Крупных городов 20 Страница

«Ю.В. Трофименко, М.Р. Якимов ТРАНСПОРТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ: ФОРМИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ КРУПНЫХ ГОРОДОВ Москва • Логос •...»

-- [ Страница 8 ] --

Таблица 4. Значения коэффициентов для расчета эмиссии легкового автомобиля и автобуса Значения коэффициентов Виды транспорта a b c d e Легковой 0,7586 0,028004 –0,00099187 0,000014276 0, автомобиль Автобус 24,216 –0,70194 0,015787 –0,00015996 0, Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

Таким образом, выражение для D примет следующий вид:

T (a + b v + c v + d vi3 + e vi4) li qi i i D=. (4.58) i = N Переведем полученную величину из граммов в джоули (Дж) и по лучим итоговый результат правой части ограничения по выбросам за грязняющих веществ:

T (a + b v + c v + d vi3 + e vi4) li qi i i D = k NOx, (4.59) i = N где D – удельная энергия, генерирующая выбросы NOx транспортным потоком, приходящаяся на одного жителя города в сутки, Дж/чел.;

N – количество жителей города, чел.;

vi – актуальная скорость движения на i-м участке УДС, км/ч;

qi – интенсивность транспортных потоков на i-м участке УДС, авт./сутки;

li – длина i-го участка УДС, км;

a, b, c, d – коэффициенты методики [142];

kNOx – коэффициент, характери зующий величину энергии, которую тратит автомобиль на выброс 1 г NOx, Дж/г.

Постановка ограничения по загрязнению атмосферного воздуха для города Перми. Проведем расчет коэффициентов a2 и a3 для Пер ми. Значение параметра a1 равно нулю.

Примем следующие значения параметров:

u2 = 30 л/100 км;

u3 = 10 л/100 км;

= 0,74 кг/л.

Таким образом, для автобуса массовый расход топлива составит:

bm2 = 30 л / 100 км 0,74 кг/л = 22, 2 кг / 100 км = 0, 222 кг/км.

Для легкового автомобиля массовый расход топлива составит:

bm3 = 10 л/100 км 0,74 кг/л = 7, 4 кг/100 км = 0,074 кг/км.

Расход энергии, затрачиваемой на 1 км пути, рассчитывают следу ющим образом:

bmi ami =, (4.60) b 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Значение параметра b = 0,25 кг/кВт ч.

Таким образом, расход энергии автобусом на 1 км пути для ОТ со ставит:

0,222 кг/км аm2 = = 0,888 кВт ч/км. (4.61) 0,25 кг/кВт ч Расход энергии легковым автомобилем на 1 км пути:

0,074 кг/км (4.62) = 0,296 кВт ч/км.

аm3 = 0,25 кг/кВт ч Переведем значения коэффициентов a2 и a3 в МДж:

(4.63) аm2 = 0,888 кВт ч/км = 3,2 МДж/км, аm3 = 0,296 кВт ч/км = 1,06 МДж/км. (4.64) Для пересчета значений коэффициентов на одного человека ис пользуем значение средней пассажировместимости ТС ОТ w2 = 40 чел., среднюю наполненность ТС ИТ w3 = 1,4 чел.

Тогда значения а2 и а3 равны:

3,2 МДж/км МДж а2 = = 0,08 (4.65), 40 чел. км чел.

0,296 МДж/км МДж а3 = = 0, 757 (4.66).

1,4 чел. км чел.

Значение D было рассчитано с помощью прогнозной транспортной модели города Перми, в которой были найдены суточные интенсивно сти и актуальные скорости движения транспортных потоков на УДС.

Далее по методике был проведен расчет суточного объема энергии вы бросов NOx. транспортными потоками. В результате получено следую щее значение D:

D = 18, 753 МДж/чел./сутки.

Найденная величина D является суточным объемом энергии, ко торый приходится на выбросы NOx. всем движущимся по УДС горо да Перми транспортом в расчете на одного жителя города. Значение Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

получено на основе данных о суточных интенсивностях транспортных потоков.

Таким образом, ограничение по загрязнению атмосферного воздуха для Перми будет иметь вид:

1 3 (0,08 lrs X rs 2 + 0,757 lrs X rs 3) 18,753. (4.67) Nr s =1 s = Значения lrs для каждой зоны представлены в табл. 4.3 (см. выше).

