1. Цели и задачи курсовой работы .. 2

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи курсовой работы ………………………….. 2

2. Необходимые условия для введения координированного

регулирования……………………………………………… 2

3. Подготовка исходных данных……………………………. 3

4. Расчет программ координации……………………………. 12

4.1. Расчет общего цикла координированного регулирования и его элементов………………………. 12

4.2. Предварительный этап построения графика координированного регулирования………………………….. 14

4.3. Этап окончательного построения графика координированного регулирования.......................................... 15

5. Оформление курсовой работы………………………….... 18

6. Защита курсовой работы…………………………………... 20

Список рекомендуемой литературы………………………… 21

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью курсовой работы является закрепление студентами знаний, полученных при изучении курсов «». В данной работе объектом инженерных расчетов является координированное регулирование на магистрали («Зеленая волна. Курсовая работа способствует развитию у студента навыков самостоятельной работы, инженерных расчетов по специальности, грамотного оформления технической документации, использования нормативных документов и специальной литературы.

2. НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ КООРДИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Координированным регулированием называется согласованная работа ряда светофорных объектов с целью сокращения задержки транспортных средств.

Для организации координированного регулирования необходимо выполнение следующих условий:

- наличие не менее двух полос для движения в каждом направлении;

- одинаковый цикл регулирования на всех перекрестках, входящих в систему координации;

- расстояние между соседними перекрестками не должно превышать 800 м.

Первое условие связано с необходимостью безостановочного движения транспортных средств с расчетной скоростью и своевременного их прибытия к очередному перекрестку. Их задержка в пути приведет к нарушению процесса координированного регулирования, так как увеличение времени движения на перегонах способствует прибытию автомобиля к перекрестку с опозданием (в период действия запрещающего сигнала). При узкой проезжей части вероятность задержки в пути повышается, так как затруднен объезд возможных препятствий на дороге (остановившиеся у тротуара автомобили, остановочные пункты общественного транспорта и т.д.).

Одинаковый цикл на всех перекрестках обеспечивает необходимую периодичность смены сигналов, сохранение расчетного сдвига включения фаз, разрешающих движение вдоль маршрута координации.

Ограничение, накладываемое на длину перегона, связано с процессом группообразования в транспортном потоке. Группа автомобилей образуется при разъезде очереди, скопившейся в ожидании разрешающего сигнала светофора. В начале перегона непосредственно за перекрестком интенсивность такой группы близка к потоку насыщения. В процессе дальнейшего движения группы начинается ее распад из-за различных скоростей транспортных средств, составляющих эту группу. Разброс скоростей обусловлен разнородностью состава транспортного потока, а также влиянием индивидуальных особенностей водителей. Автомобили с более высокими скоростями перемещаются в головную часть группы, медленно движущиеся автомобили – в ее конец или отстают от группы. Этот процесс прогрессирует по мере удаления группы от предыдущего перекрестка, время проезда группы мимо неподвижного наблюдателя увеличивается, ее средняя интенсивность движения падает. При расстоянии между соседними перекрестками более 800 м в связи с полным распадом группы ее задержанная часть резко увеличивается и координированное регулирование становится неэффективным.

3. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

В данной курсовой работе рассматривают организацию координированного регулирования на магистрали (проспект). Схема участка магистрали приведена на рис. 3.1. Так как требуется выполнение необходимых условий для введения координированного регулирования, указанных выше, исходные данные можно разбить на две группы: постоянные и индивидуальные.

Рис. 3.1. Схема участка магистрали

(цифры в кружках обозначают номер перекрестка; ℓ1-2, ℓ2-3, ℓ3-4, ℓ4-5 – расстояния между соответствующими перекрестками).

В качестве постоянных исходных данных для всех вариантов принимают следующие параметры системы дорожного движения:

- число перекрестков на магистрали – 5 (пересечение проспекта с 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, 5-й улицами);

- число фаз регулирования на каждом перекрестке – 2 фазы;

- ширина разделительной полосы, обустроенной на проспекте – 2 м;

- на всех исследуемых перекрестках принимаются сложные условия движения.

