Расчет перспективной интенсивности движения автомобилей
Примеры решения задач
| Сайт: | Платформа онлайн-обучения БФУ им. И. Канта |
| Курс: | 23.03.01 Теория транспортных процессов и систем. Транспортная инфраструктура |
| Книга: | Примеры решения задач |
Описание
Литература, необходимая для решения задач
Оглавление
1. Задача 3.1. Определение категории автомобильной дороги. Назначение расчетной скорости движения
Исходные данные. Автомобильная дорога соединяет столицы двух областей, расположена во второй дорожно-климатической зоне. Перспективная интенсивность движения автомобилей приведена в следующей таблице.
Перспективная (на 20 лет) интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях, авт./сут
Грузовые автомобили грузоподъемностью: до 2 т
Автопоезда грузоподъемностью 20-30 т
Автобусы большой вместимости
Требуется
Решение
1. Определение категории дороги.
Категория дороги назначается в зависимости от назначения дороги и перспективной (на 20 лет) расчетной интенсивности движения, приведенной к легковому автомобилю.
Расчетную интенсивность движения следует принимать суммарно в обоих направлениях па основе данных экономических изысканий. При этом за расчетную надлежит принимать среднегодовую суточную интенсивность движения за последний год перспективного периода.
В случае если среднемесячная суточная интенсивность наиболее напряженного в году месяца более чем в 2 раза превышает среднегодовую суточную, последнюю при определении категории дороги следует увеличивать в 1,5 раза (п. 4.5 СП 34.13330.2012).
Перспективный период при назначении категорий дорог, проектировании элементов плана, продольного и поперечного профилей следует принимать равным 20 годам.
За начальный год перспективного периода принимают год завершения разработки проекта дороги согласно п. 4.6 СП 34.13330.2012.
Приведенную интенсивность движения определяют по формуле
где коэффициенты приведения интенсивности движения различных транспортных средств к легковому автомобилю К, следует принимать по табл. 4.2 СП 34.13330.2012 (см. табл. 3.2 данного учебника). Результаты расчета приведенной интенсивности движения сведены в следующей таблице.
Тип автомобиля
Перспективная (на 20 лет) интенсивность движения автомобилей в обоих направлениях, авт./сут
Коэффициент приведения к,
Перспективная (на 20 лет) интенсивность движения в обоих направлениях, авт./сут ( NjKj )
Грузовые автомобили грузоподъемностью:
Автопоезда грузоподъемностью 20—30 т
Автобусы большой вместимости
Вывод: согласно табл. 4.1 СП 34.13330.2012 (см. табл. 3.1 настоящего учебника) данная дорога должна быть обычной дорогой II категории, так как Упр находится в интервале от 6000 до 14 000 приведенных авт./сут.
В соответствии с п. 6 ст. 5 Федерального закона Российской Федерации «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» рассматриваемая автомобильная дорога может быть отнесена к дорогам общего пользования федерального значения, так как она соединяет между собой административные центры (столицы) субъектов Российской Федерации.
2. Назначение расчетной скорости.
Расчетной скоростью считается наибольшая возможная (по условиям устойчивости и безопасности) скорость движения одиночных автомобилей при нормальных условиях погоды и сцепления шин автомобилей с поверхностью проезжей части, которой на наиболее неблагоприятных участках трассы соответствуют предельно допустимые значения элементов дороги.
Расчетные скорости движения для проектирования элементов плана, продольного и поперечного профилей, а также других элементов, зависящих от скорости движения, следует принимать по табл. 5.1 СП 34.13330.2012 (см. табл. 3.4 данного учебника).
Расчетные скорости, установленные в табл. 5.1 СП 34.13330.2012 для трудных участков пересеченной и горной местности, допускается принимать только при соответствующем технико-экономическом обосновании с учетом местных условий для каждого конкретного участка проектируемой дороги.
Расчетные скорости на смежных участках автомобильных дорог не должны отличаться более чем на 20%.
Вывод: для дороги II категории принимаются: основная расчетная скорость — 120 км/ч; допускаемая на трудных участках — 100 км/ч.
