Светофорный цикл

а) Схему движения на регулируемом участке рекомендуется выполнять с учетом значения сигналов, определенного Правилами дорожного движения.

б) Если эта последовательность сигналов не может быть осуществлена из-за ограниченных коммутационных возможностей аппаратуры, то, как исключение, может быть рекомендована применение системы с двумя желтыми сигналами. На рисунке 4 показан пример режима работы светофорной сигнализации для пересечения двух автомобильных дорог: а — с одним промежуточным тактом в каждой фазе; б — с тремя промежуточными тактами в первой фазе.

 

Рис. 4. Структура светофорного цикла:

а — с одним промежуточным тактом в каждой фазе;

б — с тремя промежуточными тактами в первой фазе;

1-6 — номера тактов

в) Применение промежуточного такта в светофорном цикле рекомендуется для обеспечения безопасности движения в переходный период, когда движение предыдущей группы потоков уже запрещено, а последующая группа разрешение на движение через пересечение еще не получила. В период промежуточного такта движение запрещено за исключением транспортных средств, водители которых не смогли своевременно остано­виться у стоп – линий (рис.5). В период основного такта разрешено (а в конфликтующем направлении запрещено) движение определенной группы транспортных и пешеходных потоков.

Рис.5. Пример использования основных и промежуточных тактов

г) Длительность промежуточного такта должна быть такой, чтобы автомобиль, подходящий к пересечению автомобильных дорог на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линий, либо успеть освободить пересечение (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе). Остановиться у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линий будет равно или больше остановочного пути.

д) Учитывая, что время проезда расстояния, равного остановочному пути, состоит из времени реакции водителя на смену сигналов светофора и времени торможения, можно в общем виде представить формулу промежуточного такта:

/1/

где t_рк – время реакции водителя на смену сигналов светофора, с;

t_т – время, необходимое автомобилю для проезда расстояния, равного

тормозному пути, с;

t_i – время движения автомобиля до самой дальней конфликтной точки, с;

t_i+1 – время, необходимое для проезда от стоп-линий до дальней конфликтной точки автомобилю, начинающему движение в следующей фазе.

ж) Составляющие формулы t_рк и t_i+1, в большинстве случаев по значению близки друг к другу, на практике их обычно исключают из расчета. С учетом этого обстоятельства, а также предположения о постоянном замедлении при торможении автомобиля перед стоп-линией, длительность промежуточного такта:

/2/

где v_a – средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к пересечению и в его зоне без торможения (с ходу), км/ч;

a_т – среднее замедление транспортного средства при включении запрещающею сигнала (для практических расчетов a_т = 3…4 м/с²);

l_i – расстояние от стоп-линий до самой дальней конфликтной точки, м;

l_a – длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в

потоке, м.

з) В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие проезжую часть на разрешающий сигнал светофора. За время t_пi пешеход должен или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части (островка безопасности, центральной разделительной полосы, линии, разделяющей потоки встречных направлений). Максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу:

/3/

где В_пш – ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i-й фазе регулирования, м;

v_пш – расчетная скорость движения пешеходов (обычно принимается 1,3 м/с).

и) Независимо от результатов расчета минимальная длительность промежуточного такта должна быть 4 с. Учитывая, что желтый сигнал во всех случаях 3 с, а красный с желтым не более 2 с, на пересечении автомобильных дорог в период смены сигналов с разрешающего на запрещающий можно организовать режим «кругом красный», что способствует повышению безопасности движения.

к) Не рекомендуется назначать промежуточные такты длительностью менее 3 сек. При t_п = 5…8 с промежуточный такт должен быть составлен из двух вспомогательных тактов. Длительность желтого сигнала никогда не должна быть менее 3 и более 4 с.

л) При назначении схемы светофорного регулирования рекомендуется стремиться к минимальному числу фаз и к бесконфликтному пропуску пешеходов.

Примеры пофазного разъезда транспортных и пешеходных потоков на пересечении двух автомобильных дорог приведены на рисунках 6 и 7.

	I фаза		II фаза

 

Рис. 6. Пример двухфазного светофорного регулирования

на пересечении автомобильных дорог

	I фаза		II фаза

	III фаза		IV фаза

Рис. 7. Пример четырехфазного светофорного регулирования на пересечении автомобильных дорог

м) Необходимо стремиться к равномерной загрузке полос. Не рекомендуется выпускать транспортные средства, следующие в разных фазах, из одной и той же полосы (рис. 8).

	I -я фаза		II-я фаза

Рис. 8. Не рекомендуемая схема организация движения при устройстве

светофорного регулирования

 

н) Пропускная способность левого поворота зависит от интенсивности основного потока. Пропуск левого поворотного потока (количество машин) пропорционален интенсивности встречного направления. Левоповоротный поток рекомендуется пропускать на просачивание через встречный прямой поток, от которого зависит длительность основных тактов, если его интенсивность не превышает 120 авт/ч. Если интенсивность левого поворотного потока больше 135 ед/ч (120 авт/ч), то рекомендуется вводить III фазу или использовать другие методы организации дорожного движения по отнесению левого поворота из зоны пересечения автомобильных дорог (рис.9).