В качестве исходных данных, индивидуальных для каждого студента, задают:

- ширина проезжих частей на всех улицах и проспекте (табл. 3.1);

- расстояния между перекрестками (табл. 3.2);

- часовая интенсивность транспортных потоков на всех пяти перекрестках проспекта Великого в приведенных единицах (рис. 3.2, табл. 3.3 – 3.12);

- расчетная средняя скорость движения транспортных потоков по проспекту.

Рис. 3.2. Обозначение транспортных потоков на перекрестке

Сложные условия движения на перекрестке предполагают наличие только осевой разметки без обозначения полос движения. В табл. 3.1 ширина проезжей части проспекта приведена без учета разделительной полосы, т.е. приведена ширина проезжей части, используемая для движения автомобилей.

Вариант задания назначает руководитель курсовой работы, который состоит из трех цифр.

Первая из этих цифр определяет ширину пересекающихся проезжих частей (табл. 3.1);

вторая –расстояния между перекрестками (табл. 3.2); третья – интенсивность транспортных потоков и скорость движения (рис. 3.2, табл. 3.3 – 3.12).

При этом если последняя цифра

0-3, то скорость движения принимают равной 50 км/ч;

если 4-6, то скорость движения 55 км/ч;

если 7-9 – скорость 60 км/ч.

Таблица 3.1

Ширина проезжих частей

	Ширина проезжих частей, м
Проспект	ул. 1-я	ул. 2-я	ул. 3-я	ул. 4-я	ул. 5-я

Таблица 3.2

Расстояния между перекрестками

Вариант задания	ℓ1-2, м	ℓ2-3, м	ℓ3-4, м	ℓ4-5, м

Таблица 3.3

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 0)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.4

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 1)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.5

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 2)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.6

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 3)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.7

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 4)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.8

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 5)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.9

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 6)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.10

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 7)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.11

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 8)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

Таблица 3.12

Интенсивность транспортных потоков (варианты задания 9)

Транспортный поток	Часовая интенсивность на перекрестках, пр. авт/ч
№1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
q1
q11
q12
q2
q21
q22
q3
q31
q32
q4
q41
q42

4. РАСЧЕТ ПРОГРАММ КООРДИНАЦИИ

При сравнительно небольшом числе светофорных объектов

для расчета программ координированного регулирования доста-

точно эффективен графоаналитический метод.

Сущность метода заключается в построении графика «путь-

время², который выполняют в системе прямоугольных координат

с обязательным строгим соблюдением масштаба и нанесением на

график миллиметровой сетки. Масштаб графика выбирают из ус-

ловия наилучшей видимости и определяют в зависимости от

суммарной длины магистрали (или ее участка), на которой вводят

координированное регулирование, а также от параметров свето-

форного цикла на светофорных объектах магистрали. По гори-

зонтальной оси графика откладывают значения времени в секун-

дах, по вертикальной оси – значения пути в метрах.

На основе исходных данных, указанных выше, осуществля-

ют расчет программ координированного регулирования, который

проводят в несколько этапов.

4.1. Расчет общего цикла координированного

регулирования и его элементов

Первоначально необходимо провести расчет всех состав-

ляющих программы координированного светофорного регулиро-

вания, который в себя включает следующие этапы.

1. На основе имеющихся исходных данных для рассматри-

ваемого периода суток рассчитывают длительности циклов све-

тофорного регулирования для всех перекрестков как для изоли-

рованных светофорных объектов (в том числе и для вновь созда-

ваемых на перегонах длиной более 800 м). Данные расчеты про-

водят по методике Вебстера с определением потоков насыщения,

фазовых коэффициентов, суммарных фазовых коэффициентов,

промежуточных периодов и длительностей циклов на всех свето-

форных объектах. Структура методики Вебстера и порядок на-

званного расчета были изучены при выполнении курсового про-

екта по дисциплине «Организация движения².

