5. Влияние элементов автомобильных дорог на режимы движения транспортных средств

5.1. Основные характеристики транспортных потоков

На горизонтальных участках автомобильных дорог основное влияние на режим движения оказывают интенсивность движения, скорость, состав и плотность транспортного потока Интенсивность движения определяют подсчетом транспортных средств, которые проходят через сечение дороги за единицу време­ни (год, сутки, час). Количество автомобилей, которые проходят через данное сечение дороги в течение года, называют годовой ин­тенсивностью движения. Эту характеристику используют для опре­деления работы транспорта на некотором участке дороги в течение года. Годовая интенсивность, разделенная на количество рабочих дней в году, составляет среднегодовую суточную интенсивность движе­ния. Эту характеристику используют для оценки соответствия пара­метров автомобильной дороги требованиям автомобильного транс­порта, для программирования основных мероприятий по усовер­шенствованию дорожных условий. Скорость определяется расстоянием, которое автомобиль может преодолеть за единицу времени. Состав транспортного потока характеризуется соотношением в нем транспортных средств различного типа. Этот показатель оказывает зна­чительное влияние на все параметры дорожного движения. Вместе с тем состав транспортного потока в значительной степени отражает об­щий состав парка автомобилей в данном регионе. Состав транспортного потока влияет на загрузку дорог (стеснен­ность движения), что объясняется прежде всего существенной разни­цей в габаритных размерах автомобилей - длина легковых автомо­билей 4—5 м, грузовых 6—8 м, длина автобусов достигает 11 м, а ав­топоездов 24 м, сочлененный автобус (троллейбус) имеет длину 16,5 м. Плотность движения определяется как количество автомобилей на полосе проезжей части, приходящейся в данный момент времени на единицу длины дороги.

Взаимосвязь интенсивности, скорости и плотности потока на одной по­лосе дороги графически может быть изображена в виде основной диаграммы транспортного потока, отражающей за­висимость:

N = V*q. (1)

Основная диаграмма отражает изменение состояния однорядного транспортного потока преимущественно легковых автомобилей в за­висимости от увеличения его интенсивности и плотности.

Важнейшим критерием, характеризующим функционирование пу­тей сообщения, является их пропускная способность или применяется термин пропускная способность дороги. Простейшее опре­деление этого понятия сводится к тому, что под пропускной способно­стью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, ко­торое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

5.2. Показатели характеристик движения транспортного потока

С изменением интенсивности движения на дороге резко меня­ется качественное состояние транспортного потока и условия труда водителей.

Для характеристики разных состояний транспортного потока и условий движения используют следующие показатели: коэффи­циент загрузки движением; коэффициент скорости движения; коэффициент насыщения движением; уровень удобства движения.

Коэффициент загрузки дороги движением z представляет собой отношение интенсивности движения N к пропускной способно­сти данного участка (или элемента) дороги Р:

z=N/P. (2)

Применение понятия коэффициента загрузки позволяет стро­ить сопоставимые зависимости характеристик движения транспорт­ного потока от дорожных условий для дорог разных категорий, так как эта величина безразмерная. Коэффициент z может прини­мать любые значения от 0 до 1.

Коэффициент скорости движения с — это отношение скорости движения при каком-либо уровне удобства движения V_Z к желае­мой скорости движения в свободных условиях V_ж, которая выби­рается водителем для обеспечения высокой комфортности по­ездки:

с = V_Z /V_Ж. (3)

Значение желаемой скорости движения в свободных условиях зависит от многих факторов: расстояния до цели поездки, состоя­ния водителя, его квалификации и опыта, состояния дорожного покрытия, геометрических элементов и планировочных решений на дороге. Отклонением от желаемых условий движения (напри­мер, несвоевременного достижения цели поездки) вызывает у водителя чувство снижения комфортности, а иногда и нервоз­ность, которая может привести к непоправимым ошибкам — до­рожно-транспортному происшествию.

Коэффициент насыщения движением р представляет собой от­ношение плотности транспортного потока при каком-либо уров­не удобства движения q_Z к максимальной плотности транспортно­го потока q_max:

p = q_Z / q_max. (4)

Под уровнем удобства движения понимается определенное ка­чественное состояние транспортного потока, при котором уста­навливаются характерные условия труда водителей, условия ком­фортности поездки и эффективности работы транспортных средств, а также аварийность. Каждый уровень удобства движения характе­ризуется значениями коэффициентов загрузки, скорости и насы­щения движением.

Анализ транспортного потока показывает су­ществование четырех наиболее характерных его состояний — четырех уровней удобства движения: А, Б, В и Г.

Уровень удобства движения А характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z ≤ 0,2; c ≥ 0,9; р < 0,1. Обгоны практи­чески отсутствуют, автомобили не взаимодействуют между собой. Водителем может выдерживаться желаемая скорость движения. Снижение средних скоростей незначительно. Эмоцио­нальная напряженность водителя низкая. Водители и пассажиры не испытывают неудобства при движении автомобиля. Поездки являются комфортными. Транспортный поток при уров­не удобства движения А называется свободным.

Уровень удобства движения Б характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,2...0,45; с = 0,7...0,9 ; р = 0,1 ...0,3. В потоке непрерывно возрастает число автомобилей, которые со­вершают обгоны или вынуждены двигаться в пачках за медленнодвижущимися. Наблюдается резкое падение средних скорос­тей движения. Исследования с применением ходовой лаборато­рии показывают невозможность обгона при z = 0,45. Это значе­ние можно считать верхней границей уровня удобства движения Б. Эмоциональная напряженность водителей быстро возрастает по мере загрузки движением и приближается к наибольшей. Часто­та маневров наибольшая. При этом уровне удобства движения водители испытывают снижение комфортности поездки из-за не­обходимости совершения маневров обгона или объезда. Транс­портный поток при уровне удобства движения Б называется ус­тойчивым.

Уровень удобства движения В характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z- 0,45...0,7; с = 0,55...0,7; р = 0,3...0,7. Происходит дальнейшее снижение скоростей движения. Эмоциональная напряженность водителей достигает наи­большего уровня. Водители испытывают неудобства из-за невозможности обгона медленнодвижущихся автомобилей и необходимости внимательного слежения за впереди идущим ав­томобилем. Комфортность поездки резко снижается. Транспорт­ный поток состоит из отдельных больших групп и пачек и называ­ется неустойчивым.

Уровень удобства движения Г характеризуется следующими зна­чениями коэффициентов: z = 0,7... 1; с = 0,55...0,4; р = 0,7... 1. Движение происходит с остановками вследствие состояния транс­портного потока, близкого к затору. Эмоциональная напряжен­ность водителя снижается из-за снижения скоростей и движения с постоянными низкими скоростями. Скорости движения всех ав­томобилей близки между собой, среднее квадратическое откло­нение значений скоростей небольшое. Водители и пассажиры ис­пытывают наибольшие неудобства от поездки. Движение проис­ходит с неэкономичными скоростями в колонном режиме. Транс­портный поток при уровне удобства движения Г называется насы­щенным.