2. Определение пропускной способности дороги

Как уже указывалось, теоретическое (расчетное) определение пропускной способности дороги основано на различных математических моделях, интерпретирующих транспортный поток.

При расчете Р_П полосы на перегоне дороги следует исходить из условия колонного движения автомобилей, т. е. движения с максимальной плотностью, которая может быть допущена для заданного значения скорости потока по условиям безопасности, пренебрегая при этом неизбежной на практике неравномерностью (флуктуацией) интенсивности.

Имеющий наиболее широкое распространение метод расчета Р_р основан на так называемой «динамической модели», рассматривающей поток как равномерно распределенную на протяжении полосы движения колонну однотипных (легковых) автомобилей.

При таком условии каждый автомобиль занимает на проезжей части отрезок длиной L_д, равный динамическому габариту автомобиля. Величина дистанции d между автомобилями должна обеспечить возможность водителю ведомого автомобиля остановиться при экстренном торможении впереди идущего автомобиля, т. е. включает путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя t_p и отрезок, составляющий возможную разность в длине тормозных путей автомобилей.

где - j₁ и j₂ — замедления первого и второго автомобилей, м/с².

Таким образом, величина d может быть определена по формуле

d = V_at_p + ,

Принимая время реакции водителя (с учетом времени запаздывания гидравлического тормозного привода, равным 1 с, а разность максимальных замедлений на сухом асфальтобетонном покрытии при экстренном торможении однотипных легковых автомобилей с учетом эксплуатационного состояния тормозов около 2 м/с², формула для определения динамического габарита примет вид:

L_д = l_a + V_a + 0,03V²_a + 1. (1)

Рассматривая изложенный метод расчета с учетом данных современных исследований системы АВД, можно отметить, что этот метод приемлем для ограниченных условий и прежде всего по составу и скорости транспортного потока.

Безопасное движение в такой плотной колонне возможно, с точки зрения психофизиологического состояния водителя современного автомобиля, лишь при ограниченных скоростях. Для легковых автомобилей при скоростях движения более 80 км/ч время реакции водителя существенно увеличивается и должно быть уже принято равным не 1с, а существенно большим. Кроме того, из-за несовершенства тормозных систем автомобилей даже на дорогах с высоким значением коэффициента сцепления (==0,7...0,8) при экстренном торможении автомобилей не гарантировано сохранение их устойчивого прямолинейного движения. Поэтому расчеты по формуле (1) для скоростей >80 км/ч не соответствуют критерию обеспечения безопасности движения.

Приведенный выше расчет должен рассматриваться как предназначенный для приближенного расчета пропускной способности полосы движения при колонном движении легковых автомобилей с умеренными скорости, присущими городским улицам и автомобильным дорогам с ограниченными по тем или иным условиям значениями скорости. Для смешанного потока следует обратиться к использованию понятия коэффициентов приведения.

Соответствие расчетов (1) реальным условиям дорожного движения с ограниченными скоростями подтверждается практическим опытом, на основе которого широко известна рекомендация о том, что величина безопасной дистанции (в м) должна быть равна примерно величине d = V_a / 2.

Таким образом пропускную способность полосы следует определять по формуле

, (2)

Заметим, что если в формулу (2) подставить значение динамического габарита (в м), равное половине значения скорости (в км/ч), то получим значение Р_П, равное примерно 2000 авт/ч. Для реальной дороги при расчете пропускной способности можно воспользоваться системой поправочных коэффициентов, учитывающих эксплуатационные условия.

В общем виде формула для расчета по этой методике имеет вид:

P_p = P_ном k₁ k₂…k_n (3)

где Р_ном — пропускная способность при идеальных условиях (номинальная);

k₁ k₂…k_n — коэффициенты, учитывающие соответственно ширину полосы движения, различный состав потока автомобилей, величину и протяженность подъемов, наличие пересечений, автобусных остановок и т. д.