Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - řízené a mimoúrovňové křižovatky

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – řízené křižovatky (ŘK) Křižovatky mohou být řízeny (vyhláška 30/2001 Sb.): osobou oprávněnou k tomuto úkonu (policie, armáda...) pomocí světelných signalizačním zařízení (SSZ) Křižovatky nerozlišené nebo pouze rozlišené dopravní značkami (P4, P6), se považují za křižovatky neřízené viz předchozí přednášky. P4 P6

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – základní pojmy ŘK Světelné signalizační zařízení (SSZ) - je odborný název pro soustavu zařízení určených k řízení provozu na PK pomocí světelných signálů. V obecné češtině se viditelným částem zařízení určeným k zobrazování signálu (návěstidlům SSZ) obvykle říká semafory; Návěstidlo – prostředek jímž se realizují světelné signály, je základní nebo opakovací (ukazuje vždy shodný signální obraz se základním návěstidlem); Signální obraz – kombinace zhasnutých a rozsvícených světelných polí jedné signální plochy; Světelný signál – příkaz nebo informace udávaná pomocí signálních obrazů; Signální skupina – soubor signálních ploch podávající totožný signální obraz pro jeden vjezd do křižovatky. další pojmy viz ČSN – ČSN nebo TP 235

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – posouzení účelnosti řízení je nutné prokázat alespoň jednoho z kritérií pro navrhování SSZ (viz TP 81 (2006) a podrobněji dle TP 235): a) zajištění bezpečnosti provozu vozidel; b) umožnění bezpečného a kapacitního provozu chodců a cyklistů; c) dosažení požadované úrovně kvality dopravy (UKD); d) zajištění plynulosti jízdy vozidel veřejné hromadné dopravy osob. Při rozhodování o zřízení SSZ je nutno posoudit, není-li možné vyřešit bezpečnost, plynulost a požadovanou UKD jinou organizací dopravy (zjednosměrnění dopravy, odkloněním části dopravy, zákazem odbočování...) a posoudit, zda SSZ nezvýší nehodovost na křižovatce a/nebo na jiném místě sítě pozemních komunikací. Doporučení k bezpečnosti – v uplynulých 3 letech byla průměrná nehodovost 4 nehody na 1 mil. vozidel na neřízené křižovatce. Ale, kde analýzou bylo prokázáno, že jinak nehodám nelze zabránit! Lze doporučit zřizovat SSZ VŽDY!!!: přechody dětí u škol, výjezdy VHD …

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – způsoby řízení vzájemné vzdálenosti křižovatek - 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 časových variací intenzit dopravy -pevné (s pevnými signálními plány) - při ustálených intenzitách v delším časovém období -dynamické (řízení přizpůsobující se dopravě tzv. adaptivní řízení) - při proměnlivých intenzitách dopravy, preferování MHD atd. apod. kombinace obou způsobů (např. koordinované, dynamické => systémy řízení silničního provozu města např. jako SCOOT v UK, MIGRA v Praze… )

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – součásti SSZ návěstidla (s nosnými konstrukcemi); dopravní řadič - nejnižší úroveň řízení dopravy v reálném čase; kabelové rozvody; příslušenství - detektory viz dále, ruční řízení, tlačítko pro chodce, zvuková signalizace pro nevidomé, …. atd. apod. detektory: indukční smyčky (pod PK, registrují změnu magnetického pole); pasivní infračervené (PIR -nad vozovkou, měří změnu teploty); radarové detektory (měří rychlost přijíždějícího vozidla) ( ); video – detektory (kamery, bezdrátový přenos GSM signálu); vozidlové měřiče pohybu; a dal.…(viz také podrobněji přednáška dopravní průzkumy). Riga, 2007

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – Světelný signál Světelný signál – (viz výše) se při řízení silničního provozu vymezuje pro vozidla a vymezený okruhu účastníků (tj. pro chodce, tramvaje, cyklisty). Světelné signály se dělí (viz také vyhlášky č. 30/2001 Sb.): tříbarevné soustavy (s plnými či směrovými signály); přerušované žluté světlo; doplňkové zelené šipky (č.S.5); signál pro opuštění křižovatky; žluté nebo přerušované žluté světlo ve tvaru kráčejícího chodce; rychlostní signál (udává doporučenou rychlost v km/h); pro řízení v jízdním pruhu se střídavým směrem jízdy; účelová (vjezd tramvaje, vjezd vozidel s předností, řízení provozu v jednom pruhu) ( ) – za tyto signály je vězení……

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – rozhodnutí o zřízení SSZ SSZ je účelné, dosáhne-li minimální intenzita silničního provozu, v průměru 8 dopravně nejvíce zatížených hodin dne na hlavní a vedlejší komunikaci, vyšších hodnot než stanoví přípustné intenzity neřízených křižovatek dle TP 81

