В последние 10-15 лет наша страна столкнулась с бурным ростом автомобилизации. Это явление связано с социально-экономическими изменениями, произошедшими в России.

По данным НИЦ ГИБДД в Москве к началу 2014 года зарегистрировано 5.5 миллионов автомобилей, что соответствует уровню автомобилизации - на одну тысячу жителей столицы приходится 380 авто.. Это значительно больше, чем ранее планировалось как предельный уровень 225авт./тыс. жит.

В связи с этим в Москве увеличилась загрузка улично-дорожной сети автомобильным транспортом. Особенно перегруженным оказался центр города и центральные радиальные магистрали, что выразилось в снижении скорости движения транспортного потока, возникновении заторов на них и ухудшении экологической ситуации.

Возникновение такой ситуации можно объяснить несколькими причинами. Основная из них состоит в том, что система хозяйствования, существовавшая в нашей стране до начала 90-х годов, исключала резкое увеличение парка автомобилей. Расчетный уровень автомобилизации было рекомендовано принимать на расчетный срок - 220-250 легковых и 25-40 грузовых автомобилей на 1 тысячу жителей.

Следовательно, уже на сегодняшний день в Москве превышен уровень, достижение которого планировалось в 2015-2020 году.

Движение транспорта и пешеходов в городе носит случайный характер. Однако в целом их передвижение имеет вполне определенные статистические закономерности. Эти закономерности являются основой для решения проблем организации и обеспечения безопасности движения.

Данные о характеристиках транспортных потоков являются основной исходной информацией при разработке комплексных транспортных схем и инженерных проектов организации дорожного движения. Основными характеристиками транспортного потока являются интенсивность, скорость и состав движения.

Интенсивность транспортных потоков в целом по улично-дорожной сети города определяется корреспонденцией грузовых и пассажирских перевозок, степенью развития и состоянием улично-дорожной сети. Особый интерес представляет знание величины интенсивности движения в часы пик.

Степень неравномерности интенсивности движения в течение часа характеризуется долей объема движения в заданный период и продолжительностью пикового периода. Знание "пиковых" нагрузок необходимо для определения пропускной способности дорог и улиц, для разработки проектов организации движения и выполнения технико-экономических расчетов.

Уровень автомобилизации является одним из главных и значимых факторов, характеризующих загрузку улично-дорожной сети и состав движения.

Уровень автомобилизации, являясь одновременно косвенным показателем экономического благосостояния общества, для города имеет важное значение при планировании реконструкции или перспективного развития улично-дорожной сети.

Анализ изменения уровня автомобилизации г. Москвы в течение последних 20 лет, позволяет отметить некоторые тенденции, характерные как для европейских стран, так и для США.

После 2003г., по предположительному прогнозу, рост автопарка не должен превысить 4,0% в год (по данным НИиПИ Генплана г. Москвы).

То, что рост автомобилизации имеет не прямо пропорциональную зависимость, говорит о постоянно возрастающем приросте автомобилей в городе. Эта зависимость сохраняется и после финансового кризиса 1998года. Примечательно и то, что не проданные в 1998-99 гг. автомобили были реализованы в 2000 г. и на кривой автомобилизации кризис 1998г практически не отразился.

Начиная с 2000 г. прирост автомобилизации сохраняется, но интенсивность его снижается и тем больше, чем ближе уровень автомобилизации будет приближаться к предельному. В 2001 г. этот уровень составит 300 авт/тыс. жителей, а предельный уровень, по опыту западноевропейских городов - 500-50 авт/тыс. жит.

Для городских условий, где решающее значение для скорости движения имеет схема организации движения на пересечениях, геометрия улиц имеет меньшее значение, чем на автомобильных дорогах. Однако оценка состояния улично-дорожной сети города и система организации движения через скорость движения, как и на автомобильных дорогах, также актуальна.

Исследование зависимости средней скорости движения от уровня загрузки, в 1995-1999 гг., указывает на ярко выраженную связь, которая характеризуется снижением скорости по мере роста уровня загрузки.

С ростом уровня загрузки движением снижается как средняя скорость движения (без учета задержек на пересечениях), так и скорость сообщения. Причем, скорость сообщения снижается значительно быстрее, чем средняя скорость, поскольку резко возрастают потери времени на пересечениях. Рост уровня автомобилизации повышает интенсивность движения на улично-дорожной сети города, что приводит к снижению скоростей движения, а величина этого снижения определяется степенью развития улично-дорожной сети города и уровнем организации движения.

