Методичні рекомендації до виконання практичних робіт з дисципліни "Транспортне планування міст"

Про матеріал

Перегляд файлу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ВІДОКРЕМЛЕНИЙ ПІДРОЗДІЛ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

«НЕМІШАЇВСЬКИЙ АГРОТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ»

ЦИКЛОВА КОМІСІЯ «ТРАНСПОРТНІ ТЕХНОЛОГІЇ»

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до виконання практичних робіт з дисципліни

«ТРАНСПОРТНЕ ПЛАНУВАННЯ МІСТ» для студентів денної форми навчання спеціальності 275 «Транспортні технології (за видами)»

спеціалізації 275.03 «Транспортні технології (на автомобільному транспорті)»

2019

Методичні рекомендації до виконання практичних робіт з дисципліни «Транспортне планування міст» для студентів денної форми навчання спеціальності спеціальності 275 «Транспортні технології (за видами)» спеціалізації 275.03 «Транспортні технології (на автомобільному транспорті)» / Укл.: В.В. Ковальчук, – 2019. - __с.

Укладачі: викладач першої кваліфікаційної категорії В.В. Ковальчук,

Рецензенти: викладач вищої кваліфікаційної категорії В.С. Панасенко.

Схвалено цикловою комісією транспортних технологій, Протокол № ___ від

«___»______20___року

Голова циклової комісії

___________ / В.В. Ковальчук /

ЗМІСТ

Практична робота №1 Методи прогнозування інтенсивності руху …………. 4 Практична робота №2 Розрахунок необхідної площі для розміщення особистих автомобілів у житлових районах …………………………………... 7

Практична робота №3 Розрахунок швидкості транспортного потоку

(макромодель Гріншилдса) ……………………………………………………... 8 ПРАКТИЧНА РОБОТА №1

Методи прогнозування інтенсивності руху

Мета: ознайомитися з методами прогнозування інтенсивності руху для задач, що вирішуються в транспортному плануванні міст.

Завдання: розраховувати інтенсивність руху на перспективу; побудувати графік інтенсивність руху на перспективу.

Вихідні дані: дані представлені в таблиці А1 додатку А.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом, який викладений в методичних вказівках до виконання роботи.

2. Розрахувати інтенсивність руху на перспективу.

3. Побудувати графік інтенсивність руху на перспективу.

4. Зробити висновки щодо тенденції зростання інтенсивності руху та можливих наслідків.

Методичні вказівки до виконання роботи

При прогнозуванні інтенсивності необхідно враховувати фактори, що впливають на темпи приросту інтенсивності руху: характер розподілу інтенсивності руху по ВДМ міста; перспективи розвитку ВДМ, щільність населення та ін. Важливим станом прогнозування і встановлення періоду прогнозування, який залежить від цілей використання даних про інтенсивність руху.

Можуть бути виділені такі етапи прогнозування:

- короткострокове – 5-7 років: при організації руху до 2-х років; при капітальному ремонті до 5 років;

- середньострокове – 10-15 років: для розробки реконструкції вулиці до 12 років;

- довгострокове – 20 років і більше: при проектуванні нової вулиці – 25 років.

Усі методи прогнозування можна поділити на:

- методи, що основані на використанні даних про зміну інтенсивності в минулі роки (методи екстраполяції);

- методи, які засновано на аналізі транспортних зв'язків у роботі, що розглядається;

- методи, що основані на багатофакторному аналізі господарчої діяльності; - методи експертних оцінок.

До методів екстраполяції відносять такі моделі:

1. Лінійний закон розподілу інтенсивності:

N_персп. = N_пр.(1+а) , (1.1)

де N_пр. - приведена інтенсивність руху, од./год.; а - коефіцієнт приросту транспортних засобів;

τ - період прогнозування.

2. Рівняння складних відсотків:

N_персп. = N_пр. (1+ а)^ , (1.2.)

де N_пр. - приведена інтенсивність руху, од./год.; а - коефіцієнт приросту транспортних засобів; τ - період прогнозування.

3. Експоненційна модель:

N_персп. = N_пр. е^а^^τ (1.3)

Приклад розрахунку інтенсивність руху на перспективу.

