Дорожные устройства

комплекс сооружений, предназначенных для обеспечения безопасности и непрерывности движения, обслуживания пассажиров, водителей и автомобилей в пути следования. Дорожные устройства включают: автобусные остановки, переходно-скоростные полосы; площадки для остановок и стоянок автомобилей; площадки отдыха и павильоны для ожидания автобусов; устройства для защиты дорог от снежных лавин, заносов; линии связи и освещение дорог.

Типы светофоров. Размещение и установка светофоров

2.2 Типы светофоров

Светофоры можно классифицировать по их функциональному назначению (транспортные, пешеходные); по конструктивному исполнению (одно-, двух - или трехсекционные, с дополнительными секциями); по их роли, выполняемой в процессе управления движением (основные, дублеры и повторители).

В приложении 1 показаны некоторые светофоры, применяемые в нашей стране для управления дорожным движением. В соответствии с ГОСТ 25695-83 "Светофоры дорожные. Общие технические условия" они делятся на две группы: транспортные и пешеходные. Светофоры каждой группы, в свою очередь, подразделяются на типы и разновидности исполнения. Имеются семь типов транспортных светофоров и два типа пешеходных. Каждый светофор имеет свой номер. Первая цифра номера означает группу (1 - транспортный светофор, 2 - пешеходный), вторая цифра - тип светофора, третья цифра (или число) - разновидность его исполнения.

Транспортные светофоры типа 1 (без учета сигналов дополнительных секций) и типа 2 имеют три сигнала круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных вертикально. Как исключение, для светофоров типа 1 допускается горизонтальное расположение сигналов. Последовательность расположения сверху вниз (слева направо): красный, желтый, зеленый.

Дополнительные секции применяются только со светофорами типа 1 с вертикальным расположением сигналов и имеют сигнал в виде стрелки на черном фоне круглой формы.

Для лучшего распознавания водителем дополнительной секции (особенно в темное время суток) на линзе основного зеленого сигнала светофора наносят контуры стрел, указывающих разрешенные этим сигналом направления движения. С этой же целью при наличии дополнительных секций светофор оборудуется белым прямоугольным экраном, выступающим за габариты светофора. Расположение секций зависит от направления стрелки.

Для транспортных светофоров типа 2 контуры стрелок, указывающих разрешенное (запрещенное) направление движения, наносят на всех линзах. При этом в отличие от красного и желтого сигналов зеленый сигнал светофоров этого типа представляет собой зеленую стрелку на черном фоне. Под светофорами или над ними располагают таблички белого цвета с изображением стрелок, указывающих то же направление, что и контуры стрелок на линзах.

Светофоры типа 1 применяются для регулирования всех направлений движения на перекрестке. Допускается их использование и перед железнодорожными переездами, пересечениями с трамвайными и троллейбусными линиями, сужениями проезжей части и т.д. Светофоры типа 2 применяются для регулирования движения в определенных направлениях (указанных на линзах стрелками) и только в тех случаях, когда транспортный поток в этих направлениях не имеет пересечений или слияний с другими транспортными или пешеходными потоками (бесконфликтное регулирование). При достаточно широкой проезжей части с числом полос на подходе к перекрестку более четырех целесообразно светофоры этого типа использовать для регулирования движения по полосам.

Специфика использования светофоров типа 2, связанная с бесконфликтным регулированием, не позволяет их совместную установку со светофорами типа 1 на одном подходе к перекрестку. Исключение составляет случай, когда транспортные потоки отделены друг от друга приподнятыми островками, или разделительными полосами. Таким образом, в пределах одной проезжей части водитель должен видеть светофоры одного типа.

Транспортные светофоры типа 3 применяются в качестве повторителей сигналов светофоров типа 1. По своему внешнему виду они напоминают светофоры этого типа, однако в отличие от них имеют меньшие габаритные размеры и диаметры сигналов 100 мм. Если основной светофор (типа 1) имеет дополнительную секцию, то светофор-повторитель также оборудуется дополнительной секцией естественно уменьшенного размера.

Светофоры типа 3 размещают под основным светофором на высоте 1,5-2 м от проезжей части, если затруднена видимость сигналов основного светофора для водителя, остановившегося у стоп линии. Светофоры этого типа могут применяться также для управления велосипедным движением в местах пересечения дороги с велосипедной дорожкой. В этом случае над ними укрепляют табличку белого цвета с изображением символа велосипеда.

Транспортные светофоры типа 4 применяют для управления въездами на отдельные полосы движения. Такая необходимость возникает, например, при организации реверсивного движения. Светофоры этого типа устанавливают над каждой полосой в ее начале. Они имеют горизонтальное расположение сигналов: слева - в виде косого красного креста; справа - в виде зеленой стрелки, направленной острием вниз. Оба сигнала выполняются на черном фоне прямоугольной формы. Габаритные размеры каждого символа 450 500 мм.