2. Задача 3.2. Определение параметров дороги в поперечном профиле
Исходные данные. Автомобильная дорога с перспективной интенсивностью движения, заданной в задаче 3.1.
Требуется
1. Определить геометрические параметры дороги в поперечном профиле.
2. Построить поперечный профиль дороги.
Решение
1. Определение геометрических параметров дороги в поперечном профиле.
Размеры элементов поперечного профиля автомобильных дорог принимаются по табл. 5.12 СП 34.13330.2012 (см. табл. 3.17 данного учебника).
При решении задачи 3.1 было определено, что при прогнозируемой интенсивности движения дорога должна быть II категории. Дороги II категории могут иметь две или четыре полосы движения; как правило, дороги II категории имеют две полосы движения.
Поперечные уклоны проезжей части (кроме участков кривых в плане, на которых предусматривается устройство виражей) принимают в зависимости от числа полос движения и климатических условий по табл. 5.16 СП 34.13330.2012 (п. 5.31).
Bau-enginer
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| « Май | ||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | |
Прогнозирование перспективной интенсивности движения
Важнейшим критерием при обосновании инвестиций в строительство новых или реконструкцию существующих автомобильных дорог является перспективная интенсивность движения. Ввод новых или повышение технического уровня существующих дорог сопровождается значительными изменениями сложившихся потоков автотранспорта по направлениям. Во многих случаях, когда происходит уменьшение времени сообщения между корреспондирующими пунктами, это оказывает влияние на структуру и размещение экономики, темпы экономического развития обслуживаемых дорогами территорий.
В настоящее время разработано много методов прогнозирования интенсивности движения на автомобильных дорогах. Имеются методы, предназначенные для прогнозирования интенсивности движения как на отдельных, конкретных дорогах, так и на сети автомобильных дорог. При этом методы прогноза основывают на учете различных факторов, которые, по мнению их авторов, оказывают существенное влияние на интенсивность движения автотранспорта.
В зависимости от подхода к прогнозированию интенсивности движения используемые методы можно разделить на три группы: методы экстраполяции; балансовые методы; модельные методы.
Методы экстраполяции являются наиболее простыми. Они основаны на условии сохранения во времени существующих тенденций изменения интенсивности движения. Наибольшее распространение среди них получил метод прямой экстраполяции, при использовании которого прогнозирование интенсивности движения осуществляют на основе установления существующей интенсивности, которая увеличивается в соответствии с выявленной за несколько предшествующих лет тенденцией ее изменения. В общем виде идея метода может быть представлена формулой:
N(0) — исходная интенсивность движения, авт./сут;
Метод экстраполяции целесообразно использовать в условиях сложившейся сети автомобильных дорог, когда в перспективе не предполагается выполнение работ по строительству новых и повышению технического уровня существующих дорог.
Балансовый метод определения перспективной интенсивности движения в Российской Федерации имеет примерно такое же распространение, как и метод экстраполяции. Согласно этому методу перспективную среднегодовую суточную интенсивность движения определяют как сумму интенсивностей движения различных типов автомобилей, которые определяют по формуле:
a — показатель степени, используемый при расчете интенсивности движения грузовых автотранспортных средств.
Интенсивность и скорость движения на участках сети автомобильных дорог устанавливают в результате выполнения нескольких итерационных расчетов ожидаемой интенсивности между всеми парами корреспондирующих населенных пунктов. После выполнения расчетов на соответствующем шаге итерации для каждого участка сети автомобильных дорог определяют скорость, которую должен иметь поток рассчитанной интенсивности при данных дорожных условиях, и сопоставляют ее со скоростью, принятой при данном шаге итерационного расчета. В случае, если эти скорости движения отличаются более, чем на 1 км/ч, для данного участка заново определяют скорость движения и его приведенную длину. После рассмотрения всех участков сети автомобильных дорог расчет повторяют.
Итерационные расчеты повторяют до тех пор, пока хотя бы на одном участке сети автомобильных дорог скорость, принятая при расчете интенсивности движения на данном шаге итерации, будет отличаться более, чем на 1 км/ч от скорости, рассчитанной при интенсивности движения, полученной на данном шаге итерации, т.е. до достижения соответствия между скоростью и интенсивностью движения на всех участках сети автомобильных дорог.
Для выполнения непосредственных расчетов интенсивности движения необходимо предварительно подготовить исходные данные.
Во всех остальных случаях — по формуле:
Коэффициенты связанности корреспондирующих населенных пунктов
| Административная значимость первого населенного пункта | Территориальная принадлежность населенных пунктов | Значение коэффициента Кс в зависимости от административной значимости второго населенного пункта | |||
| Территориальный центр | Районный центр | Центральная усадьба | Местный пункт | ||
| Территориальный центр | Одна территория | — | 1,0 | 1,0 | 0,1 |
| Разные территории | 0,4 | 0,3 | 0,1 | 0,01 | |
| Районный центр | Одна территория | 1,0 | 1,0 | 0,3 | 0,05 |
| Один район | — | — | 1,0 | 0,01 | |
| Разные территории | 0,3 | 0,3 | 0,1 | 0,01 | |
| Центральная усадьба | Одна территория | 1,0 | 0,3 | 0,1 | 0,01 |
| Один район | — | 1,0 | 0,5 | 0,01 | |
| Одна центральная усадьба | — | — | — | 0,1 | |
| Разные территории | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,01 | |
| Местный пункт | Одна территория | 0,1 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Один район | — | 0,05 | 0,01 | 0,01 | |
| Одна центральная усадьба | — | — | 0,1 | 0,05 | |
| Разные территории | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 | |
Показатели уровня насыщения соответствующими типами автотранспортных средств, при расчете существующей интенсивности движения, устанавливают на основе данных статистической отчетности или материалов ГИБДД МВД России для каждого субъекта федерации, а при прогнозировании интенсивности движения эти данные необходимо увеличивать с учетом прогнозируемого периода.
При отсутствии данных среднюю продолжительность работы в течение суток легковых автомобилей можно принимать равной 1 час в сутки.
Коэффициент, характеризующий пользование легковыми автомобилями в будние дни, определяют по формуле:
Среднюю продолжительность работы в течение суток автобусов определяют по формуле:
2 — средняя продолжительность простоя автобусов во время обеда и отдыха водителей, ч.
Коэффициент, характеризующий использование автобусов, определяют по формуле:
Среднюю продолжительность работы в течение суток грузовых автотранспортных средств определяют по формуле:
1,5 — средняя продолжительность простоя грузовых автотранспортных средств во время обеда и отдыха водителей, ч.
Коэффициент, характеризующий использование грузовых автотранспортных средств, определяют по формуле:
Среднюю продолжительность работы в наряде, коэффициенты готовности и выхода на линию автобусов и грузовых автотранспортных средств принимают согласно территориальным статистическим данным.
Приведенное расстояние между корреспондирующими населенными пунктами определяют как сумму приведенных длин участков автомобильных дорог, соединяющих их по кратчайшему маршруту по формуле:
При расстоянии между населенными пунктами менее 10 км принимают расстояние, равное 10 км.
В качестве расчетного участка принимают отрезок автомобильной дороги между точками, являющимися населенными пунктами, пересечениями и примыканиями, или в которых изменяются технические параметры дороги, оказывающие влияние на скорость движения автотранспортных средств.
Приведенную длину участка автомобильной дороги определяют по соотношению средней скорости движения грузовых автотранспортных средств на эталонном и конкретном участке с учетом ее снижения местными условиями:
На начальном этапе итерационного процесса в качестве средней скорости движения принимают среднюю скорость одиночных грузовых автомобилей средней грузоподъемности, реализуемую при соответствующих технических параметрах участка автомобильной дороги. Эту скорость следует определять в соответствии с действующими методиками оценки транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных дорог. При соответствии технических параметров участков дорог (ровность, коэффициент сцепления и т.п.) определенным категориям эту скорость можно принимать по табл. 4.6.
