Как провести исследование трафика для предлагаемого места кругового движения

При планировании новой круговой развязки тщательное исследование трафика является основой успешного проектирования. В отличие от традиционных сигнализированных перекрестков, круговые развязки полагаются на контроль урожайности и геометрические особенности для управления потоком трафика. Без надежного анализа инженеры рискуют создать объект, который не обеспечивает ожидаемое повышение безопасности и пропускной способности. Комплексное исследование трафика предоставляет данные и идеи, необходимые для определения того, подходит ли круговая развязка, какая геометрия и конфигурация полосы движения использовать и как она будет работать в течение срока ее проектирования. Эта статья расширяет основные шаги и соображения для проведения исследования движения в предлагаемом месте круговой развязки, опираясь на передовой опыт Федерального управления автомобильных дорог (FHWA) и Национальной кооперативной программы исследований автомобильных дорог (NCHRP).

Определение области исследования

Первый и часто недооцениваемый шаг - четко определить границы исследуемой зоны. Область исследования должна выходить за пределы непосредственного пересечения, чтобы захватить модели движения на соседних дорогах и альтернативных маршрутах, которые могут быть затронуты. Плохо определенная граница может привести к пропущенным взаимодействиям, таким как обратный разлив коридора или переориентация из-за изменений поведения водителя. Как правило, область исследования включает первичный перекресток и все подходы в пределах 0,5-1 мили, а также близлежащие перекрестки, которые могут испытывать переключение или перегрузку.

Инженеры должны учитывать сетевое подключение и потенциал для движения транспорта, чтобы перейти от параллельных маршрутов. Например, если двухполосная круговая развязка заменяет сигнализированный перекресток на пригородной артерии, анализ должен включать в себя вышестоящие подъездные пути и боковые улицы, которые могут питать или поглощать трафик. Географические информационные системы (ГИС) и аэрофотоснимки полезны для очерчивания области. Границы исследования должны быть документированы в объеме работы и утверждены надзорным агентством.

Определение зон влияния

В исследуемой зоне идентифицируйте зоны влияния: область, где транспортные операции непосредственно изменяются круговым движением. Это включает в себя длины очередей на каждом подходе, зоны плетения между близко расположенными круговыми развязками и пешеходными переходами. Для многополосных круговых развязок зона влияния может расширяться дальше из-за более высоких скоростей и более длинных расстояний замедления. Используйте значения по умолчанию из FHWA Roundabout Guide (500-800 футов на подходах) в качестве отправной точки, а затем корректируйте на основе установленной скорости и класса.

Сбор данных трафика

Точные текущие данные о трафике являются источником жизненной силы любого исследования трафика. Усилия по сбору данных должны захватывать объемы транспортных средств, поворотные движения, классификацию транспортных средств, скорости и немоторизованные подсчеты пользователей. Конкретные методы и продолжительность зависят от объема проекта, бюджета и сезонных изменений. Автоматические регистраторы трафика (ATR) обеспечивают непрерывные подсчеты в течение семи-четырнадцати дней для захвата повседневной изменчивости, в то время как ручные подсчеты поворотных движений (TMC) обычно регистрируются в пиковые периоды (утром, днем, вечером) в типичный будний день и, если это уместно, в выходные дни.

Переворачивающее движение

TMC имеют решающее значение для проектирования кругового движения, поскольку они определяют критические объемы полосы движения и требуемое количество полос движения. Счета должны быть собраны в 15-минутных интервалах, чтобы позволить анализ фактора пикового часа (PHF). Для кругового движения, объем часов проектирования (DHV) обычно является 30-м самым высоким часом года, часто аппроксимируемым как пиковый час 85-го - 95-го процентиля в типичных условиях. Используйте видеокамеры или датчики на основе радара для сбора поворотных движений; ручные методы надежны для малообъемных участков, но склонны к ошибкам при занятых многополосных подходах.

Если предлагаемая круговая развязка является частью более крупной разработки, проводит подсчет в течение того же сезона и избегает праздников, школьных перерывов или периодов строительства, которые искажают данные. Институт инженеров транспорта (ITE) публикует руководящие принципы сбора данных о трафике по умолчанию в своем руководстве по инженерному обслуживанию.

Классификация транспортных средств и данные о скорости

На конструкцию кругового движения сильно влияет проектируемое транспортное средство (например, одноместный грузовик, автобус, полуприцеп WB-67). Собирайте данные классификации транспортных средств для определения процента тяжелых транспортных средств. Тяжелые транспортные средства требуют больших радиусов поворота, более широких циркуляционных дорожек и фартуков для грузовиков. Данные о скорости на подходах информируют о требуемой дистанции остановки прицела и расположении острова сплиттера. Радарные пушки или портативные классификаторы движения могут обеспечивать точечные скорости; собирать не менее 100 транспортных средств на подход во время условий свободного потока.

Пешеходы и велосипеды

Немоторизованные пользователи должны быть подсчитаны отдельно, особенно в местах вблизи школ, парков или транзитных остановок. Пешеходные объемы используются для проектирования пешеходных дорожек, островов-убежищ и сигнализации, если это оправдано. Объемы велосипедов помогают определить, нужен ли общий путь или выделенная велосипедная дорожка. Счет должен быть сделан в те же пиковые периоды, что и подсчеты автомобилей, и в то же время года для захвата сезонных изменений.

Анализ текущих моделей трафика

После сбора необработанных данных начинается этап анализа. Этот этап определяет существующие точки перегрузки, пиковые периоды и эксплуатационные недостатки. Ключевыми выходами являются фактор пикового часа (PHF), направленное распределение (D) и уровень обслуживания (LOS) для каждого подхода.

Пиковый фактор и направленное распределение

PHF — это отношение пикового 15-минутного объема к общему часовому объему, деленному на 4. Низкий PHF (например, 0,75) указывает на очень пиковый поток, который может вызвать краткосрочные очереди, которые должна разместить круговая развязка. Направленное распределение (D) представляет собой долю общего трафика, поступающего с основного подхода. Для круговых развязок высокое D (например, 70/30 раскола) может привести к несбалансированным потокам, которые требуют дополнительной полосы входа на тяжелой ноге. Документируйте эти расчеты для каждого подхода как для пиков AM, так и для пиков PM.

Существующий уровень обслуживания и продолжительность очереди

Оценить существующий перекресток (сигнализированный или контролируемый остановкой) с помощью методологии Highway Capacity Manual (HCM). Рассчитать задержку управления и 95-й процентильной очереди. Этот базовый уровень необходим для сравнения производительности предлагаемой круговой развязки и для обоснования проекта. При перегруженных сигналах круговые развязки часто снижают задержки на 30-50%, если они разработаны правильно. Однако, если существующий перекресток уже работает вблизи пропускной способности с большими объемами, круговая развязка может быть не оптимальным решением. Результаты исследования четко указаны в отчете.

Оценка будущих объемов трафика

Круглая развязка предназначена для эффективной работы в течение 20+ лет, поэтому будущие прогнозы трафика являются обязательными. Темпы роста должны основываться на исторических тенденциях, региональных моделях спроса на поездки и планируемых разработках в области землепользования. Для участков зеленых насаждений или крупных новых подразделений используйте тарифы на поездки из Руководства по генерации поездок ITE или руководящих принципов исследования воздействия на местный трафик.

Применяя факторы роста и землепользования

Применять комбинированные годовые темпы роста к базовым объемам. Типичные темпы для пригородных районов колеблются от 1% до 3% в год, в то время как городское заполнение может видеть 0-1%. Корректировать для запланированных разработок, прилегающих к исследуемой области, добавляя прогнозируемые поездки от каждой разработки, выделенные для круговых подходов через модель распределения трафика. Для крупных разработок может потребоваться модель микросимуляции для захвата пиковых эффектов распространения.

Обычно оценивают год открытия (год 1), год проектирования (год 20 или 25) и промежуточный год. Для каждого сценария вычисляйте объем рабочего времени, PHF и направленные разбиения. Используйте руководство по дизайну городских улиц NACTO в качестве ресурса для контекстно-чувствительных предположений дизайна.

Емкость Roundabout регулируется теорией принятия разрывов. В 6-м издании HCM представлены модели пропускной способности для однополосных и многополосных круговых развязок на основе входного потока, циркулирующего потока и значений критического разрыва. Используйте специальное программное обеспечение, такое как SIDRA Intersection или калькулятор Roundabout FHWA для выполнения анализа пропускной способности. Ключевые выходы включают степень насыщения (отношение v/c), задержку управления, длину очереди и уровень обслуживания для каждого подхода и общего пересечения.

Для многополосных круговых развязок, проверка использования полосы движения и дисбаланса. Если одна полоса движения перевозит значительно больше трафика, чем другая, могут потребоваться задания полосы движения или однополосные позиции. Анализ пропускной способности должен быть выполнен для каждого сценария проектирования (открытие, год проектирования и будущее плюс фоновый трафик).

