УЛУЧШЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕНСИВНОГО УЛИЧНОГО
ДВИЖЕНИЯ

Потребительская ценность транспортной инфраструктуры определяется тремя
основными составляющими:
1.Техническая—автомобиль
2.Дорожная—дорога.
3.Организационная - способы и средства регулирования движения.

В условиях интенсивного уличного движения техническая составляющая нивелируется—средняя скорость движения почти не зависит от марки автомобиля , повышенные скоростные характеристики дорогих автомобилей не используются в общем, скоростном потоке, в целях безопасности приходится по возможности избегать обгонов, перестроений и двигаться с общей средней скоростью всех участников движения. При интенсивном кучном движении дорогой высокоскоростной автомобиль не может реализовать свои преимущества перед самыми дешевыми. Этим и объясняется массовое появление маломощных дешевых так называемых "городских" автомобилей.
То есть средняя скорость движения - основное потребительское качество средства передвижения мало зависит при городском движении от марки и цены автомобиля. Технический аспект этой проблемы рассматривается в другой работе.
Вторая составляющая транспортной инфраструктуры—дорога является общей для всех участников движения, и улучшение ее требует громадных расходов.
С увеличением числа участников движения нагрузка на дорогу достигает предела , после которого резко падает качество движения—средняя скорость, образуются пробки и длительные остановки перед светофорами.
В этих условиях на сцену выступает третья составляющая—организационная.
На взгляд автора именно в ней содержится резерв дальнейшего улучшения потребительской ценности транспортной инфраструктуры.
Если рассмотреть динамику интенсивного городского движения то сразу бросится в глаза неорганизованность, нецелесообразность способа движения участников.
Сгруппированные красным сигналом светофора стоящие перед перекрестком автомобили при зеленом сигнале начинают беспорядочное наращивание скорости кто во что горазд вплоть до максимально разрешенной и выше.
При этом вследствие различных скоростных характеристик автомобилей, опыта, манеры езды и темперамента водителей на перегоне между перекрестками транспортный поток растягивается на всю его длину.
При этом протяженность перегона используется явно нерационально.
При подходе к следующему перекрестку часть автомобилей проскакивает на зеленый свет без остановки, но большая часть вследствие полной заполненности перегона и строгой цикличности работы светофора останавливается на красный и ждут зеленого. За время ожидания к ним подтягиваются отставшие, и транспортный поток опять группируется перед светофором. Сзади группы на перегоне появляется пустой промежуток, это тоже говорит о нецелесообразном использовании протяженности перегона.
Попытка упорядочить движение по перегону синхронной работой светофоров
( метод зеленой волны) не дает существенных результатов, так как далеко не каждый водитель вследствие субъективных вышеперечисленных факторов может предвидеть к какому сигналу следующего светофора он подъедет и соответственно соблюдать свой скоростной режим. Такую информацию он получает только непосредственно при подъезде к перекрестку, когда что-то делать уже поздно.
Вследствие всех этих причин каждое продольное движение по улице имеет явно выраженную цикличность по скорости—от полной остановки на перекрестке до максимальной на перегоне. Такие вынужденные колебания скорости не способствуют безопасности движения—стремясь успеть к зеленому водители часто превышают разрешенную максимальную скорость,
благо технические возможности большинства автомобилей это позволяют,
что часто приводит к ДТП. Вынужденные остановки на красный резко снижают среднюю скорость движения, а это приводит к понижению пропускной способности улиц, что еще более усугубляет современную транспортную проблему.
Между тем, по мнению автора в третьей составляющей и заложен резерв увеличения пропускной способности улиц в городах. Предлагается упорядочить
скоростной режим участников движения. При этом, соблюдая определенные условия, каждый водитель, двигаясь с установленной СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ (в дальнейшем СУД) скоростью гарантировано
проходит все перекрестки без остановок. Участники движения с поперечных улиц, соблюдая эти условия, тоже проходят перекрестки без остановок.
Выгоды от безостановочного движения бесспорны.
Как это реализуется на практике. Для достижения безостановочного движения
СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ (СУД) на всем протяжении регулируемых улиц как продольных, так и поперечных весь транспортный поток формируется в чередующиеся ГРУППЫ и ПРОМЕЖУТКИ, причем формирование их идет постоянно на ВСЕМ ПРОТЯЖЕНИИ УЛИЦ.
Линейная, временная величина групп и промежутков, а также их соотношение
друг с другом установлена взависимости от нагрузки продольных и поперечных направлений и взависимости от нее может меняться СУДом.
Скорость движения групп и промежутков тоже устанавливается взависимости от транспортной ситуации.
Первоначально СУД устанавливает линейную величину групп и промежутков
на каждом направлении взависимости от среднего соотношения нагрузок на продольных и поперечных направлениях.
Для обеспечения безостановочного движения, как в продольном, так и в поперечных направлениях СУД так согласует движение групп и промежутков обоих направлений, что на каждом перекрестке во время прохождения промежутка с продольного направления проходит группа с поперечного,
а в момент прохождения группы с продольного направления проходит промежуток с поперечного. Соотношение скоростей, линейных величин групп
и промежутков с каждого направления устанавливается СУДом постоянно взависимости от нагрузки направлений.

