авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Методология повышения эффективности управления дорожным движением

На правах рукописи

Живоглядов Владимир Георгиевич МЕТОДОЛОГИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург – 2008 1

Работа выполнена на кафедре «Организация и безопасность движения» НОУ ВПО Северо-Кавказского института бизнеса, инженерных и информационных технологий (СКИБИИТ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Котиков Юрий Георгиевич СПб гос. архит.-строит. ун-т доктор технических наук, профессор Боровик Виталий Сергеевич Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет доктор технических наук, профессор Сильянов Виталий Сергеевич Московский автомобильно-дорожный институт (ГТУ)

Ведущая организация: Саратовский государственный технический университет

Защита состоится 17 фераля 2009 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212.223.02 при С.-Петербургском государственном архитектурно строительном университете по адресу: 190005, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Крас ноармейская, д. 4.

Справки по телефону: (812) 575-05-34, (821) 251-74-52, факс (821) 316-58-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке С.-ПГА-СУ по адресу:

190005, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Красноармейская, д. 4.

Отзыв в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в диссерта ционный совет университета.

Автореферат разослан 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета С.В. Репин к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Дорожное движение (ДД) является сложным многопараметрическим, многофункциональным и многофакторным процессом, в котором взаимодействуют транспортные и пешеходные потоки (ТПП) с учетом условий движения. Сбой в движении ежедневно только в РФ приводит в среднем к гибели и увечью 819 чел. и повреждению 5500 транспорт ных средств. Совокупные потери рабочего времени превышают 13 млн чел.-ч.

Лишь в г. Краснодаре за последние 10 лет ущерб от ДТП составил 147,2 млрд руб. Ответственные за обеспечение безопасности дорожного движения (БДД) как в РФ, так и в субъектах РФ, к сожалению не имеют соответствующих структур, обеспеченных требуемой программно-методической, математической базой и ресурсами для решения комплексных задач. Отставание в развитии дорожных се тей от автомобилизации привело к повсеместным чрезмерным задержкам и зато рам в движении потоков по причине дефицита полос проезжих частей (ППЧ) и отсутствия инструментов его своевременного выявления. Разрозненные научные разработки в области теории движения, а тем более построенные на эмпириче ских посылках не позволяют целенаправленно организовывать и управлять не только ДД, но и ТПП в системно-комплексном аспекте. Управляемыми компо нентами в сфере обеспечения безопасности дорожного движения (БДД) должны стать не только ТПП, но и действия дорожных, транспортных, правоохранитель ных и прочих жизнеобеспечивающих инфраструктур.

При существующих интенсивностях и плотностях движения применение только сетевого управления, построенного на эмпирических алгоритмах, на не унифицированных и ограниченных массивах городов, бесперспективно. Требу ется рациональное соотношение скоростных и регулируемых дорожных сетей. В связи с этим необходима совершенно новая технология и «Методология управ ления дорожным движением», разработанные на базе сетевого планирования (моделирования), «Теории движения ТПП», и соответственно их реализация, что потребует многостороннего (многих ведомств) участия в многоуровневом управ лении ДД (УДД) на больших массивах, обеспечивающих его эффективность и качество. Важность этой проблемы аргументирует актуальность выбранного на правления диссертационного исследования.

Целью данного исследования является разработка «Методологии повыше ния эффективности управления дорожным движением» (далее методология), обеспечивающей оптимальное управление ТПП как в крупных городах, так и ре гионах, построенной на математическом аппарате и вероятностных оценках. В аспекте целевой функции необходимо решить следующие комплексы задач:

• сформировать, обосновать и разработать пять комплексов методов расчета и оценки характеристик и параметров ТПП, геометрических элементов УДС и в целом ДД, построенных на аналитических и системно-комплексных принципах, региональном подходе и вероятностных оценках:

• разработать комплекс аналитических методов расчета и оценки ре жимов светофорного регулирования (СР) (циклов, тактов) и его параметров (раз меров очередей, времени их рассасывания, задержек, количественных и времен ных заторовых состояний (обнаружение и упреждение), пропускной способно сти, пропуска потоков под прикрытием, интенсивности пропуска потоков в цик ле СР, эффективности использования разрешающего такта, оценки циклов на предмет достаточности времени на пропуск пешеходных потоков (ПП)), обеспе чивающих получение наиболее достоверных характеристик и параметров алго ритмов управляющих воздействий как для локального, магистрального, сетевого (квадратно-контурного), так и регионального управления (РУ);

• разработать комплекс методов определения и оценки требуемой про тяженности ППЧ как для скоростных, так и для регулируемых автодорожных се тей в оптимальном аспекте;





• разработать на новых принципах комплекс методов расчета и оценки ширины ППЧ и ее составляющих параметров (ширины автомобиля, плотности, скорости движения, динамических продольного и вертикального габаритов);

• разработать комплекс методов построения оптимальных схем орга низации и управления дорожным движением (О и УДД);

• разработать комплекс минимаксных методов оценки эффективности и качества О и УДД на базе пяти функциональных минимизирующих, трех функ циональных максимизирующих критериев, подчиненных данной функции цели;

• разработать технологию УДД, построенную на сетевом планировании (мо делировании) и пяти комплексах методов расчета и оценки параметров ДД;

• на основе разработанной программы и методики - выполнить эксперимен тальное исследование пяти комплексов методов, составляющих методологию и аналитическую базу технологии ее реализации посредством аппроксимированно го моделирования, и разработать рекомендации для их практического примене ния в УДД.

Объект исследования - ТПП, режимы УДД и методы их расчета, оценка и расчет параметров улично-дорожной сети (УДС).

Предмет исследования - «Методология повышения эффективности УДД», построенная на пяти комплексах методов расчета и оценки характеристик и пара метров ДД и технология УДД в аспекте оптимальности на регулируемых и нере гулируемых пересечениях и сетях дорог.

Методы исследования базировались на системно-комплексном подходе, статистическом анализе и синтетических принципах, математическом моделиро вании с использованием интерполяции Лагранжа, метода наименьших квадратов (МНК), сплайн - аппроксимации и вероятностных оценках.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложены пять комплексов аналитических методов расчета и оценок характеристик и параметров ДД, представленных в методологии и в технологии ее реализации, позволяющих получать оптимальные результаты, в частности:

• разработан на аналитических принципах комплекс методов расчета и оценки режимов СР: циклов, их основных и промежуточных тактов, размеров очередей, времени их рассасывания, задержек ТС, количественных и временных заторовых состояний (обнаружение и упреждение), пропускных способностей ППЧ на перегонах и перекрестках (регулируемых, нерегулируемых: равнознач ных и неравнозначных, с круговым движением), пропуска потоков под прикры тием с целью повышения эффективности использования потенциалов полос дви жения и СО в целом;

цикловой интенсивности пропуска потоков;

эффективности использования разрешающих тактов;

циклов СР на предмет достаточности вре мени на пропуск ПП;

• разработан и обоснован комплекс методов определения требуемой протяженности, оценки достаточности и количества ППЧ УДС города, региона, как для скоростных, так и для регулируемых сетей в оптимальном аспекте;

• разработан на дифференцированном подходе, вероятностных оценках комплекс новых методов расчета и оценки ширины ППЧ и ее составляющих па раметров (ширины автомобиля, плотности движения, динамического продольно го и вертикального габаритов) для обоснованного применения ограничений соот ветственно дорожным условиям;

• разработан и обоснован комплекс методов построения оптимальных схем О и УДД, основанных на принципах формирования транспортных, пеше ходных и пассажирских потоков и рациональности их перемещений;

• разработан и обоснован комплексный минимаксный критерий оценки эффективности и качества УДД, построенный на пяти минимизирующих функ циональных критериях (конфликтности, задержках, выбросах отработавших га зов (экологическом), стоимости километра пути и часе ездки (экономическом), расстоянии транспортной доступности), трех максимизирующих функциональ ных критериях (скорости, эффективности использования потенциалов ППЧ и УДС, а также наработках НИР в этой области);

- разработана технология реализации методологии, состоящей из этих пяти комплексов методов, построенная на сетевом планировании (моделировании) и обосновано применение планирования для этих целей.

Практическая ценность работы. Предложенная методология, построенная на пяти комплексах методов, и технология ее реализации позволяют:

• обеспечить нормальное функционирование как дорожно-транспортного комплекса и связанных с ним инфраструктур, так и в целом ДД и соответственно снизить стоимость конечного транспортного продукта на 30% и более;

• повысить эффективность и качество УДД на 30% и более;

• определить оптимальные размеры режимов СР (циклов, тактов), очередей, времени их рассасывания, задержек ТС, цикловой интенсивности пропуска ТПП, эффективности использования разрешающего такта, пропускных способностей полос движения, заторовых состояний во временном и адресном аспектах, а так же установить причины их возникновения и меры упреждения и ликвидации, что снизит задержки ТС и пешеходов на 30% и более;

• определить оптимальный размер протяженности и количества ППЧ как на УДС города, магистралях, так и в регионе, а также принять рациональные инже нерные решения, исключающие заторы и снижающие ДТП на 25–35%;

• определить размеры ширины ППЧ, соответствующие плотности, динами ческому габариту, ширине автомобилей на вероятностной оценке и обосновать ограничение скоростей, плотности движения, а также ширины ТС в зависимости от ширины ППЧ и плотности ТП и, соответственно, при реализации этого ком плекса снизить количество ДТП на 25% и более;

• оценить и установить наиболее выгодные варианты О и УДД на массивах независимо от их размеров посредством разработанного автором комплексного минимаксного критерия, что повысит качество предоставляемых дорожно-транс портных услуг на 30% и более;

Достоверность методологии, ее практических результатов, рекомендаций и выводов подтверждается логичностью выводов формул, разработок комплексов методов, построенных на анализе и синтезе, адекватных моделям исследуемых параметров, экспериментально проверенных посредством аппроксимированного моделирования, где эмпирические и теоретические кривые при одинаковой ис ходной и адресной базе дали достаточную сходимость (в пределах потенциаль ных возможностей погрешность составляет в среднем 3%).

Предложенная в диссертации методология, состоящая из пяти комплексов рациональных методов, и технология ее реализации, построенная на сетевом пла нировании (моделировании) с программами и методиками фрагментарно внедре на в «Разработку оптимальных схем О и УДД в г. Краснодаре», выполненную по госконтракту №268 от 16.06.2004г. с объемом финансирования 2,11 млн руб., за ключенному между ККГУ «Дорожный комитет» и Армавирским финансово-эко номическим институтом (АФЭИ), «Разработку комплексной транспортной схемы муниципального образования г. Краснодар» по муниципальному контракту от 29.08.2007 г. - на 7,632 млн руб., заключенному между администрацией г.

