Маковский А.А.
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЫДЕЛЕННОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ НАЗЕМНОГО ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА *
Аннотация:
статья посвящена разработке системы динамической выделенной полосы (ДВП) для повышения эффективности функционирования наземного городского пассажирского транспорта (НГПТ). В условиях растущей загруженности улично-дорожной сети городов, приоритет НГПТ является ключевым фактором для обеспечения его конкурентоспособности и привлекательности для населения. В работе предложен концептуальный подход к созданию ДВП, основанный на динамическом распределении полос движения в зависимости от текущей транспортной ситуации, с использованием данных мониторинга дорожного движения, прогнозирования и интеллектуальных алгоритмов управления. Представлены результаты моделирования, демонстрирующие потенциальную эффективность разработанной системы ДВП в улучшении показателей движения НГПТ. Обоснована необходимость дальнейших исследований и практической реализации системы ДВП для решения проблем транспортной доступности и повышения качества жизни в современных городах.
Ключевые слова:
динамическая выделенная полоса, наземный городской пассажирский транспорт, общественный транспорт
Введение.Современные города сталкиваются с растущей проблемой перегруженности улично-дорожной сети (УДС), что приводит к снижению скорости движения, увеличению задержек и ухудшению экологической обстановки. В этих условиях, обеспечение приоритета наземного городского пассажирского транспорта (НГПТ) становится критически важным фактором для повышения его привлекательности и конкурентоспособности по сравнению с личным автомобильным транспортом. Эффективный НГПТ способствует снижению трафика, уменьшению выбросов вредных веществ и улучшению транспортной доступности для населения.Одним из наиболее распространенных и эффективных способов обеспечения приоритета НГПТ является создание выделенных полос движения. Однако, традиционные статические выделенные полосы имеют ряд недостатков, таких как неэффективное использование пропускной способности УДС в периоды низкой загруженности НГПТ и ограничение возможностей адаптации к изменяющимся условиям дорожного движения.В связи с этим, разработка и внедрение систем динамических выделенных полос (ДВП) представляется перспективным направлением для повышения эффективности функционирования НГПТ. ДВП представляют собой гибкую систему, которая позволяет динамически распределять полосы движения в зависимости от текущей транспортной ситуации, обеспечивая приоритет НГПТ в периоды высокой загруженности и оптимальное использование пропускной способности УДС в остальное время.Анализ существующих решений и постановка задач.Мною были рассмотрены разные методики приоритета городского пассажирского транспорта. В частности, в таких городах, как Сингапур и Нью-Йорк, применяются системы, основанные на мониторинге транспортных потоков и динамическом изменении режима работы светофоров для обеспечения приоритета автобусам [1],[2]. Однако, большинство существующих систем ДВП ориентированы на управление светофорным регулированием и не предусматривают динамическое изменение выделенной полосы с помощью технических средств организации дорожного движения (ТСОДД).Анализ существующей литературы и практического опыта показывает, что для эффективной реализации системы ДВП необходимо решить следующие задачи:Разработка системы мониторинга транспортных потоков: необходимо обеспечить сбор и обработку данных о текущей транспортной ситуации, включая интенсивность и скорость движения НГПТ и личного автомобильного транспорта.Разработка алгоритмов прогнозирования: необходимо разработать алгоритмы, позволяющие прогнозировать изменение транспортной ситуации на краткосрочном горизонте планирования (например, на 5-15 минут) для принятия решений о необходимости изменения работы ДВП.Разработка алгоритмов управления: необходимо разработать алгоритмы, определяющие оптимальную конфигурацию ДВП в зависимости от текущей и прогнозируемой транспортной ситуации.Разработка системы управления ТСОДД: необходимо разработать систему, позволяющую оперативно информировать участников дорожного движения о включении и выключении ДВП.Концептуальный подход к созданию системы динамической выделенной полосы.Предлагаемая система (рисунок 1) предполагает расположение динамического информационного табло (ДИТ) перед перекрестком со светофорным регулированием на данном участке для заблаговременного информирования водителей о видах ТС, которым в данным момент возможен въезд на полосу, а также опор со знаками переменной информации (ЗПИ) при въезде на полосу и на пересечениях дороги. На каждый ЗПИ выводится, прежде всего, информация по возможности въезда на полосу транспорта различных групп (городской транспорт совместно с экстренными службами, личный, грузовой и такси).Каждый ЗПИ отвечает за зону, расположенную после него по ходу движения ТП вплоть до следующего ЗПИ или окончания границ системы, соответственно и данные о состоянии ТП на ЗПИ поступают с зоны «его ответственности».К тому же, для обеспечения контроля выполнения требований по соблюдению правил въезда на полосу планируется интеграция системы фото-видеофиксации.Рисунок 1. Концепция работы системы динамическогоуправления выделенной полосой для НГПТ.Главным критерием при предоставлении права преимущественного проезда является дорожно-транспортная ситуация в данный и прогнозируемый период времени.Блок схема работы системы в режиме динамической выделенной полосы.Рисунок 2. Блок схема работ концепции динамической выделенной полосы.По умолчанию на участке ВП отсутствует и при уровне загрузки всех полос движения менее 0,8 работает в статическом режиме допуска всех видов транспортных средств.Изначально система проводит сбор исходных данных расчетом оборудования, установленном на участке. После происходит оценка исходных данных ЦОДом. Путем расчета фактической пропускной способности участка и уровня загрузки полосы, система сравнивает, достигнуто ли критическое значение, превышающее или равное значению 0,8. В случае с вариантом «да», допуск на полосу разрешается только для НГПТ. Иначе, система сравнивает с расчетом задержек и отставанием от расписания ОТ. Если таковые имеются, то система действует по сценарию допуска на полосу только НГПТ. В другом случае, разрешается въезд на полосу другим видам ТС. В конце происходит вывод и передача информации на оборудование.Важно отметить, что в нашем случае, полоса работает по принципу переключения цикла светофора. С помощью датчиков и данных об участке система понимает, какое количество ТС находится на пересечении со светофорным регулированием и сколько транспорта мы можем пропустить на выделенную полосу. При невозможности въезда на полосу в следующий циклиз-за перегрузки полосы, система информирует водителей с помощью ДИТ, а после смены зеленого сигнала на красный происходит смена на ЗПИ о возможности въезда на полосу только НГПТ.Для разработки предполагаемой системы следует рассмотреть относительно ТП основные теоретические положения, являющиеся основополагающими для ее введения.Результаты моделирования и обсуждение.Для оценки эффективности предложенной системы ДВП было проведено моделирование транспортных потоков с использованием программного обеспечения PTV Vissim. В качестве объекта моделирования был выбран участок УДС с интенсивным движением НГПТ. В ходе моделирования были проанализированы различные сценарии работы ДВП, в том числе изменение конфигурации ДВП в зависимости от времени суток и транспортной ситуации.Анализ существующей модели показал, что при отсутствии выделенной полосы во время пикового периода на рассматриваемом участке появляются критические задержки НГПТ (362,51с.) исходя из этого появляются значительные отставания в расписании городского пассажирского транспорта.Поэтому для улучшения существующей дорожно-транспортной ситуации на участке было предложено провести два эксперимента.Суть первого эксперимента состояла в расчете с помощью существующей модели количества личного АТ, который мы можем перераспределить в межпиковый период на динамическую полосу.Используя критическое значение задержек НГПТ и расчёт количества ТС, который мы можем пропустить на динамическую выделенную полосу следует, что, во межпиковый период, мы можем перераспределять 6% ТС от общего количества транспортного потока.Во втором эксперименте была произведена оценка ситуации в пиковый период, когда динамическая полоса работает исключительно для НГПТ.Рисунок 3. Результаты моделирования.Результаты моделирования показали, что внедрение системы ДВП позволяет существенно улучшить показатели движения НГПТ и личного АТ. В частности, было зафиксировано:В межпиковый период:сокращения времени в пути для всех ТС на 40%,сокращение задержек всех ТС на 23%,увеличение средней скорости всех ТС на 56%,уменьшение задержек НГПТ на 15%,увеличение средней скорости НГПТ на 40%,сокращения времени в пути для НГПТ на 20%.В пиковый период:уменьшение задержек НГПТ на 64%,увеличение средней скорости НГПТ на 73%,сокращения времени в пути для НГПТ на 155%.Таким образом можно сделать вывод, что: в межпиковый период, суммарные потери во времени будут минимальны, если перераспределить на динамическую выделенную полосу 6 % ТС от общего количества транспортного потока. А в пиковые периоды, когда проявляются значительные отставания от расписания ОТ, уменьшить задержки общественного транспорта и увеличить среднюю скорость ОТ, позволяет работа динамической выделенной полосы в режиме пропуска исключительно НГПТ.Заключение.Разработка и внедрение систем динамических выделенных полос является перспективным направлением для повышения эффективности функционирования НГПТ и решения проблем транспортной доступности в современных городах. Предложенная концепция системы ДВП, основанная на использовании интеллектуальных транспортных систем и динамическом распределении полос движения, позволяет обеспечить приоритет НГПТ в периоды высокой загруженности и оптимальное использование пропускной способности УДС в остальное время. Результаты моделирования подтверждают потенциальную эффективность разработанной системы ДВП в улучшении показателей движения НГПТ. Необходимы дальнейшие исследования и практическая реализация системы ДВП для оценки ее эффективности в реальных условиях и адаптации к специфике конкретных городов.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 1
Ссылка для цитирования:
Маковский А.А. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЫДЕЛЕННОЙ ПОЛОСЫ ДЛЯ НАЗЕМНОГО ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА // Вестник науки №6 (87) том 1. С. 2213 - 2221. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/23846 (дата обращения: 09.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+