Расчёт потребной пропускной способности условно-кольцевых связей в транспортной сети города

УДК 656.11.021.2

РАСЧЁТ ПОТРЕБНОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УСЛОВНО-КОЛЬЦЕВЫХ СВЯЗЕЙ В ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ

ГОРОДА

Е.М. Гецович, профессор, Д.В. Засядько, ассистент, ХНАДУ

Аннотация. Предложен способ расчёта потребной пропускной способности кольцевых участков улично-дорожной сети крупных городов с радиальнокольцевой планировкой. Способ основан на вводе в модель транспортной сети кольцевых участков с заведомо большей необходимого значения пропускной способностью.

Ключевые слова: транспортная система, условно-кольцевые связи, пропускная способность, центральная деловая часть города.

Введение

Основным недостатком радиально-кольцевой структуры городов является сосредоточение транспортных потоков в центре. При этом потоки, которые зарождаются и поглощаются на периферийных зонах, движутся через центральную часть. Предполагается создание системы условно-кольцевых связей в обход центральной деловой части города (ЦДЧГ), с помощью эстакад. При этом необходимо определить потребную пропускную способность этих связей, то есть ширину проезжей части и количество полос.

Построение модели транспортной сети и подготовка исходной информации для расчётов пропускной способности

Поскольку основное внимание обращено на центральную деловую часть города, то видится целесообразным проводить укрупнённое транспортное районирование, выделяя не отдельные транспортные районы по правилам, описанным в [1], а объединяя периферийные транспортные районы в мегарайоны и выделяя ЦДЧГ в отдельный мегарайон [6].

Для примера был выбран город Харьков как имеющий типичную радиально-кольцевую планировочную структуру.

Центральная деловая часть ограничена железной дорогой, ул. Клочковской, ул. Бакулина, ул. Веснина, ул. Шевченко, Красношкольной наб, Нетеченской наб., ул. Маршала Конева.

Остальная территория была условно разделена на 9 периферийных мегарайонов:

1) Холодная Гора, Красный Октябрь, Лысая гора;

2) западная часть Дзержинского района;

3) восточная часть Дзержинского района;

4) Пятихатки, восточная часть Киевского района;

5) западная часть Киевского района;

6) Московский, Орджоникидзевский и Фрунзенский районы;

7) Коминтерновский и Червонозаводский районы;

8) западная часть Червонозаводского и восточная часть Октябрьского района;

9) Октябрьский район и южная часть Ленинского района, Залютино.

Деление на мегарайоны выполнено так, чтобы в каждом мегарайоне была основная радиальная магистраль, связывающая его с центром, например ул. Полтавский шлях. Условный центр тяготения «мегарайона» назначается в геометрическом центре при равномерной застройке или вблизи явно выраженных объектов транспортного тяготения. Для построения модели транспортной сети нужны

также характеристики дорог, ограничения маневров на перекрёстках, ёмкости транспортных районов по отправлению и прибытию [2].

Схема транспортной сети представлена на рис. 1.

©

го

- транспортный мегараион;

- транспортный узел, связывающий радиальную магистраль с условнокольцевой связью;

' - проектируемая условно-кольцевая связь;

- кольцевая связь за пределами ЦДЧГ;

- радиальная магистральная связь;

Рис. 1. Схема транспортной сети

Ранее [6] была получена матрица транспортных корреспонденций между мегарайонами с маршрутами, проходящими через ЦДЧГ. Аналогичным образом рассчитана матрица для вечернего времени (табл. 1).

Предполагается, что для объезда ЦДЧГ будет создано транспортное кольцо (см. рис. 1), въезды на которое с радиальных магистралей будут на подходах к ЦДЧГ. Эти места показаны в виде узлов на схеме сети.

Расчёт предполагаемых значений интенсивности потоков на участках транспортного кольца

Для расчёта интенсивностей потоков на транспортном кольце нужно определить маршруты, которыми будут реализованы эти корреспонденции. При этом принимается ряд допущений и предположений:

- корреспонденции реализуются по кратчайшим по времени маршрутам;

- кратчайшие по времени маршруты должны быть также кратчайшими по расстоянию, поскольку пропускная способность транспортного кольца должна обеспечивать движение потоков без заторов и взаимных помех участников движения;

- маршруты не должны пролегать через

ЦДЧГ.

Таким образом, задача поиска маршрутов может быть решена известными алгоритмами, например, методом потенциалов [3].

Получены кратчайшие маршруты, проходящие в обход ЦДЧГ по транспортному кольцу.

