Přednáška - Katedra dopravního stavitelství

Technické podmínky TP 81
Zásady pro navrhování světelných
signalizačních zařízení
na pozemních komunikacích
Úvo dn í list
Návrh SSZ
Centrum dopravního výzkumu Brno
(světelného signalizačního zařízení)
(CDV Brno), 2. vydání, 2006
ISBN 80-86502-30-9
VÝPOČTY PEVNÝCH SIGNÁLNÍCH PLÁNŮ
„Styková křižovatka“
Navrhování světelných signalizačních zařízení
pro řízení silničního provozu
1
Připravil: Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. (III/2010)
CDV Brno, 1. vydání, 1996, ISBN 80-902141-2-6
2
...\......................................\MKK-SSZ-navrh-brezen2010.ppt
Další doporučená literatura
Problematika zavádění SSZ
• ČSN 73 6021 Světelná signalizační zařízení. Umístění a použití návěstidel.
1994, 24 s.
• Křivda, Vladislav. Organizace a řízení dopravy II. Ostrava: VŠB-TU Ostrava,
2009. 154 s. ISBN 978-80-248-2123-8:
• Kapitola č. 2 - Návrh pevného signálního plánu SSZ
• Křivda, Vladislav. Základy organizace a řízení silniční dopravy. Ostrava:
VŠB-TU Ostrava, 2006, 170 s. ISBN 80-248-1253-3 (dotisk z roku 2007 ISBN 978-80-248-1253-3):
• Kapitola č. 4 - Dopravní průzkumy (část o detektorech)
• Podklady pro výuku ke stažení:
• http://kds.vsb.cz/krivda/info#mkk
- odkaz: 227-0053 Městské komunikace a křižovatky (FAST, VB3-DOS)
3
Důvody pro zavádění SSZ:
A 10 „Světelné signály“
- za účelem zvýšení bezpečnosti,
- ke zlepšení plynulosti silničního provozu na pozemních komunikacích.
Různorodé zájmy účastníků silničního provozu (mnohdy protichůdné)
(tj. řidičů motorových vozidel, tramvají atp., chodců a cyklistů):
⇒ nelze všem účastníkům vyhovět současně.
Obecně platí:
1. preference MHD
(je-li to technicky možné),
2. poté skupiny nejvíce
zatížených směrů
(vozidla, chodci).
Prioritou je bezpečnost
všech zúčastněných.
4
• disk S:/ZADANI/DOPRAVNÍ/MKK
Kritéria pro navrhování SSZ
ad a) KRITÉRIUM BEZPEČNOSTI PROVOZU
Základní kritéria:
• a) kritérium bezpečnosti provozu (řidičů, cyklistů, chodců ...)
• b) kritérium intenzity provozu z hlediska vozidel
• c) kriterium intenzity provozu z hlediska chodců
• d) kritérium plynulosti jízdy vozidel MHD
SSZ navrhujeme na křižovatkách s vysokými intenzitami
a s vysokým počtem dopravních nehod:
Doplňující kritéria:
• podmínky viditelnosti na příjezdech
ke křižovatce
• řízení provozu na okolní
komunikační síti
• ochrana komunikační sítě
před přetížením
• zohlednění životního prostředí
• zvláštní (policie, hasiči, ...)
• analýzou nehodovosti musí být
prokázáno, že tyto dopravní
nehody nelze omezit jiným
způsobem.
5
• tj. tam, kde při neřízeném provozu byla průměrná relativní
nehodovost a předchozí tři roky minimálně 4 dopravní nehody
na 1 milion vozidel vjíždějících do křižovatky,
6
1
Další důvody pro zřízení SSZ z hlediska bezpečnosti provozu:
• instalace na jiných dopravních místech, která si zaslouží zvláštního
zřetele:
ad b) KRITÉRIUM INTENZITY PROVOZU Z HLEDISKA VOZIDEL
[voz/den]
- přechody pro chodce přes dopravně
významné frekventované pozemní
komunikace (např. v místech
vysokých intenzit přecházejících dětí
v blízkosti školských zařízení atp.,
- výjezdy tramvají z míst ležících
mimo pozemní komunikaci
(např. z vozovny tramvají).
7
ad c) KRITERIUM INTENZITY PROVOZU Z HLEDISKA CHODCŮ
[voz/den]
8
ad d) KRITERIUM PLYNULOSTI JÍZDY VOZIDEL MHD
Opět se vychází z intenzit dopravy na příslušném přechodu
pro chodce v průměru osmi dopravně nejvíce zatížených hodin dne
a dále mezních hodnot intenzit dopravy, při kterých mohou chodci
za běžných podmínek podle pravidel silničního provozu bezpečně přejít.
Tyto mezní hodnoty jsou podle TP 81 následující:
- pro přechod pro chodce přes jednopruhový nebo
dvoupruhový jízdní pás ........................................................1 100 voz/h
- pro přechod pro chodce přes třípruhový jízdní pás ............. 1 000 voz/h
- pro přechod pro chodce přes čtyřpruhový (nebo výjimečně
vícepruhový) směrově nerozdělený jízdní pás[1] .................... 900 voz/h
[1] Toto stavební uspořádání však není přípustně podle ČSN 73 6110
na nově zřizovaných a rekonstruovaných pozemních komunikacích!
