Моделирование транспортного движения на круговой развязке у Центрального колхозного рынка

Дорожные развязки с круговым движением всегда вызывают дополнительные трудности при организации движения, более того с 20 ноября 2010 года в силу вступают поправки к правилам дорожного движения, регулирующие подобные ситуации. Одним из перекрестков, где в настоящий момент существует круговое движение, является развязка у Центрального колхозного рынка. Специалисты Центра дорожной информации изучили существующую ситуацию с помощью моделирования и предложили максимально эффективный вариант организации движения на данном участке.

Объектом исследования является развязка с круговым движением у Центрального колхозного рынка.

Рис. 1. Развязка с круговым движением у Центрального колхозного рынка в направлении с Шоссе Космонавтов.

В связи с введением поправок к правилам дорожного движения от 20 ноября 2010 года, касающихся проезда перекрестков, на которых организовано круговое движение, возникла необходимость провести дополнительные исследования пересечений с круговым движением. Возможны два варианта организации кругового движения, когда круговое движение главное и когда оно второстепенное.

Для выбора наилучшего варианта организации дорожного движения используют имитационное моделирование транспортных потоков.
В результате моделирования вычисляются значения следующих параметров:
• пропускная способность узла,
• среднее время задержки транспортных средств на перекрестке и
• средняя скорость перемещения транспортных средств, участвующих в моделировании.

На основании значений данных параметров возможно провести сравнительный анализ вариантов и выбрать оптимальный.

Одним из перекрестков города Перми, на котором организованно круговое движение является круговое движение у Центрального колхозного рынка. Дальнейшие исследования будут проведены для пересечения с организацией кругового движения у Центрального колхозного рынка.

Исходными данными для моделирования являются интенсивности движения транспортных потоков в различных направлениях. Интенсивности транспортных потоков можно получить с помощью натурных обследований, и с помощью макромоделирования, с использованием транспортной модели. В приведенном исследовании будут использованы данные об интенсивности транспортных потоков, полученные с использованием макромоделирования на транспортной модели города Перми. Натурный сбор данных необходим для калибровки транспортной модели. Поэтому данные натурных замеров, проводимых в летний период в различные временные отрезки, используется для уточнения данных, полученных с использованием моделирования. Распределение транспортных потоков в исследуемом узле для утреннего часа пик представлено на рисунках 2-4, вечернего часа пик – на рисунках 5-7.

На рисунках сиреневым цветом обозначена интенсивность входящего потока, а синим – его распределение на исследуемом узле, приведена интенсивность движения легковых автомобилей в течение часа.

Рис. 2. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с Шоссе Космонавтов в утренний час пик, авт/час.

Рис. 3. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с ул. Пушкина в утренний час пик, авт/час.

Рис. 4. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с ул. Попова в утренний час пик, авт/час.

Рис. 5. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с Шоссе Космонавтов в вечерний час пик, авт/час.

Рис. 6. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с ул. Пушкина в вечерний час пик, авт/час.

Рис. 7. Картограмма распределения входящего потока легкового транспорта с ул. Попова в вечерний час пик, авт/час.

Для учета движения общественного транспорта использовались данные Департамента дорог и транспорта администрации города Перми о маршрутах и расписаниях движения автобусов, троллейбусов и трамваев. Для каждого маршрута общественного транспорта, следующего через рассматриваемый участок моделирования, на основании расписания посчитана интенсивность в течение анализируемого периода (часа пика) и внесена в модель.

Светофорное регулирование в непосредственной близости от развязки с круговым движением организованно на двух пересечениях:
1) на пересечении ул. Пушкина и ул. Попова;
2) на ул. Пушкина у здания по адресу ул. Попова 58а.

Фазы регулирования и схема расстановки светофорных головок указаны на рисунках 8 и 9.

Рис. 8. Организация светофорного регулирования на пересечении ул. Пушкина и ул. Попова.

Рис. 9. Организация светофорного регулирования на ул. Пушкина у здания по адресу ул. Попова 58а.

Моделирование вариантов организации движения на развязке с круговым движением у Центрального колхозного рынка.

