2.2.6 Определение задержек транспортных средств
Транспортные задержки являются показателем, на который должно быть обращено внимание при оценке состояния дорожного движения. К задержкам следует относить потери времени на все вынужденные остановки транспортных средств не только перед перекрестками, железнодорожными переездами, при заторах на перегонах, но также из-за снижения скорости транспортного потока по сравнению со сложившейся средней скоростью свободного движения на данном участке дороги. Задержки на пересечениях обусловлены необходимостью пропуска транспортных средств и пешеходов по пересекающим направлениям на нерегулируемых перекрестках, простоями при запрещающих сигналах светофоров на регулируемых пересечениях.
На нерегулируемых перекрёстках движения по главной дороге обеспечивается без задержек. На второстепенной дороге водитель не обладает преимущественным правом проезда. Он вынужден для дальнейшего движения ожидать приемлемого для него интервала времени между ТС на главной дороге.
Есть приемлемые интервалы, и есть неприемлемые интервалы. В диапазоне минимальных значений приемлемых интервалов находится граничный интервал времени tгр. Он определяется из условия, что он с одинаковой вероятностью может быть принят или отвергнут водителями.
По данным исследований при пересечении 2-х полосной дороги tгр = 6-8 сек, при левом повороте tгр = 10-13 сек, при правом повороте tгр = 4-7 сек.
Задержка авто на второстепенной дороге зависит:
— От продолжительности ожидания водителем приемлемого интервала
— От степени изменения авто скорости движения
Транспортные задержки определяются путем подсчета числа стоящих автомобилей на входе перекрестка через равные, достаточно малые промежутки времени по формуле 2.2:
где j – номер направления движения;
-равные, достаточно малые промежутки времени, с.;
— количество стоящих транспортных средств;
— количество проехавших транспортных средств.
На рассматриваемом нерегулируемом пересечении улицы Гагарина с улицей Бульвар Мира, движение по главному направлению улицы Гагарина осуществляется без задержек. Транспортные задержки возникают при движении в направлении N3 (см. рисунок 2.4).
Последовательность операций при определении задержки сводится к следующему порядку:
- Подсчитать число автомобилей, стоящих на рассматриваемом подходе к перекрестку в ожидании проезда;
- Повторить подсчеты каждые 15 секунд в течение 5 минут (автомобили, стоящие более 15 с, учитываются дважды, трижды и т.д.);
- Произвести регистрацию общего числа автомобилей, проехавших перекресток в данном направлении в течение указанных 5 минут;
- Данные подсчетов занести в таблицу;
- Определить среднюю задержку для всего пересечения.
В таблице 2.6 представлены результаты расчета транспортных задержек на пересечении улицы Гагарина и улицы Бульвар Мира.
Таблица 2.6 — Транспортные задержки на пересечении улицы Гагарина и улицы Бульвар Мира
Таким образом, средняя задержка на подходе пересечения, а следовательно и на самом пересечении:
Следовательно, необходима разработка комплекса мероприятий, направленных на снижение задержек транспортных средств на подходе пересечения.
Таким образом, в данном разделе работы, проведены натурные исследования рассматриваемого участка улицы Гагарина. Посчитана интенсивность движения, с учетом коэффициентов приведения. Проанализированы геометрические параметры улицы, ТСОД, и их соответствие нормативным требованиям. Также, проанализирована существующая схема организации движения и дефекты дорожного полотна.
Для комплексной оценки БДД на данном участке, и выявления мест концентрации ДТП, а следовательно мест на которых необходимо повысить безопасность движения, необходимо провести документальные исследования.
2.3 Документальные исследования
Документальные методы основаны на изучении и анализе плановых, отчетных, статистических и проектно-технических материалов.
При документальном методе исследования важное значение имеют накопленные в подразделениях ГИБДД МВД РФ данные о ДТП, которые позволяют дать обобщенную характеристику причин и условий возникновения ДТП и, самое главное, выделить места их концентрации.
Материалом для документальных исследований могут служить ранее проведенные исследования дорожного движения обследуемого участка дорожной сети, результаты анкетных обследований промышленных предприятий для установления ожидаемого грузооборота, транспортных предприятий об автомобильных перевозках, водителей транспортных средств о недостатках в организации дорожного движения или дорожных условий.
2.3.1 Оценка безопасности движения методом коэффициентов аварийности
Метод коэффициентов аварийности основан на определении итогового коэффициента аварийности.
Итоговый коэффициент аварийности определяется как произведение частных коэффициентов, учитывающих влияние отдельных элементов плана и профиля, по формуле 2.3.