9
10
Způsoby řízení křižovatek pomocí SSZ
Způsoby řízení křižovatek pomocí SSZ
Systémy detekce pro dynamické řízení dopravy:
Řízení křižovatek se SSZ se navrhuje podle
- smyčkové – ve vozovce, registruje změnu magnetického pole
• vzájemné vzdálenosti křižovatek jako:
- pasivní infračervené - nad vozovkou, registruje změnu teploty
- izolované – při vzdálenostech mezi křižovatkami nad 1000 m
- koordinované (v koordinaci liniové nebo plošné):
- při vzdálenosti do 1000 m doporučené
- při vzdálenosti do 750 m žádoucí
- při vzdálenosti do 100 až 150 m vhodný společný řadič
- video-detekční – kamery, bezdrátový přenos GSM signálu
- mikrovlnné
- ultrazvukové
- jiné
• časových variací intenzit dopravy jako:
- pevné (s pevnými signálními plány)
- při ustálených intenzitách v delším časovém období
- dynamické (řízení ovládané dopravou)
- při proměnlivých intenzitách dopravy
- kombinace obou způsobů
11
Více o detektorech viz skriptum „Křivda, V. Základy organizace a řízení
silniční dopravy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2006, 170 s.
ISBN 80-248-1253-3 (dotisk z roku 2007 - ISBN 978-80-248-1253-3)“.
12
2
Základní pojmy
Pevné řízení provozu je neměnné řízení v daném časovém
období. Předpokladem je ustálená intenzita provozu vozidel
s pouze dlouhodobými změnami, neboť při tomto způsobu řízení
není reagováno na krátkodobé výkyvy intenzity provozu.
Dynamické řízení provozu je přizpůsobování se provozu tak,
že i krátkodobé výkyvy intenzity provozu ovlivňují řízení. Tento
způsob řízení vyžaduje oproti pevnému řízení vyšší technické
náklady (instalace detektorů atp.).
Základní návěstidlo je návěstidlo světelného signalizačního
zařízení pro vozidla, umístěné na stanoveném místě.
Opakovací návěstidlo je návěstidlo světelného signalizačního
zařízení, které ukazuje vždy shodný signální obraz s příslušným
13
základním návěstidlem.
Signál stůj je signál, který podle vyhlášky č. 30/2001 Sb.
zakazuje účastníkům silničního provozu na pozemní komunikaci
vjezd, resp. vstup (pokračovat v jízdě, resp. v chůzi) do uzlu.
Signál volno je signál, který podle vyhlášky č. 30/2001 Sb.
umožňuje účastníkům silničního provozu na pozemní komunikaci
vjezd, resp. vstup (pokračovat v jízdě, resp. v chůzi) do uzlu.
Plný signál je signální obraz na světelné ploše s plnými
kruhovými signály, tj. světelný signál č. S 1a až S 1c.
Signální obraz je kombinace rozsvícených a zhasnutých
světelných polí jedné signální plochy.
Signální plocha je signální část návěstidla přivrácená
do určitého dopravního směru, která slouží k vytváření signálních
obrazů.
Světelný signál je příkaz nebo informace udává návěstidlem
pomocí signálních obrazů (například „Volno“, „Stůj“, doporučená
rychlost atp.), sloužící k řízení jízdních nebo pěších proudů.
Signální skupina je soubor signálních ploch (návěstidel), které
udávají v každém okamžiku stejný signální obraz pro jeden vjezd
vozidel nebo vstup chodců na jeden přechod pro chodce. Signální
skupinu může tvořit i jediné návěstidlo.
14
Směrový signál je signální obraz na signální ploše
se světelnými poli opatřenými světelnými šipkami.
Podle směru šipek jde o signály pro přímý směr,
pro odbočování vlevo, pro odbočování vpravo (tj. světelný signál
č. S 2a až č. S 2c),
popř. signály kombinované, a to pro přímý směr a pro odbočování
vlevo a pro přímý směr a pro odbočování vpravo (tj. světelný
signál č. S 3a až č. S 3c).
15
Sdružený signál pro chodce a cyklisty je světelný signál
č. S 11a až č. S 11c.
16
Doplňková šipka je světelný signál č. S 5 „Doplňková zelená
šipka“.
Vyklizovací šipka je světelný signál č. S 6 „Signál pro opuštění
křižovatky“.
Rychlostní signál je signální obraz udávající doporučenou
rychlost v km/h.
Doba volna, doba zelené je doba trvání signálu „Volno“ na
signální skupině.
Doba volna fáze je doba trvání signálu „Volno“ na (všech)
signálních skupinách v dané fázi.
„Zelená“, „Volno“ je totéž jako „Signál volno“ na signální
skupině.
17
18
3
Uzel je místo s provozem řízeným světelným signalizačním
zařízením (například křižovatka, přechod pro chodce, přejezd přes
tramvajovou trať, úsek komunikace s řízením provozu v jízdních
pruzích, úsek komunikace s řízením obousměrného provozu
v jednom jízdním pruhu, výjezd vozidel s právem přednostní jízdy.
Detektor je všeobecně detekční zóna (oblast vyhodnocení)
daného způsobu detekce, pokud je tento pojem použit
samostatně. Ve spojení s bližší technickou specifikací je naopak
popsán technický princip detekce (například indukční smyčkový
detektor).
Smyčka je obvykle indukční smyčka, při jiných způsobech
detekce její poloha určuje detekční zónu.