Таблиця 1.1 Вихідні дані до розрахунку відповідно до таблиці А1 додатку А

Параметр	Значення
Приведена інтенсивність руху станом на 2019р., авт./год.:	250
Коефіцієнт приросту транспортних засобів а	0,05
Період прогнозування τ, років	5

1. Інтенсивність руху на перспективу відповідно до лінійного закону розподілу інтенсивності: на 2029р.:

N_персп.²⁰²⁹ = N_пр. (1+а) = 250 (1 + 0,05 10) = 375,0 од год

на 2039р.:

N_персп.²⁰³⁹ = N_пр. (1+а) = 250 (1 + 0,05 20) = 500,0 од год

2. Інтенсивність руху на перспективу відповідно до рівняння складних відсотків: на 2029р.:

N_персп.²⁰²⁹ = N_пр. (1+а)^τ = 250 (1 + 0,05)¹⁰ = 407,2 од год

на 2039р.:

N_персп.²⁰³⁹ = N_пр. (1+ а)^τ = 250 (1 + 0,05)²⁰ = 663,3од год

3. Інтенсивність руху на перспективу відповідно до експоненційної моделі:

на 2029р.:

Nперсп.2029 = Nпр. еаτ = 250 2,73 0,0510 = 413,1 од год

на 2039р.:

Nперсп.2039 = Nпр. еаτ = 250 2,73 0,05 20 = 682,5 од год

Приклад виконання графічної частини практичної роботи №1 показаний на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Приклад виконання графічної частини практичної роботи №1.

ПРАКТИЧНА РОБОТА №2

Розрахунок необхідної площі для розміщення особистих автомобілів у житлових районах

Мета: поглибити теоретичні знання про автостоянки, навчитися розраховувати необхідну площу для розміщення особистих автомобілів у житлових районах.

Завдання: розраховувати необхідну площу для розміщення особистих автомобілів у житлових районах; побудувати графіки залежності необхідної площі для розміщення особистих автомобілів у житлових районах від чисельність жителів та від рівня автомобілізації.

Вихідні дані: дані представлені в таблиці А2 додатку А.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом, який викладений в методичних вказівках до виконання роботи.

2. Розраховувати необхідну площу для розміщення особистих автомобілів у житлових районах.

3. Побудувати графіки залежності необхідної площі для розміщення особистих автомобілів у житлових районах від чисельність жителів та від рівня автомобілізації.

4. Зробити висновки щодо впливу різних параметрів на необхідну площу для розміщення особистих автомобілів у житлових районах.

Методичні вказівки до виконання роботи

Серед проблем, що постали внаслідок автомобілізації, завдання забезпечення стоянок для автомобілів в адміністративних, суспільних і виробничих будинках і розміщення автомобілів для зберігання в житлових районах є найбільш актуальним. За рівня автомобілізації 150–200 автомобілів на 1000 жителів площа, що займана стоянками автомобілів, перевищує площу міських вулиць і доріг, яка використовується для руху. Найбільш гострою ця проблема є в містах із забудовою, яка вже склалася. Цю проблему можна розв'язати тільки за рахунок усієї території міста шляхом використання вільної ширини проїжджої частини вулиць і створення спеціальних позавуличних автостоянок.

Території для паркування автомобілів поділяють на декілька типів за способом розміщення і тривалістю перебування на них автомобілів:

Сучасні норми на планування міст передбачають виділення територій для розміщення не менше 70% автомобілів, що належать громадянам, які мешкають у певному мікрорайоні. Автостоянки великої місткості рекомендується розташовувати на міжрайонних територіях.

Необхідна площа для розміщення особистих автомобілів у житлових районах розраховується за формулою:

S = М_ж Н_а  n F_a , (2.1)

де S – необхідна площа для розміщення особистих автомобілів, м²;

М_ж – чисельність жителів мікрорайону, чол.;

Н_а – розрахунковий рівень автомобілізації, авт./1000 чол.;

n – частка автомобілів, що розташовуються у межах мікрорайону (не менш

70%); F_а – площа, необхідна для розміщення автомобіля (25 м²), м².

Приклад розрахунку необхідної площі для розміщення особистих автомобілів у житлових районах.

Таблиця 2.1 Вихідні дані до розрахунку відповідно до таблиці А2 додатку А

Параметр	Значення
Чисельність жителів мікрорайону М_ж, чол.	500	1000	2000
Розрахунковий рівень автомобілізації Н_а, авт./1000 чол.	150	175	200
Частка автомобілів, що розташовуються у межах мікрорайону n	0,70
Площа, необхідна для розміщення автомобіля F_а, м²	25

1. Необхідна площа для розміщення особистих автомобілів у житлових районахв залежності від чисельності жителів:

для чисельності жителів мікрорайону М_ж = 500 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 500 0,150 0,70 25 = 1313 м   ² для чисельності жителів мікрорайону М_ж = 1000 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 1000 0,150 0,70 25 = 2625 м   ² для чисельності жителів мікрорайону М_ж = 2000 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 2000 0,150 0,70 25 = 5250 м   ²

2. Необхідна площа для розміщення особистих автомобілів у житлових районахв залежності від рівня автомобілізації:

для чисельності жителів мікрорайону Н_а = 150 авт./1000 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 500 0,150 0,70 25 = 1313 м   ² для чисельності жителів мікрорайону Н_а = 175 авт./1000 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 500 0,175 0,70 25 = 1531 м   ² для чисельності жителів мікрорайону Н_а = 200 авт./1000 чол.: S = М_ж Н_а n F _a = 500 0,200 0,70 25 = 1750 м   ²

Приклад виконання графічної частини практичної роботи №2 показаний на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Приклад виконання графічної частини практичної роботи №2.

ПРАКТИЧНА РОБОТА №3 Розрахунок швидкості транспортного потоку (макромодель Гріншилдса)

Мета: поглибити теоретичні знання про математичні макромоделі розрахунку швидкості транспортного потоку, навчитися розраховувати швидкість транспортного потоку за допомогою макромоделі Гріншилдса.

Завдання: розраховувати швидкість транспортного потоку за допомогою макромоделі Гріншилдса; побудувати графік залежності швидкості транспортного потоку від щільності транспортного потоку.

Вихідні дані: дані представлені в таблиці А3 додатку А.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом, який викладений в методичних вказівках до виконання роботи.

2. Розраховувати швидкість транспортного потоку за допомогою макромоделі Гріншилдса.

3. Побудувати графік залежності швидкості транспортного потоку від щільності транспортного потоку.

4. Зробити висновки щодо впливу різних параметрів на швидкість транспортного потоку.

Методичні вказівки до виконання роботи

Слід відзначити, що на характеристики дорожнього руху кожної мережі впливає безліч різноманітних чинників (поздовжній і поперечний ухил, наявність перетинів, склад потоку, погодні умови й умови видимості, час доби тощо). При моделюванні великомасштабних транспортних систем використовується низка апроксимацій і багато деталей не розглядаються.

Швидкість транспортних потоків є найважливішою характеристикою дорожнього руху і багато в чому визначає ефективність використання транспортної мережі. У зв'язку з цим завдання прогнозування швидкості транспортних потоків у різних умовах є актуальною. Вивченню закономірностей зміни швидкості транспортних потоків присвячена достатня кількість досліджень, що дозволяють прогнозувати швидкість потоку в різноманітних умовах. При цьому у якості незалежної змінної використовуються різноманітні чинники.

Так, у роботах автори на основі статистичного аналізу експериментальних даних пропонують визначати швидкість транспортних потоків залежно від складу потоку, дорожніх умов, інтенсивності руху.

Запропонований підхід уповні враховує вплив основних чинників на швидкість потоку. Проте, цей метод доцільний для прогнозування швидкості винятково на заміських дорогах, тому що при прогнозуванні швидкості не враховуються крайові впливи, вплив перехресть.

Макромодель Гріншилдса побудована на експериментальних даних і припускає лінійну залежність між швидкістю та щільністю однорядного транспортного потоку:

 q 

V = V_в ^1- , (3.1)

 _qmax _

де V_в – швидкість руху у вільних умовах, км/год; q – фактична щільність потоку, авт/км.

q_max – максимальна щільність потоку в умовах затору, авт/км.

Перевагою даної моделі є те, що вона дозволяє прогнозувати швидкість потоку залежно від рівня транспортного попиту, який характеризується інтенсивністю руху. Модель є достатньо простою і зручною для системного аналізу. Але такий підхід не враховує особливостей прямування міськими вулицями.

Приклад швидкості транспортного потоку за допомогою макромоделі Гріншилдса.

Таблиця 3.1 Вихідні дані до розрахунку відповідно до таблиці А3 додатку А

Параметр	Значення
Швидкість руху у вільних умовах V_в, км/год	50
Фактична щільність потоку q, авт/км	10 50 100
Максимальна щільність потоку в умовах затору q_max, авт/км	150

1. Швидкість транспортного потоку за макромоделлю Гріншилдса: для щільності потоку q =10 авт/км:

V = V_в 1- q_maxq _ = 50^_1-150¹⁰ ^_ = 46,7 км/год

для щільності потоку q = 50 авт/км:

V = V_в 1- q  = 50^1-150⁵⁰ ^_ = 33,3 км/год

_ qmax _

для щільності потоку q = 100 авт/км:

V = V_в 1- qq  = 50^_1-150¹⁰⁰ ^_ =16,7 км/год

_ max _

Приклад виконання графічної частини практичної роботи №3 показаний на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Приклад виконання графічної частини практичної роботи №3.

ПРАКТИЧНА РОБОТА №4 Розрахунок швидкості транспортного потоку (макромодель Грінберга)

Завдання: розраховувати швидкість транспортного потоку за допомогою макромоделі Грінберга; побудувати графік залежності швидкості транспортного потоку від щільності транспортного потоку.

Вихідні дані: дані представлені в таблиці А4 додатку А.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з теоретичним матеріалом, який викладений в методичних вказівках до виконання роботи.

