Разработка технических решений для реализации принципа безостановочного движения автомобилей по магистралям



страница1/4
Дата03.08.2016
Размер0.56 Mb.
  1   2   3   4


УДК 625.712 (625.745.1)
Разработка технических решений для реализации принципа безостановочного движения автомобилей по магистралям (без заторов и пробок).

Development of technical solutions for implementing the principle of non-stop driving on highways (without congestion and traffic jams).

Ю.Ф. Макаров, Ю.М. Низовцев.

Makarov Y.F., Nizovtsev Y.M.

Москва. 2011-12.


Аннотация
Существующий в настоящее время подход к регулированию транспортных потоков при движении с повышенной плотностью не может решить проблему образования заторов и пробок в крупных городах всего мира. Выявление недостатков этого подхода дало возможность на основе известного способа регулирования транспортных потоков ramp metering разработать новую методику, позволяющую практически исключить образование на магистралях заторов и пробок и повысить пропускную способность магистралей в 1,5 – 2 раза. Приведены примеры методик для магистралей как без светофоров, так и со светофорами с организацией по ним безостановочного скоростного движения автомобилей.

Ключевые слова: наземные магистрали, повышенная пропускная способность, безостановочное движение.

The current approach to the regulation of traffic when traveling at high density cannot solve the problem of formation of congestion and traffic jams in major cities around the world. Identification of weaknesses of this approach made possible on the basis of the well-known method of controlling traffic «ramp metering» to develop a new technique. It enables to eliminate the formation of congestion and traffic jams on highways and it improves the throughput of lines in 1.5 - 2 times. Examples of techniques for highways without traffic lights and for highways with traffic lights with the organization on them non-stop high-speed movement of cars are given.

Land highways, increased throughput, non-stop motion of vehicles.



Содержание

1.Состояние дел по регулированию транспортных потоков при движении с повышенной плотностью в настоящее время.

2. Новый подход к решению проблемы заторов и пробок.

3. Оценка рисков проекта.

4. Технические характеристики для трасс, не использующих светофоры.

5. Технические характеристики для трасс, использующих светофоры.



1.Состояние дел по регулированию транспортных потоков при движении с повышенной плотностью в настоящее время.

Рассмотрим вкратце состояние дел в настоящее время по регулированию транспортных потоков в условиях переполнения магистралей автомобилями, или движения с повышенной плотностью.

Применяемые в настоящее время методы регулирования транспортных потоков на городских магистралях в условиях существенного повышения плотности движения, вызванного значительным приростом числа автомобилей, перестали быть эффективными. Свидетельством этого являются каждодневные многочасовые заторы и пробки почти во всех крупных городах мира. С пробками борются по-разному.

Например, французская компания Renault предлагает свой вариант решения проблемы городских пробок и дефицита парковочных мест. Идея конструкторов проста   средство передвижения должно быть трехколесным. Такова концепция мотороллера Renault Ublo. Для европейских городов, где скорость ограничена 50 км/ч, Ublo вполне хватает четырехтактного двухцилиндрового двигателя объемом 124 куб. см. А компактные размеры мотороллера (длина 2,03 м при ширине 0,77 м) превращают проблему парковки в предельно легкую задачу. Конструкторы позаботились о водителе и пассажире, укрыв их от дождя и ветра прозрачной крышей. Правда, тепло и сухо там лишь при температуре плюс 25 по Цельсию. Несколько багажных отсеков общей емкостью 120 литров размещены под рулем и сиденьем, а также в задней части мотороллера. Безопасность водителя обеспечивает фронтальная воздушная подушка.

Аналогичный вариант решения проблемы заторов предложили английские ученые из университета в городе Бат. Новый автомобиль называется Clever (сокращенно от Compact Low Emission Vehicle for Urban Transport   Компактное средство городского транспорта с низким уровнем выхлопа). При создании этого принципиально нового типа автомобиля разработчики пытались сочетать безопасность традиционных машин с маневренностью мотоциклов. Clever развивает скорость до 80 км в час. Автомобиль состоит из металлического корпуса примерно такой же высоты, что и обычные машины. Место для пассажира находится за креслом водителя. Как заверяют разработчики ее двигатель работает тише, а выхлопов — меньше, чем у обычного автомобиля, поскольку она работает на сжатом газе.