1-11-12-2; 1-11-12-13-3; 1-11-12-13-14-4; 1-1112-13-14-15-5; 1-11-19-18-17-16-6; 1-11-19-1817-7; 1-11-19-18-8; 1-11-19-9; 2-12-13-3; 2-1213-14-4; 2-12-13-14-15-5; 2-12-13-14-15-16-6;

2-12-11-19-18-17-7; 2-12-11-19-18-8; 2-12-1119-9; 3-13-14-4; 3-13-14-15-5; 3-13-14-15-6; 313-14-15-16-17-7; 3-13-12-11-19-18-8; 3-13-1211-19-9; 4-14-15-5; 4-14-15-16-6; 4-14-15-1617-7; 4-14-13-12-11-19-9; 5-15-16-6; 5-15-1617-7; 5-15-16-17-18-8; 5-15-16-17-18-19-9; 616-17-7; 6-16-17-18-8; 6-16-17-18-19-9; 7-1718-8; 7-17-18-19-9; 8-18-19-9.

Интенсивность транспортного потока на каждом участке кольца рассчитываем как сумму корреспонденций, маршруты которых проходят по данному участку.

N.

=Х&Г • н,

¡=1 ,=1

где ¡, , - номера транспортных районов;

к(т^ - коэффициент, который определяет,

проходит ли маршрут корреспонденции Н, по дуге т. Если корреспонденция Н, проходит

по дуге т, то к[т^ = 1, иначе к[т^ = 0 .

У У

Результаты приведены в табл. 2.

Потребную пропускную способность, Р, авт./ч, рассчитаем исходя из интенсивности потока и допустимого уровня загрузки дороги движением.

Р =

N

кЗ

где N - интенсивность транспортного потока на участке, авт./ч; КЗ - коэффициент загрузки дороги движением.

Н, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 0 484 145 244 1373 580 104 0 0 0

2 561 0 0 0 0 1729 335 325 196 0

3 329 0 0 0 0 1377 250 223 126 0

4 456 0 0 0 0 0 389 363 192 0

5 2203 0 0 0 0 0 0 1950 977 1

6 875 2250 918 0 0 0 0 0 301 0

7 282 780 298 562 0 0 0 0 112 0

8 0 237 83 164 1027 0 0 0 0 0

9 0 234 77 142 842 276 58 0 0 0

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Таблица 2 Вычисленные значения интенсивности потоков на участках транспортного кольца

Участок 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-11

Интенсивность в прямом направлении в утренние часы, авт./ч 1893 1763 1725 1812 2316 2102 2233 1450 1587

Интенсивность в прямом направлении в вечерние часы, авт./ч 2717 2564 3063 3528 3614 2649 2916 1842 1776

Потребное количество полос 3 3 4 4 4 3 3 2 2

Интенсивность в обратном направлении в утренние часы, авт./ч 1873 2419 2928 2983 3427 1942 1418 1158 238

Интенсивность в обратном направлении в вечерние часы, авт./ч 2213 2629 3063 3116 2528 1372 1190 951 945

Потребное количество полос 3 3 4 4 4 2 2 2 1

Примем для городских дорог пропускную способность одной полосы 1500 авт./ч, двух полос - 2700 авт./ч, трёх полос - 3600 авт./ч, четырёх полос - 4350 авт./ч [5]. Приемлемый уровень загрузки дороги движением примем 0,8. Далее рассчитаем потребное количество полос.

Результаты приведены в табл. 2.

Выводы

Предложенный способ расчёта пропускной способности позволяет определить потребную пропускную способность и количество полос движения участков транспортного кольца, позволяющего увести транзитные транспортные потоки из ЦДЧГ.

Литература

1. Капитанов В.Т., Хилажев Е.Б. Управление транспортными потоками в городах.

- М.: Транспорт, 1985. - 94 с.

2. Сильянов В.В. Теория транспортных по-

токов в проектировании дорог и организации движения. - М.: Транспорт, 1977.

- 303 с.

3. Кожин А.П. Математические методы в пла-

нировании и управлении грузовыми автомобильными перевозками. - М.: Высшая школа, 1979. - 303 с.

4. Кузнецов Ю.Н., Кузубов В.И., Волощен-

ко А.Б. Математическое программирование. - М.: Высшая школа, 1976. - 352 с.

5. Лобашов А. О. О прогнозировании скорости

транспортных потоков на городских улицах // Вестник ХНАДУ. - Харьков: ХНАДУ, 2002.

6. Засядько Д.В. Расчёт транспортных пото-

ков, идущих транзитом через центральную деловую часть города // Вестник ДИАТ. - Донецк, 2009.

Рецензент: В.В. Филиппов, профессор, д.т.н., ХНАДУ.

Статья поступила в редакцию 27 марта 2009 г.