Введение
В последние годы в России все большее предпочтение отдается кольцевым пересечениям вместо перекрестков со светофорным регулированием, так как круговое движение обладает значительными преимуществами, особенно в периоды времени между часами пик [1]. Количество кольцевых пересечений в городах неуклонно растёт. Ключевыми аргументами при выборе типа пересечения в первую очередь являются соображения безопасности. Кольцевые пересечения в области безопасности движения имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами пересечений: меньшее количество конфликтных точек и небольшие углы слияния и переплетения транспортных потоков [2].
Анализ работы существующих пересечений, как нерегулируемых, так и кольцевых, а также результаты компьютерного моделирования свидетельствуют о наличии больших задержек транспорта, связанных с близким расположением к перекресткам или остановочным пунктам общественного транспорта нерегулируемых пешеходных переходов с высокоинтенсивным движением пешеходов [3]. При отсутствии возможности проведения натурных экспериментов по определению оптимального типа пешеходного перехода и места его расположения актуальным является применение методов математического моделирования, не требующего материальных затрат и позволяющего сравнивать большое число проектных вариантов организации движения на участке УДС [4; 5].
PTV Vissim является ведущей микроскопической программой имитации для моделирования мультимодального движения транспорта из серии программного обеспечения Vision Traffic Suite. Реалистично и точно Vissim создает оптимальные условия для тестирования различных транспортно-технических сценариев перед их реализацией [6]. Исследования показали, что имитационные модели могут стать хорошим инструментом принятия управленческих решений по повышению безопасности пешеходов на переходах. Выбор оптимального интервала сигнала светофора позволит снизить вероятность ДТП с пешеходами, при этом параметры транспортного потока изменятся незначительно [7].
Вопрос выбора типа пешеходного перехода, проектируемого вблизи перекрестка с круговым движением, необходимо решать комплексно, учитывая безопасность движения, транспортные задержки, которые могут быть спровоцированы непрерывным потоком пешеходов (на нерегулируемом наземном переходе), а также стоимость работ по обустройству пешеходного перехода [8; 9]. Переход типа «зебра» является самым недорогим и простым в организации среди видов пешеходных переходов. Однако количество происшествий на таких переходах растет с каждым годом. Наиболее безопасными являются переходы в разных уровнях с движением потока транспорта, но для их реализации требуются существенные средства, а также наличие свободного пространства вблизи перекрестка для строительства [10]. В местах, где движение пешеходов носит эпизодический характер, целесообразно применение на переходах светофоров с устройствами вызывного действия, которые существенно сокращают задержки транспорта при высоком уровне безопасности движения [11].
Проектирование развязки с круговым движением на пересечении проспекта Московского и улицы Дзержинского города Брянска
В работе рассмотрен регулируемый перекресток проспекта Московского и улицы Дзержинского в городе Брянске, расположенный вблизи крупного торгового центра «Европа». Большая площадь перекрестка создает дополнительные затраты времени при движении автомобилей, они не успевают завершить маневр в течение разрешающего сигнала светофора. Также широкая проезжая часть улицы Дзержинского (40 м) значительно увеличивает длину пешеходного перехода, а длительность пешеходной фазы - всего 13 с, люди не успевают завершить переход и вынуждены останавливаться на проезжей части. Цикл светофорного регулирования составляет 141 с, что превышает рекомендуемые значения (120 с). В итоге наблюдаются существенные очереди на подходах к перекрестку, резервы пропускной способности при данной схеме организации дорожного движения исчерпаны. Для устранения перечисленных недостатков разработан проект классического кольцевого саморегулируемого пересечения с нерегулируемыми пешеходными переходами в зоне перекрестка, который не потребует существенных земельных работ благодаря наличию избыточной площади перекрестка и отсутствию близкорасположенной застройки.
В качестве исходных данных для проектирования были использованы геометрические параметры проезжих частей, а также сведения о разрешенных направлениях движения на пересечении. Входные данные о транспортных и пешеходных потоках были собраны с помощью видеосъёмки на регулируемом пересечении проспекта Московского и улицы Дзержинского города Брянска в пиковые периоды суток. Максимальные значения наблюдаются в вечерний пиковый период (с 1800 до 1900); картограмма интенсивностей транспортных и пешеходных потоков, построенная для кругового движения автомобилей, представлена на рис. 1.
|
Рис. 1. Картограмма интенсивностей транспортных и пешеходных потоков для проектируемого кольцевого пересечения |
Дополнительно было проведено исследование движения пешеходов на переходе через проезжую часть проспекта Московского в активные часы суток (с 500 до 2300) в будний день (вторник), результаты которого показали, что с 700 до 2100 наблюдается оживленное движение (свыше 200 чел./ч). Пиковая интенсивность движения пешеходов приходится на период с 1700 до 1900, она достигает значения почти 800 чел./ч (рис. 2).
