ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА PTV VISSIM ДЛЯ АНАЛИЗА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ КРУГОВОГО ДВИЖЕНИЯ

USE OF THE PROGRAM PTV VISSIM COMPLEX FOR THE ANALYSIS OF EFFICIENCY OF INTRODUCTION OF THE ROUNDABOUT

Ключевые слова: анализ, методы, поток, затор, интенсивность, модели, сети, имитация, транспорт.

Keywords: analysis, methods, flow, congestion, intensity, models, networks, imitation, transport.

В статье проведён анализ дорожной ситуации на пересечении улиц Радищева - Кутякова - Челюскинцев города Саратова. В качестве материала для сравнительного анализа, применения предлагаемых мероприятий, были приняты модели, выполненные в PTV VISSIM до и после введения новой схемы организации дорожного движения (одноуровневой кольцевой развязки).

In article the analysis of a road situation on crossing of streets of Radishchev - Kutyakova - Chelyuskintsev of the city of Saratov is carried out. As material for the comparative analysis, application of the offered actions, the models executed in PTV VISSIM before introduction of the new scheme of the organization of traffic (a single-level ring outcome) were accepted.

Для эффективной борьбы с транспортными заторами на уличнодорожной сети города можно выделить два основных метода: увеличение пропускной способности городских улиц и рациональное использование существующей транспортной сети [1, с. 337].

Оценить эффективность этих методов, не опасаясь за последствия проводимых мероприятий по совершенствованию транспортной сети или отдельного участка дороги возможно при помощи моделирования транспортных потоков на соответствующих программах и программных комплексах, которые способны автоматизировать процесс этой оценки.

В VISSIM легко моделируются комплексные транспортные ситуации с высокой степенью детализации, что делает модель максимально близкой к реальности [8, с. 585].

Для моделирования при помощи имитации был выбран проблемный перекрёсток города Саратова - пересечение улиц Радищева - Кутякова - Челюскинцев, расположенный в центральной части города Саратова.

Перекрёсток является достаточно проблемным, на настоящее время: отсутствие и неудобство разметки, постоянные нарушения ПДД (неправильная парковка, пересечение сплошной линии, движение в 2, а то и в 3 ряда по одной полосе), высокая транспортная нагрузка (проходит большое количество маршрутов общественного транспорта) [3, с. 386].

Учитывая высокую интенсивность данного перекрёстка, введение светофорного регулирования только усугубит проблему образования заторов, а продолжение использования данного перекрёстка без коренных изменений, лишь с малыми затратами на нанесение разметки и установку дорожных знаков, не исправит ситуацию [4, с. 16].

Кардинальным решением вопроса повышения безопасности и пропускной способности на этом участке УД С является строительство развязок в разных уровнях. Однако их высокая стоимость и занимаемая площадь не позволяют строить их на данном перекрёстке. Поэтому чрезвычайно важно найти планировочное решение в одном уровне, которым и может быть кольцевое пересечение.

При разработке организации движения для данного участка УДС, включающего несколько элементов (пересечений) могут быть использованы средства микромоделирования, позволяющие строить детальную модель участка УДС и моделировать с помощью нее движение транспорта и пешеходов. Для создания такой модели в PTV VISSIM потребуются следующие исходные данные [5, с. 165], [9, с. 437]: значения интенсивностей движения и состав транспортного потока, а также характеристики движения транспортных потоков на отдельных элементах рассматриваемого участка УДС (например, скорость движения); распределение потоков на пересечениях по направлениям; характеристики пешеходных потоков; характеристики движения общественного транспорта.

Моделирование всех участков проезжей части проводилось, исходя из размерных параметров до и после введения кольцевого пересечения согласно рекомендуемым параметрам и замерам на карте «Google maps» в масштабе карты «20м».

Транспортный поток по всем направлениям имеют следующие характеристики (от всей интенсивности): 90% - легковые со скоростями 48-58км/ч.; 6,7% - грузовые, совмещены с маршрутными ТС (маршрутные составляют основную часть), со скоростями 40-45км/ч.; 3,3% - автобусы (4 объединённых в 1 маршрут № 2д, 236, 243, 391 из учёта того, что все они двигаются в одинаковом направлении на данном пересечении согласно маршруту № «2д») со скоростями 40-45км/ч. Данные характеристики транспортного потока будут использованы при имитационном моделировании в аналогичном соотношении.

Интервал между проездом автобусов установлен 180 секунд (3 минуты) - это позволяет проехать 40 автобусам в обоих направлениях. Было построено направление движения автобуса 2 д и характеристики объединённых автобусных маршрутов до и после внедрения кольцевого пересечения.

