تجربة سرعة الجريان الحر للطريق مع المناقشة (Free Flow Speed Test)

إن فهم العلاقة بين السرعة ومعدل الجريان هو مفتاح تحديد السعة و مستوى الخدمة (LOS) لقسم طريق سريع محدد. بشكل عام، تم تصميم الطرق السريعة لاستيعاب أعداد كبيرة نسبيًا من المركبات بسرعات أعلى من الطرق الأخرى.

سرعة الجريان الحر هو المصطلح المستخدم لوصف متوسط ​​السرعة التي سيسافر بها السائق إذا لم يكن هناك احتقان أو أي ظروف سلبية أخرى (مثل سوء الاحوال الجوية). النوع المثالي من قسم الطريق السريع الأساسي هو الذي تكون فيه سرعة التدفق الحر 70 ميلاً في الساعة أو أعلى. يُعرَّف معدل التدفق بأنه معدل اجتياز حركة المرور لقطاع الطرق السريعة.

يتم تعريف سرعة الجريان الحر في الواقع على أنها السرعة التي تحدث عندما تكون الكثافة والتدفق صفرًا. بالطبع، مراقبة الكثافة الصفرية والتدفق لا معنى له. يوضح السيناريو أعلاه العلاقة بين سرعة التدفق الحر ومعدل التدفق.

العوامل التي تؤثر على سرعة الجريان الحر

العوامل التي تؤثر على سرعة التدفق الحر للسيارة هي:

1. العرض (Width).
2. التخليص الجانبي (Lateral clearance).
3. عدد الممرات (Number of lanes).
4. كثافة التبادل (Interchange density).
5. تصميم هندسي (Geometric design).
6. الطقس (يرتبط مقدار الانخفاض في سرعة التدفق الحر ارتباطًا مباشرًا بخطورة الحدث الجوي.) (Weather).
7. الرؤية (Visibility).

بناءً على دراسة للطرق السريعة الريفية ذات المسارين، وجد Lamm و Choueiri و Mailaender أن السائقين لا يضبطون سرعاتهم بدرجة كبيرة تحت المطر الخفيف أو الرصيف الرطب، لكنهم يخفضون السرعات عند انقطاع الرؤية، كما يحدث أثناء هطول أمطار غزيرة.

تصنيف الطرق (Roads Classifications)

تصنف الطرق بشكل عام إلى ثلاثة أصناف رئيسية:

1. الطرق السريعة (Expressways): الطرق السريعة هي أعلى طرق العالم. تعتبر هذه هي الطرق السريعة مع شبكة طرق الوصول التي تسيطر عليها من ستة إلى ثمانية مسارات. بشكل أساسي، تتميز الطرق السريعة بجودة عالية وتتألف من ميزات حديثة مثل منحدرات الوصول وفصل الصف وفواصل الممرات والمقطع المرتفع.

هل تعلم أن الطريق السريع مجهز بالعديد من الميزات الذكية بما في ذلك نظام إدارة حركة المرور على الطرق السريعة (HTMS) ونظام الكشف عن الحوادث بالفيديو (VIDS). بالنسبة للطرق السريعة المستقبلية، ستضع هذه الأنظمة معيارًا صديقًا للبيئة.

2. الطرق الحضرية (Urban Roads): تتألف هذه الطرق من عدة مسارات والحركة فيها تكون بإتجاهين وتغطي المدن والضواحي وتستخدم من قبل السيارات الخاصة والمرور العام والدراجات والمشاة وتستخدم أيضاً لتمرير خطوط الخدمات وعلى جوانبها أرصفة لحركة المشاة. تصنف هذه الطرق إلى ثلاثة أصناف:

• الطرق الشريانية (Arterial  Roads): هذه هي الشوارع في المقام الأول لحركة المرور العالية على طريق مستمر. الشرايين لديها مستوى أعلى من حركة المرور.
• الطرق الفرعية الشريانية (Sub-arterial Roads): هذه الطرق تخدم نفس أغراض الطرق الشريانية، ولكن لديها مستوى حركة مرور أقل من الطرق الشريانية.
• الطرق الجامعة (Collector Streets): توفر Collector Streets الوصول إلى الشوارع الشريانية ويقومون بجمعها وتوزيعها من وإلى الشوارع المحلية.

3. الطرق الريفية (Rural Roads): تربط طرق القرى بين القرى المجاورة مع بعضها البعض. أنها تؤدي إلى الطرق القريبة من المدينة أو المقاطعة. عادة ما يتم توفير الطرق ذات الجودة المنخفضة كطرق للقرية بسبب انخفاض حركة المرور.

تعاريف (Definitions)

ممر المشاة (CrossWalks):

توجد ممرات مشاة عند أي تقاطع طريق عام، سواء كان محددًا أو غير محدد. قد توجد أيضًا طرق متقاطعة في مواقع أخرى على طول الطريق، ولكن يلزم وضع علامة على الممر المتقاطع. يتم وصف المعايير الدنيا المقبولة وطنياً للمقاطع المتقاطعة في دليل أجهزة التحكم في حركة المرور الموحدة. وتدعو إلى أن تكون علامات المشي بيضاء اللون، إما خطوط عرضية صلبة أو خطوط طولية أو قطرية تمتد للعرض الكامل للرصيف.