2. Определение ключевого перекрестка. Перекресток, для

которого получена максимальная длительность цикла, является наиболее загруженным и носит название ключевого. Учитывая,

что одним из необходимых условий введения координированного

регулирования является наличие одинакового цикла светофорно-

го регулирования на всех перекрестках, входящих в систему ко-

ординации, в качестве расчетного принимают цикл ключевого

перекрестка. Циклы светофорного регулирования, полученные

для других перекрестков, в дальнейших расчетах не участвуют.

Таким образом, оптимальный цикл регулирования будет наблю-

даться только на ключевом перекрестке, на остальных перекрест-

ках он будет избыточным.

При средней и высокой интенсивности движения на магист-

рали (свыше 500 прив.авт/ч на полосу) расчетный цикл может

быть избыточным и для ключевого перекрестка, так как усилива-

ется процесс группообразования в потоке. Для пропуска ком-

пактной группы автомобилей через перекресток требуется мень-

шая длительность зеленого сигнала, чем при их случайном при-

бытии. В этом случае расчетный цикл может быть уменьшен на

15-20 % с обязательной проверкой длительности основных тактов

по условиям движения пешеходов и трамвая (особенно для клю-

чевого перекрестка).

Следует отметить, что при многопрограммном координиро-

ванном регулировании в разное время суток ключевыми могут

быть различные перекрестки. При этом и расчетная длительность

цикла для разных программ, как и расчетная скорость, могут

быть различными.

3. Определение структуры программ светофорного регули-

рования. После определения единого расчетного цикла для маги-

страли определяют соответствующие ему длительности основных

тактов для каждого перекрестка (включая и ключевой перекре-

сток, если его цикл был уменьшен в силу указанных ранее сооб-

ражений). Для расчета этих параметров также используют мето-

дику Вебстера из курсового проекта по дисциплине «Организа-

ция движения². При этом требуется проверка всех основных пе-

риодов на всех светофорных объектах по условию пропуска пе-

шеходного и трамвайного движения. Если даже на одном из све-

тофорных объектов хотя бы один из основных периодов не обес-

печивает пропуск пешеходного (трамвайного) движения, то это

приводит к необходимости коррекции светофорного цикла. Как следствие, для обеспечения единства принятого светофорного

цикла автоматически приходится осуществлять коррекцию про-

грамм светофорного регулирования на всех остальных перекре-

стках.

4.2. Предварительный этап построения графика координированного регулирования

Предварительный этап построения графика координирован-

ного регулирования осуществляют в следующем порядке.

1. Слева от вертикальной оси графика «путь-время² с со-

блюдением его вертикального масштаба наносят выпрямленный

схематичный план магистрали с указанием расстояний между пе-

рекрестками 1-5 и режимов регулирования на них, соответст-

вующих расчетному циклу (рис 4.1). Вправо через границы пере-

крестков проводят линии, параллельные горизонтальной оси. На

горизонтальной оси, соответствующей ключевому перекрестку

(на рис. 4.1 – перекресток 5), наносят слева направо с соблюдени-

ем горизонтального масштаба повторяющуюся последователь-

ность сигналов вдоль магистрали. Слева от схематичного плана

магистрали указывают продолжительность сигналов светофоров

по магистрали в секундах в последовательности: зеленый – жел-

тый – красный – красный с желтым (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Предварительный этап построения графика координированного регулирования

Стоит отметить, что масштаб графика должен позволить на-

нести минимум три светофорных цикла на диаграмме ключевого

перекрестка.

2. Определяют ширину так называемой ленты времени. Лен-

та времени характеризует границы группы автомобилей, выпол-

няющих требования координированного регулирования. Другими

словами, если график движения автомобиля находится внутри

этой ленты, то ему гарантируется безостановочное движение.

Ширину ленты времени, определяют по формуле

, t) 8, 0 6, 0 (t o л   (4.1)

где tл – ширина ленты времени, с; tо – длительность основного

такта на ключевом перекрестке по координируемому направле-

нию, с.