Средняя скорость грузового автомобиля
| Категория участка дороги | Средняя скорость свободного движения грузовых автотранспортных средств, км/ч |
| IA, I Б | 90 |
| IB | 83 |
| II | 65 |
| III | 60 |
| IV | 55 |
Для участков автомобильных дорог с паромными переправами и прочими объектами, прерывающими движение на длительные отрезки времени (например, пограничные переходы), скорость движения устанавливают с учетом всех видов задержек.
На участках автомобильных дорог, прилегающих к населенным пунктам, скорость движения устанавливают с учетом влияния населенного пункта (внутреннего автомобильного транспорта населенного пункта). При этом определяют коэффициент снижения скорости движения в населенном пункте и длину зоны влияния населенного пункта.
Коэффициент снижения скорости движения в населенных пунктах за счет внутреннего транспорта определяют в зависимости от численности населения в нем Р, чел. При численности населения 3 тыс. чел. и более — по формуле:
При численности населения менее 3 тыс. чел. — принимают равным 0,95.
Длину зоны влияния населенного пункта, Lв, км, определяют в зависимости от численности населения в нем по формулам (4.16, 4.17):
при численности населения 100 тыс. чел. и более
при численности населения менее 100 тыс. чел.
Значения коэффициентов снижения скорости движения на участках, прилегающих к центрам населенных пунктов и длин зон влияния населенных пунктов при соответствующей их численности приведены в табл. 4.7.
Коэффициенты снижения скорости
Длины участков автомобильных дорог, примыкающих к центрам населенных пунктов, как правило, не равны длинам зон влияния населенных пунктов. В связи с этим необходимо производить корректировку коэффициента снижения скорости движения на этих участках дорог, используя формулы (4.18,4.19):
при зонах влияния больше длин участков дорог
при зонах влияния меньше длин участков дорог
Для участков автомобильных дорог, соединяющих два корреспондирующих пункта, коэффициент снижения скорости движения определяют перемножением коэффициентов снижения скорости, полученных для каждого из пунктов.
Для участков автомобильных дорог, проходящих по территории населенных пунктов, также необходимо учитывать влияние на скорость движения расстояния до застройки, технического состояния улиц и дорог населенного пункта и развитости улично-дорожной сети населенного пункта. По этим причинам скорость движения в пределах многих населенных пунктов составляет всего 20-30 км/ч.
Для участков автомобильных дорог, на которых скорость движения ограничена регулируемыми пересечениями или населенными пунктами, в которых на рассматриваемой дороге имеется светофорное регулирование, коэффициент снижения скорости движения объектами регулирования движения ( dR ) может быть принят равным 0,8. Если участок дороги имеет объекты светофорного регулирования с двух сторон, dR принимают равным 0,65. В остальных случаях коэффициент принимают равным 1,0.
На рис. 4.2 представлен график, позволяющий определять значение коэффициента приведения физической длины участка автомобильной дороги в зависимости от скорости движения автотранспортных средств на нем. Показатель степени при приведенном расстоянии между населенными пунктами при расчете интенсивности движения грузовых автотранспортных средств а принимают в зависимости от этого расстояния:
при расстоянии 63 км и более — принимают равным 2;
при расстоянии меньше 63 км — определяют по формуле:
При прогнозировании интенсивности движения грузовые автотранспортные средства целесообразно разделять на группы (1-6) по средней грузоподъемности: 1-1,0 т; 2-2,5 т; 3-4,0 т; 4-7,0 т; 5-10,0 т; 6-15 т (автопоезда).
Рис. 4.2. Зависимость коэффициента приведения длины участка дороги от скорости движения автотранспортных средств
При расстоянии между корреспондирующими населенными пунктами 500 км и менее определение доли соответствующих групп грузовых автотранспортных средств можно производить по следующим эмпирическим формулам:
При расстоянии между населенными пунктами более 500 км доли соответствующих групп в формировании интенсивности движения принимают, как при расстоянии, равном 500 км.
Для территорий, где структура парка грузовых автотранспортных средств значительно отличается от средних по стране показателей, распределение их использования, при необходимости, следует уточнять исходя из существующей и перспективной структуры. При этом долю соответствующих групп грузовых автотранспортных средств устанавливают по фактической структуре потока, уменьшая или увеличивая долю соответствующих групп. Основным условием при распределении интенсивности движения грузовых автотранспортных средств на группы является равенство единице суммы долей всех групп во всем диапазоне расстояний между корреспондирующими пунктами.