Постановка ограничения по шумовому воздействию Ограничение по шумовому воздействию относится к энергетиче ским ограничениям по транспортному предложению. Работа с шумо вым воздействием была разделена на два направления: анализ суще ствующего шумового воздействия в Перми и постановка ограничения по этому показателю на одного жителя города.

В ходе анализа существующей ситуации с шумовым загрязнением от автотранспортных потоков были разработаны алгоритм для расчета количества населения, находящегося в зоне превышения ПДУ, и алго ритм построения полей шумового загрязнения.

При постановке ограничения в качестве правой части оптимальной модели было использовано существующее состояние шумового за грязнения территории в расчете на одного жителя.

Структурная схема постановки ограничений по шумовому воздей ствию представлена на рис. 4.15. При постановке данного вида ограни чений используются такие параметры, как площадь шумового загряз нения в зоне и вместимость ТС.

Постановка шумового ограничения в общем виде. В общем виде шумовое ограничение будет иметь вид:

f (X rsk,wk) SR, (4.68) где X rsk – количество людей, передвигающихся через зону r по типу s видом транспорта k в сутки, чел.;

wk – средняя вместимость транс портного средства типа k, чел./ТС;

f (X rsk,wk) – некоторая функция от указанных параметров, характеризующая объем шумового загряз нения территории;

SR – среднее значение шумовой энергии, прихо дящейся на одного жителя города в сутки, Вт/чел.

Постановка правой части шумового ограничения. В качестве правой части ограничения будет использоваться фактическая энергия 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Рис. 4.15. Структурная схема постановки ограничения по шумовому воздействию Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

шума от транспортных потоков, рассчитанная для реальной сети, при ходящаяся на одного жителя города. При этом решение оптимизаци онной задачи будет сводиться к тому, чтобы уменьшать общее время совершения корреспонденций, не увеличивая при этом среднюю шу мовую нагрузку, приходящуюся на каждого жителя города.

Расчет уровня шума производится для каждого участка УДС на ос нове интенсивности транспортных потоков в периоды:

– дневной (с 7 до 19 часов), – вечерний (с 19 до 23 часов), – ночной (с 23 до 7 часов).

Для каждого участка реальной УДС подсчитан уровень шума li по методике RLS (описание методики приведено для каждого периода):

lDi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети в дневной период, дБА;

lEi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети в вечерний период дБА;

lNi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети в ночной период, дБА.

Далее для каждого отрезка сети был рассчитан средний уровень шума за период «день-вечер-ночь»:

l l +5 l + 1 Di Ei Ni (12 10 10 + 4 10 10 + 8 10 10, (4.69) Ldeni = 10 lg где Ldeni – средний уровень шума транспортного потока i-го отрезка ре альной сети за период «день-вечер-ночь» в час, дБА;

lDi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети в дневной период (за lEi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка 12 часов), дБА;

реальной сети в вечерний период (за 4 часа), дБА;

lNi – уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети в ночной период (за 8 часов), дБА.

Для всей территории города были построены шумовые поля. С этой целью она была разбита сеткой с шагом 10 м, для каждого узла сетки рассчитан уровень шума в зависимости от уровня шума ближайших четырех участков УДС и расстояния до данных участков. Таким обра зом, для каждого узла сетки уровень шума рассчитывался как:

Lxy = max(Lxy1,...,Lxy 4) + (max(Lxy1,...,Lxy 4) min(Lxy1,...,Lxy 4)), (4.70) 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи где Lxy – уровень шума в точке с координатами (x, y), дБА;

– функ ция, зависящая от разности уровней шума источников с самым боль шим и самым маленьким уровнем шума, дБА.

Значения в зависимости от значения разности приведены в табл.

4.6.

Таблица 4. Значения в зависимости от значения разности Разность уровней шума, дБА 0 1 2,5 4 6 Значение, дБА 0, 3 2,5 2 1,5 Lxyi – уровень шума в точке с координатами (x, y) от i-го из четырех ближайших к данной точке участков УДС, дБА:

Ri Lxyi = Ldeni 10 log10, (4.71) 7. где Ldeni – средний уровень шума транспортного потока i-го отрезка реальной сети за период «день-вечер-ночь», дБА;

Ri – расстояние от отрезка i до точки (x, y), м.

