Выполнение курсового проекта по моделированию транспортных потоков

Цель и задачи курсового проекта

Выполнение курсового проекта по моделированию транспортных потоков является важным этапом профессиональной подготовки студентов, обучающихся по специальности 7.100401 «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте». Целью проекта является закрепление теоретических основ лекционного курса «Моделирование транспортных потоков». Курсовой проект способствует развитию у студента навыков самостоятельной работы, необходимых в процессе выполнения выпускной квалификационной работы и дальнейшей профессиональной деятельности: при выполнении инженерных расчётов по специальности; для грамотного оформления документации; для использования нормативных документов и специальной литературы.

Содержанием проекта является совершенствование организации дорожного движения путём управления транспортным потоком посредством использования адаптивного светофорного регулирования на реальном участке улично-дорожной сети. При этом объём выполняемых студентом работ должен соответствовать времени, предусмотренному для этого учебным планом.

Поскольку в проекте рассматривается реальный объект улично-дорожной сети, то его задачами являются:

· проведение студентом самостоятельных натурных наблюдений;

· оценка целесообразности существующей схемы организации движения транспортным потоком (ОДТП);

· разработка и обоснование вариантов новых решений ОДТП на рассматриваемом объекте;

· выбор и размещение на объекте необходимых технических средств, обеспечивающих реализацию предложенного варианта ОД;

· выполнение необходимых расчетных и графических работ;

· заключение о преимуществах новой (разработанной студентом) ОДТП по сравнению с существующей.

Допускается выполнение типового курсового проекта. Все необходимые для решения этой задачи данные в зависимости от варианта задания приведены в настоящих рекомендациях.

Задание и исходные данные на проектирование

Темой курсового проекта является организация движения транспортным потоком на реальном объекте улично-дорожной сети города или участке автомобильной дороги. Такими объектами или участками могут быть перекресток, площадь, пешеходный переход, остановочный пункт маршрутного пассажирского транспорта, пешеходная или жилая зона, автомобильная стоянка, примыкание на автомобильной дороге и т. п.

Признаком неудачной организации транспортного потока (ОТП) при выборе объекта являются заторы в движении, большое количество конфликтных точек или наличие опасных конфликтов, беспорядочный переход пешеходами проезжей части, неудачное расположение остановочных пунктов, отсутствие организованных стоянок транспортных средств, поворачи­вающие налево методом "просачивания" автомобили, мешающие прямому движению, и т. п.

В процессе проведения натурных наблюдений студент определяет геометрическую и транспортную характеристику объекта, а также дополнительные исходные данные, связанные со спецификой темы проекта.

Геометрическая характеристика объекта должна включать:

· ширину проезжих частей (при наличии продольной разметки -
число и ширину полос движения);

· ширину разделительных полос и тротуаров;

· расположение и конфигурацию посадочных площадок на остановочных пунктах;

· ширину пешеходного перехода;

· размеры автомобильной стоянки, количество и характер расположения на ней автомобилей.

Все размеры определяются в метрах с помощью измерительных инструментов (рулетки или лазерного дальномера).

Транспортная характеристика объекта должна включать: состав и интенсивность транспортного потока по направлениям движения (интенсивность определяется как в физических, так и в приведенных единицах в час); среднюю скорость движения транспортных средств на объекте; интенсивность пешеходных потоков; количество автомобилей в очереди, ожидающих разрешающего сигнала (для нерегулируемого перекрестка — возможность проезда) и в среднем приходящихся на одну полосу подхода к перекрестку. Определение указанных характеристик производят для часов суток, соответствующих пиковому периоду. На основании этих данных строят картограмму интенсивности транспортных (в приведенных единицах) и пешеходных потоков, а также схему расположения конфликтных точек.

Характеристика существующей схемы ОТП должна включать: схему объекта с расположенными на ней существующими техническими средствами организации движения; схемы пофазного разъезда транспортных средств и график режима светофорной сигнализации (для светофорных объектов).

Рекомендуется следующий состав и последовательность выполнения курсового проекта: · для студентов заочного и дневного отделения:

Введение

1. Обследование регулируемого перекрестка

2. Характеристика транспортного потока на участке дороги

2.1. Характеристика состава транспортного потока

2.2. Интенсивность движения

2.2.1. Расчет приведённой интенсивности движения по направлениям

2.2.2. Прогноз изменения интенсивности на перспективу по направлениям

3. Оценка безопасности дорожного движения на пересечениях и примыканиях

3.1. Определение количества конфликтных точек и возможных конфликтных ситуаций

3.2. Построение пространственной картограммы интенсивности движения транспортных потоков

4. Применение интеллектуального управления транспортным потоком по улучшению ОТП и повышению его безопасности

4.1. Характеристика координированного управления транспортного потока посредством использования адаптивной светофорной сигнализации

4.2. Необходимое число программ жёсткого управления.

4.3. Расчёт режимов светофорного регулирования графическим методом

4.4. Расчёт режима светофорной сигнализации

5. Экономический расчёт

Заключение

Список использованных источников

Определение номера варианта задания курсового про­екта для студентов заочного отделения.

Номер варианта задания на выполнение курсового проекта опре­деляется по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента. Например: номер зачетной книжки –352351, номер варианта – 51.

В приложении 1 даны общие для всех вариантов четыре схемы пересечения. По последней цифре (в данном случае цифра 1) определяются значения интенсивностей транспортных потоков (для заочной формы обучения) из приложения 2, также по последней цифре выбираются (для заочной формы обучения) значения коэффициента загрузки и состав транспортных потоков по направлениям движения (приложение 4). По первой цифре (в данном случае цифра 5) – задание для организации движения на перекрестках (приложение 3). Выбранные исходные данные для выполнения курсового проекта переносятся на бланк задания.

 

Методические рекомендации к выполнению проекта

1.Проведение натурных наблюдений Обследования проводятся на основных магистралях города Луганска и области в… В результате обследования должны быть получены следующие характеристики:

Пересечение ул. Советская - ул. Обронная

Время измерения — все рабочие дни недели с 8 до 19 часов. Минимальная длительность непрерывного счета — 20 мин. Учтен­ное количество транспортных… Все учитываемые транспортные средства объединяются в три группы: легковые… - к легковым автомобилям — все легковые;

Структура светофорного цикла.

В отношении регулируемого перекрёстка применяется также понятие режима светофорного регулирования, которое включает: · количество фаз; · их последовательность в цикле;

Светофорный цикл

б) Если эта последовательность сигналов не может быть осуществлена из-за ограниченных коммутационных возможностей аппаратуры, то, как исключение,…  

Методы определения потока насыщения

Поток насыщения – это максимальное количество машин, движущихся с минимальными интервалами, которое может за единицу времени проехать через стоп-линию перекрестка, при разъезде длинной очереди.

Блок – схема

 

 

 

Рис. 14. Последовательность расчета длительности цикла и элементов светофорной сигнализации (цифрами отмечена последовательность определения параметров)

1. Движение только прямо.

, ед/ч /1/

где B – ширина проезжей части в данном направлении данной фазы, м;

i – номер фазы;

j – номер направления.

Формула применима при 5,4 м < В_пч < 18,0 м. Если ширина проезжей части меньше 5,4 м, для расчета можно использовать данные, приведенные в таблице 5

Таблица 5

Значение потока насыщения от ширины проезжей части

Мн, ед/ч
В, м		3,5	3,75	4,2	4,8

 

Если перед пересечением автомобильных дорог полосы обозначены дорожной разметкой, поток насыщения можно определить в соответствии с приведенными данными отдельно для каждой полосы движения.

В зависимости от продольного уклона автомобильной дороги на подходе к пересечению изменяется расчетное значение потока насыщения. Каждый процент уклона на подъеме снижает (на спуске – увеличивает) поток насыщения M_Hij на 3 %. При этом расчетным уклоном считают средний уклон дороги на участке от стоп-линий до точки, расположенной от нее на расстоянии 60 м на подходе к пересечению.

2. Движение смешанного потока (рис.15).

Рис. 15. Схемы разветвления транспортного потока

Правый и левый поворот снижают интенсивность прямого потока транспортных средств.

ед/ч /2/

 

где а – интенсивность транспортных средств, движущихся прямо,

b – интенсивность транспортных средств, движущихся налево,

c – интенсивность транспортных средств, движущихся направо.

а, b, с – проценты от общей интенсивности в данном направлении данной фазы.

Если право – и левоповоротные потоки составляют меньше 10%, то поправкой можно пренебречь и считать как прямое движение.

 

3. Поворотное движение транспортного потока (рис. 16).

Рис. 16. Схемы поворотов транспортного потока

 

Для однорядного движения:

, ед/ч /3/

для двухрядного движения:

, ед/ч /4/

где R – радиус поворота транспортных средств, м,

Радиус поворота может быть определен по плану пересечения автомобильных дорог, вычерченного в масштабе.

Длительность цикла регулирования

/5 / где Т – длительность цикла, с; Тп – сумма всех промежуточных тактов, с;

Пример расчета светофорной сигнализации

Расчет режима работы светофорной сигнализации приведен для локального транспортного пересечения автомобильных дорог, шириной 23 и 15 м. Пересечение автомобильных дорог в одном уровне расположено на горизонтальном участке дороги, условия движения средние. В потоке преобладают легковые автомобили.

Картограмма транспортных и пешеходных потоков приведена на рисунке 17.

 

Рис. 17 Картограмма интенсивностей (ед/ч, чел/ч)

 

Пропуск транспортных средств будет осуществляться в 3 фазы
(рис. 18).

	I фаза		II фаза		III фаза

 

Рис. 18. Пофазный разъезд транспортных и пешеходных потоков

Расчет потока насыщения и фазовых коэффициентов

Так как в I, II и III – ей фазах прямолинейные и поворачивающие потоки пропускают одновременно и последние составляют более 10 %, то потоки насыщения для данных фаз корректируют.

/1/

 

Фазовые коэффициенты рассчитываются по формуле:

	/2/

I – ая фаза

II – ая фаза

III – ая фаза

 

Определение промежуточных тактов

Промежуточные такты рассчитаны по формуле:

/3/

Для всех фаз регулирования расчетная скорость - 50 км/ч.

Промежуточный такт, необходимый для движения пешеходов, рассчитывается по формуле:

 

	/4/

Расчетная скорость пешеходов принимается равной 1,3. .

Сравнивая время, необходимое для транспортного потока и пешеходного, выбираем наибольшее, следовательно:

 

Расчет цикла регулирования

Цикл регулирования рассчитывается по формуле:

/5/

 

Расчет основных тактов

Основные такты рассчитываются по формуле:

/6/

В каждой фазе переходят проезжую часть и пешеходы. Время, необходимое им для преодоления проезжей части шириной 15 и 23 м, рассчитывается по формуле:

/7/

/8/

Так как пешеходному потоку для пересечения проезжей части в III – ей фазе необходимо на 9 с больше, чем транспортному, то необходимо скорректировать цикл по формуле:

Скорректированные основные такты определяются:

/9/

Корректирующий коэффициент рассчитывается по формуле:

/10/

Расчет задержек транспортных средств

Показатель эффективности работы светофорного объекта – задержка транспортных средств на пересечении автомобильных дорог. Ее определяют по следующей формуле:

/11/

 

/12/

/13/

Средняя задержка на всем пересечении составляет:

 

 

 

Рис. 19. Расстановка технических средств организации дорожного

движения на пересечении автомобильных дорог

 

График работы светофорной сигнализации

После того как определили длительность цикла, приступаем к построению графика координации. График координации строят в следующем порядке. Слева от вертикальной оси графика "путь - время" с соблюдением его вертикального масштаба наносят выпрямленный схематический план магистрали с указанием расстояний между перекрёстками и режимов регулирования на них, соответствующих расчётному циклу. Вправо через границы перекрёстков проводят линии, параллельные горизонтальной оси. На горизонтальной оси, соответствующей ключевому перекрёстку, наносят слева направо с соблюдением горизонтального масштаба повторяющуюся последовательность сигналов вдоль магистрали.

От начала зелёных сигналов и точек, отстоящих вправо на t_л=(0,4-0,5)Т_ц, проводят наклонные к горизонтали линии. Тангенс угла наклона этих линий соответствует расчётной скорости

где υ_р – расчётная скорость движения, км/год; М_г – горизонтальный масштаб (число секунд в 1 см); М_в – вертикальный масштаб (число метров в 1 см).

Пример построения графика координации представлен на рис. 20.

Показатель t_л определяет ширину так называемой ленты времени. Если график движения автомобиля находится внутри движения этой ленты, то ему гарантируется безостановочное движение.

Лента времени для встречного направления берётся с той же ширины, но имеет обратный наклон, соответствующий расчётной скорости этого направления.

После этого на все горизонтальные полосы, соответствующие остальным перекресткам, наносят повторяющиеся последовательности сигналов таким образом, чтобы зеленые сигналы охватывали участки занятые обеими лентами времени.

Рекомендуемая скорость движения равна максимально разрешенной в городе – 60 км/год.

Рис. 20 График координации движения транспортного потока