Краснодар и Северо-Кавказским институтом бизнеса, инженерных и информаци онных технологий (до 2006г. АФЭИ), где руководителем НИР и ответственным исполнителем ряда разделов этих контрактов являлся автор, в практическую дея тельность ГУП (СМЭУ), УГАИ ГУВД Краснодарского края, и в учебный про цесс подготовки инженеров специальности 190702 (240400) – «Организация и безопасность движения» в Северо-Кавказском институте бизнеса, инженерных и информационных технологий, а также в учебные и учебно-методические посо бия по дисциплинам «Организация движения», «Технические средства ОД» (фе деральный компонент), «Основы научных исследований», «Теория движения ТПП», «Дорожные условия и БДД» и др. (вузовский компонент) и в проект Ген плана г. Краснодара.

Апробация работы. Содержание работы докладывалось (фрагментарно) на научно-практических межвузовских конференциях, проводимых в г. Армавире в 2002, 2003, 2007 и 2008 годах, а также на 6-й, 7-й и 8-й международных конфе ренциях "Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах" в Автодорожном институте Санкт-Петербургского гос. архитектурно-строитель ного университета в сентябре 2004, 2006 и 2008 гг.

На защиту выносится «Методология повышения эффективности управле ния дорожным движением», состоящая из пяти комплексов методов: 1) расчета режимов СР;

2) определения требуемой протяженности и количества полос про езжей части;

3) расчета ширины полос движения и ее составляющих параметров;

4) разработки оптимальных схем О и УДД;

5) расчета и оценки эффективности и качества О и УДД и технология ее реализации, построенных на авторской «Тео рии движения ТПП» и сетевом планировании (моделировании).

Публикации. Содержание диссертационной работы, отражено в 85 печат ных трудах, в том числе в трех монографиях (1971, 2003 и 2005 гг.) Структура и объемы работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы со ставляет 348 страниц, в том числе 187 иллюстраций и 136 таблиц. Библиографи ческий список содержит 297 наименований работ российских и зарубежных ав торов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сфор мулированы цель и задачи исследования, отмечена новизна и практическая зна чимость выполненной работы.

В первой главе «Анализ существующих технологий и методологий УДД» отмечен вклад в управление ТПП отечественных специалистов: В.В. Зырянова, В.Т. Капитанова, В.И. Коноплянко, Е.М. Лобанова, П.И. Поспелова, Самойлова Д.С., А.В. Сигаева, В.В. Сильянова, М.С. Фишельсона, и др.;

зарубежных спе циалистов: Ф. Хейта, А. Дрю, Х. Иносэ и Т. Хамада и др. Возросшие уровни ав томобилизации в условиях резкого отставания развития дорожных сетей, техни ческих средств управления и недостоверных оценок состояния и качества ДД требуют не локального и узковедомственного, а регионального системно-ком плексного подхода к организации, управлению и обеспечению БДД. Такой под ход связан с привлечением к управлению движением не только дорожно-пат рульных служб (ДПС), но и дорожно-эксплуатационных, дорожно-строительных, коммунально-муниципалитетных инфраструктур, предприятий связи, учрежде ний здравоохранения, социально-бытовых, правоохранительных, банковских и прочего сервиса, а также с разработкой методологии и технологии ее реализации, поскольку последние в литературных источниках практически не освещены. В 1993 - 1994 гг. АО НПЦ «Кибернетика» проведены комплексные исследования по формированию и технико-экономическому обоснованию программы разра ботки и внедрения Краснодарской краевой АСУД на внегородских дорогах, но далее составления отчета дело не пошло. Также не освещены методы: определе ния достаточности времени в цикле СР для пропуска пешеходов с учетом занято сти переходов поворотным потоком, повышения эффективности использования разрешающего такта как за счет применения оптимальных циклов, так и пропус ка одних ТС под прикрытием других;

определения требуемой протяженности и количества ППЧ в зависимости от размеров движения;

определения предельной плотности, скорости потоков и ширины автомобиля в обследуемых условиях движения, разработки оптимальных схем ОДД. Существующий комплекс мето дов расчета режимов СР, построенный на эмпирическом подходе, не отвечает принципам оптимальности, а оценочные критерии - достоверности, в частности:

эмпирический метод Ф. Вебстера, наносит ущерб ДД по причине значительных задержек, с 1974 г. является базовым инструментом в СР (см. «Руководство по регулированию ДД в городах»). Формула определения задержек на регулируе мых перекрестках Ф. Вебстера построена не в соответствии с методом размерно сти, а на эмпирических посылках и др. По нашему мнению, метод размерности является основным критерием оценки соответствия метода функции цели.

Оценка цикла на предмет достаточности времени в тактах для пропуска пе шеходов с учетом занятости переходов поворотными потоками осуществляется эмпирически. Расчет ширины ППЧ производится лишь в зависимости от скоро сти, ширины автомобиля и бокового зазора (0,3 м), а такие параметры, как плот ность потока, динамический продольный габарит и другие в нем не учитывают ся. Оценка качества и эффективности функционирования системы организации и УДД осуществляется посредством задержек ТС, скорости движения и экологи ческого критерия или одним из них, где не учитывается безопасность движения, транспортная доступность, эффективность использования потенциалов полос УДС и наработок НИР в этой области. В результате анализа состояния проблемы для достижения цели исследования необходимо решить следующие основные за дачи:

• сформировать, обосновать и разработать пять комплексов методов расчета и оценки характеристик и параметров ТПП, геометрических элементов УДС и в целом (ДД), построенных на аналитических и системно-комплексных принци пах, региональном подходе и вероятностных оценках;

• разработать комплекс аналитических методов расчета и оценки: режимов СР (циклов, тактов), размеров очередей, времени их рассасывания, задержек, об наружения и упреждения количественных и временных заторовых состояний, пропускной способности, пропуска потоков под прикрытием, интенсивности пропуска потоков, эффективности использования разрешающего такта, оценки циклов на предмет достаточности времени на пропуск ПП, обеспечивающих по лучение наиболее достоверных характеристик и параметров алгоритмов управ ляющих воздействий как для локального, магистрального, сетевого (квадратно контурного), так и для РУ;

• разработать комплекс методов определения и оценки требуемой протяжен ности и количества ППЧ как для скоростных, так и для регулируемых автодо рожных сетей (ДС), с целью принятия мер, исключающих заторовые ситуации и повышающих уровень качества предоставляемых дорожных услуг;

• разработать на новых принципах комплекс методов расчета и оценки шири ны ППЧ и ее составляющих параметров (ширины автомобиля, плотности, скоро сти движения, динамического продольного и вертикального габаритов)для обос нования вводимых ограничений;

• разработать комплекс методов построения оптимальных схем О и УДД;

• разработать комплекс минимаксных методов оценки эффективности и каче ства О и УДД на базе пяти функциональных минимизирующих, трех функцио нальных максимизирующих и одного комплексного критериев, подчиненных данной функции цели;

• разработать технологию УДД, реализирующую методологию повышения эффективности УДД, построенную на сетевом планировании (моделировании) и состоящую из этих пяти комплексов методов;

- на основе разработанной программы и методики выполнить эксперимен тальное исследование пяти комплексов методов, составляющих методологию по средством аппроксимированного моделирования, и разработать рекомендации для их практического применения в управлении дорожным движением.

Во второй главе представлено программно-методическое и математическое обеспечение, являющееся составной частью методологии повышения эффектив ности и оценки управления ТПП в крупных городах и регионах. В ней изложен комплекс аналитических методов расчета алгоритмов организации и управления потоками, толкование уровней управления, в частности: «дорожное движение как объект управления» с комплексом схем («…принципов управления», «…ин формационного оборота Центра управления Департамента субъекта Федерации», «…структуры и технологических связей в системном аспекте…» (рисунки 1 и 2)), «Обоснование многостороннего УДД», «Принципиальные особенности структуры системы УДД», «Технология формирования и реализации исходной базы», «Обоснование применения сетевого планирования (моделирования)», «Разработка сетевой модели», «Анализ сетевой модели», «Оптимизация сети», «Обработка результатов». Таким образом, в технологии, используемое сетевое планирование (моделирование) ведется на уровне проектов по строгим достаточ но разработанным законам специализированными научно-исследовательскими подразделениями, являющимися составными частями Департаментов и Центров управления. Региональное управление рассматривается как второй уровень, где магистральное (в межгородском сообщении и в небольших населенных пунктах), сетевое или квадратно-контурное управление (в городах), находятся на третьем уровне системы. Поскольку свободное движение находится в основном в обрат но пропорциональной зависимости от плотности потоков и прямо пропорцио нальной от протяженности перегонов между пересечениями, возникает необхо димость в пересмотре концепции формирования структур УДС городов и межго родских сообщений. Километровые перегоны в них позволят повысить скорост ные режимы и соответственно многократно снизить задержки ТС в городах.

Рисунок 1- Схема информационного оборота Центра управления Департамента субъекта Федерации Сетевое управление (СУ). В условиях высоких интенсивностей движения и плотностей потоков адаптивные системы управления работают фактически на жестких принципах, что делает их невыгодными. На базе централизованного об щегородского АСУД, по нашему мнению, возможно применение принципа мно гопрограммного квадратно-контурного управления ТПП. Сущность этого прин ципа заключается в координации пропуска потоков через сдвиг фаз в направле ниях смежных перекрестков, оборудованных светофорной сигнализацией. Пер вый контур охватывает 4 перекрестка, второй –2*4 = 4+4-8,…, тридцатый –30*4= = 120 (в 30 – контурах 1860 перекрестков), т. е. обслуживание каждого контура перекрестков подчинено арифметической прогрессии. Данный метод применим только на прямоугольных схемах УДС. Различие в протяженности перегонов корректируется посредством управляемых знаков как и при общегородском цен трализованном АСУД.