В итоге была получена шумовая карта для всей территории города (рис. 4.16) (см. цветную вклейку).

Для каждого здания на территории города рассчитаем, какая доля жителей данного здания находится в зоне превышения ПДУ:

Для всех отрезков реальной сети необходимо определить рассто яние, на котором шум не будет превышать ПДУ. В соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения», снижение уров ня шума источника (LAрас.) с расстоянием равно:

R, дБА, LApac = 10 log10 (4.72) R где R – расстояние от акустического центра автотранспортного потока до расчетной точки, м;

R0 = 7,5 м – для автотранспортных потоков.

Из данного соотношения можно выразить R:

Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

LApac R = R0 10, м, (4.73) где за LA примем разность между рассчитанным уровнем шума и pac ПДУ (45 дБА).

Для каждого отрезка строим через каждые 10 м лучи длиной R пер пендикулярно отрезку, как показано на рис. 4.17:

Рис. 4.17. Построение лучей перпендикулярно отрезку Координаты начала и конца лучей определяют из следующих соот ношений:

x2 x i;

(4.74) xl1i = x1 + (x2 x1)2 + (y2 y1) y2 y i;

(4.75) yl1i = y1 + (x2 x1)2 + (y2 y1) y2 y1;

(4.76) xl2i = xl1i + R (x2 x1)2 + (y2 y1) x2 x1;

(4.77) yl2i = yl1i + R (x2 x1)2 + (y2 y1) 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи i = 1,..., N;

(4.78) N = (L div 10);

(4.79) L = (x2 x1)2 + (y2 y1)2, (4.80) где div – операция целочисленного деления;

(xl1i, yl1i) – координаты начала i-го луча;

(xl2i, yl2i) – координаты конца i-го луча;

(x1, y1) – коор динаты начала отрезка;

(x2, y2) – координаты конца отрезка;

L – длина отрезка;

R – длина луча.

Для каждой точки отрезка, из которой выходит луч, ищем все зда ния, расстояние до центров которых не превышает R. Расстояние счи таем по формуле:

li = (X xi)2 + (Y yi)2, (4.81) где X, Y – координаты начала луча;

xi, yi – координаты центра здания i.

Для найденных зданий проводим следующую операцию. Переби раем каждый луч из рассматриваемого отрезка и проверяем каждую сторону данных зданий, устанавливаем, пересекается ли сторона с рас сматриваемым лучом. Для этого проверяем пересечение прямых, об разующих сторону здания и луч. Если они пересекаются, необходимо определить, лежит ли точка пересечения внутри отрезка и внутри луча одновременно.

Для этого записываем оба уравнения прямых в виде:

1. A1 x + B1 y + C1 = 0, 2. A2 x + B2 y + C2 = 0.

1 – уравнение прямой луча длиной R;

2 – уравнение прямой стороны здания.

Тогда координаты точки пересечения прямых:

C1 B2 C2 B1, x= (4.82) A1 B2 A2 B A1C2 A2C1. (4.83) y= A1 B2 A2 B Нахождение точки внутри луча и стороны здания проверяем сле дующим образом. Определяем площади треугольников, образован ных началом координат, точкой пересечения и одним из концов луча (стороны здания). Проверяем, равна ли сумма этих площадей площа ди треугольника, образованного началом координат и концами луча Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

(стороны здания). Если да, то вычисляем расстояние от начала луча до стороны здания:

(4.84) l = (x x1)2 + (y y1)2, где x, y – координаты точки пересечения луча и стороны здания;

x1, y1 – координаты начала луча.

Из всех сторон полигонов зданий выбираем ту, до которой рас стояние от начала рассматриваемого луча наименьшее, и в свойствах данного здания увеличиваем значение параметра количества сторон, в которые приходят лучи (ki, где i – идентификатор полигона здания), на единицу, также в свойствах стороны полигона (рис. 4.18).

Рис. 4.18. Выбор стороны здания и определение значения параметра количества сторон l1 l2 k2:= k2 + Переходим к следующим лучам поочередно. При этом исключаем из рассмотрения стороны полигонов зданий, которые пересек какой либо из лучей.

Получаем для каждого полигона здания количество сторон, для ко торых превышен ПДУ, а также для каждой стороны – пересекает ее какой-либо луч или нет.

