В настоящее время поток автотранспорта вырос настолько, что заранее сложно планировать длительность поездки. Основным инструментом регулирования движения является светофор. С помощью регулирования длительности свечения светофоров можно управлять загрузкой улиц в часы пик. Путем автоматизации работы светофоров, организации согласованной работы в пределах смежных перекрестков, изменения фаз работы разрешающих и запрещающих сигналов можно оптимизировать загруженность автодорог [1]. Для анализа эффективности введения изменений в работе светофоров, необходимо провести эксперимент в любом регионе. И на основании результатов сравнения проанализировать эффективность изменений. Необходимо сравнивать города с одинаковыми показателями: численность проживающих, территориальных охват, степень загруженности дорог и т.д. Например, в Зернограде проводят эксперимент по внедрению нового алгоритма переключения сигналов светофора. Новые алгоритмы переключения сигналов светофоров позволили сократить количество аварий на 30%, что уже является неплохим показателем. Обычно на светофорах используется один режим работы, хотя технологически возможно использовать до десяти различных режимов. Можно использовать одни режимы в утренние и вечерние часы, а в часы пик другие. Так же можно разделить режимы по дням недели и даже с учетом сезонности направления движения [2]. Это показывает, что внедрение интеллектуальной системы управления движением транспорта позволит решить ряд вопросов связанных с загруженностью дорог: уменьшение количества заторов, уменьшение длительности поездок, уменьшение топливо-энергетических затрат и прочее. Конструктивно в составе интеллектуальной системы необходимо предусмотреть датчики, расположенные вдоль дорожного полотна, с которых передается информация на интеллектуальные контроллеры, расположенные в светофорах. С использованием этой информации выбирается оптимальный режим работы светофора. Внедрение системы управления движением автотранспорта необходимо обосновывать оценкой временных и финансовых затрат, приходящихся на транспортные средства при передвижении по каждому конкретному участку, что можно сделать по формуле [1]

,                         (1)

где – затраты времени транспортными средствами i-го типа на участке дороги;

– средняя стоимость часа для автомобилей i-го типа.

n - количество типов подвижного состава.

Затраты времени на движение транспортными средствами существенно зависят от типа перекрестка. Затраты времени транспортными средствами на нерегулируемом перекрестке рассчитываются по формуле:

,                    (2)

где – затраты времени транспортными средствами i-го типа
на нерегулируемом перекрестке;

– стоимость часа простоя автомобиля i-ой категории;

– доля автомобилей i-ой категории в транспортном потоке.

Затраты времени автомобилями i-го типа
на нерегулируемом перекрестке можно оценить по формуле:

,                    (3)

где – интенсивность движения в час пик по второстепенной дороге (в обоих направлениях);

– средняя задержка на перекрестке одного автомобиля i-го типа;

– коэффициент неравномерности движения в течение суток.

Средняя задержка на нерегулируемом перекрестке одного автомобиля i-го типа может быть определена по формуле:

,                (4)

где – интенсивность движения по главной дороге в обоих направлениях;

– интервал времени между движением автомобилей по главной дороге, за который автомобиль, движущийся по второстепенной дороге, может проехать перекресток;

– интенсивность движения по второстепенной дороге с расчетом на одну полосу.

Затраты времени транспортными средствами на регулируемом перекрестке рассчитываются по формуле:

,                    (5)

где – затраты времени транспортными средствами i-го типа
на регулируемом перекрестке.

Рассмотрим динамику затрат времени на примере. Заданы три типа транспортных средств движущихся на регулируемом перекрестке: легковые автомобили, маршрутные автобусы и грузовые автомобили (i=1, 2, 3). Для этих типов транспортных средств определены T_pi=[5; 8; 12], S_нi=[100; 150; 200], d_i=[0,85; 0,15; x]. Здесь интенсивность движения грузовых автомобилей x будем рассматривать в интервале от 0 до 0,08. На рис. 1 показаны результаты для случая изменения интенсивности движения грузового транспорта от 0 до 0,08 при неизменной интенсивности движения других транспортных средств (кривая 1) и для случая изменения интенсивности движения грузового транспорта от 0 до 0,08 при соответствующем уменьшении интенсивности движения легковых автомобилей, в предположении, что один грузовой автомобиль замещает три легковых автомобиля (кривая 2).

Рис. 1. Зависимость затрат времени на регулируемом перекрестке при изменении интенсивности движения грузового транспорта

Для первого случая затраты возрастают на 22,5%, а во втором – на 11,7%. Пример показывает огромное влияние грузового транспорта на затраты времени на регулируемом перекрестке, при условии, что его интенсивность в 9 раз меньше интенсивности движения легкового транспорта.

Затраты времени автомобилями i-го типа
на регулируемом перекрестке можно оценить по формуле:

,                (6)

где – интенсивность движения автомобилей по главной и второстепенной дорогам соответственно.

Средняя задержка на регулируемом перекрестке одного автомобиля i-го типа может быть определена по формуле

,                (7)

где – отношение длительности разрешающего сигнала к циклу светофора;

– степень насыщения направления движения;

– приведенная интенсивность движения автомобилей в i-ой фазе.

Средняя задержка автомобилей на регулируемом перекрестке определяется как средневзвешенная величина из рассчитанных для каждой фазы:

,                        (8)

где – число фаз регулирования.

Для решения вопроса об экономической целесообразности светофорного регулирования определяют коэффициент экономический эффективности , срок окупаемости , годовой экономический эффект [3].

Годовой экономический эффект представляет собой разность затрат по двум вариантам организации движения на перекрестке:

.

Коэффициент экономической эффективности капитальных вложений:

.

где – капитальные вложения в оборудование перекрестка светофорным регулированием.

Срок окупаемости капитальных затрат:

.

Если выполняется условие Е ≥ Е_н (Е_н нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений), то мероприятия считаются эффективными.

1. Попова Е.П. Определение экономической эффективности мероприятий по организации дорожного движения. МАДИ. – М., 1988 – 96 с.
2. Рябоконь Ю.А. Организация движения: Учебное пособие,- Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. – 92 с.
3. Пугачев И.Н. Организация и безопасность движения: Учебное пособие / И.Н. Пугачев.- Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2004.-232с.

Все статьи автора «Соловьев Виктор Владимирович»