Оценка влияния придорожной парковки на двухстороннюю городскую улицу
Summary
В данном исследовании анализируется влияние придорожной парковки на городской улице. Весь процесс состоит из сбора данных о трафике, обработки данных, моделирования операций, имитационной калибровки и анализа чувствительности.
Abstract
Придорожная парковка является распространенным транспортным явлением в Китае. Узкие городские улицы, высокие требования к парковкам и нехватка парковок вынуждают общественность заниматься случайной парковкой вдоль обочины дороги. Предлагается протокол для определения воздействия придорожного припаркованного транспортного средства на проезжающие транспортные средства. В этом исследовании для сбора данных о дорожном движении выбирается двухнаправленная и двухполосная городская улица, на которой одно транспортное средство припарковано на обочине дороги. На основании этих данных определяется влияние придорожных припаркованных транспортных средств на траекторию движения и скорость проезжающих транспортных средств. Кроме того, применяется микросимуляционная модель для определения влияния придорожной парковки на максимальную длину очереди, задержку, выбросы и другие показатели при различных объемах движения по данным анализа чувствительности. Результаты показывают, что придорожные транспортные средства влияют на траекторию проезжающих транспортных средств примерно на 80 м и оказывают негативное влияние на скорость, причем самая низкая скорость наблюдается в месте нахождения придорожного припаркованного транспортного средства. Результаты анализа чувствительности свидетельствуют о том, что объем трафика увеличивается синхронно со значениями индикаторов. В протоколе предусмотрен метод определения влияния придорожной парковки на траекторию движения и скорость. Исследование способствует совершенствованию управления будущей придорожной парковкой.
Introduction
Ускорение урбанизации сопровождается очевидным увеличением числа владельцев автотранспортных средств и городского транспортного потока. В 2021 году количество владельцев автомобилей в Китае достигло 378 миллионов, что на 25,1 миллиона больше, чем в 2020году1. Однако нынешняя ситуация с недостаточной пропускной способностью дорог и ограниченными технологиями управления дорожным движением привела к все более очевидному несоответствию между предложением городского трафика и спросом на него. Поэтому заторы на дорогах постепенно усиливаются. Являясь наиболее распространенной проблемой в городском транспорте, заторы на дорогах вызывают множество опасностей и привлекли широкое внимание исследователей 2,3,4. В дополнение к увеличению времени в пути, пробки на дорогах также усугубляют загрязнение окружающей среды, усиливают потребление энергии и увеличивают выбросы загрязняющих веществна 5,6,7,8. Существует положительная корреляция между заторами на дорогах и аварийностью 9,10. Помимо вышеупомянутых последствий, увеличение пробок на дорогах подрывает доходы и занятость11, и этот эффект тесно связан с повседневной жизнью людей, что делает эту проблему одной из основных проблем в городах. С развитием городов негативное влияние заторов на дорогах на общество будет продолжать увеличиваться.
Пробки на дорогах являются всеобъемлющим отражением многих проблем городского движения, среди которых парковка является основной. Расширение городского населения и увеличение числа автотранспортных средств оказывают негативное воздействие на предложение парковок и высокий спрос на парковку. В системе парковки придорожная парковка распространена в городском движении и является важным средством устранения дисбаланса между предложением и спросом на парковку. Придорожная парковка использует ресурсы по обе стороны дороги для обеспечения парковочных мест. Придорожная парковка удобна, быстра, гибка и экономит место по сравнению с другими парковками. Однако придорожная парковка занимает дорожные ресурсы, и ее неблагоприятные последствия нельзя игнорировать. В городах, переживающих быстрое развитие в развивающихся странах, растущие требования к парковкам делают придорожную парковку перегруженной, тем самым снижая безопасность движения, качество воздуха и общественное пространство12. Поэтому вопрос с придорожной парковкой необходимо решать.
Придорожное парковочное место может быть расположено в двух сценариях: (1) немоторизованная полоса (т.е. на широких дорогах с отдельными моторизованными и немоторизованными полосами придорожная парковка занимает место на самой правой немоторизованной полосе); и 2) смешанная полоса движения механических и немоторных транспортных средств, которая часто представляет собой узкую дорогу с низким объемом движения. Поскольку автомобильные и немоторные транспортные средства совместно используют дорожные ресурсы, придорожная парковка часто приводит к хаосу в транспортных операциях во втором сценарии. Тем не менее, большинство существующих исследований были сосредоточены на первом сценарии 13,14,15,16,17,18.