В теории, рассматривающей движение транспортных потоков, до сего времени используется гидродинамическая аналогия – модель Лайтхилла-Уизема. В своей классической работе (Lighthill M.J., Whitham G.B., Proc. R. Soc. A 229, 317 (1955)) они писали: «…Основная гипотеза теории состоит в том, что в любой точке дороги расход (автомобили в час) есть функция плотности (автомобили на милю)…». «На основе этого и еще ряда допущений и последующего обобщения было получено уравнение Бюргерса, которое можно рассматривать как скалярное одномерное уравнение Навье-Стокса для несжимаемой жидкости с единичной плотностью», отмечает Семенов В.В. [1]. Один из представителей отечественной науки о транспортных потоках Афанасьев М.Б. также пишет: «… движение плотного транспортного потока по улице или дороге напоминает движение воды в канале… канал определенного сечения может пропустить вполне определенное количество воды в единицу времени. Если мы хотим пропустить через канал большее количество воды, то должны увеличить его сечение. Нечто подобное происходит и с транспортным потоком, движущимся по своему каналу - улице или дороге. Проезжая часть определенной ширины может пропустить вполне определенное количество автомобилей, и если мы хотим увеличить ее пропускную способность, то должны расширить дорогу… Эта аналогия дала специалистам основание применить для изучения закономерностей транспортных потоков законы движения жидкости. Такая модель, правда, с определенными ограничениями позволяет проводить важные исследования и решать ряд практических вопросов по регулированию движения.». [2].

Однако сравнение результатов, полученных на этой модели с реальными характеристиками транспортного потока показало, что эта математическая формула ничему реальному не соответствует. Модель «жидкости на дороге» (модель Лайтхилла-Уизема) имеет границы до определенных скоростей и плотностей. Затем происходит «фазовый переход», и эта модель перестает работать. Приходится вводить еще две модели – свободный поток и перемещающиеся пробки. Возникает вопрос: «Какие параметры определяют эти фазовые переходы?». Например, для понятия «агрегатное состояние вещества» определяющим параметром является температура. Для гидродинамических переходов – скорость потока и т.п. Для транспортных потоков этот вопрос остается открытым [1].

Ученые Национального исследовательского центра Лос-Аламоса (Los Alamos National Lab. – LANL) выделяют следующие паттерны транспортного потока:

Стадия 1. Пока дорога не загружена, автомобилисты движутся на удобной им скорости, свободно переходя на соседние полосы движения. На этой стадии автомобили сопоставимы с потоком частиц, имеющих большую свободу в своем перемещении.

Стадия 2. Как только дорога становится переполненной, автомобилисты внезапно теряют большую часть свободы перемещения и вынуждены двигаться уже как часть всеобщего транспортного потока, согласовывая с ним свою скорость. При этом они уже не имеют возможности свободно менять полосу движения. Эта стадия, подобная потоку воды, называется «синхронизированным» потоком.

Стадия 3. При очень большом числе автомобилей в потоке движение приобретает прерывистый характер (т. н. режим «stop-and-go»). На этой стадии транспортный поток можно уподобить потоку замерзающей воды, автомобили становятся на какой-то промежуток времени как бы «приклеенными» к одному месту дороги.

Таким образом, в теории транспортных потоков последний рассматривается как поток жидкости или газа. Поэтому понятие «фазового перехода» в транспортном потоке введено по аналогии с фазовыми переходами в жидкостях – превращение пара в воду или воды в лед.