При прогнозировании интенсивности движения расчеты следует выполнять в следующей последовательности.
Выполнение расчетов целесообразно начинать с более крупных населенных пунктов. В первую очередь выполняют расчет интенсивности по связям принятого населенного пункта со всеми населенными пунктами, находящимися на расстоянии менее Ry , и корреспонденции с которыми являются значимыми. После рассмотрения корреспонденции рассматриваемого населенного пункта со всеми другими населенными пунктами переходят к рассмотрению следующего населенного пункта.
Интенсивность движения, рассчитанную между каждой парой корреспондирующих населенных пунктов, суммируют по типам и группам автотранспортных средств на все участки автомобильных дорог, образующие кратчайшую связь между ними.
Формирование обшей интенсивности движения заканчивают при рассмотрении всех значащих корреспонденции.
Оценку соответствия между интенсивностью и скоростью движения следует производить по приведенной к легковому движению часовой интенсивности, приходящейся на полосу движения. Для перехода от среднегодовой суточной к максимальной часовой интенсивности движения, при отсутствии данных о распределении интенсивности движения в течение суток, можно использовать коэффициент, равный 0,076.
Проверку на возможность движения потока ожидаемой интенсивности с принятой скоростью необходимо производить для всех участков автомобильных дорог, на которых ожидаемая интенсивность движения на полосу движения превышает 300 приведенных автомобилей в час.
Скорость движения потока ожидаемой интенсивности целесообразно определять с использованием основной диаграммы транспортного потока «интенсивность — скорость» для конкретных дорожно-транспортных условий движения.
Скорость движения на участках со светофорным регулированием определяют, исходя из отношения ожидаемой интенсивности движения к пропускной способности полосы движения в сечении линии «стоп». При этом пропускную способность полосы движения в сечении линии «стоп» определяют, исходя из скорости транспортного потока 15 км/ч с учетом продолжительности разрешающего сигнала светофора. Для практических расчетов с достаточной степенью точности можно принять, что продолжительность разрешающего сигнала светофора в течение часа составляет 30 мин, т. е. пропускная способность в сечении линии «стоп», определенная исходя из безостановочного движения, должна быть уменьшена в 2 раза.
Для железнодорожных переездов пропускную способность определяют, исходя из скорости потока 10 км/ч и с учетом продолжительности времени закрытия шлагбаума по формуле:
В процессе прогнозирования интенсивности движения и по ее результатам можно определить показатели грузовых и пассажирских перевозок: объем грузовых и пассажирских перевозок; транспортную работу при выполнении грузовых и пассажирских перевозок. Блок схема расчетов показана на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Блок-схема расчета интенсивности движения
Основная работа автомобильного транспорта осуществляется по связям между территориальными и районными центрами, промышленно развитыми городами. Именно города являются основными генераторами автотранспортных потоков. В городах создают продукцию, в том числе товары сельскохозяйственного производства, которые затем перевозят в соседние города и распределяют по местным населенным пунктам. При этом необходимо учитывать, что чем меньше населенный пункт, в том числе и город, тем меньше его способность к самообеспечению, тем больше он нуждается в продукции, выпускаемой в других более крупных городах.
Обеспечение надежных автотранспортных связей способствует интеграции промышленности не только в пределах одной территории, но и с сопредельными территориями, что наиболее существенно в условиях рынка. Отсутствие надежных транспортных связей с одной стороны снижает возможность в сбыте продукции, что является сдерживающим фактором развития предприятий, с другой приводит к монополии производителей из-за невозможности завоза подобной продукции от других производителей и, как следствие, завышению реальной стоимости выпускаемой продукции.
При формировании федеральной сети автомобильных дорог целесообразно рассматривать следующие варианты их развития:
сохранение существующего направления дорог с приведением их в соответствие с предъявляемыми требованиями, т.е. с их реконструкцией;
строительство специализированных автомагистралей вдоль существующих дорог без дальнейшего их использования;
частичное использование существующих дорог с их реконструкцией.