Управление на изолированном перекрестке

курсовая работа

1.9 Расчет длительности цикла и его элементов

Методика расчета длительности цикла и его элементов предложена английским исследователем Ф.Вебстером. Она получила достаточную практическую проверку в реальных условиях движения и широко используется для инженерных расчетов во многих странах мира.

Исходные данные:

- скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения (с ходу) Vт=50 км/ч;

- скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и при выполнении левого поворота Vтл=25 км/ч;

- скорость движения пешеходов при пересечении проезжей части Vп=1,3 м/с;

- замедление транспортных средств при остановке перед стоп-линией ат=3м/с2;

- габаритная длина транспортного средства lа=6м.

Для изолированного перекрестка характерным является случайное прибытие транспортных средств (интервалы между последовательно прибывающими транспортными средствами не одинаковы). Этому соответствует формула

Тцо=, с (5)

где Тцо - оптимальная длительность цикла, обеспечивающая минимум средней задержки транспортных средств у перекрестка;

L - потерянное время в цикле регулирования, с;

Y - суммарный фазовый коэффициент, характеризующий загрузку перекрестка.

Суммарный фазовый коэффициент представляет собой сумму расчетных фазовых коэффициентов отдельных фаз

Y=у1+у2+...+уn=, (6)

где уi - фазовый коэффициент i-ой фазы регулирования;

n - число фаз регулирования.

Фазовый коэффициент i-ой фазы определяется из выражения

yi=, (7)

где Nпрij - приведенная интенсивность движения в данной фазе в j-ом направлении для рассматриваемого периода суток, ед/ч;

Мнij - поток насыщения в j-ом направлении i-ой фазы регулирования, ед/ч.

Поток насыщения для движения в прямом направлении рассчитывают по формуле

Мнij=525Впч, (8)

где Впч - ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м.

Формула (9.4) применима при 5,4м .

Для случаев движения транспортных средств прямо, а также налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и правоповоротных потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, поток насыщения, полученный по формуле (3.8) или корректируют:

Мнij=525Впч, (9)

где а,в,с - интенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования.

Для право- и левоповоротных потоков, движущихся по специально выделенным полосам, поток насыщения определяется в зависимости от радиуса поворота R:

для однорядного движения (10)

Для определения величины фазового коэффициента в каждой фазе выполняется расчет величины Nпрij /Мнij для всех направлений, обслуживаемых данной фазой, и в качестве уi выбирается наибольшее значение из них

yi= (11)

Суммарное потерянное время, в течение которого отсутствует движение через стоп-линию, равно

L = , с (12)

где tптi - потерянное время в i-ой фазе регулирования, с

Для практических расчетов потерянное время в i-ой фазе регулирования можно приближенно считать равным длительности промежуточного такта (переходного интервала) tптi tпрi .

Длительность промежуточного такта (переходного интервала) определяется по формуле

tпрi = 1 + 2 , (13)

где 1 - время проезда (без снижения скорости) расстояния до стоп-линии, равное тормозному пути, с;

2 - время проезда расстояния от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки, с.

1 = ; (14)

2 = ; (15)

где li - расстояние от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки (ДКТ) в i-ой фазе, м (определяется по схеме перекрестка).

В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие улицы на разрешающий сигнал светофора. За время tпрi пешеход должен, или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части (островка безопасности, разделительной полосы). Максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу,

tпр = , с (16)

где Впш - ширина проезжей части, пересекаемой пешеходом в i-ой фазе регулирования, м.

В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее из значений tпрi и tпр(пеш)i. Следует отметить, что правоповоротное движение при определении длительности промежуточного такта в расчет не принимается. Обычно промежуточный такт обозначается желтым сигналом в направлении, где ранее (во время основного такта) осуществлялось движение. Из соображений безопасности движения длительность промежуточного такта не должна быть менее 3 с и более 4 с.

Вместе с тем, встречаются случаи, когда транспортному средству, проехавшему стоп-линию в момент включения разрешающего сигнала, требуется для освобождения зоны перекрестка более 4 с (широкая проезжая часть, сравнительно низкая скорость транспортных средств). В таких случаях после основного такта, как правило, включается последовательно два промежуточных: по истечении 4 с желтый сигнал в рассматриваемом направлении заменяют на красный. В поперечном (конфликтующем) направлении продолжает действовать красный сигнал, который заменяется на красный с желтым непосредственно перед включением зеленого сигнала (за 3...4 с).

Расчет цикла регулирования должен быть выполнен для каждого варианта схемы пофазного разъезда.

По соображениям безопасности дорожного движения длительность цикла более 120 с считается недопустимой, так как водители при продолжительном ожидании разрешающего сигнала могут посчитать светофор неисправным и начать движение на запрещающий сигнал. Если расчетное значение Тцо превышает 120 с, необходимо добиться снижения длительности цикла регулирования путем увеличения числа полос движения на подходе к перекрестку, запрещения отдельных маневров, снижения числа фаз регулирования, организации пропуска интенсивных потоков в течение двух или более фазах. По тем же соображениям нецелесообразно принимать длительность цикла менее 25 с. Таким образом, рекомендуется длительность цикла регулирования принимать в пределах 25 сцо120 с.

Длительность основного такта tотi в i-ой фазе регулирования пропорциональна расчетному фазовому коэффициенту этой фазы

tотi=. (17)

По соображениям безопасности движения безопасности движения tотi обычно принимают не менее 7 с. Поэтому, если длительность основного такта, которая рассчитана по формуле (3.17), получается менее 7 с, ее следует увеличивать до минимально допустимого. Расчетную длительность основных тактов необходимо проверить на обеспечение или пропуска в соответствующих направлениях пешеходов.

