Mehdi Fallah Tafti Civil Engineering Department, Yazd University شبکه معابر شهری Urban Road Network Part 3: Capacity of Road Network Elements Mehdi Fallah Tafti Civil Engineering Department, Yazd University

تحلیل ظرفیت یک راه Vf Vo Ko Kj qm

تحلیل ظرفیت یک راه Vf Vo Ko Kj qm

تحلیل ظرفیت یک راه Vf Vf Ko Vo Vo Ko Kj qm Vo qm qm K=q/Vs Ko Kj

تحلیل ظرفیت یک راه تحلیل ظرفیت راهها مبتنی بر روابط تجربی مانند رابطه سرعت-تردد و تردد- دانسیته می باشد که قبلا بحث شدند.

تحلیل ظرفیت یک راه Vs q

تحلیل ظرفیت یک راه شبکه راهها دارای عناصری است که تحلیل ظرفیت هر کدام به شکل متفاوتی انجام می گیرد. در مورد آزادراهها این عناصر شامل: قطعه های اصلی آزادراه، نقاط اتصال رمپهای ورودی و خروجی (Merging and Diverging Sections) و قطعه های تغییر خط یا تداخلی (Weaving Sections) می باشند.

ظرفیت یک راه در مورد سایر راه‌ها مانند راه‌های دوخطه، راههای چند خطه دو بانده و یک بانده، بسته به مورد، قطعه اصلی راه یا تقاطعات واقع در طول آنها، عامل تعیین کننده ظرفیت آنها می باشد. تقاطعات واقع در طول مسیر یک راه موقعی عامل عامل تعیین کننده ظرفیت آن بشمار می روند که پیوستگی جریان ترافیکی را مختل نموده و جریان در طول آنها به یک جریان ناپیوسته (Interrupted Flow) تبدیل شود. در اینصورت ظرفیت هر بخش از آن راه توسط ظرفیت تقاطعات واقع در دو انتهای آن تعیین و کنترل می شود (مانند بسیاری از خیابانهای واقع بین تقاطعات کنترل شده و کنترل نشده شهری)

تعریف ظرفیت یک راه در یک جریان پیوسته تعاریف مختلفی برای ظرفیت از سوی افراد و نهادهای مختلف ارائه شده است. ظرفیت- بیشترین تعداد وسایل نقلیه ای که عبور آنها ظرف مدت یک س اعت، در شرایط ترافیکی با کیفیت معین، از یک مقطع یا طول یکنواختی از راه امکان پذیر می باشد. ظرفیت حداکثر یا مطلق- بیشترین تعداد وسایل نقلیه ای که عبور آنها ظرف مدت یک ساعت بدون ایجاد راهبندان ولی در بدترین کیفیت ترافیک، از یک مقطع یا طول یکنواختی از راه امکان پذیر می باشد. ظرفیت طراحی- ظرفیتی است که برای طراحی انتخاب می شود. راهها را بر اساس ظرفیت حداکثر آنها طرح نمی کنند زیرا کیفیت ترافیک در این وضعیت معمولا پذیرفته نیست چون رانندگی در این شرایط دشوار و توام با خستگی و استرس خواهد بود. بنابر این ظرفیت طراحی همیشه از ظرفیت حداکثر کمتر است. ظرفیت زیست محیطی- که نه بر اساس توان راه در عبور ترافیک موتوری، بلکه با توجه به رعایت شرایط حداقل زیست محیطی اطراف راه تعیین می شود. (مثلا طراحی خیابانهای محلی بر مبنای ظرفیت زیست محیطی آنها انجام می شود.

تحلیل ظرفیت یک راه بهترین مرجع برای تعییین ظرفیت انواع عناصر شبکه حمل ونقل موتوری و غیر موتوری کتاب راهنمای ظرفیت راهها (Highway Capacity Manual or HCM) می باشد. در این رابطه، در کنار ظرفیت حداکثر، کتاب راهنمای ظرفیت راه‌ها شاخص دیگری بنام نرخ تردد سرویس حداکثر(Maximum service flow rate) یا حجم سرویس حداکثر را تعریف نموده که همان ظرفیت طرح بوده و مبنای طراحی قرار گرفته و مقدار آن تابعی از وضعیت کیفی ترافیک قابل قبول در راه مورد نظر می باشد. برای تعیین وضعیت کیفی ترافیک HCM از شاخصی بنام سطح سرویس یا کیفیت تردد (Level of Service or LOS)استفاده می نماید که تحت عنوان سطوح F , E , D, C , B , A تعریف شده اند (معادل کیفیت تردد الف، ب، ج، د، ه در آئین نامه طراحی راه‌های شهری ایران یا 1، 2، 3، ...، 6 در آئین نامه طرح هندسی راه‌های ایران (ن ش 415)).

شاخص کیفیت تردد یا سطح سرویس (LOS) این شاخص اساسا یک شاخص کیفی می باشد که شرایط موجود یک جریان ترافیکی یک راه را از دید رانندگان و یا مسافرین توصیف می نماید. به کمک این شاخص شرایط ترافیکی به چند رده یا طبقه تقسیم بندی می شوند که شرایط هر یک را به کمک یکسری معیارهای کمی مانند سرعت، نسبت حجم به ظرفیت و دانسیته نیز می توان بیان نمود. بعنوان نمونه توصیف کیفیت ترافیک در هر یک از سطوح سرویس برای آزاد راهها و بزرگراهها در زیر باختصار تشریح شده اند.

