Слободчикова Надежда Анатольевна. Совершенствование организации дорожного движения на основе применения пешеходных вызывных устройств

brief description

Слободчикова Надежда Анатольевна. Совершенствование организации дорожного движения на основе применения пешеходных вызывных устройств : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.10 / Слободчикова Надежда Анатольевна; [Место защиты: Иркут. гос. техн. ун-т].- Иркутск, 2010.- 175 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2110

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный технический университет

На правах рукописи

Слободчикова Надежда Анатольевна
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕШЕХОДНЫХ ВЫЗЫВНЫХ УСТРОЙСТВ
04201056962
15.06.2010
Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель д-р техн. наук А.Ю.Михайлов
ИРКУТСК-2010 
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО
ДВИЖЕНИЯ НА ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ 8
1.1. Современное состояние организации дорожного движения на пешеходных пе¬реходах. Статистика ДТП с участием пешеходов в РФ 8
1.2. Критерии введения светофорного регулирования и его эффективности 14
1.3. Технические нормы РФ по применению светофорного регулирования на пе¬шеходных переходах 16
1.4. Практика применения средств светофорного регулирования пешеходного
движения в странах Западной Европы и США 23
1.5. Обустройство пешеходных переходов 31
1.6. Успокоение движения на пешеходных переходах, применяемое в отечествен¬ной и зарубежной практике 35
1.7. Оценка эффективности и удобства пешеходных переходов с ПВУ 40
1.8. Выводы и задачи исследования 41
Глава 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ РАСЧЕТА ЗАДЕРЖЕК НА ПЕШЕХОДНЫХ ПЕ¬РЕХОДАХ С ВЫЗЫВНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ 44
2.1. Цель разработки моделей 44
2.2. Определение длительности цикла регулирования и его элементов 45
2.3. Определение средней величины задержки транспортного потока для жесткого
режима регулирования 49
2.4. Определение средней величины задержки пешеходов для случая жесткого ре¬жима регулирования 61
2.5. Анализ методик расчета средней задержки пешеходов при использовании
ПВУ 61
2.6. Предлагаемый режим светофорного регулирования для пешеходных перехо¬дов с ПВУ 65
2.7. Моделирование средней задержки транспортного и пешеходного потоков при
использовании ПВУ 65
2.8. Методы расчета средней задержки пешеходов на нерегулируемом пересечении
транспортных и пешеходных потоков 71
2.9. Модель расчета средней задержки транспортных средств на 76
нерегулируемом пересечении
2.10 Определение суммарных задержек транспортных средств и пешеходов 77
2.11 Определение стоимости потерь от транспортных и пешеходных задержек 78
2.12 Выводы по главе II 81
Глава 3. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 83
3.1. Организация и объем обследований 83
3.2. Обследование характеристик движения транспортных и пешеходных потоков
на пешеходных переходах города Иркутска 85
3.3. Обработка результатов обследования поступления заявок пешеходов на пере¬ход проезжей части 90
3.4. Обследование скорости транспортного потока на нерегулируемых пешеход¬ных переходах 101
3.5. Выводы по главе III 106
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДЕРЖЕК НА ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕШЕХОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ С ВЫЗЫВНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ 108
4.1. Оценка суммарных задержек транспортных средств и пешеходов на нерегули¬руемых пешеходных переходах 108
4.2. Результаты моделирования задержек транспортных средств и пешеходов 113
4.3. Сравнение ущерба от суммарных задержек транспортных средств и пешеходов 130
4.4. Результаты моделирования: оценка суточного ущерба от задержек транспорт¬
ных средств и пешеходов на пешеходных переходах города Иркут¬ска 134
4.5. Сравнительный анализ результатов диссертационного исследования и сущест¬
вующих рекомендаций в отечественной и зарубежной практики ОДЦ по про¬ектированию пешеходных переходов 137
4.7. Выводы по главе IV и рекомендации по применению пешеходных переходов с
ПВУ 149
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 151
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 153
Приложение. Текст М-файла. Определение ущерба от транспортных и пешеход¬ных задержек на пешеходных переходах, расположенных вне перекрёст¬ков 164
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Безопасность дорожного движения — наиболее острая проблема эксплуатации автомобильного транспорта в нашей стране, а ДТП с участием пешеходов являются одной из важнейших состав¬ляющих высокого уровня аварийности. По данным статистики наезды на пе¬шеходов в городах Российской Федерации за 2008 г. составили 40 % от всех ДТП, при этом на расположенных вне перекрестков нерегулируемых пеше¬ходных переходах происходит каждый шестой наезд на пешехода. Опыт ор¬ганизации дорожного движения (ОДД) убедительно показывает, что введе¬ние светофорного регулирования, регламентируемого ГОСТ 23457-86 "Тех-нические средства организации дорожного движения. Правила применения", значительно повышает безопасность движения на пешеходных переходах. Документ указывает интенсивности движения транспортных средств и пеше¬ходов, при которых необходимо введение регулирования на переходах. При¬менение жесткого режима регулирования (ЖРР), когда интенсивности дви¬жения пешеходов на переходах имеют значительные колебания, приводит к неоправданным задержкам транспортных средств. Сократить эти задержки позволяет применение пешеходных вызывных устройств (ПВУ), которые по-лучили широкое применение в мировой практике. Например, в Англии в 2009 г. эксплуатировалось 12 ООО переходов с ПВУ (www.whatdotheyknow.com). Следует отметить, что «Методические рекомен¬дации по регулированию пешеходного движения» (ВНИИ БД МВД СССР 1977г.) и зарубежные нормативные документы (США, Великобритания, Ав¬стралия) рекомендуют применять ПВУ при меньших значениях интенсивно¬стях движения пешеходов, чем указываемые как условия введения регулиро-вания действующим ГОСТ 23457-86.
В диссертационной работе выполнено сравнение разных типов пеше¬ходных переходов с использованием оценки задержек транспортных средств и пешеходов. В том числе рассмотрено функционирование переходов при интенсивностях движения транспортных средств и пешеходов меньших, чем указанные в ГОСТ 23457-86 как условие введения светофорного регулирова¬ния.
Основная идея работы. Значительное снижение задержек транспорт¬ных средств на пешеходных переходах, расположенных вне перекрестков, может быть достигнуто применением ПВУ с режимом регулирования, имеющим фиксированную длительность сигнала, разрешающего движение пешеходов и заданную минимальную длительностью сигнала, разрешающего движение транспортных средств.
Цель диссертационной работы - повышение эффективности ОДЦ на пешеходных переходах, на основе применения ПВУ.
Объект исследования — движение потоков транспортных средств и пешеходных потоков на пешеходных переходах, расположенных вне пере¬крестков.
Предмет исследования - влияние светофорного регулирования на суммарные задержки транспортных средств и пешеходов на пешеходных пе¬реходах.
В соответствии с целью работы сформулированы задачи исследова¬ния:
• теоретически обосновать режим регулирования для пешеходных пере¬ходов с ПВУ, позволяющий снизить задержки транспортных средств, и разработать для предлагаемого режима регулирования модели расчета за¬держек транспортных средств и пешеходов;
• предложить методику оценки ущерба от задержки транспортных средств и пешеходов на регулируемых пешеходных переходах с ПВУ;
• на основе численного моделирования задержек транспортных средств и пешеходов определить область оптимального использования пешеходных переходов с ПВУ, путем сравнения результатов выполненного моделиро¬вания и рекомендаций нормативных документов разных стран сформули¬ровать предложения по применению регулируемых пешеходных перехо¬дов с ПВУ.
Научная новизна исследования:
• теоретически обоснован режим регулирования для пешеходных пере¬ходов с ПВУ, позволяющий минимизировать задержки транспортных средств;
• разработаны модели расчета задержек транспортных средств и пеше¬ходов на регулируемых пешеходных переходах с ПВУ;
• с использованием математического моделирования определена область оптимального применения регулируемых пешеходных переходов с ПВУ.
Практическая ценность работы:
• предложена методика расчета задержек транспортных средств и пеше¬ходов и ущерба от них для регулируемых пешеходных переходов с ПВУ;
• установлен диапазон значений интенсивности движения транспортных и пешеходных потоков на пешеходных переходах, при которых целесооб¬разно использовать ПВУ.
Научные положения, выносимые на защиту:
• для снижения задержек транспортных средств на пешеходных перехо¬дах с ПВУ в условиях низкой интенсивности движения пешеходов целе¬сообразно применять режимы регулирования с фиксированной длитель¬ностью сигнала, разрешающего движение пешеходов;
• модели расчета задержек транспортных средств и пешеходов на пеше¬ходных переходах с ПВУ должны рассматривать длительность цикла ре¬гулирования как случайную величину, являющуюся функцией интенсив¬ности движения пешеходов;
• область эффективного применения ПВУ следует определять на основе методов численного моделирования задержек транспортных средств и пешеходов, позволяющих оценить функционирование различных типов пешеходных переходов в широком диапазоне значений интенсивности движения транспортных средств и пешеходов.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены в АНО «Ин¬ститут Проблем Безопасности Движения» при подготовке текста ОДМ «Ме¬тодические рекомендации по оценке пропускной способности автомобиль¬ных дорог» (Росавтодор Минтранса России).
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на VI Международной научно-практической конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (Санкт-Петербург 2008 г.); на XVI Международной научно-практической конференции «Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния» (Екатеринбург 2007 г.); на Международ¬ной научно-практической конференции «Вместе к эффективному дорожному движению» Минск (2008г.); на XIII Международной научно-практической конференции Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния (Екатеринбург 2009г.); на научно- практической конференции «Проблемы и перспективы развития бизнеса на предприятии и в регионе» (Иркутск 2009), на III Межрегиональной научно- практической конференции «Дорожно-транспортный комплекс: состояние и перспективы развития» (Чебоксары 2009 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 публикации в издании, утверждённым ВАК Минобразования РФ для кандидатских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, приложения и списка литерату¬ры. Объем диссертации составляет 174 стр. машинописного текста, включая 70 рисунков и 27 таблиц. Библиографический список включает 136 наимено¬ваний.

bibliography

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ Диссертация является законченной научно-квалификационной ра¬ботой, в которой на основе выполненных теоретических и эксперименталь¬ных исследований, автор решил важную задачу эксплуатации автомобильно¬го транспорта, научно обосновав условия эффективного применения пеше¬ходных вызывных устройств, что позволяет значительно снизить задержки транспортных средств на пешеходных переходах и повысить качество орга¬низации дорожного движения.
Основные выводы и рекомендации состоят в следующем:
1. Теоретически обоснован режим регулирования для пешеходных пере¬ходов с ПВУ, позволяющий минимизировать задержки транспортных средств. На пешеходных переходах с ПВУ в условиях незначительной и средней интенсивности движения пешеходов (50 - 540 пеш./ч) предложено применять режим регулирования с фиксированной продолжительностью раз¬решающего сигнала для пешеходов, при этом ограничивается минимальная длительность зеленого сигнала для транспортных средств.
Данный режим отличается от режимов регулирования с фиксированной длительностью сигнала, разрешающего движение транспортных средств, применяемых на переходах типа Pelican и Puffin.
Для предлагаемого режима регулирования разработаны модели оценки средней задержки транспортных средств и пешеходов. Основными положе¬ниями разработанных моделей является:
• длительность цикла и длительность зеленого сигнала для транспортных средств рассматривается случайная величина, являющаяся функцией интен¬сивности движения пешеходов;
о прибытие пешеходов к переходу починяется распределению Пуассона;
• расчет средней задержки транспортных средств производится с исполь¬зованием формулы руководства НСМ 2000.
2. Предложена методика оценки суточного ущерба от задержек транс¬портных средств и пешеходов для переходов с ПВУ. Для этого необходимо сравнивать различные типы пешеходных переходов по величине суммарного ущерба от задержек транспортных средств и пешеходов.
3. На основе численного моделирования задержек транспортных средств и пешеходов в широком диапазоне значений интенсивностей движения опре¬делена область эффективного использования пешеходных переходов с ПВУ.
Предложенный режим регулирования на переходах с ПВУ целесообраз¬но применять, если значения интенсивностей движения пешеходов в час пик составляют:
• 50- 440 пеш./ч для двух полос движения;
• 50- 470 пеш./ч для трёх полос движения;
• 50 - 540 пеш./ч для четырех полос движения
При интенсивностях движения пешеходов 50 - 150 чел./ч применение ПВУ дает меньшие суммарные задержки, чем ЖРР во всем исследованном диапазоне интенсивностей движения транспортных средств.
Сопоставительный анализ полученных в диссертационной работе ре¬зультатов и рекомендаций российских и зарубежных руководств подтвердил правильность предложений по применению в ПВУ при интенсивностях дви¬жения пешеходов более 50 чел./ч.
4. Выполнена оценка экономической эффективности применения ПВУ вместо ЖРР на примере группы пешеходных переходов в городе Иркутске. Ожидаемый средний экономический эффект составил 220 ООО руб. в год на один пешеходный переход.
5. Предметом дальнейших исследований должна быть оценка эффектив¬ности применения ІШУ на нерегулируемых и кольцевых пересечениях, что
, уже применяется в мировой практике ОДД.
Список литературы
1. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин О.А. Экономическая эффектив¬ность рациональной организации дорожного движения. - М.: Транспорт, 1987. 128 с.
2. Алексеев Е.Р., Чеснокова О.В. MATLAB 7-М.: НТ Пресс, 2006. 464 с.
3. Афанасьев М.Б. и др. Условия введения различных режимов регули¬рования дорожного движения. - М.: Изд-во ВНИИ БД МВД СССР, 1976. 319 с.
4. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ. Пер. с англ. - М.: Мир, 1982. 488 с., ил.
5. Бабков В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения/ В.Ф. Баб¬ков. - М.: Транспорт, 1982. 288 с.
6. Бабков В.Ф. Дорожные условия и организация движения/ В.Ф. Бабков, О.А.Дивочкин, В.П.Залуга. - М.: Транспорт, 1974. 240 с.
7. Бируля А.К. Учет неравномерности интенсивности движения при про¬ектировании автомобильных дорог/ А.К.Бируля// Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1958. №2.
8. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. - СПб.: Питер, 2001. 656 с., ил.
9. Браиловский Н.О., Грайновский Б.И. Моделирование транспортных систем - М:, Транспорт, 1978. 125с.
10. Буга П.Г. Пешеходное движение в городах. - М.: Стройиздат, 1979. 127 с.
11. Буга П.Г., Шелков Ю.Д. Организация пешеходного движения в горо¬дах. - М.: Высшая школа, 1980. 232 с.
12. Бурдішския И.Г., Михайлов А.Ю. Количественная оценка условий пешеходного движения в центральных зонах крупнейших городов //Город-транспорт-человек. Тез. докл. науч. конф. — Челябинск, 1982. С.
28.
13. Венцель Е.С. Теория вероятностей/ Е.С. Венцель. — М.: Наука, 1969.
14. Верейкин В.Е. Исследование эффективности использования свето¬форной сигнализации. - Труды/ ВНИИ БД МВД СССР. М., 1979, вып.4, С. 71-78.
15. Верейкин В.Е. Исследование эффективности светофорной сигнали¬зации на изолированных перекрестках. Дис канд. техн. Наук. - М., 1980. 166 с.
16. Верейкин В.Е. К вопросу об оценке эффективности светофорной сиг¬нализации на перекрестках. - Труды/ ВНИИ БД МВД СССР. М., 1978, вып.З, С. 58-64.
17. ВНиП 01-200 "Временные нормы и правила на устройство искусст¬венных дорожных неровностей"