Технические науки/4. Транспорт

Холодова О.О.

Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет,

м. Харків, Україна

Визначення місткості вулично-дорожньої мережі міста з надання місць для паркування як елемента системи паркингів

Найбільш важливими позитивними наслідками створення системи паркингів в центральній діловій частині міста (ЦДЧМ) є розвантаження щільної і стислої ВДМ, забезпечення попиту на паркування всіх центрів транспортного тяжіння, зменшення ймовірності виникнення транспортних передзаторових ситуацій по всій ЦДЧМ [1,2,3]. При формуванні системи паркингів потрібно вирішення задач у наступній послідовності: визначення меж ЦДЧМ, сумарної потрібної кількості та місткості всієї системи паркингів, визначення можливих місць для будівництва паркингів в ЦДЧМ, визначення типу кожного паркингу (внутрішній або перехоплюючий, наземний, надземний чи підземний, механізований або з заїздом своїм ходом на пандуси або естакади), а також зон обслуговування (ЗО) та місткості кожного паркингу в указаній системі [4].

Але при формуванні системи паркингів слід враховувати, що частина попиту на паркування може бути забезпечена і за рахунок вулично-дорожньої мережі (ВДМ). Тому можливості ВДМ з надання місць для паркування мають бути визначені та враховані при розрахунку потрібної місткості паркингу в кожній ЗО.

_{Максимальна кількість автомобілів, що може бути припаркована на проїзній частині ЦДЧМ, у випадку, коли можна паркуватися лише на одному з боків перегона, розраховується як}

, (1)

де - довжина і-того перегону, м; - половина ширини проїзної частини дороги, що перетинає, м; – середня кількість примикань з одного боку проїзної частини, що приходиться на 1 км ВДМ ЦДЧМ, од/км.; – ширина примикання, м; 20 – постійна складова, що враховує заборону паркування в зоні 10 метрів від в’їздів (примикань) та від перетинання, м; - кількість перегонів, де паркування припустиме лише з одного боку, од.; - довжина фронту тротуару, що необхідна для паркування одного автомобіля, м (визначається в залежності від способу паркування).

_{У випадку, коли паркування припустиме з обох боків перегону, максимальна кількість автомобілів розраховується як}

, (2)

де - кількість перегонів, де паркування припустиме з двох боків, од..

Згідно зі статтею 15.9 Правил дорожнього руху України [5] зупинка (стоянка) забороняється на перехрестях, ближче 10 м від краю проїзної частини, що перетинає за відсутності на них пішохідного переходу, за винятком зупинки для надання переваги в русі та зупинки проти бокового проїзду на Т-подібних перехрестях, де є суцільна лінія розмітки або розділювальна смуга, а також ближче 10 м від виїздів з прилеглих територій і безпосередньо в місці виїзду. Виходячи з цього необхідно визначити кількість примикань (виїздів з прилеглих територій). Так як центральні ділові частини різних міст мають схожу систему забудови та ВДМ, то становиться можливим розрахунок середнього значення кількості примикань, що приходиться на 1 км.

Для цього методом натурних спостережень визначається кількість примикань на кожному тому перегоні ВДМ ЦДЧМ в прямому і зворотньому напрямках. Для достовірності даних достатньо зробити вибірку з усієї чисельності перегонів, але з різних частин ЦДЧМ [6]. Далі знаходиться середнє значення кількості примикань на перегоні окремо в прямому та зворотньому напрямках як

; (3)

, (4)

де - чисельність вибірки, од.

При власно-випадковому безповторному способі відбору значення середньої чисельності вибірки знаходиться за формулою [6,7]

, (5)

де σ - середнє квадратичне відхилення вибіркової сукупності, од.; t – величина, що пов’язана з довірчою ймовірністю, з якою гарантується гранична помилка вибірки. Довірча ймовірність для вирішення задач на автомобільному транспорті , а значить відповідно з таблиці [6]; – гранична помилка вибірки; - чисельність генеральної сукупності, од. Для більшості завдань, що розв'язуються на автомобільному транспорті, величину допустимої відносної помилки приймають рівною в межах ε = 0,05 - 0,1[6].