Семенов В.В. поясняет: «Объяснение же момента и динамики смены фазы в транспортном потоке, по аналогии с тем как это происходит в природе, на сегодняшний день пока нет. Иными словами, фазовые переходы – это качественные скачкообразные изменения в скорости и плотности транспортных единиц в потоке. Эти изменения возникают локально и распространяются волнообразно по потоку. В результате поток превращается в «желе». Такое состояние может сохранять достаточно долго, час или два. Возникает чаще у въездов-съездов на автострадах. Эти явления не описываются ни одной из существующих математических моделей, а только лишь реалистично воспроизводится на имитационных моделях клеточных автоматов. Поэтому механизм фазовых переходов, если они существуют в реальности, а не просто являются красивой классификацией, до сих пор не понятен [1].

2. Новый подход к решению проблемы заторов и пробок.

Таким образом, методы регулирования транспортных потоков ориентируются на установление определенного порядка в рамках складывающихся на магистралях дорожных ситуаций с целью улучшения этих ситуаций. И этот порядок основывается на гидродинамической модели транспортного потока, которая, как было отмечено выше, не является адекватной для всех дорожных ситуаций и, в частности, не работает при уплотнении транспортного потока. Как результат, непреходящие пробки на магистралях больших городов.

В рамках предложенного нами подхода решение проблемы пробок рассматривается в иной плоскости – в плоскости сохранения, точнее, формирования и сохранения режима транспортного потока, соответствующего указанной выше стадии 1, то есть стадии свободного потока. Определенный тип регулирования транспортных потоков может сформировать такую транспортную ситуацию, при которой уплотнение транспортного потока и образование заторов и пробок в силу этого уплотнения не возникает. То есть предлагается блокировка перехода стадии 1 в стадии 2 и 3. Иначе говоря, предлагается формировать и сохранять режим дорожного движения на магистрали, при котором автомобилисты движутся на скорости, удобной для перехода на соседние полосы движения, то есть все время удерживать такую плотность транспортного потока, при которой автомобили располагаются при движении достаточно далеко друг от друга и обеспечены пространством для маневра.

Конечно, существуют и другие причины для образования пробок, например, авария, в результате которой образуется сужение трассы, что также приводит к образованию пробки. Тем не менее, и эта проблема так же является вполне решаемой в рамках предложенной новой методики регулирования, так как введение резервно-технической (буферной) полосы только для въезда-съезда автомобилей позволяет использовать ее и для объезда мест аварий во многих случаях, поскольку аварии редко перекрывают всю трассу.

Вернемся, однако, к предлагаемым конкретным методам регулирования транспортных потоков, с помощью которых формируется такая транспортная ситуация, при которой уплотнение транспортного потока и образование пробок в силу этого уплотнения не возникает.

Формировать и удерживать благоприятный режим движения на магистрали, или стадию 1 свободного потока можно при определенной доработке на основе уже несколько десятков лет известной методики ramp metering [3], в соответствии с которой при чрезмерном уплотнении движения на отдельном участке дороги производится теми или иными способами ограничение въезда на этот участок автомобилей.

Предложенная нами модификация этой методики сводится к следующему. На всех въездах на магистраль устанавливаются светофоры, управляемые контроллерами по программе, которая разрешает въезд только при интегральной скорости транспортного потока, например, в интервале 60-100 км/час, данные о скорости транспортного потока постоянно поступают на контроллер, например с установленных здесь же радаров. Сразу же при выходе скорости транспортного потока за нижний предел, контроллер включает дает команду на включение запрещающего въезд на магистраль сигнала светофора. Сигнал светофора переключается на разрешающий только при наборе транспортным потоком скорости, близкой к верхнему пределу, например, 90 км/час (в зависимости от расположения трассы и времени эти интервалы могут быть различными, например, 30 – 70 км/час, 40 – 100 км/час). Этим самым в указанные выше стадии 2 (синхронизированный поток) и 3 (режим «stop-and-go»). транспортный поток не попадает и возникновение пробок в зависимости от уплотнения потока и соответствующего падения его скорости не происходит.