где Кj – частные коэффициенты аварийности, основанные на результатах анализа статистических данных о ДТП и характеризующие влияние на безопасность движения параметров дорог и улиц в плане, поперечном и продольном профилях, элементов обустройства, интенсивности движения, состояния покрытия;
n- число частных коэффициентов аварийности, учитываемых при оценке безопасности движения на дорогах или городских улицах различной категории.
По значениям итоговых коэффициентов аварийности строят линейный график. На него наносят план и профиль дороги, выделив все элементы, от которых зависит безопасность движения (продольные уклоны, вертикальные кривые, кривые в плане, мосты, населенные пункты, пересекаемые дороги и др.). На графике фиксируют по отдельным участкам среднюю интенсивность движения по данным учета дорожных организаций или специальных изыскательских партий, а для проектируемых дорог – перспективную интенсивность движения. Условными знаками обозначают места зарегистрированных в последние годы ДТП. Дорожно-эксплуатационные организации должны пополнять графики данными о ДТП. Над планом и профилем выделяют графы для каждого из учитываемых показателей, характеризуемых определенными коэффициентами аварийности.
Допустимые значения итоговых коэффициентов аварийности для вновь строящихся дорог I категории не более 10,0, для эксплуатируемых – 12,0.
В городских условиях при реконструкции улиц и новом строительстве не допускаются участки, итоговый коэффициент аварийности которых превышает 25.
Участки улицы анализируют по каждому показателю, выделяя однородные по условиям участки. При этом следует учитывать, что влияние опасного места распространяется на прилегающие участки, где возникают ощутимее помехи для движения.
Если возможность быстрого улучшения ОДД всей дороги ограничена, для установления очередности перестройки опасных участков необходимо дополнительно учитывать тяжесть ДТП. При построении графиков итоговые коэффициенты аварийности следует умножить на дополнительные коэффициенты тяжести, согласно формуле 2.4 и 2.5. [4].
где mi – дополнительные стоимостные коэффициенты.
Поправку к итоговым коэффициентам аварийности вводят только при значениях Китог > 15.
По значениям итоговых коэффициентов аварийности строят линейный график. На него наносят план дороги, выделив все элементы, от которых зависит безопасность движения (продольные уклоны, вертикальные кривые, кривые в плане, мосты, пересекающие дороги и др.). При построении графика коэффициентов аварийности дорогу анализируют по каждому показателю, выделяя однородные по условиям участки. При этом необходимо учитывать, что влияние опасного места распространяется на прилегающие участки, где возникают ощутимые помехи для движения.
Участок улицы Гагарина необходимо условно разделить на однотипные участки.
На рисунке 2.12 представлены значения частных коэффициентов аварийности и графи коэффициентов аварийности.
Для участке № 1 применены стоимостные коэффициенты, в соответствии с таблицей 5.3 [4]. А именно, коэффициент m1, учитывающий ширину проезжей части равен 1,08, коэффициент m2= 1,0, учитывающий радиус кривой в плане, коэффициент m5= 0,81, учитывающий наличие нерегулируемого пересечения, коэффициент m7= 1,25, учитывающий наличие пешеходного перехода и коэффициент m8= 1,34, учитывающий наличие остановочного пункта.
Рисунок 2.12 — График итоговых коэффициентов аварийности
Таким образом, по результатам оценки безопасности участка методом коэффициентов аварийности можно сделать вывод о недопустимом значении итогового коэффициента аварийности на примыкании к улице Гагарина улицы Бульвар Мира.
2.3.2 Оценка безопасности движения на пересечениях
На пересечениях в одном уровне безопасность движения зависит от направления и интенсивности пересекающихся потоков, числа точек пересечения, разветвлений и слияния потоков движения — конфликтных точек, а также от расстояния между этими точками [3].
Чем больше автомобилей проходит через конфликтную точку, тем больше вероятность возникновения в ней дорожно-транспортного происшествия.
Опасность конфликтной точки можно оценить по возможной аварийности в ней (количество ДТП за 1 год) по формуле 2.6:
где -относительная аварийность конфликтной точки;
,- интенсивности движения пересекающихся в данной конфликтной точке потоков, авт./сут.;
-коэффициент годовой неравномерности движения.
Каждая конфликтная точка имеет свой коэффициент относительной аварийности. Этот коэффициент зависит от типа конфликтной точки (точки пересечения самые опасные), от радиуса поворота, от типа поворота (правый/левый) и интенсивности движения.
На рисунке 2.13 представлена схема конфликтных точек на пересечении.