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس A: عمدتا ترافیک دارای جریان آزاد می باشد، متوسط سرعت سفر در یک آزادراه با سرعت طرح 70mph برابر با یا بیش از 60mph می باشد. آزادی مانور برای وسایل نقلیه وجود دارد

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس B: تا حدودی شرایط تردد آزاد برقرار است، متوسط سرعت سفر در یک آزادراه با سرعت طرح 70mph برابر با یا بیش از 57mph می باشد، آزادی مانور برای وسایل نقلیه کمی محدود شده است

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس C: ترافیک هنوز وضعیت با ثباتی دارد ولی افزایش ناچیز در میزان تردد باعث کاهش قابل ملاحظه سرعت می شود، آزادی مانور برای وسایل نقلیه تا حد زیادی محدود شده است، متوسط سرعت سفر در یک آزادراه با سرعت طرح 70mph برابر با یا بیش از 54mph می باشد، تغییر خط بایستی با احتیاط صورت گیرد

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس D: دارای مرز مشترک با ناحیه تردد ناپایدار می باشد، افزایش ناچیز در میزان تردد باعث افت قابل ملاحظه LOS می شود، متوسط سرعت سفر در یک آزادراه با سرعت طرح 70mph برابر با یا بیش از 46mph می باشد، قابلیت مانور خیلی محدود شده است.

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس E: مرز بین LOS D و LOS Eدر واقع شرایط کارکرد با میزان ترددی برابر با ظرفیت می باشد، متوسط سرعت سفر در یک آزادراه با سرعت طرح 70mph برابر با یا بیش از 30mph می باشد، جریان ترافیک خیلی ناپایدار بوده و فاصله عبور بین وسایل نقلیه یکنواخت می باشد.

تشریح وضعیت کیفی ترافیک در سطوح سرویس مختلف در یک آزادراه سطح سرویس F: در این حالت با توجه به اینکه میزان تقاضا بیش از ظرفیت می باشد، جریان ترافیک مرتبا تحت فشار قرار (forced flow) گرفته و عملا گسیخته (flow breakdown) می شود.

تعیین سطح سرویس طرح(Design Level of Service)

مراحل کلی تعیین سطح سرویس ترافیک بخشهای اصلی آزادراهها

الف- محاسبه سرعت جریان آزاد (FFS)

الف- محاسبه سرعت جریان آزاد (FFS)

الف- محاسبه سرعت جریان آزاد (FFS)

ب- تعیین شدت جریان (vp)

ب- تعیین شدت جریان (vp)

ب- تعیین شدت جریان (vp)

ب- تعیین شدت جریان (vp) جدول 7-5 - ضریب معادل وسیله نقلیه سبک براي وسایل نقلیه سنگین در قطعاتی از آزادراه بدون شیب هاي خیلی طولانی و یا خیلی تند

ب- تعیین شدت جریان (vp)

ب- تعیین شدت جریان (vp)

ب- تعیین شدت جریان (vp)

تعیین سطح سرویس ترافیک (کیفیت ترافیک)

شکل 7-2- منحنیهاي سرعت متوسط حرکت- شدت جریان- سطح کیفیت ترافیک براي بخش اصلی آزادراهها

جدول7-9- معیارهاي سطح کیفیت ترافیک براي بخش اصلی آزادراهها

جدول7-9- معیارهاي سطح کیفیت ترافیک براي بخش اصلی آزادراهها

محاسبه تعداد خطوط لازم برای آزادراه و بزرگراه مراحل: تعیین حجم ترافیک ساعت طرح یا V شرایط ترافیکی ساعتى از سال طرح که طراحى براى حجم ترافیک آن انجام مى شود، ترافیک ساعت طرح نامیده می شود. در تعیین حجم ترافیک ساعت طرح، همزمان باید به سطح کیفیت ترافیک در سال طرح و ملاحظات اقتصادي توجه شود. براي راهها، توصیه میشود که حجم سی امین ساعت شلوغ سال به عنوان حجم ترافیک ساعت طرح انتخاب شود (در این صورت 29 ساعت در سال داراي حجم ترافیک بیشتر از حجم ترافیک ساعت طرح هستند). بطور معمول، حجم ترافیک ساعت طرح برابر 9 تا 10 درصد متوسط سالانه حجم ترافیک روزانه (AADT) و یا 15 درصد متوسط حجم ترافیک روزانه (ADT) در نظر گرفته می شود.

محاسبه تعداد خطوط لازم برای آزادراه و بزرگراه مراحل: تعیین حجم ترافیک حداکثر 15دقیقه ای ساعت طرح (Vp) در جهت غالب از رابطه زیر: PHF × fhv × fp V × Df = ضریب توزیع جهتی ترافیک در جهت غالبD f

محاسبه تعداد خطوط لازم برای آزادراه و بزرگراه مراحل: تعیین حداکثر شدت جریان ترافیک طرح (وسیله نقلیه سبک در ساعت در خط) از جدول 7-9: تعیین تعداد خطوط لازم در هر جهت از رابطه زیر: N= (حجم ترافیک حداکثر 15دقیقه ای ساعت طرح در جهت غالب)/(حداکثر شدت جریان ترافیک طرح )