2. Розраховувати швидкість транспортного потоку за допомогою макромоделі Грінберга.

3. Побудувати графік залежності швидкості транспортного потоку від щільності транспортного потоку.

4. Зробити висновки щодо впливу різних параметрів на швидкість транспортного потоку.

Методичні вказівки до виконання роботи

Низка вчених для опису залежності між основними параметрами транспортних потоків використовують метод фізичних аналогій. При цьому користувались припущенням про те, що рух транспортного потоку аналогічний рухові потоку рідини або газу.

Заснована на такому підході модель Х. Грінберга, встановлює наступне співвідношення між швидкістю і щільністю транспортного потоку:

q^max

V = V_в ln , (4.1)

де V_в – швидкість руху у вільних умовах, км/год; q – фактична щільність потоку, авт/км.

q_max – максимальна щільність потоку в умовах затору, авт/км.

Ця модель не суперечить співвідношенню макромоделі Гріншилдса і в низці випадків точніше описує фактичну зміну параметрів. Інші макромоделі, засновані на фізичних аналогіях (метод кінематичних хвиль, енергетичні моделі транспортного потоку тощо), також описують взаємозв'язок між швидкістю та щільністю, і з більшою або меншою точністю, та дозволяють прогнозувати швидкість потоку. Проте, для них також характерне недостатнє урахування особливостей руху по міських вулицях. Крім того, є складності в прогнозуванні швидкості потоку як функції транспортного попиту.

У роботах вчених пропонується підхід до макромоделювання транспортних потоків на вулицях із урахуванням впливу перехресть. Цей підхід заснований на імітаційному моделюванні з використанням безупинної моделі. При цьому інтенсивність транспортного потоку, який прибуває до перехрестя, описується частково-лінійною функцією, що дозволяє легко прогнозувати рух потоків довжиною вулиці, затримки руху, оцінювати ефективність окремих алгоритмів управління. Хоча модель має високу точність, її не можна використати для моделювання великомасштабних мереж через складність.

Наведені теоретичні положення й результати розрахунків – доволі переконливий доказ більших можливостей моделювання кореспонденції різного типу. Залежно від наявної інформації й особливостей завдання можна в різний спосіб формалізувати схему пошуку кореспонденцій. Найважливішою умовою (при цьому) є перевірка несуперечності й достатності обмежуючих факторів.

Приклад швидкості транспортного потоку за допомогою макромоделі Грінберга.

Таблиця 4.1 Вихідні дані до розрахунку відповідно до таблиці А4 додатку А

Параметр	Значення
Швидкість руху у вільних умовах V_в, км/год	50
Фактична щільність потоку q, авт/км	10	50	100
Максимальна щільність потоку в умовах затору q_max, авт/км	150

1. Швидкість транспортного потоку за макромоделлю Грінберга:

для щільності потоку q =10 авт/км:

_в q^max 50ln150 =135,4 км/год

V = V ln =

q 10

для щільності потоку q = 50 авт/км:

_в q^max 50ln150 = 54,9 км/год

V = V ln =

q 50

для щільності потоку q = 100 авт/км:

_в q^max 50ln150 = 20,3 км/год

V = V ln =

q 100

Приклад виконання графічної частини практичної роботи №3 показаний на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Приклад виконання графічної частини практичної роботи №4.

Додаток А

ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

Таблиця А.1

Вихідні дані до практичної роботи №1

Параметр	Значення
Приведена інтенсивність руху станом на 2019р., авт./год.:	250+N
Коефіцієнт приросту транспортних засобів а	0,05+0,001·N
Період прогнозування τ, років	5

Таблиця А.2

Вихідні дані до практичної роботи №2

Параметр	Значення
Чисельність жителів мікрорайону М_ж, чол.	500+10·N	1000+10·N	2000+10·N
Розрахунковий рівень автомобілізації Н_а, авт./1000 чол.	150+ N	175+ N	200+ N
Частка автомобілів, що розташовуються у межах мікрорайону n	0,70+0,1·N
Площа, необхідна для розміщення автомобіля F_а, м²	25

Таблиця А.3

Вихідні дані до практичної роботи №3

Параметр		Значення
Швидкість руху у вільних умовах V_в, км/год		50+N
Фактична щільність потоку q, авт/км	10+ N	50+ N	100+ N
Максимальна щільність потоку в умовах затору q_max, авт/км		150+ N

Таблиця А.4

Вихідні дані до практичної роботи №3

Параметр		Значення
Швидкість руху у вільних умовах V_в, км/год		50+N
Фактична щільність потоку q, авт/км	10+ N	50+ N	100+ N
Максимальна щільність потоку в умовах затору q_max, авт/км		150+ N