МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

Государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт

ГИПРОДОРНИИ

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО
ПО СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ
ПОТОКАМИ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ
МАГИСТРАЛЯХ (АРДАМ)

Утверждено

Гипродорнии.

Протокол № 2

от 28.03.80

Москва 1980

В настоящем издании на основе опыта разработки первой в стране системы автоматизированного управления движением на автомобильной магистрали Москва-Рига (система АРДАМ) излагаются материалы по стратегии управления транспортными потоками, которые могут найти применение при проектировании аналогичных систем.

Даны основные принципы организации движения на автомобильной магистрали, оборудованной системой АРДАМ, и описание комплекса применяемых в системе технических средств.

Приведена блок-схема объемлющего алгоритма управления, а также методическая основа контура ручного управления и модельная основа контура автоматического управления. Подробно рассмотрены алгоритмы определения допустимых скоростей, расчета управляющих программ, анализа входных сигналов, оценивания фазовых переменных транспортного потока и пропускной способности участков магистрали, синтеза корректирующих управлений. В двух приложениях приведены результаты исследования характеристик транспортного потока на автомобильных магистралях и исследования работы въезда на магистраль.

В основу настоящего издания положены результаты научных исследований, связанных с разработкой системы АРДАМ и проведенных в Гипродорнии в 1973 - 1978 гг. под руководством канд. техн. наук, доцента А.П. Васильева. Им осуществлено научное редактирование издания и написаны пп. 1; 4.1; 4.4; 4.5; 5. Канд. техн. наук В.Д. Беловым написаны п.п. 1; 3; 4.1; 4.2; 5 и приложения. Канд. техн. наук М.Я. Блинкиным написаны п.п. 1; 4.1; 4.3; 4.5 - 4.9; 5, он также принял участие в подготовке приложений. Материалы СКБ Промышленной автоматики легли в основу п. 2 и частично использованы в п. 4.1.

Директор Гипродорнии

канд. техн. наук Е.К. Купцов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Возрастающие объемы автомобильных перевозок, увеличение скоростей и интенсивности движения и связанный с ними рост числа дорожно-транспортных происшествий предъявляет новые, все более высокие требования к техническому совершенству автомобильных дорог, их инженерному оборудованию и состоянию, транспортно-эксплуатационным характеристикам и организации движения в процессе эксплуатации. Важную роль в решении этих задач играет создание автоматизированных систем управления движением. Первая в отечественной практике такая система - система АРДАМ - включена в проект участка МКАД - Истра автомобильной дороги Москва-Рига.

1.1. Необходимой предпосылкой создания систем управления движением на автомобильных магистралях является формирование стратегических концепций, комплекса моделей управляемого объекта и основанных на них алгоритмов переработки информации и принятия управляющих решений.

1.2. Объектами управления в этих системах являются: транспортный поток на автомобильной магистрали и транспортные потоки на въездах; состояние поверхности покрытия и обочин автомагистрали.

К средствам управления относятся управляемые многопозиционные знаки основной магистрали, знаки и светофоры на въездах и съездах, а также технические средства и ресурсы дорожно-эксплуатационной службы (аварийно-патрульной и службы зимнего содержания).

1.3. Конечной целью управления функционированием автомобильной дороги и дорожным движением является обеспечение высокой народнохозяйственной эффективности транспортировки грузов и пассажиров путем повышения эффективности работы автомобильного транспорта и автомобильной дороги, удобств и безопасности движения.

Для отдельной дороги цель управления может быть сформулирована следующим образом:

При заданных характеристиках транспортного потока и аппарата обслуживания (т.е. постоянных и переменных параметрах автомагистрали), процесса обслуживания (т.е. характеристик уровня содержания дороги и организации движения), с учетом состояния метеорологических условий в каждый момент времени обеспечивать требуемые показатели функционирования дороги и дорожного движения (скорость, пропускную способность и безопасность движения), определяемые из условия минимума приведенных дорожно-транспортных затрат на перемещение грузов и пассажиров.

Исходя из этого целью управления на технологическом уровне являются достижение удовлетворительного компромисса между задержками первого рода, в качестве которых здесь выступают задержки на въездах, и второго рода, вызванные снижением скорости при повышении плотности транспортного потока, и уровнем безопасности движения.

1.4. Вследствие выше сказанного специфика систем управления транспортным потоком на автомобильных магистралях коренным образом отличается от получивших широкое распространение в отечественной и зарубежной практике систем светофорного регулирования в городах. Она обуславливает появление обширного круга вопросов, относящихся к стратегии управления указанным объектом, решение которых необходимо для проектирования и функционирования системы АРДАМ.

1.5. Принципиальные ограничения на стратегические концепции и конкретные алгоритмы управления обуславливаются геометрическими параметрами и транспортно-эксплуатационными характеристиками дороги, схемой организации движения и составом технических средств системы АРДАМ. В свою очередь, стратегия и алгоритмы управления оказывают влияние на выбор указанных параметров и характеристик дорог, а также методов и схем организации движения. Поэтому разработка систем автоматизированного управления и проектирование автомагистрали должны выполняться одновременно.

1.6. Формирование основных положений стратегии управления в системе АРДАМ сводится к решению следующих научно-технических задач:

постановка цели управления движением на содержательном уровне и введение формализованного критерия качества управления;

выбор структуры объемлющего алгоритма управления;

рациональное распределение задач между контурами автоматического и ручного управления;

разработка модельной основы алгоритмов из контура автоматического управления и методической основы работы оператора (контур ручного управления);

выбор принципов переработки макроуровневой информации о параметрах транспортного потока и использования информации о параметрах окружающей среды и дорожных условий.

1.7. Решение большинства из перечисленных задач может быть осуществлено лишь на базе изучения характеристик транспортного потока на существующих автомобильных магистралях. Поэтому была осуществлена программа натурных экспериментов по сбору таких данных и отработка основных алгоритмов управления на их основе.

С целью уточнения предлагаемых рекомендаций для каждой вновь проектируемой системы целесообразно проведение дополнительных исследований условий движения и параметров транспортного потока на дорогах или участках дорог со своими характеристиками, близкими к проектируемой дороге.

2. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ АРДАМ^*)

^*) Раздел составлен по материалам, предоставленным СКВ Промавтоматика.

Комплекс технических средств системы АРДАМ включает в себя устройства центрального управляющего пункта, периферийные технические средства, линии связи, систему телевизионного обзора, систему аварийной связи, сервисное оборудование и контрольно-измерительную аппаратуру.

2.1. В состав оборудования центрального управляющего пункта входят: управляющий вычислительный комплекс, пульт управления и аппаратура обмена информации.

Управляющий вычислительный комплекс (УВК) системы АРДАМ - специфицированный комплекс, скомпонованный на основе серийно-выпускаемой ЭВМ с использованием дополнительных модулей и устройств из номенклатуры средств вычислительной техники.

ЭВМ, на базе которой компонуется УВК, должна удовлетворять следующим требованиям:

возможность реализации радиальной схемы связи между периферийными устройствами и УВК;

обеспечение циклического опроса периферийных устройств с циклом 1 раз в секунду;

осуществление управления периферийными устройствами в реальном масштабе времени;

выдерживание мультипроцессорного режима работы в реальном масштабе времени;

обладание достаточным объемом оперативной памяти и быстродействием;

вычислительная мощность УВК должна обеспечивать развитие системы.

В качестве базы для компановки УВК на нынешнем этапе развития техники целесообразно выбирать вычислительный комплекс СМ-2 серии СМ ЭВМ, оперативная память которого имеет емкость до 12в К. В минимальный набор модулей и устройств вычислительного комплекса входят: два процессора, канал прямого доступа, устройства оперативной памяти, коммутаторы, согласователь ввода-вывода и таймеры. Двухпроцессорная структура комплекса позволяет использовать разделение задач управления между процессорами и одновременное их выполнение. При выходе из строя одного из процессоров все задачи, в соответствии с присвоенными приоритетами, будут решаться вторым процессором.