Предложенный подход вместе с тем позволяет за счет выбранного интервала скоростей достигнуть, как это будет показано ниже, максимально возможной в данных условиях пропускной способности каждой полосы движения вместе с возможностью для каждого автомобиля менять полосы движения, что в условиях, например, часто расположенных въездов на магистраль и съездов с нее в городе, является необходимостью.

Дополнительно к этому смежная с въездными и съездными участками магистрали полоса резервируется как буферная, то есть используется только для въезда и съезда автомобилей, а также для объезда мест аварий или ремонта. Это решение позволяет, по крайней мере, снизить вероятность образования пробок из-за аварий до минимального предела, а также избежать пробок на магистрали у мест съезда автомобилей с нее, так как автомобили перед съездом с магистрали заранее переезжают эту резервно-техническую полосу и не создают помех другим автомобилям на действующих полосах движения.

Приведем выдержку из статьи Афанасьева М.Б «Транспортный поток», чтобы показать очевидную неадекватность традиционного гидродинамического подхода для современных условий, то есть для уплотненного движения транспортных потоков, как это было отмечено Семеновым В.В.[1].

«…Отметим, что в соответствии с традиционной теорией транспортных потоков, ориентированной на гидродинамическую модель, транспортный поток можно характеризовать тремя основными параметрами: интенсивностью N, средней скоростью V и плотностью D. Эти параметры связаны основным уравнением транспортного потока: N = DV.
Графически это уравнение представляет собой основную диаграмму транспортного потока, общий вид которой показан на рис. 1.


Рис. 1. Основная диаграмма транспортного потока

Пользуясь уравнением и диаграммой, можно определять характеристики транспортного потока. Так, средняя скорость выражается через тангенс угла наклона прямой, соединяющей начало координат с точкой, координаты которой характеризуют определенную интенсивность и плотность (N/D). Максимально возможная при данных условиях интенсивность движения, как это следует из диаграммы, достигается при определенной плотности транспортного потока (точка A на диаграмме) и называется пропускной способностью полосы движения или дороги в целом. Характерно, что при плотности потока, большей, чем в точке A, интенсивность движения снижается. Объясняется это тем, что при большой плотности движения, часто возникают заторы, снижается скорость и это приводит к уменьшению количества автомобилей, проходящих в единицу времени через какое-либо сечение или участок дороги. Из основной диаграммы и уравнения транспортного потока следует очень важный для регулирования движения вывод: в тех случаях, когда возникает потребность пропустить по дороге максимально возможное количество автомобилей, необходимо установить с помощью знаков определенный режим скорости, который обеспечивает наибольшую интенсивность [2].

В.В. Семенов и ряд указанных выше специалистов США показали, что гидродинамическая модель неприменима для движения транспортных потоков высокой плотности, поэтому, на наш взгляд, используемые общие понятия, определения и уравнения, приведенные выше, не могут адекватно описывать и объяснять все ситуации в транспортных потоках.

В связи с этим нам пришлось ввести, на наш взгляд, более адекватную модель движения транспортного потока, которую и приведем ниже.

Рассмотрим процесс формирования транспортных потоков на магистралях без светофоров (без регулируемых перекрестков) [4].

Водитель, двигаясь с определенной скоростью по полосе движения, соблюдает дистанцию безопасности. Ее протяженность зависит от скорости движения и определяется из следующего соотношения:

lдб = τз • v + v²/50,

где τз – время задержки, то есть время реакции водителя на изменение окружающей обстановки; v – скорость автомобиля.

Если окружающая обстановка для водителя является стабильной и не беспокоит его, то, как показывает опыт, в среднем τз составляет около 0,5 сек, что характерно при стабильном движении автомобилей по выбранным им полосам движения значительное время, например, на междугородних магистралях-хайвеях со скоростью до 100 км/час.

При снижении скорости за предел в 30км/час, например, при повышении плотности транспортного потока, автомобили сближаются, появляется своего рода теснота, которая увеличивается с уменьшением скорости. Обстановка на дороге становится более сложной и время задержки увеличивается. Опыт показывает, что в этом случае τз увеличивается до 1 сек.

