6 РАСЧЕТ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ЦИКЛА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ

 

      Определение длительности циклов и его элементов  основано на сопоставлении фактической  интенсивности движения на подходах к перекрестку и пропускной способности  этих подходов, а также зависит  от планировочной характеристики пересечения и скорости движения транспортных средств в его зоне. Поэтому эти параметры следует рассматривать в качестве основных исходных данных расчета. Примерная последовательность данного расчета представлена на рисунке 6.1. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 6.1- Последовательность расчета длительности

цикла и  его элементов 

     Число фаз регулирования определяет количество основных и промежуточных тактов, поэтому расчеты производят несколько раз. Также рекомендуют выполнять данную последовательность расчета параллельно для каждой разработанной  схемы  пофазного разъезда с тем, чтобы можно  
 
 

было сразу  сравнивать получаемые величины. 

1.  Определение  потоков насыщения

     Поток насыщения М_нij – это интенсивность движения в определенном j-м направлении при условии полностью насыщенной i-й фазы. Он представляет собой величину, определяющую пропускную способность данного направления. Как правило, поток насыщения для каждого направления определяют путем натурных исследований, когда на подходе к перекрестку формируются достаточно большие очереди транспортных средств. Однако методика экспериментального определения  потока насыщения громоздка, требует существенных затрат времени, а также не применима для вновь проектируемых перекрестков. Поэтому используют приближенный эмпирический метод по определению потока насыщения.

     Для движения в прямом направлении по дороге без продольных уклонов поток насыщения М_нij, прив.авт/ч, определяют по формуле

 (6.1)

где В_п – ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.

     Формула (6.1) применима при  . Если В_п < 5,4м, для расчета используют данные, приведенные в табл. 6.1.

Таблица 6.1- Поток насыщения

 

     Промежуточные значения определяют интерполяцией. Если перед перекрестком полосы движения обозначены дорожной разметкой, то поток насыщения определяют отдельно для полосы каждой по таблице 6.1.

     В зависимости от продольного уклона дороги на подходе к перекрестку изменяется расчетное значение М_нij. Каждый процент уклона на подъеме снижает (на спуске – увеличивает) поток насыщения на 3%.

     Для движения транспортных средств прямо, налево и (или) направо по одним и тем же полосам поток насыщения М_нi , прив.авт/ч ,определяют:

 (6.2)

где а, в, с – интенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности, в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

     Если суммарный поворотный поток составляет менее 10% от общей интенсивности, то им можно пренебречь и рассматривать поток насыщения по формуле (6.1). 

Сумма коэффициентов, входящих в знаменатель формулы (6.2), в любом 

случае должна составлять 100%.

     Остальные факторы, характеризующие условия движения (освещение проезжей части, состояние дорожного покрытия и т.д.), учитывают с помощью поправочных коэффициентов К_усл. В общем случае условия движения на перекрестке подразделяют на три группы: хорошие (К_усл =1,2), средние (К_усл =1,0), плохие (К_усл = 0,85). Для учета условий движения значения потоков насыщения, определенные по формулам (6.1)-(6.4), должны быть умножены на соответствующий поправочный коэффициент.

      На рассматриваемом перекрестке хорошие условия движения, следовательно К_усл =1,2.

     Методом интерполяции по таблице 6.1 определяют промежуточные значения потока насыщения для Вп=3.75м и для Вп=4.25м. Поток насыщения получается равным 1981 и 2108 прив.авт/ч соответственно.( Вп=4.25м – ширина крайней правой полосы)

      Для I схемы 1 фазы поток насыщения М12, прив.авт/ч, для первого направления( автомобили движутся прямо, направо и налево) определяются следующим образом:

     Аналогично определяется поток насыщения для I и II схемы для других направлений. Результаты вычислений представлены в таблице 6.2. 

6.2 Определение фазовых коэффициентов 

     Фазовые коэффициенты y_ij характеризуют загрузку перекрестка в данной фазе регулирования. Их определяют для каждого из направлений движения на перекрестке в данной фазе регулирования:

   (6.3)

где q_ij и М_нij – соответственно интенсивность движения для рассматриваемого периода суток и поток насыщения в данном направлении движения и данной фазы регулирования, прив.авт/ч.

     За расчетный (определяющий длительность основного такта) фазовый коэффициент y_i принимают наибольшее значение y_ij в данной фазе.

     Для I схемы 1 фазы фазовый коэффициент y₁₁ для первого направления (автомобили движутся прямо, направо и налево) определяются следующим образом:

,

     Аналогично определяются фазовые коэффициенты для I и II схемы для других направлений. Результаты вычислений представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Потоки насыщения и фазовые коэффициенты для I и II схемы

6.3   Определение длительности промежуточных тактов

 

      Длительность промежуточных тактов должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекресток. Остановиться у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линии на проезжей части будет больше остановочного пути. При этом необходимо помнить, что автомобилю, начинающему движение в следующей фазе, также необходимо определенное время, чтобы достигнуть точки конфликта с автомобилем предыдущей фазы. Это способствует уменьшению длительности промежуточного такта.

     Длительность промежуточного такта в данной фазе регулирования t_пi, с, определяется по формуле:

  (6.4)

где t_рк – время реакции водителя на смену сигналов светофора, с; t_т – время, необходимое автомобилю для проезда расстояния, равного тормозному пути, с; t_i – время движения автомобиля до самой дальней конфликтной точки (ДКТ), с; t_i+1 – время, необходимое для проезда от стоп-линии до ДКТ, автомобилю, начинающему движение в следующей фазе, с.

На практике при расчете принимают, как правило, следующие допущения:

• t_рк » t_i+1;
• замедление при торможении автомобиля перед стоп-линией является служебным и имеет постоянную величину.

    Учитывая это, формулу для определения длительности промежуточного такта t_пi, с, можно представить в следующем виде:

   (6.5)

где V_а – средняя скорость транспортных средств при движении в зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч; а_т – среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала (для практических расчетов а_т = 3-4 м/с²), м/с²; ℓ_i – расстояние от стоп-линии до самой ДКТ, м; ℓ_а – длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.

   Значения  V_а зависят от характера маневра транспортного средства на перекрестке. Для практических расчетов принимают при движении в прямом направлении V_а = 50-60 км/ч, при движении в поворотном направлении V_а = 25-30 км/ч.

   Принимаем а_т = 3 м/с² , ℓ_а=5м, при движении в прямом направлении V_а = 50км/ч, при  движении в поворотном направлении V_а = 25км/ч.

     При наложении 1 фазы на 2 фазу определяется ℓ_I для II направления для потока, который движется прямо, ℓ_I = 26м. Аналогично, накладывая последовательно фазы, определяем ℓ_I для I и II схемы для других направлений. Результаты расчетов приведены в таблице 6.3.

     В период промежуточного такта заканчивают движение пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал светофора. Максимальное время, которое потребуется пешеходу, чтобы освободить проезжую часть t_пi(пш), с, определяют следующим образом:

 (6.6)

где В_пш – ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i-й фазе регулирования, м; V_пш – расчетная скорость движения пешеходов (как правило, принимают V_а = 1,3-1,4 м/с, принимаем V_пш=1,4 м/с ).

     В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее значение из t_пi и t_пi(пш). По условиям безопасности длительность промежуточного такта не должна быть меньше 3 с.

 

4. Эффективное и потерянное время в цикле регулирования

 

     Эффективное время – это время, в течение которого фактически осуществляется движение в данной фазе.

     Потерянное время – это время в данной фазе, в течение которого отсутствует движение через стоп-линию.

     В общем случае моменты начала и окончания эффективного времени не совпадают с моментами включения и выключения зеленого сигнала. При этом должны быть учтены следующие отрезки времени:

     

     

• задержка  движения при включении зеленого сигнала (задержка старта);
• движение транспортных средств в определенный период желтого сигнала (время разъезда очереди).

В этом случае потерянное время в фазе t_птi, с:

 (6.7)

где t_cтi – задержка старта в i-й фазе регулирования, с; t_рi – время разъезда очереди в i-й фазе регулирования, с.

Потерянное время  в цикле регулирования Т_пт, с, определяют: