Анализ организации дорожного движения в центральной части города Харькова

УДК 625.72:656.11

АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ГОРОДА ХАРЬКОВА

Е.Б. Решетников, профессор, к.т.н., Л.С. Абрамова, доцент, к.т.н., Н.С. Чернобаев, ассистент, В.В. Ширин, ассистент, ХНАДУ

Аннотация. Рассматриваются вопросы организации дорожного движения в центральной части города Харькова по основным параметрам функционирования транспортных систем. По полученным результатам сформулированы перспективные направления исследований по увеличению пропускной способности и снижению аварийности на объекте исследования.

Ключевые слова: организация дорожного движения, транспортный поток, интенсивность, пропускная способность, центральный деловой район, дорожно-транспортные происшествия.

Введение

Градостроительство представляет собой сложную совокупность принципов и приемов планировочной структуры города, которая является основой транспортной системы.

Социальные и демографические характеристики городов, а также использования территорий оказывают влияние на подвижность городского населения и потребность в транспортном обслуживании. Современные города характеризуются непрерывным и быстрым ростом численности населения и возрастанием уровня автомобилизации населения.

Особое внимание привлекает центральный деловой район (ЦДР) города, который представляет собой центр городской агломерации. Характерным здесь является исторически сложившаяся тесная сплошная застройка узких улиц, не совсем правильной формы кварталы, которые сочетаются с полным несоответствием городской улично-дорожной сети (УДС) требованиям современного городского транспорта. Эти особенности вынуждают постоянно возрастающий транспортный поток двигаться не только в несвободном режиме, а и претерпевать предзаторовые и заторовые ситуации.

Следовательно, к принципам организации дорожного движения в таких условиях должны выдвигаться дополнительные требования, которые позволят обеспечить нормальное функционирование транспортной системы города.

Цель и постановка задачи

Объектом исследования была выбрана центральная часть Киевского и Дзержинского районов

города, ограниченная улицей Пушкинской и улицей Сумской, а также улицей Веснина и площадью Конституции (рис. 1).

В результате анализа транспортной планировки объекта были выявлены основные его параметры и особенности, к которым относятся:

- расположение на его территории центров максимальной плотности населения. При этом он занимает территорию ~2,5-3 км2. Приблизительно половина всей территории ЦДР занята под улицы и автомобильные парковки;

- половина всего объема дорожного движения в час пик проходит через центр;

- отсутствие реализации стояночного режима на его территории.

В г. Харькове ЦДР имеет смешанную структуру, но в основном прямоугольно-диагональную. При этом плотность улично-дорожной сети рассматриваемого участка равна 9,93 км/км2 (максимальная плотность УДС=10 км/км2 [1]), а средние внутрирайонные расстояния равны 0,977 км. Очевидно, что слишком высокая плотность сети, хотя и обеспечивает минимальную длину пешеходных подходов к магистральным линиям, но также снижает скорость сообщения транспорта в следствии частых пересечений.

Решение задачи

На первом этапе для исследований и оценки безопасности движения (БД) мы провели качественный анализ дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на объекте, который позволяет выявить недостатки организации дорожного движения (ОДД).

Рис. 1. Схема объекта исследования

ДТП характеризует нарушения, происходящие в сфере взаимодействия водителя, дороги, дорожного движения и условий окружающей среды.

При исследовании безопасности дорожного движения (БДД) мы применили параметры статистических причин, таких как факторы риска [2]. Под этим понимается, что факторы показывают вероятность происшествия или ранения. Такие факторы не следует понимать как необходимые или достаточные для возникновения происшествий.

Предлагается оценить безопасность дорожного движения (БДД) по 2-м параметрам [2]:

- риск безопасности движения. Как ожидаемое количество происшествий, то есть среднее количество происшествий, на единицу времени, которое, в конечном счете, произойдет при неизменяемой интенсивности и условиях движения

ДТП

риск_БД =-.

единица_времени

- риск здоровья населения. Он связан с ранениями в дорожном движении, то есть определяется как количество раненых на 100000 жителей в год:

кол-во_погибш.(ранен.)в_год

риск_здор.=-.

100000 жителей

При этом выявлено, что количество раненых и погибших в ДТП является следствием интенсивности движения, количества ДТП и степени их тяжести.

Этот показатель является общим, поскольку он является конечным звеном в цепи причин, но риск здоровья является более общей мерой риска, чем риск БД, поскольку учитывает также объем передвижения населения.

К способам сокращения количества раненых относятся:

- сокращение передвижения населения и объема перевозок;

- регулирование объема транспортного потока;

- уменьшение риска ДТП, то есть уменьшение вероятности возникновения ДТП на каждый проезжаемый километр;

- уменьшение вероятности ранений при происшествии.

Под причиной дорожно-транспортных происшествий часто понимают необходимое или доста-

точное условие того, чтобы произошло происшествие. Такое понятие причины считают детерминистическим, поскольку оно предусматривает логическую однозначную связь между причиной и влиянием. Но ДТП является следствием уникального ряда причин. При этом не все факторы встречаются так часто, как некоторые факторы, которые встречаются чаще других и являются при этом решающими. Таким образом, необходимо получить сведения о целом ряде факторов, которые встречаются чаще, чем другие, в связи с ДТП. Это могут быть факторы, относящиеся к проектированию дорог, погодным и дорожным условиям, транспортному потоку или к участникам дорожного движения.

Факторы, влияющие на количество происшествий, можно разделить на четыре группы по их управляемости:

1. Данные движущих сил - это то, чем можно управлять с трудом: цена на нефть, бензин, количество населения.

2. Общественные условия. На них можно влиять в ограниченной степени; это - доход населения, занятость, развитие экономики.

3. Факторы транспортного сектора, которые влияют на интенсивность: наличие водительских удостоверений, размер и состав автомобильного парка, дорожные нормы, цены на бензин. На эти факторы можно влиять через транспортно - политические мероприятия.

4. Факторы, влияющие на уровень риска при данной интенсивности движения.

Как видно, на одни можно влиять, на другие - с трудом. При этом выявлено, что интенсивность движения является важнейшим фактором для объяснения количества ДТП.

Ожидаемое количество происшествий нельзя наблюдать, его необходимо рассчитывать. Наиболее часто применяемым методом расчета является изучение объектов (участки дороги, водители, транспортные средства), свойства которых влияют на количество ДТП. При анализе безопасности движения в исследуемом районе нами были получены статистические данные о ДТП в органах ГАИ города Харькова (табл. 1). В таблице отображены сведения об общем количестве ДТП, а также количество погибших и раненых в них.

На рис. 2 и 3 приведены сегментные диаграммы ДТП по сравниваемым периодам (2001 и 2003 гг.).

На диаграммах наглядно представлен сравнительный анализ изменения распределения ДТП на объекте исследования.

При анализе ДТП различают систематические и случайные ДТП.

Известно, что систематические изменения количества ДТП имеет большее значение, чем случай-

ные изменения. На случайные ДТП влияют следующие причины: климатические условия, психофизическое состояние водителя, неисправность технических средств регулирования ДД. На систематические изменения количества происшествий влияют интенсивность движения и факторы риска.

Случайное изменение количества происшествий можно рассчитать на основании общего количества ДТП. Это означает, что случайное изменение количества ДТП рассчитывается в процентах от общего количества ДТП, и оно будет тем меньше, чем больше количество. Например: для ДТП 2001

года: 747 = 6,85, то есть 14%; для ДТП 2003 года: ->/58 = 7,6, то есть 13%.

Для точного определения случайных ДТП необходимо применять вероятностные методы анализа и учитывать область случайных изменений ДТП, которая определяется доверительным интервалом с вероятностью Р=0,96 или 96% и составляет от 55,7 до 60,32 ДТП за 2003 год.

Согласно выбранным параметрам оценки безопасности движения, рассчитываем риск безопасности движения и риск здоровья для объекта исследований.

Для 2001 года:

риск_БД = — = 0,1287 « 0,13, 365

5

риск здоровья =-= 0,00005.

100000

Для 2003 года:

58

риск_БД =-= 0,1589 « 0,16,

365

риск здоровья =—10— = 0,0001. 100000

Очевидно, что величина рисков возрастает, что свидетельствует об увеличении интенсивности транспортного потока и несоответствии ему условий движения.

Основным параметром транспортной сети, который связан с интенсивностью транспортного потока, является пропускная способность дорог. Следовательно, на следующем этапе анализа ОДД в ЦДР г. Харькова мы определили пропускную способность элементов УДС.

Таблица 1 Исходные данные параметры объекта исследования

Место ДТП Статистика ДТП

2001 г. 2003 г.

ул. Сумская - ул. Рымарская 3 - 0 - 0 6 - 0 - 2

ул. Сумская - площадь Свободы 6 - 0 - 0 4 - 0 - 1

ул. Сумская - проспект Правды 7 - 0 - 0 5 - 0 - 0

ул. Сумская 75,77 7 - 0 - 2 4 - 0 - 2

ул. Артема - ул. Веснина 6 - 0 - 1 6 - 0 - 1

ул. Артема - ул. Иванова 5 - 0 - 2 5 - 0 - 1

ул. Артема - ул. Гиршмана 2 - 0 - 0 2 - 0 - 0

ул. Гиршмана - ул. Пушкинская 3 - 0 - 0 3 - 0 - 0

ул. Пушкинская - площадь Конституции 3 - 0 - 0 5 - 0 - 0

ул. Пушкинская - ул. Веснина 5 - 0 - 0 5 - 0 - 1

ул. Мироносицская - ул. Каразина до 2003 года не было 5 - 0 - 0

ул. Пушкинская - ул. Студенческая 4 - 0 - 0

ул. Чернышевского - ул. Гончара 4 - 0 - 2

Общее 47 - 0 - 5 58 - 0 - 10

Петровского

Иванова 7%

Маяковского1

3%

Пушки! 10%

пл. Конституции 7%

Сумская

Чернышевског

5% Мироносицкая 7%

Рис. 2. Сегментирование Д ТП по улицам исследуемого района за 2001 год

Гиршмана  Петровского 1%

Веснина 2%

Пушкинская 22%

Кон

] Артё: 2%

о

4%

Мироносицкая 4%

Сумская 54%

Рис. 3. Сегментирование ДТП по улицам исследуемого района за 2003 год

Пропускная способность дороги по сути является показателем обслуживания транспортного потока, на величину которого влияют параметры проезжей части дороги, тип и качество управления, а также количество технических средств регулирования.

Идеальными условиями движения считаются следующие:

- непрерывный поток транспортных средств свободен от боковых помех;

- в потоке движутся только легковые автомобили;

- ширина полосы движения - 3,6 м. На расстоянии 1,8 м от кромки проезжей части отсутствуют неподвижные предметы.

Но все условия, необходимые для поддержания интенсивности движения на уровне, равном пропускной способности дороги, обычно не реализуются и чаще всего приходится определять пропускную способность, когда «идеальных» условий нет. С пропускной способностью связан такой параметр, как уровень обслуживания транспортного потока, под которым понимается качественное состояние потока автомобилей, который определяет характерные условия труда водителей. По существующим граничным характеристикам уровней обслуживания [3], например, на улице Артема, мы имеем уровень Е (1,57), хотя если коэффициент условия обслуживания больше 1 - этот параметр не имеет смысла. Данный уровень обслуживания характеризует следующие условия функционирования дороги: при этом транспортный поток не свободен, плотность движения превышает 43-47 авт/км, а в короткие промежутки времени скорость АТС может падать до нуля, то есть поток находится в стесненных условиях.

томобиля, м; <0- безопасная дистанция, м; / -суммарное время от момента подачи сигнала торможения впереди идущим автомобилем до полного включения тормозной системы автомобиля, следующего сзади.

По данной модели нами была рассчитана реальная и возможная пропускная способность элементов улично-дорожной сети исследуемой центральной части города. Приводим фрагменты расчетов для отдельных участков в табл. 2.

Таблица 2 Пропускная способность улиц ЦДР города

Показатели Улица

Иванова Петровского Артема Чернышевского

Р реальная, авт./час 1049 1049 1199 1199

Р возможная, авт./час 2428 2428 2158 2158

Урасч, км/час 15

По полученным данным, можно сделать вывод, что реальная пропускная способность составляет 43-55% возможной, что снижает скорость движения до 15 км/час.

При этом изучено влияние наличия стоянок на увеличение пропускной способности УДС. Эта величина составляет в среднем 30-35%. Известно [2], что запрещение парковок на УДС осуществляется при следующих условиях:

- при интенсивности 600 авт/час на 2 полосы и более на всем протяжении улицы;

- на расстоянии 45 метров до и после перекрестка при интенсивности 500 авт/час на 2 полосы и более.

Согласно, проведенному анализу методов определения пропускной способности, нами была выбрана модель [4], которая наиболее полно учитывает параметры влияющие на изменение пропускной способности в городе

N = -

3600 -у-К

а-У1

'+*-Урасч + 1а + <0

где

У = 2 1г° + й0

расч *

-со8у;

у = — атссоБх 3

х-. =; у - коэффициент снижения

2-Л1а-

пропускной способности, ориентировочно учитывающий суммарное воздействие движения по встречной полосе, стоянок автомобилей; а - коэффициент торможения; 1а - средняя длина ав-

Следовательно, будет оправданным решение о запрещении парковок на УДС ЦДР.

Приведенные результаты свидетельствуют о необходимости организации стояночного режима в ЦДР г. Харькова.

Выявленное уменьшение пропускной способности на улицах центральной части связано с тем, что по одной полосе движения в каждом направлении заняты под парковку, а на улицах с односторонним движением (ул. Артема) - по две полосы.

Таким образом, приведенный анализ организации дорожного движения на объекте показал необходимость проведения дальнейших исследований по усовершенствованию условий дорожного движения. В связи с этим, нами предлагаются следующие направления исследований:

1

- расположение стоянок (по принципам организации стоянок в ЦДР);

- моделирование пропускной способности с целью определения оптимальных значений, параметров, влияющих на ее изменение;

- имитационное моделирование сетевого управления транспортными потоками в ЦДР г. Харькова.

Разработка стояночного режима в ЦДР связана с расположением центров тяготения, которые находятся на объекте исследования.

Согласно принципам организации автомобильных стоянок [1], существует норма для резервирования площадей и проектирования стоянок, равная 0,33-0,5 остановочных мест на каждого работника.

Предлагаем следующие условия финансирования программ по организации сети стоянок:

- за счет бюджета на содержание городского хозяйства, который предполагает взгляд на организацию стоянок как на государственную систему внеуличных стоянок, подобную уличной сети;

- за счет доходов от эксплуатации стоянок, плюс суммы выручки паркометров, плюс штрафы за нарушение правил стоянки;

- налог на стоянку с предприятий по действующим нормативам.

Дальнейшие исследования моделирования пропускной способности могут привести к определению граничных значений параметров, влияющих на ее изменение, таких как состав транспортного потока и его интенсивность. Именно это и определяет практическую значимость исследований.

Разработка сетевых методов управления, на наш взгляд, предполагает разработку имитационных моделей поведения транспортного потока (ТП), как наиболее адекватных моделей исследуемому объекту, имеющему сложный вероятностный и динамический характер. Реализовать их на практике возможно только методом компьютерного моделирования [5].

Следовательно, наиболее эффективным способом управления транспортными потоками является разработка автоматизированной системы управления дорожным движением (АСУДД) города [6]. Но эти разработки связаны с определенными трудностями административного, финансового и

технического характера. В настоящее время только 63 светофорных объекта города подключены к центральному пункту управления ДД города.

Также существующая элементная база технических средств регулирования и управления транспортными потоками не позволяет организовать адаптивные алгоритмы управления.

Вывод

Проведенный анализ организации дорожного движения центрального делового района города Харькова, позволили выявить проблемы функционирования существующей транспортной системы. Одной из основных является несоответствие пропускной способности транспортной сети интенсивности транспортных потоков, и как следствие этого, повышение уровня аварийности. С целью улучшения состояния организации дорожного движения нами предлагается проведение исследований по направлению моделирование параметров транспортных потоков сети центрального делового района, а также планирование стояночного режима на объекте исследования. Решение поставленных задач позволит ликвидировать предзаторовые и заторовые ситуации на улично-дорожной сети города.

Литература

1. Фишельсон М.С. Транспортная планировка

города. - М.: Высшая школа, 1985. - 239с.

2. Справочник по безопасности движения. - Нор-

вегия, 2000. - 589с.

3. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Органи-

зация дорожного движения. - М.: Транспорт, 2001. - 247с.

4. Михайленко В.И., Четверухин Б.М. Управле-

ние движением на автомобильных дорогах. - К.: Урожай, 1991. - 195 с.

5. Гультяев А. К. Matlab 5.3 Имитационное моде-

лирование в среде Windows. - СПб.: Корона принт, 2001. - 400с.

6. Решетшков £.Б., Абрамова Л.С. Науково-

техшчне забезпечення автоматизованих систем управлшня дорожшм рухом // Вюник Национального техшчного ушверситету "ХПТ. Збiрник наукових праць. Тематичний випуск: Новi ршення в сучасних техно-лопях. - Харшв: НТУ "ХПГ, 2004. - №47 -147 с., С. 79-82.

Рецензент: М.А. Подригало, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 18 января 2005 г.