	Отнесенный левый поворот
		Веер

 

Рис. 9. Примеры выноса левого поворота из зоны пересечения автомобильных дорог

о) Пропускать транспортный поток на «просачивание» (с частичным конфликтом) через пешеходный поток возможно в случае, если интенсивность транспортного потока не превышает 120 авт/ч, а интенсивность пешеходного – 900 чел/ч (рис. 10). На рисунках 14 и 15 приведены примеры организации движения с выделением отдельных фаз в светофорном регулировании для пропуска пешеходных потоков.

III фаза

II фаза

I фаза

а)

 

 

I фаза

II фаза

III фаза

б)

 

 

Рис. 10. Примеры светофорного регулирования на пересечении автомобильных дорог: а - с обеспечением пропуска транспортного потока; б - с частичным конфликтом через пешеходный поток

 

 

	I фаза		II фаза		III фаза

Рис. 11. Пример светофорного регулирования на пересечении автомобильных дорог с выделением пешеходной фазой

 

	I фаза		II фаза		III фаза

 

Рис. 12. Пример светофорного регулирования на пересечении автомобильных дорог и выделения пешеходных фаз при наличии широкой разделительной полосы

 

п) Фазовые коэффициенты необходимы для определения длительности основных тактов и цикла регулирования и их определяют для каждого из направлений движения на пересечении в данной фазе регулирования:

/4/

где y_ij – фазовый коэффициент данного направления;

N_ij– интенсивность движения для рассматриваемого периода суток, ед/ч;

М_ij– поток насыщения в данном направлении данной фазы регулирования, ед/ч. Поток насыщения определяется экспериментальным и расчетным методами.

р) За расчетный фазовый коэффициент принимается наибольшее его значение y_ij в данной фазе. Меньшие значения могут быть использованы в дальнейшем для определения минимально необходимой длительности разрешающего сигнала в соответствующих этим коэффициентам направлениях движения.

с) При пофазном регулировании и пропуске какого-либо транспортного потока в течение двух фаз и более для него отдельно рассчитывают фазовый коэффициент, который независимо от значения не принимают в качестве расчетного. Этот фазовый коэффициент должен быть не более суммы расчетных фазовых коэффициентов тех фаз, в течение которых этот поток пропускается. Если это условие не соблюдается, то один из расчетных фазовых коэффициентов, входящих в эту сумму, должен быть искусственно увеличен.

т) При увеличении числа фаз регулирования пропускная способность полос снижается. При трехфазном регулировании максимально возможно пропустить по одной полосе 700 ед/ч, а при четырехфазном регулировании – 600 ед/ч.

С точки зрения оптимальности управления каждому значению интенсивности должна соответствовать своя программа. На практике обычно ограничиваются использованием в течение активного периода суток (например, с 6 до 21ч) двух-трех программ [13]. При этом исходят из того, что отклонение фактической длительности цикла от оптимальной на 25% в любую сторону допустимо, так как это не приводит к значительному увеличению задержек (рис. 13).

 

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Тривалість циклу, c

Рис. 13. Зависимость средней задержки автомобиля на перекрёстке от длительности цикла регулирования.

 

Первую программу рассчитывают по интенсивности, соответствующей пиковому периоду. Для определения момента перехода ко второй программе необходимо уменьшить длительность Т_ц первой на 25% и рассчитать новое значение У. Пропорционально уменьшению У следует уменьшить фазовый коэффициент для наиболее загруженного направления. По этому направлению, определяют интенсивность движения, которая является ориентировочно ниж­ней границей применения первой программы. Аналогично определяются моменты перехода к следующим программам [13].

В нашем случае для работы светофорных объектов по улице мы применяем интеллектуальное управление транспортным потоком и поэтому рассчитаем режим управления транспортным потоком в произвольный момент времени для пиковой интенсивности движения (с7:00 до 10:00и вечером с 16:00 до 19:00). Второй режим - предназначен для работы светофоров в режиме "желтого мигания" в ночное время (с 22:00 до 6:00).

 

 

5. Расчет режима светофорного регулирования графическим методом

 

Построение графика координированного регулирования основывается на графической зависимости "путь – время", изображаемой в прямоугольной системе координат. На оси абсцисс обозначается время движения автомобиля, на оси ординат – путь, пройденный за единицу времени при определенной скорости. Скорость изображается углом наклона линии графика к оси абсцисс и численно равна тангенсу этого угла [8].

На поле графика от оси ординат и перпендикулярно ей проводим по две параллельные линии, обозначающие продолжение границ регулируемых перекрестков. Расстояние между ними равно ширине перекрестка, измеренной вдоль магистрали.

На горизонтальной полосе, соответствующей наиболее сложному перекрёстку магистрали и требующей наибольшей продолжительности светофорного цикла обозначаем порядок чередования и продолжительности сигналов светофорного цикла. При этом начало зелёного сигнала должно совпадать с осью ординат графика.

6. Расчет режима светофорной сигнализации

 

Расчёт режима работы светофорной сигнализации производится для наиболее загруженного перекрёстка в соответствии с блок-схемой (рис. 14).

В расчётах потоки насыщения, длительность циклов и тактов регулирования округлены до целых значений, фазовые коэффициенты и степени насыщения направлений – до второго знака после запятой.