Impact of traffic volume and composition on the change in the speed of traffic flow

Abstract

Досліджено проблематику зміни швидкості транспортного потоку за різної інтенсивності та складу його руху. Для дослідження було обрано ділянку вуличнодорожньої мережі з різними геометричними параметрами (спуск, підйом та горизонтальна ділянка). Проаналізовано методи дослідження швидкості транспортного потоку, а також чинники, які впливають на зниження пропускної здатності вулично-дорожньої мережі. Визначено зміну коефіцієнтів нерівномірності руху транспортних потоків за годинами доби на досліджуваній ділянці та побудовано графік розподілу інтенсивності руху по годинах доби. Побудовано схему ділянки для визначення швидкості транспортного потоку, на якій присутній рух горизонтальною ділянкою, рух на підйом та спуск. Встановлено, що за інтенсивності руху 700–800 од./год транспортний потік рухається зі сталою швидкістю (до 10– 15 км/год). Побудовано криві розподілу швидкості потоку, що характеризують режими руху транспортних потоків на вулично-дорожній мережі. Визначено, що якщо рівень завантаження 0< z ≤ 0,4, на трьох досліджуваних ділянках транспортний потік рухається зі швидкістю від 35 км/год до 59 км/год. У програмному спеціалізованому продукті PTV VISSIM розроблено моделювання транспортного потоку на горизонтальній ділянці, підйомі та спуску. З використанням програмного середовища MATHLAB показано, як змінюється швидкість транспортного потоку залежно від рівня завантаження та частки змішаного транспортного потоку. Встановлено, що найбільша швидкість потоку спостерігається під час руху на спуск – 58,62 км/год за рівня завантаження проїзної частини – 0,13 та частки змішаного транспортного потоку – 1,0 (повністю легковий потік). За рівня завантаження проїзної частини (z = 0,88) та за існуючих умов руху швидкість потоку на горизонтальній ділянці під часу руху на підйом практично є однакова (відхилення в середньому становить 6 %). Це можна пояснити тим, що за рівня завантаження (z = 0,88) транспортний потік перебуває у заторовому стані, відповідно швидкість руху на трьох ділянках є однаковою.

The problem of the change in the speed of traffic flow at different traffic volumes and compositions is researched in this study. The section of the road network with different geometric parameters (descent, ascent and horizontal section) was chosen for the study. The method of investigation of traffic flow`s speed and factors which have an impact on the reduction of road network capacity are analyzed. The change in the coefficients of the unevenness of traffic flow by hours of the day in the studied area was determined and a graph of the distribution of traffic volume by hours of the day was built. A diagram of the section was built to determine the speed of the traffic flow, on which the movement along the horizontal section, uphill and downhill movement is present. It was established that at a traffic volume of 700–800 p.c.u./h, the traffic flow moves at a constant speed (up to 10–15 km/h). Cumulative curves of traffic flow speed` distribution characterizing modes of traffic flow on the road network were built. It is determined that at volume-capacity ratio 0< z ≤ 0,4 on three investigated sections traffic flow moves with the speed from 35 km/h to 59 km/h. In the specialized software product PTV VISSIM, the simulation of the traffic flow on the horizontal section, ascent and descent has been developed. Using the MATHLAB software environment, it is shown how the speed of the traffic flow changes depending on the volume-capacity ratio and the share of the heterogeneous traffic flow. It was established that the highest speed of the flow is observed during the downhill movement – 58.62 km/h at the volume-capacity ratio – 0.13 and the share of heterogeneous traffic flow – 1.0 (100 % cars). At a volume-capacity ratio of 0.88 and existing road conditions, the speed of traffic flow on the horizontal section and during uphill movement is almost the same (the average deviation is 6 %). It can be explained by the fact that at a volume capacity ratio of 0.88, traffic flow is in the traffic jam, hence, the speed of movement on the three sections is the same.