ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ГОРОДСКИХ УЛИЦ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены теоретические основы пропускной способности полосы движения городских улиц. Проанализирована зависимость средней скорости движения по дороге от скорости движения.

ABSTRACT

The article presents the theoretical foundations of the throughput capacity of the traffic lane of city streets. The dependence of the average speed on the road on the speed of movement is analyzed.

Ключевые слова: Городские улицы, пропускная способность, торможение, коэффициент продольного трения, транспортный поток.

Keywords: City streets, carrying capacity, braking, longitudinal friction coefficient, traffic flow.

Пропускная способность дороги – это количество автомобилей, которые могут проехать через определенный участок дороги в единицу времени, она определяется в авт/час или авт/сутки. Пропускная способность дороги во многом зависит от скорости движения и организации движения [1]. Пропускная способность дороги не является однозначным показателем, характеризующим дорогу, она может варьироваться в широких пределах. Для определения максимальной пропускной способности воспользуемся упрощенной динамической задачей теории транспортных потоков. Будем учитывать пропускную способность полосы, по которой движется транспортный поток, сохраняя при этом постоянное расстояние между этими типами автомобилей. Определяем кратчайшее безопасное расстояние между двумя автомобилями в потоке.

После того как водитель первого автомобиля по какой-то причине начал тормозить, он проезжает расстояние l₁ = J_t/3,6 м за время реакции водителя следующего за ним автомобиля (где J — скорость автомобиля, км/ч). Среднее время реакции водителя составляет 1 секунду [7,8]. По научным исследованиям ученых различных направлений его величина составляет 0,5 – 1,5 секунды.

Из-за разницы в положении тормозов впереди и сзади автомобилей тормозной путь первого автомобиля может быть короче, и тогда автомобиль сзади приблизится к первому автомобилю на следующее расстояние помимо L₁:

                                                   (1)

где; , - тормозные пути автомобилей позади и впереди;

, - коэффициенты состояния использования тормозов заднего и переднего вагонов;

- скорость автомобиля, км/ч;

  - коэффициент продольной связи;

 - продольный уклон дороги;

  - коэффициент сопротивления качению.

Безопасное расстояние между транспортными средствами:

                      (2)

где; l₁ – расстояние, пройденное за время реакции водителя;

l₃ - расстояние между остановившимися автомобилями;

l₄- длина места для одного автомобиля на дороге обычно составляет 5 м для легковых автомобилей.

Количество автомобилей, прошедших рассматриваемый участок дороги за 1 час (авт/ч) в одном направлении, то есть при пропускной способности полосы движения скорости  (км/ч) и реакции водителя при времени t=1 с, он рассчитывается по следующей формуле [2]:

                               (3)

Чтобы лучше учесть режимы движения, рассмотрим режим торможения и состояние тормозов переднего и заднего автомобилей.

Наиболее распространенное предположение состоит в том, что впереди идущее транспортное средство останавливается в одной точке и (=0), и в этом случае из грузовика что-то падает, и можно представить, что наступать на него опасно для движущегося сзади транспортного средства.

                                               (4)

Математический анализ формулы (3) показывает, что она имеет наибольшую пропускную способность в диапазоне 1100-1600 а.ч./ч, что соответствует скорости движения 20-40 км/ч. По мере дальнейшего увеличения скорости пропускная способность дороги (рис. 2) постепенно снижается [3].

Рисунок 1. Теоретическая пропускная способность транспортного участка при различных значениях коэффициентов трения: 1 - по уравнению (5.6); 2 - по уравнению (5.7)

Второе допущение следует из условия, что положение и способ торможения переднего и заднего транспортных средств одинаковы (=). В этом случае:

                                                        (5)

Формулы (4) и (5) основаны на упорядоченной схеме движения с одной полосы автомагистрали, при которой разные транспортные средства на дороге движутся в противоположных направлениях, двигаясь с разной скоростью и совершая обгоны, не учитывают возникновение неблагоприятных ситуации.

По мере увеличения скорости движения на улицах увеличивается количество столкновений между автомобилями и уменьшается средняя скорость потока (рис. 2), а состав смешанного движения для дорог с двумя полосами движения имеет следующую эмпирическую зависимость:

                                                   (6)

где; J_o - скорость движения одиночного автомобиля при отсутствии аварий, зависит от дорожных и погодных условий;

 - сумма скоростей движения в обе стороны, авто/ч;

 - коэффициент снижения скорости, зависящий от состава трафика;

Рисунок 2. Зависимость средней скорости движения по дороге от скорости движения: 1 - только легковые автомобили; 2 - смешанный транспортный поток

В заключение можно сказать, что α = 0,016, когда 20 % транспортного потока составляют легковые автомобили, 0,012, когда он составляет 50 %, и 0,008, когда он составляет 80 %. В этом случае использование формулы (6) ограничено, так как средняя скорость транспортного потока [5,6], соответствующая определяемой пропускной способности, должна одновременно удовлетворять формуле (5).

Список литературы:

1. Q.X. Azizov “Shahar yo‘llarida harakat xavfsizligini tashkil etish”. Darslik.  2021;
2. МКН 45-2007 “Автомобиль йўлларида транспорт воситаларининг харакат жадаллигини ҳисобга олиш бўйича қўлланма”;
3. Лобанов Е. М. “Транспортная планировка городов”, 1990.
4. Beketov, A.K., Saydametova, F.J., Ergashova, M.Z., & Khalimova, S.R. (2022). FOREIGN EXPERIENCE IN URBAN STREETS MANAGEMENT SYSTEM. Academic research in educational sciences, 3(TSTU Conference 1), 891-896.
5. Malikov М. BUS RAPID TRANSPORT SYSTEM IN SAMARKAND CITY // Научный журнал транспортных средств и дорог. – 2021. – Т. 1. – №. 3. – С. 38-42.
6. Содиқов И., Саттаров А. ЙЎЛ ҲАРАКАТИНИ ТАШКИЛ ЭТИШ СОҲАСИДАГИ МАВЖУД МУАММОЛАР, УЛАРНИНГ ОҚИБАТЛАРИ, БАРТАРАФ ЭТИШГА ДОИР ВАЗИФАЛАР ВА ТАКЛИФЛАР //Научный журнал транспортных средств и дорог. – 2021. – Т. 1. – №. 3. – С. 24-28.
7. Abduraxmanov, Y. J., Tuxtayev, J., Yunusov, A., & Malikov, M. (2022, June). Study of shear deformations of road pavements with asphalt concrete pavement of city roads and streets of Tashkent. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2432, No. 1, p. 030126). AIP Publishing LLC.
8. Shimanovsky, A., Karabayev, A., Krakava, I., Tsyhanok, V., Sodikov, I., & Yunusov, A. (2022). FEM Modelling of the Temperature Influence on the Stress-Strain State of the Pavement. Communications-Scientific Letters of the University of Zilina.