دانلود مقاله نقش تقاطعات دارای دوربرگردان در کاهش مصرف سوخت و آلاینده

مقدمه در جوامع امروز بشری همراه با رشد جمعیت، افزایش وسایل نقلیه و نیاز به جابجایی افراد و تبادل کالا، اهمیت و نقش کلیدی فراهم نمودن تسهیلات سریع و ایمن حمل و نقل بیش از پیش احساس می‌شود.

طراحی مناسب شبکه معابر شهری و جاده‌ها می‌تواند نقش مهمی در رفع این نیاز ایفا کند.

در دستیابی به یک سیستم حمل و نقل سریع و ایمن، سه عامل مهم استفاده کننده از سیستم، وسیله نقلیه و جاده دخیل هستند که شناخت نقش و تاثیر هر کدام به تنهایی و ارتباط آنها با یکدیگر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

طراحی راه به عنوان یکی از پارامترهای اصلی سیستم حمل و نقل، علاوه بر تامین خصوصیاتی نظیر ایمنی و سرعت باید در کاهش مصرف سوخت، کاستن آلودگی زیست محیطی و کاهش هزینه‌های ساخت و اجرا مخصوصاً در مناطق شهری نیز موثر باشد.

در کشور با توجه به عدم گستردگی خدمات و یکسان نبودن توزیع خدمات عمومی در سراسر کشور، ‌روند مهاجرت از مناطق دورافتاده به سمت شهرهای بزرگ همیشه در حال رشد بوده است.

امروزه رشد سریع و روزافزون جمعیت در شهرهای بزرگ کشور و رشد حاشیه‌نشینی که هیچ تناسبی با امکانات شهری، خدمات عمومی و رفاهی و حتی معابر شهر ندارد، مشکلات فراوانی را برای شهرهای بزرگ پدید آورده است.

گسترش بی‌رویه شهرهای بزرگ و هجوم جمعیت جویای کار به این شهرها بعد دیگری از مشکلات فرهنگی اجتماعی، یعنی مشکلات ترافیک و عبور و مرور در خیابان‌ها را پدیدار ساخته است.

گسترش بی‌رویه جمعیت در شهرهای بزرگ یک فرصت طلایی برای کارخانجات و صاحبان صنایع خودروسازی است که سیل تولید بی‌رویه خودرو را برای سود بیشتر به شهرهای بزرگ سرازیر می‌کند، غافل از این که این تولید و فروش بی‌رویه خودرو، معابر شهرها را تبدیل به یک کلاف سردرگم می‌نماید.

علاوه بر این میلیون‌ها لیتر بنزین که جزو ثروت ملی است و باید برای نسل آینده در کارهای زیربنایی مصرف شود، بعضی از مواقع در خیابان‌ها فقط و فقط برای گردش‌های خیابانی مصرف می‌گردد.

مبارزه‌ای که زندگی روزمره اجتماعی و فرهنگی شهروندان را درگیر خود نموده است و حتی بهداشت روانی و آرامش اعصاب شهروندان را نیز با مشکل مواجه نموده است.

مشکلات ترافیکی در شهرهای بزرگ روزانه هزاران ساعت از عمر شهروندان را می‌بلعند.

منشاء این مشکلات، عوامل متعدیدی هستند.

این عوامل قادرند که به تنهایی مرتب‌ترین شهرهای دنیا را به ضعیف‌ترین و بی‌نظم‌ترین شهرها تبدیل نماید.

تعدادی از این عوامل که بر روی بسیاری از مسائل اچتماعی و فرهنگی و بهداشت روانی و حتی ترافیک اثر می‌گذارند، عبارتند از: رشد بی‌رویه و قارچ‌گونه شهرهای بزرگ، مهاجرت بی‌رویه و گسترش حاشیه‌نشینی، متمرکز بودن خدمات مورد نیاز مردم، تولید، فروش و استفاده بی‌رویه خودرو، عدم خروج خودروهای فرسوده.

وضعیت نامناسب رشد شهرها و عدم رشد خدمات عمومی و امکانات رفاهی،‌ باعث بروز ناهنجاری‌های اجتماعی بسیاری می‌گردد.

این ناهنجاری‌ها در چند دهه اخیر مسوولان شهرهای بزرگ را وادار ساخته است تا در مورد توسعه اصولی و شکل‌دهی و برنامه‌ریزی توام با آینده‌نگری برای شهرها چاره‌ای بیاندیشند و از این رو طراحی و برنامه‌ریزی اصولی احداث شهرهای جدید در اطراف شهرهای بزرگ تبدیل به اصلی‌ترین تفکر مدیران شهری شده است.

