Вплив характеристик транспортного потоку на середню швидкість його руху

Abstract

У дипломному проекті досліджено актуальну проблему транспортного планування – вплив характеристик транспортного потоку на середню швидкість його руху в умовах сучасних міських і приміських вулично-дорожніх мереж. Зростання інтенсивності автомобільного руху, збільшення кількості приватного та громадського транспорту, нерівномірність розподілу потоків у часі та просторі обумовлюють необхідність глибокого аналізу взаємозв’язку між параметрами транспортного потоку та швидкісним режимом руху транспортних засобів [1–3]. Метою дослідження є встановлення закономірностей зміни середньої швидкості транспортного потоку залежно від його основних характеристик, таких як інтенсивність, щільність, склад транспортних засобів, умови організації дорожнього руху та геометричні параметри вулично-дорожньої мережі. Особливу увагу приділено впливу профілю дороги (горизонтальні ділянки, підйоми та спуски), часу доби, завантаженості мережі та типу транспортних засобів на поведінку потоку [4]. У теоретичній частині проєкту проаналізовано сучасні наукові підходи до параметризації транспортного потоку, класифіковано основні характеристики, що визначають його стан. Розглянуто методи аналізу взаємозв’язку між параметрами потоку і швидкістю, зокрема емпіричні моделі (наприклад, моделі Ґріншилда, Ґрінберґа, Андервуда), мікроскопічне та макроскопічне моделювання, а також сучасні інструменти комп’ютерної симуляції [5]. У практичній частині дослідження проведено натурні вимірювання швидкості руху, інтенсивності та складу транспортного потоку на вулиці Сахарова, що має різні профілі: горизонтальні ділянки, підйом і спуск. Вимірювання проводилися з інтервалом у 25 м на відрізках до 300 м. У результаті встановлено залежності між рівнем завантаження і середньою швидкістю потоку. Зокрема, за рівня завантаження 0< z ? 0,4 на горизонтальних ділянках швидкість становить 35 – 60 км/год, тоді як на підйомі – 25 – 40 км/год, а за вищого завантаження – лише 10 – 20 км/год. На спусках, навпаки, в пікові періоди середня швидкість зростає на 10% порівняно з горизонтальними ділянками. Проєкт демонструє, що склад транспортного потоку суттєво впливає на швидкість руху. За домінування легкового транспорту спостерігається вища середня швидкість, тоді як збільшення частки громадського і вантажного транспорту знижує її. Також встановлено, що із збільшенням довжини підйому спостерігається прогресивне зменшення швидкості: на ділянках до 100 м – на 5 – 10 км/год, від 100 до 200 м – на 10 – 15 км/год, а на 200 – 300 м – на 10 – 25 км/год. На основі отриманих результатів сформульовано рекомендації щодо оптимізації організації дорожнього руху, включаючи застосування адаптивного регулювання світлофорних циклів, розмежування смуг руху для різних типів транспорту та заходів із підвищення ефективності використання інфраструктури. Зокрема, пропонується враховувати локальні зміни швидкісного режиму в залежності від профілю дороги при розробці схем організації дорожнього руху, а також при моделюванні сценаріїв руху з використанням програмного забезпечення типу PTV VISSIM . Дослідження має практичне значення для транспортного планування, проектування регулювання руху на міських магістралях, а також для оцінки ефективності впровадження смарт-технологій у сфері управління дорожнім рухом. Об’єктом дослідження є вулиця Сахарова (районного значення) на відрізку між перехрестями з вулицями Стрийська та Княгині Ольги. Предмет дослідження – залежність зміни швидкості транспортного потоку від його інтенсивності та складу. Метою роботи є: – виконати польові спостереження для визначення складу і насиченості транспортного потоку; – запропонувати підхід до імітаційного моделювання; – проаналізувати, як склад та інтенсивність впливають на середню швидкість руху транспорту; – реалізувати моделювання динаміки швидкості потоку.

The diploma project investigates the current problem of transport planning - the influence of traffic flow characteristics on the average speed of its movement in the conditions of modern urban and suburban street and road networks. The growth of automobile traffic intensity, the increase in the number of private and public transport, the uneven distribution of flows in time and space necessitate a deep analysis of the relationship between traffic flow parameters and the speed regime of vehicles [1–3]. The aim of the study is to establish the patterns of change in the average speed of the traffic flow depending on its main characteristics, such as intensity, density, composition of vehicles, traffic organization conditions and geometric parameters of the street and road network. Particular attention is paid to the influence of the road profile (horizontal sections, ups and downs), time of day, network congestion and type of vehicles on the behavior of the flow [4]. The theoretical part of the project analyzes modern scientific approaches to parameterization of traffic flow, and classifies the main characteristics that determine its state. Methods for analyzing the relationship between flow parameters and speed are considered, in particular empirical models (for example, Greenschild, Greenberg, Underwood models), microscopic and macroscopic modeling, as well as modern computer simulation tools [5]. In the practical part of the study, field measurements of traffic speed, intensity and composition of the traffic flow were carried out on Sakharova Street, which has different profiles: horizontal sections, ascent and descent. Measurements were carried out with an interval of 25 m on sections up to 300 m. As a result, dependencies between the load level and the average flow speed were established. In particular, at a load level of 0< z ? 0.4, the speed on horizontal sections is 35–60 km/h, while on the ascent – 25–40 km/h, and at higher load – only 10–20 km/h. On descents, on the contrary, during peak periods, the average speed increases by 10% compared to horizontal sections. The project demonstrates that the composition of the traffic flow significantly affects the speed of movement. With the dominance of passenger transport, a higher average speed is observed, while an increase in the share of public and freight transport reduces it. It was also found that with an increase in the length of the rise, a progressive decrease in speed is observed: on sections up to 100 m - by 5 - 10 km/h, from 100 to 200 m - by 10 - 15 km/h, and on 200 - 300 m - by 10 - 25 km/h. Based on the results obtained, recommendations were formulated for optimizing the organization of road traffic, including the use of adaptive regulation of traffic light cycles, lane separation for different types of transport and measures to increase the efficiency of infrastructure use. In particular, it is proposed to take into account local changes in the speed regime depending on the road profile when developing traffic management schemes, as well as when modeling traffic scenarios using software such as PTV VISSIM. The study has practical significance for transport planning, traffic regulation design on urban highways, as well as for assessing the effectiveness of implementing smart technologies in the field of road traffic management. The object of the study is Sakharova Street (of district significance) on the section between the intersections with Stryyska and Knyahyni Olhy streets. The subject of the study is the dependence of the change in traffic flow speed on its intensity and composition. The purpose of the work is: – to perform field observations to determine the composition and saturation of the traffic flow; – to propose an approach to simulation modeling; – to analyze how the composition and intensity affect the average speed of traffic; – to implement modeling of the dynamics of the flow speed.