальных источников информации
ГРНТИ 55.01 Общие вопросы машиностроения
ГРНТИ 55.03 Машиноведение и детали машин
ГРНТИ 55.13 Технология машиностроения
ГРНТИ 55.15 Литейное производство
ГРНТИ 55.16 Кузнечно-штамповочное производство
ГРНТИ 55.18 Сборочное производство
ГРНТИ 55.19 Резание материалов
ГРНТИ 55.20 Электрофизикохимическая обработка
ГРНТИ 55.21 Термическая и упрочняющая обработка
ГРНТИ 55.22 Отделка поверхностей и нанесение покрытий
ГРНТИ 55.23 Производство изделий из порошковых материалов
ГРНТИ 55.24 Производство неметаллических изделий
ГРНТИ 55.29 Станкостроение
ГРНТИ 55.30 Робототехника
ГРНТИ 55.31 Инструментальное производство
ГРНТИ 55.33 Горное машиностроение
ГРНТИ 55.35 Металлургическое машиностроение
ГРНТИ 55.37 Турбостроение
ГРНТИ 55.41 Локомотивостроение и вагоностроение
ГРНТИ 55.42 Двигателестроение
ГРНТИ 55.43 Автомобилестроение
ГРНТИ 55.45 Судостроение
ГРНТИ 55.47 Авиастроение
ГРНТИ 55.51 Подъемно-транспортное машиностроение
ГРНТИ 55.53 Строительное и дорожное машиностроение
ГРНТИ 55.55 Коммунальное машиностроение
ГРНТИ 55.57 Тракторное и сельскохозяйственное машиностроение
ГРНТИ 55.69 Прочие отрасли машиностроения
ГРНТИ 73.01 Общие вопросы транспорта
ГРНТИ 73.29 Железнодорожный транспорт
ГРНТИ 73.31 Автомобильный транспорт
ГРНТИ 73.39 Трубопроводный транспорт
ГРНТИ 73.41 Промышленный транспорт
Проведен анализ транспортных задержек на проектируемом пересечении города Брянска с круговым движением, связанных с необходимостью пропуска высокоинтенсивных потоков пешеходов; задача осложнена близким расположением остановочного пункта к перекрестку и высокой долей маршрутного пассажирского транспорта. Показано, что при стабильно высокой интенсивности пешеходного движения в течение суток целесообразно применение регулируемого движения пешеходов по переходу, отнесенному от кольцевой проезжей части.
пешеходный поток, транспортные задержки, имитационное моделирование, круговое движение, пешеходный переход, PTV Vissim
Введение
В последние годы в России все большее предпочтение отдается кольцевым пересечениям вместо перекрестков со светофорным регулированием, так как круговое движение обладает значительными преимуществами, особенно в периоды времени между часами пик [1]. Количество кольцевых пересечений в городах неуклонно растёт. Ключевыми аргументами при выборе типа пересечения в первую очередь являются соображения безопасности. Кольцевые пересечения в области безопасности движения имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами пересечений: меньшее количество конфликтных точек и небольшие углы слияния и переплетения транспортных потоков [2].
Анализ работы существующих пересечений, как нерегулируемых, так и кольцевых, а также результаты компьютерного моделирования свидетельствуют о наличии больших задержек транспорта, связанных с близким расположением к перекресткам или остановочным пунктам общественного транспорта нерегулируемых пешеходных переходов с высокоинтенсивным движением пешеходов [3]. При отсутствии возможности проведения натурных экспериментов по определению оптимального типа пешеходного перехода и места его расположения актуальным является применение методов математического моделирования, не требующего материальных затрат и позволяющего сравнивать большое число проектных вариантов организации движения на участке УДС [4; 5].
PTV Vissim является ведущей микроскопической программой имитации для моделирования мультимодального движения транспорта из серии программного обеспечения Vision Traffic Suite. Реалистично и точно Vissim создает оптимальные условия для тестирования различных транспортно-технических сценариев перед их реализацией [6]. Исследования показали, что имитационные модели могут стать хорошим инструментом принятия управленческих решений по повышению безопасности пешеходов на переходах. Выбор оптимального интервала сигнала светофора позволит снизить вероятность ДТП с пешеходами, при этом параметры транспортного потока изменятся незначительно [7].
Вопрос выбора типа пешеходного перехода, проектируемого вблизи перекрестка с круговым движением, необходимо решать комплексно, учитывая безопасность движения, транспортные задержки, которые могут быть спровоцированы непрерывным потоком пешеходов (на нерегулируемом наземном переходе), а также стоимость работ по обустройству пешеходного перехода [8; 9]. Переход типа «зебра» является самым недорогим и простым в организации среди видов пешеходных переходов. Однако количество происшествий на таких переходах растет с каждым годом. Наиболее безопасными являются переходы в разных уровнях с движением потока транспорта, но для их реализации требуются существенные средства, а также наличие свободного пространства вблизи перекрестка для строительства [10]. В местах, где движение пешеходов носит эпизодический характер, целесообразно применение на переходах светофоров с устройствами вызывного действия, которые существенно сокращают задержки транспорта при высоком уровне безопасности движения [11].
Проектирование развязки с круговым движением на пересечении проспекта Московского и улицы Дзержинского города Брянска
В работе рассмотрен регулируемый перекресток проспекта Московского и улицы Дзержинского в городе Брянске, расположенный вблизи крупного торгового центра «Европа». Большая площадь перекрестка создает дополнительные затраты времени при движении автомобилей, они не успевают завершить маневр в течение разрешающего сигнала светофора. Также широкая проезжая часть улицы Дзержинского (40 м) значительно увеличивает длину пешеходного перехода, а длительность пешеходной фазы - всего 13 с, люди не успевают завершить переход и вынуждены останавливаться на проезжей части. Цикл светофорного регулирования составляет 141 с, что превышает рекомендуемые значения (120 с). В итоге наблюдаются существенные очереди на подходах к перекрестку, резервы пропускной способности при данной схеме организации дорожного движения исчерпаны. Для устранения перечисленных недостатков разработан проект классического кольцевого саморегулируемого пересечения с нерегулируемыми пешеходными переходами в зоне перекрестка, который не потребует существенных земельных работ благодаря наличию избыточной площади перекрестка и отсутствию близкорасположенной застройки.
В качестве исходных данных для проектирования были использованы геометрические параметры проезжих частей, а также сведения о разрешенных направлениях движения на пересечении. Входные данные о транспортных и пешеходных потоках были собраны с помощью видеосъёмки на регулируемом пересечении проспекта Московского и улицы Дзержинского города Брянска в пиковые периоды суток. Максимальные значения наблюдаются в вечерний пиковый период (с 1800 до 1900); картограмма интенсивностей транспортных и пешеходных потоков, построенная для кругового движения автомобилей, представлена на рис. 1.
|
Рис. 1. Картограмма интенсивностей транспортных и пешеходных потоков для проектируемого кольцевого пересечения |
Дополнительно было проведено исследование движения пешеходов на переходе через проезжую часть проспекта Московского в активные часы суток (с 500 до 2300) в будний день (вторник), результаты которого показали, что с 700 до 2100 наблюдается оживленное движение (свыше 200 чел./ч). Пиковая интенсивность движения пешеходов приходится на период с 1700 до 1900, она достигает значения почти 800 чел./ч (рис. 2).
|
Рис. 2. Данные об интенсивности пешеходных потоков через проезжую часть проспекта Московского
|
|
Моделирование транспортных потоков на перекрестке
Первоначальное исследование включало 2 этапа. На первом строилась базовая модель - «как есть» (параметры модели соответствовали текущей ситуации), затем была разработана классическая схема кольцевого пересечения с нерегулируемыми пешеходными переходами, расположенными в зоне перекрестка. После построения моделей в программе PTV Vissim был проведен пробный запуск имитации для проверки соответствия движения транспортных и пешеходных потоков ПДД РФ, а также на наличие других возможных ошибок с последующим их устранением. Результаты пробного запуска имитации базового и проектного вариантов перекрестка проспекта Московского и улицы Дзержинского представлены на рис. 3а, б.
|
Рис. 3. Запуск имитационных моделей в программе PTV Vissim: а - базовый вариант; б - проектный вариант 1; в - проектный вариант 2; г - проектный вариант 3
|
|
В качестве еще двух альтернативных вариантов светофорного регулирования движения пешеходов рассматриваются проектный вариант 2 - переход остается на прежнем месте в зоне перекрестка (рис. 3в) и проектный вариант 3 - переход смещается в сторону путепровода за остановочные пункты (рис. 3г). Движение автомобилей становится более свободным, транспортный поток скапливается перед переходом только в моменты, когда горит разрешающий сигнал для пешеходов, в остальное время движение происходит практически без задержек. В проектном варианте 3 отнесенный пешеходный переход не создает сложностей для маршрутного пассажирского транспорта, отъезжающего от остановочного пункта в направлении кольца, также не собирается очередь автомобилей, выезжающих с кольцевой проезжей части.
Анализ результатов моделирования
Для сравнения базового и проектных вариантов имитационного моделирования в среде PTV Vissim производится сбор данных и анализ результатов с помощью датчиков и счетчиков. Датчик «Время в пути ТС» задается отрезком, на котором будет высчитываться время пребывания ТС в зоне перекрестка. С помощью функции «Измерительный пункт» были размещены детекторы, считающие количество транспортных средств, прошедших через них. После расстановки детекторов и счетчиков был произведен окончательный запуск имитационной модели для сбора необходимой информации. Полученные данные по результатам моделирования базового и проектных вариантов представлены в таблице.
В базовом варианте максимальные задержки наблюдались при движении по улице Дзержинского (58,7 с), на остальных подходах они были примерно на одинаковом уровне (≈22-24 с). После введения кругового движения задержки на всех подходах снизились, кроме подхода 3 (зона изучаемого пешеходного перехода), где из-за хаотичного движения пешеходов простои автомобилей увеличились в среднем до 36,7 с. Введение светофорного регулирования на пешеходном переходе позволило добиться снижения средних задержек на всех подходах по сравнению с базовым вариантом от 2,4 до 3,2 раза.
Таблица
Результаты сравнительного анализа схем организации дорожного движения
|
Номер подхода |
Средняя задержка, с |
Проехало автомобилей (за интервал моделирования 10 мин) |
||||||
|
Базовый вариант |
Проектный вариант |
Базовый вариант |
Проектный вариант |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|||
|
Подход 1 |
21,9 |
8,1 |
6,8 |
4,1 |
193 |
204 |
208 |
208 |
|
Подход 2 |
58,7 |
13,7 |
20,4 |
10,2 |
49 |
50 |
50 |
50 |
|
Подход 3 |
21,5 |
36,7 |
9,1 |
7,5 |
110 |
272 |
291 |
287 |
|
Подход 4 |
23,6 |
10,7 |
8,5 |
8,9 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
В целом на перекрестке |
26,9 |
23,3 |
9,3 |
6,5 |
356 |
530 |
553 |
549 |
Из анализа данных таблицы также видно, что с введением кругового движения повысилась пропускная способность на перекрестке (т.е. максимальное число транспортных средств, проехавших за единицу времени). Сравнение средней задержки на перекрестке в целом позволяет сделать вывод, что светофорное регулирование на пешеходном переходе при введении кругового движения снижает среднюю задержку одного проехавшего через перекресток автомобиля с 26,9 до 6,44-9,3 с. Наиболее предпочтительным является проектный вариант 3 с переносом пешеходного перехода и светофорным регулированием движения пешеходов.
|
|
|
Заключение
Результаты моделирования в среде PTV Vissim показали, что интенсивные пешеходные потоки напрямую влияют на производительность кольцевого пересечения. При отсутствии материальной возможности строительства пешеходного перехода в разных уровнях с проезжей частью целесообразно применять светофорное регулирование при условии отнесения перехода от перекрестка с круговым движением, что позволит снизить транспортные задержки почти в 5 раз по сравнению с нерегулируемым переходом в зоне пересечения.
1. Никитин, Н.А. Анализ эффективности кольцевого пересечения с пешеходными переходами / Н.А. Никитин // Вестник Иркутского государственного технического университета. - 2018. - Т. 22. - № 11 (142). - С. 231-240.
2. Шец, С.П. Применение имитационного моделирования при совершенствовании организации дорожного движения на перекрестке города Брянска / С.П. Шец, Е.В. Справцева, А.А. Калмыков // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2017. - № 3. - С. 67-72.
3. Пузаков, А.В. О снижении задержек транспорта в зоне пешеходных переходов (на примере г. Оренбурга) / А.В. Пузаков // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2011. - № 10 (129). - С. 64-69.
4. Аникеев, Е.А. Управление пешеходными потоками при пиковой интенсивности движения / Е.А. Аникеев // Программные продукты и системы. - 2015. - № 1. - С. 161-166.
5. Симуль, М.Г. Моделирование конфликтных ситуаций на наземных пешеходных переходах городских дорог и улиц для повышения безопасности движения / М.Г. Симуль, А.С. Александров // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2012. - № 1 (23). - С. 47-50.
6. Ходоскин, Д.П. Выбор способа оборудования пешеходных переходов на улицах с двумя полосами движения с помощью программного продукта PTV Vissim 6.0 / Д.П. Ходоскин, М.Н. Колодченко // Развитие теории и практики автомобильных перевозок, транспортной логистики: сб. науч. тр. каф. «Организация перевозок и управление на транспорте» СибАДИ. - Омск, 2017. - С. 238-252.
7. Макарова, И.В. Применение имитационного моделирования для решения проблемы безопасности на пешеходных переходах / И.В. Макарова, Д.Ф. Давлетшин, А.Д. Бойко // Имитационное моделирование. Теория и практика: материалы VIII всерос. науч.-практ. конф. - СПб., 2017. - С. 469-473.
8. Половникова, А.Э. Выбор рационального типа пешеходных переходов с учетом безопасности движения пешеходов / А.Э. Половникова, В.И. Клевеко // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. - 2012. - Т. 2. - С. 356-361.
9. Акимова, В.С. К вопросу о выборе типа пешеходного перехода / В.С. Акимова, К.Ю. Козина, К.А. Кадейкина // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: материалы VII всерос. науч.-практ. конф. - Омск, 2012. - С. 3-8.
10. Моисеева, О.В. Выбор рационального типа пешеходных переходов с учетом стоимости строительства и безопасности движения пешеходов / О.В. Моисеева // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. - 2015. - Т. 1. - С. 447-452.
11. Моделирование средней задержки транспортного и пешеходного потоков при использовании пешеходных вызывных устройств (ПВУ) / Б.Т. Торобеков, В.И. Охотников, М. Лучихин, С. Журавлев // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. - 2016. - № 1 (37). - С. 56-61.