طراحی و برنامه‌ریزی این شهرها، دو رکن مهم و اساسی داشت که عبارت بودند از: کاربری و ارتباطات.

ابتدایی‌ترین اصل احداث این شهرها از خدمات مهندسان مشاور شهرساز و مهندسان مشاور حمل و نقل و ترافیک آغاز می‌شد، که اثرات بسیار ارزنده‌ای را بجای می‌گذاشت.

این مهم به مرور به فراموشی سپرده شد و تنها استفاده از یکی از مهندسان مشاور مهندسان مشاور شهرساز‌ در احداث شهرهای جدید مدنظر قرار گرفت و در بعضی از موارد از یک کارشناس معمولی ترافیکی هم برای خالی نبودن عریضه استفاده می‌گردید.

با بروز چنین مساله‌ای از این پس باید منتظر نتایج پر از مشکل و رویدادهای معضل‌آفرین در آْینده آن شهرهای جدید، همانند شهرهای موجود باشیم که تمام کارهای توسعه و هدایت آنها فقط توسط یک گروه مشاور معمار و شهرساز صورت گرفته است.

پیشتر نیز بیان شد که مشکلات ترافیکی و معضلات رفت و آمد در شهرهای بزرگ، تمام جنبه‌های زندگی روزمره شهروندان را تحت‌الشعاع قرار داده است، ایجاد اضطراب و استرس در صف‌های طولانی خودروها پشت چراغ قرمز و وقت‌گیر بودن آن از جمله مسائلی است که حتی بر روی بهداشت روان و شرایط روحی شهروندان اثر منفی می‌گذارد که این فقط یکی از اثرات منفی معضلات ترافیکی است.

عمده مشکلات شهرهای بزرگ در مقوله رفت و آمد و ترافیک عبارتند از: الف) تقاطع‌ها: وجود تقاطع‌ها در طول مسیر و شریان‌های ترافیکی یکی از عمده معضلات ترافبیکی است.

بهترین تشبیهی که می‌توان در مورد این تقاطع‌ها بکار برد، این است که این تقاطع‌ها مانند شیرهای آبی هستند که در مقابل جریان آب قرار گرفته شود و آب به صورت منقطع عبور کند.

وجود این تقاطع‌ها که در شریان‌ها و مسیرهای اصلی حکم مزاحم را دارند، باعث کاهش حجم عبور و مرور وسائل نقلیه عبوری می‌گردند.

از ویژگی‌های مهم و خطرساز تقاطع‌ها، برخورد وسایل نقلیه Traffic conflict می‌باشد.

در این زمینه حتی روش‌هایی در علم ترافیک به نام Conflict technique توسعه یافته است که برخوردها را بوسیله ایجاد رفوژهای متعدد به حداقل می‌رساند.

ب) چراغ راهنمایی: استفاده از چراغ راهنمایی در تقاطع‌ها نیز برای ساماندهی حرکات وسایل نقلیه در جهت‌های مختلف می‌باشد و به همان اندازه که در حرکات نظم بوجود می‌آورد، ظرفیت تقاطع‌ها را برای عبور و مرور کاهش می‌دهد، زیرا چراغ راهنمایی نیز همانند همان شیر کنترل سر راه جریان آزاد آب قرار گرفته و آن را به جریان منقطع تبدیل می‌کند.

طرح روان‌سازی ترافیک در شبکه معابر شهری با توجه به مشکلات فراوان ترافیکی، مبتنی بر طرح‌ها و فعالیت‌های متخصصان در کوتاه، میان و بلندمدت می‌باشد.

در این میان ساخت دوربرگردان‌ها به جهت مزیت‌های فراوان آن در مقابل استفاده از تقاطع چراغدار و تقاطع غیرهمسطح از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است.

کاهش زمان تاخیر از طریق افزایش ظرفیت عبوری خودروها تا میزان 30درصد، رعایت طول تداخلی، حذف چراغ راهنمایی و در نتیجه کاهش هزینه نگهداری این چراغ‌ها، فراهم آوردن امکان دسترسی آسان به تمامی جهات حرکتی برای خودروهای عبوری، افزایش سطح سرویس، افزایش سرعت عملی، جلوگیری از اجرای پروژه‌های پرهزینه مانند تقاطعات غیرهمسطح، اجرای سریع این پروژه در کوتاهترنی مدت زمان، کاهش مصرف سوخت و کاستن آلودگی‌های زیست‌محیطی به سبب حذف چراغ‌های قرمز از مزیت‌های ساخت دوربرگردان می‌باشد.

در این مقوله مزیت استفاده از دوربرگردان در کاهش مصرف سوخت و کاستن آلودگی زیست محیطی و در حالت کلی صرفه‌جویی اقتصادی در این زمینه به سبب حذف چراغ‌های قرمز با ارائه اطلاعات، آمار و جداول از وسایل نقلیه تیپ (پراید نسیم i، پژو 206.

160 و سمند LX) و دوربرگردان‌های اجرا شده، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

وسایل نقلیه تیپ به عنوان نمونه آماری از وسایل نقلیه موجود در کشور با مصرف سوخت تقریباً برابر، برای ارائه بهتر مطالب و مقایسه درنظر گرفته شده است.

با توجه به تحقیقات به عمل آمده در مصرف سوخت برای وسایل نقلیه در هنگام استفاده از دوربرگردان به طور میانگین در حدود 7درصد صرفه‌جویی می‌شود.

همچنین از مقدار انتشار آلاینده Co2 (مهترین گاز گلخانه‌ای) نیز به طور میانگین برای وسایل نقلیه به میزان 6درصد کاسته خواهد شد.

با توجه به حجم بالای وسایل نقلیه موجود در شبکه معابر به میزان قابل توجهی از مصرف بنزین که از عمده‌ترین مواد وارداتی کشور می‌باشد، کاسته می‌شود.

برای اولین بار در دنیا از المان ساده ترافیکی،‌ یعنی دور برگردان برای حل بزرگترین معضل ترافیکی،‌ یعنی برخوردهای مستقیم وسایل نقله با یکدیگر به هنگام عبور از تقاطعاتی که جهات حرکت بوسیله چراغ راهنمایی کنترل می‌شود، استفاده شود.

با این روش که بوسیله شهرداری تهران ابداع گردیده است، با صرف هزینه بسیار ناچیز می‌توان چراغ تقاطع را حذف و جریان ترافیک را که قبلاً در تقاطع به صورت منقطع انجام می‌گرفت، به صورت پیوسته انجام داد.

مدل‌های ارائه شده در این مقاله بر اساس تئوری‌های ترافیکی و همچنین اندازه‌گیری‌های میدانی کالیبراسیون شده‌اند.

هم‌اکنون تعداد زیادی از این طراحی‌ها در بزرگراه‌ها و شریان‌های درجه 1 ایجاد شده که روانی خوبی را به ترافیک عبوری داده است.

کلمات کلیدی: دوبرگردان کالیبراسیون چراغ راهنمایی ‌ مصرف سوخت ایده حذف چراغ راهنمایی و تقاطع‌ سال‌هاست که متخصصان در مورد حذف تقاطع‌ها و چراغ‌های راهنمایی در شبکه معابر شهری بحث می‌کنند.

شهرداری تهران برای اولین بار در دنیا از یک المان ساده ترافیکی در یک کار بزرگ، یعنی حذف تقاطع استفاده نمود و این عمل در بزرگراه بسیج (بزرگراه افسریه)‌ در محل تقاطع افسریه انجام گرفت و از یک دوربرگردان (U-TURN) طبق اشکال زیر استفاده شد و با بکارگیری آن تقاطع مسدود شد.

سال‌هاست که متخصصان در مورد حذف تقاطع‌ها و چراغ‌های راهنمایی در شبکه معابر شهری بحث می‌کنند.

ملاحظات بعد از اجرای طرح مشاهدات عینی و اندازه‌گیری‌های حجمی ترافیک در قبل و بعد از اجرای پروژه حاکی از افزایش حجم ترافیک عبوری به مقدار 40درصد، روان‌سازی ترافیک، کاهش زمان سفر، کاهش مصرف سوخت، افزایش ضریب بهداشت روانی و آرامش روحی شهروندان بود.

توسعه طرح حذف تقاطع و چراغ راهنمایی موفقیت‌آمیز بودن اجرای طرح اول و نظرخواهی از مردم و اندازه‌گیری فاکتورهای ترافیکی باعث گردید که شهرداری تهران طرح را گسترش داده و در محل‌های دیگر نیز آن را توسعه دهد.

دومین طرح اجرا شده، حذف تقاطع 16 متری دوم در بزرگراه رسالت بود.

این طرح نیز با مطالعه و کارشناسی دقیق قبل و بعد از اجرای طرح صورت گرفت که پس از اجرا از محاسن آن مانند قبل می‌توان به کاهش زمان سفر و افزایش بهداشت روانی و آرامش روحی شهروندان اشاره نمود.

