Автотранспортная система образована совокупностью территориально-распределенных объектов, взаимное расположение которых, как друг относительно друга, так и по отношению к другим объектам, является существенным, а зачастую и определяющим фактором эффективного функционирования всей системы в целом. Корректный анализ взаимного расположения объектов возможен только на основе соответствующих методов, ориентированных на использование пространственно-координированных данных, и объединяемых в рамках использования информационных технологий.

Для описания объектов, месторасположение которых на земной поверхности обязательно должно приниматься во внимание наряду с остальными их характеристиками, используются пространственно-координированные данные. Неотъемлемым элементом таких данных является набор координат, с помощью которого можно однозначно установить соответствие этих данных строго определенному участку земной поверхности.

Наряду с закономерностями пространственного распределения объектов генерации транспортного движения существенно-значимые и параметры транспортной подвижности населения, которые предложено формализовать по аналогии с городами развитых стран, прошедших уровень взрывной автомобилизации значительно раньше крупных городов России.

Комплекс технических средств и совокупности людей, участвующих в процессах управления движением на регулируемых перекрестках, функционально сопрягаются в систему автоматизированного управления безопасностью дорожного движения (САУ БДД) транспортными и пешеходными потоками (ТП и ПП) способную обеспечить достижение общей цели, распознаванию конфликтных зон транспортного потока.

Многофункциональная САУ БДД для самых массовых одноуровневых регулируемых перекрестках (РП) с Х и Т-образными видами пересечений дорог (улиц) способна реализовать различные методы и режимы управления, как традиционные (с по фазным управлением и управлением по отдельным направлениям), так и с инновационным (комбинированным) управлением в схемах организации движения (СОД) на РП. Комбинированное управление способно к самоорганизации и адаптации структурных СОД на РП в зависимости от интенсивности движения транспортно-пешеходных потоков (ТПП).

Опасность транспортной конфликтной ситуации как мера измеряется на основе времени до столкновения (ВДС). Эта мера представляет собой время, необходимое для двух транспортных средств, чтобы столкнутся, если они продолжают следовать без изменения скорости движения и траектории. Если транспортные средства не находятся на траектории столкновения (встречных курсах следования), значение ВДС бесконечно. Тем не менее, изменение скорости или пути движения одного из транспортных средств может привести к столкновению, подразумевая, что ВДС конечна и будет уменьшаться со временем. В практике безопасности дорожного движения часто происходят ситуации, когда участники движения, находятся на встречных курсах, однако, это очень редко приводит к реальным столкновениям, потому что водители постоянно поддерживают необходимую скорость и совершают действия уклонения. Минимальное значение показателя ВДС является критически важной мерой для оценки риска, связанного с взаимодействием между участниками дорожного движения.

Пропускная способность городских улично-дорожных сетей (УДС) в основном определяется пропускной способностью перекрестков. В свою очередь, пересечения с наличием плотных транспортных потоков, двигающихся по различным направлениям и конфликтующим между собой, способствуют увеличению вероятности возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Задержки движения транспортных потоков на городской УДС характеризуются потерей времени при прохождении транспортными средствами заданного участка УДС со скоростью сообщения ниже оптимальной.

Оптимальной скоростью в данном случае считается скорость сообщения, обеспечивающая минимальные потери времени, минимальный расход топлива, расходы, связанные с износом систем и агрегатов автомобиля в процессе эксплуатации, минимальные выбросы вредных веществ, снижение вероятности возникновения ДТП (тяжести их последствий) и пр. В практике организации движения (ввиду сложности определения истинного значения оптимальной скорости) в качестве оптимальной условно принимают разрешенную (расчетную по условиям безопасности) скорость движения на данном участке УДС.

Потери времени транспортного потока включают суммарные задержки движения с учетом суммарной интенсивности движения. Задержки на пересечениях являются результатом необходимости пропуска транспортных и пешеходных потоков по пересекающимся направлениям, тогда как задержки на перегонах – результат маневрирования, наличия в потоке грузовых автомобилей и автобусов, автомобилей, движущихся с малыми скоростями, движения пешеходов, остановок и стоянок транспортных средств, возникновения ДТП, перенасыщенности потока. В комплексе, все эти зависимости дают возможность прогнозировать изменение состояния транспортного потока и пропускной способности при планировании и разработке мероприятий по совершенствованию организации и безопасности движения и развития УДС.

