Рацiональне розташування зупиночних пунктiв автобусних та тролейбусних маршрутiв вiдносно регульованих перехресть

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі визначення раціонального місця розташування зупиночних пунктів до чи після регульованих перехресть. Аналіз підходів і методів до визначення раціонального місця розташування зупиночних пунктів показав, що вони в основному ґрунтуються на цілях мінімізації витрат часу на пересування пасажирів або максимізації продуктивності функціонування транспортних систем. При цьому питанню визначення часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту після закінчення посадки та висадки пасажирів приділяється дуже мало уваги. На цей час існують лише регресійні моделі, які не можуть претендувати на загальність та їх використання при транспортному плануванні потребує схожих умов функціонування з об’єктом, на якому були зібрані статистичні данні. Проведений аналіз дозволив визначити напрямок основних досліджень, а саме: оцінка впливу параметрів транспортного потоку на час затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту в зоні, прилеглої до регульованого перехрестя. В якості об’єкту дослідження було формалізовано процес утворення затримок при виїзді маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту завдяки чому були побудовані аналітичні моделі визначення часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту. Також в роботі розроблені теоретичні основи моделювання транспортного попиту в умовах інтенсивної взаємодії об’єкту дослідження з його оточенням. Така взаємодія зовнішніх та внутрішніх обсягів руху загострює питання незбалансовано 3 сті місткостей транспортних районів, яке в загальному випадку ще не має свого вирішення. Головна причина виникнення дисбалансу між сумарними місткостями транспортних районів обумовлена динамічною структурою об'єкту дослідження, оскільки будь-яка поїздка в ньому починається і закінчується в різний час. Це означає, що відправлення автомобілів до початку досліджуваного періоду, та їх прибуття після його закінчення, не можуть бути зафіксовані, хоча вони можуть бути частиною транспортного потоку в районі дослідження. Кількість таких частково зафіксованих автомобілів на момент початку обстеження є частиною місткостей внутрішніх транспортних районів з відправлення, на момент закінчення – місткостей внутрішніх транспортних районів з прибуття. Тому, якщо на моменти початку та закінчення обстеження на транспортній мережі досліджуваного району знаходилася різна кількість автомобілів, між сумарними місткостями транспортних районів з прибуття та відправлення автомобілів вочевидь буде існувати дисбаланс, викликаний саме цією різницею. В роботі визначені залежності часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту від інтенсивності руху автомобілів та відстані розташування зупинки від перехрестя, представлено результати натурних обстежень інтенсивності обміну автомобілів в місцях паркування центральної частини м. Харкова, встановлено закономірності розподілу щільності паркування та визначено інтенсивність транспортних потоків при різних рівнях завантаження центральної частини м. Харкова. Для визначення залежності часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу від інтенсивності та відстані розташування зупинки від перехрестя було проведено розрахунки для базового варіанту функціонування регульованого перехрестя з одно-смуговим рухом на дорозі. При цьому розглядалося два варіанти розміщення зупиночного пункту до та після перехрестя. За результатами розрахунків було визначено, що час затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з зупинки знаходиться під впливом багатьох факторів, вплив яких неоднаковий в залежності від розташування зупинки до чи після регульованого перехрестя. За результатами досліджень можливо стверджувати, що найбільш доцільним є роз 4 міщення зупинки на мінімально допустимій відстані за перехрестям, а при розміщенні зупинки до перехрестя на відстані 30 м. Для прийняття практичних рішень стосовно розміщення зупиночних пунктів в умовах підвищеної інтенсивності транспортних потоків на ділянках центральної частини м. Харкова було побудовано модель попиту на пересування автомобілів. При цьому місткості транспортних районів визначалися обміном автомобілів на стоянках, дослідження яких проводилось з 800 до 1000, так як за попередніми дослідженнями було встановлено, що процес накопичення автомобілів на узбіччі займає відносно невеликий проміжок часу та досягає максимуму з 800 до 1000, а після 1000 ступінь заповнення місць паркування має незначні коливання протягом періоду обстеження. Після обробки проведених серій спостережень середня кількість автомобілів, що прибувають на стоянку склала 32 од. на 100 м, а тих що від’їжджають – 20 од. на 100 м. Кількість автомобілів, що паркуються у дворах житлових будинків склала 0,49 од. на 100 м2 та 0,52 од. на 100 м2 що від’їжджають відповідно. Для визначення щільності паркування автомобілів було використано фотофіксацію ділянок вулично-дорожньої мережі за період доби з 800 до 1000. Після обробки результатів спостережень можна стверджувати, що величина щільності стоянки автомобілів на вулично-дорожньої мережі розподіляється згідно з показниковим законом, а випадкова величина щільності стоянки в дворах будинків за гамма розподілом. Використовуючи значення параметрів закону розподілу щільності паркування та середніх значень кількості прибуваючий та від’їжджаючих автомобілів в імітаційному експерименті було визначено кількість автомобілів, що прибувають до та від’їжджають з кожної ділянки дороги в побудованій моделі вулично-дорожньої мережі центральної частини м. Харкова. Завдяки чому було одержано місткості транспортних районів, сумарне значення яких по прибуттю дорівнює 29099, а по відправленню 23103. Для обґрунтованого коректування місткостей транспортних районів було визначено середню щільність транспортних потоків на основі відеоспостережень на 5 різних перехрестях центральної частини м. Харкова з 750 до 810 та з 950 до 1010 . За результатами одержаних досліджень було визначено, що кількість автомобілів на початку натурних спостережень значно менша, що пояснює дисбаланс між прибуттям і відправленням автомобілів. За допомогою середньої щільності транспортних потоків були визначені місткості умовного транспортного району "Транспортна мережа". За рахунок цього різниця між сумами місткостей ТР по відправленню та прибуттю зменшується з 3057 до 191 автомобілів. За допомогою одержаної матриці кореспонденцій в програмі VІSUM були розраховані інтенсивності транспортних потоків. Аналізу впливу зміни величини кореспонденцій на інтенсивність руху автомобілів в центральній частини м. Харкова показали, що при збільшенні кореспонденцій понад 60% пропускна спроможність ділянок вулично-дорожньої мережі зменшується до критично малого стану на що вказує швидкість руху, яка наближається до нуля. Для оцінювання адекватності побудованих теоретичних моделей, було побудовано альтернативну модель в програмі VISSIM. При цьому вхідні параметри для моделі побудованої в програмі VISSIM повністю співпадали з вхідними параметрами аналітичної моделі. В результаті проведення серій експериментів в програмі VISSIM в яких моделювалась різна відстань розташування зупинки було одержано середні значення часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту. Для перевірки розробленої математичної моделі було знайдено інтегральну різницю між розрахунковою та імперичною функцією часу затримки виїзду маршрутного транспортного засобу в залежності від відстані розташування зупиночного пункту, яка не перевищує 15%, що вказує на високу схожість результатів моделювання. Використовуючи розроблені аналітичні моделі було розроблено практичні рекомендацій стосовно розміщення 8 зупиночних пунктів на вулицях Пушкінська та Сумська м. Харкова. В якості вхідних даних стосовно параметрів руху транспортних потоків для аналітичних моделей та моделей в програмі VISSIM використовувались значення інтенсивності, які були прогнозовані в програмі VІSUM. За допомогою розроблених математичних моделей було визначено середній час затримки виїзду ма 6 ршрутного транспортного засобу при різних рівнях інтенсивності транспортних потоків, які в подальшому можуть бути на досліджуваних ділянках вулиць Сумська та Пушкінська. Після проведених розрахунків було встановлено, що на всіх розглянутих перехрестях більш доцільним буде розміщення зупиночних пунктів на мінімально допустимій відстані 10 м за перехрестям навіть при збільшені інтенсивності руху на 60%. В результаті передислокації 8 зупиночних пунктів на вулицях Пушкінська та Сумська вдалося зменшити час затримки виїзду маршрутного транспортного засобу в середньому з 22 до 6 секунд. При цьому середній час поїздки пасажирів у маршрутному транспортному засобі на зазначених вулицях скорочується на 9%. Наукова новизна даної роботи полягає в тому, що вперше розроблені наукові основи визначення раціонального розташування зупиночних пунктів відносно регульованих перехресть міських вулиць, за рахунок формалізації часу затримки відправлення маршрутного транспортного засобу з карману зупиночного пункту після закінчення посадки та висаджування пасажирів, а також запропоновано новий підхід до формалізації моделі потреб у поїздках на автомобілях, який на відміну від існуючих дозволяє врахувати змін-ний характер щільності руху автомобілів на вуличнодорожній мережі. Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці: методики визначення раціонального місця розташування зупиночних пунктів відносно регульованих перехресть міських вулиць та рекомендацій щодо раціонального розташування окремих зупиночних пунктів автобусних та тролейбусних маршрутів в центральній частині м. Харкова.