33. Скорость рассосредоточения транспортных потоков

При оценке приведенных теоретических значений % часового максимума следует иметь в виду, что движение, даже от наиболее напряженных центров, рассасывается очень скоро и дает объем движения, быстро входящий в рамки среднестатистического движения. Это показывают очень наглядно установленные выше правила расселения и распределения пассажиров по дальности поездки. В качестве примера рассмотрим случай, когда движение от одного трудового центра с числом трудящихся N растекается по жилому району, связанному с этим центром одной магистралью. Скорость связи примем в 12 км/час. Пусть % часового максимума будет М. Ведя расчет через каждый километр, легко получаем:

В начале 1- го, км.,%	По боковой магистр.	О по основн.
В конце 1 - го	(0,27/2)М	0,73М
В конце 2 - го	(0,19/2)М	0,54М
В конце 3-го	(0,14/2)М	0,40М
В конце 4-го	(0,11/2)М	0,29М

Следовательно, если даже М = 25%, то уже в конце 1-го километра по боковым магистралям проходит лишь 3% растекающегося потока, в конце же 2-го километра лишь 0,2%, т.е. в разводящих по жилым районам магистралях движение чрезвычайно быстро входит в средне- статистические нормы. На основной магистрали, если она одна, движение рассасывается несколько медленнее, входя в статистические средние нормы – 7% - лишь к концу 4-го километра; но такой случай редок. Если же магистралей две, или же даже одна, но не тупиковая, то статистически наблюдаемые средние получаются уже к концу второго километра.

Так как центры приложения труда в учреждениях культурно – бытового обслуживания обычно расположены в селитебных районах, то в этом случае можно принять, что от такого центра есть 4 разводящих направления. Но в таком случае даже при М = 43%, уже в конце 1-го километра мы получаем на боковых улицах поток, составляющий лишь

всей движущейся массы.

34. Пропускная способность улиц при бесперебойном движении.

Пропускная способность улиц при бесперебойном движении невысока, даже при движении в несколько полос в одном направлении. Но планировка может сильно её снизить. Поэтому необходимо уметь её учитывать по всем тем факторам, которые на неё влияют.

Безопасный интервал между машинами определяется следующим образом.

Слагаемые безопасного интервала tv+e – очевидны; первое слагаемое – тормозной путь. Обозначим его через α. Работа торможения, с одной стороны, выражается через вес экипажа ρ так:

Ρα = (f + μ)

С другой – они идет на преодоление живой силы экипажа ρv²/2g и на работу подъема экипажа P_iα, т.е.

Откуда

что и дано в тексте.

Где v – скорость машины в м/сек., g – ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/сек2), f – коэффициент сцепления при качении во всех случаях нужно принимать f = 0,01,

μ – коэффициент сцепления при скольжении и i - уклон или подъем пути (он может достигать 0,12) и должен браться с «-» при спусках и с «+» при подъемах, T = время реакции шофера (T обычно принимают в 1 сек.), l – длина машины в м (обычно l = 4м).

Значения μ:

при замерзшем утрамбованном снеге μ = 0,21

на мокрой гладкой улице μ = 0,15

на сухой дороге μ = 0,30

Тот же интервал между машинами, выраженный во времени, будет:

T = D/v, сек (94)

Пропускная способность бесперебойного движения по одной полосе

N = 3600/T, маш/час. (95)

Введем ещё одно обозначение. –Назовем «виртуальным коэффициентом сцепления» величину

К = f+μ±i (96)

Как видим из (96) и других данных формул, минимум пропускной способности падат на спуски, максимум – на подъемы четырехпроцентный уклон снижает пропускную способность улицы приблизительно на 30%.

Вычисленная по этим формулам пропускная способность улиц для автомобильного транспорта дана на диаграмме рис.46.