Время, необходимое для пропуска пешеходов по какому-то определенному направлению Тпш, рассчитывают по эмпирической формуле, которая учитывает суммарные затраты времени на пропуск пешеходов

Тпш=+ 5. (18)

Если какое-либо значение Тпш оказалось больше рассчитанной по формуле длительности соответствующих основных тактов, то окончательно принимают новую уточненную длительность этих тактов, равную наибольшему значению Тпш. Однако при этом не будет оптимального соотношения фаз в цикле, так как нарушается условие пропорциональности между tотi и уi. При большом значении tотi в конфликтующем направлении накапливается в ожидании разрешающего сигнала большое число транспортных средств, которые получают право на движение в других фазах, где основные такты могли остаться без изменения. Такое нарушение пропорциональности не приводит к существенному возрастанию задержек транспортных средств, если tотi и Тпшi незначительно отличаются друг от друга (на 4...5 с). В этом случае можно увеличить tотi до Тпш и соответственно увеличить длительность цикла.

При существенном отличии указанных параметров требуется восстановить оптимальное соотношение длительности фаз в цикле. Для этого необходимо изменить также и длительность основных тактов, не уточнявшихся по условию пешеходного движения, т.е. скорректировать структуру цикла. Существуют два способа корректировки:

1. Фазовые коэффициенты, положенные в основу расчета цикла, сохраняются. Указанные основные такты увеличиваются пропорционально этим фазовым коэффициентам.

Величины основных тактов, не подвергшихся уточнению, увеличиваются с тем, чтобы соотношение между основными тактами соответствовало бы соотношению фазовых коэффициентов

tот1*:tот2*:...:tотn*=y1:у2:...уn (19)

При этом значения промежуточных тактов остаются без изменения.

2. В формулу цикла вводятся новые фазовые коэффициенты для тех фаз, основные такты которых уточняются по условию пешеходного движения.

Для определения новой, скорректированной длительности цикла составили систему уравнений:

Тцо*=; tот* =, (20)

где Т* цр - новая скорректированная длительность цикла регулирования, с;

ун и у* - сумма фазовых коэффициентов, основные такты которые соответственно не уточнялись и уточнялись (получили новое значение) по условию пешеходного движения;

t*от - суммарная длительность основных тактов, уточненных по условию пешеходного движения, с.

В системе уравнений (9.16) два неизвестных члена Т*цо и у*. Решая систему уравнений относительно Т*цо, получим квадратное уравнение

А,

где А=1-ун; В = ; С = (1,5L + 5)(L + t), откуда

Т. (21)

По величине Т определяют у*

у*=. (22)

Зная скорректированное значение цикла регулирования Т, можно определить новую длительность основных тактов t*от, не уточнявшихся по пешеходному движению. Для этого в формулу необходимо подставить скорректированное значение Y, полученное после преобразование формулы:

t* отi= (23)

Полученные численные значения tпрi, Тцо и tотi округляются в большую сторону до целого числа.

1.9.1 Расчет длительности цикла и его элементов 1-го варианта

1 фаза

а=

в=

.

Принимаем y1=0,24

1 = с;

м;

2 = с;

tпр1 = 1 + 2=2,315+2,6=4,195?5 с.

tп.пеш1 = с;

2 фаза

ед/ч;

а=

в=

с=

,

Принимаем y2=0,25

1 = с;

м;

2 = с;

tпр1 = 1 + 2=2,315+2,48=4,79? 5с.

tп.пеш1 = с;

В качестве промежуточных тактов выбираем значения tпр1, tпр2.

Суммарный фазовый коэффициент равен

Y=у1+у2=0,24+0,25=0,49

Суммарное потерянное время равно

L= tпр1+ tпр23=5+5=10 с.

Тцо=с;

c;

c;

с;

с.

< , <

Пешеходам недостаточно времени для безопасного перехода через проезжую часть, т.е. требуется корректировка длительности основных тактов.

Принимаем ==19,4?20 с

yH= y2=20 c.

А=1-0,25=0,75

В=0,25-2,5*10+20-5=47,5

С=(1,5*10+5)*(10+20)=600

=

Y=у1+у2=0,32+0,25=0,57

Длительность цикла равна

с.

1.9.2 Расчет длительности цикла и его элементов 2-го варианта

а=

в=

.

Принимаем y1=0,24

1 = с;

м;

2 = с;

tпр1 = 1 + 2=2,315+2,6=4,92?5 с.

tп.пеш1 = с;

2 фаза

ед/ч;

а=

в=

с=

Принимаем y2=0,25

1 = с;

м;

2 = с;

tпр2 = 1 + 2=2,3+2,26=4,56?5 с.

tпр.пеш2=

3 фаза

ед/ч;

,

Принимаем y3=0,18

1 = с;

м;

2 = с;

tпр1 = 1 + 2=2,315+2,48=4,79? 5с.

tп.пеш1 = с;

В качестве промежуточных тактов выбираем значения tпр1, tпр2, tпр3.

Суммарный фазовый коэффициент равен

Y=у1+у2+у3=0,24+0,25+0,18=0,67

Суммарное потерянное время равно

L= tпр1+ tпр2+ tпр3=5+5+5=15 с.

Тцо=с;

c;

c;

c;

с;

с.

> , >

Пешеходам достаточно времени для безопасного перехода через проезжую часть, т.е. корректировка длительности основных тактов не требуется.

Длительность цикла равна

с.

Делись добром ;)