УЧЕТ ИНТЕНСИВНОСТИ ДВИЖЕНИЯ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ

Транспортная отрасль является важной составляющей во всей инфраструктуре экономики государства. Она является той самой артерией поддерживающая жизнеспособность экономики, дающее ей стабильный рост, охватывающий и связывающий все отрасли страны. Для эффективного функционирования и управления любой целостной системы, необходимо иметь постоянную информацию о ее элементах, проводить системный и глубокий анализ всех показателей, влияющих на систему.

Одним из основных показателей транспортной системы является  интенсивность движения. Учет интенсивности движения производится для планирования ремонтных работ дорог, определения грузонапряженности автомобильных дорог, для контроля износа дорожной одежды, определения перспективной интенсивности движения.

Основная цель учета заключается в получении достоверной информации о составе движения, его количестве. Интенсивность движения показывает количество транспортных средств проходящий через поперечное сечение дороги за единицу времени. За единицу времени можно взять час, сутки, неделю, месяц, год. Интенсивность является основным показателем напряженности и работоспособности автомобильной дороги и ее элементов.

Существуют различные методы определения интенсивности движения на автомобильных дорогах. К ним относятся контактно-механические, магнитно-индуктивные, визуальные комбинированные методы и др. В Табл.1 дана общая схема существующих методов.

Одним из недостатков контактно-механических методов относится заделывание чувствительных элементов в дорожное полотно.

Большое распространение получили магнитно-индуктивные методы учета состава движения, использующие магнитное поле Земли. К ним относятся индуктивно-петлевые детекторы. Чувствительный элемент закладывается в верхний слой дорожного покрытия на глубину 2-4 см. Для этого прорезают канавку шириной до 1 см и после закладки заливают битумной мастикой. Индуктивную петлю включают в колебательный контур генератора высокой частоты.

Вибрационный электроконтактный детектор выполняют в виде металлической полосы, свободно лежащей на покрытии поперек направления движения. К концу полосы прикрепляют небольшую коробку, в которой размещают приемник колебаний полосы и усилитель с электроконтактами на выходе. При возбуждении колесами автомобиля колебаний полосы замыкаются контакты на выходе усилителя, подавая импульсный сигнал в цепь регистрации или включая счетчик импульсов. Введение задержки в цепь усилителя позволяет регистрировать сигнал только от переходных осей, т.е. количество автомобилей, а не осей.

Широкое применение находит киносъемка исследуемых транспортных потоков. При этом кинокамеры оборудуют специальными автоматами и используют для покадровой съемки через интервалы времени от 0,5 до 1,5 с в зависимости от скорости движения автомобилей. Фотографирование транспортного потока дает возможность с высокой точностью определять практически все его параметры. Однако эти методы нельзя использовать для оперативного управления движением вследствие длительного времени обработки результатов съемки. Они могут найти применение только для оценки качества работы управляющих систем, особенно на магистральных въездах и съездах, где легко изучать поведение транспортного потока в зависимости от алгоритмов и программ управления.

Существуют различные системы учета интенсивности зарубежных стран. Система приборов Marksman 660, разработанная в Англии, позволяет определять интенсивность движения, тип автомобиля, его массу, скорость, расстояние между осями и автомобилями, содержание основных вредных компонентов в выхлопных газах, температуру и влажность воздуха. Информационная система может устанавливаться стационарно или применяться для кратковременного обследования дорожных условий. Для контроля интенсивности и состава транспортного потока за рубежом (Финляндия, Швеция, Франция, Германия) широко используются системы, с магнитными датчиками (петлями), вмонтированными в дорожное полотно. Датчики реагируют на продвижение в зоне их действия автомобиля, причем, возбуждаемый в датчиках сигнал зависит как от массы, так и от скорости проходящего автомобиля.

Широко известна финская система сбора информации TMS (Traffic Moni-toring System), которая успешно эксплуатируется в ряде стран. За рубежом используются также и другие известные системы: Golden River Traffic, NU-Metriss (США), Peek Traffic(Нидерланды) [1].

В США применяется система управления дорожными измерениями ROMDAS. В ее состав входят компьютер (Notebook) с двумя внешними клавиатурами, GPS-приемник, лазерный измеритель расстояний с определителем азимута, видеокамера с дополнительным компьютером, система гироскопов, цифровая фотокамера, устройство голосового ввода данных, толчкомеры, датчик скорости и пройденных расстояний, определитель ровности TPL, установка оценки коэффициента сцепления. Система дополнительно может укомплектовываться видеомагнитофоном [3].

Недостатком данных систем является низкая точность  идентификации транспортных средств по классификационным группам, невозможность контроля габаритов, невозможность использования в передвижных пунктах контроля.

Общим недостатком рассмотренных методов является высокая стоимость данных систем, применение специальных программ, относительно высокая технологичность, что в условиях дефицита финансовых средств не всегда оправдано их применение. Многие дорожно-строительные управления в КР в таких условиях используют старый визуальный метод определения интенсивности движения с использованием значительного количества человеческого труда.