Диаграмма эта полностью подтверждает тезис о невысокой пропускной способности улиц. При разрешенной скорости движения в 50 км/час в зимних условиях по горизонтали (К=0,16) одна полоса движения пропускает 650 маш/час или около 1000 пассажиров. Ничто не мешает, правда, устройству даже 4-х полосного автомобильного движения в одном направлении, что соответственно поднимает пропускную способность, оставляя ее все же ниже пропускной способности одной полосы движения даже с автобусным движением, не говоря уже о трамвае.

35. Общая формула задержек движения.

Следует при всех расчетах движения помнить, что улицы подобны каналам для движения жидкости: их пропускная способность определяется местом с минимальной пропускной способностью. Места задержек движения поэтому особенно тщательно должны устранятся при планировке.

Пусть при движении экипажа в течение часа он встречает n задержек продолжительностью каждая Т сек., что вызывает снижение скорости V км/час на величину DV. Тогда средняя скорость экипажа понижается:

км/час (97)

как понижается и пропускная способность улицы. Вывод формул даваемых выше.

В течение nT сек. из 3600 сек., или часа, экипаж движется со скоростью V-DV, а остальное время (3600- nT) сек с нормальной скоростью V. Средняя скорость будет

. (97)

Скорость V км/час отвечает м/сек. Поэтому пропускная способность , чтобы получить сниженную задержками пропускную способность нужно в последнюю формулу вместо V представить V из (97). Тогда непосредственно получаем /98/.

Пропускная способность будет:

экип/час, (98)

где Д – интервал между экипажами в метрах (см. 93).

Так как при отсутствии задержек движения

(99)

То еще проще, при расчете задержек, определять «коэффициент полезного действия» улицы .

Имеем:

%. (100)

36. Потеря скорости и КПД на перекрестках.

Когда препятствие, встречаемое на пути, заставляет остановиться, то . Именно таково положение на перекрестках улиц по (97 и 100), в этом случае имеем:

(101)

(102)

Здесь V – разрешенная скорость движения, p- частота перекрестков, т.е. их число, приходящееся на 1 км пути и Т – продолжительность задержки экипажей на каждом из перекрестков в секундах.

Пусть частота перекрестков p =1/км. Будет встречено за час перекрестков, т.е. Поэтому по (100) имеем, где :

(а)

Но по (97) при тех же условиях

,

откуда немедленно получается /101/. После нахождения , находим и , представляя в (а) выражение для .

При разрешенной скорости движения V=50 км/час, средней продолжительности задержки на перекрестке Т= 20 сек, будем иметь такие сниженные скорости:

Число перекрестков на 1 км	Средняя скорость в км/час	Потеря скорости в %
4 3 2 1	24 27,5 32 39	52 45 36 23

Отсюда заключаем, что число перекрестков, приходящееся на 1 км улицы, чрезвычайно влияет на скорость движения. Соответственно понижается и коэффициент полезного действия улицы. Действительно, в тех же случаях имеем:

Число перекрестков на 1 км	Коэффициент полезного действия улицы
4 3 2 1	47% 55% 66% 78%

Из этих расчетов надлежит сделать тот бесспорный вывод, что в более или менее крупных городах, где интересы городского транспорта являются особо жизненными интересами городского населения, недопустимо членение территории на небольшие жилые кварталы. Даже обычные в новой планировке кварталы порядка 9 га (300*300 м) являются еще слишком задерживающими движение в городе.

С этой точки зрения надлежит высказываться за значительно большие кварталы порядка 25 га (500*500 м) и еще лучше 100 га (1000*1000 м), что не мешает, впрочем, производить членение этих кварталов на более мелкие участки внутриквартальными проездами, имеющими ограниченную связь с магистралями только правым движением, как это показано на рис. 47. В этих случаях, если при этом для этого рода движения отведены специальные полосы по внешним границам улиц, такие дополнительные перекрестки вообще не задерживают движение. Против ширины проезжей части улицы, отводимой для транзитного движения, надлежит, таким образом, давать уширение проезжей части по обеим сторонам улицы на одну полосу для местного движения.

37. Планировочная гарантия скорости.

Скорость сообщения – важнейший фактор жизни города. Только что приведенный расчеты показывают, как неправильной планировкой можно снизить эти скорости. Мы должны поэтому сформулировать критерий, соблюдение которого является гарантией скорости. Из формулы (101) непосредственно видим, что снижение скорости определяется произведением VpT. Выставляем требование, чтобы снижение скоростей не превышало 25 % от разрешенной скорости движения. Тогда из (101) следует, что гарантия должных скоростей обеспечивается условием:

VpT=1200. (103)

Здесь V- разрешенная скорость движения, p – число перекрестков на 1 км улицы и T – средняя задержка на каждом перекрестке в секундах.

Ни одна из величин - V,p,T - не может выбираться правильно. Для выбора каждой из них имеются свои основания. Но чтобы гарантировать скорости передвижения по городу, - необходимо соблюдение равновесие между этими величинами, выражаемое условием (103). При соблюдении условия (103) и КПД улицы оказывается не ниже 75%. Так, если мы рассчитаем на обеспечение скорости сообщения км/час, то разрешенная скорость будет 50 км/час. Тогда по /103/ условием возможности такой скорости является:

. (103)

И, если перекрестки встречаются по одному из км (p=1), то перекрестки должны быть организованы, чтобы средняя потеря времени у перекрестка сек. При p=21 /км сек. потеря времени у перекрестка зависит от режима перекрестка.

38. Режим перекрестков.

Режим перекрестков, от которого зависит потеря времени у перекрестка Т, можно строить, исходя из разных соображений. Чаще всего его строят из соображений сокращения потерь времени у перекрестка. Так и нужно делать, когда мы имеем дело с автострадой или такой скоростной магистралью, по которой всякое пешее движение запрещено, равно как исключено и пешее пересечение магистрали в одном уровне с экипажами.

Совершенно иначе нужно смотреть на дело, если пешее движение идет рядом с экипажами и если улицы, как обычно, пересекаются в одном уровне с пешеходами. Здесь ведущим принципом организации движения на перекрестках должна быть безопасность пешеходов и экипажей. Как бы ни зависела аварийность на улицах от неосторожности самих пешеходов, нельзя не согласиться с ТРИППом, что «мы не можем все время думать о том, чтобы не быть убитыми» и что «всякий город, планированный таким образом, что его жителей убивают и калечат в большом числе, - является, очевидно, плохо спланированным городом»1.

Перекрестки являются опасным местом, в особенности, при той системе неполного регулирования режима перекрестка, которая почти везде имеет место, завороты не регулируются. Мы будем исходить, напротив, из строжайшей регламентации режима перекрестков, полностью подчиненный идее безопасности. Это значит, что цикл движения на перекрестке должен быть достаточно продолжительным, обеспечивающим переход пешеходов через улицу.

Разобщение пешего и автомобильного движения на перекрестках сложно, мало эстетично, в особенности при туннельном решении (так как перекрестки являются архитектурно весьма ответственными пунктами), почему может быть рекомендовано лишь для автомобильных улиц, т.е. большескоростных городских дорог, число которых даже в большом городе весьма ограничено. В нормальных условиях, таким образом, задержки транспорта на перекрестках лимитируются пешеходами, которым необходимо обеспечить безопасный переход улицы. Основываясь поэтому на скорости пешехода 4 км/час, следует при всех расчетах перекрестков исходить из скорости пешехода в 1 м/сек. Правило это показывает, что на пересечении типичной для новых городов улицы в 30-40 м, необходимо предоставить пешеходу 30-40 сек. разобщенного с транспортом движения. Отсюда же нужно сделать вывод, что организовать однократное пресечение улиц пешеходами при часто проектируемой им ширине в 60-100 м уже невозможно, так как это привело бы к неприемлемым задержкам транспорта, почему в этих случаях неизбежно либо устройство развязок движения в разных уровнях, либо устройство так называемых «островков безопасности » посреди улицы, что, в свою очередь, весьма неудобно для пешеходов.

Чтобы установить теперь, - чему в нормальных случаях равна задержка на перекрестках, рассмотрим наиболее типичный случай перекрестка двух улиц, при нескольких полосах движения на каждой из них.

На рис. 48 показана четырехтактная безопасная схема движения на перекрестке. Схема эта годна для любого числа полос движения в каждом направлении. Она основана на разделении прямого и поворотного движения, причем еще до поворота все машины, желающие сделать поворот направо, постепенно переходят на правую полосу движения, а у самого перекрестка выходят на внешнюю часть улицы, предназначенную для ожидания разрешения поворота; таким же образом, машины желающие повернуть налево, постепенно до перекрестка переходят на внутреннюю полосу движения, с которой у самого перекрестка переходят на специальную полосу у середины улицы, предназначенную для ожидания разрешения поворота налево. Движение регулируется таким образом, что сначала разрешается прямое движение для экипажей и одновременно для пешеходов в том же направлении. Движение это продолжается время, необходимое пешеходу на пересечение улицы. Затем пешее движение возбраняется, и на время, необходимое только транспорту, разрешается производить повороты с той же улицы во все направления. Вслед за тем, разрешается движение экипажей и пешеходов по второй улице, за которыми следуют повороты с той же улицы из всех направлениях.

При такой схеме движения на перекрестке, ширина проезжей части улицы легко определятся в зависимости от числа полос движения d в одном направлении. Она равна

(104)

или при одной полосе движения в каждом направлении l=18 м.

При двух полосах движения в каждом направлении l=24 м; при трех полосах движения в каждом направлении l=30 м; при четырех полосах движения в каждом направлении l=36 м.

Если ось улицы свободна (нет бульварной полосы, линии трамвая и пр.), то средние добавочные полосы у перекрестка могут быть совмещены, что уменьшает проезжую часть улицы, только что указанную, на 3 м.

Движение, сворачивающие с магистрали, зависит от многих факторов. По соображениям, развитым в разделе 33 и выше, оно едва ли может быть в более или менее типичных случаях более 10-15 % проходящих экипажей. Так как при трех полосах движения пропускная способность улицы в обоих направлениях по обоим улицам будет порядка 5000 машин в час, то за время развязки движения на таком перекрестке (80 сек) число сворачивающих машин по всем направлениям будет 10-15, или 5-8 на каждой из улиц. Такое количество машин, разумеется, уже нельзя оставить без регулировки, как делающее невозможным безопасное пешее движение. Этот же расчет показывает, что по каждой из 8 возможных трасс заворота будет в среднем двигаться 1-2 машины, что позволяет считать, что время, отводимое на завороты, может быть минимальным. Действительно, даже при минимальной скорости движения поворачивающей машины в 10 км/час, машина в 1 сек покрывает около 3 м, что позволяет совершить заворот в течение 10 сек в самом неблагоприятном случае (при 3-х полосах движения) и в 5 сек. на перекрестке улиц с одной полосой движения.

Изложенные расчеты позволяют установить для улицы с одной полосой движения в каждом из направлений такую схему регулирования движения:

· движение вдоль одной из улиц – 20 сек;

· завороты с той же улицы – 5 сек;

· движение вдоль второй улицы – 20 сек;

· завороты с той же улицы – 5 сек;

· всего – 50 сек.

Максимальная продолжительность запрещения движения в одном из главных двух направлений – 30 сек., средняя продолжительность задержки Т=15 сек.

Таким же образом, для магистрали с 3-мя полосами движения будем иметь такую схему регулирования:

· движение вдоль одной из улиц – 30 сек;

· завороты с той же улицы – 10 сек;

· движение вдоль второй улицы – 30 сек;

· завороты с той же улицы – 10 сек.