Для микромоделирования транспортной развязки у Центрального рынка необходима основа, на которой будет создан проект. В качестве основы для моделирования использован проект существующей организации движения, созданный в программном комплексе Vstreets.
Для моделируемых вариантов организации дорожного движения на круговой развязке у Центрального рынка использованы существующие параметры светофорного регулирования, изображенные на рисунках 8 и 9.

Основная задача моделирования – отобразить ситуацию на существующей геометрии сети и существующем светофорном регулировании для двух вариантов организации движения:
1) круговое движение у центрального рынка неглавное;
2) круговое движение у центрального рынка главное.

Расстановка знаков для первого варианта организации движения приведена на рисунке 10.

Рис. 10. Схема организации движения, когда круговое движение не главное.

Расстановка знаков для второго варианта организации движения приведена на рисунке 11. На рисунке 11 обозначены стоп-линии при въезде на круговое движение. При движении по кругу на пересечениях с входящими потоками установлены знаки «Главная дорога».

Рис.11. Схема организации движения, когда круговое движение главное.

Анализ результатов моделирования.

Сравнительный анализ двух рассматриваемых вариантов проводился по трем параметрам: – количество транспортных средств, покинувших перекресток; – среднее время задержки на моделируемом участке; – средняя скорость движения транспортных средств.

Анализ проводился для утреннего и вечернего часов пик. Интенсивности движения и распределение транспортных потоков приведены на рисунках. В таблицах 1 и 2 приведены полученные в результате моделирования значения рассматриваемых параметров.
Таблица 1. Сравнительный анализ проектов для утреннего часа пик.

Для утреннего часа пик пропускная способность перекрестка при варианте, когда круг главный, выше, чем при варианте организации движения, когда круг неглавный.

Средняя скорость движения транспортных средств, участвующих в моделировании, также выше при организации движения, когда круговое движение является главным. Среднее время задержки для транспортных средств меньше, когда круг главный.

Из таблицы 1 видно, что в численном представлении сравнительный разница вариантов организации движения, когда круговое движение главное, по сравнению с вариантом организации движения, когда круговое движение второстепенное, выглядит так:
1) пропускная способность перекрестка больше на 219 ТС;
2) среднее время задержки меньше на 9,344 сек;
3) средняя скорость перемещения больше на 1,7 км/ч.

Вариант организации движения на круговой развязке у Центрального рынка, когда движение по кругу является второстепенным, для утреннего часа пик оказался хуже чем, когда движение по кругу является главным. Увеличение транспортных задержек для варианта организации движения, когда круговое движение не главное, связано с тем, что движение по Шоссе Космонавтов в утренний час пик является непрерывным, и транспортные средства, которые движутся по кругу, испытывают значительные затруднения при пересечении непрерывного потока по ш. Космонавтов.

Моделирование предполагает строгое соблюдение правил проезда перекрестков, поэтому в модели транспортные средства, движущиеся по кругу, имеют существенные задержки, что неблагоприятно отражается на среднем времени задержки. Кроме этого, транспортные средства, которые движутся по кругу, закрывают проезд для транспортных средств, движущихся с кольца на Шоссе Космонавтов в направлении ул. Мильчакова.
При натурном наблюдении, которое проводилось в утренний час пик, был отмечен тот факт, что транспортные средства, совершающие движение по кругу и пересекающие Шоссе Космонавтов, стараются совершить маневр, несмотря на препятствующий им поток. В связи с этим, транспортные средства, следующие по Шоссе Космонавтов, вынуждены пропускать транспортные средства, двигающиеся по кругу, чтобы не создать аварийные ситуации. Вследствие такого поведения водителей, существенных заторов на круге не формируется.

Дальнейшие исследования проводились для вечернего часа пик. Результаты сравнительного анализа вариантов организации кругового движения на развязке у Центрального рынка приведены в таблице 2.

Таблица 2. Сравнительный анализ проектов для вечернего часа пик.

Для вечернего часа пик сравнительный анализ показывает, что лучшим является вариант организации кругового движения на развязке у Центрального рынка, когда круговое движение второстепенное. Так, для данного варианта пропускная способность узла выше на 202 единицы. Время задержки меньше на 15,895 сек. Средняя скорость транспортных средств выше на 2 км/ч.
При варианте организации движения на круговой развязке у Центрального рынка, когда круговое движение главное, большое скопление транспортных средств наблюдается на ул. Попова и ул. Пушкина. Это приводит к заторам на последующих перекрестках и негативно сказывается на дорожной ситуации в центре города в целом. Фрагмент моделирования приведен на рисунке 12.

Рис. 12. 2300 секунда имитация при моделировании организации движения с приоритетным кольцом.

Далее рассмотрим пересечение транспортных потоков в узле ул. Пушкина и ул. Попова. Для варианта организации дорожного движения на развязке у Центрального рынка, когда круговое движение является главным, рассмотрим схему организации движения на данном перекрестке. На схеме обозначены стоп линии для транспортных средств, движущихся с ул. Пушкина и ул. Попова.

Рис.13. Фрагмент моделирования на перекрестке ул. Попова и ул. Пушкина.

Возникают спорные ситуации для следующих транспортных потоков:

1) Для троллейбусов, которые движутся с ул. Пушкина на Шоссе Космонавтов, возникает сложность с совершением маневра левого поворота (на круг). Путь движения троллейбуса проложен следующим образом: он движется по ул. Пушкина вдоль трамвайных путей, не пересекая их до самого перекрестка с ул. Попова. На пересечении с ул. Попова установлен светофорный объект. Для поворота налево троллейбусу необходимо дождаться разрешающего сигнала светофора, далее перестроиться в первый ряд на ул. Попова, пропустив автобусы, и при приближении к круговому движению, пропустить транспортный поток, движущийся по кругу. Сложность маневра состоит в том, что автобусы также останавливаются перед круговым движением и создают помехи для движения троллейбуса. На рисунке 6 видно, какие заторы возникают в микромодели вдоль ул. Попова при выезде на круговое движение. Вследствие этих заторов троллейбус будет иметь дополнительные задержки в движении, что снизит его привлекательность перед автобусами.
2) В существующей ситуации (круговое движение неглавное) поток с ул. Пушкина движется беспрепятственно, когда потоку с ул. Попова горит красный сигнал светофора. Когда потоку с ул. Попова горит зеленый сигнал светофора, он беспрепятственно движется по кругу. При варианте, когда круговое движение главное, поток с ул. Попова тормозится и светофором, и приоритетом проезда кольца.
3) Транспортные средства, которые движутся с ул. Попова на кольцо на зеленый сигнал светофора должны останавливаться перед кольцом, чтобы пропустить транспортный поток, который движется по кольцу. Ожидающие транспортные средства будут создавать помеху движению по ул. Пушкина как для автобусов, так и трамваев и троллейбусов.

Далее в таблице 3 приведен анализ изменения средней скорости общественного транспорта для различных вариантов организации движения на круговой развязке у Центрального рынка.

Таблица 3. Средняя скорость движения общественного транспорта, км/ч.

Выводы

В результате проведенного моделирования для круговой развязки у Центрального рынка были получены неоднозначные результаты.
В утренний час пик вариант организации движения с приоритетным круговым движением оказался лучше, чем вариант организации движения, когда круговое движение второстепенное. Для вечернего часа пик ситуация противоположная.
Для выбора варианта организации движения на круговой развязке у Центрального рынка необходимо оценить все плюсы и минусы предложенных вариантов.
Основным критерием при выборе приоритетного варианта является средняя скорость общественного транспорта. Для трамвая средняя скорость движения выше для варианта организации движения, когда круговое движение не является главным. Для автобусов и троллейбусов средняя скорость совпадает со средней скоростью всего транспортного потока. Таким образом, можно сделать вывод, что для общественного транспорта приоритетным является вариант организации движения, когда круговое движение неглавное.
Основной вывод: изменять организацию движения на круговой развязке у Центрального рынка с учетом поправок к правилам дорожного движения, вступающих в силу 20 ноября, нецелесообразно.