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I.. – rozhodnutí o zřízení SSZ SSZ je účelné, dosáhne-li minimální intenzita silničního provozu na přechodu pro chodce, v průměru 8 dopravně nejvíce zatížených hodin dne, hodnot vyšších než jsou hodnoty: * Přednost chodců na značených přechodech! 850 voz/hod Dvouproudá, jednosměr. komunikace nebo dvoupruh. Jízdní pás směrově rozdělené komunikace 750 voz/hod Dvoupruh. obousměrná komunikace 700 voz/hod Třípruh. jednosměr. komunikace 500 voz/hod Čtyřpruh. směrově nerozdělená komunikace 1700 voz/hod Čtyřpruh. směrově rozdělená komunikace

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Návrh signálního plánu SSZ 1.Rozdělení fází 2.Počet fází 3.Pořadí fází 4.Mezičasy 5.Délka cyklu 6.Doby volna 7.Okrajové podmínky 8.Sestavení signálního plánu Postup návrhu a ukázky postupu jsou použity z TP 81

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – pojmy návrhu SSZ Efektivní zelená – je délka (doba) zeleného signálu „volno“ zkrácená o časovou ztrátu vzniklou pomalejším rozjezdem prvních vozidel a prodloužená o vliv pojíždění žluté (TP 235); Fáze – část cyklu vyznačující se tím, že jeden nebo více dopravních proudů má signál „Volno“ (ČSN); Dělená fáze – základní fáze, modifikovaná dle dopravního řešení, přičemž vždy vychází ze základní fáze (ČSN); Interval – část doby cyklu během které se nemění signální obraz. V jedné době cyklu je několik intervalů. (ČSN); Délka cyklu – čas potřebný pro kompletní přechod posloupnosti světelných signálů do výchozího stavu. (Součet nutných dob signálů „Volno“ a rozhodujících mezičasů příslušných k jednotlivým signálům volno); Offset – časový rozdíl mezi začátkem zelené fáze dvou křižovatek (u více ŘK je definován jako referenční časový bod základní křižovatky a k němu se vztahují ostatní SSZ).

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 1. a 2. Rozdělení a počet fází Dvoufázové řízení s mezifází Dvoufázové řízení Čtyřfázové řízení Dvoufázové řízení – slabá I na 1paprsku

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad.3. Pořadí fází SSZ Typ signálu VozidlaV TramvajeT CyklistiC ChodciP … Pořadí signálů A,B,C nebo 1,2,3,…dle pořadí zvoleného vjezdu (severního) postupně dle směru hodinových ručiček Pořadí fází u vícefázového řízení se navrhuje tak, aby zelené ve fázích na sebe logicky plynule navazovaly a aby se minimalizoval součet mezičasů.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad.3. Pořadí fází SSZ FP - FÁZOVÝ PŘECHOD Fázový přechod - časový úsek mezi signálem volno končící jedné fáze a signálem volno následujíc fáze. Musí odpovídat min. mezičasům kolizních. směrů ve fázích!

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 4. Mezičasy Mezičas - časový interval od konce doby zelené pro jeden směr po začátek doby zelené pro kolizní směr (tj. křížení nebo připojování) VYKLIZUJE CYKLISTA, NAJÍŽDÍ VOZIDLO VYKLIZUJE TRAM, NAJÍŽDÍ VOZIDLO VYKLIZUJÍ A NAJÍŽDÍ VOZIDLA VYKLIZUJE CHODEC A NAJÍŽDÍ VOZIDLO VYKLIZUJÍ A NAJÍŽDÍ VOZIDLA VYKLIZUJE VOZIDLO A VCHÁZÍ CHODEC

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 4. Mezičasy t m = t v - t n + t b t v = (L v + l voz )/v v t n = L n /v n t m – mezičas tj. doba nutná mezi koncem a začátkem signálů volno dvoukolizních signálních skupin (bezpečně opustí…) t v – vyklizovací doba tj. potřebná k projetí vyklizujícího vozidla od příčné čáry na konec kolizní plochy (i chůze) t n – najížděcí doba, od stop čáry ke kolizní ploše (i chůze) t b – bezpečnostní doba (signál pozor) L v – vyklizovací dráha L n – najíždějící dráha l voz – délka vozidla v v – vyklizovací rychlost v n – najíždějící rychlost