Считаем население в каждом здании, живущее в зоне превышения ПДУ, по формуле:

4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи k l i N ' = N, i = (4.85) P где N’ – население здания, живущее в зоне превышения ПДУ;

li – длина i-й стороны полигона здания, которую пересекает один из лучей;

P – периметр полигона здания.

Суммируем N ' по зонам.

В результате для каждого здания в городе определена доля населе ния, попадающего в зону превышения ПДУ (рис. 4.19, 4.20) (см. цвет ную вклейку).

Таким образом, для каждой точки территории города известен уро вень шума Lxy, дБА, а для каждого здания – количество жителей, жи вущих в зоне превышения ПДУ. Требуется определить энергию шумо вого загрязнения в расчете на одного жителя города.

Для определения уровня шума на территории здания в зависимо сти от полученных значений в узлах регулярной сетки рассчитаем средний по площади уровень шума для каждого здания. Для этого най дем среднее значение уровня шума на его территории:

M L xyij j = Li =, (4.86) M где Li – уровень шума для i-го здания, дБА;

Lxyij – уровень шума в j-й точке с координатами (x, y), находящейся внутри здания i, дБА;

M – количество узлов сетки с шагом 10 м внутри здания i.

Полученный уровень шума Li для каждого здания из дБА переве дем в Вт/м2. Уровень шума, измеряемый в Вт/м2, является удельной по площади мощностью шума. При расчете уровня шума в дБА в качестве эталонного уровня шума принят 10–12 Вт/м2. Это означает, что рассчи танный уровень шума в 1 дБА соответствует 10–12 Вт/м2. В связи с этим перевод из дБА в Вт/м2 был произведен по формуле:

Li –12 + LВт = 10, (4.87) i где LВт – уровень шума для здания i, Вт/м2;

Li – уровень шума для i здания i, дБА.

Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

Для расчета абсолютного значения мощности шума для каждого здания надо рассчитать площадь, для которой будет производиться оценка уровня шума. Для зданий площадью шумового загрязнения это площадь зданий.

Таким образом, шумовое загрязнение в расчете на одного жителя города определяем следующим образом:

K L Вт Si / N i i L=, (4.88) i = K где L – энергия шума в расчете на одного жителя, Вт;

LВт – уровень i шума для i-го здания, Вт/м2;

Si – площадь основания i-го здания м2;

N i ' – количество жителей здания, живущих в зоне превышения ПДУ, чел.;

K – количество жилых зданий в городе.

Расчет левой части шумового ограничения. Расчет коэффициен тов для постановки левой части ограничений по шуму будем осущест влять по той же методике, по которой происходит расчет шума в про гнозной транспортной модели ([143, 144]). Отличие от расчета правой части ограничения будет в том, что левая часть строится в терминах идеальной сети.

В методике RLS 90 уровень шума рассчитывается как:

L = 37,5 + 10 log10 (q), (4.89) где L – уровень шума на участке УДС на расстоянии 7,5 м от края про езжей части, дБА;

q – часовая интенсивность, авт./ч.

При расчете левой части ограничения примем некоторые допуще ния:

1) вместо интенсивности потока будем использовать частное коли чество людей и вместимости введенных в модель подвижных единиц каждой из систем транспорта;

2) площадь полуцилиндров, характеризующих зону шумового за грязнения, будем строить для отрезков идеальной сети.

Тогда, с учетом допущения 1), выражение для уровня шума в дБА примет вид:

X rs 2 X rs SI r = 37,5 + 10 log10 s, +s (4.90) w w где SIr – общий уровень шума в зоне r, рассчитанный для идеальной сети, дБА на расстоянии 7,5 м;

Xrsk – количество людей, передвигаю 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи щихся в зоне r по типу s видом транcпорта k, чел./сутки;

r = 1..10 – но мера зон;

s = 1..3 – типы прохождения зон (транзит, въезд, внутреннее движение);

k = 1...3 вид транспорта (пешком, ОТ, ИТ);

w2 – вместимость ТС типа 2 (ОТ);

w3 – вместимость ТС типа 3 (ИТ).

Так как для расчета по методике требуется часовая интенсивность, будем использовать коэффициент приведения от суток dh:

X rs 2 X rs SI r = 37,5 + 10 log10 dh s +s. (4.91) w w Полученная величина будет выражаться в дБА. Переведем ее в Вт/м2:

X rs 2 X rs 37,5 +10log10 dh s s w + w 2 12 +, (4.92) SI r = 10 где SIr – уровень шума в зоне r, рассчитанный для идеальной сети, Вт/м2.