Принимая во внимание, что развитие улично-дорожной сети г. Москвы осуществляется по радиально-кольцевой структуре и что радиальные магистрали получили к настоящему времени большее завершение, чем кольцевые, была предпринята попытка выявления закономерностей в распределении интенсивности движения, в первую очередь, на радиальных магистралях.

В результате анализа материалов обследований размеров движения были получены коэффициенты перехода от суточной интенсивности к часовой для радиальных магистралей.

Из проведенного исследования следует, что, не превышая величины ошибки 15%, возможно перейти от часовой интенсивности движения к суточной при помощи коэффициентов, часовой неравномерности движения.

Коэффициенты перехода от часовой интенсивности движения к суточной, определенные по материалам обследования интенсивности движения транспортных потоков на улично-дорожной сети города в 1995г, не одинаковы для пяти обследованных радиальных магистралей. Кроме того, эти коэффициенты зависят от направления движения транспортных средств на радиальных магистралях и зоны города. Однако следует отметить, что разброс их значений не превышает 15%, что позволяет использовать их для практических расчетов.

Коэффициент перехода от суточной к часовой "пиковой" интенсивности по данным измерений 1995-98гг. составляет 0.04 при уровне автомобилизации 200авт./ тыс. жит. Это происходит в связи с увеличением продолжительности периода "пик" и спрямления эпюры. Коэффициент перехода от суточной к часовой интенсивности движения уменьшается при увеличении уровня автомобилизации и уровня загрузки.

Опыт городов Европы и США показывает, что для крупных городов с уровнем автомобилизации 200-250 авт./ тыс. жителей суммарная продолжительность пиковой нагрузки может составлять в общей сложности 4-4,5 часа. Это соответствует условиям г. Москвы периода 1990-93 гг.

При уровне автомобилизации 300 авт./ тыс. жителей "пиковая" нагрузка сохраняется в течение 5-6часов, а при предельном уровне автомобилизации 500 авт./ тыс. жителей период наибольшей загрузки увеличивается до 10-12часов.

Выбор и расчет планировочных решений по организации дорожного движения напрямую связан с интенсивностью движения. Ориентация на среднюю интенсивность движения за какой-либо период (день, месяц, год) неприемлема из-за того, что в 50% всего времени реальная интенсивность движения будет больше, чем расчетная. В следствии чего будет образование заторов движения, а ориентация на максимальную за год связана с излишним расходованием средств на организацию движения. Рациональным является ориентация на интенсивность расчетного часа. Номер такой интенсивности ранжированного ряда означает количество часов в течение года, в течение которых расчетная интенсивность будет превышена. Это задача - технико-экономическая.

Интенсивность движения расчетного часа используется при разработке мероприятий по организации движения, для определения числа полос движения, геометрических параметров дороги.

Интенсивность движения расчетного часа может быть рассчитана тремя способами:

• по суточной среднегодовой интенсивности и средней доли, приходящейся на час "пик" от суточной;
• по коэффициентам неравномерности движения (часовые, недельные, сезонные);
• по экстраполяции непосредственных наблюдений.

Для этих трех способов большое практическое значение имеет установление связи между суточной Nсут и часовой Nчас интенсивностью движения. Эта связь характеризуется коэффициентом неравномерности во времени. Величины этих коэффициентов изменяются от 0,01 до 0,2. Наибольший интерес представляет интенсивность в "пиковый" период, поскольку она является расчетной для оценки безопасности движения и при принятии планировочных решений.

Доля от суточной интенсивности движения, приходящаяся на час "пик" (Ktmax), устанавливается по данным многолетних наблюдений и для одной и той же магистрали или автомобильной дороги находится в довольно широких пределах. В теплое время года эта доля меньше чем в зимний период. Это объясняется большей продолжительностью "пикового" периода в теплое время года.

Принятие величины Ktmax постоянной в течение всего года, в принципе, возможно (ошибка составляет 10±5%), но при использовании среднегодовой суточной интенсивности движения дает существенное занижение средней "пиковой" часовой интенсивности по отношению к летнему периоду и завышение по отношению к зимнему периоду. Ошибка, как показывают проведенные исследования, может превышать 25%.

Недостаток применения в расчетах осредненных значений частично устраняется использованием метода экстраполяции. Этот метод применим для эксплуатируемых дорог и улиц и основан на предположении об одинаковой динамике увеличения суммарной за год, сутки и за один час интенсивности движения. В этом случае расчетная "пиковая" часовая интенсивность определяется через установленную в предыдущие годы умножением на коэффициент годового увеличения интенсивности движения. Ошибка такого расчета меньше, чем по первому способу и составляет 10±5%.

Третий способ - через коэффициент неравномерности движения наиболее точный. Он позволяет учесть ежегодный прирост интенсивности движения, неравномерности движения в течение года, дней недели, часов суток. Этот метод позволяет определить "пиковую" интенсивность движения как максимальную (Иtmax) , так и в любой календарный день и час. Это очень важно как для применения проектных решений, так и для анализа транспортной ситуации при разборе ДТП или ретроспективной оценке работы дорожных сооружений. Сходимость результатов расчетов по этому методу зависит от точности определения коэффициента неравномерности движения и ошибка может быть снижена до ± 10%.

Практика западноевропейских стран, США, Канады показывает, что при высокой плотности транспортного потока (когда уровень загрузки превышает 0,3 для двухполосных и 0,5 для многополосных дорог) резко возрастают требования к точности прогноза часовой интенсивности движения. В этих случаях речь идет об обеспечении пропускной способности, и ошибка в ее назначении, особенно при ее занижении, ведет к заторам, снижению скорости сообщения, росту аварийности, повышенному износу дорожных сооружений.

Для устранения или снижения до оправданного предела этого отрицательного эффекта необходимо технико-экономическое обоснование расчетной часовой интенсивности движения.

Допустимое количество превышений расчетной максимальной часовой интенсивности движения в течение года должно определяться технико-экономическим расчетом, в котором оцениваются строительные затраты, потери от дорожно-транспортных происшествий и автотранспортные затраты в зависимости от расчетной интенсивности движения.

Часовая интенсивность движения, при которой суммарные затраты будут наименьшими, должна приниматься в качестве расчетной.

Расчеты, которые были проведены в разные годы при обосновании СНиП показали, что в условиях СССР экономически оправданной в качестве расчетной была интенсивность 30 - 50-го часа. Сегодня и, видимо, на достаточно большой период времени, экономика нашей страны сможет обеспечить уровень не ниже 50-часа. Реально эта часовая интенсивность составляет от суточной среднегодовой интенсивности 15-20%, т.е. на 20-25% больше, чем рассчитанная по среднегодовым значениям.

В связи с тем, что на большей части автомобильных дорог и городских улиц непрерывный автоматический учет отсутствует, но имеется определенная разными способами максимальная интенсивность движения в течение суток, имеет смысл проводить расчет и с использованием ограниченного объема измерений - только максимальных часовых интенсивностей в течение суток. При этом важно быть уверенным, что полные и неполные ранжированные кривые различаются на допустимую величину, определяемую заданной точностью расчетов (10-15%).

Сравнение ранжированных рядов полного и максимальных часовых интенсивностей показывает, что наибольшее совпадение наблюдается в интервале от 1 до 20 (различие 0ё1%). На участке ряда номеров от 20 до 60 различие не превышает 5%, а на участке с номерами от 60 до 100 может достигать 8%. Это говорит о возможности использования максимальных часовых интенсивностей движения для решения вопроса выбора интенсивности расчетного часа.

Это особенно важно для назначения интенсивности расчетного часа. Если установлен порядковый номер такого расчетного часа, то для определения расчетной часовой интенсивности нужен ранжированный ряд интенсивностей движения за год. При его отсутствии эта задача решается следующим расчетом. Последовательно устанавливается в конкретный час, конкретного дня недели и месяца интенсивность движения. Через коэффициенты неравномерности движения определяется среднегодовая часовая интенсивность движения. Используя значение Крч коэффициента перехода от максимальной часовой интенсивности движения, определенной через среднегодовую суточную определяют интенсивность расчетного часа.

Для условий города разница между максимальной часовой интенсивностью движения рассчитанной через суточную среднегодовую интенсивность и интенсивность расчетного часа существенна и составляет 15-20%.

Учитывая, что магистральные улицы загружены до 80% и более, это означает, что уже на стадии их проектирования или разработке мероприятий по организации движения ориентация на среднегодовые значения приводит к работе улиц в режиме затора движения. Часовая интенсивность движения, определенная через среднегодовую суточную интенсивность, занимает в ранжированном ряду номер значительно дальше, чем экономически целесообразный. Так, при среднегодовой суточной интенсивности 75000 авт/сут этот номер 82, при 40000 авт/сутки - более 100. На улицах местной сети, которые имеют загрузку движением в течение 24 ча-сов, и в основном в утренний и вечерний период, интенсивность расчетного часа и рассчитанная через суточную среднегодовую имеют близкие значения. В целом, если интенсивность движения менее 30% от пропускной способности улицы, интенсивность расчетного часа и вычисленная по среднегодовой суточной практически одинаковы. Ориентация при проектировании улиц и дорог и организации на них движения целесообразна при уровне загрузки движением менее 0,3.