Транспортный поток в авто

Транспортный поток

Транспортный поток состоит из отдельных автомобилей, обладающих различными динамическими характеристиками и управляемых разными по квалификации водителями, т. е. он не является однородным.

В условиях малоинтенсивного движения, когда по дороге движутся отдельные транспортные средства с большими интервалами, водителя в выборе режима движения ограничивают Правила движения, состояние автомобиля и дороги. В плотном транспортном потоке водитель не свободен в выборе скорости движения, он не всегда может сделать обгон и его поведение в значительной степени определяется общим ритмом движения на дороге. Следовательно, интенсивный транспортный поток нивелирует различия в характеристике отдельных водителей и машин.

Наблюдения показали, что движение плотного транспортного потока по улице или дороге напоминает движение воды в канале. Если быстро преградить путь потоку воды в канале, то он мгновенно остановится и по поверхности пробежит обратная волна.

Эффект обратной волны применительно к транспортному потоку выражается в резком снижении скорости вдоль колонны и сокращении интервалов между автомобилями.

Хорошо известно, что канал определенного сечения может пропустить вполне определенное количество воды в единицу времени. Если мы хотим пропустить через канал большее количество воды, то должны увеличить его сечение. Нечто подобное происходит и с транспортным потоком, движущимся по своему каналу — улице или дороге. Проезжая часть определенной ширины может пропустить вполне определенное количество автомобилей, и если мы хотим увеличить ее пропускную способность, то должны расширить дорогу.

Эта аналогия дала специалистам основание применить для изучения закономерностей транспортных потоков законы движения жидкости. Такая модель, правда, с определенными ограничениями позволяет проводить важные исследования и решать ряд практических вопросов по регулированию движения.

Транспортный поток можно характеризовать тремя основными параметрами: интенсивностью N, средней скоростью V и плотностью D. Эти параметры связаны основным уравнением транспортного потока: N = DV.

Графически это уравнение представляет собой основную диаграмму транспортного потока, общий вид которой показан на рис. 1.

Рис. 1. Основная диаграмма транспортного потока

Пользуясь уравнением и диаграммой, можно определять характеристики транспортного потока. Так, средняя скорость выражается через тангенс угла наклона прямой, соединяющей начало координат с точкой, координаты которой характеризуют определенную интенсивность и плотность (N/D).

Максимально возможная при данных условиях интенсивность движения, как это следует из диаграммы, достигается при определенной плотности транспортного потока (точка A на диаграмме) и называется пропускной способностью полосы движения или дороги в целом. Характерно, что при плотности потока, большей, чем в точке A, интенсивность движения снижается. Объясняется это тем, что при большой плотности движения, часто возникают заторы, снижается скорость и это приводит к уменьшению количества автомобилей, проходящих в единицу времени через какое-либо сечение или участок дороги.

Из основной диаграммы и уравнения транспортного потока следует очень важный для регулирования движения вывод: в тех случаях, когда возникает потребность пропустить по дороге максимально возможное количество автомобилей, необходимо установить с помощью знаков определенный режим скорости, который обеспечивает наибольшую интенсивность.

Как показывают наблюдения, при благоприятных условиях движения обычная двухполосная дорога с шириной проезжей части 7 — 7,5 м может пропустить не более 2000 автомобилей в час. Максимальная интенсивность достигается при скорости примерно 50—60 км/ч. (Лобанов Е.М., Сильянов В.В. и др. Пропускная способность автомобильных дорог).

Одной из характеристик движения является свобода обгонов в транспортном потоке. Потребность в обгонах появляется вследствие разнородности состава потока — легковые автомобили и быстроходные грузовые для поддержания желаемой скорости стремятся обогнать медленно движущиеся транспортные средства. С увеличением интенсивности движения потребность в обгонах растет, а возможности для их реализации уменьшаются, поскольку во встречном потоке становится все меньше и меньше интервалов, которые обеспечивают безопасные условия маневра. Наблюдения показывают, что обгон протекает свободно, когда во встречном потоке интервал между автомобилями имеет такую величину, которая может быть преодолена за 20 с и более. Если этот интервал оказывается менее 7 с, то обгон становится практически невозможным.