Для функционирования структур организации, управления и обеспечения БДД необходимо, во-первых, иметь для расчетной базы сетевого планирования ис ходные данные о динамике ТПП (комплекс методов расчета и оценки размеров движения), графики с планами и объемами дорожно-строительных, ремонтных и прочих работ в пространстве и времени, сведения о геометрических параметрах перекрестков, магистралей, УДС и ее атрибутах в адресном аспекте, получаемые посредством натурных наблюдений или систем детекторов транспорта. Это уп равление рассматривается как совокупность множеств локальных, магистраль ных и сетевых управлений (общегородских) на больших пространствах края, ря да краев (областей), см. рисунки 2 и 3. Структура моделей динамических ха рактеристик ТП на дорожной сети региона q•юсj на j-ом направлении (нечет ном), имеет вид:

q•ЮС={ q•ЮС1, q•ЮС2,…, q•ЮСN, q•СЮN, q• СЮN -1,…, q• СЮ 1 }, (1) где H 4 K 4 i K k K k jkhm jkhm jkhm jkhm + jkhm jkhm ], i i i i i h=1 j=1 k =1 i=1 j =2,3, 4 i=2,3, 4 k =1 j =2,3, 4 i=2,3, 4 k = H K k K k 4 K ijkh(m+1) ijkh(m+1) ijkh(m+1) ijkh(m+1) + ijkh(m+1) ijkh(m+1) ], = max j=1 k =1 i= * q j =2,3, 4 i =2,3, 4 k =1 j =2,3, 4 i=2,3, 4 k = ЮС h= H 4 K K k K k ijkhM ijkhM j=,4 i=,4 ijkhM ijkhM + j=,4 i=,4 ijkhM ijkhM ] h=1 j=1 k =1 i= 2,3 k =1 2,3 k = 2,3 2, Аналогичным методом определяются промежуточные такты и размеры циклов СР. Сбор исходной информации о движении (первичной, вторичной и т.п.) в процессе функционирования второго уровня системы осуществляется по прин ципам прямой иерархии, передачи управляющих воздействий – обратной иерар хии (см. рисунки 3, 4) посредством множества комплексов детекторов транспор та, установленных на УДС. В диссертации аналитическая база, «Примерная схе ма всех уровней системы», а второго и третьего уровней более подробно пред ставлена в виде и систем уравнений и блоков функций, работающих в адресном и в комплексном аспектах. Замкнутость многопараметрической и многофактор ной системы заключается в наличии прямой и обратной связей с объектами и предметами управления и способности сохранять состояние системы, адекватное состоянию объектов управления, а также принятым управляющим воздействиям на них в оптимальном аспекте. Второй уровень системы (см. рисунок 3) иллюст рирует функционирование второго уровня в трехконтурном построении с их ад ресностью в технологическом аспекте. Функционирование третьего контура «на селенный пункт, …» в технологическом аспекте показано на рисунке 4.

Многофакторное ДД, имеющее многопараметрическое описание ( jk,jk /Vjk,Vjk, jk, LDjk, nojk, t ojk, Z jk и т.п.), по нашему мнению, может нормально функционировать Агентство Админи Прокурату- Мин. здрав. и Агентство (мин. транс- страция Банки Президент Правитель ра, МВД, соц. обеспече- мин. связи пор та): АТ, президен России ство России МЧС ние Автодоры та России Департамент управ. и обеспеч.

БДД России Зам. пред. пр-ва Администрация Администрация Ал- Администрация Краснодарского края...

республики Адыгея тайского края Департамент управления и обеспечения...

Центр управления и Департамент управ- БДД (первый зам. главы администрации) обеспечения БДД в ления и обеспечения Краснодарского края республике Адыгея БДД в крае управления и обеспече управления и обеспече управления и обеспече Городской (районный) Городской (районный) Городской (районный) центр организации, центр организации, центр организации, ния БДД № ния БДД № ния БДД № Дор. – Дор. – Правоох- Скорая мед.

Автосервис.

Транспортные Связь (почта, эксплуат. строит. ранитель- помощь.

Бытовой сервис. телеграф, теле инфраструктуры Банкоматы инфраструк- инфраст- ные ин- Травмпункт и Гостиницы. СТО. фон, факс) фраст- на 20 койко туры руктуры Магазины. Рынки руктуры мест Технические средства организации дорожного движения Транспортные и пешеходные потоки Автомобильные дороги Рисунок 2 - Схема структуры и технологических связей Департамента управления и обеспечения БДД России (на примере Краснодарского края) только с адекватной обратной связью в достоверных значениях ее параметров. По этому УДД на ДС крупных городов, регионов должно осуществляться с обратной связью не только о характеристиках параметров ТПП, но и с информацией об ис пользовании потенциалов, причастных к ДД инфраструктур в реальном режиме времени и осредненных значениях.

Каждое исходное, управляющее, корректировочное воздействие программно прослеживается (см. рисунки 1-4) и, соответственно, устанавливается размер эф Контур Уровень Контур Контур Рисунок 3- Контуры второго уровня регионального управления Рисунок 4- Схема замкнутого функционирования шести объектов 2- и 3- го контуров управления «Населенный пункт №1» и «Магистрали, дороги …» фективности ее реализации через сетевое планирование в реальном режиме вре мени. Технологические основы и принципы, примерное зонирование объектов, контуры структур второго уровня системы, т.е. регионального уровня, описаны в диссертации. Посредством управляемых многопозиционных знаков, с помощью оценки условий движения и задержек (уравнение (2)), а также алгоритмов и про грамм расчета, являющихся инструментами в классе подсистем программно-мето дического обеспечения АСУД, можно управлять скоростью сообщения, выявлять уязвимые места в ОДД, обосновывать или отвергать инженерные решения:

4 k 4 k 4 k, z z,...., z jkh jkh jkh 111 112 j=1 k =1 j=1 k =1 j=1 k =1 H 4 k 4 k 4 k, z z,...., z. (2) jkh jkh jkh 121 122 z= j=1 k =1 j=1 k =1 j=1 k =1 H 4 k 4 k 4 k, z z,...., z jkh jkh jkh 1M 1M 1 MH j=1 k =1 j=1 k =1 j=1 k = 1 В третьей главе «Исследование и разработка методологии повышения эф фективности УДД», рассматриваются пять комплексов методов расчета и оценки параметров её составляющих, в частности:

1. Комплекс методов расчета и оценки режимов СР:

• длительностей циклов С, с/цикл, и их тактов: промежуточных при l- фазе Т lo, с/цикл, разрешающих tзел, с/ц, запрещающих tкр, с/ц:

/ (1 q r s ) T / (1 q r ), T C = 3t r + C = 2tr + (3) l l l = l = n = T l ;

= 1 / RT T i 0 i при l–ой фазе h, (4) T l jk jk l = i = • для нечетных j =1, 3 и четных j =2, 4 направлений соответственно:

t зел = q(C T0 ) / (q + r ) = (C T0 ) = qC, t кр = (1 )(C T0 ), t зел = r (C T0 ) / (q + r ) = (C T0 ), t кр = (1 )(C T0 ), = 1, (5) где q, r –гармонические величины (уравнения (1), (16), (17));

• размеров очередей ТС за цикл СР на k-полосах j-направлений у перекрест ков nojk, ТЕ/ц, времени их рассасывания tоjk, с/ц:

n0 jк = [t r + T0 + (C T0 )) ijk /(1 q 0 ), t0 jк =[2tr +T0 + (C T0 ))q0 ]/(1 q0 ), (6) i = где q 0 – фиксированная динамическая характеристика ТП независимо от j =1, 2, 3, 4;

3600, с/ч – количество секунд в часе;

• времени задержек автомобилей у перекрестков, Zjk, с/ц, Z1ТЕ, с/ТЕ:

m m n0jka–(a1+am) m) / 2 jk, n0jka–(a1+am) m) / 2 jk n0jk, (7) Zjk = (2 Z1ТЕ = ( a=1 a= где 1, m – первый, m-й автомобиль очереди соответственно, ТЕ/ц, jk – интенсивность прибытия автомобилей к стоп-линии, ТЕ /с;

• пропускной способности ППЧ перекрестков, включая кольцевые развяз ки: на регулируемом max jk, ТЕ /ч;

второстепенном направлении нерегулируемого max н2 k, ТЕ /ч:

( t ) = (7200 3600 j +3kT j+3k ) / K e + ;

(8), =(3600*t )/С, = зел jk max jk max н2 k 2k r max j max jk k = • временного интервала затора tзт, с/цикл, с/ч:

t ЗТ = ( jkh + jkh ) jkh C (t зел t r ) ;

t ЗТ = 3600[ ( jkh + jkh ) jk (t зел t r ) / C ] ;

(9) • количество не пропущенных ТС через светофорный объект nнпр, ТЕ/ц:

nнпр= Сjkh [(tзел tr ) / jkh], nнпр= 3600 jkh [3600 (t зел t r ) / C jkh ], ТЕ/ч. (10) Варианты выражений (11), когда возможны заторы на k-ой полосе j-го направ ления:

jk ·jk=1, С [2t r + T0 ] /(1 q r), t0 jк /tзел1, tзел t0 jк, maxjkjk, tзел/jk Сjk n0jk;

(11) • среднее относительное количество автомобилей прикрываемых одним трамвайным поездом, определяется по формуле:

(T 1n P1 ) / 1, если 3 n P1 1, 33 3 3 = T (12) если 3 n P1 1, 3 1, T где n 31 – (безразмерная величина) понимается как статистическая оценка матема p тического ожидания случайной величины, которая выражает, какую долю при крывающего транспорта составляет прикрываемый автомобиль, а также количест во этих долей в прикрывающем принятом за единицу.

Средние доли транспортных единиц (ТЕ), ji, которые могут двигаться в еди ницу времени под прикрытием трамвайного поезда или другого ТС, определяются так:

n2p1= T 2 / 1.

3 12 = ( T 2 n P 1 ) / 1, 3 2 (13) Величина ji, 0 ji 1 подсчитывается статистически по результатам натурных наблюдений в каждом случае для конкретных условий движения на данном пере крестке. За счет этого в формулу (16) определения q• вносят изменения, состоя щие в уменьшении 1 1 на долю прикрытия ji, т.е. (1-31) 1 1, а часть 31 1 1 33 прикрытая доля – поглощается прикрывающей величиной и в формуле определе ния величины q• фигурировать не должна, чем достигается уменьшение длитель ности цикла, его основных тактов и времени задержек, а также в повышении про пускной способности полос и цикла в целом. Так, определение средней доли при i крываемого в прикрывающем ТП, в соответствии со схемой (рисунок 5),, n pj имеет вид 2 3 2 3 2 n p 2 = T 23 i2 k + 1k + 2 + 31 / i2 k 2 k + 1k 12k + 2 41 + 31 31. (14) 3 2 i 2 2 41 k =1 i =1 k =1,3 i = k =1 k =1, j= 211 j= j+1= j= Рисунок 5- Схема прикрытия трамваем, осуществляющим левый поворот со второго на правления нерельсовых ТС с j = 1, 2, 3, 4;

i = 1, 2, В такой ситуации распределения потоков на перекрестке доля ТС под прикрыти ем трамвая составит:

2 3 ) / = (T i2 k + 1 k + 2 + 31. (15) 3 3 3 2 n 2 23 p2 k =1 i =1 k = Аналогично описываются все варианты прикрытия и вносятся в расчеты q• и r уравнений (16), (17) соответствующие коррективы, где jk, jk соответственно ин тенсивность прибытия к стоп-линии, авт./с, временной интервал между передни ми бамперами при пересечении стоп-линии, с/авт. на j=1, 2, 3, 4 – направлениях, k = 1, 2, …, K - полосах проезжей части;

и – доли соответственно разрешающих и запрещающих тактов;

t r – временной интервал между включением разрешающе h -сумма веро го такта и началом движения первого ТС очереди, с/цикл;

Rj = i j i = ятностей, что в последнюю секунду горения зеленого сигнала будет только одна ТЕ. Динамические характеристики транспортных потоков для перекрестков с од норядным движением в каждом направлении (гармонические величины) соответ ственно нечетных (j =1, 3) и четных (j =2, 4) направлений 0 q + r 1, будет иметь вид 4 1 1 + 3 3 + 3 3 + [( µ 1 n + µ зл ) ]/ [k 1 п + k зл ] i i 3 3 4 i=1, (16) = max * q + 1 1 + 1 1 + [( µ зп + µ 1 л ) ] / [k зп + k 1 л ] 1 3 i i 3 3 4 i= ] + [( µ ) ] / [k 2 + 3 + 4 +µ +k i i 3 2 4 4 4 4 2n 4л 2п 4л i =1, (17) r = max + [( µ ) ] / [k ] 1 i + 3 + 4 +µ +k i 3 4 2 2 2 2 4п 2л 4п 2л i= где µjп, µjл – интенсивность прибытия пешеходов к переходу соответственно по правой и левой сторонам направления движения, пеш/с;

q•, r, С, tзел, tкр,,, ji, n ipj представлены в диссертации как для однорядного, так и многорядного движения в значительно большем объеме.

Метод повышения эффективности разрешающего такта заключается в пол ном использовании времени этого такта для пропуска очереди автомобилей, обра зовавшейся перед стоп-линией и бесконфликтных потоков по другим ППЧ под прикрытием ТС, движущихся на зеленый сигнал, а также в применении оптималь ных длительностей циклов и их тактов. Уравнение определения коэффициента эффективности H использования tзелjk и неравенства, устанавливающего его преде лы, имеют вид:

H = tоjk / tзелj, tзелjk tоjk, 0 H 1. (18) При H1 временной интервал tзелjk используется неэффективно. При H1 в каждом цикле остаются не пропущенные автомобили, за несколько циклов обра зуется затор. Скорость образования затора прямо пропорциональна скорости пре вышения tоjk над tзел или нарастанию величины H за счет повышения интенсивно сти движения jk. Оптимальный вариант максимально возможной эффективности, когда tоjk = tзелj, H = 1. (19) Оценка цикла на предмет достаточности времени в нем для пропуска пешехо дов осуществляется посредством выражений Nj T0,с/цикл:

( µ nj + µ j + 2 л ) 2j nj 3j + 2 3+ 2 ] T0, Nj = (1 r q) S pj / 1 r (20) j k jn + k j + 2 л T0 = max {2 Т l0, N1, N2, N3, N4}, (21) где Spj - время, необходимое одному пешеходу для пересечения ППЧ улицы по j направлению с учетом его реакции. Изначально в цикле СР учтены размеры ПП (см. уравнения (3), (16), (17)) величины q• и r – четвертые слагаемые. Выражение (20) оценивает достаточность времени в цикле на пропуск ПП по всем направле ниям с учетом пропуска правоповоротных (2j2j) и левоповоротных ТС (3j+23j+2) пересекающих ПП с правой и левой стороны направлений движения.

2. Комплекс методов определения необходимой протяженности скоростных дорог LСД, км/город, регулируемых LМРД, км/город, и количества ППЧ в городах.

Определение осуществляется через численность автопарка в них и размеров дви жения на их стратегических направлениях. В краевых (областных) городах целе сообразно строить на перспективу 8- полосные скоростные дороги через 3280 м в меридиональном и 2240 м - в широтном направлениях или наоборот в зависимо сти от структуры города. Магистральное пространство между красными линиями целесообразно предусматривать в пределах 240 м:

-скоростных дорог LСД, км/город, LСД NLd/1000, (ТЕ·м·(км/город)·ТЕ·м);

(22) Ld =V, м/ТЕ, (м·с/с ·ТЕ);

-меридиальных дорог LМРД, (км/город) LМРД VNC / t зел 1000, (м·ТЕ·с·с·цикл·км/с·город·ТЕ·цикл·с·м), (23) где 1000 м/км;

jk = tзел 3600/ max jk ·С–временной интервал между передними бампе рами ТС при пересечении стоп-линии, с/ТЕ;

(с·с·ч·цикл/цикл·ч·ТЕ·с);

Ld =Vjk·jk· ·С/ /tзелj, (м·с·с·цикл/с·ТЕ·цикл·с), м/ТЕ – средний динамический продольный габарит;

N – численность автопарка в населенном пункте, с учетом коэффициента техниче ской готовности и вероятности выхода на линию (если рассматривается магист раль, то принимается в расчет интенсивность движения в пиковые периоды), включая транзитный, авт./город;

V–скорость движения, м/с;

С–длительность цик ла, с/цикл.

В условиях, когда левые части выражений (22), (23) меньше правых, повыша ется плотность ТП, снижается скорость движения. Чем больше скорость увеличе ния этого несоответствия, тем быстрее наступит затор на УДС или некоторых ее частях, что имеет место в настоящее время в крупных городах. Целесообразно со хранять такое соотношение:

LСД LМРД. (24) Суммарная протяженность (LСД + LМРД), должна превышать расчетный спрос на дорожные услуги на случай чрезвычайных ситуаций и роста численности авто парка на полувековую перспективу. Реализация данного метода, как и оптимиза ция ширины полосы, зависящей от размеров движения и продольного габарита, которые, к сожалению, не учитываются, позволят обеспечить повышение эффек тивности управления потоками и БДД.

3. Комплекс методов расчета и оценки ширины полосы движения Вп, м/ТЕ, построен с учетом не только ширины автомобиля Ва и скорости движения Va, но и продольного Ld, вертикального H' габаритов, плотности ТП qjk=/V, многополос ности дороги k = 1, 2, …, К, а на кольцевых развязках, закруглениях – базы авто мобиля la. Поскольку ширина полосы является функцией вышеперечисленных па раметров – аргументов, то модель этой полосы в виде логико-математической формулы (25), по сути, является совокупностью взаимодействующих этих же ар гументов. Уширение полосы Вп прямо пропорционально влияет на увеличение ди намического продольного габарита, а значит и скорости или плотности потока при сохранении скорости движения. В обоих случаях повышается эффективность дорожного движения в параметрах обеспечения безопасности.

Для прямолинейных участков Вп, м, (рисунок 6):

Bпj 2 = Ba /(1 0,001Ld (q j1 + q j 2 )h, B пj + 21 = B a / 1 0, 001 L d ( q j + 21 + q j 2 ) h, (25) м/ТЕ = (м/ТЕ)/((б/р) - (м·ТЕ·км)/(ТЕ·км·м)), где 1000 м/км;

Ld, м/ТЕ, (V/, м/ТЕ);

, ТЕ/с;

q, ТЕ/км;

0,001 км/м.

Формула определения допустимой плотности потоков q в фиксированных до рожных условиях, ширине полосы и режимах движения, имеет вид:

q = 1000 ( Bп Ва ) / Вп Ld h. (ТЕ/км = м·м·ТЕ·ТЕ /км·ТЕ·м ·м) (26) Рисунок 6- Схема движения транспортных средств (ТС) Формула определения допустимого Ld, м/ТЕ, в фиксированных условиях (Вп, Ва, q,, V), имеет вид:

Ld = ( Bп Ва ) / 0,001Вп qh, (м/ТЕ = м·м·ТЕ·км/км·ТЕ·м·ТЕ). (27) Формула определения Вп, м, с учетом Ва, L d, q, H, имеет вид (рисунок 7):

B п = ( В а + ( 0,5 H ' sin )) /(1 0,001 L d ( q1 + q 2 ) h ), (28) км м ТЕ (м/ТЕ = (м·м·ТЕ·км/ТЕ· км·м·ТЕ) · (б/р – )).

м ТЕ км Определение V,, Ва, соответствующих обследуемым условиям движения в Рисунок 7- Зависимость Bn от угла отклонения, от положения в вертикальной плоскости автомобиля, вариант a;

имитация отклонения от H ‘ – b и c качестве оценочных критериев представлено в диссертации.

4. Комплекс методов разработки оптимальных схем О и УДД с учетом фор мирования ТПП построен на аналитических принципах и структурах сфер прожи вания, приложения труда, отдыха, соцбыта, тяготения населения и влияния на жизнедеятельность города, с учетом больших и малых множеств ТС, случайных по месту и времени пребывания, по замыслу и его реализации, по технике и тех нологии достижения функции цели, а также нахождения механизмов их подчине ния управляющим воздействиям в аспекте оптимальности. Не простой задачей яв ляется и определение объемов грузовых и смешанных перевозок ТС юридических лиц. Прежде всего, определяется перечень необходимой и производимой, если по зволяют географические и ресурсные условия переработки сырьевой и выходной продукции, данные о производстве которой помещаются в таблицу и т.д. Ком плекс применим для любых регионов, городов.

5. Комплексный минимаксный критерий оценки эффективности и качества О и УДД РОПТУДС (гармоническая величина), реализующий системный подход, име ет вид:

КТОУДС1, ZУДС1, LУДС1, ЭколУДС1, ЭконУДС1, при max( сУДС1, •• УДС1, УДС1 ) V max КТОУДС2, ZУДС2, LУДС2, ЭколУДС2, ЭконУДС2, при max( сУДС2, maxУДС2, УДС2 ) •• V, (29) PОПТУДС = min КТОУДСx, ZУДСx, LУДСx, ЭколУДСx, ЭконУДСx, при max( сУДСx, maxУДСх, УДСx ) •• V где функциональные критерии оценки эффективности и качества О и УДД на УДС представлены посредством минимизирующих коэффициентов: транспорт ной опасности КТОУДСf =min{КТО1, КТО2,…,КТОn};

задержек ТС ZУДСf = min{ZУДС1, ZУДС2,…, ZУДСn};

расстояний транспортной доступности LУДСf = min{LУДС1, LУДС2, …, LУДСn}, (1 LТД 1,41);

экологической безопасности ЭколУДСf = min{ЭколУДС1, ЭколУДС2,…,ЭколУДСn};

стоимости километра пути и часа ездки ЭконУДСf = min {Экон1, Экон2,…, Эконn};

максимизирующих: скорости сообщения VСУДСf = max{VСУДС1, VСУДС2,…,VСУДСn};

пропускной способности полосы движения •• УДСf =max{ • maxУДС 1, max • maxУДС 2,…, max УДСn };

использования потенциала УДС и наработок НИР в этой об • ласти УДСf = max{УДС1, УДС2,…, УДСn}. Данный комплексный критерий РоптУДС применим для оценки О и УДД на УДС городов.

В четвертой главе «Экспериментальное исследование предлагаемой методо логии повышения эффективности УДД и технологии ее реализации» представлена программа и методика исследования основных методов, составляющих методоло гию и «Технологию…» на правомерность и достоверность в аспекте оптимально сти, посредством аппроксимированного моделирования. Достоверность методов состоит в подлинности их составляющих компонентов, поскольку из этих компо нентов состоят структуры их моделей в виде логико-математических формул, аде кватные реальным. Исходные этих компонентов следующие: интенсивность при бытия автомобилей к перекрестку jk, пешеходов µ jп, µ j +2 л, временной интервал между передними бамперами ТС при пересечении стоп-линии jk, временной ин тервал между моментами пересечения пешеходами бордюрной линии, нор мативное число пешеходов, движущихся рядом друг с другом, в шеренгу по пешеходному переходу в j-ом направлении по правым и левым сторонам пере ходов kjп, kj+2л, kj+2п, kjл, kj+3п, kj+1л, kj+1п, kj+3л, средняя продолжительность проезда зоны перекрестка автомобилем Tjk, средняя продолжительность перехода проез жей части пешеходом Sjk, на j–направлениях, k–полосах принимаются из результа тов натурных наблюдений за движением ТПП с достаточными объемами выбор ки, рассчитанные с учетом реальных среднеквадратичных отклонений и заданной точности измерений. Замеры как исходных, так и расчетных (экспериментальных) параметров осуществлялись ручным (61115), полуавтоматическим способом (23533), кино и видео съемкой (368 часов). Правомерность подтверждается тем, что предложенные принципы и методы расчетов, оценок циклов светофорного ре гулирования С(jk), его разрешающих tзел(jk), запрещающих tкр(jk), промежуточ ных T0l(jk) тактов, суммарной длительности промежуточных тактов Т 0 (jk), долей разрешающих и запрещающих тактов, динамических характеристик ТП для нечетных q•(jk) и четных r(jk) направлений, размеров очередей n0jk(jk), времени их рассасывания t0jk(jk), и оставшегося в разрешающем такте для пропуска авто мобилей сходу (без остановки перед стоп-линией) txjk(jk), количества автомоби лей, прошедших сходу nxjk(jk), задержки у перекрестков очередей Zjk(jk), в том числе автомобиля Z1ТЕ(jk), пропускной способности ППЧ регулируемых maxjk(jk), нерегулируемых перекрестков max нjk(jk), ширины ППЧ Вп( jk, Vjk, Rзлк) и парамет ров (плотности потока q (Вп), динамического продольного габаритов Ld(Вп), скоро сти V(Вп), ширины автомобиля Вa(Вп)), соответствующих реальным условиям дви жения;

коэффициентов использования разрешающего такта H и транспортной опасности Kто;

комплексного критерия оценки эффективности и качества УДД Ропт, расчетных параметров построения оптимальных схем ОДД, а также теорети ческих и технологических основ организации, управления и обеспечения БДД в городах и регионах отличаются логичностью, поскольку структуры принципов и методов адекватны структурам, процессов их отражающим и их функциям – зави симым переменным. Собранная исходная и расчетная информация посредством блок-схем алгоритмов расчета этих параметров помещена в таблице 1 по девяти объектам исследования и построен график (рисунок 8) для T0.

По первому комплексу осуществлено исследование зависимости Т0() (одна из базовых величин в расчете цикла С): величина Tj получается методом замера при натурных наблюдениях и после расчета по формулам (4) определяется Т0, ко торая остается неизменной на этом перекрестке независимо от размеров jk и С.

Поскольку С прямо пропорционально зависит от размеров Т0 и j, то доля Т0 в С по мере возрастания последней будет соответственно уменьшаться. Поэтому ли ния имеет убывающий вид. По графику (см. рисунок 8) можно предположить, что зависимость носит линейный характер. Для этих целей рассматривается класс функций, используемых для аппроксимации. В классе двухпараметрических нели нейных функций у = f ( х, a, b) рассматриваются следующие функции: линейная, показательная, дробно-рациональная, логарифмическая, параболическая при b0, а при b0 – гиперболическая, гиперболическая специального вида, дробно-рацио нальная специального вида.

Таблица 1– Расчет основных характеристик работы СО при изменении jk на нем j x1 =0,13 x2 =0,14 x3 =0,15 x4 =0,16 x5 =0,17 x6 =0,18 x7 =0,19 x8 =0,2 x9 =0, y1 =T0 5,496 5,496 5,495 5,495 5,495 5,494 5,494 5,494 5, y2 = q=r 0,284 0,305 0,327 0,348 0,369 0,390 0,411 0,433 0, y3 = Nj 5,339 5,21 5,08 4,91 4,71 4,47 4,14 3,70 3, y4 = = 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0, y5 = C 15,055 16,699 18,746 21,366 24,838 29,657 36,796 48,46 70, y6=tзел=tкр 4,779 5,602 6,625 7,935 9,671 12,081 15,651 21,485 32, y7 = n0j 1,957 2,338 2,812 3,418 4,222 5,338 6,991 9,693 14, y8 = Zj 7,033 11,97 16,240 26,599 40,529 64,952 110,21 209,65 445, y9 = Z1ТЕj 3,593 5,120 5,775 7,780 9,598 12,167 15,763 21,629 31, y10 = t0j 4,478 5,322 6,368 7,702 9,464 11,901 15,501 21,367 32, Продолжение таблицы y11 = txj 0,301 0,280 0,257 0,233 0,207 0,179 0,150 0,118 0, y12 = nxj 0,150 0,140 0,129 0,116 0,103 0,089 0,075 0,059 0, y13 = maxj 0,142 0,153 0,163 0,174 0,184 0,195 0,205 0,216 0, y14 = nmaxj 2,140 2,550 3,063 3,717 4,585 5,790 7,575 10,492 16, Наилучшим образом описывает функциональную зависимость уравнение ти па у = f (х, а, b), т.е. та из кривых, для которой погрешность отклонений выбороч ных значений уi* (i = 1, 2, 3) от статистических характеристик уарм, угеом, угарм (среднее арифметическое, геометрическое и гармоническое) является минималь ной (рисунок 8).

5, промежуточного такта, с 5, Длительность 5, 5, 5, 5, 5, 5, 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0, Интенсивность прибытия, ТЕ/с Рис. 8. Зависимость Т0 от j при геометрических параметрах СО На отрезке изменения независимой переменной х[x 1;

x n] рассматриваются крайние точки, достаточно надежные (в аспекте чистоты и точности эксперимен та), которые используются в дальнейших расчетах. После этого определяются ста тистические характеристики для значений переменных хi и функций y i по форму лам определения: харм, хгеом, хгарм, уарм, угеом, угарм и строятся графики. По точкам (х1;

у1), (х2;

у2), …, (хn;

уn) для харм, хгеом, хгарм находятся значения соответствую щих им функций. При этом используется линейная интерполяция Ньютона для значений аргумента, не совпадающих с табличными. Далее определяется погреш ность i (i = 1, 2, …, 7) отклонений найденных у*i (i = 1, 2, 3) от статистических характеристик уарм, угеом, угарм. Полученная здесь минимальная погрешность = min ( 1, 2, …, 7) укажет на вид соответствующей кривой. Построение эмпи рической формулы основано на использовании принципа Лежандра: «Параметры выбранной эмпирической формулы у= f (х;

a1;

а2;

…;

аn) определяются так, чтобы сумма квадратов отклонений от табличных значений функции была наименьшей».

Следует добавить, что аналитические зависимости, описывающие эксперимен тальное исследование, нами понимаются, как эмпирические и поэтому называют ся эмпирическими. На базе изложенной теории выполняется математическая об работка результатов эксперимента. Для правильного выбора вида аналитической зависимости выполняются промежуточные вычисления, результаты которых представлены в диссертации (см. таблицы 2 и 3, рисунок 9).

Таблица 2-Данные расчетов для метода наименьших квадратов Xi 1/Yi Xi /Yi i Xi Yi 1 0,13 5,496286 0,181941042 0,0169 0, 2 0,14 5,496009 0,181950212 0,0196 0, 3 0,15 5,495732 0,181959382 0,0225 0, 4 0,16 5,495457 0,181968488 0,0256 0, 5 0,17 5,495182 0,181977594 0,0289 0, 6 0,18 5,494909 0,181986635 0,0324 0, 7 0,19 5,494637 0,181995644 0,0361 0, 8 0,2 5,494337 0,182005581 0,04 0, 9 0,21 5,494096 0,182013565 0,0441 0, 1,53 49,45665 1,637798143 0,2661 0, Таблица 3-Результаты отклонений значений табличных от вычисленных по эмпирической формуле у=1/(0,000911458*х + 0,181822624) Yiвыч i % Xi Yi 0,13 5,496286 5,496283839 0,0000021609 0, 0,14 5,496009 5,496008509 0,0000004905 0, 0,15 5,495732 5,495733207 0,0000012073 0, 0,16 5,495457 5,495457933 0,0000009328 0, 0,17 5,495182 5,495182686 0,0000006859 0, 0,18 5,494909 5,494907466 0,0000015335 0, 0,19 5,494637 5,494632275 0,0000047253 0, 0,2 5,494337 5,49435711 0,0000201104 0, 0,21 5,494096 5,494081974 0,0000140263 0, Yi,Yiвыч 5, Yi 5, Yiвыч 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, Xi 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0, Рисунок 9- Результаты отклонений значений табличных от вычисленных по эмпириче ской формуле у=1/(0,000911458*х+ 0,181822624) Таким образом, размах отклонений значений табличных от вычисленных со ставляет 0,00000050,0000201104, среднее взвешенное отклонение 0,00%, что подтверждает точность выбранной эмпирической линии.

Аналогичным образом (см. исследование зависимости T0(jk)) проведенные в диссертации исследования зависимостей остальных параметров: q•, r, С, tзел, tкр, n0jk, t0jk, Z1ТЕ, txjk, nxjk, max, H от jk, на четырехсторонних перекрестках и развязках с круговым движением в конечном виде представлены соответственно в таблицах 4, 5, 6.

Таблица 4 - Зависимость основных параметров работы СО от jk Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, от jk % x Z1ТЕ показательная y= 0,1195*215 660 061 038,4450 в средн. 5, Т0 дробно-рациональная у= 1/(0,0009*х + 0,1818) 0, у= 1/(- 0,6542*х + 0,1515) 0,00 0, С tзел дробно-рациональная у= х/(- 0,2578*х + 0,0611) в средн. 1, функция специального 0,00 0, n0 y= x/(- 0,6541*x + 0,1515) вида 0,03 2, t0 y= x/(- 0,2816*x + 0,0657) у= 1,0625*х + 0,004 0, maxjk линейная y= - 2,7070*x + 0,6614 в средн. 2, txjk y= - 1,3535*x + 0,3307 в средн. 2, nxjk • у= 2,125*х + 0,008 0, q,r Таблица 5 - Зависимость основных параметров функционирования кольцевых развязок от jk Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, от jk % у= 1,1474*6,0006х Т0 показательная 0, y= 0,1757*7458097888x Z1ТЕ в средн. 6, дробно-рациональная у= 1/(- 0,5667*х + 0,1412) 0,05 0, C tзел дробно-рациональная у= х/(- 0,2176*х + 0,0575) в средн. 3, функция специального 0,01 1, n0 y= x/(- 0,5677*x + 0,1414) вида 0,01 1, t0 y= x/(- 0,2660*x + 0,0669) q•, r у= 2*х 0, линейная y= - 2,2137*x + 0,6091 в средн. 3, tx y= - 1,1068*x + 0,3046 в средн. 3, nx y= 0,8583*x + 0,0353 0,000, max T0j/tзел= гиперболическая функция у= 1,1076 – 0,0237/х 0,040, специального вида =Н Таблица 6 - Зависимость эффективности использования tзел от jk, nоjk от nmaxjk Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, % 1 2 3 H = t0j / tзел Гиперболическая функция у =1,1201 – (0,0243/х) 0,00 0, специального вида H=n0jk/ nmaxjk у=0,1338 – (0,0270/х) 0,010, Таким образом, средние взвешенные отклонения в пределах 0-6,24% под тверждают сходимость теоретических и эмпирических результатов исследования, а также достоверность и работоспособность параметров.

Параболическая характеристика зависимостей интенсивностей конфликтова ния при маневрировании ТП А•, В•, С• от интенсивности движения jk представле на в диссертации с погрешностью 0,023,699.

Далее приведенные и описанные в диссертации результаты исследований за висимостей свободных A, с/ТЕ и блокированных промежутков времени В, с/ТЕ, образуемых транспортным потоком;

пропускной способности нерегулируемых (неравнозначных и равнозначных) перекрестков maxH2k, maxHrjk, представлены в таблице 7 с погрешностью 0,012,04% (комплексы 1, 4, 5 в гл.3):

. Таблица 7 - Зависимость A(jk), В(jk), maxн(jk) на нерегулируемом перекрестке Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, % 1 2 3 А(jk) линейная y= -9404,1735*x + 3697,3682 в средн. 2, В(jk) дробно-рациональная y=x/(-0,0001*x + 0,0001) 0,01 0, функция специального вида maxн (jk) y= -4702,0868*x + 1848,6841 в средн. 2, (неравн.) линейная maxн(jk) y= -3761,6694*x + 1478,9473 в средн. 2, (равнозн.) По второму комплексу методов: была получена зависимость необходимой протяженности ППЧ L от длительности цикла СР (рисунок 10), численности насе ления N (рисунок 11, таблица 9), других характеристик Y и X (таблицы. 8) Таблица 8 – Зависимость Y от X № Характеристика Y Вид зависимости Уравнение Погреш X зависимости ность,% 1 L(полн. без.) линейная y= 49,1*x N 2 L(СР) y= 74,9*x N 3 L(СР) y=18,73*x+561,9 V 4 L(полн. без.) y=100*x+4111,11 lо+lа 5 L(СР) y=3782,052*x-0,002 6 дробно-рациональ L V в режиме полн. без. ная функция специ- y=x/(-0,0002* x+0,0534) 0,372, ального вида L(СР) y=x/(0,0001* x-0,00081) C tзел/С 8 L(СР) дробно- y=1/0.00025*x рациональная Таблица 9 - Зависимость исследуемых параметров от численности ТС (N) № Характеристика Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность,% y=13,7270782* x0, 1 Lшсд(N ) 0,547, y=3,3348754* x0, 2 Lшрд (N) 1,338, параболическая y=159,0193868*x0, 3 Lсд (N) 0,547, y=6.6697507*x0, 4 Lрд(N) 1,338. y=33,3041581*x0, 5 Lудс(N) 0,748, Данные рисунка 10 позволяют сделать вывод, что с увеличением цикла СР не сколько снижается необходимый минимум протяженности дорожной сети города (за счет формирования и пропуска через СО «пачек», состоящего из большого ко личества ТС), а переход от двух- к трехфазному циклу СР требует увеличения почти на 50% протяженности ППЧ.

По третьему комплексу методов: был проведен расчет ширины полосы про езжей части Вп(jk) от скорости Вп(Va), прямолинейности дороги и радиусов за круглений Вп(Rзлк ), базы Вп(la), высоты транспортных средств Вп(Н). Установлена зависимость плотности потока q(Вп), динамического продольного габарита Ld(Вп), скорости движения V(Вп), ширины ТС от ширины полосы в данном случае, отра жающей условия движения, что необходимо для установления режимов движения и обоснования ограничений (см. таблицу 10).

Таблица 10 – Зависимость Вп от параметров условий движения Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, % 1 2 3 в средн. 2, Bn(), k=1 y=1/(-0,0001*x + 0,5180) Дробно- в средн. 6, Bn(), k=2 y=1/(-0,0003*x + 0,5599) рациональная Bn(), k=3 y=1/(-0,0003*x + 0,5501) 1, Логарифмическая V(Ld) y=90,8732lgx + 90,8732 в средн. 4, функция Продолжение таблицы 1 2 3 Bn(V), k=1 y=x/(0,4971*x - 0,0112) 0,000, Дробно-рацио нальная функция y=x/(0,4941*x - 0,0224) Bn(V), k=2 0,000, специального вида 0,00 0, Bn (V), k=3 y=x/(0,4912*x - 0,0337) Ba (Bn) y=0,9943*x 0, Линейная Bn (H’ ) y=0,3958*x + 2,0830 0, q(Bn) y= 522,1387 - 1 044,2774/x 0, Ld(Bn) Гиперболическая y= 3472,2222 - 6944,4444/x 0, функция Bn (RЗЛК), lа=0,2м специального вида y= 2,0118 + 0,0201/x 0, Bn (RnЗЛК), lа=0,8м y= 2,0122 + 0,3159/x 0,000, Bn (la), RЗЛК =6м y=1/(- 0,0200*x + 0,5007) 0,090, Дробно рациональная Bn (la), RЗЛК =14 м y=1/(- 0,0088*x + 0,4987) 0,050, По четвертому комплексу методов: рассчитаны интенсивность движения МПТ мпт, суммарное количество поездок населения на личном автомобиле Nвтс, на МПТ – Nнас мпт, суммарная протяженность поездок населения на личном авто мобиле Lвтс и на МПТ Lнас (см. таблицу 11).

Таблица 11 - Исследование зависимости параметров движения МПТ от наполняемости Пара- Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность метр % 1 2 3 у =52800000*х - гиперболическая 0, NВТС у = 252000000*х -1 0, LВТС гиперболическая функция у = 1933,3 - (1933,3/х) 0, МПТ специального вида у = 32480000 - (32480000/х) 0, Nнас.МПТ у = 184640000 - (184640000/х) 0, Lнас Определены: количества жилых кварталов Zжкг(Nнас) в зависимости от числен ности населения Nнас, кварт./город;

гаражных кварталов (комплексов), необходи мых для размещения автопарка Zгкг(Nнас), гар. кварт./гор.;

общего количества квар талов от численности населения Zгкг*(Nнас), кварт./гор.;

общей площади города от численности населения Sг(Nнас), (кв. км·чел./чел.·гор.);

широтной протяженности:

СД - LШСД(Nнас), (км·чел/чел·гор), МРД - LШРД (Nнас), (км·чел./чел.·гор.);

меридио нальной протяженности: СД - LМСД(Nнас), (км·чел./чел.·гор.);

МРД - LМРД(Nнас), (км· ·чел./чел.·гор.);

УДС - LУДС(Nнас);

количества единовременного пребывания ТС на широтных СД - NШСД(Nнас), (ТЕ·гор./гор.·чел.);

меридиональных СД- NМСД(Nнас), широтных МРД-NМРД(Nнас);

меридиональных МРД - NМРД(Nнас);

на УДС -NУДС(Nнас);

пропускная способность УДС- maxУДС(Lудс);

ширина полосы-Вп(jk) (см. таблицу 10);

количество площадей, необходимых для проложения УДС - SУДС(Nнас);

зави симость площади застроенной части города от численности населения- S зчг(Nнас), см. таблицу 12.

Таблица 12 - Зависимость параметров расчетной базы оптимальных схем организации и управления движением от численности населения Параметр Уравнение зависимости Погрешность, Вид зависимости % Zжкг(Nнас) y=0,052759312*x 0, Zгкг(Nнас) y=0,041666667*x 0, линейная Zгкг(Nавт) y=0,1465000*x+3,2777778 0,141, S(Nнас) y=0,0914306*x+2,0456611 0,141, y=13,7270782*x0, LШСД(Nнас) 0,141, y=3,3348754*x0, LШРД(Nнас) 0,547, y=0,169698721*x0, SУДС(Nнас) 1,338, y=0,159620221*x0, SЗЧГ(Nнас) 1,338, y=27,45415634*x0, LСД(Nнас) 1,338, y=6,6697507*x0, LМРД(Nнас) 0,547, y=33,3041581*x0, LУДС(Nнас) параболическая 1,338, y=229,5827955*x0, NШСД(Nнас) 0,748, y=459,165591*x0, NСД(Nнас) 0,537, y=44,61507419*x0, NШРД(Nнас) 0,537, y=89,23014839*x0, NРД(Nнас) 1,338, y=536,5279198*x0, NУДС(Nнас) 1,338, y=64454,92014*x0, maxУДС(LУДС) 0,708, Bn(jk) дробно-рациональная y=1/(-0,1776561*x+0,3116942) 0,674, функция По пятому комплексу методов, составляющих комплексный критерий оценки эффективности и качества О и УДД, как интенсивность конфликтования А, В, С от jk - Z(jk), Экол(V), Экон(), LУДС(Ім+Іш), V(), max(, С, tзел), (, С, tзел) эксперимен тально исследованы в комплексах 1-4 в диссертации.

По шестому комплексу методов: представлена в технологии УДД зависимость параметров функционирования регулируемых УДС (Tо(jk), С(jk), tзел(jk), maxjk(jk), Z1ТЕ(jk) от интенсивности движения jk, ТЕ/ч, ТЕ/сут. при региональном управле нии (таблица 13).

Таблица 13 - Зависимость основных параметров функционирования регулируемых УДС от jk при РУ Параметр Вид зависимости Уравнение зависимости Погрешность, % 1 2 3 C(jk) дробно-рациональная y=1/(-0,0321*x + 0,0819) 0,00 0, Продолжение таблицы 1 2 3 Т0 (jk) y=0,2271*x + 10,9973 0, q•, r(jk) линейная y=0,195*x 0, max(jk) y=1,0737*x + 0,2457 0,00 0, Tзел(jk) дробно-рациональная y=x/(-0,1394*x + 0,3692) в средн. 2, функция специального вида N0jk(jk) y=x/(-0,1982*x + 0,5048) 0,011, Z1ТЕ(jk) y=x/(-0,0672*x + 0,2123) в средн. 5, Таким образом, сходимость теоретических и экспериментальных результатов исследований (см. таблицы 4-13) подтверждает достоверность и работоспособ ность комплексов авторских формул. В 76% экспериментально исследованных методах получена нулевая погрешность, в 4 – до 6%;

в 5 – 19%;

в 2 – 31% и 303%.

Эти погрешности имеют место в случаях высоких интенсивностей движения 1440-1620 ТЕ/ч, при скорости (120 км/ч и более) и многорядности движения, т.е. в диапазонах, превышающих пропускные способности ППЧ и режимов СР. Графи ки на 187 рисунках и результаты расчетов 136 таблиц, позволяют выявить неэф фективно используемые пропускные способности ППЧ, режимов СР и внести со ответствующие коррективы в О и УДД. Предметное экспериментальное исследо вание методов расчета параметров движения, составляющих методологию, по средством 56- блок-схем алгоритмов и аппроксимированного моделирования этих параметров с их аргументами, с применением метода наименьших квадратов (МНК), позволило убедиться не только в их правомерности и достоверности, но и значимости для ОДД.

В пятой главе представлены рекомендации по применению «Методологии по вышения эффективности и оценки качества УДД», в частности:

• по технологии УДД предлагаемую структуру, разработанную АО НПЦ «Кибернетика» (1994 г.), и последовательность ее реализации целесообразно ис пользовать в программно-методическом обеспечении Краснодарской АСУД «Ре гиональная АСУД» и других объектах управления регионов, посредством внесе ния соответствующего корректива;

• в городах с прямоугольными схемами УДС на базе общегородских АСУД желательно применять квадратно-контурное управление с многопрограммным ме тодообеспечением, многократно сокращающее как число контроллеров, так и рас ходы на внедрение и содержание такого управления;

• в структурах администраций субъектов РФ создать Департаменты организа ции, управления и обеспечения БДД (Центры регионального УДД), в которых предусмотреть проблемные научно-исследовательские лаборатории с целью со вершенствования и развития механизмов функционирования этих Центров и их инфраструктур, а также выполнения контрактов с внешними, с ними связанными структурами;

• учитывать в программно-методическом обеспечении и структурах «Центров» не только службы дорожно-транспортного комплекса, но и служб милиции обще ственной безопасности (дорожно-патрульной и уголовного розыска), МЧС, ско рой медицинской помощи с травмпунктом на 20 койко-мест, бытового и автосер виса, связи и банкоматы;

• разрабатывать оптимальные схемы организации и управления ДД, посредст вом предложенных автором методов, построенных на системных принципах, учи тывающих не только дифференцированное распределение ТПП, но и их формиро вание как по месту грузо- и пассажирообразования, работы, жительства, так и тя готения к жизнеобеспечивающим сферам, а также топографию города во взаимо действии его составляющих структур;

• на принципах многовариантных проработок и исследований многообразия возможных инженерных решений и маршрутов движения, а также режимов СР и уровней безопасности через конфликтность потоков, задержек у перекрестков, экологическую безопасность, расстояния маршрутов движения, стоимость кило метра пути и часа ездки, в аспекте минимизации, а также и в аспекте максимиза ции скоростей сообщения, эффективности использования пропускных способно стей как полос проезжей части, автомагистралей (улиц) и УДС, так и применения наработок НИР в этой области, осуществлять выбор оптимальных схем О и УДД;

• внести коррективы в планировку большинства крупных городов, заклю чающиеся в доведении размеров: кварталов до (1100 ±140)х(1100±140) м, межско ростных пространств до 2240х3280 м с коэффициентом плотности 0,18, в которых размещается шесть квадратных кварталов, с регулируемой дорожной сетью, с ко эффициентом плотности 0,2 - достаточной для внутренних сообщений, и соответ ствующие принципам оптимизации ОДД (см. в диссертации рисунок 5.1);

• принимать к внедрению схемы ОДД лишь после апробирования их посред ством комплексного критерия;

• по разработанным комплексам аналитических методов расчета параметров, позволяющих получать оптимальные результаты, целесообразно: внедрить в практику 1-й комплекс методов гл. 3, обеспечивающий уменьшение длительности циклов, их тактов на 63,8% и более, задержек у перекрестков на 33% и более;

в расчетах циклов и их тактов учитывать пропуск одних ТС под прикрытием других и ПП, способствующих наиболее эффективному использованию циклового време ни, что снижает также их длительность и соответственно уменьшаются размеры очередей на 34,3% и более, время их рассасывания на 31,9% и более, а также при менять предложенные аналитические методы для расчетов размеров очередей, времени их рассасывания, пропускных способностей, задержек ТС и оценок зато ровых состояний, рассчитывать такты по предложенной методике, по которой эффективность использования разрешающего такта больше на 41-10%, нежели по другим методикам, авторская методика позволяет получать наиболее достоверные оценочные параметры, нежели по методам Ф. Вебстера;

• промежуточные такты рассчитывать по времени занятости перекрестка при его проезде, полученные посредством натурных наблюдений;

применять свето форное регулирование в пределах суммарной интенсивности движения по двум пересекающимся полосам 8001600 ТЕ/ч без учета ДТП;

• оборудовать перекрестки канализированными дополнительными ППЧ для безостановочного пропуска правоповоротных потоков, повышающих пропускную способность и снижающих длительность циклов и задержек, за исключением ин тервалов времени, предназначенных для пропуска пешеходов;

• пропускные способности автомагистралей регулируемых сетей приводить в соответствие с размерами движения посредством увеличения числа ППЧ как на перегонах, так и на перекрестках, с целью стабилизации режимов движения;

• исключить даже кратковременное хранение ТС на ППЧ, для чего использо вать внеуличные площадки подземного, надземного и наземного размещения;

• осуществлять оценку работы светофорного объекта на предмет достаточно сти времени в цикле для пропуска ТП и ПП по предложенной автором методике.

• осуществить повсеместную инвентаризацию ППЧ по предложенному авто ром методу на предмет их достаточности и информировать администрацию для принятия решений по развитию дорожных сетей;

• с целью повышения скоростей и уровней безопасности движения осущест вить расчет ширины ППЧ и их количества на стратегических направлениях по предложенной методике для внесения коррективов в перечень объема работ по развитию дорожных сетей;

• осуществить канализирование ППЧ, значительно уменьшающее ширину этих полос в условиях многополосности;

• использовать методы расчета предельных величин параметров ТП в рассмат риваемых условиях таких, как плотности и скорости движения, динамического продольного габарита, ширины автомобиля, с целью обоснования ограничений, а также оценки и поиска вариантов эффективных инженерных решений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования, в результа те которых разработана и апробирована аналитическая база для решения проблем дорожного движения, подтвердили не только правомерность, значимость, но и своевременность поставленных целей и задач исследований методов, теоретиче ских основ «Методологии повышения эффективности УДД» в аспекте оптималь ности.

2. Описанные в литературе по первому комплексу методов расчета и оценки режимов СР, размеров очередей, времени их рассасывания и задержек, пропуск ной способности и др. построены на эмпирических принципах, без учета метода размерности и логичности, не позволяющие получать оптимальные длительности циклов и их тактов, а также достоверные размеры названных параметров ТС.

3. Не применение теоретических разработок по расчету промежуточных так тов, с учетом геометрических параметров пересечения и динамики ТПП, соответ ствующих конкретным условиям движения на перекрестке и по пропуску одних ТС под прикрытием других, снижает эффективность использования пропускной способности полос, тактов и в целом управления.

4. Существующие теоретические разработки не учитывают движения ТПП во взаимодействии при различных маневрах на перекрестке. В некоторых методах не принимаются во внимание весьма важные параметры - геометрические факторы перекрестка, разнородность потоков, создающие значительные погрешности в расчетах, делающие их неприемлемыми.

5. Отсутствие критериев оценки оптимальности как светофорного объекта, так и величины разрешающего такта отрицательно сказывается на СР.

6. Исследование комплекса аналитических методов расчета и оценки опти мальных режимов СР подтвердило эффективную работу светофорных объектов за счет применения рациональных длительностей циклов и их тактов, пропуска по токов под прикрытием других ТС, полного использования времени разрешающих тактов только для пропуска очередей.

