УДК 625

Анализ пропускной способности ромбовидного перекрестка со сменой сторонности

Рожкова Анна Витальевна – студент Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета.

Мартяхин Дмитрий Сергеевич – кандидат технических наук, доцент Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета.

Аннотация: В статье рассматривается новый вид транспортной развязки по типу ромба со сменой стороности, как альтернатива классической ромбовидной развязке. Авторами был выполнен анализ пропускной способности транспортной развязки по адресу: Варшавское шоссе - ул. Подольских Курсантов, города Москвы. Проведена оценка данной развязки на соответствие требованиям по пропускной способности транспортных потоков и безопасности движения для всех участников дорожного движения. Были выявлены основные недостатки использования данной развязки. Для решения проблем, возникающих на этом пересечении, в качестве эксперимента было предложено строительство развязки по типу ромба со сменой стороности. Устройство новой развязки дает возможность полностью устранить задержки транспортных и пешеходных потоков за счет сокращения конфликтных точек и уменьшения длительности светофорного цикла. Также авторами была проведена сравнительная оценка эффективности пропускной способности на развязке и безопасности движения. По результатам имитационного моделирования определены наиболее эффективные решения для повышения пропускной способности на рассматриваемом пересечении.

Ключевые слова: Транспортная развязка, ромбовидный перекресток со сменной стороности, пропускная способность, конфликтная точка, транспортный затор, транспортный поток, организация движения, светофорный цикл, имитационное моделирование транспортных потоков, PTV VISSIM.

Введение

Пропускную способность и безопасность движения на всей улично-дорожной сети города во многом определяют типы транспортных развязок и схемы организации движения на них. Устройство пересечений в разных уровнях дает возможность увеличить пропускную способность транспортных узлов, повысить безопасность и скорость движения, во многом уменьшить задержки транспортных средств и пешеходов.

Пропускная способность пересечений в разных уровнях определяется пропускной способностью участков примыкания съездов. Основными факторами, которые влияют на пропускную способность съездов, являются: возможность вливания автомобилей в основной поток при выходе со съезда и размеры геометрических элементов самого съезда.

Основная часть

Транспортные пересечения, при организации на них примыканий всех левых поворотов с устройством пересечений в одном уровне, относят к типу «ромб» (рис. 1). Такие транспортные пересечения обеспечивают движение в непрерывном режиме на одном, наиболее загруженном, направлении движения с устройством пересечений в одном уровне на другом, второстепенном направлении движения.[1]

Рисунок 1. Транспортная развязка по типу ромб.

Существенным недостатком таких пересечений является сосредоточение пересечений потоков движения в узлах, причем возможны неправильные маневры из-за того, что водители руководствуются правилами движения для пересечений по типу клеверного листа. На пересечении можно выделить 18 конфликтных точек: 6 точек разделения потоков, 6 точек слияния и 6 точек пересечения транспортных потоков. Из них наиболее опасными являются конфликтные точки пересечения, меньшей степенью опасности характеризуются точки разделения потоков и наименьшей опасностью создания аварийных ситуаций характеризуются точки слияния.

Организацию движения всех левых поворотов на съездах классических ромбовидных транспортных развязок обычно выполняют с применением четырехфазного светофорного регулирования, а зачастую и более для организации пешеходного движения. Это приводит к большой длительности светофорного цикла, особенно его неэффективной части – жёлтого сигнала светофора. [2]

Для снижения количества светофорных фаз и уменьшения транспортных задержек на пересечении целесообразно использовать ромбовидное пересечение с изменением сторонности (расходящийся ромб) (рис. 2).

Рисунок 2. Транспортная развязка по типу ромб с изменением сторонности.

Идея автомобильной развязки типа расходящийся ромб заключается в том, что на мосту при пересечении скоростной автомагистрали и городской улицы направления движения на последней меняются ( т.е. автомобили второстепенного направления движутся по встречному направлению, а затем возвращаются). Данные мероприятия позволяют выделить преобладающий поток без ущерба для второстепенной дороги. Используются только две фазы для светофорного регулирования вместо трех–четырёх в классической ромбовидной развязке.

В Соединенных Штатах технология получила развитие в первые два десятилетия XXI века, где с 2009 по 2015 годы было реализовано более пятидесяти таких развязок. Автомобильные развязки типа расходящийся ромб имеются и в Атланте, например: I85 и Pleasant Hill Rd, I85 и Jimmy Carter Blvd, I285 и Ashford Dunwoody Rd.

Преимуществами таких пересечений являются: меньшее количество конфликтных точек: 6 точек слияния, 6 точек разделения и 2 точки пересечения, всего 14 точек; уменьшение количества светофорных фаз с полной развязкой всех направлений. Недостатками данного проектного решения являются: непривычная организация дорожного движения для водителей и невозможность работать без светофорного регулирования.

Целью данной работы было определение схем пофазного разъезда и длительности светофорного цикла на регулируемых узлах пересечения. Так, для классического ромбовидного пересечения по существующему положению применяется светофорный цикл, имеющий 4 основные фазы общей длительностью 130 секунд. (рис. 3)

Рисунок 3. Схема пофазного разъезда на ромбовидном пересечении.

Такая схема организации движения имеет очень низкую пропускную способность, вследствие чего в часы пик перед светофором образуются транспортные заторы. При замене его на ромбовидное пересечение со сменой сторонности, возможно предусмотреть двухфазный светофорный цикл общей длительностью 60 секунд. Такая компоновка уменьшит время ожидания на 60%, а пропускная способность возрастет на 25-30%. [3]

Для подтверждения вышеописанных данных было проведено моделирование транспортных потоков на развязках с помощью программного комплекса PTV VISSIM. В качестве классического ромбовидного пересечения была взята развязка в г. Москве, по адресу: Варшавское ш. – ул. Красного Маяка – ул. Подольских Курсантов.

Задача, решаемая с помощью такой моделирования – оценить влияние параметров работы светофорных объектов и самой организации движения на развязках, на длину очередей и время ожидания транспортных средств при проезде пересечений. Для обеих моделей были заданы одинаковые исходные данные: интенсивности движения по направлениям, количество и ширина полос движения, поведенческие модели транспортных средств и т.д. [4]

Результаты моделирования показывают, что через одинаковый промежуток времени на классической ромбовидной развязке в часы пик возникают массовые очереди из транспортных средств (рис.4а), а на развязке со сменой сторонности, автомобили движутся без задержек (рис.4б). Средняя длина очереди в первом примере составляет 240м, а во втором 70м.

а)

б)

Рисунок 4. а) транспортные заторы на классической ромбовидной развязке; б) транспортные заторы на развязке со сменой сторонности.

Заключение

По результатам имитационного моделирования и анализа циклов светофорных объектов можно сделать вывод о том, что ромбовидное пересечение со сменой сторонности вполне может рассматриваться как альтернатива обычной ромбовидной развязке, применяемой на пересечениях магистральных улиц с сетью улиц местного и районного значения, так как обладает большей пропускной способностью и безопасностью движения. А при широком внедрении таких развязок можно существенно оптимизировать движение целого города или региона.

Список литературы