Методичка к расчету светофорного регулирования перекрестка 2х2 полосы

[latexpage]
[box type=»alert»]Внимание! Мог где-то ошибиться. Замечания приветствуются![/box]

[box type=»alert»]Внимание! Пока не учитывается требование ГОСТ Р 52289-2004 о разделении пешеходных и транспортных потоков. Добавлю учет ориентировочно в течение недели.[/box]

[ilink url=»https://transspot.ru/calculators/raschet-svetofornogo-regulirovaniya-na-perekrestke-dvuxpolosnyx-dorog/»]Калькулятор доступен по этой ссылке.[/ilink]

Нормативные документы

Расчет производится с учетом требований и рекомендаций следующих нормативных документов:

1. ОДМ 218.6.003-2011 «Методические рекомендации по проектированию светофорных объектов на автомобильных дорогах»
2. Кременец, Печерский, Афанасьев: «Технические средства организации дорожного движения», Москва, ИКЦ «Академкнига», 2005
3. 1. ГОСТ Р 52289-2004 — в настоящее время НЕ учитывается требование разделения пешеходных и транспортных потоков. Позже калькулятор будет учитывать и это требование.

Схема рассчитываемого перекрестка

В калькуляторе рассчитывается светофорное регулирование на пересечении двух двухполосных проезжих частей (дороги или улицы) с четырьмя пешеходными переходами.

На схеме перекрестка (рис. 1) указаны полосы движения, пешеходные переходы, доступные направления движения и нумерация пешеходных и транспортных потоков.

1. Исходные данные для расчета

Для грубого расчета достаточно знать интенсивности движения транспортных потоков. Все остальные значения заданы по умолчанию (с возможностью изменения) и соответствуют усредненным значениям для перекрестков подобных размеров и рекомендуемым значениям. Для получения большинства исходных данных достаточно 1-2 часов на перекрестке (фиксирование транспортных потоков и геометрические измерения). Сложности могут возникнуть с определением продольного уклона и средней скорости автомобилей на подъезде к перекрестку — примите значения по умолчанию.

Исходные данные вводимые в калькулятор будут указываться в соответствующем порядке.

Пункты 1.1.1. — 1.1.12: Интенсивности транспортных потоков по направлениям (n). Единица измерения — приведенные автомобили в час [прив.ед/час]. Для приведения физических автомобилей к приведенным необходимо использовать таблицу 4.2 СП34.133302012. Если при измерении кроме легковых ничего замечено не было — смело используйте эти значения.

[ilink url=»https://transspot.ru/calculators/kalkulyator-pereschet-naturalnyx-avtomobilej-v-privedennye/»]Калькулятор для расчета приведенной интенсивности движения транспортных потоков.[/ilink]

Номера направлений указаны на схеме (рис. 1) и в соответствующих пунктах калькулятора. Суммарная интенсивность (N1а — N4а) по направлениям суммируется на основе введенных данных по направлениям (n11 — n43). В случае запрещенного поворота в поле Интенсивность необходимо ввести «0».

Пункты 1.2.1. — 1.2.4.: Ширины полосы движения на соответствующем подъезде в метрах (Вп) (рис. 1). Можно измерить от осевой линии разметки. Как правило, на подобных перекрестках значение равно половине ширины проезжей части.

Пункты 1.2.5. — 1.2.8.: Средний продольный уклон проезжей части на соответствующем подъезде от точки в 60 метрах от стоп-линии до стоп-линии в процентах [iп]. Без теодолита измерить тяжело. Можно попробовать уровнем. Можно попробовать на глаз наблюдая за течением воды с учетом того, что, как правило, на подходах к перекресткам уклоны не бывают свыше 4%. Если нет информации — используйте значение по умолчанию.

Пункт 1.3.: Коэффициент К для учета сложности перекрестка (см. таблицу).

Пункты 1.4.1. — 1.4.3.: Средняя скорость на подъезде для движения в прямом направлении (Vа.пр) [км/ч], Средняя скорость на подъезде для движения в поворачиающем направлении (Vа.пов) [км/ч], Среднее ускорение замедления транспортных средств при торможении перед красным сигналом светофора (ат) [м/с2]. Рекомендуется использовать значения по умолчанию если нет другой достоверной информации.

Пункты 1.5.1. — 1.5.4.: Расстояние от стоп-линии до наиболее удаленных конфликтных точек (liпр — в прямом направлении, liпов — в поворотном направлении) [м] (рис. 2). Определяются геометрическим способом или отрисовкой, например, в AutoCAD.

Пункт 1.6.: Наиболее часто встречающаяся длина транспортного средства в потоке (lа) [м].

Пункт 1.7.: Расчетная скорость движения пешехода (Vп) [м/с]. По умолчанию указана достаточно высокая скорость из рекомендаций (1,3 м/с). Для любознательных: в Германии в местах скопления пожилых людей (например, поликлиники) расчетная скорость может быть снижена вплоть до 0,8 м/с. У нас такого не встретишь. Но поэкспериментировать можно.

2. Окончательные результаты расчета

Пункт 2.1.: Условия движения по перекрестку условно разделил на 4 категории (на основе пункта 3.3.3.):

1. Свободные условия движения (при сумме фазовых коэффициентов менее 0,5)
2. Удовлетворительные условия движения (при сумме фазовых коэффициентов менее 0,75)
3. Затруднительные условия движения (при сумме фазовых коэффициентов менее 1,0)
4. Пропускная способность перекрестка не достаточна — затор постоянно нарастает (при сумме фазовых коэффициентов 1,0 и более). Цикл рассчитан на основе основных тактов для пешеходов. В данном случае требуется изменение организации движения (Например, исключение левых поворотов или добавление накопительных полос. Исключение левых поворотов и сквозного проезда вы также можете опробовать в этом калькуляторе перенеся соответствующие интенсивности на другое направление.).

Пункт 2.2.: Рекомендации по вынесению левоповоротных потоков за пределы пересечения. Рекомендуется вынесение левоповоротных потоков, если их интенсивность превышает 135 прив.ед/час. (на основе пунктов 1.1.1. — 1.1.12)

Пункт 2.3.: Принятый цикл регулирования (Tц) [сек]. Окончательная продолжительность цикла регулирования с учетом проверок по продолжительности основных тактов (пункты 3.9.1 — 3.10.2).

Пункты 2.4.1. — 2.4.2.: Принятая продолжительность фаз с учетом проверок по продолжительности основных тактов (пункты 3.9.1 — 3.10.2). Каждая фаза состоит из основного и промежуточного такта (t0+tп) [сек].

Пункты 2.5.1. — 2.5.2.: Принятый промежуточный такт после каждой фазы (tп) [сек] (пункты 3.4.4. и 3.5.4.).

3. Расчет светофорного  цикла (2 фазы)

В схеме пофазного разъезда (рис. 2) указаны фазы и разрешенные направления движения пешеходного и транспортного потоков.

Пункты 3.1.1. — 3.1.4.: Расчет потоков насыщения (Mн) для каждой фазы (рис. 3) для каждого потока по следующей формуле:

\[
M_H=B_n * \frac{100}{a+1.75*b+1.25*c}\ * K * (1-0,03*i_n),
\]

где $B_n$ — пункты 1.2.1. — 1.2.4.
$a, b$ и $c$ – интенсивность движения транспортных средств соответственно прямо, налево и направо в процентах от общей интенсивности в рассматриваемом направлении данной фазы регулирования (рассчитывается на основе пунктов пунктов 1.1.1. — 1.1.12.)
$K$ — пункт 1.3.
$i_n$ — пункты 1.2.5. — 1.2.8.

Пункты 3.2.1. — 3.2.4.: Расчет фазовых коэффициентов (y) для каждой фазы (всего 2 фазы) и направления (по 2 направления на фазу) по следующей формуле:

\[
y=\frac{N}{M_H}\,
\]

где $N$ — интенсивность соответствующего направления в соответствующей фазе (на основе пунктов 1.1.1. — 1.1.12)

$M_H$ — пункты 3.1.1. — 3.1.4.

Пункты 3.3.1. — 3.3.2.: Выбор максимального фазового коэффициента для каждой фазы из пунктов 3.2.1. — 3.2.2. и 3.2.3. — 3.2.4. соответственно.

Пункт 3.3.3.: Сумма максимальных фазовых коэффициентов (пункты 3.3.1. — 3.3.2.). При значении равном 1 или более пропускная способность перекрестка не достаточна (см. пункт 2.1.).

Пункты 3.4.1. — 3.4.4.: Расчет минимальной продолжительности промежуточного такта (tп1) для фазы 1.

1. Выбор максимального промежуточного такта для автомобиля (сравнение тактов при подъезде в прямом и поворачивающем направлении). Сравнение значений, полученных по формуле:

\[
t_n=\frac{V_a}{7,2 * a_T}\ + \frac{3,6 * (l_i + l_a)}{V_a}\,
\]

где $V_a$ — пункты 1.4.1 и 1.4.2 соответственно
$a_T$ — пункт 1.4.3
$l_i$ — пункты 1.5.1 — 1.5.2 соответственно
$l_a$ — пункт 1.6

2. Минимально необходимый промежуточный такт для пешеходного движения определяется по формуле:

\[
t_n_(_n)=\frac{B_n_j + B_n_j}{4 * V_n}\,
\]

где $B_n_j + B_n_j$ — общая ширина проезжей части в фазу 1 (пункты 1.2.1. и 1.2.3. соответственно)
$V_n$ — пункт 1.7.

3. Выбор максимального значения из пунктов 3.4.1. — 3.4.2.

4. Принятие окончательного значения промежуточного такта. Принимается наибольшее значение из пункта 3.4.3. и четырех секунд.

Пункты 3.5.1. — 3.5.4.: Расчет минимальной продолжительности промежуточного такта (tп2) для фазы 2. Аналогично пунктам 3.4.1. — 3.4.4.

Пункт 3.6.: Предварительная длительность цикла регулирования (Tпредв) [сек] рассчитывается по формуле:

\[
T=\frac{1.5 * T_n + 5}{1 — Y}\,
\]

где $T_n$ — сумма промежуточных тактов (соответственно пунктов 3.4.4. и 3.5.4.)
$Y$ — пункт 3.3.3.

Пункты 3.7.1. — 3.7.2.: Предварительные основные такты фаз 1 и 2 соответственно (t01предв и t01пред) [сек]. Рассчитываются по формуле:

\[
t_0=\frac{(T — T_n) * y}{Y}\,
\]

где $T$ — пункт 3.6.

$T_n$ — сумма промежуточных тактов (соответственно пунктов 3.4.4. и 3.5.4.)

$y$ — пункты 3.3.1. и 3.3.2. соответственно

$Y$ — пункт 3.3.3.

Пункты 3.8.1. — 3.8.2.: Минимальная продолжительность основного такта для пешеходов в фазе 1 и 2 соответственно (tпп1 и tпп1) [сек]. Рассчитывается по формуле:

\[
t_n_n=\frac{B_n_j + B_n_j}{V_n}\ + 5,
\]

где $B_n_j + B_n_j$ — общая ширина проезжей части в фазу 1 (пункты 1.2.1. и 1.2.3. соответственно)
$V_n$ — пункт 1.7.

Пункты 3.9.1. — 3.9.2.: Проверка достаточности основного такта для пешеходов в фазе 1 и 2 соответственно.

Пункты 3.10.1. — 3.10.2.: Корректировка продолжительности основных тактов для фаз 1 и 2 соответственно выполняется по необходимости. В случае если, пункты 3.8.1. — 3.8.2. больше соответствующих пунктов 3.7.1. — 3.7.2. принимаются значения из пунктов 3.8.1. — 3.8.2.