Конструкции и методики, исключающие формирование пробок и заторов в условиях города - Юрий Михайлович Низовцев

Покрытие открытых стальных поверхностей площадью около 2900 м² антикоррозионным составом со средней стоимостью порядка $10 на квадратный метр можно оценить в сумму $29тыс. А монтаж гидроизоляции на той же площади с той же стоимостью можно оценить в сумму $29тыс.

Сверху пролетные участки накрыты пластиковой крышей из негорючего материала, площадь которого составляет порядка 3000 м². Его себестоимость при средней цене пластика $10 составляет $30тыс.

10 фундаментов (1х1х2) метра потребуют 20 м³ бетона стоимостью $6 тыс.

Стоимость указанных конструкций и материалов составит в сумме порядка $395тыс.

Остальные расходные статьи на установку эстакады включают в себя доставку готовых блоков; сборку; аренду кранов, других механизмов и оборудования; проведение предварительных геодезических и других вспомогательных работ.

Известно, что цена доставки кубического метра бетона на расстояние 51-55 км автотранспортном составляет 1000руб. ($33). Таким образом, доставка 145м³ бетона от завода до места монтажа и установки эстакады обойдется в $4,8тыс. Доставка около 260 тонн металлических конструкций при цене доставки тонны автотранспортом на расстояние порядка 650 км $50 стоит порядка $13тыс. В сумме доставка конструкций и материала обойдется в $18тыс.

Сборку эстакады вместе с въездом при наличии необходимого оборудования, механизмов, типовых блоков можно осуществить в основном свинчиванием за один месяц 10-ю специалистами при выплате им $50 тыс.

Аренда механизмов, включая кран, и остального оборудования на один месяц обойдется в сумму порядка $50 тыс.

Стоимость остальных вспомогательных работ можно оценить в сумму около $50 тыс.

С учетом указанных статей расходов стоимость монтажа эстакады составит $565тыс.

Масса эстакады одностороннего движения с двумя полосами движения и одной буферной полосой на основе металлопроката, являющаяся нагрузкой 8-ми стальных колонн диаметром 30см, сечением 17600мм² каждая, составляет около 530 тонн. То есть на общую площадь колонн-опор по сечению 140000мм² действует 5300000 ньютонов, или один квадратный миллиметр подвергается давлению 38н/мм². При пределе прочности стали 600н/мм² конструкция имеет 16-кратный запас прочности. На обеих полосах движения эстакады одновременно может находиться в движении до 20 грузовых автомобилей весящих в среднем каждый 10 тонн, то есть всего 200 тонн. Если учесть их массу, то конструкция с дополнительной нагрузкой в виде автомобилей и общей массой 730т, подвергаясь максимально возможной нагрузке, сохраняет запас прочности, близкий к 11.

Из сравнения массы аналогичных конструкций из бетона и на основе металлопроката видно, что эстакада на стальном каркасе в 4 раза легче, несмотря на то, что более 50% их массы приходится на сталефибробетонное дорожное покрытие. Вместе с тем, объем затрат примерно одинаков, если считать стоимость металлопроката $ 1000 за тонну, а время установки бетонной и стальной эстакад сопоставимым.

Что касается металлоизделий, то показатели распределяется следующим образом: 80% черного металлопроката – это стальные плиты пролетных участков (лист толщиной 10 мм по 24-27 тыс. руб. за тонну, швеллер – от 25500 руб. до 29000 руб. за тонну), 15% – продольные и поперечные двутавровые балки (28800 руб. за тонну), 2% – опоры-колонны в виде труб (41000 руб. за тонну). Эти данные по цене взяты на конкретных московских предприятиях, продающих металлопрокат в различных его видах. Примерно такие же цены на данную продукцию и на других аналогичных предприятиях. Так что превышения стоимости новой конструкции не обнаруживается, а цены на стальную основу эстакады в среднем составляют несколько менее $1000 за тонну, а остальное – это тот же бетон и прочее. При этом блоки и секции конструкции на открытых участках защищаются антикоррозионным покрытием, а между верхней поверхностью пролетных участков из металла и сталефибробетонным покрытием прокладывается гидроизоляция.

При определенных изменениях этот же подход к установлению безостановочного движения может быть применен и для магистралей с перекрестками, или со светофорами [5].

Суть этих изменений состоит в том, что безостановочное движение устанавливается в виде разрывного потока автомобилей. Иначе говоря, когда формируются отдельные колонны (пулы) автомобилей, разрывы, или промежутки между колоннами приходятся при движении колонн на запрещающий (красный) сигнал светофора, а сами колонны – на разрешающий (зеленый) сигнал светофора. То есть при работающих в противофазе светофорах на соседних перекрестках через каждый перекресток в течение действия разрешающего сигнала проходит колонна автомобилей, причем после смены сигнала на противоположный в образовавшийся разрыв колонн проходят автомобили поперечных направлений.

Такой подход позволяет точно так же проводить колонны автомобилей противоположного направления на магистралях с двусторонним движением. Причем особенностью данного подхода является то, что при фиксированном интервале действия сигнала всех светофоров, например, 40 секунд, управление движением переходит как бы от светофора к водителям переднего фронта каждой автомобильной колонны, которые притормаживают, если видят, колонна едет слишком быстро и может оказаться на перекрестке до смены красного сигнала на зеленый или, наоборот, прибавляют газу, если скорость колонны недостаточна, чтобы использовать все время работы разрешающего сигнала.

Что же касается пополнения колонн, убывающих по количеству автомобилей по мере их съезда на боковые улицы, то впуск с поперечных направлений на магистраль автомобилей осуществляется по сигналу пересчитывающих автомобили в колонне детекторов, которые передаются контроллером на въездной светофор, если убыль автомобилей составит, например, 20% от имевшегося первоначально числа автомобилей в колонне. А прекращается впуск автомобилей на магистраль, как только прежнее число автомобилей в колонне восстановится.

Риски проекта и их оценка.

Рассмотрим возможные возражения по работоспособности и эффективности предложенной методики регулирования транспортных потоков с точки зрения оценки рисков проекта.

1) Введение безостановочного движения на магистралях без светофоров (заторы и пробки не возникают) типа «Третье транспортное кольцо» (ТТК) и «Московская кольцевая автодорога» (МКАД) в Москве ухудшает условия проезда по прилегающей улично-дорожной сети, в том числе, нарушает работу общественного пассажирского транспорта.

Сначала на конкретном примере такой магистрали без светофоров как «Третье транспортное кольцо» (ТТК) покажем возможные результаты использования предлагаемой нами методики регулирования транспортных потоков на основе ramp metering в отношении пропускной способности и в отношении организации безостановочного движения (без возникновения заторов и пробок).

Обычно при затрудненном движении по ТТК, например, в часы пик, на нем начинают скапливаться автомобили, въезжающие на ТТК примерно с 30 въездов. Плотность транспортных потоков растет, скорость движения падает. В частности, при падении скорости до 7 км/час с образованием между автомобилями расстояния в 2 метра и при средней длине автомобиля 5 метров на трех полосах движения одной стороны ТТК при его протяженности 36 км скапливается (36000м х 3полосы) : (5+2)м = 15400 автомобилей. Если взять случай, что каждый автомобиль до съезда с магистрали должен проехать по ней половину ТТК (18 км),