Научные основы проектирования улично-дорожнык сетей :



  • Название:
  • Научные основы проектирования улично-дорожнык сетей
  • Кол-во страниц:
  • 127
  • ВУЗ:
  • МГИУ
  • Год защиты:
  • 2009
  • Краткое описание:
  • 2 ОГЛАВЛЕНИЕ

    Введение... 6

    Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

    И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ... 13

    1.1. Влияние уровня автомобилизации на проектирование улично-дорожных сетей и организацию дорожного движения... 13

    1.2. Современные тенденции развития организации дорожного движения в городах... 17

    -1.2.1. Дифференцированное использование городских улиц и дорог

    и нормирование скоростей движения... 17

    1.2.2. Снижение интенсивности движения автомобильного транспорта в центрах городов... 22

    1.2.3. Приоритет общественного транспорта... 27

    1.3. Состояние УДС и ОДД в городах Российской Федерации на современном этапе... 33

    1.4. Стадии, задачи и целевые установки проектирования организации дорожного движения... 40

    1.5. Классификация критериев оценки УДС 45

    1.6. Частные критерии оценки... 47

    1.6.1. Транспортная работа УДС... 47

    1.6.2. Показатель экологической безопасности... 48

    1.6.3. Показатель безопасности дорожного движения... 50

    1.6.4. Показатель устойчивости функционирования улично-

    дорожной сети... 53

    1.6.5. Критерии, основанные на величине задержки и длине очереди 54

    1.6.6. Пропускная способность УДС и ее элементов... 58

    1.7. Методы оценки пропускной способности УДС... 60

    1.7.1. Оценка пропускной способности на основе плотности УДС 60

    1.7.2. Емкость УДС... 62

    3

    1.7.3. Оценка пропускной способности с использованием теории графов... 63

    1.8. Интегральные критерии оценки состояния УДС... 66

    1.9. Выводы и задачи исследования... 71

    Глава II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ МАТРИЦ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ...:... 75

    2.1. Теоретические подходы к оценке пропускной способности УДС .. 75.

    2.1.1. Анализ возможностей оценки пропускной способности УДС с использованием разрезов... 76

    2.1.2. Анализ возможностей оценки пропускной способности УДС

    на основе моделей распределения потоков... 87

    2.2. Предлагаемая модель оценки пропускной способности УДС 97

    2.2.1. Обоснование целевой функции оценки пропускной способности УДС... 97

    2.2.2. Выбор ограничений задачи линейного программирования... 99

    2.2.3. Модель оценки пропускной способности УДС... 103

    2.3 Анализ моделей оценки матриц корреспонденции на основе данных интенсивности движения... 108

    2.3.1. Модели оценки матриц корреспонденции... 108

    2.3.2. Модели восстановления матриц корреспонденции на основе данных интенсивности движения... 110

    2.3.3. Требования к модели оценки матриц корреспонденции, основанной только данных интенсивности движения... 116

    2.4. Выбор моделей робастного оценивания матриц корреспонденции.. 123

    2.5. Выводы главы II... 131

    Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ

    ВОССТАНОВЛЕНИЯ МАТРИЦ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ... 135

    3.1. Исходные данные для оценки матриц... 135

    4

    3.2. Ошибки исходных данных оценки матриц корреспонденции и формализованное описание УДС для анализа ошибок... 138

    3.3. Выбор статистических критериев для оценки ошибок исходных данных интенсивности движения... 143

    3.4. Анализ качества исходных данных для восстановления матриц корреспонденции... 152

    3.4.1. Анализ качества данных обследований в С. Петербурге... 152

    3.4.2. Анализ качества данных обследований в Иркутске... 158

    3.5. Сравнение критериев выявления и исключения грубых ошибок... 161

    3.6. Оценка допустимой точности восстановления матриц корреспонденции ... 163

    3.7. Тестирование метода вариационно-взвешенных приближений... 168

    3.8. Тестирование метода наименьших модулей... 176

    3.8.1. Тестирование метода наименьших модулей на примерах искусственных матриц корреспонденции... 177

    3.8.2. Тестирование метода наименьших модулей на примерах искусственных матриц корреспонденции с ошибками исходных дан-

    ных... 195

    3.8.3. Тестирование метода наименьших модулей на примерах реальных исходных данных... 220

    3.9. Тестирование нелинейной модели оценки корреспонденции... 239

    3.10 Выводы главы III... 242

    Глава IV. ПРЕДЛАГАЕМАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УЛИЧНО-ДОРОЖНЫХ СЕТЕЙ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОЕКТИРОВАНИИ.. 247

    4.1. Основные положения предлагаемой методики оценки УДС и перечень задач, рассматриваемых на этапе ее разработки... 247

    4.2. Формализованное представление УДС и исходных данных для выполнения оценки пропускной способности... 250

    4.2.1. Форма представления УДС в виде ориентированного графа... 250

    5

    4.2.2. Пропускная способность перегонов УДС... 256

    4.2.3. Пропускная способность узлов УДС... 264

    4.2.4. Представление корреспонденции и их маршрутов следования

    в матричной форме... 264

    4.2.5. Вывод результатов оценки пропускной способности УДС... 266

    4.3. Пример оценки пропускной способности УДС... 270

    4.3.1 Задачи оценки пропускной способности УДС правобережных

    подходов к новому мосту в Иркутске... 270

    4.3.2. Предварительные обследования УДС центральной части Иркутска и правобережных подходов к новому мосту... 272

    4.3.3. Исходные данные для оценки пропускной способности УДС. 277

    4.3.4. Результаты оценки пропускной способности УДС правобережных подходов к новому мосту... 279

    4.4. Оценки транзитных потоков в центральной части Иркутска... 295

    4.4.1. Исходные данные для оценки транзитных потоков в центральной части Иркутска... 295

    4.4.2. Декомпозиция матрицы корреспонденции... 298

    4.4.3. Результаты оценки транзитных потоков в центральной части Иркутска... 302

    4.5. Проектные предложения по организации дорожного движения и первой очереди реконструкции УДС в части Иркутска по результатам выполненных оценок... 304

    4.6. Выводы главы IV... 311

    Общие выводы... 314

    Библиографический список... 318

    Приложения... 339


    ВВЕДЕНИЕ

    Актуальность проблемы. Улично-дорожные сети (УДС) являются дорогим и трудноизменяемым элементом городской инфраструктуры, их проектирование относят к числу наиболее сложных вопросов теории транспортной планировки городов. Обоснование любых градостроительных решений, связанных с изменением УДС, включает детальный анализ существующего состояния сети. Поэтому оценка состояния УДС предшествует многим видам градостроительного проектирования, разработкам градостроительных регламентов и зонированию городских территорий, является обязательным элементом комплексных схем организации движения (КСОД), проектов ре- конструкции УДС и организации дорожного движения (ПОД).

    УДС изучались многими отечественными специалистами. Так различным аспектам проектирования и оценки УДС посвящены исследования: А.А. Агасьянца, В.Ф. Бабкова, С.А. Ваксмана, Ф.Г. Глика, Т.А. Глухаревой, З.И. Горбанева, Д.Р. Гришкявючене, И.И. Демкина, С.Г. Елизарова, Г.Н. Зубкова, Ю.В. Игнатьева, A.M. Костина, А.Н. Красникова, М.Г. Крейстмейна, О.И. Крыловой, O.K. Кудрявцева, Е.М. Лобанова, P.M. Пиир, И.О. Пихлака, П.И. Поспелова, А.Е. Роговина, Д.С. Самойлова, А.В. Сигаева, Ю.А. Ставничего, М.С. Фишельсона, В.Л. Швеца, В.В. Шештокаса и др. Критерии эффективности функционирования УДС и качества организации дорожного движения (ОДД) рассмотрены в работах: М.Б Афанасьева, P.O. Брайловского, В.Е. Ве-рейкина, Б.Н. Грановского, О.А. Дивочкина, В.В Зырянова, И.Е. Капитанова, Г.И. Клинковштейна, В.И. Коноплянко, Ю.Ф. Кременца, Т.В. Москалевой, М.П. Печерского, Е.А. Рейцена, А.Г. Романова, В.В. Сильянова, Ю.М. Сит-никова, Б.А. Ткаченко, Е.Б. Хилажева, Б.Г. Хоровича, Ю.Д. Шелкова, И.В. Шемякина и др.

    Вместе с тем продолжительный опыт исследовательских и проектных работ позволяет автору утверждать, что критерии и методы оценки УДС ос-

    таются одним из самых важных вопросов теории и практики градострои- тельного проектирования и требуют дальнейшего развития. В частности для обоснования и выбора проектных решений предлагаются и используются принципиально отличающиеся количественные показатели пропускной способности УДС, что предельно осложняет сопоставление результатов разных проектных и исследовательских работ, разработку общих рекомендаций. Это вызвано отсутствием общепринятого определения понятия пропускная способность УДС, разным пониманием специалистами, как самого термина, так и теоретических основ оценки пропускной способности сетей.

    Для проектов реконструкции УДС и ПОД особо важное значение имеет информация о сложившемся распределении транспортных потоков. В доку- ментах Мировой дорожной ассоциации PIARC (10.02.B Traffic control, toll and road information) подчеркнуто, что инструментом получения этой информации являются методы восстановления существующих матриц корреспонденции. Оценка существующих матриц корреспонденции с проведением опросов водителей о маршрутах движения или регистрацией номерных знаков трудоемки и дороги, поэтому в зарубежной практике уделяется большое внимание методам, позволяющим использовать только данные обследований интенсивности движения. Например, в последнем издании "Руководства по пропускной способности 2000" (Highway Capacity Manual 2000) этому вопросу посвящена глава "Corridor analysis".

    В нашей стране редко производились исследования по оценке существующих матриц корреспонденции в виде потоков транспортных средств, а выполненные основаны на опросе водителей (НИПИ генерального плана Ленинграда, 1987-1988 гг., ЦИТИ, Москва, 1999-2002 гг.). Наиболее распространенным и доступным способом сбора данных о транспортных потоках являются подсчеты интенсивности движения на отдельных элементах УДС, например пересечениях. Поэтому особый интерес представляет разра- ботка метода, который позволит оценивать матрицы корреспонденции на ос-

    8

    нове таких данных. Поскольку при сведении в единую выборку данных от-м дельных замеров интенсивности движения возникают невязки, метод оценки

    должен быть робастным - т.е. устойчивым к возникающим грубым ошибкам (выбросам). Анализ отечественной и зарубежной специальной литературы и периодики показывает, что робастность методов является наименее изученным вопросом теории оценки существующих матриц корреспонденции.

    Цель работы — разработка научных основ оценки пропускной способности УДС и робастной оценки существующих матриц корреспонденции.

    Указанная в работе цель потребовала решить следующие задачи:

    сформулировать и обосновать модель оценки пропускной способности УДС, отвечающую целям и содержанию таких видов проектирования как: проекты планировки; проекты реконструкции УДС, проекты организации дорожного движения;

    теоретически обосновать модели и методы робастной оценки существующих матриц корреспонденции, позволяющие производить ее на основе обследований интенсивности движения в узлах УДС;

    предложить методику подготовки исходных данных для оценки матриц корреспонденции, разработать процедуру определения выбросов, возникающих при сведении данных обследований движения в узлах УДС в единую выборку;

    исследовать свойства ошибок, возникающих при сведении данных обследований движения в узлах УДС в единую выборку, и обосновать требования к точности восстановления существующих матриц корреспонденции;

    провести тестирование и сравнительный анализ моделей оценки матриц корреспонденции, на основе выбранной модели разработать методику робастной оценки матриц корреспонденции;

    на основе разработанных моделей выполнить экспериментальное восстановление матриц корреспонденции и оценку пропускной способности УДС,

    оценить эффективность предлагаемых методов оценки УДС и разработать рекомендации для их практического использования.

    Объект исследования - потоки транспортных средств на улично-дорожной сети.

    Предмет исследования - пропускная способность УДС и существующие распределения потоков транспортных средств по УДС, методы их оценки с использованием матриц корреспонденции.

    Методы исследования — натурные обследования интенсивности движения транспортных средств, статистический анализ, имитационное моделирование искусственных и реальных УДС.

    Научная новизна:

    предложен принципиально новый подход к оценке пропускной способности УДС, формулируемый как определение максимума корреспонденции, обслуживаемых сетью, при условии эластичного (т.е. меняющегося) спроса на поездки. Нахождение максимума суммы корреспонденции рассматривается в виде задачи линейной оптимизации со смешанными ограничениями, которыми задаются УДС и эластичный спрос (гипотеза изменения матрицы корреспонденции);

    разработан новый метод робастной оценки существующих матриц корреспонденции по данным обследований интенсивности движения в узлах УДС и исследованы его свойства. Установлено, что в предложенном методе наименьших модулей наибольшее влияние на сходимость и точность регрессионной оценки оказывают двухсторонние ограничения вектора оцениваемых параметров регрессии;

    исследованы свойства ошибок, возникающих при сведении данных обследований движения в узлах УДС в единую выборку, с их учетом обоснованы требования к точности восстановления матриц корреспонденции;

    предложена модель и методика оценки точности исходных данных для оценки матриц корреспонденции и выявления в этих данных выбросов.

    10

    Практическая ценность работы. Предложенные методы позволяют:

    производить оценку пропускной способности и уровня загрузки УДС, прогнозировать участки исчерпания пропускной способности УДС;

    выполнять оценку существующего распределения транспортных потоков с использованием данных обследований интенсивности движения в узлах УДС, в том числе в случаях, когда данные содержат выбросы;

    осуществлять оценку существующего распределения транспортных потоков, когда проведение опросов о маршрутах следования невозможно или сопряжено недопустимыми помехами движению, например на участках УДС с высоким уровнем загрузки;

    выполнять аппроксимацию исходных данных при построении карто- грамм интенсивности движения.

    Достоверность теоретических положений работы, ее практических результатов, рекомендаций и выводов определяются: строгостью применяемых методов оптимизации и математической статистки; данными многолетних обследований УДС; тестированием предложенных моделей с использованием данных искусственных и реальных УДС; статистическим контролем схо- димости результатов экспериментальных исследовании с данными натурных обследований УДС.

    Реализация результатов исследования. Предложенные в диссертации методы оценки УДС применены в указанных ниже исследовательских и проектных работах, выполненных по заказу администрации г. Иркутска и его департаментов :

    "Обследование интенсивности движения и уровня загрузки магистральной УДС Иркутска".

    "Разработка схем организации движения на объектах УДС Иркутска".

    "Разработка проекта организации дорожного движения в районе центрального рынка Иркутска".

    11

    "Концепция реставрации и реконструкции исторического центра. Иркут- ска" утв. постановлением мера Иркутска №7/131 от 13.02.97г.

    "Ревитализация части исторической застройки Идинской стороны в Иркутске".

    Местный законодательный акт "Градостроительный регламент центральной исторической части Иркутска "(утв. Решением гор. думы Иркутска №220-24г.д./2/119-20-220,8 от 28.08.1998).

    "Корректировка транспортной схемы центральной части Иркутска".

    а также в проектах:

    Совместный российско-французский проект "Irkutsk city administration support for transportation and city master plan modernization" № BIS/99/108/023 по программе EU BISTRO TASIC.

    "Проект сохранения и развития исторической части Иркутска" (выполнен по с контракту с Московским Бюро Юнеско 2001г.).

    Апробация работы. Содержание работы, ее теоретические положения и результаты докладывались на: секции городского движения и транспорта Ленинградского отделения Союза Архитекторов СССР (Санкт-Петербург, 1987 г.), международной научной конференции "Безопасность движения" (Таллинн, 1990 г.), международной конференции "ИНТЕРКАРТО 2: ГИС для изучения и картографирования окружающей среды" (Иркутск, 1996 г.), научно-практической конференции "Экология и городское хозяйство" (Иркутск, 1997 г.), международной научно- практической конференции "Город: прошлое, настоящее, будущее" (Иркутск, 1998 г.), межрегиональной научно-практической конференции "Строительный комплекс востока России. Проблемы, перспективы, кадры" (Улан-Уде, 1999 г.), научно-практической конференции "Город Иркутск в третьем тысячелетии" (Иркутск, 2000 г.); рос-сийско-немецко-австрийском семинаре "Проблемы высшего образования и науки" (Иркутск, 2000 г.), совместном российско-французском семинаре в составе проекта программы BISTRO TASIC (Иркутск, 2000 г.), конгрессе

    12

    Международной дорожной федерации (IRF Париж, 2001 г.), 8-ой междуна- родной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2002 г.), IX и X международных научно-практических конференциях "Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов и зон их влияния" (Екатеринбург, 2003, 2004 г.).

    На защиту выносятся:

    метод оценки пропускной способности УДС;

    метод робастной оценки существующих матриц корреспонденции с использованием данных обследований интенсивности движения, результаты исследования свойств этого метода и рекомендации по его использованию;

    методика оценки точности исходных данных для восстановления существующих матриц корреспонденции.

    Публикации. По теме диссертации опубликовано 65 печатных работ, в том числе: монография, 2 учебных пособия.

    Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и 5 приложений. Она изложена на 317 W стр. основного текста, содержит 74 таблицы, 92 рисунока и библиографиче-

    ский список из 234 наименований.
  • Список литературы:
  • Список литературы
  • Стоимость доставки:
  • 230.00 руб


ПОИСК ДИССЕРТАЦИИ, АВТОРЕФЕРАТА ИЛИ СТАТЬИ


Доставка любой диссертации из России и Украины