На данном пересечении имеются 27 конфликтных точек, из которых: 6 точек разветвления, 5 точек слияния, 16 точек пересечения. Для избежание столкновения ТС были указаны все возможные конфликтные зоны, т.к. без их указания модель не будет функционировать ТС и пешеходы не будут пропускать друг друга согласно приоритета в движении).

Далее для всех потоков были выставлены решения по направлениям для того, чтобы на каждом подходе, распределение количества автомобилей по направлениям было максимально приближено к суммарной интенсивности по направлениям.

После ввода всех необходимых характеристик, транспортного потока, конфликтных точек и т.д. выставляются параметры имитации.

Имитация процесса движения транспортных потоков позволяет увидеть невооружённым глазом проблемы на транспортных развязка, пешеходных переходах, светофорном регулировании в целом.

Для организации движения на пересечении исследуемого объекта до введения кольцевого были выбраны основные визуальные недостатки на 320 секунде моделирования:

  • • Задержки в «прямом» и «левоповоротнем» направлениях со стороны ул. Кутякова (направление 10 и 11 на подход 4, красное выделение);
  • • Задержки в прямом и левоповоротнем направлении со стороны ул. Челюскинцев (в направлении 4 и 5 на подходе 2, жёлтое выделение).
Две основные проблемы перекрёстка при имитационном моделировании до введения КПЧ

Рисунок 1 - Две основные проблемы перекрёстка при имитационном моделировании до введения КПЧ

Аналогичная ситуация была зафиксирована с web камеры на перекрёстке каждый рабочий день в «часы пик».

Сравним с результатами после введения КПЧ на той же самой секунде имитации.

Как видно из полученных визуальных данных на 320 секунде моделирования полное отсутствие задержек со стороны ул. Челюскинцев и 2 автомобиля в зоне ожидания (одна только подъезжает к кольцу), выделенные красным цветом, которые пропускают автомобиль, имеющий приоритет по отношению к ним, выделенный зелёным цветом [6, с. 36]. 2 въезда со стороны ул. Кутякова на КПЧ позволили разделить потоки на отдельные: «прямо» по наружному кольцу и «налево» по внутреннему. До этого все автомобили в потоке «прямо» и налево ждали пока «левоповоротние» повернут в своём направлении пропустив тех, кто движется в прямом направлении со стороны ул. Челюскинцев, где также отсутствуют задержки ТС.

Ещё одно преимущество - выбранная ширина КПЧ (2 полосы по 5.5 м.) 11м. для кольцевой с малым диаметром островка, которая позволяет маневрировать автобусам и некоторым грузовым автомобилям, выполняющим работы по обслуживанию в городе.

Для создания данных вывода была активирована опция «Активация анализа» и определена по средствам конфигурации и фильтров, а также выделен транспортный узел (команда «узел») в модели до и после введения КПЧ. Команда «узел» позволяет выводить данные для транспортных средств такие как: время задержек ТС; длина затора; эмиссии вредных веществ; расход топлива; время затора; количество ТС пересекающих узел; время остановок.

Движение по кольцевой на 320 секунде имитации после введения КПЧ

Рисунок 2 - Движение по кольцевой на 320 секунде имитации после введения КПЧ

  • 1. Анализ время пути по направлениям
  • 2. Анализ время задержек в пути
  • 3. Анализ сети

Результаты анализа были автоматически сведены в 2 файлы, сначала в Microsoft Access, а после команды «Отчёты Анализатора» программа автоматически сводит данные в таблицы Microsoft Excel.

Для сравнительного анализа ситуации на пересечении до введения КПЧ и после, было выбрано 3 вида анализа:

Эти виды анализа являются наиболее подходящими для оценки ситуации на пересечении улиц, позволяющие определить количество ТС пересекающих узел, время задержек по направлениям, время в пути, средняя скорость потока по направлениям и по типу ТС и т.д.

Время имитации за которое программ производит расчёты составляет 600 секунд (10 минут). Результаты выводятся в секундах, часах, метрах в зависимости от разных параметров.

Результаты проведенного анализа показали среднее, минимальное и максимальное время по направлениям, снижение задержек после введения КПЧ и значительное повышение скорости движения потоков по этим направлениям.

Таблица 1 -Анализ сети по видам ТС до и после введения КПЧ (результаты анализа

при помощи программы РТУ VISSIM)

Класс ТС

Количество

ТС

Общий

Ср. скорость (km/h)

На ТС

Время в пути (ч)

Расстояние

(km)

Задержка

(ч)

Ср. задерж. (с)

Зр задерж. ост

(с)

Запуск1(1)

ЛГКТР (10)

574

5,92/4,24

158,52/169,5

2,17/0,22

26,8/40

13,59/1,41

4,31/0,31

ГРУЗТР (20)

22

0,19/0,16

6,06/6,54

0,05/0,01

32,05/40,92

7,62/0,86

2,21/0

Автобус (30)

4/5

0,06/0,06

1/1,03

0,01/0,02

17,02/16,94

12,63/10,99

0,29/0

Трамвай (40)

0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

Пешеходы (50)

0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

Вело или мото тр. (60)

0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

0/0

Total

600/601

6,16/4,46

165,59/177,07

2,23/0,25

26,86/39,72

13,37/1,47

4,2/0,3

Данные результаты, полученные в ходе анализа, позволяют увидеть значительное преимущество кольцевого пересечения, по сравнению со старой

(существующей) схемой организации.

По средствам имитационного моделирования, с помощью ПК PTV VISSIM, были проанализированы два варианта организации дорожного движения: «до введения КПЧ» (существующий вариант) и «после введения КПЧ» (с кольцевой развязкой в одном уровне). Полученные результаты анализатора ПК PTV VISSIM, показывают значительное снижение среднего времени транспортных задержек с 13,37 с. до 1,47 с., увеличения средней скорости потока на перекрёстке с 26,86 км/ч. до 39,72 км/ч., сокращения задержек при остановках с 4.2 с. до 0,3с, и снижение общего времени пути с 6,16 ч. до 4,46 ч при введении КПЧ.

По результатам моделирования и расчетов предложены мероприятия, позволяющие уменьшить количество заторов и задержек на УД С г. Саратова, увеличить скорость движения, а значит более рационально использовать топливо и в целом повысить качество и безопасность дорожного движения при помощи наглядной демонстрации и анализа, выполненных в программном комплексе имитационного моделирования транспортных потоков PTV VISSIM.

Библиографический список

  • 1. Басков В.Н., Борисов Б.И., Кокушкин А.Б. Современные методы по ликвидации мест концентрации ДТП и увеличению пропускной способности дорог / Вестник СГТУ. 2013 №2 (71). Выпуск 2 . С. 337-341
  • 2. Евсеева А. А., Казаков А. А. Методы решения проблемы автомобильных пробок в Саратове на примере мирового опыта // Концепт. - 2014. - Современные научные исследования. Выпуск 2. - ART 54970. - URL: http://e-koncept.ru/2014/54970.htm.
  • 3. Игнатов А.В. Категорирование участков улично-дорожной сети на основе модели риска возникновения затора./ Игнатов А.В., Басков В.Н.//Научное обозрение.№8,2015.-с.384-388.
  • 4. Игнатов А.В Анализ методов расчета и оценки задержек транспортного потока на улично-дорожной сети. / Игнатов А.В., Басков В.Н.// Вестник развития науки и образования. №2.2014.-с. 14-19.
  • 5. Jurij Kotikov and Valerij Lukinskij. Method for Investigating Variants for Modernization of the Road Network Section in the Gis Environment / World Applied Sciences Journal 23 (Problems of Architecture and Construction): 165-171,2013. DOI: 10.5829/ idosi. wasj. 2013.23.рас.90033.
  • 6. Красникова Д.А., Буреев A. H. Методы реорганизации дорожного движения для повышения безопасности на центральных улицах г. Саратова// Научная мысль, 2015,N № 2.- С.34-38
  • 7. Красникова Д.А., Фролов Д.В., Денекова Е.О., Макаров И.Е. Анализ дорожно- транспортной ситуации в городе Саратове. - Научно-методический электронный журнал Концепт, Т.13, 2015.
  • 8. Давлетшин Д.Ф., Тихонов Д.П., Макарова И.В. Разработка мер по повышению безопасности дорожного движения на участках с ограниченной видимостью с помощью имитационных моделей [Текст] // Альтернативные источники энергии в транспортнотехнологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2015. - Т. 2. № 2. - С. 583-589.
  • 9. Муравьева Н. А. Оптимизация функционирования имитационной модели перекрестка средствами PTV Vision // Научное обозрение. 2015. № 16,- С.437-442.
  • 10. Попова И. М., Провидонов Е. В. Пути повышения пропускной способности улично-дорожной сети // Концепт. - 2015. - Прогрессивные технологии транспорта и безопасности дорожного движения. - ART 95578. - URL: http://e-koncept.ru/2015/95578.htm.

© Шатов И.А., Муравьева Н.А., 2016

УДК 625.7:621.317

DOI 10.12737/17769

Юшков В.С.

старший преподаватель кафедры промышленного и гражданского строительства Кубанского государственного аграрного университета - Анапский филиал, РФ Юшков Б.С.

к.т.н., профессор, зав. кафедрой «Автомобильные дороги и мосты» Пермского национального исследовательского политехнического университета, РФ

Yushkov V.S.

The post-graduate, senior teacher of the department of Industrial and civil engineering Kuban State Agrarian University - Anapa branch, Russian Federation Yushkov B.S. Ph. D., Professor, head of department of highways and bridges Perm state Polytechnic University Russian Federation

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >