LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Будівництво → Алгоритм оптимізації планововисотного положення з'їздів на перетинах міських магістралей в різних рівнях

УДК 711:528.48+625.739 Ботвиновська С.І.,

Осєтрін М.М.,

Чередниченко П.П.


АЛГОРИТМ ОПТИМІЗАЦІЇ ПЛАНОВОВИСОТНОГО ПОЛОЖЕННЯ З'ЇЗДІВ НА ПЕРЕТИНАХ МІСЬКИХ МАГІСТРАЛЕЙ В РІЗНИХ РІВНЯХ


В умовах ринкової економіки вирішення проблем влаштування або реконструкції перетинів міських магістралей в різних рівнях тісно пов'язано з проблемою знаходження доцільної (оптимальної) величини території, яку необхідно відвести для їх зведення, що в основному залежить від варіанту інженерно-планувального вирішення вузла – фактично від рішення проблеми планововисотного положення з'їздів.

Однозначно можна прийти до висновку, що при влаштуванні перетину магістралей в різних рівнях найменшою буде територія для варіанту коли лівоповортні потоки транспорту будуть використовувати сусідні вузли, об'їзди кварталів, віднесені кільцеві повороти та ін.[1]. Але в цьому випадку будуть значні перепробіги транспорту, додаткові непродуктивні втрати, додатковий вплив транспорту на навколишнє середовище населених пунктів [1-4] та ін.

Задачу оптимизації перетинів магістралей в різних рівнях раніш розглядали в роботах [1,4,7,8]. В основному вона зводилась до пошуку оптимального співвідношення річних дорожніх, транспортних та сумарних дорожньо-транспортних витрат.

Для аналізу та вирішення цієї проблеми в сучасних умовах пропонуємо викорстовувати основну цільову функцію в наступному вигляді


Е = F a + D + М + Р + Z + Sтp + Vдтп → min, (1)


де Е - щорічні економічні приведені витрати на влаштування та експлуатацію перетинів магістралей в різних рівнях, в грн;

F – площа території перетину магістралей в різних рівнях, в кв.м;

а – ринкова річна вартість одного кв. м території в місці розташування перетину магістралей, в грн.;

D -річнідорожні витрати на зведення перетину в різних рівнях, в грн.;

М – річні експлуатаційні витрати на підтримання споруд перетину в різних рівнях в задовільному стані, в грн.;

Р – річні приведені витрати на заходи, які необхідно провести в зв'язкуз перекладкою підземних інженерних комунікацій, зносом будівель і споруд, їх поновленням на іншій території , переміщенням цінних історичних об'єктів та ін., в грн.;

Z – річні приведені витрати на заходи пов'язані зі зниженням негативного впливу транспорту на навколишнє середовище, в грн.;

Sтр – річні транспортні витрати на рух транспорту в межах перетину магістралей, в грн.;

Vдтп – вірогідні щорічні втрати від дорожньо-транспортних пригод при влаштуванні варіантів перетину в різних рівнях, в грн.

У формулі (1) в залежності від варіанту інженерно-планувального вирішення вузла суттєво будуть змінюватись тільки F (фактично прямопропорційно квадрату величин радіус заокруглення з'їзду), D і М (прямопропорційно величині цього радіусу), Z і Sтр (в залежності від величини радіусу до деяких значень поступово набирають екстремальних значень, а потім змінюються в зворотньому напрямку), які залежатимуть від розмірів основних геометричних елементів перетину і в першу чергу від планововисотного положення лівоповоротних з'їздів. Sтр також буде залежати не тільки від розмірів перетину, а й від складу транспортних потоків [1,8,11], що також буде визначати вплив транспорту на навколишнє середовище [2,3] та на затрати Z по зниженню цього негативного впливу.

Річні транспортні витрати Sij на рух транспорту в межах перетину в ij-напрямку (i - напрям в'їзду до перетину, а j - напрям виїзду з нього) визначають за наступною формулою [11].


Sij = Nij TijS/ 3600 β, (2)


де Nij - річна інтенсивність руху транспорту через перетин в ij-напрямку, автом.;

Tij – затрати одного екіпажу на рух транспорту в межах перетину в ij-напрямку, сек;

S – упосереднена вартість однієї машино-години роботи транспорту, в грн.

Затрати часу на рух транспорту через перетин магістралей в ij-напрямку можна визначити за формулою [1]


Tij = t1+ tг + tкр + tр + t2, (3)


де t1 та t2- відповідно час на рух транспортного засобу у відповідному напрямку у вільному режимі при в'їзді та виїзді за межі перетину, сек;

tгта tр - відповідно час на зміну режиму руху (гальмування та розгін) при в'їзді та виїзді з криволінійних ділянок малих радіусів, сек;

tкр - час на проходження транспортним засобом криволінійних ділянок з'їздів малих радіусів, сек.

Для виизначення затрат часу на рух транспортного засобу у вільному режимі в першу чергу слід визначити величину ділянок гальмування та розгону за формулами


lг = (Vр2 – Vкр2) / [ 2 g (φ + f + i)] ; (4)


lр = (Vр2 – Vкр2) / 2 a, (5)


де Vр - розрахункова швидкість руху транспорту на магістралях у вільному режимі, м/с;

Vкр - допустима швидкість руху транспорту на криволінійних ділянках з'їзду, м/с;

g - прискорення сили тяжіння, м/с2;

φ - коефіцієнт зчеплення колеса з покриттям проїжджої частини з'їзду;

f - коефіцієнт опору кочіння;

i - поздовжній уклон ділянки з'їзду;

a - прискорення при розгоні транспортного засобу, м/с2.

Величину допустимої швидкості руху транспорту на