При высоких скоростях движения, начиная от 90-100 км/час, напряжение водителя также увеличивается, так как опасность возрастает, и τз снова увеличивается до 1 сек.

Однако время задержки 0,5 секунды сохраняется при скоростях автомобиля от 30км/час до 90-100 км/час только при стабильном движении автомобилей, без «перемешивания» потока, то есть без частых смен автомобилями полос движения. А это «перемешивание», как правило, происходит в городских условиях при наличии регулярно расположенных, частых въездов на магистраль и частых съездов с нее. Характерным примером этого является «Третье транспортное кольцо» (ТТК) Москвы. В этом случае ситуация для водителя является сложной и время задержки составляет около 1 секунды.

Время реакции водителя τз, конечно, зависит от опытности и квалификации водителя, но в среднем оно таково.

Показатель v²/50 учитывает разброс тормозных систем автомобилей.

Тормозной путь автомобиля sт = v²/2a, где а – отрицательное ускорение в м/сек². По техническим требованиям для современных транспортных средств, а должно быть не меньше 5 м/сек². Допустимый разброс имеет порядок 10%. Возьмем в качестве примера худший вариант – автомобиль, идущий впереди, отрегулирован при торможении на а = 5,5 м/сек², а следующий за ним автомобиль отрегулирован на а = 4,5 м/сек². Тогда, если один автомобиль, идущий со скоростью 25 м/сек, пройдет при торможении v²/2а = 625/9, другой автомобиль пройдет путь v²/2а = 625/11. Разность этих двух отрезков будет такова: Δs = v²/9 - v²/11 а1= (11v² - 9 v²)/99 = 2v²/99 ~ v²/50 (м). Или Δs = v²/2а1 - v²/2а2 = v²(а2 - а1)/ 2а1∙ а2. При а1 = - 4,5м/сек² и а2 = - 5,5м/сек² Δs = v²(- 4,5 + 5,5)/2• 24,75 = v²/49,5 ≈ v²/50 (м).

Например, при v = 25м/сек (90км/час) и τз = 0,5 сек дистанция безопасности lдб = 0,5•25 + 25²/50 = 12,5 + 12,5 = 25м, а при τз = 1 сек lдб = 37,5м.

Введем понятие динамической длины транспортного средства lд. Динамическая длина является суммой средней физической длины автомобиля ls и дистанции безопасности lдб:
lд = ls + lдб
В среднем физическая длина автомобиля ls составляет 5 метров. Таким образом, динамическая длина lд – это участок дорожного полотна, который занимает автомобиль с учетом дистанции безопасности lдб.

Отношение скорости движения автомобиля к динамической длине (v/lд) является максимальной пропускной способностью полосы движения N.

Например, пять автомобилей движутся друг за другом на скорости 90км/час (25м/сек), время задержки τз составляет 1 сек. Они занимают 212,5 метров полосы движения (5авт.х 42,5 м). При указанной скорости расстояние в 212,5 метров будет пройдено за 8,5 секунды, то есть за 8,5 секунды пройдут все пять автомобилей. Таким образом, каждый автомобиль проходит lд (42,5м) за 1,82 сек. За одну секунду автомобиль пройдет 23,3 метра, или округленно 5/9 lд.

За один час пропускная способность полосы движения N при данной скорости и времени задержки для водителя τз = 1 сек составит 5/9 х 3600сек ~ 2000 автомобилей в час.

При снижении скорости будет меняться динамическая длина и пропускная способность полосы движения. Например, если автомобили движутся со скоростью 7,2 км/час (2 м/сек) дистанция безопасности lдб составляет около 2,1 метра, то есть при времени задержки τз = 1 сек расстояние между автомобилями составляет чуть больше 2 метров, динамическая длина lд – около 7 метров, а пропускная способность N = 2/7 ~ 0,3 авт/сек, то есть она сократилась примерно в два раза – с 5/9авт/сек до 3/10авт/сек.

Указанный выше расчет пропускной способности при скорости 90 км/час дан для условий движения на городских магистралях, где практически непрерывно производятся съезды автомобилей с магистрали или въезды на нее с многочисленных городских улиц, что предполагает практически непрерывное маневрирование автомобилей для изменения полос движения при подготовке к съезду с магистрали или после въезда на нее и соответствующее напряжение водителя. То же самое характерно для городских магистралей-эстакад с их частыми въездами, съездами и переездами между этажами. В результате, в этих случаях и в интервале скоростей от 30 км/час до 100км/час время реакции водителя на изменение ситуации, или время составляет так же, как и вне этого интервала, порядка 1 секунды, то есть повышенное.

Введем также понятие плотности транспортного потока d, которая равна отношению физической длины автомобиля к динамической длине автомобиля: d = ls/lд. Данное выражение отражает степень заполнения автомобилями полосы движения (в процентах) с учетом как средней физической длины автомобилей, так дистанции безопасности между ними, определяющейся в значительной степени скоростью движения автомобиля, что, на наш взгляд, является более точным, чем принятое в теории транспортных потоков выражение плотности транспортного потока через число автомобилей на единицу (километр) длины, которое явным образом не учитывает зависимость формирующегося между автомобилями расстояния от скорости их движения. Из выражения d = ls/lд (см. табл. ниже) сразу же выявляется степень разреженности автомобильного потока при различных скоростях движения при фиксированном времени задержки для водителя. Видно и соотношение занятой физически автомобилями полосы движения и промежутков между автомобилями. Например, при замедленном движении в заторах корпуса автомобилей занимают до двух третей каждой полосы движения (дорога забита автомобилями), а при скоростях автомобилей выше 100 км/час корпуса автомобилей занимают менее десятой части дорожного полотна.

Для иллюстрации приведем таблицу, в которой показана зависимость динамической длины lд, пропускной способности полосы движения N и плотности транспортного потока от скорости движения автомобиля V в интервале скоростей от 2 м/сек(7,2км/час) до 45 м/сек (162км/час) для городских условий, то есть при τз = 1 сек на магистралях.





V (м/сек)

lд (м)

N (авт/сек)

d (%)

2 (7,2км/ч)

3 (10,8км/ч)

4 (14,4км/ч)

5 (18,0км/ч)

6 (21,6км/ч)

7 (25,2км/ч)

8 (28,8км/ч)

9 (32,4км/ч)

10 (36,0км/ч)

11 (39,6км/ч)

12 (43,2км/ч)

13 (46,8км/ч)

14 (50,4км/ч)

15 (54,0км/ч)

17 (61,2км/ч)

18 (64,8км/ч)

20 (72,0км/ч)

21 (75,6км/ч)

22 (79,2км/ч)

23 (82,8км/ч)

24 (86,4м/ч)

25 (90,0км/ч)

26 (93,6км/ч)

27 (97,2км/ч)

28 (100,8км/ч)

29 (104,4км/ч)

30 (108,0км/ч)

35 (126,0км/ч)

40 (144,0км/ч)

45 (162,0км/ч)





7,08

8,18


9,32

10,50


11,72

12,98


14,28

15,60


17,00

18,40


19,90

21,40


22,90

24,50


27,80

29,50


33,00

34,80


36,70

38,60


40,50

42,50


44,50

46,60


48,70

50,80


53,00

64,50


77,00

90,50


0, 28 (1008авт/ч)

0, 37 (1332авт/ч)

0,43 (1548авт/ч)

0,48 (1728авт/ч)

0,51 (1836авт/ч)

0,52 (1872авт/ч)

0,56 (2016авт/ч)

0,58 (2118авт/час)

0,59 (2124авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,61 (2196авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,60 (2160авт/час)

0,59 (2124авт/час)

0,58 (2088авт/час)

0,58 (2088авт/час)

0,57 (2052авт/час)

0,57 (2052авт/час)

0,57 (2052авт/час)

0,54 (1944авт/час)

0,52 (1872авт/час)

0,50 (1800авт/час)



70

61


54

49


43

39


35

32


29

27

25



23

22

20,5



18

17

15



14

14

13



12

12


11

11


10

10


9,5

8

6,5



5,5

Из этой таблицы видно, что при скоростях движения автомобилей в диапазоне от 10 м/сек (36км/час) до 27 м/сек (97км/час) пропускная способность N имеет по сравнению с оставшимися скоростными режимами наибольшее значение и изменяется незначительно – около 5%.

Графически зависимость пропускной способности N от скорости движения транспортного потока показана ниже. Из графика видно, что пропускная способность увеличивается примерно в два раза - с тысячи автомобилей в час на одной полосе движения и до примерно двух тысяч автомобилей в час при увеличении скорости от 7 км/час до 30 км/час, затем до 45 км/час идет медленный рост пропускной способности до 2200 тысяч автомобилей в час, эта величина пропускной способности сохраняется до скорости 72 км/час, а потом происходит медленное снижение пропускной способности до 1800 автомобилей в час при скорости 162 км/час. Таким образом, наиболее выгодный режим движения, с точки зрения использования пропускной способности полос движения, начинается с 30 км/час. Однако если при скорости 30 км/час по полосе движения 2000 автомобилей за час проезжают только 30 км, то те же 2000 автомобилей при скорости 90 км/час проезжают уже в три раза большее расстояние. Поэтому, с точки зрения экономичности и быстроты перемещения выгоднее всего выбирать более скоростной режим, но при этом, не выходя за предел в 100 км/час с точки зрения безопасности движения.

Эта таблица и график, на наш взгляд, более адекватно отражают динамику дорожного движения по основным его параметрам, чем, например, основная диаграмма транспортного потока (показана выше), используемая в теории транспортного потока, основанной на гидродинамической модели [2].

Указанный выше подход по созданию и поддержанию безостановочного движения может быть применен как для многоуровневых магистралей-эстакад, так и для наземных магистралей, не имеющих перекрестков (без светофоров), типа «Третьего транспортного кольца» (ТТК) в Москве.

При определенных изменениях этот же подход может быть применен и для магистралей с перекрестками, или со светофорами [5].

Суть этих изменений состоит в том, что безостановочное движение устанавливается в виде разрывного потока автомобилей. Иначе говоря, когда формируются отдельные колонны (пулы) автомобилей, разрывы, или промежутки между колоннами приходятся при движении колонн на запрещающий (красный) сигнал светофора, а сами колонны – на разрешающий (зеленый) сигнал светофора. То есть при работающих в противофазе светофорах на соседних перекрестках через каждый перекресток в течение действия разрешающего сигнала проходит колонна автомобилей, причем после смены сигнала на противоположный в образовавшийся разрыв колонн проходят автомобили поперечных направлений. Такой подход позволяет точно так же проводить колонны автомобилей противоположного направления на магистралях с двусторонним движением. Причем особенностью данного подхода является то, что при фиксированном интервале действия сигнала всех светофоров, например, 40 секунд, управление движением переходит как бы от светофора к водителям переднего фронта каждой автомобильной колонны, которые притормаживают, если видят, колонна едет слишком быстро и может оказаться на перекрестке до смены красного сигнала на зеленый или, наоборот, прибавляют газу, если скорость колонны недостаточна, чтобы использовать все время работы разрешающего сигнала. Что же касается пополнения колонн, убывающих по количеству автомобилей по мере их съезда на боковые улицы, то впуск с поперечных направлений на магистраль автомобилей осуществляется по сигналу пересчитывающих автомобили в колонне детекторов, которые передаются контроллером на въездной светофор, если убыль автомобилей составит, например, 20% от имевшегося первоначально числа автомобилей в колонне. А прекращается впуск автомобилей на магистраль, как только прежнее число автомобилей в колонне восстановится.




Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница