Содержание к диссертации
Введение .7
Глава 1. Эффективность, методы проектирования и опыт применения малых
кольцевых пересечении /и
Малые кольцевые пересечения как средство повышения безопасности движения и пропускной способности пересечений 'У
Методы проектирования малых кольцевых пересечений в России и за
рубежом {9
Основные элементы кольцевых пересечений и расчётные параметры, используемые при их проектировании в России и за рубежом І9
Методы расчета пропускной способности кольцевых пересечений в России и за рубежом я.4г
1.3. Анализ опыта применения малых кольцевых пересечений в России и за
рубежом л '
Опыт применения кольцевых пересечений в России ш.
Применение малых кольцевых пересечений за рубежом .7.9..
Анализ аварийности на малых кольцевых пересечениях Р. с~
Цели и задачи исследования $.1
Выводы по 1 главе иЯ
Глава 2. Теоретическое обоснование методов проектирования элементов малых
кольцевых пересечений и области их применения
Классификация малых кольцевых пересечений 65
Геометрические параметры малых кольцевых пересечений и методика их
определения м
22 А. Унификация и условные обозначения геометрических параметров
малых кольцевых пересечений Г./
Определение граничных радиусов малых кольцевых пересечений лР
Методика определения геометрических параметров малых кольцевых
пересечении So
Разработка имитационной модели движения транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях %С
Методика определения пропускной способности малых кольцевых
пересечении ш
Методика оценки загрязнения атмосферного воздуха в зоне малого кольцевого пересечения 1
Объекты наблюдений и методы исследований ' '<^
Выводы по 2 главе л.'"
Глава 3. Натурные наблюдения и моделирование движения транспортных потоков
на малых кольцевых пересечениях к 7
Скорости движения транспортных потоков /ft'
Граничные интервалы времени, выбираемые водителями транспортных средств, для вливания в транспортный поток на кольце Tfr'
Задержки транспортных средств на пересечениях l.vP
Радиус проезда легкового автомобиля по кольцу У.ФР
Выводы по 3 главе т
Глава 4. Рекомендации по проектированию малых кольцевых пересечений на
автомобильных дорогах в населенных пунктах //Л
4.1. Малые кольцевые пересечения и область их применения J.7.1.
Общие положения ІН1.
Обоснование типа и границ применения малых кольцевых
пересечений ІАУ.
4.2. Порядок определения геометрических параметров малых кольцевых
пересечении '.7.Y..
А2.1. Определение величины внешнего радиуса малого кольцевого
пересечения I.7.Y..
А2.2. Определение ширины проезжей части и ее внутренней полосы .. jjj
Организация дорожного движения на малых кольцевых пересечениях .
Оценка технико-экономической эффективности применения малых кольцевых пересечений ІЙу..
Внедрение малого кольцевого пересечения в г. Волгограде i. P.Q.
Выводы по 4 главе /М$
Общие выводы
Библиографический список i.v.V.
Приложения d.i.i
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Высокий рост интенсивности движения за последние 15 лет на дорогах России и в частности в населенных пунктах приводит к увеличению задержек автомобильного транспорта и росту аварийности в местах пересечений автомобильных дорог. В настоящее время из общего числа всех учтенных в нашей стране дорожно-транспортных происшествий 71,3% происходит в городах и других населённых пунктах, при этом городские перекрестки и площади с пересечением транспортных потоков в одном уровне являются наиболее опасными. В этих местах возникает до 50%) всех транспортных происшествий со смертельным исходом. По данным ГИБДД из общего числа дорожно-транспортных происшествий на дорогах города Волгограда за 2005 год 12,5 % (1187) случилось из-за несоблюдения очередности проезда на пересечениях в одном уровне, а в целом на дорогах России в этих местах происходит от 8 до 25% всех происшествий. Зарубежная статистика также подтверждает подобную ситуацию, так в Норвегии около 40% всех дорожно-транспортных происшествий происходит на пересечениях в одном уровне (в странах ЕС в целом от 10 до 40%).
Как показывает опыт европейских и других стран, существенное повышение безопасности дорожного движения и пропускной способности на пересечениях автомобильных дорог в населенных пунктах может быть достигнуто путем применения малых кольцевых пересечений (МКП). Так, исследование результатов модернизации обычных пересечений в одном уровне в малые кольцевые (Германия, земля Эрфткрайс) показали, что количество ДТП уменьшилось на 30 %, число легко раненых стало меньше на 60 %, число тяжело раненых и погибших уменьшилось соответственно на 87 и 88 %. При этом расчеты показывают, что общие экономические потери от ДТП уменьшились с 6.770.000 евро до 2.580.000 евро.
Достаточно высокий эффект дают МКП по снижению отрицательного экологического воздействия на прилегающую к перекресткам зону, так
5 относительные выбросы углеводородов (НС), окиси углерода (СО) и окислов азота (NOx) ниже в среднем на 5-10% при проезде по кольцевому пересечению, чем при проезде через перекресток со светофорным регулированием.
В России до настоящего времени научные исследования, и практические рекомендации касаются в основном кольцевых пересечений больших внешних радиусов (RBH > 18 м), которые нашли достаточно широкое внедрение и показали высокую эффективность.
Вопросам внедрения малых кольцевых пересечений в России до настоящего времени не уделялось достаточного внимания. Перечисленные обстоятельства, свидетельствуют об актуальности выбранной темы исследования.
Цель работы состоит в разработке рекомендаций по проектированию малых кольцевых пересечений на автомобильных дорогах в населенных пунктах для повышения безопасности движения и пропускной способности пересечений, автомобильных дорог в одном уровне. Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
Анализ опыта применения и методов проектирования малых кольцевых пересечений на автомобильных дорогах зарубежных стран и России.
Разработка функциональной классификации малых кольцевых пересечений и факторов, определяющих требования к их геометрическим параметрам.
Разработка имитационной модели движения транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях на автомобильных дорогах в населенных пунктах.
Проведение натурных наблюдений за движением транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях для установления закономерностей, описывающих требования к геометрическим параметрам
МКП, а также проверки адекватности разработанной имитационной модели движения транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях.
5. Разработка рекомендаций по проектированию малых кольцевых пересечений для современных условий движения на автомобильных дорогах и улицах населенных пунктов и оценка эффективности их применения.
Объектом исследования являются малые кольцевые пересечения с RBII < 18 м на автомобильных дорогах в одном уровне.
Предметом исследования являются зависимости, описывающие влияние различных факторов на пропускную способность и безопасность движения транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях.
Научная новизна диссертационной работы:
Разработаны функциональная и геометрическая классификации малых кольцевых пересечений, на основе которых предложены их новые конфигурации.
Разработана имитационная модель движения транспортных потоков на малых кольцевых пересечениях, позволяющая на основе скорости, ускорения, граничных интервалов различных транспортных средств и геометрии малого кольцевого пересечения оценивать средние задержки автомобильного транспорта при проезде через пересечение и пропускную способность МКП;
Установлена закономерность изменения ширины проезжей части малого кольцевого пересечения от типа транспортного средства и внешнего радиуса кольца;
Определены границы применения малых кольцевых пересечений на автомобильных дорогах в населенных пунктах.
Практическая ценность работы. Разработаны практические рекомендации по проектированию малых кольцевых пересечений.
Обоснованы границы практического применения малых кольцевых пересечений.
Достоверность научных положений, теоретических моделей, предложенных в работе, подтверждается результатами натурных наблюдений, объём которых обоснован методами математической статистики.
Апробация результатов исследования. Основные положения и выводы диссертационной работы представлены и обсуждены на международном научном симпозиуме (Безопасность жизнедеятельности XXI века), 2001 г.; на международной научно-практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура», Омск, 2003 г.; на международной научно-практической конференции «Реконструкция, Санкт - Петербург, 2005» г.; на III Российско-германской научно-практической конференции «Современные проблемы безопасности дорожного движения и их решение - дети и молодежь на дорогах», Волгоград, 2006 г.; на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ВолгГАСА (2002-2003 г.г.) и ВолгГАСУ (2004-2006 г.г.), на заседаниях кафедры изысканий и проектирования транспортных сооружений ВолгГАСУ (2004-2006 г.г.).
На защиту выносятся: функциональная классификация малых кольцевых пересечений; результаты теоретических исследований, экспериментальных и натурных наблюдений за движением транспортных потоков на МКП; разработанная имитационная модель движения транспортных потоков на малом кольцевом пересечении, позволяющая определить теоретические значения средних скоростей проезда и задержек транспорта, а также значения средней длины дорожной «пробки», образующейся перед пересечением и пропускной способности МКП; практические рекомендации для проектирования новых и модернизации эксплуатируемых пересечений в одном уровне в кольцевые.
Результаты научных исследований внедрены: департаментом городского хозяйства администрации г. Волгограда при разработке и реализации проекта «Мероприятия по организации дорожного движения на
8 участке городской дороги Центрального района города Волгограда по улице Мира на пересечениях с ул. Володарского и ул. Гоголя». Выполненного дорожно-транспортным научно-образовательным центром ИТС ВолгГАСУ.
Как показали натурные наблюдения, в результате внедрения малого кольцевого пересечения средняя задержка автотранспорта на пересечении снизились до 2,43 сек/авт (до устройства МКП она составляла 5 сек/авт), при этом интенсивность движения по одному из направлений после внедрения малого кольцевого пересечения увеличилась на 30%.
Публикации по теме. Основные положения диссертации опубликованы в восьми печатных работах.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы и приложений общим объемом 187 страниц, включает в себя 98 рисунков, 38 таблиц и 4 приложения.
В первой главе приведен обзор и анализ нормативно-методической научно-исследовательской литературы, рассматривающей вопросы, связанные с проектированием и эксплуатацией кольцевых пересечений, как в нашей стране, так и за рубежом для повышения безопасности движения и пропускной способности на пересечениях в одном уровне. Рассматриваются методы расчета пропускной способности кольцевых пересечений в различных странах. Проанализирован отечественный и зарубежный опыт применения малых кольцевых пересечений на автомобильных дорогах в населенных пунктах. Приводится статистика дорожно-транспортных происшествий до и после устройства малых кольцевых пересечений в других странах. Формулируется цель и задачи исследования.
Во второй главе приводится функциональная классификация малых кольцевых пересечений. Определяются граничные значения внешних радиусов для малых кольцевых пересечений. Выводится теоретическая зависимость ширины проезжей части кольца от габаритного коридора движения автомобиля. Разрабатывается имитационная модель движения
9 транспортных средств на МКП. Приводится методика по определению фактической пропускной способности для МКП. А также разрабатывается методика оценки загрязнения атмосферного воздуха отработанными газами автомобилей в зоне малых кольцевых пересечений расчетным путем.
В третьей главе описываются результаты натурных и экспериментальных исследований по: влиянию внешнего радиуса МКП на скорость движения транспортных потоков на пересечении, влиянию интенсивности движения на транспортные задержки при проезде через МКП. С помощью имитационной модели движения транспортных потоков на МКП выводится зависимость средних задержек транспортных средств на пересечении от сочетания интенсивности движения на въезде и кольце.
В четвертой главе приводятся практические рекомендации по проектированию геометрических элементов малых кольцевых пересечений, описывается область применения МКП. А также разрабатывается методика оценки технико-экономической эффективности малых кольцевых пересечений.
Настоящая диссертационная работа выполнена в Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете под руководством доцента, к.т.н. М. М. Девятова и в Высшей школе г. Кёльн (FH Koln) при тесном сотрудничестве с профессорско-преподавательским составом высшей школы (Германия). Автор выражает благодарность Рюдигеру Кюхлеру (профессор Высшей школы г. Кёльна) за оказанную помощь в написании настоящей диссертации.
