Traffic Engineering

[hansivblog]

Один із предметів, які я слухав минулого семестру, називався Traffic Engineering. Суть науки - грамотний розрахунок доріг та перехресть. Ну і ключова тaка штука за весь курс була Term Paper, для якого необхідно було розглянути якусь проблему, пов’язану із конструкцією дороги/перехрестя та запропонувати рішення. Я вирішив взяти київську проблему, а саме перехрестя Бальзака-Драйзера, на якому збираєтсья майже кілометрова черга кожного вечора в робочі дні.

На прохання друга публікую зміст роботи у вільному викладенні)



Перш за все, два маленьких зауваження)

• Викладач був із Америки, та й підручник американський, тому вибачайте за відстані у футах ;)
• Подаватиму переважно результати аналізу, не вдаючись в інженерно-математичні подробиці цього щастя)

Вихідні припущення аналізу:

• НЕ брався в розрахунок дуже близький світлофор по ту сторону моста
• НЕ брався в розрахунок виїзд від Сільпо.

Ось так то виглядає із супутника


А ось схематичне зображення того, що наразі сконструйовано на перехресті. По Бальзака є одна смуга в кожному напрямку, але вона там настільки широка, що де-факто простір використовуєтсья у форматі двох вузьких смуг.

Перехрестя наразі є абсолютно простим, має звичайний геометричний дизайн і просте світлофорне регулювання всього із двома фазами. Для орієнтації по напрямкам надалі будуть використовуватися скорочення типу EB, WB, SB, NB (ЕВ = eastbound = на схемі зліва на право). Саме ЕВ є проблемним напрямком у вечірній пік.


Тривалості зелених сигналів становлять:

• gA = 40 s
• gB = 44 s

Перше, що захотілося зробити - аналіз прибуття та відправлення, щоб розібатися, наскільки бракує запасу зеленого часу для ЕВ трафіку, і скільки зеленого не використовується перпендикулярнм трафіком. Скажу чесно, сподівався на халяву, думав при збереженні геометричного дизайну та тривалості світофорного циклу, просто перекинути частинку «зеленого» на ЕВ-WB із NB-SB.
Для цього сигнали світлофора перераховані в «ефективний зелений» та «ефективний червоний», які враховують те, що після загоряння зеленого рух починається не одразу, так само як і не відразу зупиняється на жовтий. Згідно із моделлю, обсяг прибуття та відправлення є визначеною функцією від часу.
NB напрямок. Похила рівномірна лінія із центру - це прибуття. Більш крута, починається на зелений - це відправлення. Як бачимо, настає момент, коли прибуття і відправлення урівнюються, при чому зелений триває довше, ніж то треба для вичерпання черги.

Натомість у EB напрямку картинка інша - черга не встигає вичерпатися за період зеленого сигналу світлофора.

Фінально маємо таку табличку

EB

WB

NB

Тривалість еф. зеленого

39,08

39,08

43,08

Потрібно зеленого

182,23

23,5

33,4

Невикористаний зелений

-143,81

14,92

9,02

SB сенсу аналізувати нема, в цей час там трафік менший ніж на NB.
Таким чином, просто «перекинути» частину часу на EB неможливо, оскільки брак тривалості зеленого справді дуже великий. Довелося робити повне перепланування перехрестя. Після кількох сторінок танців із бубном навколо цифр, вийшло таке:
1. EB напрямок має високий процент лівоповоротного трафіку і потребує окремої фази для захищеного лівого повороту. Тобто з’являється ще одна фаза - захищениий лівий поворот для EB та WB

2. Тривалість зеленого сигналу для кожної із фаз має становити

• gA = 25,6 s
• gB = 27,9 s
• gC = 33,3 s

3. Згідно із розрахунками, і для лівоповоротного, і для прямого трафіку на перехресті має бути передбачено ще по одній смузі. Довжина додаткових смуг має бути достатньою щоб вімстити в себе ту кількість автомобілів лівоповоротного трафіку, яка збиратметься за період червоного світла. Це 10 автомобілів (розраховується за моделлю прибуття Пуасона), відповідно довжина додаткових смуг має бути не менше 200 футів.
Ну ось, брюкі прєвращаются...