|
Рис. 2. Данные об интенсивности пешеходных потоков через проезжую часть проспекта Московского
|
|
Моделирование транспортных потоков на перекрестке
Первоначальное исследование включало 2 этапа. На первом строилась базовая модель - «как есть» (параметры модели соответствовали текущей ситуации), затем была разработана классическая схема кольцевого пересечения с нерегулируемыми пешеходными переходами, расположенными в зоне перекрестка. После построения моделей в программе PTV Vissim был проведен пробный запуск имитации для проверки соответствия движения транспортных и пешеходных потоков ПДД РФ, а также на наличие других возможных ошибок с последующим их устранением. Результаты пробного запуска имитации базового и проектного вариантов перекрестка проспекта Московского и улицы Дзержинского представлены на рис. 3а, б.
|
Рис. 3. Запуск имитационных моделей в программе PTV Vissim: а - базовый вариант; б - проектный вариант 1; в - проектный вариант 2; г - проектный вариант 3
|
|
В качестве еще двух альтернативных вариантов светофорного регулирования движения пешеходов рассматриваются проектный вариант 2 - переход остается на прежнем месте в зоне перекрестка (рис. 3в) и проектный вариант 3 - переход смещается в сторону путепровода за остановочные пункты (рис. 3г). Движение автомобилей становится более свободным, транспортный поток скапливается перед переходом только в моменты, когда горит разрешающий сигнал для пешеходов, в остальное время движение происходит практически без задержек. В проектном варианте 3 отнесенный пешеходный переход не создает сложностей для маршрутного пассажирского транспорта, отъезжающего от остановочного пункта в направлении кольца, также не собирается очередь автомобилей, выезжающих с кольцевой проезжей части.
Анализ результатов моделирования
Для сравнения базового и проектных вариантов имитационного моделирования в среде PTV Vissim производится сбор данных и анализ результатов с помощью датчиков и счетчиков. Датчик «Время в пути ТС» задается отрезком, на котором будет высчитываться время пребывания ТС в зоне перекрестка. С помощью функции «Измерительный пункт» были размещены детекторы, считающие количество транспортных средств, прошедших через них. После расстановки детекторов и счетчиков был произведен окончательный запуск имитационной модели для сбора необходимой информации. Полученные данные по результатам моделирования базового и проектных вариантов представлены в таблице.
В базовом варианте максимальные задержки наблюдались при движении по улице Дзержинского (58,7 с), на остальных подходах они были примерно на одинаковом уровне (≈22-24 с). После введения кругового движения задержки на всех подходах снизились, кроме подхода 3 (зона изучаемого пешеходного перехода), где из-за хаотичного движения пешеходов простои автомобилей увеличились в среднем до 36,7 с. Введение светофорного регулирования на пешеходном переходе позволило добиться снижения средних задержек на всех подходах по сравнению с базовым вариантом от 2,4 до 3,2 раза.
Таблица
Результаты сравнительного анализа схем организации дорожного движения
|
Номер подхода |
Средняя задержка, с |
Проехало автомобилей (за интервал моделирования 10 мин) |
||||||
|
Базовый вариант |
Проектный вариант |
Базовый вариант |
Проектный вариант |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|||
|
Подход 1 |
21,9 |
8,1 |
6,8 |
4,1 |
193 |
204 |
208 |
208 |
|
Подход 2 |
58,7 |
13,7 |
20,4 |
10,2 |
49 |
50 |
50 |
50 |
|
Подход 3 |
21,5 |
36,7 |
9,1 |
7,5 |
110 |
272 |
291 |
287 |
|
Подход 4 |
23,6 |
10,7 |
8,5 |
8,9 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
В целом на перекрестке |
26,9 |
23,3 |
9,3 |
6,5 |
356 |
530 |
553 |
549 |
Из анализа данных таблицы также видно, что с введением кругового движения повысилась пропускная способность на перекрестке (т.е. максимальное число транспортных средств, проехавших за единицу времени). Сравнение средней задержки на перекрестке в целом позволяет сделать вывод, что светофорное регулирование на пешеходном переходе при введении кругового движения снижает среднюю задержку одного проехавшего через перекресток автомобиля с 26,9 до 6,44-9,3 с. Наиболее предпочтительным является проектный вариант 3 с переносом пешеходного перехода и светофорным регулированием движения пешеходов.
|
|
|
Заключение
Результаты моделирования в среде PTV Vissim показали, что интенсивные пешеходные потоки напрямую влияют на производительность кольцевого пересечения. При отсутствии материальной возможности строительства пешеходного перехода в разных уровнях с проезжей частью целесообразно применять светофорное регулирование при условии отнесения перехода от перекрестка с круговым движением, что позволит снизить транспортные задержки почти в 5 раз по сравнению с нерегулируемым переходом в зоне пересечения.