При наличии придорожного парковочного места на немоторизованной полосе и при отсутствии обязательной изоляции моторизованных и немоторизованных полос движения придорожная парковка косвенно приводит к смешанному движению. Придорожное парковочное место значительно уменьшает эффективную ширину немоторизованной полосы, тем самым увеличивая вероятность того, что немоторизованные транспортные средства проедут через немоторизованную полосу и займут прилегающую моторизованную полосу. Поведение называется пересечением полосыдвижения 16. Во многих исследованиях изучалось влияние придорожной парковки в немоторизованной полосе движения на смешанный транспортный поток. Основываясь на модели клеточных автоматов, Chen et al.13 оценили влияние придорожной парковки на гетерогенные транспортные операции на городских улицах путем изучения конфликтов трения и заторов между моторными и немоторными транспортными средствами13. Chen et al. предложили модель сопротивления дорог смешанному транспортному потоку, рассмотрев влияние придорожной парковки17. Кроме того, в некоторых исследованиях изучалось влияние придорожной парковки только на автотранспортные средства. Guo et al. предложили метод, основанный на продолжительности риска, который использовался для количественного анализа времени вождения автотранспортных средств на придорожных участках парковки19, и результаты показали, что придорожная парковка значительно влияет на время в пути.
Моделирование дорожного движения является распространенным инструментом для исследования влияния придорожной парковки. Янг и др. использовали программное обеспечение VISSIM для изучения влияния придорожной парковки на динамическое движение (особенно на пропускную способность), разработали модель движения со средней задержкой транспортного средства и проверили надежность модели с помощью моделирования20. Gao et al. проанализировали влияние придорожной парковки на смешанное движение при четырех типах помех дорожному движению с использованием одного и того же программного обеспечения18. Guo et al. использовали модель клеточных автоматов для анализа влияния придорожной парковки на характеристики движения транспортных средств (пропускная способность полосы движения и скорость транспортного средства) с помощью моделирования Монте-Карло при различных сценариях21. В рамках трехфазной теории движения Кернера Hu et al. проанализировали влияние временной придорожной парковки на транспортный поток на основе модели клеточных автоматов22. Эти исследования показывают, что придорожная парковка оказывает большое негативное влияние на эффективность движения.
Отдел управления дорожным движением заинтересован в понимании влияния придорожных припаркованных транспортных средств на транспортный поток. Конкретная длина и степень эффекта важны для решения проблем с придорожной парковкой, например, путем предоставления информации о том, как разграничить парковки, определить зоны, не связанные с парковкой, и регулировать продолжительность парковки. В этом исследовании был разработан протокол для изучения влияния одного придорожного припаркованного транспортного средства на работу дорожного движения. Процедура может быть обобщена следующим образом: 1) подготовка оборудования, 2) выбор места сбора данных, 3) выбор времени исследования, 4) сбор данных, 5) выполнение анализа данных, 6) построение имитационной модели, 7) калибровка имитационной модели и 8) выполнение анализа чувствительности. Если какое-либо требование этих восьми этапов не выполняется, процесс является неполным и недостаточным для доказательства эффективности.
Protocol
Representative Results
Discussion
Влияние придорожной парковки на городских улицах нельзя игнорировать, и случайная парковка должна быть решена30,31. Здесь представлен протокол определения влияния придорожной парковки на транспортный поток на двухсторонней городской улице. Сбор данных ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы отметить Программу научных исследований, финансируемую Департаментом образования провинции Шэньси (Программа No 21JK0908).
Materials
| battery | Shenzhen Saiqi Innovation Technology Co., Ltd | LPB-568S | |
| cables for radar | BEIJING AOZER TECH & DEVELOPMENT CO.,LTD | ||
| cables for roadside laser device | MicroSense | ||
| camera | Sony Group Corp | HDR-CS680 | |
| camera tripod | Sony Group Corp | ||
| drone | SZ DJI Technology Co.,Ltd. | DA2SUE1 | |
| laptop | Dell | C2H2L82 | |
| radar | BEIJING AOZER TECH & DEVELOPMENT CO.,LTD | CADS-0037 | |
| radar tripod | BEIJING AOZER TECH & DEVELOPMENT CO.,LTD | ||
| reflective tripod | Beijing Shunan liandun Technology Co., Ltd | ||
| roadside laser device | MicroSense |
References
- He, Y. X. A traffic capacity model of lane occupation. Applied Mechanics and Materials. 599-601, 2083-2087 (2014).
- Hua, S. Y., Wang, J. L., Zhu, Y. Cause analysis and countermeasures of Beijing city congestion. Procedia-Social and Behavioral Sciences. 96, 1426-1432 (2013).
- Yang, H. X., Li, J. D., Zhang, H., Liu, S. Q. Research on the governance of urban traffic jam based on system dynamics. Systems Engineering-Theory & Practice. 34 (8), 2135-2143 (2014).
- Rajé, F., Tight, M., Pope, F. D. Traffic pollution: A search for solutions for a city like Nairobi. Cities. 82, 100-107 (2018).
- Abdull, N., Yoneda, M., Shimada, Y. Traffic characteristics and pollutant emission from road transport in urban area. Air Quality, Atmosphere & Health. 13 (6), 731-738 (2020).
- Shi, K., Di, B. F., Zhang, K. S., Feng, C. Y., Svirchev, L. Detrended cross-correlation analysis of urban traffic congestion and NO 2 concentrations in Chengdu. Transportation Research Part D: Transport and Environment. 61, 165-173 (2018).
- Lu, Q. Y., Chai, J., Wang, S. Y., Zhang, Z. G., Sun, X. C. Potential energy conservation and CO2 emissions reduction related to China’s road transportation. Journal of Cleaner Production. 245, 118892 (2020).
- Sánchez González, S., Bedoya-Maya, F., Calatayud, A. Understanding the effect of traffic congestion on accidents using big data. Sustainability. 13 (13), 7500 (2021).
- Fuente, J., Rolloque, A. C., Azas, P., Alcantara, M. M. Young road safety advocate program, the "peer to peer" approach in teaching pedestrian safety. Injury Prevention. 22, 67 (2016).
- Jin, J., Rafferty, P. Does congestion negatively affect income growth and employment growth? Empirical evidence from US metropolitan regions. Transport Policy. 55, 1-8 (2017).
- Ajeng, C., Gim, T. Analyzing on-street parking duration and demand in a metropolitan city of a developing country: A case study of Yogyakarta City, Indonesia. Sustainability. 10 (3), 591 (2018).
- Chen, J. X., Li, Z. B., Jiang, H., Zhu, S. L., Wang, W. Simulating the impacts of on-street vehicle parking on traffic operations on urban streets using cellular automation. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 468, 880-891 (2017).
- Ye, X. F., Chen, J. Impact of curbside parking on travel time and space mean speed of nonmotorized vehicles. Transportation Research Record. 2394 (1), 1-9 (2013).
- Ye, X., Yan, X. C., Chen, J., Wang, T., Yang, Z. Impact of curbside parking on bicycle lane capacity in Nanjing, China. Transportation Research Record. 2672 (31), 120-129 (2018).
- Guo, H. W., Gao, Z. Y., Zhao, X. M., Yang, X. B. Traffic behavior analysis of non-motorized vehicle under influence of curb parking. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology. 11 (1), 79-84 (2011).
- Chen, J., Mei, Z. Y., Wang, W. Road resistance model under mixed traffic flow conditions with curb parking. China Civil Engineering Journal. (09), 103-108 (2007).
- Gao, L. P., Sun, Q. X., Liu, M. J., Liang, X., Mao, B. H. Delay models and simulation on mixed traffic system with curb parking. Journal of System Simulation. 22 (003), 804-808 (2010).
- Guo, H. W., Gao, Z. Y., Yang, X. B., Zhao, X. M., Wang, W. H. Modeling travel time under the influence of on-street parking. Journal of Transportation Engineering. 138 (2), 229-235 (2012).
- Yang, X. G., Long, L., Pu, W. J. Optimal distance between one-side curbside parking location and signalized intersection. Journal of Tongji University (Natural Science). 33 (3), 297-300 (2005).
- Guo, H. W., Wang, W. H., Guo, W. W. Micro-simulation study on the effect of on-street parking on vehicular flow. 2012 15th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems. , 1840-1845 (2012).
- Hu, X. J., Hao, X. T., Wang, H., Su, Z. Y., Zhang, F. Research on on-street temporary parking effects based on cellular automaton model under the framework of Kerner’s three-phase traffic theory. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 545, 123725 (2020).
- Shao, Y., et al. Evaluation of two improved schemes at non-aligned intersections affected by a work zone with an entropy method. Sustainability. 12 (14), 5494 (2020).
- Shao, Y., et al. Evaluating the sustainable traffic flow operational features of an exclusive spur dike U-turn lane design. PLoS One. 14 (4), 0214759 (2019).
- Shao, Y., Han, X. Y., Wu, H., Claudel, C. G. Evaluating signalization and channelization selections at intersections based on an entropy method. Entropy. 21 (8), 808 (2019).
- Xi’an realtime traffic congestion delay index. AutoNavi Traffic Big-data Available from: https://trp.autonavi.com/detail.do?city=610100 (2021)
- Pan, B. H., et al. Evaluation and analysis model of the length of added displaced left-turn lane based on entropy evaluation method. Journal of Advanced Transportation. 2021, 2688788 (2021).
- Pan, B. H., et al. Evaluating operational features of three unconventional intersections under heavy traffic based on CRITIC method. Sustainability. 13 (8), 4098 (2021).
- Sun, J. . Guideline for Microscopic Traffic Simulation Analysis. , (2014).
- Koohpayma, J., Tahooni, A., Jelokhani, N. M., Jokar, A. J. Spatial analysis of curb-park violations and their relationship with points of interest: A case study of Tehran, Iran. Sustainability. 11 (22), 6336 (2019).
- Zoika, S., Tzouras, P. G., Tsigdinos, S., Kepaptsoglou, K. Causal analysis of illegal parking in urban roads: The case of Greece. Case Studies on Transport Policy. 9 (3), 1084-1096 (2021).