Конечно, отдельные опытные водители, управляя легковым автомобилем с хорошими динамическими качествами, могут совершить обгон и при меньших интервалах, но это сопряжено с большим риском.

В табл. 1. приведены данные, характеризующие возможности совершения обгонов на обычной дороге шириной 7 — 7,5 м при различной интенсивности движения. Как показывают расчеты, при интенсивности движения 100 авт/ч в транспортном потоке 70% всех интервалов больше 20 с, и поэтому обгоны могут происходить сравнительно свободно. При интенсивности 900 авт/ч таких интервалов остается только 4%, и это намного усложняет условия обгона. Наблюдения, проводившиеся Московским автомобильно-дорожным институтом, показывают, что обгоны уже практически не совершаются, когда суммарная интенсивность движения на дороге в обоих направлениях достигает 1500- 1800 авт/ч. Происходит это из-за уменьшения в транспортном потоке безопасных для обгона интервалов.

Распределение количества интервалов различной длительности в транспортном потоке при различной интенсивности движения

Интенсивность движения на дороге, авт/ч

Источник

Основные понятия теории транспортных потоков

ТЕОРИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ

Рассмотренные выше требования к элементам автомобильных дорог основаны на предпочтении движения по дороге одиночных автомобилей, водителям которых ничто не мешает избирать наиболее приемлемый для них режим движения. Фактически по дорогам происходит одновременное движение большого числа автомобилей разных типов с разным уровнем загрузки в разном техническом состоянии. Ими управляют водители разной квалификации, обладающие индивидуальными особенностями вождения и т.д.

Читайте также:  Торговые центры москвы авто

Все эти особенности фактически складывающегося движения по дорогам, которые также необходимо учитывать при проектировании дорог, изучает теория транспортных потоков.

Теория транспортных потоков это наука, анализирующая режимы движения транспортных средств в различных дорожных условиях с учетом их динамических возможностей, состава транспортного потока и психофизиологических особенностей водителей.

Условия движения на дороге существенно зависят от интенсивности движения транспортного потока. Для характеристики условий движения в России приняты четыре уровня удобства движения.

Уровень удобства А свободный поток, в котором транспортные средства не оказывают взаимного влияния на режимы движения.

Уровень удобства Б частично связанный поток, в котором транспортные средства движутся группами и оказывают влияние друг на друга, но еще совершается много обгонов.

Уровень удобства В связанный поток, в котором транспортные средства движутся большими группами, еще существуют большие интервалы между группами автомобилей, обгоны возможны, но затруднены.

Уровень удобства Г плотный поток, движение которого происходит без обгонов, с малой скоростью и периодическими остановками.

Так как транспортный поток представляет собой неустановившийся процесс, то описать его можно только статистическими показателями.

В качестве таких показателей используются следующие:

Для получения ряда характеристик описывающих величину скоростей определяют частоту, частость и накопленную частость.

Устойчивый (частично связанный, плотный) транспортный поток характеризуется кривыми нормального распределения, имеющими колоколообразный вид (рис. 11.1, а).

Если транспортный поток складывается из нескольких групп автомобилей, которые обладают резко отличающимися динамическими возможностями, но при такой интенсивности движения не влияющими на движение друг друга (уровень удобства А и Б), то кривые, характеризующие скорость такого потока, имеют полимодальный вид, за счет того, что такие кривые фактически являются суммой кривых для отдельных составляющих групп автомобилей (рис. 11.2).

, (11.1)

График зависимости плотности транспортного потока от его интенсивности (рис. 11.3) имеет явно выраженный максимум, соответствующий наибольшему количеству автомобилей, которое может пропустить данный участок дороги.

Интервал по длине измеряется между передними бамперами автомобилей следующих друг за другом (). Время, за которое задний автомобиль преодолеет имеющийся интервал называют интервалом по времени. Эта величина существенно зависит от интенсивности движения и может быть описана кривыми распределения различного вида (рис. 11.4).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Рабочий трафик: на Урале испытали систему управления потоком машин

Российские ученые создали программу, которая в режиме реального времени собирает информацию о ситуации на дорогах. Она одновременно анализирует до 400 параметров, в том числе количество автомобилей и их скорость. Погрешность системы меньше 10%, подтвердили испытания в Челябинске на шести оживленных перекрестках. В перспективе такие комплексы позволят эффективнее регулировать движение: например, корректировать работу светофоров, чтобы увеличить пропускную способность городской дорожной сети.

Скорость с точностью

Команда ученых из ЮУрГУ разработала и протестировала в реальных условиях методику измерения скорости транспорта, превосходящую существующие аналоги, говорится в исследовании, опубликованном в Journal of Big Data. На программное обеспечение получен патент.

Специалисты поставили перед собой задачу разработать систему качественного и полного сбора данных в режиме реального времени. Всего программа анализирует 400 параметров, в том числе интенсивность транспортного потока, направления движения и среднюю скорость машин, сообщил «Известиям» доцент кафедры «Автомобильный транспорт» автотранспортного факультета Политехнического института ЮУрГУ Владимир Шепелев.

Данные собираются в пределах всей функциональной зоны перекрестков и прилегающих участков дорог, которые попадают в зону действия камер уличного видеонаблюдения, — рассказал ученый.

Испытано на районе

Чтобы сформировать набор данных для нейронной сети, ученые разметили 6 тыс. изображений и увеличили их, измерив на каждом фокусное расстояние, угол и высоту установки камеры. Скорость транспортного средства (км/ч) рассчитывалась из соотношения между пикселями изображения и шириной дороги. Кроме того, координаты исходного автомобиля преобразовывались в географические.

Такой метод протестировали ночью и днем на шести перекрестках Челябинска в Центральном, Курчатовском, Калининском и Тракторозаводском районах города. Абсолютная процентная точность подсчета транспортных средств составила не меньше 92%, а погрешность определения скорости автомобиля не превышала 1,5 км/ч.

В результате ученые получили методику, которая дает возможность генерировать полные и качественные данные управления трафиком в реальном времени, снижая требования к оборудованию. Технологию смогут применять в городах, где есть проблемы с регулированием трафика.

Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) — уличные сенсорные сети, использующие обзорные камеры для получения цифровых данных из визуального потока. В ряде случаев у оборудования низкое разрешение, а также возникает проблема перекрытия угла обзора камеры столбами, знаками и другими инфраструктурными объектами. Это приводит к снижению точности подсчета и определения скорости транспортных средств.

Особенности решения

В новой системе пока не решены проблемы перекрытия и блокирования объектов в объективе камеры, также комплекс не может детально классификацировать транспортные средства и определять сложность аварийных ситуаций, отметили представители ЮУрГУ. Но ученые продолжают совершенствовать систему, сказали в университете.

С распространением камер наблюдения на магистралях, развязках и перекрестках для решения сопутствующих задач разработчики стали активно использовать получаемые видеоданные, напомнил в беседе с «Известиями» доцент кафедры телевидения и видеотехники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александр Мотыко. Проблема оценки параметров транспортных потоков для управления трафиком по-прежнему актуальна, добавил он.

— Главное — получить работающий прототип системы, пройти успешную апробацию. За этим стоит большая работа, которая, судя по имеющейся информации, была выполнена коллегами, — сказал эксперт.

Моделирование характеристик скорости и расстояния — наиболее любопытные компоненты этой разработки, которые отличают ее от существующих, отметила в разговоре с «Известиями» аспирант университета ИТМО, сотрудник лаборатории машинного обучения, сооснователь МИП «Спецвидеоаналитика» Наталья Ханжина.

Читайте также:  Самые лучшие авто шины

— В современных ИТС не технологии, а именно обкатка их на практике играют ключевую роль. На основе разработки можно, например, делать аналитику по загруженности дорог и перекрестков. Это перспективно в рамках концепции «умного города», — пояснила она.

Внедрение таких систем позволит более эффективно регулировать транспортные потоки, в частности, с помощью светофоров. Подобные интеллектуальные транспортные системы городов должны обеспечивать максимальную пропускную способность дорожной сети и мгновенно реагировать на любые происшествия, предотвращая заторы на дорогах, сказано в статье ЮУрГУ.

Источник

Движение в потоке

Последнее обновление: 28.11.2020
Комментариев нет

Одной из важных основ безопасного движения автомобиля в транспортном потоке является умение водителя этого автомобиля (читайте — ваше умение) предвидеть изменение дорожной ситуации.

В этом не требуются способностей к пророчеству, достаточно следить за всем, что имеет отношение к процессу движения, т.е. за теми явлениями на дороге, которые происходят вокруг вашего автомобиля.

В каждый момент времени вы должны контролировать ситуацию вокруг своего автомобиля, анализировать намерения других участников движения и в связи с этим корректировать свои действия, т.е. заранее изменять скорость, интервал и дистанцию таким образом, чтобы ваше движение было более безопасным, и всегда оставалось место для маневра.

Другими словами, ваша безопасность на дороге — это комплекс мер, принимаемых вами в управлении автомобилем, необходимых для того, чтобы не получить (не допустить) ущерб и не причинить вреда здоровью себе или другим участникам движения.

Преимущество проезда определяется не формальным приоритетом, которым наделяют ПДД (главная дорога, зеленый сигнал светофора и др.), а гарантией отсутствия ДТП. Если кто-либо пренебрегает вашим приоритетом, целесообразно ему не препятствовать!, юридически это выглядит как уступить дорогу.

Такой поступок вам не навредит, и вы никуда не опоздаете. Когда у вас преимущественное право проезда, и вы при этом уступаете дорогу – вы не нарушаете ПДД. Но если ваше присутствие на дороге игнорируют, а вы продолжаете движение, потому что «право имеете!», то рискуете попасть в аварийную ситуацию.

В «народе» данный комплекс мер получил название «правило трех Д» — дай дорогу дураку.

Во время движения в транспортном потоке необходимо постоянно наблюдать за соседними по дороге машинами. В поле зрения должно попасть как можно больше участников дорожного движения по вашему направлению. Старайтесь понять их намерения, и в соответствии с этим корректируйте свое движение.

Если кто-то из участвующих допустил нарушение ПДД, например, создал вам помеху, меняйте скорость, (интервал, дистанцию), или поступайте таким образом, чтобы компенсировать это нарушение с пользой для себя.

Например, кто-то как бы круто перестраивается на вашу полосу впереди вас, т.е. «режет» вам путь. В этой ситуации вы можете возмутительно сигналить ему, типа, предупредить о возможном столкновении, а можете немного сбавить скорость, и по возможности, сместить свой автомобиль чуть в сторону, чтобы не столкнуться с ним.

Если же вы сами кому-то помешали, то нет смысла ждать от того водителя компенсирующего действия – нужно попытаться самостоятельно, в зависимости от ситуации, исправить свою ошибку.

Скорость движения автомобиля

Другой, не менее важной составляющей безопасного движения в транспортном потоке, является выбор и коррекция скорости своего автомобиля в конкретной ситуации.

Общее правило по выбору скорости движения выглядит так: скорость движения автомобиля должна быть такой, чтобы остановочный путь был меньше расстояния видимости.

Это относится к движению вообще, к проезду перекрестков с ограниченным обзором, к движению по узким переулкам, в «закрытых» поворотах. Особенно актуально это правило при движении в темное время суток, во время тумана, дождя, снегопада.

Есть специальная формула для вычисления тормозного пути с применением коэффициентов, в зависимости от характеристик автомобиля и состояния дорожного покрытия, но суть не в этом.

Остановочный путь автомобиля это тормозной путь плюс время реакции водителя и он всегда больше тормозного пути. В темное время суток это расстояние увеличивается. Для примера, летом на сухой асфальтированной дороге при скорости легкового автомобиля 40 км/ч тормозной путь будет около 8 метров.

А теперь представьте, что вы с этой скоростью едете вдоль припаркованных у тротуара машин или же едете в узком проулке и перед вами, предположим, метрах в пяти, у припаркованной у машины вдруг откроется дверь, или вдруг неожиданно кто-то появится на дороге. Хорошо, если будет куда свернуть, потому что остановиться до «препятствия», у вас, скорее всего, не получится.

Поэтому целесообразно выбирать скорость движения своего автомобиля такой, как этого требует дорожная обстановка, как говорится, здесь и сейчас, в соответствии с погодными условиями, ехать при которой будет безопасно. Рекомендую статью Что такое безопасная скорость.

Значение безопасной скорости движения не всегда совпадает со значением разрешенной ПДД скорости. В населенном пункте, к примеру, разрешенная скорость 60 км/ч. Но в некоторых ситуациях, например, вдоль стоящих у края дороги машин, целесообразно ехать намного медленнее, чем разрешают Правила.

Также следует снижать скорость на узких участках дорог. Но, разумеется, если для этого есть необходимость, например, во время встречного разъезда в узком месте.

Безопаснее всего в потоке машин двигаться или со скоростью потока, или с очень небольшой разницей — примерно на 10-15 км/час быстрее или медленнее потока. Но не больше. В особенности, это актуально для нешироких дорог, имеющих по одной полосе для каждого направления.

Читайте также:  Автовокзал вязьма м авто

Если будете двигаться медленнее, то будете задерживать других участников – им придется все время обгонять или перестраиваться для опережения. Если ехать быстрее – обгонять уже придется вам, соответственно, для этого необходимо выехать из своей полосы (перестроиться).

В процессе перестроения автомобили подолгу находятся в слепых зонах друг друга, что увеличивает общее психическое напряжение, и повышает риск столкновения.

В целом, величина превышения скорости потока, равно, как и целесообразность увеличения скорости, зависит от характера движения (ширина проезжей части, количество полос, интенсивность, состояние покрытия дороги и др).

Одним из важнейших условий, позволяющих совершить маневр, является наличие свободного пространства с той стороны автомобиля, в которую предполагается сманеврировать. Перед началом маневра есть смысл проконтролировать обстановку вокруг своего автомобиля.

При выполнении маневра в условиях плотного транспортного потока возрастает вероятность попадания в ДТП, причем, в происшествие может быть вовлечено несколько участников дорожного движения.

Поэтому, в условиях массового скопления транспортных средств важно непрерывно следить за поведением своих соседей по дорожному потоку. Рекомендую к прочтению две статьи: Что такое «маневр» в ПДД и Что такое безопасный маневр.

Ну а, непосредственно, возможность самого маневра вам обеспечат безопасная дистанция до едущей впереди машины, и боковой интервал до своих «попутчиков».

Дистанция между автомобилями

Когда вы движетесь вплотную за какой-либо машиной, вы лишаетесь, можно сказать, определенной степени свободы действий:

Поэтому во время движения в транспортном потоке старайтесь держать такую дистанцию до впереди идущего автомобиля, которая позволит вам без изменения полосы остановить свой автомобиль и избежать столкновения с тем, кто впереди вас.

Во время движения в потоке, как рекомендуют опытные водители, дистанцию между машинами удобнее считать не в метрах, а в секундах. Почему именно в секундах?

Во-первых, глазомер у всех людей разный и при изменении скорости, расстояние в метрах всегда будет изменяться. А посчитать секунды движения для человека проще, чем определять на глаз метры. Во-вторых, дистанция в секундах всегда остается одна и та же при любой скорости.

Поэтому, безопасной дистанцией можно считать такую дистанцию, когда время достижения того места, в котором только что находился впереди идущий автомобиль, составляет 2-3 секунды на сухом асфальте. На скользкой дороге безопасную дистанцию целесообразно увеличивать до 4-5 секунд.

Из этого правила можно сделать вывод, что дистанция между автомобилями должна быть тем большей, чем:

Опасность движения на короткой дистанции подробно рассмотрена в статье Почему важно соблюдать дистанцию.

Еще один момент. Двигаясь в потоке по своей полосе, периодически придется останавливаться, например, перед светофорами, при случайных заторах или, что еще хуже, в пробках. При таких остановках не следует близко прижиматься к впереди едущей машине. Нужно оставлять себе место для маневра.

Может случиться так, что та машина, которая перед вами, не сможет продолжить движение (заглохнет, сломается и т.п.) и вам потребуется ее объехать. Если подъедите вплотную к ней, тогда для того, чтобы объехать, придется сдать назад. А сзади вас может «подпереть» другая машина. Так на каком расстоянии лучше всего остановиться или на сколько не доехать до «переднего» автомобиля?

Ориентиром в данном случае может послужить «пятно» контакта задних колес «переднего» автомобиля с дорогой. Другими словами, подъезжая к машине, что остановилась впереди вас, смотрите на ее задние колеса. По мере приближения к ней ваш капот начнет перекрывать обзор.

Сначала скроются из вида задние колеса, а когда приблизитесь совсем вплотную, скроется задний бампер. Старайтесь остановиться так, чтобы задние колеса и «пятно» их контакта с дорогой были вам видны полностью. В таком случае вы спокойно сможете объехать автомобиль, что остановился впереди вас, не сдавая назад.

Боковой интервал

Слева и справа от автомобиля всегда (по возможности) необходимо оставлять свободное пространство, которое позволит вам экстренно перестроиться в соседний ряд, а также снизить риск бокового столкновения с соседним автомобилем, в случае его внезапного перестроения, сноса или заноса.

Наличие достаточного свободного места с боку позволит совершить объезд вас другим автомобилем. Но при соблюдении бокового интервала необходимо учитывать возможность видеть в зеркала других участников и быть видимым для едущих впереди вас. Другими словами, необходимо стараться избегать «мертвых зон» друг друга.

Идеальная схема расположения автомобилей в соседних рядах – в шахматном порядке так, чтобы оставалась возможность безопасного проезда между ними другого автомобиля. Но идеальных условий для движения не бывает, поэтому, выбирая боковой интервал, старайтесь ехать так, чтобы вас, в случае необходимости, можно было легко объехать.

Безопасный боковой интервал особенно важен в зимний период, когда часть дороги под снегом оказывается как бы «исключенной» из проезжей части. Проезжая часть сужается и машины начинают теснить друг дружку, создавая опасность прикосновения. Этот вопрос рассмотрен в статье Количество полос и боковой интервал.

В заключении можно подвести некоторые итоги и выразить их в виде рекомендаций:

Одним из показателей правильного выбора скорости автомобиля и дистанции является число ваших торможений. Поэтому, чем меньше вам приходится тормозить (речь не идет о запланированном снижении скорости), тем правильнее ваша скорость и дистанция, а значит, безопаснее ваше движение.

Будьте внимательны за рулем.

Автор: Сергей Довженко
Последняя редакция: 28.11.2020

Если есть желание поделиться прочитанным, ниже кнопки на выбор. Жмем, не стесняемся.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Полезные авто советы