Для получения требуемой конфигурации вычислительный комплекс СМ-2 дополняется рядом модулей и устройств. Так, связь УВК с периферийным оборудованием осуществляется через специальные дуплексные регистры (ДР) и блоки обмена информацией (БОИЦ). В состав УВК включены устройства для работы с перфоленточными носителями информации для загрузки в УВМ системных перфолент, ввода тестовых задач при проведении профилактических и ремонтных работ, вывода перфоленточного носителя (например, после отладки программы). Для выбора и фиксирования информации на бумаге в состав УВК включен ряд устройств печати, предназначенных для обслуживания запросов оператора, вывода суточного журнала функционирования системы и различных форм документов, вывода на печать информации об отказах оборудования и режимах функционирования системы. В качестве аппаратных средств связи оператора системы с УВК используются дисплейные модули. Вывод технологической информации о функционировании системы на мнемосхему осуществляется через бесконтактные модули кодового управления, подключение которых к УВК производится через мультиплексные расширители интерфейса. В состав УВК включены также - устройства внешней памяти на магнитных дисках (4,8 Мбайта) и лентах (40 Мбайт).

2.2. Включенная в состав оборудования центрального управляющего пункта мнемосхема выполняет следующие функции:

а) сигнализирует оператору о состоянии каждого дорожного контроллера, управляемого указателя направлений и скорости:

красным цветом - НЕИСПРАВНОСТЬ;

белым цветом - ОСОБЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ, т.е. диспетчерское управление или ручное управление;

б) выдает обобщенную информацию об условиях движения и состоянии оборудования для каждого километра магистрали:

зеленый цвет - движение свободно, оборудование исправно;

желтый цвет - движение затруднено, затор или ДТП;

красный цвет - оборудование неисправно;

в) высвечивает введенную оператором в ЭВМ информацию о дорожных условиях (ОСАДКИ, ГОЛОЛЕД, ТУМАН, РЕМОНТ) и ДТП (АВАРИЯ) для каждого участка магистрали;

г) высвечивает номера телефонов системы аварийной связи, с которых поступает сообщение об аварии или заторе с магистрали;

д) информирует оператора о включенных сигналах светофоров на каждом въезде.

Мнемосхема выполняется в виде схематического изображения магистрали с размещенными на нем индикаторами, на которой предусматриваются места для размещения телевизионных экранов, куда поступает информация с элементов магистрали, включенных в систему телевизионного обзора (в первую очередь с развязок).

2.3. Пульт управления совместно с аппаратурой обмена информации позволяет: взять на контроль и управление любое периферийное устройство, подключенное к одному (любому) каналу связи; вывести на индикацию содержание любого из байтов контрольной информации этого канала связи; осуществить контроль исправности сигнальных ламп пульта и мнемосхемы.

2.4. В состав периферийных технических средств системы АРДАМ входит ряд специализированных устройств, впервые разрабатываемых для этой системы, и устройства из состава агрегатной системы средств управления дорожным движением (АСС-УД). Из состава АСС-УД могут быть использованы: дорожные контроллеры для переключения позиций управляемого указателя направлений и управляемого указателя скорости; детекторы транспорта различных типов для определения прохождения или присутствия транспортной единицы в контролируемой зоне, времени прохождения автомобилем участка заданной длины, состава транспортного потока; периферийное устройство обмена информацией и ряд других устройств. Специально для системы АРДАМ разработаны следующие периферийные устройства: дорожный контроллер управления въездом, выносной пульт управления, указатель скорости, управляемый указатель направлений.

2.5. Также специально для системы АРДАМ разрабатывается передвижная лаборатория КП-508, предназначенная для сбора метеорологической информации и информации о состоянии покрытия с необходимой доработкой аппаратуры приоритетного пропуска из состава АСС-УД. Указанная лаборатория собирает данные по метеорологической дальности видимости, коэффициенту сцепления и скорости бокового ветра.

2.6. В состав технических средств входит также сервисное оборудование, включающее передвижной комплект контрольно-измерительной аппаратуры, стационарный комплект диагностической аппаратуры, и контрольно-измерительная аппаратура.

3. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ, ОБОРУДОВАННОЙ СИСТЕМОЙ АРДАМ

3.1. Задачи организации движения

3.1.1. Организация движения на автомобильной магистрали, оборудованной системой АРДАМ, тесным образом связана со стратегией управления движением и направлена на решение задач по обеспечению возможности движения интенсивных транспортных потоков с большими скоростями и высоким уровнем безопасности движения. В соответствии со стратегией, подробное описание которой приводится ниже, движение транспорта на автомагистрали организуется таким образом: на магистраль производится дозированный и координированный во времени и по длине магистрали впуск автомобилей с прилегающей сети дорог. При этом количество впускаемых на каждом въезде автомобилей должно быть таково, чтобы загрузка магистрали не превышала некоторого оптимального уровня. Поток, движущийся по магистрали, дифференцируется по скоростям, величина их определяется в системе на основе сбора данных и анализа условий движения. Производится дросселирование скоростей движения автомобилей по каждой полосе вдоль магистрали, осуществляемое в случае резкого снижения скорости либо затора в каком-либо месте магистрали, вызванного ДТП или другой причиной. Система закрывает отдельные полосы, либо участки магистрали в случае возникновения серьезных ДТП, либо заторов, а также организует обходные маршруты по прилегающей сети дорог.

3.1.2. Решение указанных задач обеспечивается планировочными мероприятиями и применением различных средств организации движения. Планировочные решения должны удовлетворять требованиям плавности изменения скоростей движения, полной ясности для водителей направления движения и соответствия траекторий движения автомобилей направлениям предназначенных для этого полос. К числу планировочных мероприятий относится устройство проезжих частей, имеющих достаточное число полос движения, разделительных полос, развязок в разных уровнях, переходно-скоростных полос, применение вертикальных и горизонтальных кривых большого радиуса, устройство продольных уклонов, обеспечивающих движение с расчетной скоростью. Эти мероприятия заложены в проекте дороги и выполняются в процессе ее строительства.

К числу основных средств, применяемых для организации движения, следует отнести дорожные знаки, разметку, ограждающие и направляющие устройства.

3.2. Особенности режимов движения автомобилей на автомагистралях

Характерной особенностью автомобильных магистралей является движение по ним интенсивных потоков автомобилей с высокими скоростями движения. В этих условиях резко увеличивается длина тормозного пути автомобиля; во время дождя появляется вероятность возникновения гидропланирования; возрастает воздействие бокового ветра, меняется восприятие водителем процесса движения. В часы «пик» значительно усложняется управление автомобилем, так как водитель движется в плотном потоке с высокой скоростью. Водитель вынужден удалять взгляд на значительное расстояние от автомобиля, что является следствием увеличения тормозного пути и возникновения мелькания в глазах боковых предметов дорожной обстановки. Чтобы рассмотреть какой-либо предмет знак или сигнал на высокой скорости водитель должен сосредотачивать на нем свой взгляд издалека, иначе у него просто не хватит времени, чтобы опознать его. Малое время, которое водитель может затратить на опознавание средств организации движения, должно учитываться при их применении.

Другой характерной особенностью режима движения на автомагистрали является многополосность. Это также затрудняет восприятие водителем информации на знаках и сигналах, осуществляющих управление движением, что накладывает отпечаток на размещение информации и ее качество.

Однако, условия безопасности движения на автомагистралях намного лучше, так как нет близко идущего встречного потока, отсутствуют потоки транспорта и пешеходов, пересекающих основной поток, значительно легче производится процесс обгона. Следовательно, на автомобильных магистралях применяется ограниченное количество предупреждающих и запрещающих знаков и возрастает роль информационно-указательных знаков и знаков сервиса.

3.3. Особенности применения дорожных знаков

Дорожные знаки, применяемые на автомобильной магистрали, оснащенной системой АРДАМ, могут быть как с постоянной информацией, так и с переменной. При этом для оперативного управления движением используются только знаки с переменной информацией.

3.3.1. Из числа предупреждающих знаков чаще всего используется знак 1.8 «Светофорное регулирование», который устанавливается перед светофорами, регулирующими въезд на автомагистраль.

3.3.2. Из знаков приоритета применяются знаки: 2.1 ^*)«Главная дорога», 2.2 «Конец главной дороги» и 2.4 «Уступите дорогу», устанавливаемые на развязках для организации движения в местах слияния транспортных потоков, а в местах въездов на магистраль у светофоров - знак «Уступите дорогу».

*) Здесь и далее номера знаков указаны в соответствии с ГОСТ 10807-78 «Знаки дорожные. Общие технические условия».

3.3.3. Из запрещающих знаков применяются знаки 3.1 «Въезд запрещен», устанавливаемые в конце участков, на которых организовано одностороннее движение, но возможен ошибочный въезд со встречного направления, а также знак 3.24 «Ограничение максимальной скорости», размещенные на съездах в конце полос замедления. Величина скорости выбирается исходя из геометрии съезда и качества покрытия.

3.3.4. Из группы предписывающих знаков наиболее часто применяются следующие:

4.1.1 - «Движение прямо» устанавливается на магистрали перед въездами на нее в начале полосы ускорения, а также в местах примыканий, где повороты могут служить причиной выезда на съезды с односторонним движением навстречу потоку;

4.1.2 - «Движение направо» размещается в местах выезда с АЗС и других объектов на проезды с односторонним движением;

4.2.1 - «Объезд препятствия справа» устанавливается на развязках в местах разветвления потоков, движущихся в противоположных направлениях.

3.3.5. Наиболее представительная группа знаков на магистралях - информационно-указательные. Среди них чаще всего применяются знаки:

5.1 - «Автомагистраль» устанавливается с табличкой 7.1.1 перед ближайшим к началу на автомагистрали местом разворота или перекрестком, а также с табличкой 7.1.3 или 7.1.4 перед съездами на магистраль;

5.2 - «Конец автомагистрали» применяется в конце автомагистрали и в начале съездов с нее, а также предварительно с табличкой 7.1.1 на расстоянии 400 и 1000 м от конца автомагистрали;

5.18 - «Рекомендуемая скорость» указывает величину скорости, с которой рекомендуется движение на данном участке дороги;

5.20.1 и 5.20.2 - «Предварительный указатель направлений» служат для указания направлений движения к населенным пунктам или другим объектам. Знак 5.20.1 устанавливается на расстоянии не менее 300 м от начала полосы замедления на развязках и повторяется не менее чем за 800 м до начала полосы замедления. Знак 5.20.2 размещается над проезжей частью непосредственно перед началом полосы замедления;

5.21.1 - «Указатель направлений» применяется на развязках автомагистрали в местах разделения транспортных потоков;

5.24 - «Начало населенного пункта» и 5.25 «Конец населенного пункта» устанавливаются в начале и конце участков автомагистрали, проходящих по территории населенного пункта;

5.26 - «Наименование объекта» дается непосредственно перед объектами, через которые или рядом с ними проходит автомагистраль;

5.27 - «Указатель расстояний» применяется для указания расстояний до населенных пунктов, расположенных на маршруте. Он устанавливается на выездах из городов и других крупных населенных пунктов, а также между ними не реже, чем через 40 км;

5.28 - «Километровый знак» применяется для указания расстояния от места его установки до одного из конечных пунктов маршрута. Устанавливается через каждый километр на разделительной полосе или с правой стороны дороги для каждого направления движения;

5.29.1 - «Номер маршрута» указывается в начале дороги и повторяется через 15 - 20 км, а знак 5.29.2 - перед развязками;

5.33 - «Стоп-линия» устанавливается при всех въездах на магистраль у светофоров, где транспорт останавливается при запрещенном сигнале. Он дублирует разметку 1.12 и размещается справа от дороги, непосредственно в створе нанесения разметки 1.12.

3.3.6. На магистрали, как правило, должен предусматриваться целый комплекс знаков, информирующих водителей об объектах сервиса. Размещение и номенклатура этих знаков зависят от места расположения отдельных объектов и видов обслуживания.

Знаки сервиса устанавливаются непосредственно у объектов, у мест поворота к ним, если они расположены в стороне от дороги, в последнем случае на знаке должно указываться направление движения к объекту и расстояние до него. Знаки сервиса должны размещаться предварительно за 60 - 80, 15 - 20 км и 400 - 800 м от обозначаемого объекта. В этом случае на знаках должно указываться расстояние до объекта.

3.3.7. Применяемые на автомагистрали знаки имеют увеличенные размеры по сравнению со знаками на дорогах с двумя и тремя полосами движения. Так, сторона треугольника предупреждающих знаков составляет 1,2 м, а диаметр запрещающих и предписывающих знаков - 0,9 м.

Знаки индивидуального проектирования, устанавливаемые на автомагистрали, также имеют существенные отличия от таких же знаков, применяемых на других дорогах. В частности фон знаков 5.20.1 и 5.20.2 при указании на них нескольких направлений движения должен быть зеленого цвета. На этих знаках надпись, содержащая название населенного пункта или объектов, движение к которым осуществляется не по автомагистрали, должна быть выполнена на вставке с синим фоном, а при установке такого знака в пределах населенного пункта наименования объектов этого населенного пункта выполняются на вставке с белым фоном.

Знак 5.20.2 при указании на нем одного направления движения должен иметь: зеленый фон, если указывается направление движения к населенному пункту или объекту, движение к которому осуществляется по автомагистрали, синий - если движение осуществляется не по автомагистрали, белый - если указанные объекты находятся в населенном пункте. Такие знаки с зеленым фоном обычно устанавливаются над основными полосами движения, а с синим и белым - над переходно-скоростными полосами для потоков, уходящих с магистрали.

Знаки 5.21.1 должны иметь зеленый фон, если движение к указанным на них населенным пунктам или объектам осуществляется по автомагистрали, синий, если движение осуществляется по другим дорогам, и белый, если указанные на знаке объекты расположены в населенном пункте.

Знаки 5.24 «Начало населенного пункта», 5.25 «Конец населенного пункта», 5.26 «Наименование объекта», 5.27 «Указатель расстояний», 5.28 «Километровый знак», 5.29.1 и 5.29.2 «Номер маршрута» должны на автомагистрали также иметь зеленый фон.

Высота шрифта, которым выполняются надписи на знаках 5.20.1, 5.20.2, 5.21.1 - 5.27, предназначенных для установки на автомагистрали, должна быть равна 400 или 500 мм.

Наличие на автомобильной магистрали системы АРДАМ обуславливает применение управляемых знаков со сменной информацией. Номенклатура таких знаков зависит от задач, решаемых в каждой конкретной системе, но чаще других это знаки, ограничивающие максимальную скорость, либо рекомендующие движение с определенной скоростью, а также предварительные указатели направлений.

В случаях, когда автомагистраль освещена, должны применяться знаки с внутренним освещением.

3.4. Особенности применения разметки

Условия движения по автомагистрали отличаются от условий на обычных дорогах, поэтому применяемая на ней разметка имеет ряд особенностей. Одной из характерных особенностей является то, что на магистрали применяются не все линии разметки, а чаще всего следующие линии для обозначений:

1.2^*) - края проезжей части;

^*) Здесь и далее номера линий разметки даны в соответствии с ГОСТ 13508-74 «Разметка дорожная».

1.5 - границ полос движения;

1.8 - границы между полосой разгона или торможения и основной полосой проезжей части;

1.9 - полос, предназначенных для реверсивного движения в случаях, когда магистраль не имеет разделительной полосы;

1.12 - места остановки автомобилей на въездах у светофоров, в случае регулирования съезда на магистраль;

1.16 - направляющих островков в зоне развязок;

1.22 - номера дороги или маршрута;

2.4 - направляющих столбиков;

2.5 и 2.6 - боковых поверхностей дорожных ограждений;

1.3 - для разделения транспортных потоков противоположных направлений в случаях, когда автомагистраль не имеет разделительной полосы и

1.11 - попутных направлений в случаях примыкания к проезжей части магистрали дополнительной полосы, чтобы исключить ее блокирование автомобилями, движущимися по правой полосе;

1.18 - для указания разрешенных направлений движения по полосам.

Важным фактором, который должен учитываться при применении на автомагистрали дорожной разметки, является обеспечение ее видимости при высокой скорости движения. С этой целью на автомагистралях, не имеющих искусственного освещения, применяется разметка, обладающая световозвращающими свойствами, дальность видимости которой в несколько раз выше обычной разметки. Кроме того, ширина линий, обозначающих край проезжей части, берется в 2 раза шире (0,2 м), чем на обычных дорогах.

Учитывая высокую скорость движения, размеры штрихов и разрывов между ними у линий разметки 1.5, 1.8 и 1.11 берутся максимальными.

Одной из наиболее важных особенностей применения разметки на магистрали является использование износоустойчивых материалов с тем, чтобы сохранить достаточно продолжительный срок службы разметки в условиях интенсивного движения. Для этого, как правило, применяются термопластики, либо краски типа «Пластирут» (рис. 1).

Рис. 1. Износоустойчивость разметки из различных материалов:

1 - краски на основе алкидных смол; 2 - краски на основе алкидных смол и хлоркаучука; 3 - краски на основе хлоркаучука; 4 - термопластики

3.5. Особенности применения светофорной сигнализации

На автомобильной магистрали, оснащенной системой автоматизированного управления движением, могут применяться два типа светофоров. Один из них предназначен для регулирования движения по основным полосам, а второй устанавливается на въездах.

Регулирование движения по полосам осуществляется с помощью светофоров типа 3^*). Оно применяется с целью закрытия отдельных участков полос движения при возникновении на них ДТП. Регулирование движения может применяться не по всем полосам, а лишь по предназначенным для реверсивного движения. Введение реверсивного регулирования обычно должно производиться при одновременном наличии следующих условий:

интенсивность движения в час «пик» составляет более 500 ед./ч на каждую полосу проезжей части в более загруженном направлении;

суммарная интенсивность движения в час «пик» в прямом направлении превышает интенсивность встречного движения более чем на 500 ед./ч; указанная неравномерность движения систематически изменяется по направлениям в течение суток или по дням недели;

проезжие части, предназначенные для различных направлений движения, не отделены друг от друга разделительной полосой.

^*) Классификация светофоров соответствует ГОСТ 23457-79 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения».

Светофоры типа 3 устанавливаются в начале полосы (над ней) и повторяются таким образом, чтобы расстояние между этими светофорами обеспечивало видимость водителями транспортных средств сигналов не менее двух последовательно расположенных светофоров.

Регулирование въездов осуществляется с помощью обычных трехсекционных светофоров типа I, которые в случае однополосного въезда устанавливаются на правой стороне въезда. Если въезд осуществляется по двум полосам одновременно, то один светофор устанавливается на колонке у правой полосы, а второй (дублирующий) подвешивается над левой полосой. В случае, когда на двухполосном въезде каждая полоса работает самостоятельно, то светофоры размещаются над каждой полосой.

3.6. Организация движения по магистрали

3.6.1. В соответствии с задачами организации движения на автомобильной магистрали транспортный поток дифференцируется по скоростям движения, что позволяет наиболее полно использовать динамические качества автомобилей и создает для водителя возможность двигаться в наиболее удобном для него режиме. Наличие многополосной проезжей части позволяет выделить для групп автомобилей, движущихся с различными скоростями, самостоятельные полосы движения, что осуществляется с помощью линий разметки.

Величина скорости, рекомендуемая для автомобилей на каждой полосе, определяется в системе по алгоритмам, изложенным ниже, в зависимости от условий движения по магистрали (погодные условия, загрузка магистрали, наличие ДТП и заторов) и доводится до сведения водителей путем размещения над каждой полосой знаков, которые повторяются по всему протяжению магистрали через некоторое расстояние. Оптимальная его величина была определена экспериментально, путем наблюдения за движением автомобилей по участкам дороги, на которых производилось управление скоростью по каждой полосе движения (см. приложение 1). Было получено, что независимо от полосы и величины скорости оптимальным расстоянием повторения знаков является 1,5 - 2,0 км, так как при большем расстоянии водители не соблюдают ограничений скорости (см. рис. 4, прилож. 1).

3.6.2. В случае воздействия неблагоприятных погодных условий, заторов или ДТП возникает задача снижения скорости движения либо закрытия отдельного участка магистрали. При этом целесообразно такое снижение скорости производить постепенно по отдельным тактам с таким расчетом, чтобы оно осуществлялось плавно и не было бы двух соседних участков магистрали с высокой разницей скоростей движения (рис. 2).

Рис. 2. Потактное снижение скорости по полосам магистрали

Закрытие движения по отдельным участкам полос осуществляется с помощью светофоров. Для этого необходимо, чтобы над каждой полосой в местах размещения знаков, регламентирующих скорость движения, были и светофоры.

3.6.3. Организация движения на въездах на автомагистраль может быть осуществлена различными способами в зависимости от интенсивности движения, возможностей получения оперативных данных об изменении характеристик транспортного потока и желаемой степени автоматизации управления въездом.

В самых простых случаях в часы «пик» въезд может быть закрыт на некоторое время. Этот метод применяется обычно, когда поток, движущийся по магистрали, равен ее пропускной способности и лишняя доза транспорта, въезжающего на магистраль, может привести к затору.

В случаях, когда поток на магистрали достаточно высокий, но он еще не приближается к величине пропускной способности, может применяться дозированный впуск по жесткой программе. Программы могут меняться во времени, но суммарный поток на магистрали и въезде не должен превышать ее пропускную способность.

В случаях, когда с помощью детекторов собирается информация о характеристиках транспортного потока на магистрали перед въездом, могут быть использованы различные методы организации движения, реагирующие на случайное изменение этих характеристик. К ним, в частности, относятся:

метод анализа спроса и пропускной способности, при котором автомобилям по одному разрешается въезд на магистраль в моменты, когда спрос не превышает пропускной способности магистрали;

метод контроля занятости участка магистрали перед въездом, когда для различного уровня занятости подсчитывается возможная доза впуска на магистраль;

метод замера интенсивности движения на крайней полосе, при котором количество впускаемых автомобилей на магистраль за единицу времени зависит от интенсивности на крайней (правой) полосе;

метод поиска приемлемого интервала, когда автомобилям разрешается въезд на магистраль в интервалы между автомобилями на правой полосе;

метод поиска приемлемого интервала со световой индикацией, при котором вдоль въезда устанавливается световая индикация, показывающая величину приемлемого интервала и скорость его движения. Этот метод обычно применяется, когда видимость на въезде неудовлетворительна, либо его геометрические характеристики отличаются от обычных.

Самым прогрессивным методом является координированный впуск, зависящий от параметров транспортного потока на всей магистрали, когда анализируются состояния движения на всех участках магистрали и въездах и с помощью ЭВМ принимаются решения о допустимых потоках на любом въезде, исходя из условий обеспечения минимальных задержек транспорта, максимальной пропускной способности либо другого выбранного критерия.

Организация регулируемого движения автомобилей на въездах требует оборудования их светофорами и детекторами транспорта.

3.6.4. При высокой загрузке первой (крайней) полосы движения может возникнуть задача обеспечения входа на эту полосу автомобилей, въезжающих на магистраль. С этой целью может быть использована техника искусственного создания разрывов в потоке на первой полосе. Она заключается в том, что с помощью снижения скорости движения на этой полосе можно добиться того, что часть автомобилей с этой полосы уйдут на соседнюю полосу движения и тем самым на ней появятся интервалы, приемлемые для въезда на нее.

3.7. Организация обходных маршрутов

Несмотря на высокие технико-эксплуатационные характеристики автомобильных магистралей на них не исключены дорожно-транспортные происшествия. При этом, как показывает практика, вследствие высоких скоростей движения эти ДТП имеют цепной характер, т.е. в них могут участвовать несколько автомобилей, следующих один за другим. Возникновение таких ДТП может вызвать полное или частичное блокирование проезжей части и тем самым явиться причиной серьезных заторов. Причиной заторов может быть также чрезмерная загрузка магистрали в случае, когда не применяется ограничение потока на въездах.

Организация маршрута, обходящего участок с затором, помогает избежать роста затора из-за прибывающих автомобилей и тем самым снизить их задержки. Естественно, что организация обходных маршрутов возможна лишь при условии наличия параллельных дорог и сети дорог, соединяющих их с магистралью.

Возможны два варианта организации обходных маршрутов. При одном из них автомобили минуют закрытый участок магистрали по дороге, проходящей справа по направлению движения, а при другом - по дороге, проходящей слева. Принципиальная разница этих вариантов заключается в том, что при первом варианте автомобили, идущие по обходу, выполняют левые повороты на дороге параллельной магистрали, а при втором - на самой магистрали по развязкам. Это важное обстоятельство должно учитываться, так как первый вариант не всегда может быть приемлем.

При организации обходных маршрутов приходится решать две основные задачи: направление потока на съезд и информация водителей о направлении движения по обходному маршруту. Это выполняется с помощью управляемых знаков и светофоров. Первая задача решается путем постепенного снижения скорости движения по полосам и их выравнивания, а затем постепенного закрытия основных полос движения, начиная с левой полосы (рис. 3).

Рис. 3. Направление потока на съезд при организации обходного маршрута

Вторая - путем установки предварительных указателей направлений движения на всех пересечениях, где обходной маршрут меняет свое направление (рис. 4 и 5).