Рисунок 2.13 — Схема конфликтных точек на примыкании улиц Гагарина — Бульвар Мира
В таблице 2.7 представлены значения коэффициентов относительной аварийности конфликтных точек.
Таблица 2.7 — Значения коэффициентов аварийности конфликтных точек
По формуле 2.6 необходимо рассчитать опасность конфликтных точек.
Точка отклонения: qо1 = 0,020×7243×3567×(25/0,02)×10-7= 64,6.
Точка отклонения: qо2 = 0,020×7041×3442×(25/0,02)×10-7= 60,6.
Точка отклонения: qо3 = 0,020×4973×3419×(25/0,02)×10-7= 42,5.
Точка слияния: qс1 = 0,0300×7041×3419×(25/0,02)×10-7= 90,3.
Точка слияния: qс2 = 0,0300×7243×4973×(25/0,02)×10-7= 135,1.
Точка слияния: qс3= 0,0300×3567×3442×(25/0,02)×10-7= 46,0.
Точка пересечения: qп1 = 0,0120×7041×3567×(25/0,02)×10-7= 37,7.
Точка пересечения: qп2 = 0,0120×7041×4973×(25/0,02)×10-7= 52,5.
Степень опасности пересечения оценивается по формуле 2.7 показателем безопасности движения, характеризующим количество ДТП на 10 млн. автомобилей, прошедших через пересечение.у
где — теоретически вероятное количество ДТП на пересечении за 1 год;
n— число конфликтных точек на пересечении;
М — интенсивность на главной дороге, авт./сут;
N— то же для второстепенной дороги;
— коэффициент годовой неравномерности движения.
В таблице 2.8, представлены значение показателя, характеризующего степень обеспечения безопасности движения на пересечении. Сравнением полученных данных с нормативными значениями таблицы 2.8, можно сделать вывод о степени опасности рассматриваемого пересечения.
Таблица 2.8 – Показатель Ка, характеризующий степень обеспечения безопасности движения на пересечении
Следовательно, степень опасности пересечения:
Ка1= (529,3×107×0,0067)/(21293+8392) ×25= 35463100/742125= 47,8.
Аналогично рассчитывается степень опасности примыкания к улице Гагарина автомобильного подъезда к пос. Вороновка.
На данном примыкании одна точка конфликтная отклонения, одна конфликтная точка примыкания и одна конфликтная точка пересечения.
Ка2= (3,4×107×0,0067)/(28472+3473) ×25= 227800/31945= 7,1.
По значению показателей безопасности движения можно сделать вывод, что рассматриваемое пересечение является очень опасным.
Таким образом, в данном разделе работы рассмотрена организация движения на участке улицы Гагарина от улицы Бульвар Мира до автомобильного подъезда к пос. Вороновка г. Кургана. Проведены натурные исследования в ходе которых произведены замеры геометрических параметров улицы, подсчет интенсивности движения, рассмотрены основные методы оценки безопасности движения на перегонах и пересечениях улицы.
В ходе документальных исследований проведен анализ аварийности на основе статистических данных УГИБДД по Курганской области о ДТП на участке улицы Гагарина. В ходе проведения топографического анализа выявлены места концентрации ДТП на улице. Одним из таких мест является пересечение с улицей Бульвар Мира.
На основании результатов исследований, а также нормативных требования в области организации движения, предложены проектные мероприятия, направленные на повышение безопасности дорожного движения на заданном участке улицы Гагарина.
Глава 3. Разработка проектных решений
Предлагаемые проектные решения основаны на результатах натурных и документальных исследованиях, а также нормативных требованиях в области организации движения.
Условно, проектные решения, обеспечивающие повышение безопасности движения на рассматриваемом участке улицы можно разделить на мероприятия на пересечениях и перегонах улицы.
Основной задачей проектных решений на пересечениях является снижение конфликтных точек транспортных и пешеходных потоков. Это может обеспечиваться разделением конфликтующих потоков во времени, путем установки светофорных объектов, или в пространстве, путем проектирования канализированного движения, проектирования развязок в нескольких уровнях, или изменением планировочных решений на пересечении, например- проектирование кольцевого пересечения.
Задачей проектных решений на перегонах является организация движения пешеходов через проезжую часть, организация остановочных пунктов общественного транспорта, а также стабилизация равномерного скоростного режима на всех участках улицы.
3.1 Разработка проектных решений на пересечениях
В ходе документальных исследований работы по результатам топографического анализа выявлены места концентрации ДТП, одним из которых является примыкание к улице Гагарина улицы Бульвар Мира.