Далее, с учетом допущения 2), для получения энергии шума нужно умножить получившееся выражение на площадь боковой поверхности эллиптического цилиндра sr, построенного следующим образом:

– в качестве образующей прямой цилиндра выбирается средняя длина корреспонденций в зоне lr, то есть средняя длина отрезка идеальной сети.

При этом используется допущение о том, что все корреспонденции в зоне совершаются по одному среднему отрезку идеальной сети;

– в качестве направляющей кривой цилиндра выбирается эллипс с малой полуосью, равной 7,5 м и большой полуосью, равной средней ширине проезжей части дороги + 7,5 м. Средняя ширина проезжей ча сти в Перми составляет 1,12 полосы, или 3,92 м.

Высота цилиндра равняется средней длине корреспонденции в каждой зоне:

X l rs rs, lr = s (4.93) X rs s где lr – длина отрезка идеальной сети, равная средней длине корреспонденции в зоне r;

lrs – средняя длина корреспонденции типа прохождения s в зоне r;

Xrs – фактическое количество людей, передви гающихся в зоне r по типу s.

Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

Рис. 4.21. Сечение полуцилиндра Вид полуцилиндра приведен на рисунке 4.21.

Обозначения:

a – малая полуось эллипса, м;

a = h = 7,5 м;

b – большая полуось эллипса, м;

b = h + r = 7,5 м + n 3,5 м;

r – ширина проезжей части, м;

n – количество полос движения в одном направлении.

Площадь полуцилиндра будет равна:

1 (4.94) sr = (a + b) lr, где sr – площадь полуцилиндров в зоне r;

a – малая полуось цилиндра;

b – большая полуось цилиндра;

lr – длина отрезка идеальной сети, рав ная средней длине корреспонденции в зоне r:

X l rs rs lr = s, (4.95) X rs s где lrs – средняя длина корреспонденции типа прохождения s в зоне r;

Xrs – фактическое количество людей, передвигающихся в зоне r по типу s.

Далее мы должны получить значение шумовой энергии, приходя щейся на одного жителя зоны. Для этого разделим левую часть на ко личество жителей зоны N r.

Таким образом, получим следующие ограничения по шуму:

X rs 2 X rs 37,5 +10log10 dh s s w + w 2 sr 12 + SR.

10 (4.96) Nr 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Приведем неравенство к линейному виду:

X rs 2 X rs 37,5+10log10 dh s s w + w 2 SR N r;

12 + log10 10 log10 (4.97) sr X rs 2 X rs 37,5+10 log10 dh s +s w w SR N r;

(4.98) 12 + log sr X rs 2 X rs log10 SR N r + 8,25;

log10 dh s (4.99) +s w w2 sr X rs 2 X rs log10 SR N r + log10108, log10 dh s (4.100) +s w w2 sr X rs 2 X rs 3 log10 SR N r 108,25;

log10 dh s (4.101) +s w w2 sr X rs 2 X rs 3 1 8,25 SR N r;

(4.102) + s s w2 w3 dh sr sr dh X rs 2 X rs s SR. (4.103) +s N r 108.25 w2 w Полученное неравенство является линейным и может использо ваться в постановке оптимизационной задачи.

Постановка шумового ограничения для города Перми. Для поста новки левой части ограничения был проведен расчет площадей полу цилиндров sr.. Значения sr приведены в табл. 4.7.

Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

Таблица 4. Значения параметра sr по зонам Номер зоны Значение параметра sr, м 1 127 560, 2 188 563, 3 135 689, 4 183 038, 5 242 803, 6 268 745, 7 332 808, 8 145 066, 9 180 444, 10 236 130, Расчет правой части ограничения проводили с помощью данных прогнозной транспортной модели Перми и получили характеристики участков УДС, а также интенсивности транспортных потоков.

В результате расчета получилось следующее значение шумовой энергии, приходящейся на одного жителя:

SR = 0,00006556 Вт/м2.