В данной работе предлагается метод определения параметров дорожного движения с использованием видеорегистратора. Устройство состоит (Рисунок 1) из штатива 1, видеорегистратора 2, кабеля USB 3, зарядчика от прикуривателя 4, зарядчика к источнику питания 7, крепление с держателем на лобовое стекло автомобиля 8, флешки 6.

Ноутбук 5 предназначен для периодического снятия данных с флешки 6 при проведении съемки длительное время в полевых условиях.

Устройство работает следующим способом. На выбранном месте учета на обочину устанавливается штатив. Штатив должен быть установлен надежно, чтобы во время проезда большегрузных машин на большой скорости или от порыва ветра она не свалилось. Устанавливать штатив надо на расстоянии 1,5-2 от края проезжей части, чтобы более качественно и точно производить запись, для обеспечения безопасности съемки (Рисунок 2). Однако расстояние от края проезжей части до места установки видеорегистратора не должен быть более 8 м, для обеспечения качества съемки.

На штатив 1 устанавливается видеорегистратор 2 и хорошо закрепляется.  Регистратор должен быть установлен под углом α=45÷55° от оси дороги, для более полного обхвата движущихся автомобилей как прямого, так и обратного направлений. Угол обзора авто регистратора составляет примерно 120°.

Устройство подключатся к источнику питания с помощью зарядного устройства 7. Источником питания может служить прикуриватель, аккумулятор или электросеть на 220 V при условии, что пункт учета расположен возле источника тока. Видеорегистратор потребляет ток в зависимости от типа модели и режима работы примерно от 300÷700 мАч. Например, хороший видеорегистратор модели AdvoCam. FO8 Profi GPS RED при включенном видео потребляет 630 мАч с напряжением 3,7 V. Для работы видеорегистратора хватит емкости аккумуляторной батареи примерно в 50А.

Процесс учета интенсивности движения может проводится как с внутри автомобиля, так и с установкой устройства на обочине. Для ведения стационарной съемки в условиях непогоды используют стандартную палатку, которую крепко устанавливается на обочину и закрепляется. Устройство помещают внутри. Палатка должна иметь небольшое окошко для видеосъемки.

Также для съемки в сложных погодных условиях используется специально оборудованный прицеп легкового автомобиля. Прицеп накрывается тентом и снабжается дополнительно стойками к земле по углам прицепа для устойчивости. Продолжительность записи будет зависеть от емкости памяти флешки.   Карта емкостью 64 Гб будет записывать примерно 15 часов непрерывной съемки. Перекачка содержимого такой карты на ноутбук займет около часа времени, поэтому для обеспечения непрерывной съемки необходимо иметь дополнительную карту. Видеорегистратор снабжен датчиком движения. Если в поле съемки происходит движение, то запись начинается автоматически. Когда движения нет, нет и записи, что экономит память карты.

При длительной стационарной съемке видеорегистратор можно подключить к ноутбуку или к персональному компьютеру напрямую. Существует два способа подключения: через порт USB или через порт локальной сети (о способе подключения можно выяснить в инструкции пользователя гаджета). Процедура подключения следующая, необходимо штекер кабеля видеорегистратора, вставить в требуемое гнездо ноутбука или персонального компьютера. После соединения происходит автоматическая процедура установки программного обеспечения. Обработка результатов съемки может производится вручную, либо с использованием стандартных программ.

Учет интенсивности движения необходимо производить  более длительное  время.  На международных трассах их продолжительность должна быть не менее 4 часов в сутки.

Суточную интенсивность движения 𝑁с рассчитывают по формуле [2].

𝑁𝑐  = 𝑁ч ∙ 𝑘1 ∙ 𝑘2 ∙ 𝑘3                                                                                       (1)

где 𝑁ч - фактическая интенсивность движения, определенная в день учета; 𝑘1- коэффициент, учитывающий неравномерность интенсивности движения в течение суток; 𝑘2- коэффициент, учитывающий неравномерность интенсивности движения в течение недели; 𝑘3- коэффициент, учитывающий неравномерность интенсивности движения в течение года.

Среднегодовую суточную интенсивность движения 𝑁гс  определяют как среднее арифметическое значение для дней учета по формуле 

где n - количество дней учета; 𝜕 −  индекс для обозначения дней учета движения при  минимальной

продолжительности учета.

Одним из основных преимуществ данного метода является дешевизна, простота использования, низкая технологичность. Одновременно накапливается полная информация о транспортном потоке, обработку которой можно произвести в удобное время в лабораторных условиях.

Список литературы

1.     Сб. трудов ПРОСДОРНИИ (2000). Технические средства и пути создания мониторинга транспортных средств на автомобильных дорогах// Вып. 10. - М.: -с. 53-56.

2.     Стандарт СЭВ. Дороги автомобильные. Учет интенсивности движения

3.     Leonard Farnell&Co. Ltd. (1996). Road Measurement Data Acquisition System User’s Guide.