Кроме того, в ходе натурных исследований, выявлено что, средняя задержка транспортных средств на второстепенном подходе улицы Бульвар Мира составила 18,4 с.
В связи с вышеперечисленным, можно сделать вывод о необходимости разработки проектных решений на данном примыкании.
Вид примыкания со стороны второстепенного направления представлен на рисунке 3.1
Рисунок 3.1 — Вид примыкания улицы Бульвар Мира к улице Гагарина со стороны второстепенного направления
Как видно из рисунке 3.1 видимость примыкания со стороны второстепенного направления ограничена зелеными насаждениями, кроме того, имеется две конфликтных точки пересечения с транспортными потоками главного направления улицы Гагарина. Данные факторы негативно влияют на безопасность движения на примыкании.
Планировка пересечений автомобильных дорог и улиц в одном уровне должна быть зрительно ясной и простой, направления движения в зоне пересечения должны быть видимы водителями заблаговременно.
Планировка пересечения и средства организации движения должны подчеркивать преимущественные условия проезда по главной дороге (дороге с наиболее высокой интенсивностью движения), допуская некоторое усложнение выполнения маневров с второстепенной дороги.
Вариант планировочного решения на рассматриваемом примыкании выбирается по номограмме, представленной на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 — Номограмма выбора типа пересечения
Где 1 — простое необорудованное пересечение;
2 — частично канализированные пересечения с направляющими островками на второстепенной дороге;
3 — полностью канализированные пересечения и примыкания с направляющими островками на обеих дорогах, переходно-скоростными полосами, разметкой проезжей части;
4 — конкурирующие варианты кольцевых пересечений: а — со средними центральными островками; б — с малыми центральными островками; в — с большими центральными островками (при числе пересекающихся полос более 5); г — с пересечением в разных уровнях;
5 — конкурирующие варианты пересечений: а — кольцевые пересечения, обеспечивающие лучшие условия движения по главному направлению (эллиптический центральный островок); б — в разных уровнях; в — при стадийном строительстве (I этап — кольцевые пересечения; II этап — пересечения в разных уровнях);
6 — конкурирующие варианты пересечений: а — кольцевые с малыми центральными островками; б — в разных уровнях;
7 — конкурирующие планировочные — кольцевые пересечения; II этап — пересечения в разных уровнях; б — пересечения в разных уровнях;
8 — пересечения в разных уровнях
При суточных значениях интенсивности (7500 авт/сут – улица Гагарина, 3400 авт/сут – улица Бульвар Мира) пересечение попадает в зону 6, при котором возможны конкурирующие варианты кольцо и в разных уровнях.
Окончательное планировочное решение устанавливается на основе строительной стоимости пересечения, затраты на ремонт и содержание, эксплуатационные и автотранспортные расходы по каждому варианту, потери народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий и от изъятия земельных угодий, плотностью сложившейся застройки района.
Все элементы пересечений в одном уровне должны обеспечивать возможность плавного выполнения маневров поворота без помех и чрезмерного снижения скорости, в особенности при движении по главному направлению.
Пропускная способность кольцевых пересечений определяется пропускной способностью зон переплетения, которая зависит от их длины.
Расчетная скорость движения на кольцевом пересечении должна быть не ниже 30 км/ч, составляя не менее 0,75 от средней скорости на подходе к пересечению по дороге наиболее высокой категории.
При этом, наиболее загруженное прямое направлении улицы Гагарина в направлении аэропорта, предлагается проложить в обход кольцевого пересечения в прямом направлении с помощью островков безопасности, установки дорожных знаков и нанесения дорожной разметки.
Диаметр центрального кольца, обеспечивающий оптимальные углы слияния транспортных потоков, не более 7° Круговые островки рекомендуются на пересечениях равноценных по загрузке дорог с высокой интенсивностью левоповоротного движения.
Количество полос на въезде — 1, на съезд автомобилей с кольца 1 полоса.
Учитывая то, что площадь на пересечении улиц позволяет организовать на ней саморегулируемое движение по кольцу, составляем эскиз площади с кольцевым движением в пределах существующих красных линий. Затем приступаем к определению планировочных параметров площади.
Так как при принятой системе организации движения происходит перестроение транспортных потоков, необходимо обеспечить минимальный интервал, при котором такое перестроение возможно.
Указанный интервал определяем следующим образом. Расстояние от места входа потока на площадь кольцевого движения до его выхода зависит от скорости движения Vk и ширины проезда. Это расстояние называется «участок перестроения» и определяется по эмпирической формуле 3.1:
tпр = lл +2×(l0+S)
где lл — величина линейного интервала между последовательно движущимися автомобилями, м;
l0 — средняя габаритная длина автомобиля, м;
S- длина участка измерения направления движения автомобиля (5м).