Стоит отметить, что полученное значение шумовой энергии, при ходящейся на одного жителя, является средним за час. Для получения значения шумовой энергии за сутки полученное значение необходимо умножить на 24. Таким образом, для Перми суточное значение шумо вой энергии на одного жителя составляет:

SR = 0,001573346 Вт/м2.

Величина SR представляет собой объем шумовой энергии, образуе мой транспортными потоками, в расчете на одного жителя.

Таким образом, для города Перми ограничение по шумовому воз действию примет вид:

sr 0,1 X rs 2 X rs s 0,001573346.

+s (4.104) N r 108,25 40 1, Сравнение алгоритмов расчета правой и левой частей при фор мировании шумового ограничения. Главное отличие расчета правой и левой частей ограничения – разное суммирование энергетических ха 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Рис. 4.22. Алгоритм расчета правой и левой частей ограничения рактеристик. Разное суммирование связано с тем, что левая часть огра ничения определена в терминах идеальной сети, а правая – в терминах реальной сети. Изобразим схематически алгоритмы расчета правой и левой частей ограничения (рис. 4.22).

Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

Таким образом, в левой части сначала суммируется весь поток в зоне, а затем уровень шума в зоне. При этом используется допуще ние, что все корреспонденции через зону X rsk совершаются по одному участку идеальной сети с длиной, равной средней длине корреспон денции в зоне lr (рис. 4.23). Ширина данного участка равняется сред ней ширине участка на УДС города.

Рис. 4.23. Сеть для расчета шума для идеальной сети Рис. 4.24. Сеть для расчета шума для реальной сети 4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Именно для этого участка затем строится полуцилиндр, определя ющий площадь территории, подвергающейся шумовому воздействию.

Так как принята гипотеза, что все корреспонденции X rsk соверша ются по одному участку, шумовое воздействие происходит вдоль это го участка. Площадь территории, попадающей в зону шумового воз действия, определяется через полуцилиндр, построенный для данного участка. Высота полуцилиндра равна lr, оси полуцилиндра равны 7,5 м и 7,5 м + средняя ширина участка УДС города.

В правой же части, соответствующей реальной сети, сначала счита ется энергия шума для каждого участка УДС города (рис. 4.24).

Затем определяется доля населения в зоне шумового загрязнения и рассчитывается существующее среднее значение шумовой энергии, приходящейся на одного жителя города в сутки.

Ограничения по рискам возникновения ДТП Ограничение по рискам возникновения ДТП, как и ограничение по выбросам загрязняющих веществ и шумовому воздействию, относится к энергетическим ограничениям по транспортному предложению.

Оценка риска возникновения ДТП важна, так как при этом кинети ческая энергия движущегося транспортного средства утилизируется в прямой вред жизни и здоровью человека, снижая качество жизни лю дей, отражаясь на самых первых и главных – физиологических и экзи стенциальных потребностях людей. Кроме того, в случае сохранения безопасности участников дорожного движения при возникновении мелких ДТП энергия транспортного потока также тратится неэффек тивно: возникают заторы, которые влияют на функционирование всей транспортной системы города [145–147].

Введем следующие определения.

Риск возникновения ДТП – это качественная характеристика опас ности попадания участников дорожного движения в ДТП. Понятие «риск» введем как прямую зависимость частотности возникновения ДТП и ущерба от них. Их произведение будет представлять собой риск возникновения ДТП.

Частотность возникновения ДТП – это вероятностная характе ристика риска их возникновения. В расчете на одного человека этот показатель характеризует вероятность попадания одного человека в ДТП, произошедшие в рассматриваемой области за рассматриваемый период.

Ущерб от ДТП – это денежный эквивалент риска их возникнове ния. Совокупный ущерб определяется как средний ущерб от одного ДТП, умноженный на их количество. В расчете на одного человека ущерб от ДТП определяет в денежном эквиваленте приходящийся на одного жителя города ущерб от всех произошедших за рассматривае Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

мый период ДТП с учетом материального ущерба, а также количества погибших и раненых в ДТП.

Таким образом, риск ДТП будем оценивать по частотности их воз никновения и ущербу от них. Частотность будет характеризовать ве роятность реализации риска ДТП, а ущерб – последствия реализации риска ДТП.

При постановке ограничений по рискам возникновения ДТП оце ниваются частотность их возникновения и ущерб от них для каждого из типов перемещения – пешком, на индивидуальном и общественном транспорте. При этом и частотность возникновения ДТП, и ущерб от них будут определяться в расчете на одного жителя города.