19
Stopčára je vodorovná dopravní značka č. V 5 „Příčná čára
souvislá“ nebo č. V 6a „Příčná čára souvislá se symbolem Dej
přednost v jízdě!“ nebo č. V 6b „Příčná čára souvislá s nápisem
STOP“. Tloušťka stopčáry je 0,5 m.
Koordinace je takový výsledek sladění signálních plánů řadičů ve
skupině SSZ, že vozidla v koordinovaném směru projedou bez
zastavení. Rozlišujeme následující typy koordinace:
- liniová koordinace – koordinace ve skupině SSZ, umístěných za
sebou (tzn. v linii),
- obousměrná koordinace – koordinace ve skupině SSZ pro
protisměrné směry jízdy,
- plošná koordinace – koordinace ve skupině SSZ, která není
prostorově rozmístěna pouze v linii, ale jsou v ní koordinovány
20 i
jiné dopravní proudy než náležející k liniové koordinaci.
Situační plán křižovatky se SSZ (značky dle ČSN 73 6021)
Návěstidla SSZ
Druhy světelných signálů:
- pro vozidla
- pro chodce
- pro tramvaje
- pro cyklisty
Světelné signály se zobrazují na návěstidlech.
Použití a umístění návěstidel stanovuje ČSN 73 6021.
21
22
Signály tříbarevné soustavy s plnými kruhovými signály
(tzv. plné signály) S 1a až S 1c
Opakovací
návěstidlo má
shodný signální
obraz s příslušným
základním
návěstidlem
23
24
4
...
...
Opakovací
návěstidlo má
shodný signální
obraz s příslušným
základním
návěstidlem
25
Signály tříbarevné soustavy se světly se směrovými šipkami
(tzv. směrové signály) S 2a až S 2c a S 3a až S 3c
26
...
Použití signálu žlutého světla ve tvaru chodce S 4,
který doplňuje zelenou směrový signál
27
...
28
...
29
30
5
...
...
31
Příklad použití opakovacího návěstidla
32
Příklad použití výstražné dopravní značky A 10 „Světelné signály“
33
34
Příklady SSZ ze zahraničí
Umístění návěstidel pro vozidla - tříbarevná soustava:
- v rovině kolmé ke směru jízdy
min. 2 m za příčnou čarou souvislou V5 (ve směru jízdy)
- ve směru horizontálním
max. 2 m od okraje obrubníku nebo krajnice (vně vozovky)
- je-li za příčnou čarou souvislou přechod pro chodce,
doporučuje se návěstidlo v rovině procházející středem
přechodu. Toto uspořádání umožňuje použít stejné stožáry
pro návěstidla jak pro vozidla, tak i pro chodce.
- návěstidlo signálu tříbarevné soustavy lze umístit i
v křižovatce
35
36
USA
(zdroj: Petr Konečný)
6
37
USA
(zdroj: Petr Konečný)
38
USA
Alternativní řešení SSZ v ČR
(zdroj: Petr Konečný)
Doplňková zelená šipka S 5
39
40
Signál přerušovaného žlutého světla S 7
Signál pro opuštění křižovatky S 6 s kontrastním rámem
41
42
7
Signál přerušovaného žlutého světla ve tvaru chodce
Signál žlutého světla ve tvaru chodce S 4
43
Rychlostní signál S 12a a S 12b
44
Signály pro řízení provozu
v jízdním pruhu
se střídavým směrem jízdy S 8a a S 8b
45
Světelné šipky a světelný kříž S 8c až S 8e
46
Signál dvou vedle sebe umístěných střídavě přerušovaných světel S 13
„Světelná šipka vlevo“ č. S 8c –
přikazuje opustit jízdní pruh nebo
objíždět překážku jen vlevo,
„Světelná šipka vpravo“ č. S 8d –
přikazuje opustit jízdní pruh nebo
objíždět překážku jen vpravo,
„Světelný kříž“ č. S 8e – označuje
překážku provozu na pozemních
komunikacích vedle vozovky.
47
48
8
Dvoubarevná soustava se signály pro chodce S 9a a S 9b
Umístění návěstidel pro chodce - dvoubarevná soustava:
- umísťuje se na protilehlém chodníku (případně ostrůvku)
ve směru chůze tak, aby bylo dobře viditelné chodci
stojícími před přechodem
- poloha uprostřed (nebo na pravé straně) přechodu
- může být na společném stožáru s návěstidly pro vozidla
49
Tříbarevná soustava se signály pro cyklisty S 10a až S 10c
50
Tříbarevná soustava se signály pro chodce a cyklisty S 11a až S 11c
51
Signály pro tramvaje S 15a až S 15g
52
Ostatní zařízení SSZ
53
54
9
55
56
Situační plán křižovatky se SSZ (značky dle ČSN 73 6021)
57
58
… jen na doplnění …
… další světelné signály dle vyhlášky č. 30/2001 Sb. …
… křižovatek se netýká …
59
Zdroj: Informace o dopravě v Ostravě 2008. Statutární město Ostrava.
Odbor dopravy Magistrátu města Ostravy. Vypracovaly: Ostravské
komunikace, a.s. (Dopravně inženýrská kancelář). 2009, 40 s.
60
10
DETAIL
Signální program
Signální program je program řízení SSZ, který určuje pořadí
a délku signálních dob jednotlivých světelných signálů.