3. Определение угла наклона лент времени на графике коор-

динированного регулирования. Тангенс угла наклона лент време-

ни α на графике соответствует расчетной скорости и определяет-

ся по формуле

,

M 6, 3

M V

tg

в

г p

  (4.2)

где Vр – расчетная скорость движения, км/ч; Мг – горизонталь-

ный масштаб (число секунд в 1см); Мв – вертикальный масштаб

(число метров в 1см).

4. Начало построения графика. От начала зеленых сигналов

на ключевом перекрестке и точек, отстоящих вправо на величину

tл, проводят ленты времени какого-то одного направления движе-

ния, наклонные к горизонтали на угол α.

Ленты времени для встречного направления принимаются

той же ширины. Однако она будет иметь обратный наклон, опре-

деляемый по формуле (4.2), соответственно расчетной скорости

этого направления (угол  на рис. 4.1).

4.3 Этап окончательного построения графика

координированного регулирования

После осуществления предварительного этапа осуществляют построения для получения окончательного графика коорди

нированного регулирования. Для этого располагают ленты вре-

мени встречного направления под расчетным углом  в грани-

цах зеленого сигнала на ключевом перекрестке. При этом доби-

ваются по возможности такого взаимного положения лент време-

ни, чтобы на линиях остальных перекрестков расстояния tз (рис.

4.1), отсекаемые двумя лентами времени прямого и обратного

направлений, были не больше длительности зеленого сигнала в

направлении координации для каждого перекрестка.

После этого на все горизонтальные полосы, соответствую-

щие остальным перекресткам, наносят повторяющиеся последо-

вательности сигналов таким образом, чтобы зеленые сигналы ох-

ватывали участки tз, занятые обеими лентами времени. Если при

этом имеется избыток зеленого сигнала, то он обязательно дол-

жен быть расположен слева от участка tз. Это требование отно-

сится, в том числе, и для ключевого перекрестка.

Если участок tз оказался больше зеленого сигнала на каком-

либо перекрестке, т.е. одна из лент времени попадает частично на

запрещающий сигнал, необходима коррекция графика. Данную

коррекцию осуществляют следующими путями:

- уменьшением ширины ленты времени;

- изменением расчетной скорости (угла наклона ленты вре-

мени);

- увеличением длительности зеленого сигнала по магистра-

ли на некоторых перекрестках.

Перечисленные способы коррекции должны быть ограниче-

ны разумными пределами, поскольку могут привести к обратно-

му результату – снижению эффективности управления дорожным

движением. Ширину ленты времени не рекомендуют делать ме-

нее 0,5tо, ибо с ее сужением уменьшается вероятность безостано-

вочного проезда по магистрали транспортных средств. Допусти-

мыми границами изменения расчетной скорости являются 10 %

либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения. В про-

тивном случае расчетная скорость будет существенно отличаться

от реальной, что приведет к увеличению числа задержанных ав-

томобилей. Длительность зеленого сигнала по магистрали увели-

чивают за счет пересекающей улицы, вследствие чего на этой

улице на подходах к магистрали могут возрасти транспортные

задержки. Как следствие, рекомендуется увеличивать длитель- ность зеленого сигнала не более чем на 5 с. При этом следует

обязательно проверять уменьшенный основной период для пере-

секающейся улице по условию пропуска пешеходного и трамвай-

ного движения.

После коррекции графика на него наносят все ленты време-

ни для потоков прямого и встречного направлений. В результате

он приобретает законченный вид (рис. 4.2).

Рис. 4.2. График координированного регулирования

движения на городской магистрали

После этого по полученному графику необходимо опреде-

лить сдвиг фаз. Под сдвигом фаз понимают интервал времени

между началами основных тактов на соответствующих свето-

форных объектах. Очевидно, что величина сдвига фаз всегда

меньше или равна циклу регулирования. Различают следующие

виды сдвига фаз:

- относительно смежных светофорных объектов;

- относительно принятой нулевой отметки (для удобства в

качестве нулевой отметки рекомендуют использовать начало ос-

новного такта на первом перекрестке);

- относительно принятой нулевой линии, в качестве которой

используют вертикальную ось графика координированного регу-

лирования.

Дата добавления: 2015-09-29