Светофоры типа 4 могут применяться со светофорами типа 1, если реверсивное движение организовано не по всей ширине проезжей части. В этом случае действие светофоров типа 1 не распространяется на полосы с реверсивным движением. Запрещается въезд, а полосу, ограниченную с обеих сторон двойной прерывистой линией (разметка 1.9), при отключенном светофоре типа 4, расположенного над этой полосой. В противном случае возникает возможность выезда навстречу движения (например, при перегорании ламп красного сигнала одного из светофоров полосы).

Транспортный светофор типа 5 имеет четыре сигнала бело-лунного цвета круглой формы диаметром 100 мм. Подобный светофор применяют в случае бесконфликтного регулирования движения транспортных средств общего пользования (трамваев, маршрутных автобусов, троллейбусов), движущихся по специально выделенной полосе. Однако даже в этих случаях необходимость в установке светофоров типа 5 нередко отпадает: схема организации движения на перекрестке обеспечивает бесконфликтный пропуск транспортных средств указанных видов вместе с общим потоком, и светофоры типа 5 лишь повторяют значения сигналов светофоров типа 1 или 2.

При отсутствии специально выделенных полос для транспортных средств общего пользования или возможности их бесконфликтного пропуска применение светофоров типа 5 становится бессмысленным. Управление движением осуществляется светофорами типа 1 или 2.

Транспортные светофора типа 6 имеют два (реже один) красный сигнал круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных горизонтально и работающих в режиме попеременного мигания. При разрешении движения транспортных средств сигналы выключаются. Светофоры этого типа устанавливаются перед железнодорожными переездами, разводными мостами, причалами железнодорожных переправ, в местах выезда на дорогу транспортных средств спецслужб.

Светофор типа 7 имеет один сигнал желтого цвета, постоянно работающий в режиме мигания. Его применяют на нерегулируемых перекрестках повышенной опасности.

Транспортные светофоры типа 8 имеют два расположенных вертикально сигнала красного и зеленого цветов круглой формы диаметром 200 и 300 мм. Их применяют при временном сужении проезжей части, когда организуют попеременное движение по одной полосе, а использование для этих целей знаков приоритета затруднено в силу ограниченной видимости на этом участке дороги. Кроме этого, светофоры типа 8 применяют также для управления мало интенсивным движением на внутренних территориях гаражей, предприятий и организаций, где, как правило, введены ограничения скорости. В перечисленных случаях допускается и использование наиболее распространенных светофоров типа 1, однако светофоры типа 8, отличающиеся от них отсутствием желтого сигнала, указывают на специфику условий движения.

Пешеходные светофоры имеют два вертикально расположенных сигнала круглой или квадратной формы с диаметром круга или стороной квадрата 200 или 300 мм. Верхний сигнал - красный силуэт стоящего пешехода, нижний - зеленый силуэт идущего пешехода. Оба силуэта выполняются на черном фоне.

Согласно ГОСТ 23457-86, пешеходными светофорами оборудуют все пешеходные переходы на управляемом светофорами перекрестке. При этом, если не обеспечен бесконфликтный пропуск пешеходов, зеленый сигнал должен работать в мигающем режиме, предупреждая пешеходов и водителей о возможности просачивания транспортных средств через пешеходные потоки.

Для всех типов светофоров при наличии двух вариантов сигнала (200 или 300 мм) светофоры с большим размером сигнала устанавливают на магистральных улицах и площадях, на дорогах с максимально допустимой скоростью движения более 60 км/ч, а также при неблагоприятных условиях видимости. Таким образом, обеспечивается лучшее восприятие сигналов участниками движения. Кроме этого, увеличенные размеры сигналов подчеркивают характер дороги, на которой находится водитель. С этой же целью перед пересечениями с указанными дорогами со стороны, где были светофоры с диаметром сигнала 200 мм, устанавливают светофор с увеличенным диаметром (300 мм) красного сигнала.

Размещение и установка светофоров

Подход к определению дальности видимости сигналов светофорной сигнализации с движущегося автомобиля с учетом требований безопасности движения является достаточно общим для любых условий наблюдения и состоит в следующем. Расстояние видимости включившегося сигнала светофора должно быть не меньше остановочного пути автомобиля.

Остановочный путь рассчитывают исходя не из условия аварийного торможения, а из условия служебного торможения (замедление не превышает 2 — 3 м/с2) с учетом времени, необходимого водителю на поиск сигнала и его восприятие.

Если принять продолжительность поиска сигнала и реакции водителя 1,7 с, то для скорости движения 60 км/ч необходимо обеспечить расстояние видимости сигналов светофора 100 м. Такое расстояние принято в настоящее время в качестве нормативной величины. В случае если расчетное расстояние видимости обеспечить невозможно, необходимо на этом участке дороги ограничивать скорость движения и устанавливать дорожный знак 1.8 «Светофорное регулирование».

Зависимость требуемых из условий обеспечения безопасности дорожного движения расстояний видимости сигналов светофора от скорости движения транспортного средства может быть представлена графиком.

Расстояние видимости сигналов светофора определяют геометрические характеристики дороги, наличие препятствий в непосредственной близости от дороги, состояние атмосферы и светотехнические параметры светофора.

Для определения минимальных углов видимости сигналов светофора в горизонтальной плоскости можно воспользоваться эмпирической формулой, предложенной К. М. Левитиным для определения минимальных углов видимости в горизонтальной плоскости задних светосигнальных огней автомобилей,

Результаты расчетов, показывают, что для обеспечения безопасности движения на кривых малых радиусов угол видимости сигналов светофора должен быть не менее 40 — 50°. На прямолинейных участках дорог считается достаточным иметь ширину светового пучка сигнала в горизонтальной плоскости +/- 10°.

В связи с тем, что дороги имеют переменный продольный профиль, а светофоры устанавливают (подвешивают) на большой высоте над дорожным покрытием, угол видимости сигналов или угол раствора пучка света светофора в вертикальной плоскости должен быть не менее 8° для дорог высоких категорий и не менее 15° для дорог более низких категорий.

Учитывая то, что геометрические размеры сигналов светофора меньше в сотни раз, чем расстояние, на котором водители их обнаруживают, при расчете светотехнических характеристик светофоров сигналы можно рассматривать как точечные источники света.

Из физиологии зрения известно, что значение порогового блеска не постоянно, а зависит от яркости фона, на котором наблюдают сигнал, от условий наблюдения и зрения наблюдателя. В последние годы определены и стандартизированы зависимости пороговой освещенности зрачка от угловых размеров сигналов и яркости фона.

Основы жесткого программного управления. Расчет длительности цикла и его элементов

Контроллеры жесткого управления с фиксированными длитель-

ностями фаз или разрешающих сигналов по отдельным направлениям пе-

рекрестка. Светофорные сигналы переключаются по одной или несколь-

ким заранее заданным временным программам. Такие контроллеры пред-

назначены для управления дорожным движением на перекрестках с мало

изменяющейся в течении дня интенсивностью движения.

5. Расчет длительности цикла светофорного регулирования

5.1 Определение потоков насыщения

Для случаев движения в прямом направлении по дороге без продольных уклонов поток насыщения рассчитывается по эмпирической формуле, которая связывает этот показатель с шириной проезжей части:

Для случаев движения транспортных средств прямо, а также налево и (или) направо по одним и тем же полосам движения, если интенсивность лево- и правоповоротного потоков составляет более 10% от общей интенсивности движения в рассматриваемом направлении данной фазы, то приближенная оценка потока насыщения может быть найдена следующим образом:

,

где Na - интенсивность прямого направления, ед/ч;

Nb, Nс - интенсивность соответственно лево- и правоповоротных потоков, ед/ч.

Так как на данном пересечении принято двухфазное регулирование, то потоки насыщения будут равны:

-для первой фазы

-для второй фазы

В приведенных расчетах число 2075 и 2625 - соответственно поток насыщения одной полосы шириной 4,2м и 5м при движении только прямо, полученное путем интерполяции.

5.2 Расчет фазовых коэффициентов

Фазовые коэффициенты определяются для каждого из направлений движения на перекрестке в данной фазе регулирования из выражения:

-для первой фазы

-для второй фазы

Таким образом фазовый коэффициент для первой фазы принимаем равным 0,175, а для второй 0,142.

5.3 Определение промежуточных тактов

В соответствии с назначением промежуточного такта его длительность должна быть такой, что бы автомобиль, подходящий к перекрестку на зеленый сигнал со скоростью свободного движения, при смене сигнала с зеленого на желтый смог либо остановиться у стоп-линии, либо успеть освободить перекресток (миновать конфликтные точки пересечения с автомобилями, начинающими движение в следующей фазе).

Остановиться у стоп-линии автомобиль сможет только в том случае, если расстояние от него до стоп-линии на проезжей части будет равно или больше остановочного пути.

С учетом о предположении о постоянном замедлении при торможении автомобиля перед стоп-линией формулу для определения длительности промежуточного такта можно представить в следующем виде:

где Va - средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к перекрестку и в зоне перекрестка без торможения (с ходу), км/ч;

ат - среднее замедление транспортного средства при включении запрещающего сигнала;

lт - расстояние от стоп-линии до самой дальней конфликтной точки, м;

lа - длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.

В период промежуточного такта заканчивают движение и пешеходы, ранее переходившие улицу на разрешающий сигнал светофора. За время tпi пешеход должен или вернуться на тротуар, откуда он начал движение, или дойти до середины проезжей части. Максимальное время, которое потребуется для этого пешеходу, определяется следующим образом:

где Впш - ширина проезжей части, пересекаемой пешеходами в i-й фазе регулирования, м;

Vпш - расчетная скорость движения пешеходов.

В качестве промежуточного такта выбирают наибольшее значение из tпi и tпi(пш).

Расчет промежуточных тактов для перекрестка пр-та Ленина и улицы Крестьянская:

- для первой фазы

- для второй фазы

Таким образом, длительность промежуточного такта принимается равной 3,5с для первой и второй фаз регулирования.

5.4 Определение длительности цикла светофорного регулирования

Длительность цикла регулирования рассчитывается по формуле Вебстера:

где Тп - суммарная длительность промежуточных тактов, с;

Y - сумма всех фазовых коэффициентов.

Суммарная длительность промежуточных тактов:

где n - число фаз.

После расчета длительности светофорного цикла определяются длительность основного такта по следующей формуле:

Основные такты необходимо проверить на возможность пропуска пешеходов. Время необходимое для пересечения пешеходами проезжей части рассчитывается по следующей формуле:

Рассчитаем длительность цикла светофорного регулирования:

Так как <25c, то принимаем =25с.

Тогда длительность основных тактов:

- для первой фазы

- для второй фазы

Время необходимое для пропуска пешеходов:

- для первой фазы

- для второй фазы

Адаптивное управление

Адаптивное управление

Система дает возможность автоматической корректировки длительностей разрешающих сигналов и времен координации группы светофорных объектов в зависимости от ситуации на магистрали.

Локальный уровень адаптивного управления. В этом режиме решения о корректировке параметров цикла принимаются дорожным контроллером самостоятельно на основе данных от подключенных к этому контроллеру детекторов транспорта. Этот вид управления позволяет практически мгновенно реагировать на изменение нагрузок. К реализованным в настоящее время на базе дорожного контроллера локальным алгоритмам относятся: алгоритм поиска разрыва потоков транспорта; поиск разрыва с сохранением общей длительности цикла координации; алгоритм переключения заранее рассчитанных режимов по контрольным точкам интенсивности движения транспорта; алгоритм динамического перерасчета параметров цикла на основе формулы Вебстера. Библиотека алгоритмов, встроенных в дорожный контроллер постоянно расширяется.

Системный уровень адаптивного управления. В этом режиме, решения о корректировке параметров регулирования принимаются центром управления. Управляющее воздействие выдается центром согласованно сразу для группы дорожных контроллеров. На этом уровне также формируется информация для альтернативного контура управления – информационных табло и других систем информирования участников дорожного движения. Входными данными для принятия решений на системном уровне могут быть данные локальных детекторов дорожных контроллеров и данные отдельно установленных детекторов различного типа. К реализованным в настоящее время алгоритмам относится переключение планов координации района управления в зависимости от интенсивности движения в характерных точках. Библиотека алгоритмов системного управления постоянно расширяется. Система также предоставляет программный интерфейс для расширения библиотеки алгоритмов сторонними производителями.Смешанная схема адаптивного управления. В этом режиме центр принимает решения долгосрочного характера и воздействует на весь район управления, а принятие оперативных решений по корректировке длительности разрешающих фаз текущего цикла остается за самим дорожным контроллером. (см. рисунок 2.)

Мониторинг транспортной ситуации

Данные детекторов транспорта не только используются для автоматической корректировки режимов, но и накапливаются в базе данных для обеспечения возможности дальнейшего анализа. Также производится сбор данных о фактических режимах работы светофорных объектов, необходимых для оценки эффективности применяемых адаптивных алгоритмов.(см. рисунок 5, 6.)

Удаленная диагностика и обслуживание

При построении системы на базе дорожных контроллеров, диагностика и обслуживание стали как никогда удобными. Неисправности силовой сети перекрестка и оборудования диагностируются контроллером, отчеты передаются в центр управления в случае выхода параметров из допустимых диапазонов. Кроме того, вся диагностика запоминается в локальном журнале контроллера, доступном для удаленного считывания в центре управления.

Кроме того, система позволяет дистанционно считывать и записывать конфигурации локальных режимов работы светофорного поста в энергонезависимую память контроллера. Использование этих функций для других типов контроллеров ограничено возможностями предоставляемого ими интерфейса.