Таким образом, tпр = 16,6+2×(5,0+5,0)= 36,6 с.
Значение линейного интервала определяется по формуле 3.2:
tл = l0 +V×t0 + cV2
где V- скорость движения, м/с,
t0 – время реакции водителя (от 1 до 1,5 с),
с-коэффициент торможения (от 0,08 до 0,12).
Таким образом, tл = 5+6,9×1+0,1×6,92 = 16,6 м.
При саморегулируемом непрерывном движении минимальный интервал движения должен быть таким, чтобы вход на площадь кольцевого движения осуществлялся без задержек, т.е. минимальный интервал tmin должен быть не менее времени прохождения линейного интервала безопасности по формуле 3.3:
tmin = lл/V
Таким образом, tmin = 36,6/6,9= 5,3 с.
Интервал движения во времени на площади определяется по формуле 3.4:
tпл = [3600×(p-1)]/ [Nа-б + Nв-г]
Таким образом, tпл =[3600×(3-1)]/[(521+703)]=7200/1224= 5,8 с.
Полученный интервал должен быть больше минимального, необходимого для движения на кольцевой площади, это обеспечит безопасность при перестроении.
Ширину кольцевого проезда принимают по количеству полос движения.
Длина участка по кольцу между осями двух смежных проездов определяется по формуле 3.5.
Lc= lпр+2R0+В1/2+В2/2
где R0 – радиус входа на кольцевую площадь с улицы, м,
B1 и B2 – ширина проезжих частей смежных улиц, м.
Таким образом, Lc = 36,6+2×15+22/2+16/2= 85,6 м.
Диаметр центрального островка определяется по формуле 3.6.
D= [4× lпр+2R0+(В1+В2)/2]/2π
Таким образом, D= [4×36,6+3×25+(10+10)/2]/ 2π= 36,8 м.
Следовательно, диаметр центрального островка кольцевого пересечения принимается D= 40 м.
Проектируемая схема организации движения на рассматриваемом пересечении представлена на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 — Проектируемая схема организации движения на рассматриваемом пересечении
Проектируемое кольцевое пересечение улиц Гагарина и Бульвар Мира, вписывается в существующую планировочную застройку улиц Бульвар Мира и Гагарина, не меняя их траекторию. Пешеходный переход улицы Гагарина необходимо перенести на 20 м в сторону ООТ, для того, чтобы вписать правоповоротный съезд с кольцевого пересечения на улицу Гагарина. Движение пешеходных потоков через улицу Бульвар Мира будет осуществляться в обход кольцевого пересечения, а пешеходный переход осуществляется на подходе улицы Бульвара Мира.
Таким образом, на примыкании к улице Гагарина улицы Бульвар Мира существует возможность вписать пересечение с круговым движением с центральным островком D = 40 м и расчётной скоростью движения 30 км/ч (8,3 м/с). Прямое направление по улице Гагарина в сторону аэропорта предлагается проложить в обход кольцевого пересечения путем канализирования. Предлагаемое проектно решение позволит частично разделить транспортные потоки в пространстве, снизить число конфликтных точек, повысить зону видимости примыкания со стороны улицы Бульвар Мира, и снизить транспортные задержки со второстепенного направления.
3.2 Разработка проектных решений на перегонах
В качестве проектных решений на перегоне предлагается установка на пешеходном переходе в районе ООТ «Аэропорт» светофорного объекта, для разделения транспортных и пешеходных потоков во времени, а также обеспечения безпрепятственного выезда со второстепенного направления частного жилого сектора и аэропорта.
В соответствии с ГОСТ 32944-2014, необходимость регулирования движения пешеходов по переходу через проезжую часть обусловлена следующими предельными показателями интенсивности движения транспорта и пешеходов: в течение любых 8 ч рабочего дня недели интенсивность движения транспорта равна или более 600 ед./ч (для дорог с разделительной полосой 1000 ед./ч) по главной дороге в двух направлениях и равна или более 150 пешеходов, пересекающих проезжую часть в одном наиболее загруженном направлении, в каждый из тех же 8 ч (II зона рисунка 3.4). Зона I на рисунке соответствует подземному пешеходному переходу, зона III надземному пешеходному переходу, зона IV нерегулируемый пешеходный переход.
Рисунок 3.4 — Номограмма регулирования движения пешеходов через проезжую часть для дорог с двумя полосами движения в двух направлениях в населенном пункте.