 

Проектирование координированного регулирования заключается в построении схем ОДД на регулируемых перекрестках в зоне координации, расчете длительности светофорных сигналов и моментов их переключения, обеспечивающих в зависимости от используемого метода либо минимум задержки или числа остановок ТС, либо их комбинации, либо максимум ширины ленты безостановочного движения ТС по магистрали.

Условиями устойчивости координированного регулирования являются:

  • кратность длительностей циклов светофорной сигнализации на перекрестках, объединенных по управлению для совместной работы,
  • постоянство сдвигов фаз на светофорных объектах.

Проектирование выполняют в такой последовательности:

  • подготавливают исходные данные,
  • разрабатывают схемы ОДД,
  • рассчитывают длительность светофорных сигналов и сдвиги фаз.

Подготовка исходных данных заключается в проведении транспортного обследования и представлении полученной информации в удобном для последующей работы виде. В процессе обследования определяют интенсивности движения на всех направлениях движения через перекрестки, а также скорости движения ТС по перегонам.

Выявление “узких мест” на УДС является одной из нескольких целей анализа транспортной инфраструктуры. С одной стороны, оно позволяет более или менее точно определить необходимые сетевые методы ОДД, с другой стороны — составить перечень объектов проектирования для последующей разработки комплексной схемы организации дорожного движения.

Выполненное в городе комплексное обследование дает возможность выйти на «узкие места» на УДС по следующим показателям: несоответствия существующего распределения ТП на УДС теоретически более оптимальному направлению ТП. Найти неравномерности скорости сообщения по элементам УДС, неравномерности коэффициентов не прямолинейности маршрутов движения ТС по УДС.

Этими показателями не ограничиваются возможности выявления «узких мест». В обязательном порядке должен быть использован для этих целей анализ распределения ДТП, в частности, известный метод выявления мест концентрации ДТП.
Кроме того, в зависимости от поставленных конкретных целей может потребоваться анализ экологической обстановки в городе с выявлением зон повышенной экологической опасности или анализ устойчивости функционирования УДС с выявлением наиболее слабых ее звеньев. Чтобы установить целесообразность применения различных методов ОДД, которые оказывают влияние на складывающиеся маршруты движения ТС по городу, используют анализ распределения ТП по УДС.

К таким методам ОДД относятся:

  • организация одностороннего движения;
  • запрещение движения ТС по определенным элементам УДС (полное” ограниченное по времени, ограниченное по категориям ТС);
  • запрещение некоторых направлений движения на узловых пунктах УДС (полное или частичное).

Эти методы ОДД искажают то естественное распределение ТП, которое могло бы быть при отсутствии всяких ограничений на направлениях движения по УДС. Значит, прежде всего необходимо построить модель такого естественного распределения. Подобные модели разработаны и используются в отечественной практике.

Анализ неравномерности скорости сообщения по элементам УДС выполняют при помощи картограммы скоростей сообщения, которая строится по данным обследования транспортных корреспонденции и представляет собой нанесенные в масштабе на подоснову в виде схемы УДС скорости сообщения легковых и грузовых ТС.

Цель этого обследования – установить причины снижения скорости сообщения. Чаще всего такими причинами являются следующие: резкое повышение плотности ТП, неоптимальный режим работы светофорных объектов, возмущающее ТП неорганизованное или недостаточно организованное пешеходное движение.

Анализ причин удлинения маршрутов движения ТС целесообразно обследовать те маршруты движения, у которых коэффициент не прямолинейности больше среднего значения, рассчитанного для всех зарегистрированных маршрутов. При анализе должны быть установлены причины удлинения маршрута, т.е. перепробега ТС. Такими причинами могут быть следующие: несоответствующее требованиям ТП направление одностороннего движения ТС, запрещение необходимого направления движения на перекрестках, запрещение движения по участку дороги и др.

Интервал движения маршрутного ТС первоначально определяется, исходя из имеющихся предположений о характере и особенностях маршрута движения, соответствующего ТС в данном микрорайоне мегаполиса. Аналогично такие показатели как вместимость маршрутного транспортного средства, средняя скорость транспортного потока, средняя плотность транспортного потока, а также скорость свободного движения маршрутного транспортного средства являются варьируемыми показателями, определяемыми особенностями урбанистического ландшафта.
Исходя из зафиксированных на момент промежуточного анализа исходных данных, на первом этапе разработки математического аппарата проводится разработка алгоритма расчета промежуточных результатов. При этом должно быть, в первую очередь, учтено количество проходящих маршрутов по секции.