7. Разработаны наиболее достоверные методы расчета размеров образовавших ся очередей ТС у стоп-линий, временных интервалов их рассасывания, заторовых состояний, пропускных способностей регулируемых, нерегулируемых (равнознач ных, неравнозначных) перекрестков, времени задержек ТС у стоп-линий свето форных объектов, оценки циклов СР на предмет пропуска пешеходных потоков, способствующие выявлению и эффективному использованию резервов в режимах управления движением.

8. Разработан и обоснован метод оценки степени эффективности использова ния разрешающего такта: при коэффициенте эффективности использования H= означает, что объект работает в оптимальном режиме, при H = 0,80,96 – допуска ется;

при H0,6 не допускается эксплуатация объекта по причине неоптимального цикла.

9. По второму комплексу методов. Отсутствие метода определения достаточ ности протяженности и количества ППЧ не позволяло достоверно оценивать и со ответственно прогнозировать развитие дорожных сетей, что и явилось следствием возникших проблем с пропуском ТП – заторами в крупных городах. Метод позво ляет выявлять положенность, дефицит протяженности и количество ППЧ.

10. Впервые разработаны аналитические методы определения требуемой про тяженности и количества ППЧ в городах и регионах (рациональный коэффициент плотности регулируемых 0,18, скоростных 0,2 при 36,05 тыс. чел./км2, 16,32 тыс.

ТЕ/км2, 8,16 тыс. учащихся/км2 при 18-этажной жилой застройке и т.п.).

11. По третьему комплексу методов. Разработанный метод расчета ширины полосы проезжей части учитывает как скорость, ширину автомобиля, так и плот ность потока, динамический продольный габарит, построенный на вероятностных оценках, позволяющий создавать рациональные условия безопасного движения на принципах системного подхода. Разработаны методы расчета предельных ве личин скоростей движения, плотностей потоков, динамических продольных габа ритов, ширины автомобиля соответственно условиям движения – ширине полосы, которые оптимизируют введение ограничений, обеспечивающих БДД.

12. По четвертому комплексу методов. Комплекс методов разработки опти мальных схем организации и управления ДД впервые построен на системных принципах, учитывающих как интересы ТПП, так и расстояния между местами формирования грузо-пассажирообразующих потоков, скорости перемещения, маршрутизацию и обеспечение БДД посредством исключения конфликтных си туаций при применении канализированных полос движения. Метод применим для любых городов (регионов).

13. По пятому комплексу методов. Разработанный комплексный минимаксный критерий оценки эффективности и качества УДД на пяти минимизирующих и трех максимизирующих функциональных критериях построен на аналитических методах и системных принципах, способствующий нахождению посредством многовариантных проработок рациональных инженерных решений.

14. По технологии УДД. Разработанная на региональном системно-комплекс ном подходе «Технология УДД» в городах и регионах, построенная на взаимо действии структур дорожно-транспортного комплекса со службами милиции (до рожно-патрульной, уголовного розыска), МЧС, скорой медицинской помощи, бы тового и автосервиса, связи и банкоматами, повышающие эффективность и каче ство управления за счет качества предоставляемых дорожных услуг и организа ции ДД на больших территориях и снижающие число летальных исходов при ДТП за счет своевременности оказания медицинской помощи, госпитализации и принятия других неотложных мер, связанных с устранением последствий, и ис ключающих узковедомственный подход, создают предпосылки для проведения целевых мероприятий на научной основе и государственном уровне. В городах с прямоугольными схемами УДС на базе общегородских АСУД рационально при менять квадратно-контурное управление с многопрограммным методообеспече нием, многократно сокращающее как число контроллеров, так и расходы на со держание такого управления.

15. Целесообразно проводить НИР с целью не только широкомасштабного вне дрения результатов диссертационной работы, но и решения проблем безопасности движения, для которых создана теоретическая база.

Основные публикации по теме диссертации:

Работы, опубликованные в изданиях по списку ВАК 1. Живоглядов В.Г. Теория пропуска транспортных и пешеходных потоков. – Ростов-н/Д.: Изв. Вуз. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки, 2003. – 412 с.

2. Живоглядов В.Г. Теория движения транспортных и пешеходных потоков. Ростов-н./Д.: Изв. Вуз. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки, 2005.-1082 с.

3. Живоглядов В.Г., Бахтина О.Н. Теоретические принципы возникновения и упреждения заторовых состояний на автодорогах. – Ростов-н/Д.: Изв. Вуз. Сев. Кавк. регион. Техн. науки, № 3, 2004.- С.103-105, (50%).

4. Нехай К.Х., Живоглядов В.Г. О теоретических принципах разработки оп тимальных схем организации и управления дорожным движением (на примере г.

Краснодара).– Ростов-н/Д:-Изв. Вуз. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. №3, 2005.– С. 65-68, (50%).

5. Кужель В.Н., Живоглядов В.Г. Теоретические основы зависимости шири ны полосы движения от ширины автомобиля и динамических продольных и вер тикальных габаритов транспортных средств. – Ростов-н/Д.: Изв. Вуз. Сев.-Кавк.

регион. Техн. науки. Приложение 3, 2005.- С.124-131, (50%).

6. Живоглядов В.Г., Бахтина О.Н. Принципы определения требуемой протя женности полос движения в населенном пункте. Ростов-н/Д.: Изв. Вуз. Сев.- Кавк.

регион. Техн. науки. №4, 2005.- С.102, 103, (50%).

7. Живоглядов В.Г., Орлова М.В. Об одном из методов расчета ширины поло сы проезжей части.-Ростов-н/Д.: Изв. Вуз. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки. Прило жение 1, 2006.- С. 182 (50%).

8. Живоглядов В. Г., Бахтина О.Н. Использование теории вероятности и ма тематической статистики в моделировании транспортных потоков. Ростов-н/Д.:

Изв. Вуз. Сев.- Кавк. регион. Техн. науки. Приложение 1, 2006.- С. 74-77 (50 %).

Публикации в других изданиях 9. Живоглядов В.Г. Принципы оценки качества организации и управления до рожным движением //Организация и безопасность движения в крупных городах:

Сб. докл. VI Междунар. конф. СПб: гос. архит.- строит. ун-т, 2004.-С. 222-227.

10. Живоглядов В.Г. Методология повышения эффективности управления транспортными и пешеходными потоками // Организация и безопасность дорож ного движения в крупных городах: Сб. докл. седьмая междунар. науч.-практ.

конф., посвящ. 70 –летию ГАИ МВД России - СПб: гос. архит.- строит. ун-т, 2006.- С. 197-205.

11. Живоглядов В.Г. Рекомендации по применению методологии повышения эффективности управления транспортными и пешеходными потоками. // Органи зация и безопасность дорожного движения в крупных городах: Сб. докл. VII Меж дунар. конф. -СПб: гос. архит.- строит. ун-т, 2006.- С. 331-337.

12. Живоглядов В.Г. Методология управления дорожным движением на ре гиональном уровне// Организация и безопасность движения в крупных городах:

Сб. докл. VIII Междунар. науч.-практ. конф. СПб: гос. архит.-строит. ун-т, 2008. С. 123-127.

13. Живоглядов В.Г., Головкин И.А. Принципы оценки и разработки рацио нальных структур улично-дорожных сетей и комплексных транспортных схем крупных городов // Организация и безопасность движения в крупных городах: Сб.

докл. VIII Междунар. науч.-практ. конф. СПб: гос. архит.-строит. ун-т, 2008.- С.

127-137, (50%).

14. Живоглядов В.Г., Нехорошкин М.С. Алгоритмы управления дорожным движением на регулируемых сетях //Организация и безопасность дорожного дви жения в крупных городах: Сб. докл. VIII Междунар. науч.-практ. конф. СПб: гос.

архит.-строит. ун-т, 2008.- С. 276-280, (50%).

15. Живоглядов В.Г., Гошовец С.В. Транспортные потоки в условиях посто янных скоростей движения, размеры очередей и других параметров нерегулируе мых перекрестков //Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах: Сб. докл. восьмой междунар. конф. «Организация и безопасность движе ния в крупных городах» /СПб: гос. архит.-строит. ун-т, 2008.- С. 294-303, (50%).

16. Живоглядов В.Г., Мартынов А.В. Оптимальные решения светофорного регулирования. / Кубан. с.-х. ин-т. – Краснодар: Кн. изд-во, 1971. –103 с. (50%).

17. Живоглядов В.Г., Мартынов А.В. О методе инженерного расчета пропу скной способности нерегулируемых неравнозначных перекрестков с автомобиль ным и трамвайным движением // Труды научн.-технич. конференц. Вычислитель ного центра Воронежского гос. ун-та. Применение методов вычислительной ма тематики и вычислительной техники для решения научно-исследовательских за дач. – Воронеж: изд-во Воронеж. ун-та, 1969.- С. 96-105, (50%).

18. Живоглядов В.Г., Мартынов А.В. Расчет пропускной способности регули руемых перекрестков // Вопросы мех. и эконом. с. х.: Сб. тр. /Кубан. с.-х. ин-т.– Краснодар, 1969. Вып.1, Ч. 1.– С. 94–100, (50 %).

19. Живоглядов В.Г., Мартынов А.В. О методе инженерного расчета пропуск ной способности регулируемых перекрестков с трамвайным движением // Вопро сы мех. и эконом. с. х.: Сб. тр. /Кубан. с.-х. ин-т.– Краснодар, 1969. Вып.1, Ч. 1.– С. 18–41, (50 %).

20. Живоглядов В.Г., Мартынов А.В. Расчет пропускной способности нерегу лируемых неравнозначных перекрестков // Вопросы мех. и эконом. с. х.: Сб. тр.

/Кубан. с.-х. ин-т.–Краснодар, 1969. Вып.1, Ч. 1.– С. 100–109, (50 %).

21. Живоглядов В.Г. Исследование метода Ф.А. Хейта - определение блоки рованных и свободных промежутков времени в транспортном потоке: Информ. л.

Краснодарский ЦНТИ, – Краснодар, 2002. № 18. – 6 с.

23. Титов В.П., Живоглядов В.Г. Теория функционирования развязок с круго вым движением: учеб. пособие. – Армавир: АФЭИ, 2004. – 257 с (50%).

24. Живоглядов В.Г., Живоглядова Л.В. Координированное управление дви жением: учеб. пособие.- Армавир: АФЭИ, 2004. – 318 с (50%).



 


Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.