Для реализации вышеперечисленного необходимо:
1.Чтобы водители, получая постоянно информацию от СУД этой информацией
руководствовались, не принявшие ее к сведению будут стоять на перекрестке.
2.Иметь СУД и средства доведения ее информации до всех участников движения.
Выгоды от введения этой системы очевидны и в данной работе не рассматриваются.


СПОСОБ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ.
Как уже говорилось выше, для безостановочного проезда следующего перекрестка автомобилем необходимо, чтобы он находился к моменту подъезда к перекрестку в группе, а не в промежутке. При движении по перегону водитель имеет время для занятия соответствующего места путем изменения скорости движения в разрешенных пределах. Но для этого он должен в каждый момент знать, где он находится в группе или в промежутке. Для передачи этой информации используется система сигнализаторов. На протяжении всего перегона через каждые 50 метров над проезжей частью на высоте 4,5-5,0 метров помещаются синего цвета фонари.
Горение фонаря означает что автомобиль, находящийся от него ближе 50 метров находится в группе. Таким образом, для того чтобы проехать без остановки следующий перекресток водителю необходимо на перегоне ехать на синий свет. Указания сигнализаторов носят чисто рекомендательный характер и правилам дорожного движения не противоречат. Временные параметры работы сигнализаторов и смежных с ними светофоров строго согласуются и устанавливаются при первоначальной настройке системы. Управление ими осуществляется по двум проводам сигналами двоичного кода. Пакет состоит из кода улицы, кода перекрестка, кода пролета (расстояния между сигнализаторами).

ОСНОВНЫЕ ВАРИАНТЫ ДЛЯ РАСЧЕТА.
1.Улица с односторонним движением, поперечные пересечения не охвачены СУД.
2.Улица с односторонним движением --одно или несколько пересечений охвачены СУД.
3.Улица с двухсторонним движением - направления взаимно не согласованы, поперечные пересечения по вариантам 1.2.
4.Улица с двухсторонним движением -направления взаимно согласованы, поперечные пересечения по вариантам 1..2.
5.Несколько различных улиц взаимно согласованы. Пересечения по вариантам 1-2.


РАСЧЕТНЫЕ ПОНЯТИЯ.

1.Разрешеная максимальная скорость в населенных пунктах- 60 км/ч
2.Время разрешенного движения продольного направления ВРДПр-время горения зеленого
сигнала светофора на продольное направление.
3.Время запрещенного движения продольного направления ВЗДПр-время горения красного
сигнала светофора на продольное направление
.4.Время разрешенного движения поперечного направления ВРДПп-время горения
зеленого сигнала светофора..
5.Время запрещенного движения поперечного направления ВЗДПп-время горения красного сигнала светофора на поперечное направление.
6.Резервное время РВ-время горения желтого сигнала светофора.
7.Период продольного направления ППр-это сумма ВРДПр +ВЗДПр +РВ.
8.Период поперечного направления ППп-это сумма ВРДПп +ВЗДПп + РВ.
9.Скважность продольного направления СПр-это отношение ВРДПр/ППр.
10.Скважность поперечного направления СПп-это отношение ВРДПп/ППп.
11.Коэффициент соотношения КС-это отношение СПр/СПп.
12.Средняя скорость движения на расчетной длине улицы Vср.км/ч.-м/сек.
13.Средняя нагрузка на 100м. улицы Мшт/100м.
14.Пропускная способность продольного направленияПСПр-это произведение М шт./м. на
Vср. м/сек..
15.Пропускная способность поперечного направления ПСПп-это произведение М шт./м. на Vср м/сек.
При первоначальном расчете РВ не учитывается , оно потом вычитается из обоих разрешенных движений и предназначено для решения непредвиденных ситуаций ( остановки перед светофором вследствие несоблюдения указаний СУД некоторыми водителями.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА.
1.Улица с односторонним движением рассчитывается только в одном разрешенном направлении по согласованию с поперечными направлениями. Обязательно равенство ВРДПр=ВЗДПп и ВЗДПр=ВРДПп.
2.На улицах с двухсторонним движением периоды продольных направлений должны быть строго привязаны к перекресткам путем коррекции их по времени в пределах каждого перегона. К ним должны быть привязаны по времени периоды поперечных направлений. Обязательным условием при установке периода на перегоне является совпадение фронтов на перекрестках. Получаемое при этом незначительное колебание средней скорости на разных перегонах вполне допустимо, так как оно регулируется системой , а не водителем. Коррекция скоростей с целью минимизации отличий ведется по обоим направлениям.

СООТНОШЕНИЯ И ВЕЛИЧИНЫ.
1.КС –коэффициент соотношений устанавливается исходя из средне-статистической нагрузки направлений для каждого перекрестка .Это тоже требует коррекции периодов на перегонах и как следствие этого изменения регулируемой средней скорости на каждом перегоне. Таким образом , периоды а с ними и средние скорости на каждом перегоне различны. Их установкой и согласованием и занимается СУД. Различия в КС для смежных перекрестков желательно минимизировать. Время разрешенных и запрещенных движений на каждом перекрестке устанавливается исходя из коэффициента соотношений для данного перекрестка .

С П О С О Б Р Е А Л И З А Ц И И.
Как уже указывалось выше, организация безостановочного движения на улицах с высокой транспортной нагрузкой является достаточно сложным делом и невозможна без постоянного контакта СУД с водителями. Существующие системы регулировки уличного движения, а в основном это перекресточные светофоры, имеют контакт с водителями только перед перекрестками и только в редких случаях некоторые из них согласованы между собой. Еще раз подчеркивается, что предлагаемая СУД постоянно рекомендует водителю условия движения для достижения определенных результатов. Постоянный контакт водителей и СУД осуществляется путем установки на всех перегонах через каждые 50м. сигнальных фонарей. Каждый фонарь подвешивается над проезжей частью желательно посередине на высоте 5м. Фонарь имеет источник света 300вт. и закрыт спереди и сзади синим стеклом. Во включенном положении он испускает синий мигающий с частотой 200гц. свет. Если водитель видит этот сигнал в пределах 50м. значит следующий перекресток он проедет на зеленый свет без остановки перед светофором. Если он этого сигнала не видит, то для того, чтобы избежать подъезда на перекресток к «красному» ему необходимо изменить скорость движения -либо догнать «синий» либо отстать под него. Сделать такой маневр на относительно свободном перегоне не представляет труда.

С И С Т Е М Ы У П Р А В Л Е Н И Я Д В И Ж Е Н И Е М,
1.По месту управления.
а.Автономные.
б.Комбинированные.
в.Централизованные.

2.По типу передачи сигналов.
а.Проводные: а.с отдельными каналами.
б. с совмещенными каналами.
б.Безпроводные.
в.Програмно-временные.

3.По возможности влияния взависимости от транспортной ситуации.
а.С неизменяемой регулировкой.
б.Регулируемые постоянно.

4.По типу управляющего сигнала.
а.Аналоговые.
б.Цифровые: По типу обработки управляющего сигнала:
а.счетно импульсные.
б.импульсно-кодовые.

5.По типу воздействия на исполнительные устройства:
а.С последовательным прохождением цепи: улица, перегон, сигнализатор.
б.С параллельным прохождением : отдельно-улица, отдельно-перегоны, отдельно-сигнализаторы.
б.С комбинированным прохождением: отдельно-улица, отдельно-перегоны с сигнализаторами.
П Л А Н Р А Б О Т Ы
По реализации программы БЕЗОСТАНОВОЧНЫЙ ПРОЕЗД ПЕРЕКРЕСТКОВ.
Первый этап:
1.Выбор улицы для отработки технологии :первоначально выбирается улица с односторонним движением.
2.Составление схемы ее пересечений, замеры расстояний между перекрестками, места установки светофоров.
3.Выборы КС(коэффициентов соотношения) для каждого пересечения на основе недельной статистики движения.
4.Анализ статистики движения и окончательный выбор пока единого КС.
5.Установление системы согласования работы светофоров на среднюю скорость 50км./ч.
6.Выбор схемы управления светофорами: двухпроводная ,цифровая,импульсно-счетная ( посылка секундных импульсов, их пересчет в декадных счетчиках светофоров).

Для отработки технологии и проверки идеи первоначально для реализации выбирается наиболее простой вариант: улица с односторонним движением.
Для простоты и дешевизны установить на первом этапе программно-временную систему управления.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРОГРАМНО-ВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ.
Основой этой системы являются секундные импульсы 10в. которые получаются путем преобразования синусоиды 220в.тригером в крутые импульсы с последующим пересчетом их счетной декадой на 50.
Так как все управляющие устройства, находящиеся на каждом светофоре запитаны от общей сети 220/50 то импульсы всех светофоров будут строго засинхронизированы.
При первоначальной настройке каждое управляющее устройство включается в работу на строго определенном по счету импульсе /см. расчет/
Например: первый светофор включается на первом импульсе, второй на тридцатом, третий, соответственно расстоянию между ними и расчетной средней скорости 50км/ч. на семидесятом импульсе и т. д.
Импульсы считаются декадными счетчиками на светофорах. Первоначальный запуск каждого светофора осуществляется по секундомеру соответственно произведенному расчету.

С И С Т Е М А У П Р А В Л Е Н И Я

.АВТОНОМНАЯ, ИМПУЛЬСНО-СЧЕТНАЯ.

Каждый сигнализатор и светофор управляются автономно, декадный счетчик считает секундные импульсы, полученные из промышленной синусоиды. Количество импульсов между пуском и выключением, выключением и пуском определяется предварительным расчетом и первоначальной настройкой. Цикл пуск-выключение-пуск постоянно повторяется. Момент первоначального пуска устанавливается при настройке СУД. Один человек со специальным секундомером \циклически считающим импульсы в полном периоде\ находится в начале цепи у первого сигнализатора, второй поочередно подходит к последующим сигнализаторам и по команде первого \ по радиотелефону\ пускает очередной сигнализатор. Команды момента запуска сигнализаторов находятся в расчетной таблице у первого. Идеальное согласование работы сигнализаторов и светофоров обеспечивается запиткой всех цепей СУД от одной сети 220в. 50гц.

С и г н а л ь н ы е ф о н а р и у с т а н а в л и в а ю т с я:
Дешевый вариант: На опорах столбов уличного освещения на высоте 4-5м. Со стороны тротуара лампа закрыта светоотражающим щитком, ее видно как спереди так и сзади. Свет синий пульсирующий. Фонари запитаны от отдельного фазового провода.
Улучшенный вариант: Слева по ходу движения вне проезжей части на отдельных опорах высотой 4-5м. Запитка обычная от сети.
.
plotag@yandex.ru