Расчет характеристик движения транспортных потоков. Скорости движения одиночных автомобилей.

Для оценки принятых проектных решений и эффективности мероприятий по улучшению геометрических элементов дорог и безопасности движения в качестве критерия принимают скорость. Разработаны различные методы расчета скоростей одиночных автомобилей. Эти методы дают возможность рассчитать теоретически максимальные скорости движения одиночного автомобиля в любой точке профиля криволинейного очертания. Общий вид уравнения движения автомобиля по вертикальной кривой:

где А и В – коэффициенты, получаемые при аппроксимации вращающегося момента двигателя;

v – скорость движения автомобиля, м/с;

G – вес автомобиля, Н;

ω – лобовая площадь автомобиля;

k – коэффициент сопротивления воздуха;

f – коэффициент сопротивления качению;

i – продольный уклон дороги;

δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся частей автомобиля;

g – ускорение свободного падения;

dv/dt – ускорение автомобиля.

Недостаток этих методов – невозможность расчета скоростей на спуске. Последние разработки позволяют получить более точные значения скоростей на вертикальных кривых и кривых в плане.

Максимально возможная скорость на кривых в плане:

где R – радиус кривой в плане, м;

i_в – поперечный уклон виража, ^о/_оо;

γ₂φ₂– используемая доля коэффициента поперечного сцепления.

Максимальная скорость на вогнутых вертикальных кривых:

где а – центробежное ускорение (0,5 – 0,7 м/с²).

Скорость движения на выпуклых вертикальных кривых определяется с учетом среднего уклона отдельных участков ломаной, которой заменяют вертикальную выпуклую кривую. Скорость в конце участка равна:

где v_н – скорость в начале участка, м/с;

L_р – длина участка ломаной, м;

D – средний динамический фактор для интервала скоростей, Н/Н;

P_f– сопротивление качению;

i_ср – средний уклон на участке в долях единицы.

Средняя скорость движения на дороге определяется по средним скоростям на отдельных ее элементах:

,

где ΣS´ – длина всей дороги;

v´_ср – средняя скорость по отдельным элементам.

Минимальное время движения при максимальной скорости равно:t_min = ΣS´/ v_ср.

Для более точного определения скоростей было предложено учитывать степень открытия дроссельной заслонки (в %):Р_др = 0,2 + 16,0ψ – 83,0ψ²,

где ψ – суммарное дорожное сопротивление (ψ = f + i).

Значения скоростей следует проверять по формулам расчета предельно допустимых скоростей на кривых в плане:

,

где μ – коэффициент поперечной силы;

i_п – поперечный уклон в долях единицы.

На кривых в плане при ограниченной видимости:

где S – расстояние видимости, м;

φ – коэффициент продольного сцепления;

i – продольный уклон в долях единицы;

К_э – коэффициент эксплуатационных условий торможения (1,45 – для легковых и 1,8 – для грузовых автомобилей).

На подъемах с уклоном до 20^о/_оо, заканчивающихся горизонтальным участком:

На выпуклом переломе с сопрягающимися уклонами i₁ и i₂:

где l₀ –зазор безопасности.

Кроме этого необходимо учитывать психико-физиологическое воздействие на водителя дорожных условий. Для этого был рекомендован коэффициенты τ_з, учитывающие восприятие водителями дорожных условий:

Условия движения	Значение τз
Конец спуска (уклона >30о/оо) с последующим подъемом Горизонтальная кривая с R≥1000 м Малый мост Большой ( средний) мост	1,2 0,8 0,85 0,7

Для получения графика скоростей, близкого к фактическому, расчет необходимо вести с учетом переменной степени открытия дроссельной заслонки в зависимости от дорожных условий, а затем полученную расчетом скорость умножить на коэффициенты психологического восприятия водителями дорожных условий, т.е.

v_ф = τ_зv_доп.