Highway Capacity Manual. Глава 10. Концепции городских дорог (Часть 6)

Содержание

10-4. Нерегулируемые перекрестки
10-4.1. Характеристики перекрестков со знаками Стоп на двух сторонах
10-4.2. Потоки на перекрестках со знаками Стоп на двух сторонах
10-4.3. Модели ожидания просвета
10-4.3.1. Наличие просветов
10-4.3.2. Приемлемость просветов для водителей
10-4.3.3. Относительные приоритеты потоков на перекрестке
10-4.4. Пропускная способность перекрестков со знаками Стоп на двух сторонах
10-4.5. Характеристики перекрестков со знаками Стоп на всех сторонах
10-4.6. Потоки на перекрестках со знаками Стоп на всех сторонах
10-4.7. Характеристики участков с круговым движением

10-4. Нерегулируемые перекрестки

В настоящем руководстве рассматривается три типа нерегулируемых перекрестков: со знаками Стоп на двух сторонах (TWSC — от two-way stop-controlled), со знаками Стоп на всех сторонах (AWSC — от all-way stop-controlled) и участки с круговым движением.

10-4.1. Характеристики перекрестков со знаками Стоп на двух сторонах

Перекрестки со знаками Стоп на двух сторонах вполне типичны как для Соединенных Штатов, так и для других стран. Для управления транспортными потоками здесь используются знаки Стоп. Подъезды, снабженные такими знаками, относятся ко второстепенной дороге. Напротив, подъезды, где подобные знаки отсутствуют, принадлежат главной дороге.
Перекрестки T-образного типа трактуются как стандартные TWSC-перекрестки, если знаком Стоп управляется единственный подъезд со второстепенного направления, соответствующий ножке буквы T. T-образные перекрестки, где два из трех подъездов управляются знаками Стоп, относятся к особой категории нерегулируемых перекрестков.

10-4.2. Потоки на перекрестках со знаками Стоп на двух сторонах

Перекрестки со знаками Стоп на двух сторонах (TWSC) обеспечивают право проезда по конфликтующим направлениям в соответствии со следующей иерархией.

  • Ранг 1 – Все конфликтующие потоки уступают право проезда транспорту на направлениях прямо и вправо с подъездов главной дороги; такие направления обладают наивысшим приоритетом на TWSC-перекрестке.
  • Ранг 2 – Автомобили, поворачивающие влево с главной дороги на второстепенную, уступают право проезда только транспорту на направлениях прямо и вправо с подъездов главной дороги. Все другие конфликтующие потоки уступают право проезда этим автомобилям, поворачивающим влево с главной дороги. Автомобили, поворачивающие вправо со второстепенной дороги на главную, уступают право проезда только конфликтующим потокам прямого направления по главной дороге.
  • Ранг 3 – Автомобили прямого направления движения по второстепенной дороге уступают право проезда всем конфликтующим потокам на главной дороге — прямому, влево и вправо.
  • Ранг 4 – Автомобили, поворачивающие влево со второстепенной дороги, уступают право проезда всем конфликтующим потокам главной (прямо, влево и вправо) и второстепенной (прямо и вправо) дорог.

Описанная выше иерархия прав проезда предполагает, что с теоретической точки зрения автомобили на высокоприоритетных направлениях должны пересекать TWSC-перекресток без задержек, однако практический опыт показывает, что иногда их движение прерывается другими конфликтующими потоками. Подобные ситуации наиболее часто возникают в периоды заторов, где транспорт на конфликтующих направлениях испытывает длительные задержки и скапливается в очереди, либо когда на главной дороге не предусмотрены отдельные зоны левого поворота.

10-4.3. Модели ожидания просвета

Модели ожидания просвета основываются на том факте, что перекресток со знаками Стоп на двух сторонах не предоставляет водителю автомобиля, движущегося по второстепенной дороге, позитивной информации или управляющих сигналов о том, когда именно можно безопасно пересечь стоп-линию и вступить в зону действия потока главной дороги. Водитель обязан определить, во-первых, момент, когда просвет в потоке на главной дороге достаточно велик для безопасного въезда в него, и, во-вторых, очередность своего въезда с учетом относительных приоритетов конкурирующих потоков. Процесс принятия подобных решений облечен в форму модели, известной под именем модели ожидания просвета. Модель ожидания просвета включает три базовых элемента: наличие (размер и распределение) просветов в потоке на главной дороге; приемлемость этих просветов для водителей транспортных средств на второстепенной дороге; относительные приоритеты различных потоков на перекрестке.

10-4.3.1. Наличие просветов

Первым элементом модели ожидания просвета служит распределение просветов определенного размера в транспортном потоке на главной дороге, обеспечивающих возможность въезда в поток со второстепенной дороги, а также типовой характер прибытия автомобилей к перекрестку. Распределение просветов между транспортными средствами в различных потоках оказывает большое влияние на функционирование перекрестка.

10-4.3.2. Приемлемость просветов для водителей

Второй элемент модели определяет степень восприятия просветов определенного размера водителями как приемлемых для въезда на перекресток. В общем случае предполагается, что поведение водителей в отношении ожидания просветов отличается последовательностью и однородностью. В действительности же такое допущение не вполне корректно. Результаты проведенных исследований продемонстрировали, что у каждого водителя есть собственный пороговый критерий приемлемости просвета для совершения маневра и, более того, этот порог может изменяться со временем [9]. В настоящем руководстве критический просвет и время следования трактуются как статистические средние, репрезентативным образом представляющие все сообщество водителей, разъезжающих по дорогам Соединенных Штатов.

10-4.3.3. Относительные приоритеты потоков на перекрестке

Различным потокам отвечают надлежащие ранги в иерархии приоритетов. Модель ожидания просвета предусматривает оценку рангов в терминах порядка отправления транспорта. Обычно подразумевается, что автомобили в потоке на главной дороге не подвергаются влиянию участников движения по второстепенной дороге. Если это не так, модель ожидания просвета подлежит модификации.

10-4.4. Пропускная способность перекрестков со знаками Стоп на двух сторонах

На перекрестках со знаками Стоп на двух сторонах водителям транспорта на управляемых подъездах требуется выбирать подходящий просвет в потоке на главной дороге, через который им необходимо осуществить маневр проезда или поворота, руководствуясь соображениями здравого смысла. При наличии очереди каждому водителю на подъезде, управляемом знаком Стоп, приходится также затратить некоторое время для перемещения автомобиля в голову очереди и подготовиться к оценке просветов в потоке на главной дороге. Таким образом, пропускная способность управляемых подъездов к перекрестку зависит от трех факторов: распределения просветов в потоке на главной дороге; суждения водителя относительно возможности использования того или иного просвета для совершения маневра; времени следования, необходимого каждому автомобилю в очереди.
Базовая модель пропускной способности подразумевает, что просветы в конфликтующем потоке распределены случайно. Когда на расстоянии в пределах 0.4 км от нерегулируемого перекрестка на главной дороге имеется светофор, поток, возможно, окажется не случайным, а будет иметь некоторую групповую структуру.
Пешеход на переходе препятствует движению транспорта по направлению второстепенной дороги с низким рангом, но только на одной полосе в каждый момент времени, поскольку водители, выполняющие маневр поворота или движения прямо, стремятся проехать перед пешеходом или позади него, как только видят, что целевая полоса свободна. Пешеходные потоки измеряются несколько иначе, нежели транспортные. Если типовым для пешеходов является индивидуальное движение, каждый пешеход в потоке учитывается отдельно. Если же, напротив, пешеходы демонстрируют тенденцию к групповому движению, учитывается количество групп. Важным фактором служит количество блокировок. В большинстве случаев, однако, пешеходный поток образуется сочетанием групп и отдельных пешеходов. Таким образом, с точки зрения влияния пешеходов на транспортный поток пешеходная нагрузка в течение периода анализа определяется как сумма числа пешеходов, пересекающих переход индивидуально, и количества групп пешеходов.
Наличие на главной дороге разделительной полосы (обозначенной специальной разметкой или рельефной) либо двусторонней полосы левого поворота часто приводит к возникновению явления, известного как двухэтапный процесс ожидания просвета. Например, при наличии разделительной полосы значительная доля автомобилей со второстепенной дороги вначале пересекает ближайшую к подъезду часть главной дороги, затем останавливается в середине главной дороги и ожидает появления другого просвета в потоке обратного направления. Если на главной дороге имеется двусторонняя полоса левого поворота, транспорт со второстепенной дороги вначале обычно вливается в поток на этой полосе, а затем, медленно следуя по ней, ожидает появления подходящего просвета на другом подъезде. Обе схемы поведения могут повлечь повышение пропускной способности.
Определенные геометрические элементы вблизи стоп-линий на подъездах, управляемых знаками Стоп, во многих случаях могут обеспечить рост пропускной способности относительно уровня, прогнозируемого на основе уравнения пропускной способности общей полосы. На таких подъездах два автомобиля способны останавливаться у стоп-линии и покидать ее одновременно благодаря большому радиусу закругления угла или сужению тротуара, а также запрету на парковку. Диапазон влияния подобных факторов зависит частично от величины нагрузки на направление поворота и, как результат, от вероятности одновременного пребывания двух автомобилей у стоп-линии, а также от длины зоны, допускающей прибытие к стоп-линии параллельного потока.
На подъездах со второстепенных дорог одна и та же полоса нередко является общей для двух или трех направлений движения. В такой ситуации автомобили, следующие в разных направлениях, не имеют одновременного доступа к просветам в главном потоке, а один просвет часто не может использоваться более чем одним автомобилем, что негативным образом сказывается на пропускной способности.
Наличие близлежащих регулируемых перекрестков (на расстоянии в пределах 0.4 км от рассматриваемого нерегулируемого перекрестка) обычно приводит к групповому прибытию автомобилей. Это обстоятельство влияет на размер и распределение просветов и может способствовать увеличению пропускной способности подъезда со второстепенной дороги. Чем больше число автомобилей, движущихся в группах, тем выше пропускная способность второстепенной дороги благодаря увеличению доли протяженных просветов, которыми может воспользоваться более одного автомобиля со второстепенной дороги. Если существуют регулируемые перекрестки, лежащие выше по потоку относительно рассматриваемого нерегулируемого перекрестка в обоих направлениях главной дороги, их влияние на пропускную способность оказывается намного более сложным.

10-4.5. Характеристики перекрестков со знаками Стоп на всех сторонах

Перекрестки со знаками Стоп на всех сторонах (AWSC) предусматривают остановку каждого автомобиля перед тем, как он сможет продолжить движение. Поскольку останавливаться обязан каждый водитель, решение о возможности выезда на перекресток является функцией текущих условий движения на других подъездах. Если на других подъездах транспорт отсутствует, сразу после остановки водитель может продолжить движение. Если же на одном или нескольких других подъездах есть автомобили, ожидающие проезда, водитель первым делом должен убедиться, что в данный момент перекресток свободен, а затем удостовериться, что наступила его очередь двигаться.

10-4.6. Потоки на перекрестках со знаками Стоп на всех сторонах

Полевые наблюдения свидетельствуют, что AWSC-перекрестки функционируют либо в двух-, либо в четырехфазном режиме, что зависит, главным образом, от геометрии перекрестка. Порядок следования потоков определяется консенсусом на право проезда, которое по очереди передается потокам с севера на юг (и обратно) и с востока на запад (и обратно).
Если транспорт присутствует только на рассматриваемом подъезде, автомобили отправляются настолько быстро, насколько их водители способны безопасно стартовать и пересекать перекресток (рис. 10-25, 1).

Рис. 10-25. Анализ случаев движения через перекресток со знаками Стоп на всех сторонах

Если транспорт, ожидающий проезда, есть, помимо рассматриваемого, и на других подъездах, интервал насыщения на рассматриваемом подъезде несколько возрастает в зависимости от степени конфликтности направлений. Случай 2 сопровождается некоторой неопределенностью, вносимой наличием автомобиля на противоположном подъезде, и поэтому интервал насыщения будет выше, чем в случае 1. В случае 3 автомобили на конфликтующем подъезде в еще большей мере ограничивают частоту отправления транспорта с рассматриваемого подъезда, и интервал насыщения становится более длительным, нежели в случаях 1 и 2. В случае 4 отправления ожидают автомобили и на встречном, и на конфликтующем подъездах. Когда же транспортом заняты все подъезды, как в случае 5, интервал насыщения оказывается еще большим, поскольку потенциал конфликтности движения является наивысшим, что находит прямое отражение как в большем времени, необходимом водителю для принятия решений, так и в продолжительных интервалах насыщения. Поскольку сигналы светофора, которые могли бы управлять потоками, регламентируя права движения для каждого из них, отсутствуют, частота отправления с подъездов регулируется взаимодействием между самими потоками.

10-4.7. Характеристики участков с круговым движением

На рис. 10-26 проиллюстрированы три основных компонента участков с круговым движением: центральный островок, круговая проезжая часть и разделительные островки [10].
Рис. 10-26. Базовые геометрические элементы
участка с круговым движением

Участок с круговым движением отличается от обычной мостовой в форме кольца следующими характеристиками.

  • Автомобили, въезжающие на участок с круговым движением, должны уступать дорогу транспорту, движущемуся по круговой проезжей части. Некоторые круговые участки малого размера неспособны изменить траекторию транспортного потока надлежащим образом, чтобы обеспечить желаемое снижение скорости.
  • Транспорт, движущийся по кругу, не ограничен никакими конфликтами из-за прав проезда. Приоритеты распределяются между автомобилями и переходят от одного к другому динамически. Автомобиль, въезжающий в круговой поток, обладает подчиненным приоритетом, однако сразу после слияния приобретает высший, с которым не расстается вплоть до выезда из кругового потока. Некоторые круговые дороги подразумевают применение определенных средств управления круговым потоком или проектируются с зонами примыканий с целью разрешения конфликтов между направлениями движения.
  • На некоторых малых кругах скорость не ограничивается ввиду небольшого диаметра центрального островка и, напротив, большого радиуса кривизны обходящего островок пути.
  • На круговой дороге стоянки обычно запрещаются. Маневры парковки, будь таковые разрешены, препятствовали бы штатному режиму функционирования участка с круговым движением. На некоторых кругах большого размера парковка иногда разрешается во внутренней области проезжей части.
  • На центральном островке пешеходные потоки, как правило, отсутствуют, поскольку пешеходам обычно запрещено пересекать круговую проезжую часть. Впрочем, в некоторых случаях предусматриваются возможность активности пешеходов в центральной области и средства, которые позволяют им туда добираться.
  • Круговой поток циркулирует против часовой стрелки (в странах с правосторонним движением), проходя справа от центрального островка. На некоторых кругах небольшого размера автомобили, поворачивающие влево, проходят по левую сторону от центрального островка.
  • Участки с круговым движением проектируются с учетом возможности обслуживания транспортных средств оговоренных габаритов. Некоторые круговые участки меньшего размера не в состоянии пропускать крупные автомобили и устанавливают соответствующие ограничения на право проезда.
  • Все подъезды к участку с круговым движением обычно снабжаются разделительными островками повышенного уровня. Такие островки являются важными средствами обеспечения безопасности, разъединяющими встречные потоки и служащими преградой для пешеходов. На некоторых круговых участках небольшого размера разделительные островки не предусматриваются.
  • Если на подъездах проектируются пешеходные переходы, их располагают на расстоянии, примерно равном длине среднего автомобиля, от точки въезда. В некоторых случаях пешеходы обслуживаются в других местах — например, вблизи линии Уступи дорогу.
  • Скорость въезда и движения по круговому участку контролируется только за счет его физических свойств, но не посредством знаков или соответствующей разметки.