Návrh signálního programu má tyto kroky:
• sestavení fázového schéma
• výpočet mezičasů
• výpočet délky cyklu
• výpočet dob jednotlivých fází
Vstupním podkladem je:
• dopravní průzkum
• podrobná situace (1:200 nebo 1:500)
• rozbor nehodovosti
62
61
Zdroj: Informace o dopravě v Ostravě 2008. Statutární město Ostrava. Odbor dopravy Magistrátu
města Ostravy. Vypracovaly: Ostravské komunikace, a.s. (Dopravně inženýrská kancelář). 2009, 40 s.
Fáze a fázové schéma
Fáze - časový interval, ve kterém mají současně volno
určité, zpravidla nekolizní dopravní pohyby na křižovatce
Fázové schéma - přiřazení dopravních pohybů
jednotlivým fázím a nejvýhodnější pořadí fází
Dopravní proudy rozlišujeme při návrhu na:
- kolizní
- bezkolizní
- podmíněně kolizní
(např. odbočování vlevo a současné volno v protisměru)
Počet fází vyplývá z rozdělení fází:
- min. 2 fáze (odboč. doprav. proudy nejsou bezkolizní)
- bezkolizní řízení min. 4 fáze (na čtyřramenné křižovatce)
min. 3 fáze (na tříramenné křižovatce)
vhodné pro slabé levé odbočení
63
vhodné pro jedno silné levé odbočení
64
vhodné pro silné levé odbočení protilehlých proudů
65
66
11
vhodné pro silná levé i pravá odbočení doprav. proudů
vhodné pro silná levá odbočení ze všech směrů
67
(bezkolizní schéma)
68
Mezičas - definice
Mezičas je časový interval od konce zelené na návěstidle pro
jeden směr po začátek doby zelené na návěstidle pro kolizní
směr.
Pořadí fází u vícefázového řízení se navrhuje tak, aby
zelené ve fázích na sebe logicky plynule navazovaly a
aby se minimalizoval součet mezičasů.
Fázový přechod - časový úsek mezi signálem volno
končící jedné fáze a signálem volno následujíc fáze.
Musí odpovídat min. mezičasům koliz. směrů ve fázích.
V tomto časovém intervalu musí poslední (vyklizující) vozidlo,
které vjelo v končící době zelené do křižovatky, bezpečně vyklidit
kolizní plochu dříve, než první vozidlo z kolizního směru, které
vjede na začátku své zelené, této kolizní plochy dosáhne.
Obdobně to platí i pro chodce.
Kolizní dopravní pohyby jsou ty vzájemné pohyby vozidel
(nebo pohyby vozidel a chodců), které se kříží nebo připojují.
69
Kolizní plocha - ta část plochy komunikace, kde se dráha
vyklizujícího vozidla nebo chodce střetává s dráhou najíždějícího
vozidla nebo chodce.
Kolizní plocha je různá pro každou
dvojici kolizních dopravních proudů.
70
Vzorce pro výpočet mezičasů
Mezičas tm [s]:
Vyklizovací doba tv [s] – doba potřebná k projetí vyklizujícího
vozidla od stopčáry (místa zastavení v křižovatce*) do kolizního
bodu na konci (začátku**) kolizní plochy, respektive doba
potřebná k chůzi vyklizujícího chodce od vstupu do vozovky
za návěstidlem na konec kolizní plochy
tv =
Jeden světelný signál často řídí provoz ve více proudech či
směrech, a proto může mezi dvěma vjezdy vzniknout více
kolizních ploch a tedy i více mezičasů (např. při společném
vjezdu pro přímý a odbočující směr). Rozhodující je pak
71
nejdelší z těchto mezičasů (Z DŮVODU BEZPEČNOSTI).
t m = t v − t n + tb
L v + l voz
vv
Lv [m] – vyklizovací dráha
lvoz [m] – délka vyklizujícího vozidla
vv [m/s] – vyklizovací rychlost
(vyklizujícího vozidla n. chodce)
72
zjednodušené schéma
12
Najížděcí doba tn [s] – doba potřebná k projetí najíždějícího
vozidla od stopčáry (místa zastavení v křižovatce*) do kolizního
bodu na začátku (konci**) kolizní plochy, respektive doba
potřebná k chůzi vstupujícího chodce od vstupu do vozovky
za návěstidlem k začátku kolizní plochy
L
tn = n
vn
Určení vyklizovacích a najížděcích drah
Lv vyklizovací dráha, tj. dráha vyklizujícího vozidla od stopčáry (místa zastavení
v křižovatce*) do kolizního bodu na konci (začátku**) kolizní plochy, respektive dráha
vyklizujícího chodce od vstupu do vozovky za návěstidlem do kolizního bodu na konci
kolizní plochy [m]; lze počítat i s vyklizovací dráhou od chodeckého tlačítka [m],
Ln najížděcí dráha, tj. dráha najíždějícího vozidla od stopčáry (místa zastavení
v křižovatce*) do kolizního bodu na začátku (konci**) kolizní plochy, respektive dráha
vstupujícího chodce od vstupu do vozovky za návěstidlem do kolizního bodu na začátku
kolizní plochy [m],
Poznámky:
* Jedná se o Lv a Ln pro vyklizovací šipky (nikoliv plné signály, které platí též pro odbočující
vozidla); i zde je možné v odůvodněných případech použít vzdálenost od stopčáry.