کاهش زمان سفر کاهش زمان سفر را می‌توان با توجه به دو وضعیت تقاطع و دوربرگردان از رابطه زیر بدست آورد: (1) C: زمان بزرگترین سبز از یک چرخه چراغ راهنمایی بر حسب ثانیه در جهتی که تقاطع بسته می‌شود.

L: طول تغییر خط بر حسب کیلومتر؛ S: سرعت بر حسب کیلومتر بر ساعت.

محاسبه طول ضربدری محاسبه طول ضربدری دوربرگردان را از رابطه‌ای که بر اساس فرصت مناسب برای رانندگان که بتوانند تغییر خط بدهند، به دست می‌آورند.

این طول بستگی به حجم وسایل نقلیه که عمل ضربدری را انجام می‌دهند، سرعت وسایل نقلیه، حجم وسایل نقلیه که حرکت مستقیم انجام می‌دهند و تعداد خط بهبود مستقیم دارد.

این طول از رابطه زیر بدست می‌آید: (2) که در آن: L: طول تغییر خط بر حسب متر؛ K: ضریب ثابت برابر با 2؛ V1: حجم وسایل نقلیه در ساعت که تغییر خط می‌دهند؛ V2: حجم وسایل نقلیه در ساعت که مستقیم عبور می‌کنند.

N1: تعداد خط در قسمت تغییر خط؛ N2: تعداد خط مستقیم؛ S: سرعت بر حسب کیلومتر بر ساعت.

و طول دوربرگردان احداثی نیز از فرمول زیر محاسبه می‌شود.

که V1, N1, S در فرمول فوق توضیح داده شد.

(3) L1: طول خط دوربرگردان بر حسب متر.

صرفه‌جویی در سوخت استفاده از دوربرگردان به جای تقاطع موجب می‌گردد که وسایل نقلیه سوخت کمتری را مصرف کنند که این مقدار سوخت مصرفی را می‌توان از رابطه زیر بدست آورد: (4) : مقدار صرفه‌جویی بنزینن بر حسب لیتر؛ A: مصرف متوسط سوخت در 100 کیلومتر وسایل نقلیه بر حسب لیتر؛ C: زمان قرمز شدن از طول چرخه چراغ راهنمایی بر حسب ثانیه؛ L: طول تغییر خط بر حسب کیلومتر؛ V1: حجم وسایل نقلیه که از دوربرگردان استفاده می‌کنند.

چرا که توقف طولانی مدت در پشت چراغ قرمز با زمان معین مصرف سوخت را افزایش می‌دهد.

بررسی زیست‌ محیطی از نقطه‌نظر زیست‌ محیطی، آلاینده‌هایی که وسایل نقلیه ایستاده در پشت چراغ قرمز از خود خارج می‌کنند، در یک نقطه تخلیه می‌شود، چرا که حجم هوا در اطراف وسایل نقلیه ساکن پشت چراغ قرمز محدود است.

بنابراین غلظت آلاینده در محیط زیاد می‌شود.

این در حالی است که از احداث دوربرگردان همین مقدار آلاینده، در یک طول نسبتاً زیاد منتشر می‌شود و غلظت آن به مراتب کمتر از وضعیت سکون می‌باشد.

الزامات طراحی طراحی این دوربرگردان‌ها بر اساس طول L1, L2, N1, N2, R1, R2 استوار است.

طراحی شهرهای جدید، بدون تقاطع و چراغ راهنمایی با توجه به آنچه در مورد دوربرگردان‌ها گفته شد، به راحتی می‌توان آنها را در تقاطع‌های شهرهای جدید مورد استفاده قرار داد و از برخورد وسایل نقلیه در تقاطع‌ها و همینطور از اتلاف زمان سفر هم جلوگیری نمود.

در ضمن احداث دوربرگردان از نقطه‌نظر بالابردن ضریب بهداشت روانی با حذف چراغ قرمز و کاهش زمان انتظار بسیار سودبخش خواهد بود.

نحوه طراحی و حذف تقاطع و چراغ قرمز نحوه طراحی و حذف چراغ راهنمایی در دو شکل زیر نمایش داده شده است.

بررسی علمی نشان می‌دهند چند حسن بزرگ در احداث دوربرگردان‌ها کاملاً نمایان است که عبارتند از جلوگیری از اتلاف وقت، کاهش زمان سفر، جلوگیری از اضطراب ناشی از ترافیک و بالابردن امنیت روحی و بهداشت روانی در تقاطع‌ها، پایین بودن هزینه احداث دوربرگردان‌ها نسبت به تقاطع‌های غیرهمسطح و از بین رفتن چراغ‌های راهنمایی و بالا رفتن ضریب امنیت جانی و جلوگیری از بروز خطر حاصل از