Правая часть ограничения по риску возникновения ДТП строится по принципу «не хуже, чем сейчас». Рассчитывается оценка существу ющих значений частотности возникновения ДТП и ущерба от них для одного жителя города с учетом имеющегося на сегодня разделения ре ализации транспортного спроса по типам транспорта.

Структурная схема постановки ограничений по риску возникно вения ДТП представлена на рис. 4.25. При этом используются такие параметры, как средняя вместимость и скорость ТС.

Постановка ограничения по риску возникновения ДТП в общем виде. В общем виде ограничения по частотности возникновения ДТП и ущербу от ДТП будет иметь вид:

e(X rsk,vk,wk) P, g(X rsk,vk,wk) U, (4.105) где X rsk – количество корреспонденций, совершаемых через зону r по типу s видом транспорта k в сутки, чел.;

vk – скорость движения транс портного средства типа k, км/ч;

wk – средняя вместимость транспорт ного средства типа k, чел./ТС;

P – частотность возникновения ДТП в расчете на одного жителя города, ДТП/чел./год;

U – ущерб от ДТП в расчете на одного жителя города, руб./чел./год;

e(X rsk,vk,wk), g(X rsk,vk,wk) – некоторые функции от указанных параметров, характеризующие частотности возникновения и ущерб от ДТП.

Постановка левой части ограничения. Левая часть ограничения имеет вид e(X rsk,vk,wk), g(X rsk,vk,wk).

4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Рис. 4.25. Структурная схема постановки ограничения по риску возникновения ДТП Глава 4. Оптимальные модели формирования и развития...

При определении конкретного вида ограничений примем гипоте зу, что ограничение имеет линейный вид. Тогда необходимо ввести коэффициенты z и f k, которые будут характеризовать частотность возникновения (коэффициент z) и ущерб от ДТП (коэффициенты f k) в пересчете на единицу потока, так как общепринятой методики определения этих коэффициентов не существует. По смыслу эти ко эффициенты будут аналогами коэффициентов ak для экологического ограничения (количество энергии, затрачиваемой одной единицей ТП типа k на выброс 1 кг NOx).

Ограничение по риску ДТП определяет частотность их возникно вения и величину ущерба от них в расчете на одного жителя города, поэтому необходимо добавить в ограничение зависимость от количе ства жителей, а также от количества пользователей ИТ и ОТ зоны.

Тогда ограничение будет иметь вид:

X rs1 X rs 2 X rs z + + P;

(4.106) s N1r v1 w1 s N 2 r v2 w2 s N 3r v3 w X rs1 X rs 2 X rs f1 + f2 + f3 U, N1r v1 w1 s N 2 r v2 w2 s N 3 r v3 w3 (4.107) s где P – частотность возникновения ДТП в расчете на одного жителя города, ДТП/чел./год;

U – ущерб от ДТП в расчете на одного жителя города, руб./чел./год, X rsk – количество корреспонденций, совершае мых через зону r по типу s видом транспорта k, чел.;

vk – скорость дви жения транспортного средства типа k, км/ч;

wk – средняя вместимость транспортного средства типа k, чел./ТС;

N1r – количество жителей в зоне r, чел.;

N 2r – количество пользователей ОТ в зоне r, чел.;

N 3r – ко личество пользователей ИТ в зоне r, чел.;

z – нормирующий коэффи циент, характеризующий частотность возникновения ДТП в расчете на одно транспортное средство, км/ч/ТС;

f k – нормирующий коэффи циент, характеризующий ущерб от ДТП для корреспонденций, совер шаемых на транспортном средстве типа k в расчете на одно транспорт ное средство, руб. км/ч/ТС;

s – тип прохождения через зону: транзит, въезд, внутреннее движение, s = 1, 2,3.

4.3. Построение математической модели оптимизационной задачи Значения параметров z и f k определяются на основании суще ствующей статистики ДТП. Методика их расчета описана ниже.

Постановка правой части ограничения. Правые части ограниче ния характеризуют удельное отношение частотности и ущерба от ДТП на одного человека: для ОТ величина риска и ущерба в расчете на од ного пассажира ОТ, для ИТ – в расчете на одного пользователя ИТ, для пешеходов – на одного жителя города.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 52; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!