Ln [m] – najížděcí dráha
vn [m/s] – najížděcí rychlost
najíždějícího vozidla
(nebo vstupujícího chodce)
zjednodušené schéma
Bezpečnostní doba tb [s] – doba, v průběhu které mohou vjet
do křižovatky vozidla, která nemohou již bezpečně zastavit v době
žluté před křižovatkou.
(zohledňuje vliv pojíždění žluté po skončení zelené v souladu
s pravidly silničního provozu)
** Lv a zároveň Ln se určují na začátek kolizní plochy pouze v případě, že vozidla jedou
v kolizní ploše stejným směrem a najíždějící vozidlo má nižší rychlost než vozidlo vyklizující
(vn < vv); totéž platí pro tv a tn.
Lv a zároveň Ln se určují na konec kolizní plochy pouze v případě, že vozidla jedou
v kolizní ploše stejným směrem a najíždějící vozidlo má vyšší rychlost než vozidlo
vyklizující (vn > vv); totéž platí pro tv a tn.
Topologická orientační pomůcka - jedná se o případy, kdy kolizní plocha má 3 vrcholy.
74
73
Poznámky:
Kolizní plochy – přímo jedoucí vozidla
• měříme v ose jízdní dráhy vozidla (kolmice z kolizního bodu)
Úvo dn í list
• rychlosti vn a vv :
• pro směr přímo 9,7 m/s (35 km/h)
• pro odbočení 7,0 m/s (25 km/h)
• u kolizní plochy se 3 vrcholy, kdy vozidla jedou v kolizní ploše
stejným směrem, může dojít k těmto případům:
• vn (7,0 m/s, odbočení) < vv (9,7 m/s, přímo):
• Ln i Lv k začátku kolizní plochy
• vn (9,7 m/s, přímo) > vv (7,0 m/s, odbočení):
• Ln i Lv ke konci kolizní plochy
• vn (7,0 m/s, odbočení) = vv (7,0 m/s, odbočení):
• Ln i Lv k začátku kolizní plochy
75
Kolizní plochy – odbočující vozidla
Měří se obvykle v ose jízdní dráhy délky:
- najížděcích drah od každého vjezdu po začátek příslušné kolizní plochy
- vyklizovacích drah od vjezdu po konec příslušné kolizní plochy
Délky se měří s přesností na 0,5 m, dovoluje-li to přesnost
podkladu (digitální situace) na 0,1 m.
76
Kolizní plochy – vozidla v. chodci
Měří se obvykle v ose jízdní dráhy délky:
- najížděcích drah od každého vjezdu po začátek příslušné kolizní plochy
- vyklizovacích drah od vjezdu po konec příslušné kolizní plochy
Vyklizovací a najížděcí dráhy chodců se měří obvykle v nejdelším okraji
přechodu.
Délky se měří s přesností na 0,5 m, dovoluje-li to přesnost
podkladu (digitální situace) na 0,1 m.
Délky se měří s přesností na 0,5 m, dovoluje-li to přesnost
podkladu (digitální situace) na 0,1 m.
77
Dráhy vstupujících chodců ke kolizní ploše u obrubníku se počítají jako nulové.
78
13
Příklady schémat kolizních
ploch a měření vyklizovacích
a najížděcích drah
Standardní hodnoty pro výpočet mezičasů
79
80
Vyklizovací a najížděcí rychlosti se mohou dosazovat i
v jiných hodnotách dle konkrétních podmínek křižovatky
(např. velký podélný sklon v křižovatce, pomalá jízda
trolejbusů apod.).
Rychlosti lze zjistit přímým měřením na místě.
Hodnota bezpečnostní doby se uvažuje vždy pro toho
účastníka, který kolizní plochu vyklizuje.
(pro vyklizující
vozidlo/chodce)
81
Mezičasy - přesnost výpočtu
82
Pokud je vypočtená hodnota mezičasu záporná, do tabulky
mezičasů se zaokrouhlí na nulu:
• Výpočet mezičasů s přesností na desetinu sekundy:
1,214741... ⇒ 1,2
zjednodušené schéma
• Výsledné mezičasy se zaokrouhlují na celé sekundy:
1,2 ⇒ 1
Příklad:
• Zaokrouhlování se provádí asymetricky, zpravidla
do 0,3 s (vč.) dolů, od 0,3 s nahoru:
1,2 ⇒ 1; 1,3 ⇒ 2; 1,4 ⇒ 2
• Při nedodržení přesnosti mezivýpočtů a měření délek se
zaokrouhluje výsledná hodnota mezičasu vždy nahoru:
1,2 ⇒ 2; 1,3 ⇒ 2; 1,4 ⇒ 2
83
tv =
L v + l voz 16 + 5
=
=3s
vv
7
tn =
L n 42
=
=6s
vn
7
t m = t v − t n + t b = 3 − 6 + 2 = (− 1) s
84
14
Mezičas mezi koncem volna pro vozidla a začátkem volna
(zelené) na přechodu pro chodce, ležícím na vjezdu
za stopčárou, nesmí být nižší než délka žluté (s) + 1 (s),
tj. min. 4 sekundy
• pokud výpočtem vyjde nižší hodnota, zvýší se podle tohoto
pravidla na 4 sekundy.
85
Mezičasy - výpočet
Aby se nezapomnělo na žádný křižovatkový pohyb, je vhodné
výpočet mezičasů pro všechny pohyby v křižovatce přehledně
sestavit do výpočtové tabulky (viz dále).
příklad označení
jednotlivých pohybů
pro výpočet mezičasů
86
Výpočtová tabulka pro výpočet mezičasů
Univerzální tabulka mezičasů (viz dále) - obsahuje
přehledně sestavené mezičasy pro všechny dvojice
křižovatkových pohybů, které přicházejí na dané
křižovatce v úvahu.