Моделирование предлагаемого кругового

Программное обеспечение моделирования трафика обеспечивает динамическое представление того, как круговая развязка будет работать в различных условиях. В отличие от аналитических моделей, моделирование может захватывать стохастическое поведение, взаимодействие транспортных средств и распространение очереди. Наиболее распространенными инструментами являются VISSIM (PTV Group), Aimsun и SIDRA (который также включает в себя моделирование). Для простых однополосных круговых развязок аналитических методов может быть достаточно, но для сложных многополосных или близко расположенных круговых развязок настоятельно рекомендуется микросимуляция.

Модельная калибровка и валидация

Калибровка модели моделирования с использованием данных поля: время в пути, длина очереди и скорости приближения. Настройка параметров поведения водителя, таких как желаемое распределение скорости, принятие зазора и чувствительность автомобиля. Модель должна воспроизводить наблюдаемые условия в пределах определенного допуска (например, 85-й процентиль скорости в пределах 3 миль в час). Документировать процесс калибровки и результаты.

Меры по повышению эффективности

Проведите моделирование по меньшей мере 10 репликаций для сценария, чтобы учесть случайность. Соберите показатели производительности: средняя задержка, максимальная длина очереди, количество остановок и пропускная способность. Сравните их с существующим перекрестком и альтернативой без строительства. Кроме того, оцените производительность круговой развязки в условиях инцидента (например, блокировка полосы движения, тяжелый пешеходный переход) для проверки надежности.

Ключевые соображения помимо автомобильного движения

Успешная конструкция круговой развязки должна вместить всех пользователей. Исследование движения должно быть направлено на решение проблем пешеходов, велосипедов, аварийных транспортных средств и окружающей среды на ранних этапах процесса.

Проживание пешеходов и велосипедистов

На круговых перекрестках пешеходы пересекают острова-разветвители и часто нуждаются в убежище. Исследование должно определить объемы пешеходных переходов и желаемые пешеходные дорожки. Для многообъемных переходов (более 100 пешеходов в час пик) рассмотрите пешеходный гибридный маяк или сигнализированный переход на одном подходе. Для велосипедного размещения решите между ездой по круговой развязке в качестве транспортного средства (с соответствующим расположением полосы движения) или использованием отдельного пути совместного использования. Исследование должно включать данные о скорости велосипеда и объеме для выбора соответствующего лечения. См. Велосипед и пешеходное руководство для круговых развязок .

Доступ к аварийному автомобилю

Пожарные грузовики и машины скорой помощи требуют монтажных зон бордюра или фургонов для перемещения по круговой развязке. Исследование движения должно задокументировать проект транспортного средства для аварийно-спасательных служб (например, пожарное устройство с радиусом поворота 50 футов) и проверить, что пройденный путь подходит для круговой развязки. Для критических объектов, таких как больницы или пожарные станции, рассмотреть вопрос о добавлении аварийного упреждения или большей ширины кровообращения. Анализ очереди должен включать влияние аварийного прохода транспортного средства на нормальное движение.

Воздействие на окружающую среду и общество

Оцените уровень шума, качество воздуха и стоки ливневых вод. Круглосуточные развязки часто снижают холостый и остановочный трафик, что приводит к снижению выбросов. Оцените сокращение задержки транспортного средства для расчета преимуществ выбросов с использованием таких инструментов, как MOVES или CALINE4. Управление штормовыми водами может потребовать проницаемого покрытия или биоудержания в пределах островов-разделителей. Соберите обратную связь сообщества через публичные собрания и опросы; устраните проблемы с эстетикой, безопасностью и сбоями в строительстве. Включите в окончательный дизайн.

Заключение

Проведение исследования трафика для предлагаемой круговой развязки является многогранным процессом, который требует тщательного сбора данных, тщательного анализа и продуманного рассмотрения всех пользователей. Систематично определяя область исследования, собирая точные данные о движении поворота и классификации, проецируя будущие объемы и моделируя производительность с признанным программным обеспечением, инженеры могут уверенно определить, является ли круговая развязка подходящим решением. Преимущества безопасности, увеличение пропускной способности и эксплуатационные улучшения, которые обеспечивают круговые развязки, хорошо документированы, но только когда дизайн основан на звуковой дорожной инженерии. Комплексное исследование не только оправдывает проект, но и обеспечивает выполнение круговой развязки, как предполагалось, в течение его срока службы. Следуя рекомендациям FHWA, HCM и NCHRP передовой практики приведет к надежному, защищаемому исследованию, которое поддерживает более разумные, безопасные решения в области инфраструктуры.