Пропускная способность дороги

Важнейшим критерием, характеризующим функционирование пу­тей сообщения, является их пропускная способность.

Под пропускной способно­стью дороги понимают максимально возможное число автомобилей, ко­торое может пройти через сечение дороги за единицу времени.

Однако необходимо отметить, что, рассматривая движение автомо­билей и оценивая пределы возможной интенсивности потока, мы ха­рактеризуем по существу не дорогу, а комплекс ВАДС. Это объясняется тем, что характеристики транспортных средств и водителя могут ока­зывать не меньшее влияние на пропускную способность, чем парамет­ры дороги. Так, исследования в США показали, что если полностью заменить человека-водителя автоматической системой управления ав­томобилями, то пропускная способность полосы движения может уве­личиться в 2 раза. Большое влияние на ее фактическое значение может оказывать состояние среды С. Фактическая пропускная способность особенно падает при сильном дожде, тумане, обильном снегопаде, го­лоледице.

В ряде случаев определение следует дополнить и выполнением ус­ловия обеспечения заданной скорости сообщения. Это наиболее важно для дорог скоростного типа, где условия безопасности необходимо обеспе­чивать при заданных повышенных скоростных режимах. Так, если для обычной городской магистрали нормально допустимой является ско­рость транспортного потока 50–60 км/ч (соответствующая пропуск­ной способности дороги), то для скоростной магистрали желаемая ско­рость может составлять 100–140 км/ч. Это требует снижения нормати­ва пропускной способности.

Для упрощения в качестве исходных следует рассматривать одно­родные потоки движения (колонное движение), т. е. пропускную спо­собность одной полосы движения. Однако до настоящего времени в трудах отечественных и зарубежных ученых и в официальных изданиях нет единого подхода к методикам расчета и натурного определения про­пускной способности.

Можно назвать следующие встречающиеся в специальной литера­туре модификации понятия пропускной способности: теоретическая, номинальная, нормальная, эффективная, собственная, практическая, фактическая и др. Такое многообразие терминов не случайно. Оно от­ражает различный методический подход к определению данного кри­терия, а также большое число факторов, оказывающих влияние на по­казатель пропускной способности в реальных условиях дорожного дви­жения. Естественно поэтому, что в зависимости от числа учитываемых факторов и точности оценки влияния каждого из них для одних и тех же путей сообщения получают существенно различающиеся значения пропускной способности.

Существуют две принципиально различные оценки пропускной способности: на перегоне и на пересечении дорог в одном уровне. В первом случае транспортный поток при достаточной интенсивности может считаться непрерывным. Характерной особенностью второй оценки являются периодические разрывы потока для пропуска авто­мобилей по пересекающим направлениям, обусловленные светофор­ным регулированием.

Возвращаясь к отмеченному многообразию модификаций и пресле­дуя цель более простой и четкой классификации, можно разделить по­нятие пропускной способности на три: расчетная Р_р, фактическая Р_ф и нормативная Р_н.

Расчетную пропускную способность определяют теоретическим путем по различным расчетным формулам. Для этого могут быть ис­пользованы математические модели транспортного потока и эмпири­ческие формулы, основанные на обобщении исследовательских дан­ных, кратко рассмотренных ранее.

Определение фактической пропускной способности возможно лишь на действующих дорогах и в сложившихся условиях дорожного движе­ния. Эти данные имеют особенно большое практическое значение, так как позволяют реально оценить пропускную способность при обеспе­чении определенного уровня скорости и безопасности движения. Од­нако получение объективных данных об обеспечении безопасности тре­бует достаточно длительного срока. Фактическая пропускная способ­ность может быть также названа практической. Объективность опре­деления фактической пропускной способности зависит от обоснован­ности методики, тщательности исследования и обработки результатов. Учитывая значение данных, характеризующих пропускную способ­ность, исследователь должен особое внимание обращать на выбор участка наблюдения, достаточность объема регулируемой информации и точность измерения скорости автомобилей в потоке.

Опыт показывает, что в условиях плотных потоков водители склон­ны уменьшать дистанцию до крайне опасных пределов. В результате происходят так называемые "цепные" попутные столкновения, в кото­рые вовлекаются иногда десятки автомобилей. Кратковременные на­блюдения за такими потоками (точнее "пачками" автомобилей) могут дать неопределенно оптимистические сведения о высокой пропускной способности. Убедительные данные о пропускной способности конк­ретной дороги могут быть получены путем натурного определения за­висимости N_a=f(q_a) при различных интенсивностях дорожного движе­ния (т. е. практически в различное время суток), построения основной диаграммы транспортного потока (см. рис. 2.8) и нахождения точки Р_a перегиба кривой. Такое исследование, однако, весьма трудоемко.

Наиболее простым является использование нормативной пропуск­ной способности, которая задается в официальных нормативных доку­ментах, например, в Строительных нормах и правилах. Следует, одна­ко, иметь в виду, что при этом не может быть учтен весь комплекс фак­торов и условий, характеризующих участок дороги. Поэтому ее значе­ния для многих конкретных условий являются заниженными, а для не­которых завышенными. Кроме того, разработчики нормативных дан­ных часто стремятся предусмотреть резерв и занижают показатель про­пускной способности.

Для оценки на реальных дорогах (или отдельных полосах проезжей части) имеющегося запаса пропускной способности используется ко­эффициент Z, равный отношению существующей интенсивности дви­жения N_ф к пропускной способности Р_ф, т.е. Z = N_ф/Р_ф (см. рис. 2.8). Этот коэффициент также называют уровнем загрузки дороги (полосы) транспортным потоком.

Рис. 2.9. Диаграмма интенсивности однорядного потока, полученная при определении ко­эффициента загрузки Z(no 6-минутным отрезкам времени)

Примерное значение Z может быть определено экспресс-мето­дом часового наблюдения на элементе УДС в пиковый период дви­жения без затора. В течение часа по 6-минутным отрезкам времени t₆ фиксируется интенсивность движения. Диаграмма на рис. 2.9 ил­люстрирует полученные данные на одной полосе правоповоротного (нерегулируемого) потока. По наибольшей интенсивности (N_a2 ⁼ 100 авт/ч) определяется фактическая пропускная способность участка, как 100*10=1000 авт/ч. Фактическая интенсивность равна сумме интенсивности за 10 отрезков времени: авт/ч. Отсюда Z = 870/1000 = 0,87. Следовательно, данный участок работает на пре­деле допустимого.