Při výpočtu pevného signálního plánu můžeme totiž
v rámci posouzení zjistit, že pro optimalizaci provozu na
křižovatce by bylo vhodnější jiné uspořádání fází řízení.
Při provádění opravy pak z tabulky vyhledáme nové
hodnoty rozhodujících mezičasů.
Při dynamickém řízení SSZ jsou pro operativní změny
pořadí fází (např. pro preferenci MHD) nezbytné všechny
hodnoty mezičasů.
87
88
Výběr rozhodujícího mezičasu při změně fází (z 1. na 2.)
Univerzální tabulka mezičasů
1. fáze (vyklizuje):
volno VA, VC
2. fáze (najíždí):
volno VB, VD
z těchto hodnot
vybereme tu
největší
89
90
15
Výběr rozhodujícího mezičasu při změně fází (z 2. na 1.)
Volba optimálního pořadí fází
Vycházíme z nutnosti nejkratšího „součtového“ mezičasu tm,x
kde x ... příslušné číslo kombinace fází
2. fáze (vyklizuje):
volno VB, VD
1. fáze (najíždí):
volno VA, VC
Pro 4-fázové řízení (příklad):
z těchto hodnot
vybereme tu
největší
91
Volíme kombinaci č. 5, tj. 1-2-4-3 (tm,x = 20 s = minimum)!
92
→1 ⇒ tm,21
Vysv.: Po fázi 2 následuje fáze 1: tj. kombinace 2→
Přepočet intenzity dopravy na jednotková vozidla
(podle ČSN 73 6102 - příloha A, kap. 3.1.5)
Přepočet intenzity dopravy na jednotková vozidla - příklad
dle ČSN 73 6102
Podle skutečných podmínek na křižovatce je možno zvolit i jiné
hodnoty přepočtových koeficientů (např. pomalá jízda trolejbusů)
Viz například skriptum „Křivda, V. Organizace a řízení dopravy II. Ostrava: VŠB-TU
Ostrava, 2009. 154 s. ISBN 978-80-248-2123-8“:
- kapitola č. 1 „Zohlednění skladby dopravního proudu“
93
počet j.v. se zaokrouhluje na celé číslo
94
Minimální hodnoty signálních dob
- zelená (volno)
5s
- žlutá (pozor) před následující červenou
3s
- červená (stůj)
výpočtem z min.
délky cyklu
- žlutočervená (pozor) před následující zelenou
2s
Potřebná délka cyklu na křižovatce řízené SSZ
C = Σ tz + Σ tm
C – minimální délka cyklu (s)
tz – nutná doba zelené ve fázi (s)
tm – rozhodující mezičas mezi po sobě následujícími fázemi (s)
Výpočet dob zelených lze provádět více způsoby, např.:
- metoda saturovaného toku
- metoda spotřeby času
- metoda postupného přibližování (iterace)
Délka cyklu - nemůže být kratší než strukturální cyklus
- nemá být delší než 100 s
- max. délka při pevném cyklu 120 s
Strukturální cyklus je dán minimálními přípustnými
délkami zelených (5 s) a nejdelšími mezičasy mezi
signálními skupinami jednotlivých fází řízení křižovatky.
Pokud by výpočtem vyšly doby zelených menší než
minimální hodnoty, použije se doba minimální (5 s).
95
Doba volna pro chodce má být tak dlouhá, aby chodec
stihl dojít nejméně do poloviny délky přechodu.
96
16
Metoda saturovaného toku (podle Webstra)
Saturace=nasycení
Saturovaný tok je maximální počet vozidel, která mohou
projet profilem „stopčáry“ za jednotku času při ideálních
dopravních podmínkách.
Vyjadřuje se v jednotkových vozidlech za hodinu (j.v./h).
Základní saturovaný tok řadícího pruhu závisí pouze na
místních dopravních podmínkách (lze i snížit).
- základní Szakl (pruhu) = 1900 j.v./h
- zvýšený Szakl (pruhu) = 2000 j.v./h (v příznivých podm.)
Základní saturovaný tok vjezdu
závisí na počtu řadících pruhů pro stejný směr.
- pro jeden řadící pruh
Szakl = Szakl (pruhu)
- pro více řadících pruhů
Szakl = Σ Szakl (pruhu)
Nepočítá se pro samostatné tramvajové vjezdy.
Saturovaný tok závisí především na:
- šířce vjezdu
- podélném sklonu
- poloměru oblouku
- podílu odbočujících vozidel
Saturovaný tok vjezdu se stanoví ze základního
saturovaného toku vjezdu podle vztahu:
S = Szakl · kskl · kobl
98
97
Saturovaný tok vjezdu:
S = Szakl · kskl · kobl [j.v./h]
Koeficient sklonu - vliv podél. sklonu na saturovaný tok:
kskl = 1 – 0,02 · a
kde a je podélný sklon stoupání v % (max. a = 10)
- při vodorovné či klesání se zadává a = 0
Koeficient oblouku - vliv odbočování na saturovaný tok:
k obl =
kde
R
R + 1,5 ⋅ f
R je poloměr odbočení v m
f
podíl odbočujících vozidel z vjezdu (zlomek),
pro samostatný odbočovací pruh f = 1
99
Stupeň saturace vjezdu pro každý vjezd y = I / S
kde I je intenzita vozidel na vjezdu v j.v./h
S
saturovaný tok vjezdu v j.v./h
f=
int enzita odbočující ch vozidel [voz / h]
celková int enzita vjezdu [voz / h]
100
Efektivní zelená – produktivní doba ve fázi, po kterou
vozidla projíždějí „stopčárou“ v saturovaném toku.
z´ = zelená - ztráta při rozjezdu na zelenou + pojížděná žlutá (2 s):
z´ = z – 1 + 2 = z + 1 [s]
kde z je délka doby zelené v s
Kritický vjezd ve fázi – vybere se vjezd s nejvyšším
stupněm saturace v každé fázi cyklu
max. y
Celkový stupeň saturace – součet stupňů saturace
všech kritických vjezdů v jednotlivých fázích na křižovatce
n
Y = ∑ max y i
i =1
kde
Poloměr odbočení R - měří se v ose trajektorie, s výjimkou:
- pro vozidla jedoucí přímo R = ∞
- pro levé odbočení ze společného řadícího pruhu
v případě ovlivnění protisměrem fiktivní R = 1,5 m
- pro pravé odbočení ze samost. i společ. řadícího pruhu
při ovlivnění přecházejícími chodci fiktivní poloměr
100 osob/h
R = 6,0 m
300 osob/h
R = 4,0 m
500 osob/h
R = 2,5 m
800 osob/h
R = 1,5 m
≥ 1000 osob/h
R = 1,0 m
i je pořadové číslo i-té fáze v cyklu
n
počet fází v jednom cyklu
101
Ztrátový čas ve fázi – neproduktivní doba mezi koncem
efektivní zelené jedné fáze a začátkem efektivní zelené další
fáze, t.j. rozhodující mezičas zmenšený o rozdíl mezi efektivní a
skutečnou zelenou
l = tm – (z´ – z) = tm – (z+1 – z) = tm – 1 [s]
102
17
Celkový ztrátový čas za cyklus – součet ztrátových časů
v jednotlivých fázích
n
n
n
i =1
i =1
i =1
L = ∑ l i = ∑ (t mi − 1) = ∑ t mi − n
kde
Strukturální cyklus – součet minimálních zelených (5 s) a
rozhodujících mezičasů v jednotlivých fázích
n
C str = ∑ ( z i + t mi )
[s]
Minimální cyklus – nejkratší délka cyklu pro dané
intenzity a požadované rezervy kapacity na kritických
vjezdech ve fázích (min. Rez = 10 %)
i je pořadové číslo i-té fáze v cyklu
n
počet fází v jednom cyklu
C min =
kde
103
Optimální cyklus – pro izolovanou křižovatku a minimální
celkové zdržení vozidel
C opt =
1,5 ⋅ L + 5
1− Y
[s]
kde
L
1−Y ⋅
100
100 − Re z
[s]
L je celkový ztrátový čas za cyklus v s
Y
celkový stupeň saturace
104
Výpočet doby zelené pro izolované křižovatky – určí se
pro kritické vjezdy v jednotlivých fázích na celé sekundy
max y ⋅ (C − L )
z=
− 1 [s]
Y
Reálný cyklus – pro izolovanou křižovatku v celých 10 s
0,75 Copt < C < 1,5 Copt
[s]
i =1
L je celkový ztrátový čas za cyklus v s
Y
celkový stupeň saturace
- nemůže být kratší než strukturální cyklus
- nemá být delší než 100 s
- maximální délka při pevném cyklu 120 s
Kapacita vjezdu pro automobilovou dopravu
K = S⋅
[s]
z′
C
[j.v.]
Rezerva kapacity vjezdu pro automobilovou dopravu
I

Re z = 1 −  ⋅ 100
 K
[%]
105
106
Posouzení úrovně kvality dopravy (ÚKD)
Střední doba zdržení na vjezdu do řízené křižovatky
 (C − z )2 ⋅ S
x 2 ⋅ 3600  [s]
t w = 0, 9 ⋅ 
+
 2 ⋅ C ⋅ (S − I ) 2 ⋅ I ⋅ (1 − x ) 


pomocná proměnná
kde
x=
I ⋅C
S⋅z
I je návrhová intenzita vjezdu v j.v./h
S
saturovaný tok vjezdu v j.v./h
C
délka cyklu v s
z
délka doby zelené na vjezdu v s
107
108
18
Výpočtová tabulka
Stanovení délky řadicích pruhů
(výpočet pro každý řadící pruh samostatně)
pro Rez ≥ 0
pro Rez < 0
l pruh =
6,0
⋅ I ⋅C
3600
z′ 

l fronta =  I − S ⋅  ⋅ 6,0
C


[m]
[m/h]
podle počtu hodin (n), v nichž je Rez < 0
z′ 

l celková =  I prum − S ⋅  ⋅ 6,0 ⋅ n + l pruh [m]
C


kde
Iprum je průměrná intenzita za n hodin v j.v./h
lcelková celková nutná délka řadícího pruhu
6
délka jednotkového vozidla včetně mezery v m
109
110
111
112
Sestavení signálního plánu
114
113
19
METODA SPOTŘEBY ČASU
Koeficienty – 1/3
Výpočtové fiktivní zatížení M:
• pro každou fázi vybereme ten směr s tzv. rozhodující
intenzitou I, tj. ta největší
• je-li tato I rozdělena do více fází, tak tento směr
neuvažujeme a bereme směr s 2. nejvyšší intenzitou I
M=
I
. k . k nárůst
n
Šířkový koeficient kš:
• šířka řadícího pruhu:
• 2,75m
1,15
• 3,0-3,5m 1,00
• 3,75m
0,85
[j.v. / hod]
Koeficient sklonu kskl:
• sklonové poměry:
• stoupání:
• +3,5% 1,10
• +5,5% 1,15
• klesání
• -3,5% 0,90
• -5,0% 0,85
⇒ MI ÷ MIV pro 4 fáze
n … počet řadících pruhu tohoto směru
knárůst … nárůstový koeficient (např. 1,3)
k … výsledný koeficient faktoru omezení pro vyšetřovaný směr:
k = k š .k skl .k R .k odb .k ch .kn
115
116
Koeficienty – 2/3
Koeficienty – 3/3
Koeficient poloměru odbočování kR:
• poloměr odbočování:
• 10m
1,15
• 15m
1,10
• 30m
1,05
Koeficient chodců kch:
• intenzita chodců:
• slabá
1,05
• střední 1,10
• silná
1,15
Koeficient odbočujících kodb:
• podíl odbočujících, které jsou
v 1 řadícím pruhu s přímo jedoucími:
• 10%
1,05
• 20%
1,10
• 30% a víc 1,20
Koeficient počtu řadících pruhů
pro tentýž směr na 1 vjezdu kn:
• 2 pruhy (3,5m)
1,05
• 2 pruhy (3,0m)
1,10
• 3 pruhy (3,0m)
1,15
Součet výpočtových fiktivních zatížení (pro 4 fáze):
117
Výpočtová délka cyklu
∑ M = MI + MII + MIII + MIV [j.v. / hod]
118
Skutečná délka cyklu
• zvýšení o (5÷
÷10)%:
t
C v = ∑ m,x [s]
M
1− ∑
C = (1,05 ÷ 1,10 ).C v
[s]
Délka zelené (výpočtová)
S
Σtm,x…součet mezičasů mezi jednotlivými fázemi
pro vybranou kombinaci fází [s]
S…saturovaný tok … S = (1400÷
÷1800) j.v./hod
zv=
Saturovaný tok:
Maximální počet vozidel, která mohou projet profilem stopčáry
za jednotku času při ideálních dopravních podmínkách [j.v./hod]
119
Pro 4 fáze pak:
zv,I - pro MI
zv,II - pro MII
zv,III - pro MIII
zv,IV - pro MIV
-
C
.M
S
[s]
zI ... po zaokrouhlení nahoru
zII
zIII
zIV
120
20
Kontrolní součet:
Délka řadícího pruhu:
C = ∑ t m + z I + z II + z III + z IV
li =
Kapacita vjezdu:
Ki =
S
.zi [j.v. / hod]
C
Rezerva:

I 
R i =  1 − i .100 [%]
 Ki 
7,0
.M i .(C − z i ) [m]
3600
Délka signálu:
žlutý
zelený
červený
červený+žlutý
…3s
… min 5 s
… min 1 s
…2s
Délky cyklu:
minimální
optimální
maximální
… 30 s
… 50÷
÷80 s
… 90÷
÷120 s
Musí platit: K > I
121
Konečné výsledky:
podrobněji viz TP81/str.14/kap. 2.3.7.
Příklad signálního plánu:
123
[vlaků / hod]
• zv…počet vlaků
• INTEGER 
zv 

 18 
124
Použitá a doporučená literatura
Kapacita vjezdu pro tramvaje:

 z   3600
K tram = INTEGER  v  + 1.
 18   C

122
... nejbližší celé číslo menší než (zv/18)…tj.dolů
• Technické podmínky TP 81 Zásady pro navrhování světelných signalizačních
zařízení na pozemních komunikacích. Brno: Centrum dopravního výzkumu,
2. vydání, 2006, 130 s. ISBN 80-86502-30-9
• ČSN 73 6021 Světelná signalizační zařízení. Umístění a použití návěstidel.
1994, 24 s.
• Podklady k výuce předmětu Městské komunikace a křižovatky
– autor: doc. Ing. Ivana Mahdalová, Ph.D., Katedra dopravního stavitelství,
FAST, VŠB-TUO
• Křivda, Vladislav. Organizace a řízení dopravy II. Ostrava: VŠB-TU Ostrava,
2009. 154 s. ISBN 978-80-248-2123-8
• Křivda, Vladislav. Základy organizace a řízení silniční dopravy. Ostrava: VŠBTU Ostrava, 2006, 170 s. ISBN 80-248-1253-3 (dotisk z roku 2007 - ISBN
978-80-248-1253-3)
Rezerva kapacity vjezdu pro tramvaje:
 I

R tram =  1 − tram .100
K 

[%]
125
126
21
Kontakt
Zá vě re čn ý li st
Ing. Vladislav Křivda, Ph.D.
Fakulta dopravního stavitelství,
Fakulta stavební, VŠB – TU Ostrava
Ludvíka Podéště 1875/17; 708 00 Ostrava – Poruba
kancelář: LP-C-306
telefon: 59 732 1315
e-mail: [email protected]
http://kds.vsb.cz/krivda
127
22