ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СХЕМЫ АВТОТРАНСПОРТНОГО ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ОБЪЕМА ВЫБРОСОВ И УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СХЕМЫ АВТОТРАНСПОРТНОГО ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ОБЪЕМА ВЫБРОСОВ И УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Аннотация
Данная работа является логичным продолжением комплексного исследования по анализу массива данных и созданию потенциального проекта изменения схемы движения автотранспорта на урбанизированных территориях. В представленной статье оценивается потенциальная возможность частичного решения наиболее остро стоящей проблемы всех урбоэкосистем, а именно – снижение загрязнения атмосферного воздуха отработанными выхлопными газами. Исследование оценивает один из возможных путей – изменение схемы движения транспорта. Рассмотрен проект организации одностороннего движения по параллельным улицам в центральной части города, где сконцентрирован транспортный поток. За основу взято представление о снижении времени задержки за счет возможности синхронизации светофорного регулирования, что позволит увеличить пропускную способность и как следствие снизить выбросы вредных веществ.
1. Введение
В современном мире сложно представить сформировавшиеся урбоэкосистемы, не включающие в себя транспортные магистрали и сеть уличного движения. Логичным следствием этого является наличие значительного транспортного потока. Современный транспорт, несмотря на многочисленные перспективные варианты решения проблемы, продолжает выбрасывать отработанные газы, загрязняя при этом атмосферу городов. Проблема актуальна для многих стран, не исключением является и Российская Федерация. Ситуация остается сложной как в мегаполисах, так и в относительно маленьких городах. Это легко объяснимо, так как именно в исторически постепенно формировавшихся населенных пунктах, сеть улиц «досталась» по наследству и слабо предназначена для современного количества транспорта. Их пропускная способность очень низка , .
Можно выделить еще пару факторов, усложняющих ситуацию. Во-первых, естественная неравномерность транспортного потока в часы «пик». Во-вторых, это необходимость учета движения по перпендикулярным улицам, для организации которого в условиях сложной транспортной обстановки необходимо светофорное регулирование. В-третьих – необходимость регулировки возможности пешеходного движения, что тоже в условиях интенсивного движения закладывается в светофорный цикл.
Таким образом, постепенно возникает ситуация когда значительное количество времени транспорт просто стоит, при этом двигатели продолжают работать, сгорает топливо и происходит выброс отработанных газов.
В составе таких отработанных газов могут находиться вещества различной степени опасности . Предполагается множество вариантов решения проблемы снижения автотранспортной нагрузки, однако, большинство из них в ближайшей перспективе малореализуемы , , .
Именно такая сложная ситуация складывается в городе Тамбове, где исторический центр по сути является основной транспортной артерией для легкового, общественного и, отчасти, грузового потока. Работа, представленная в данной статье, является продолжением исследований, посвященных оценке региональной экологической ситуации , , , .
2. Основная часть
В Тамбове сложилось ситуация, когда основные транспортные потоки имеют направление движения «с юга на север» и обратно. Это обусловлено расположением города вдоль канала реки Цны, а также эволюционным развитием города, схемой застройки селитебной зоны и расположением промышленных предприятий. Если рассмотреть схему города, то можно увидеть четыре основные улицы, обеспечивающие движение в вышеуказанном направлении. Улица Пролетарская обеспечивает движение грузового транспорта, так как на остальных улицах его движение ограничено. Улица Базарная достаточно узка, так как на большем протяжении имеет не больше двух полос движения.
Таким образом, основная нагрузка ложится на две, достаточно близко расположенных уличные артерии, а именно – Карла Маркса и Советскую. На большом протяжении они отделены всего одним кварталом и имеют сходную протяженность с «севера на юг». Именно здесь концентрируется основной поток общественного транспорта и легковых автомобилей. Они соединяются перпендикулярными улицами, пересечение с которыми в настоящее время имеет светофорное регулирование с пешеходным циклом. Именно при таком регулировании возникает временная задержка, приводящая к простою транспорта и увеличению выброса вредных веществ.
Убрать такие циклы в настоящее время не представляется возможным. Перераспределение пешеходного и автотранспортного потока по разным плоскостям, а именно строительство подземных и надземных переходов крайне осложнено из-за исторической застройки и прохождения многочисленных коммуникаций. В настоящее время существующий один подземный переход и запрет левого поворота на некоторых перекрестках, к какому-либо влиянию на транспортную ситуацию не приводят.
В данной работе продолжена оценка возможности внедрения достаточно радикального способа организации движения – осуществление на каждой из двух рассматриваемых улицах одностороннего движения в противоположных направлениях. Изменение времени задержки автотранспорта, а, следовательно, выбросов загрязняющих веществ на улице Карла Маркса было рассмотрено в предыдущей работе . Предполагаемая схема движения позволит реализовать «зеленую волну» движения транспорта .
Следует учесть, что оценка проводилась на основе существующей схемы расстановки светофоров, что вносит коррективы, так как в некоторых местах на пересечении с перпендикулярными улицами складывается ситуация, когда на одной из рассматриваемых улиц есть светофор, а на другой на аналогичном пересечении светофорное регулирование отсутствует.
3. Методы исследования
Исследования проводились при поддержке Муниципального бюджетного учреждения «Спецдорсервис» в рамках реализации постановления «О внесении изменений в государственную программу «Развитие транспортной системы и дорожного хозяйства Тамбовской области» от 20.06.2013 № 640 . В соответствии с ним предполагается в том числе сократить количество заторов на дорогах города, улучшить дорожное покрытие и инфраструктуры дорожной сети, уменьшить экологическую нагрузку на состояние атмосферы приземного слоя города.
Расчет задержки проводился по данным и методике, предоставленным МУП «Спецдорсервис». Для вычислений использовались следующие переменные: время основного сигнала светофора, время цикла светофора, общее количество автотранспорта, а также соотношение легкового и грузового транспорта и максимальная плотность потока. Расчет количества выбрасываемых загрязняющих веществ осуществлялся в соответствии с ГОСТ Р 56162-2014 . Результат представляет собой суммарную величину, складывающуюся из времени простоя каждого автотранспортного средства при движении от пересечения улиц Советской и Интернациональной, до Комсомольской площади.
Общая протяженность улицы Советской составляет 7,14 км. Рассматриваемый участок, на котором предполагается введение одностороннего движения, представляет ее часть, протяженностью 2,37 км, включающий по три полосы движения в каждую сторону. Выделенных полос для движения общественного транспорта нет, общее количество точек светофорного регулирования – 12. Оценивалось время задержки на каждом светофоре по ходу движения на участке от улицы Интернациональной до Комсомольской площади.
4. Результаты
В процессе обработки данных получено общее время задержки при существующей схеме движения, которое с учетом всего количества транспортного потока составило 289,71 часов, соответственно с учетом всех полос движения. Это величина меньше, чем аналогичная, полученная по улице Карла Маркса , что объясняется наличием трех полос движения в каждом направлении на улице Советской.
Рисунок 1 - Изменение времени задержи при двух схемах движения
По существующим методикам был проведен расчет количества выбрасываемых загрязняющих веществ, а именно оксида углерода (II) и оксидов азота, так как изменения, по сути, будут для других выбрасываемых загрязнителей атмосферы пропорциональны. Результаты расчетов приведены на рисунке 2. Так, например, расчетный выброс СО при существующей схеме движения для легкового транспорта составляет 6051 г/км, в то время как изменение схемы движения потенциально снизит количество выбрасываемого оксида углерода (II) до 5042 г/км.
Рисунок 2 - Соотношение количества образующихся загрязняющих веществ при двух альтернативных схемах движения
5. Заключение
Введение одностороннего движения на улице Советская города Тамбова на участке от улицы Интернациональной до улицы Пролетарской будет способствовать уменьшению времени простоя автотранспорта на светофорах и меньшему количеству выбрасываемых веществ. Уменьшение времени работы двигателей внутреннего сгорания на холостом ходу достигается, благодаря пропускной способности дороги введенной при одностороннем движении. Этим, несомненно, будет достигнуто некоторое снижение выбросов загрязняющих веществ.
В работе показана возможность снижения негативной нагрузки работы автотранспорта в условиях урбоэкосистем. В конкретно рассматриваемом случае ситуация осложнена разным количеством полос движения и асинхронностью работы светофоров по двум улицам. Максимальный эффект от предполагаемых мер может быть достигнут при изменении общей схемы светофорного регулирования на двух параллельных улицах, что скорее всего приведет к установке их дополнительного количества и соответственно материальным затратам. Для создания оптимальной модели движения необходимы дополнительные расчеты и исследования уже для составления окончательной схемы по двум улицам. Таким образом, реализация данного метода возможна на территории городов с учетом локальных особенностей, что может стать частью комплексного подхода по решению экологических проблем на урбанизированных территориях.