2.4.Регулирование въезда на автомагистраль
Основная функция регулирования въезда на магистраль – рациональное перераспределение потока, обслуживающим данный транспортный коридор. Целью перераспределения потока является обеспечение максимального уровня обслуживания на всех этих дорогах. При разработке схемы регулирования въезда показатели ожидаемого уровня обслуживания определяют на основе оценок транспортной потребности и пропускной способности отдельных элементов дорожной сети. Сначала расчетом определяют пропускную способность отдельных участков скоростной магистрали и перекрестков параллельным им магистральных улиц, а затем распределяют ожидаемый объем транспортного потока по всем звеньям системы с учетом уровня обслуживания, предоставляемого каждым таким звеном. Эффективное регулирование въезда может быть обеспечено лишь при наличий текущей информации об условиях движения на автомагистрали.
2.5 Методы регулирования въезда на автомагистраль.
Три обычно используемых основных метода регулирования въезда на магистраль — это перекрытие въезда, ограничение въезда и регулирование с поиском разрывов в транспортном потоке.
Перекрытие въезда — это физическое закрытие въезда для движения. Таким методом можно пользоваться либо кратковременно, например, в критические периоды часов пик, либо постоянно. Перекрытие въезда в часы пик может быть оправдано только в ситуации, когда спрос на закрываемом въезде таков, что для водителей остается возможность въезда на автомагистраль в других местах. Бывают случаи, когда единственным решением является постоянное перекрытие въезда. Объем движения на въезде может быть столь велик, что любой вариант регулирования приведет к возникновению очереди, перекрывающей прилегающие к автомагистрали улицы.
Перекрытие въезда следует практиковать там, где недостаточна емкость полос накопления и ускорения и где даже при регулировании не удается обеспечить безопасное вхождение транспортных средств в основной поток по автомагистрали.
Ограничение въезда (установление предельно допустимого объема движения на въезде) используется в тех случаях, когда оно обеспечивает повышение уровня обслуживания на автомагистрали. Этот метод можно использовать также для регулирования объема движения на въездах таким образом, чтобы уменьшить интенсивность движения по автомагистрали на участках критической геометрии для повышения уровня обслуживания. При улучшении геометрии отдельных участков появляется возможность притока на них дополнительных объемов движения, но только в той мере, в какой это не обусловливает снижения уровня обслуживания.
Ограничение въезда следует использовать только тогда, когда это повышает эффективность функционирования системы в целом.
Развитие метода регулирования движения на въездах с контролем интенсивности движения шло в направлении учета не только локальных условий движения, но и ситуации на большом протяжении автомагистрали, особенно перед суженными участками.
Рисунок 2.4 – Схема регулирования с ограничением въезда
В первых экспериментах такого рода в Чикаго допустимый объем движения на въездах определяли по результатам измерения занятости полос автомагистрали.
При проведении экспериментов в Хьюстоне и Лос-Анджелесе использовали более простое оборудование с жесткой программой работы и предварительным установлением предельного количества въезжающих на автомагистраль транспортных средств. Подобные системы основаны на предшествующем изучении особенностей движения в конкретном районе. Такие системы и вызывные системы, регулирующие движение по текущим данным о нем, взаимно исключают друг друга и не могут работать совместно. Поскольку жесткая система регулирования основана на предшествующих данных, то она работает в неизменном режиме вплоть до момента подготовки нового анализа движения, после завершения которого, может потребоваться перераспределение спроса и пропускной способности.
Системы регулирования с автоматическим ограничением въезда становятся более эффективными по мере увеличения количества применяемой измерительной аппаратуры в составе подсистемы контроля за движением. Такие системы тяготеют к идее многоуровневого регулирования, основанного на том, что последовательное уточнение параметров регулирования и выделение новых болей высоких уровней не вступают в противоречие с теми более низкими уровнями; на которых регулирование уже осуществляется. Например, на работу локального устройства с измерением занятости полос автомагистрали в зоне въезда не должны отрицательно влиять никакие другие требования к системе регулирования. Это проистекает из того, что определение допустимого объема движения на въезде основано на предотвращении помех движению по автомагистрали в данном месте. Если упомянутое устройство войдет в более крупную систему регулирования, то может случиться так, что допустимое число автомобилей, которым разрешен доступ на магистраль с въездов, связанных между собой данной системой и расположенных по потоку выше суженного участка магистрали, окажется ниже определенного местными логическими схемами регулирования. В такой ситуации число автомобилей, выезжающих на магистраль, должно быть уменьшено в соответствии с требованиями всей системы регулирования. Если же система разрешает доступ в объеме, превышающем возможность въездов, то определяющей должна быть местная стратегия регулирования.
Итак, первым существенным шагом совершенствования регулирования движения на въездах по сравнению с изолированными локальными устройствами является координация работы таких устройств, расположенных по потоку выше суженного участка автомагистрали. Стратегия регулирования в такой ситуации, когда суженный участок идентифицирован, и допустимый объем движения по нему определен, заключается в ограничении въезда на автомагистраль таким образом, чтобы не происходило перегрузки суженного участка. В подобной системе ограничения по въезду на магистраль оказываются более жесткими, чем те, которые предписываются локальными средствами регулирования. Водителя, выезжающего на автомагистраль, это может в некоторой степени поставить в недоумение, поскольку В зоне въезда он не видит затора или чрезмерной плотности движения, которые имеют место далее на суженном участке.
Следовательно, метод регулирования в такой ситуации заключается в определении пропускной способности суженного участка по данным измерения транспортного потока и в установлении допустимых объемов движения па въездах, расположенных по потоку выше суженного участка. Важная переменная здесь — это транспортный поток, покидающий магистраль по нерегулируемому съезду, расположенному между суженным участком и въездом выше по потоку. Объем движения по суженному участку есть сумма объемов движения по автомагистрали и с въездов минус объем на съезде. Путем регулирования движения на въездах удается сгладить флуктуации входных потоков и добиться стабильного состояния потоков в рамках системы в целом. Объем движения на съездах, напротив, никогда не бывает стабильным. Данные о съезде с магистрали поступают в систему регулирования и вызывают корректировку параметров въезжающих на магистраль потоков. Поскольку ситуации движения на суженном участке и на въездах, расположенных выше по потоку, сдвинуты во времени, то регулирование при максимальной нагрузке суженного участка носит консервативный характер. При увеличении занятости полос на суженном участке режим регулирования на таких въездах становится более жестким. Если на некотором участке между въездом на него и суженным местом обнаруживается скопление транспортных средств, то въезд на участок еще более ограничивается для сокращения затора и повышения уровня обслуживания.
Параметр, по которому осуществляется регулирование, — это прежде всего желательный уровень обслуживания пользователей системы. Регулируя оперативный уровень обслуживания, можно в течение длительного времени обеспечивать пропуск значительных объемов движения по всей длине транспортного коридора.
Другой метод — это регулирование въезда на магистраль с поиском приемлемых разрывов в транспортном потоке по автомагистрали. По сравнению с методом ограничения въезда этот метод обходится дороже, поскольку требует применения большего количества аппаратуры: Серия детекторов, размещенных на крайней правой полосе, связана с центром управления, где ЭВМ анализирует поток по этой полосе. Машина опрашивает детекторы и измеряет интервалы между парами следующих друг за другом автомобилей. Если величина этого интервала равна или больше заданной, то автомобиль пропускают с въезда, и он выводит на крайнюю правую полосу магистрали. Такой метод наиболее эффективен в тех случаях, когда помехи основному транспортному потоку по автомагистрали, создаваемых въезжающими на автомагистраль транспортными средствами, наблюдаются в течение длительного времени, например в течение получаса за час пик.
Регулирование по приемлемому интервалу может быть также целесообразным, когда длина полосы ускорения у въезда недостаточна.
При этом методе регулирования движения должен учитываться еще один важный фактор — объем движения на участке автомагистрали перед въездом. Объем движения по крайней правой полосе плюс объем движения, пропускаемый с въезда на магистраль, не должен превышать 1800 ед./ч.
Регулирование с поиском разрывов весьма подобно локальному регулированию с ограничением въезда на магистраль. При регулировании с поиском разрывов максимально допустимый входящий поток на магистраль может быть и, как правило, в самом деле больше, чем при регулировании по пропускной способности суженного участка. В такой ситуации увеличивается установленная длительность разрыва, в результате чего предельный поток на въезде сокращается. По мере увеличения объема движения на въезде работа системы регулирования с поиском разрыва все больше начинает зависеть от условий движения в сужении.
Еще один путь совершенствования системы регулирования — перераспределение очередей на отдельных въездах. Как правило, при перегрузке въездов на них образуются очереди, и нет возможности организовать регулируемый въезд в каком-то другом месте. Рационализацию очередей можно осуществить допущением более длинных очередей на тех въездах, которые в меньшей степени взаимодействуют с пересекающими их улицами или потоками при одновременном уменьшении очередей на тех въездах, которые взаимодействуют с другими дорогами и проездами в большей степени. Этот путь следует в подходящих обстоятельствах использовать на практике. Однако зачастую спрос определяет формирование очередей па всех въездах. В том случае, если очереди транспортных средств мешают движению по другим улицам, может быть целесообразным полное закрытие того или другого въезда.
Помимо центральной ЭВМ, в системе предусмотрены дополнительные контроллеры для непосредственного управления светофорами н дорожными знаками на въездах. Это оборудование может быть автономным или связанным с центральной управляющей ЭВМ. Контроллеры могут быть расположены непосредственно на въездах или в центре управления. Когда устройство находится на месте, оно собирает местную информацию, вырабатывает решения об управляющих воздействиях и переключает сигналы светофора на месте. Однако центральная система может взять управление светофором на себя или изменить программу работы местного контроллера.