Середня кількість примикань з одного боку проїзної частини обчислюється як

. (6)

Середня кількість примикань, яка приходиться на 1 км ділянки з одного боку проїзної частини, знаходиться по залежності

. (7)

У залежності від способу паркування (паралельне, перпендикулярне, під кутом) відстань між поряд установленими автомобілями розраховується за формулою [8]

, (8)

де a – винос відкритої дверцяти (a = 0,80 м); b – габаритна ширина автомобіля, м; – кут паркування автомобіля до тротуару (=0º, =30º,=45º, =60º, =90º в залежності від способу паркування).

Для найбільшої місткості вуличних парковок автомобілі розташовують не лише вздовж тротуару, але й під різними кутами до бордюру (двома чи всіма колесами на тротуарі) [8].

При послідовному паркуванні відстань між автомобілями знаходиться за формулою [8].

, (9)

де l_o – довжина автомобіля, м; с – відстань між автомобілями, що стоять поруч, необхідний для вільного виїзду з ряду ().

Кут паркування обирається в залежності від ширини смуги, яку займає припаркований автомобіль. Ширина смуги обчислюється для паркування під кутом 0˚, 30˚, 45˚, 60˚ та 90˚. За розрахункове положення транспортного засобу на паркувальній смузі має враховувати відстань безпеки, рівний не менше 0,5 м від межі смуги [8]

(10)

де - кут паркування, ˚.

Можлива ширина смуги паркування становить

, (11)

де - реальна ширина проїзної частини, м; - вільна ширина проїзної частини, що необхідна для руху автомобілів, м.

Згідно [9] для забезпечення зручного та безпечного руху ширина смуги проїзної частини повинна забезпечувати вільний роз'їзд із зустрічними автомобілями або обгону (об’їзду) попутних автомобілів. Для розрахунку корисної ширини проїзної частини ширина смуги руху призначається з урахуванням рекомендацій в [9] та визначається в індивідуальному порядку в залежності від особливостей руху (одно - або двобічний) для кожного перегону.

Ще до перевірки за основною умовою забезпечення попиту на паркування в ЦДЧМ, необхідно здійснити перевірку впливу на пропускну спроможність проїзної частини автомобілів, які розміщені для тимчасового зберігання на ВДМ, в залежності від кута паркування автомобілів. Але це необхідно здійснювати лише для тих ділянок, де ширина проїзної частини дозволяє паркування. При наявності на вулиці автомобілів, що стоять вздовж проїзної частини, доводиться уповільнювати потік транспортних засобів для здійснення маневру автомобілями, які в’їжджають та виїжджають з місць паркування. Тому постає необхідність дослідити вплив припаркованих автомобілів на перегонах, де паркування передбачено шириною проїзної частини. Причому, ці перегони поділені на два типи: перегони з паркуванням з двох боків та перегони з паркуванням з одного боку.

За методикою [10,11] теоретична пропускна спроможність проїзної частини є функцією швидкості A =f(u) (за динамічною моделлю). Розглядаючи питання впливу транспорту, що стоїть вздовж проїзної частини вулиці, на пропускну спроможність, доцільно виконати рішення в кілька етапів (дослідити пропускну спроможність вулиці при паркуванні автомобілів на проїзній частині паралельно до тротуару, під кутом 45º, під кутом 90º, при забороні паркування на проїзній частині) за залежністю

, (12)

де А – пропускна спроможність, авт./год.; u – швидкість руху автомобіля, м/с; l – середня довжина автомобіля, м; де V – швидкість, з якою автомобілі вливаються у загальний потік з парковки, м/с; В – коефіцієнт зменшення проїзної частини; x – кількість умовних смуг руху, що визначається як

, (13)

де _і – коефіцієнт використання пропускної спроможності смуги руху, значення якого складає: для першої вільної смуги – 1, для другої – 0,85, для наступних – 0,5.

У випадку, коли автомобілі розташовані під кутом, пропускна спроможність буде змінюватись за рахунок зміни коефіцієнту зменшення проїзної частини [10]

(14)

де b – габаритна ширина автомобіля, м; l₀ – габаритна довжина автомобіля, м; m – ширина проїзної частини, м.

Частина попиту на паркування задовольняється за рахунок перехоплюючих та внутрішніх паркингів [1,2,3]. Сумарна потрібна місткість внутрішніх паркингів повинна бути розподілена між ними пропорційно попиту в місцях паркування ЦТ, які знаходяться в ЗО кожного паркингу, та безсумнівно з врахуванням місткості ВДМ з надання паркувальних місць у відповідній ЗО. При визначенні кількості паркингів в ЦДЧМ та поділенні ЦДЧМ на ЗО слід враховувати, що дорогими внутрішними паркингами будуть користуватись переважно достатньо заможні клієнти. Паркування в паркингу буде для них привабливим лише в тому випадку, коли відстань від паркування до центра тяжіння (ЦТ), куди прибув клієнт, буде незначною [4]. Максимальний радіус обслуговування клієнтів паркингом може бути визначений за залежністю, яка враховує умову, що чим дорожче вартість паркування в паркингу - тим менше часу має витрачати користувач на пересування від паркингу до ЦТ [12].

Так, апробація методики визначення місткості ВДМ міста з надання паркувальних місць здійснювалась на прикладі м. Харків. Визначення максимально можливої кількості місць для паркування автомобілів, яку може розмістити ВДМ міста, розпочинається з формування, за допомогою метода натурних обстежень, баз даних геометричних параметрів перегонів та кількості в’їздів і виїздів з територій, що примикають (для розрахунку середньої кількості примикань). При значенні довірчої вірогідності 0,95 та відносній точності обліку ε = 0,07 для забезпечення необхідної надійності результатів достатньо провести для примикань 210 спостережень. Таким чином була встановлена середня кількість примикань, яка з одного боку на перегоні в ЦДЧМ становить 4 одиниці, а середня кількість примикань, яка приходиться на 1 км ділянки ВДМ ЦДЧМ становить 15 од. Половину ширини проїзної частини дороги, що перетинає ділянку, яка досліджується, знаходимо як середнє зважене значення ширини проїзної частини перегонів ЦДЧМ на прикладі базового м. Харків м. Таким же чином знаходиться і ширина примикання м.

Габаритні розміри умовно обраного для розрахунку легкового автомобіля відповідають середнім розмірам між автомобілями класу D та E (4,81×1,79×0,8). В результаті розрахунку за формулами (8) – (11) для м. Харків встановлено, що лише на 232 перегонах з 486 в ЦДЧМ можна паркуватися, з них на 157 з обох боків проїзної частини, а на 75 – з одного боку (див. рис.1).

Максимальна кількість автомобілів, що може бути припаркована на проїзній частині ЦДЧМ розраховується окремо для кожного перегону, а потім підсумовується. За результатами розрахунків, які проводились для різних кутів паркування від 0˚ до 90˚, загальна кількість автомобілів, що може бути розміщена на проїзній частині ВДМ, складає від 7290 до 9262 одиниць в залежності від кута паркування. Але насправді місткість ВДМ може бути менше, оскільки як показала попередня апробація методики визначення пропускної спроможності за [10,11] на прикладі м. Харків, навіть в місцях, де геометричні параметри ВДМ дозволяють здійснити паркування, це може призвести до сповільненого руху, зменшенню швидкостей, а в результаті - утворенню заторових ситуацій. Тому, іноді доцільно заборонити паркування або змінити кут розміщення автомобіля на тих вулицях, де пропускна спроможність істотно змінюється. Результати проведених розрахунків свідчать, що паркування під кутом, особливо 90º, значно впливає на пропускну спроможність.

Рисунок 1 – Фрагмент карти з ділянками ВДМ м. Харків, на яких геометричні параметри дозволяють паркування

Вирішити проблему паркування в ЦДЧМ можливо шляхом формування системи паркингів, яка б у певній мірі задовільняла потреби ЦТ в місцях паркування. При цьому повинні бути визначені та враховані процеси формування та розподілення попиту на паркування в центрі міста [2,3]. Попит на паркування забезпечується при умові, що сумарний попит на паркування в ЦДЧМ має бути менший (або рівний) сумарній місткості системи паркингів та місткості ВДМ з надання місць для паркування, тобто виконується співвідношення

, (15)

де – попит ЦДЧМ в паркувальних місцях, авт.-місць; - сумарна місткість системи паркингів, авт.-місць; - місткість ВДМ ЦДЧМ, авт.-місць.

Тобто критерієм вирішення задачі виступає повне задовільнення попиту на паркування за рахунок розміщення частини автомобілів на ВДМ міста, а іншої частини - в запропонованій системі паркингів. В результаті визначені потрібна місткість кожного паркингу в системі на основі запропонованої методики розділення центральної ділової частини на ЗО з урахуванням привабливості для користувача [12], яка полягає в підрахунку ЦТ в кожній ЗО та призначенні оптимального радіусу обслуговування, що в свою чергу є визначальним при розподілі попиту на паркування по території ЦДЧМ та місткість ВДМ з надання місць для паркування, яка дозволяє визначати потрібну місткість кожного паркингу в системі. Це дозволяє при формуванні системи паркингів визначати її раціональну структуру, яка разом із можливістю ВДМ з надання місць паркування, максимально задовільняє попит на паркування.

Література

1. Гецович Е.М. Методика определения потребной вместимости паркингов в мегаполисе / Е.М. Гецович, О.А Холодова // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: сб. науч. тр. – 2009.- № 47. - С.148-150.

2. Гецович Е.М. Новые подходы в развитии систем паркингов в мегаполисах / Е.М. Гецович, О.А Холодова // Вісник Донецького інституту автомобільного транспорту: науковий журнал. – 2009.- березень, № 1. - С.65-68.

3. Гецович Е.М. Концепция создания системы паркингов в мегаполисах/ Е.М. Гецович, О.А. Холодова, В.А. Кучеренко // Коммунальное хозяйство городов / Научно-технический сборник ХНАГХ. – 2009. – № 86. - С.297-303.

4. Холодова О.А. Апробация методики расчета параметров системы паркингов на примере г. Харьков / Холодова О.А. // Восточно-европейский журнал передовых технологий / Системы управления. - 2011. - №.6/3(54). – С.36-41.

5. Правила дорожного движения: Официальное издание. – К.: Арий, 2011. - 64с.: ил.

6. Галушко В.Г. Вероятностно-статистические методы на автотранспорте / В.Г. Галушко. – К.: Издательское объединение «Вища школа»,1976. - 231с.

7. Венецкий И.Г. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе / И.Г. Венецкий, В.И. Венецкая // Справочник. – М.: “Cтатистика”, 1979. - 448с.

8. Загоруй О.О. Вплив паркування транспорту на пропускну здатність вулично-дорожньої мережі. – К.: дис. … канд. техн. наук: спец. 05.22.01 / Загоруй Олег Олексійович. – К., 2007. – 149 с.

9. Лобанов Е.М Транспортная планировка городов / Е.М Лобанов. – М.: Транспорт, 1990. - 240с.

10. Поліщук В.П. До питання щодо паркування автомобілів / В.П. Поліщук, О.О. Загоруй // Коммунальное хозяйство городов. –2004. - № 58. – С.175-180.

11. Лобашов О.О. Моделювання впливу мережі паркування на транспортні потоки в містах: монографія./ О.О. Лобашов; Харк. нац. акад. міськ. госп-ва. – Х.: ХНАМГ, 2010. – 170с.

12. Холодова О.А. Методика определения основных параметров системы паркингов в центральной деловой части города / О.А. Холодова // Белорусский национальный технический университет: сб. науч. тр. - 2012. – С. 99-108.