يمكن أن يكون “وضع علامات” على ممر مشاة وسيلة هامة لتحسين سلامة المشاة وتسهيل عبور الطريق. يعتبر المشي وسيلة هامة للنقل، وينبغي أن يكون المشاة قادرين على استخدام النظام بأمان ودون تأخير غير معقول.

الجزرة الوسطية (Median):

تعتبر الجزر الوسطية نوع من التقاطع حيث يتم إجراء بعض المنعطفات اليسرى أو المعابر من الطريق الرئيسي أو التقاطع الثانوي باستخدام حركات منعطف غير مباشرة. هناك عدة أشكال أساسية من الجزرات الوسطية. كل واحدة فريدة من نوعها.

في ظل ظروف حركة المرور الصحيحة، ثبت أن برامج الجزر الوسطية تعمل على تحسين السلامة وتقليل التأخير عن طريق الفصل بين حركات المرور وتبسيطها. تعمل الجزرة الوسطية على تحسين قدرة حركة المرور على عبور طريق سريع مقسم متعدد المسارات من مفترق طرق، وتقليل عدد مراحل إشارة المرور، مما يوفر الوقت الأخضر لمزيد من حركات المرور الأكثر أهمية من خلال التقاطع الرئيسي.

تجربة سرعة الجريان الحر (Free Flow Speed)

1. الغرض من إجراء التجربة

دراسة سرعة الجريان الحر، ومعرفة كيفية تأثير المعاملات (Factors) التي يتم استخدامها في ايجاد سرعة الجريان الحر.

2. الأدوات المستعملة

• شريط قياس.
• دفتر لتسجيل البيانات.

3. طريقة العمل

قمنا بإجراء التجربة في شارع النقيب خلف مبنى كلية الهندسة في جامعة تكريت. بإستعمال شريط القياس قمنا بأخذ القياسات المطلوبة لعرض الممر الجانبي للطريق من الناحية اليسرى واليمنى وأيضاً عرض الطريق. وتم عمل الحسابات المطلوبة لها. في ادناه مقطع عرضي للطريق:

فيما يلي رسم مقطع علوي للطريق:

4. الحسابات والنتائج

FFS = BFFS – FLW – FLC – FM –FA

Where:-

• FFS: free flow speed
• BFFS: Base free flow speed
• FLW: Adjustment for lane width
• FLC: Adjustment for luteal clearance
• FM: Adjustment for median
• FA: Adjustment for access point.

BFFS = 60 mi/hr

FLW = 6.6 و LW = 8.2 ft

FLC = 5.4  و LC = 0

FM = 1.6  و M = Undivided

FA = 5  و A = 21

FFS = 60 –
6.6 – 5.4 – 1.6 – 5 = 41.4 mi/hr

5. المناقشة

تعتبر ​​سرعة الجريان الحر وتباين السرعات عبر السائقين من عوامل السلامة المهمة لضبط حدود السرعة وتصميم الطرق. وقد تم تخصيص مجموعة كبيرة من الأبحاث السابقة لتحديد عوامل سرعات التشغيل على الطرق السريعة الريفية ذات المسارين. هناك الكثير لنتعلمه عن عوامل سرعات التدفق الحر في المسارات الأربعة للطرق السريعة. النماذج الحالية لتقدير السرعة المئوية محددة وأنها لا تميز بين عوامل السرعة وعوامل تشتت السرعة، مما يؤدي إلى نتائج يصعب تفسيرها في بعض الأحيان.

• من الممكن أن يكون للطريق ذي السرعة المتوسطة العالية والمتغير المُنخَفَض للسرعة نفس النسبة المئوية لسرعة %85 لطريق مع سرعة أقل بكثير ولكن تقلب السرعة أعلى. تظهر مثل هذه الحالة في الشكل أدناه. نمذجة توزيع سرعة التدفق الحر الكامل الذي اقترحه بعض المؤلفين قد يصحح هذه المشكلة.
• يتبين أيضاً ان زيادة في متوسط ​​السرعة يزيد من شدة التصادم، بينما زيادة في تقلب السرعة يزيد من وتيرة التفاعلات بين المركبات. زيادة في الانحراف بين سرعة السائق ومتوسط ​​سرعة حركة المرور يرتبط بفرصة أكبر للمشاركة في اصطدام محتمل.

كما وجد أن السرعات زادت مع ظروف هندسية أفضل، بغض النظر عن الحد الأقصى للسرعة. توضح هذه النتائج المساهمة المحتملة لمكونات تصميم الطرق السريعة كعوامل سرعة وتجادل فيها لصالح تطوير نموذج يتضمن تأثير عناصر التصميم مثل متوسط ​​السرعة وتشتت السرعة عوامل لتحسين سلامة حلول تصميم الطرق السريعة. تقدم هذه الورقة نموذجين لسرعة التدفق الحر، تحديد عوامل متوسط ​​السرعة وتشتت السرعة على الطرق السريعة الريفية والضواحي.