Средняя продолжительность задержки на перекрестке Т= 25 сек. Совершенно таким же образом получим, что средняя продолжительность задержки при двух полосах движения будет Т= 20 сек. Таким образом, при расчете пропускной способности улиц, задержки на обычном перекрестке двух улиц надлежит принимать от 15 до 25 сек, т.е.

15£ Т ³25 сек. (105)

В тех случаях, когда встречаются две магистрали так, как показано на рис. 49, организация движения на перекрестке зависит от характера движения. Если вливающаяся магистраль в основную магистраль имеет достаточно большое движение, соизмеримое с движением основной магистрали, то – при наличии более одной полосы движения – организация движения на таком перекрестке является очень сложной. Правое движение основной магистрали у перекрестка необходимо сдваивать, что увеличивает величину проезжей части более, чем в случае простого перекрестка. Выигрыша в продолжительности задержки почти нет против простого перекрестка при том же числе полос движения (ср. задержка Т=20 сек против 25 сек на простом перекрестке). Если же таким образом сочленяются две транзитные магистрали (см. часть «а» рис. 49), то вопреки распространенному у проектировщиков мнению, пропускная способность такого скошенного пересечения меньше, а не больше, чем у нормального перекрестка, так как в этом случае средняя задержка на скошенном перекрестке будет равна 40 сек. вместо 25 сек. в обычном случае. Поэтому скошенного сочленения следует избегать.

При слиянии с магистралью улицы небольшого движения (как показано на рис. 50), в том случае, если пешее пересечение магистрали не допускается, средняя продолжительность задержки на таком перекрестке будет от 5 до 10 сек.

Рассмотрим, наконец, пересечение нескольких магистралей в одном пункте, образующем в таком случае уже площадь или начальное ее образование. Если пересекающие улицы более или менее равного транспортного значения, то проще всего организуется движение по кругу (см. рис. 51), причем и в этом случае движение по каждой из улиц может происходить в две и больше число полос. С увеличением числа полос движения продолжительность задержек на таком перекрестке сильно, однако, возрастает. Действительно, при кольце радиусом в 35 м и скорости движения по кольцу 10 км/час на полный оборот по кольцу необходимо 70 сек. Такова же должна быть и продолжительность разрешения движения по каждому из колец. На пропуск пешеходов (когда воспрещается всякое движение) необходимо 30 сек. Отсюда получаем такую продолжительность задержек на площадях:

Число полос движения	С пропуском пешего движения	Без пешего движения
1 полоса движения 2 полосы движения 3 полосы движения	15 сек 50 сек 85 сек	15 сек 35 сек 70 сек

Отсюда надлежит сделать вывод, что площади – вообще мало пригодны для многополосного движения, что уже двухполосное движение по площади сопряжено с очень большими потерями, движение же в три полосы практически организовать невозможно.

Впрочем, это неверно лишь для случая регулируемого движения по круговой площади, т.е. в тех случаях, когда площадь пересекается вагонами общественного транспорта, а также пешеходами. Если этого нет, т.е. к площади сходятся автомобильные магистрали, когда пешее движение не пересекают в одном уровне, - круговые площади, как показывает американский опыт, могут бесперебойно работать без всякого регулирования с пропускной способностью до 3600 машин в час. Примеры планировочного решения круговых площадей, данного в проекте планировки Челябинска инж. Я.С. Ротербергом (Гипрогор, 1946 г.), приведены на рис. 51-а и 51-б.

Число полос движения на такой площади американцы рекомендуют делать равными ¼ суммарного числа полос движения на всех сходящихся к площади улицах.

Изложенного, в связи с разбираемой темой, достаточно, чтобы установить, что при анализе пропускной способности улиц следует считаться с задержками на перекрестках от 5 сек. в простейших случаях до 5 сек. на площадях при двух полосах движения; наиболее типичные задержки при однополосном движении на простых перекрестках и на площадях – 15 сек. , при двух полосном движении на простых перекрестках – 20 сек. и в тех же случаях при трехполосном движении – 25 сек.

---

1 «Планировка городов и уличное движение», Лондон, 1943 г.