Моделирование и прогнозирование движения транспортных потоков на перекрестке ул. Уральская – ул. Крупской

21 декабря, 2011 admin 0

Объектом исследования является Т-образный перекресток ул. Уральской – ул. Крупской.


Рис.1. Перекресток ул. Уральской – ул. Крупской

Ежедневно на данном перекрестке наблюдается большая интенсивность транспортных потоков с трех сторон: с Северной дамбы, с восточного направления ул. Уральской и с южной стороны ул. Крупской. Через исследуемый перекресток проходят маршруты всех видов пассажирского транспорта – автобус, трамвай и троллейбус.
Трамвайные остановки на ул. Уральской расположены в непосредственной близости от перекрестка. Когда трамвай останавливается для посадки и высадки пассажиров он препятствует движению индивидуального транспорта, таким образом, для индивидуального транспорта появляются дополнительные задержки. Кроме этого проезд по данному участку затрудняется тем, что индивидуальный транспорт, согласно правилам дорожного движения, останавливаться при высадке и посадке пассажиров трамвая, а сразу после остановки располагается светофор, регулирующий движение на перекрестке, часть транспортных средств остаются на перекрестке и препятствуют движению других транспортных средств. Нерациональное расположение пунктов остановок общественного транспорта приводит к низкой средней скорости транспортного потока и большим задержкам.
Исходными материалами для моделирования существующей ситуации послужили схемы организации дорожного движения и проекты планировки УДС, предоставленные Департаментом дорог и транспорта Администрации г. Перми.
Интенсивности транспортных потоков на исследуемом участке были получены при помощи макромоделирования на транспортной модели города. Транспортная модель города выполнена в программном продукте PTV Vision® VISUM. На рисунке 2 и 3 приведены картограммы интенсивности транспортных потоков на утренний и вечерний час пик. Распределение транспортных потоков на перекрестке так же подтвердилось натурными замерами, которые были проведены в июле 2011 года. Единицы измерения, приведенные на картограммах, соответствуют легковым автомобилям.

Рис.2. Картограмма часовых интенсивностей на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской (шт./ч) в утренний час пик (8.30-9.30).

Рис. 3. Картограмма часовых интенсивностей (шт./ч) на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской в утренний час пик (18.00-19.00)

Моделирование существующей ситуации и проектных вариантов на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской

Моделирование движения транспортных потоков на рассматриваемом перекрестке проводилось в программном комплексе PTV Vision® Vissim.

Моделирование существующей ситуации на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской

В качестве основы для моделирования существующей ситуации послужила схема организации дорожного движения, выполненная в программе Vstreets.

Рис. 4. Схема существующей организации дорожного движения на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской

Светофорное регулирование движения на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской осуществляется в четыре фазы. Первая фаза разрешает движение прямо по ул. Уральской, а также поворот направо с ул. Уральской на ул. Крупской. Вторая фаза предназначена для проезда транспорта, направляющегося только прямо по ул. Уральской. В третью фазу проезжают транспортные средства направо с ул. Уральской на ул. Крупской и налево с ул. Крупской на ул. Уральскую. Четвертая фаза позволяет проехать прямо и налево с восточного направления ул. Уральской, а также совершить правый поворот с ул. Крупской на ул. Уральскую. Общий цикл светофорного регулирования составляет 141 секунду. На рисунке 5 отображена схема переключения головок светофорных объектов на перекрестке ул. Уральская – ул. Крупской.

Рис. 5. График переключения головок светофорных объектов на перекрестке ул. Уральская – ул. Крупской

Моделирование проектного варианта организации дорожного движения на перекрестке ул. Уральской – ул. Крупской

При моделировании проектного варианта была использована схема организации дорожного движения на данном перекрестке, спроектированная специалистами ООО «УралДорпроект».
В проектном варианте предлагается разделить остановку пассажирского транспорта на автобусную остановку и трамвайную остановку. Обслуживание пассажиров трамваев производится на остановочных комплексах, расположенных в непосредственной близости от трамвайного полотна. Пассажиры трамваев переходят проезжую часть на пешеходных переходах, организованных вблизи регулируемых перекрестков. Таким образом, продолжительность времени остановки трамвая сокращается на время переходов пассажиров до трамвая. Для индивидуального транспорта сократится время задержек, которое возникало при остановке трамваев для посадки и высадки пассажиров. Увеличиться пропускная способность перекрестка.

Рис. 6. Проектная схема организации дорожного движения на перекрестке ул. Уральская – ул. Крупской

Схему светофорного регулирования для проектного варианта было предложено не менять.

Анализ результатов моделирования

По результатам моделирования был проведен сравнительный анализ предложенных проектных вариантов организации транспортных и пешеходных потоков движения по следующим параметрам:
• Среднее время задержки всех транспортных средств (с) – среднее арифметическое время задержки транспортных средств. Время задержки вычисляется для каждого транспортного средства путем вычитания из теоретического (идеального) значения времени в пути, реально полученного значения времени в пути.
• Средняя скорость транспортных потоков (км/час) – среднее арифметическое скоростей всех транспортных средств на участке сети в ходе имитации.
• Полное время в пути (час) – сумма времени, затраченного транспортными средствами на проезд участка сети.
• Общее время задержки (час) – сумма времени задержки всех транспортных средств на участке сети в ходе имитации.
• Общее время остановок (час) – сумма времени, затраченного транспортными средствами на остановки.
• Количество остановок – число остановок, совершенное всеми транспортными средствами в ходе имитации.
• Количество транспортных средств в сети – среднее количество транспортных средств, постоянно находящихся в сети.
• Количество выехавших транспортных средств – определяет количество транспортных средств, покинувших моделируемый транспортный узел за час в каждом возможном направлении.
• Среднее число остановок транспортного средства – среднее арифметическое число остановок транспортных средств за время имитации.
Таблица 1.
Сравнительный анализ вариантов организации движения на утренний час пик (8.30-9.30)

Параметр

Существующая

Проект

Полное время в пути [час]

96.101

81.149

Общее время задержки [час]

37.422

31.437

Время задержки до вставки [час]

0.000

0.000

Общее время остановок [час]

25.077

21.851

Количество невведенных ТС

0

0

Количество остановок

2995

2408

Количество транспортных средств в сети

87

82

Количество выехавших транспортных средств

3616

3621

Общий отрезок пути [км]

2474.268

2244.423

Среднее время простоя транспортного средства [с]

24.379

21.244

Среднее число остановок транспортного средства

0.809

0.650

Средняя скорость [км/ч]

25.747

27.658

Среднее время задержки транспортного средства [с]

36.381

30.562

Сравнительный анализ рассматриваемых параметров для утреннего часа пик показал, что предложенные проекты справляются с нагрузками, рассчитанными для утреннего часа пик. Сравнение усредненных показателей для каждого транспортного средства показывает, что лучшим вариантом по транспортной работе является проектный вариант. Показатель среднего времени задержек для транспортного средства ниже на 6 с. Средняя скорость движения транспортного средства для проектного варианта выше на 2 км/час. Кроме того сравнение предложенных вариантов провели для вечернего часа пик. Показатели сравнительного анализа приведены в таблице 2.

Таблица 2.
Сравнительный анализ вариантов организации движения на вечерний час пик (18.00-19.00)

Параметр

Существующая

Проект

Полное время в пути [час]

125.86

77.202

Общее время задержки [час]

73.468

30.785

Время задержки до вставки [час]

39.992

0

Общее время остановок [час]

30.174

21.206

Количество невведенных ТС

138

0

Количество остановок

4745

2379

Количество транспортных средств в сети

138

80

Количество выехавших транспортных средств

3180

3360

Общий отрезок пути [км]

2157.787

2078.851

Среднее время простоя транспортного средства [с]

32.738

22.192

Среднее число остановок транспортного средства

1.43

0.692

Средняя скорость [км/ч]

17.144

26.927

Среднее время задержки транспортного средства [с]

79.712

32.217

Сравнительный анализ для вечернего часа пик показывает, что проектный вариант при рассматриваемых нагрузках и распределении транспортного потока имеет большую пропускную способность. Количество выехавших транспортных средств для проектного варианта больше на 180 ТС/ч.
В результате сравнительного анализа параметров существующей схемы организации движения и проектного варианта можно сделать вывод, что существующая ситуация уступает проектному варианту по всем критериям.

Выводы

На основе данных об интенсивности транспортных потоков было проведено моделирование и даны сравнительные результаты различных вариантов организации дорожного движения на перекрестке.
Сравнительный анализ проводился для существующей схемы организации движения и проектного варианта. Сравнительный анализ показал, что лучшим вариантом по всем приводимым параметрам является проектный вариант. Кроме того, проектный вариант является наиболее безопасным для пешеходов, поскольку сокращается расстояние, которое необходимо преодолеть пешеходу, чтобы пройти к остановочному пункту трамвая.