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 4. Mezičasy Hodnoty vyklízení jsou tabelovány v TP 81 Pokrač. tab.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 5 Délka cyklu Délka cyklu - minimální Kde: t z = nutná doba zelené fáze t m = rozhodující (nejdelší) mezičas mezi po sobě následujícími fázemi Orientační doby cyklu dle TP 81: minimální 30 s optimální 50 – 80 sec maximální 100 s (120 s)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 6 Doby volna = zelené Doby volna se mohou navrhovat dle různých metod (TP 81): saturovaného toku (Websterova metoda) upřesnění viz též TP 235; spotřeby času; postupného přibližování – iterační metoda. Vstupní podklady: Hodinové intenzity (dle vjezdů) - výhled Navržené fázové schéma Tabulka mezičasů

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 6 Doba volna (Webster) Saturovaný tok řadícího pruhu: kde: S V – saturovaný tok vjezdu (pvoz/h) S i - saturovaný tok jednoho z řadících pruhů (pvoz/h) n p - počet řadících pruhů (1) Saturovaný tok vjezdu je součet saturovaných vjezdů jednotlivých pruhů: kde: S zákl – základní saturovaný tok = 2000 (pvoz/h) dle TP235 k skl – koeficient sklonu (1) – dle sklonu do svahu 10% = (0,96 – 0,8), rovina nebo se svahu = 1 k obl - koeficient oblouku (1) – tabelován v TP = 0,4 až 1

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 6 Doby volna (Webster) 1.Stupeň saturace se určí pro všechny vjezdy: y = I/S 2.V každé fázi se vybere vjezd s max. stupněm saturace. Součet stupně saturace kritických vjezdů je celkový stupeň saturace Y 3.Stanoví se celkový ztrátový čas za cyklus L (součet uprav. mezičasů) 4.Stanoví se reálný cyklus (doba) C ( je 0,75 až 1,5. C opt ) 5.Pro izolované křižovatky se stanoví doba zelené pro kritické vjezdy: Tyto zelené kritických vjezdů v jednotlivých fázích určují optimální délky jednotlivých fází signálního plánu. Podrobněji s uvedením vztahů viz TP 81

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 6 Doba volna (TP 235) TP 235 dále specifikují vztahy pro specifické případy kapacit vjezdu: samostatným řadícím pruhem pro levé odbočení („z hlavní“) na „stopčáře“ levého odbočení ovlivněného protisměrem Délka efektivní zelené z’ = z +1(s) při z= 5 až 7 (s) z’ = z +0,5 (s) při z = 8-10 (s) z’ = z při z více jak 11 (s) = délce zeleného signálu

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - Ad. 7. Okrajové podmínky - Ad. 8. Sestavení signálního plánu minimální hodnoty signálních dob; doba signálu pozor (žlutočervená) 2 (s); zelená pro chodce (chodec přejde alespoň polovinu přechodu); kolizní bod chodec – vozidlo (chodec by měl být na přechodu o 1-2 s dříve ); vozidlo odbočující vlevo („z hlavní “) musí mít čas na bezpečné opuštění křižovatky. Je dáno mezičasy a rozhodujícími dobami zelených. U signálního plánu s pevným řízením platí : U signálního plánu s dynamickým řízením je doba cyklu proměnná. Minimální doba cyklu (tzv. strukturální) je dána součtem rozhodujících mezičasů a minimálních dob zelených.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti 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). Doba volna pro chodce má být tak dlouhá, aby chodec stihl dojít nejméně do poloviny délky přechodu. Dopravní inženýrství I. - Ad. 8. Signální plán

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – kapacita ŘK Kapacita jednotlivých vjezdů těchto křižovatek je závislá na: délce trvání zelené fáze počtu a šířce řadících pruhů; podílu doby zelené z doby cyklu; počtu cyklů za hodinu; vlivu přecházejících chodců a vjíždění tramvají (pokud vyžadují prodloužení volného vstupu); dalších okolnostech (parkovací pruhy, podélný sklon komunikací....). Teorie kapacitních výpočtů ŘK např. viz. kapitola 9. ( )

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – kapacita ŘK Rezerva kapacity vjezdu: kde: Rez – rezerva kapacity vjezdu v (%] C V – kapacita vjezdu (pvoz/h) viz doba zelené I V – návrhová intenzita vjezdu (pvoz/h) kde: C V – kapacita vjezdu (pvoz/h) S V – saturovaný tok vjezdu (pvoz/h) z’ – délka efektivní zelené (s) t c – délka cyklu (s) Kapacita běžného vjezdu:

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – kapacita a ÚKD ŘK Kritérium pro posouzení úroveň kvality dopravy (ÚKD) je ztrátový čas vyjádřený jako střední dobou zdržení (viz přednáška Kapacitní výpočty neřízených úrovňových křižovatek) Střední doba zdržení na vjezdu do křižovatky se SSZ se stanovuje (TP 235): kde: t w – střední doba zdržení (s) t c – doba cyklu (s) z’ – délka efektivní zelené (s) C V – kapacita vjezdu (pvoz/h) I V – návrhová intenzita na vjezdu (pvoz/h) za podmínky, že C V > I V tj. rezerva kapacity vjezdu (zde uváděná v %!) kapacity je kladná Rez = (1 – I v / C v ).100

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - software návrhu ŘK Pro zpracování dopravního řešení se může použít např. software CROSS PTC je určen pro parametrické programování a nahrávání dopravních definic (vytvořených např. v systému LISA+ viz dále) do řadiče. viz ( ). Mikrosimulace VISSIM, firmy PTV (v ČR firma Cityplan s.r.o.) ( ) Pro kreslení grafických příloh (situace, fázové schéma, diagram dráha - čas, atd.) jsou používány grafické programy MicroStation nebo „stavební“ Auto- CAD. Další informace viz např. ( )

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - software návrhu ŘK LISA+ Software pro navrhování světelné signalizace Software vyvinula firma ( ) firma Schlothauer & Wauer viz také signalizace/ ( ) signalizace/ Vlastnosti: Získání vstupních dat (grafické rozhraní pro návrh křižovatky) Automatický výpočet mezičasů (grafické určení kolizních bodů) Optimalizace signálních plánů Výpočty kapacity neřízených a okružních křižovatek Posuzování podle HBS 2001 Koordinace křižovatek se zohledněním MHD Simulace provozu na křižovatkách Rozhraní k řadičům a dopravním ústřednám – přímý přenos dat Nastavení vlastních symbolů a parametrů (dle ČR)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – provoz na ŘK Doba provozu: Tehdy, kdy je u SSZ důvod k jeho provozu!!! Dle ČSN pouze v době nezbytně nutné!!! ??? Nehody !!! Při poklesu intenzit dopravy je na většině míst výhodnější neřízený provoz ??? Nehody !!! Omezení rychlosti na hlavní komunikaci v době vypnutí SSZ! ??? Nehody Řízení rychlosti - minimalizace zastavování (zelené vlny - offset) nebo dynamické (adaptivní) řízení provozu. Hluk. Akcelerace vozidel. Povrch komunikace! Správně provozovaná ŘK => bezpečná, snižující spotřebu paliv, emisí a hluku !! ( )

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. – Mimoúrovňové křižovatky (MÚK) Specifická problematika týkající se malého okruhu odborníků! TP 236 – Posuzování kapacity MÚK platné pro D, R, čtyřproudé S I. třídy, MKR pro v n ≥ 80 (km/h) Možné je použití software EDIP-MÚK nenahrazuje odborníka, ale usnadňuje práci Kapacitní posouzení se provádí pro jednotlivé střetné body MÚK (křižné, přípojné a odbočné body). Dále, pokud je metodikou stanoveno, je nutné posoudit také kapacitu větví nebo jízdního pásu hlavní komunikace. TP 236 se zabývají a posuzují: ● větev křižovatky; Stupně UKD se hodnotí ● průpletový úsek; dle vytížení a v =I/C ● místo odbočení; ve stupních A-E ● místo připojení. (viz předchozí přednášky) „Spagetti“ MÚK, Birmingham UK

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Dopravní inženýrství I. - LITERATURA 1.RŮŽIČKA M.: Přednášky - Dopravní inženýrství I., Moodle TF ČZU Praha, - každý rok aktualizované 2.SLINN M.-GUEST P.-MATTHEWS P.: Traffic Engineering Design, Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005,Oxford,, 2. ed., ISBN , 232 p. 3.Juan de Dios Ortúzar – Willumsen Luis G.: Modelling transport, John Wiley and sons. LTD, 3rd. Ed. ISBN 13: (H/B), 2006, 498 p. 4.KOČÁRKOVÁ D.- KOCOUREK J.- JACURA M.: Základy dopravního inženýrství, ČVUT Praha 2009, ISBN: , 142 s., 5.GAVULOVÁ Andrea: Vlyv aktualizácie HBS 2001 na kapacitné posúdenie neriadených križovatek, Dopravní inženýrství , ISSN: , str Křivda, Vladislav. Organizace a řízení dopravy II. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, s. ISBN : 7.Křivda, Vladislav. Základy organizace a řízení silniční dopravy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2006, 170 s. ISBN (dotisk z roku ISBN ) TP 81 (2006): „Navrhování světelných signalizačních zařízení pro řízení silničního provozu“, schváleným MD ČR v 05/1996, druhé vydání v r TP 235: „Posuzování kapacitu světelně řízených křižovatek“, ISBN , EDIP s.r.o. schváleným MD ČR v r TP 236: posuzování kapacity mimoúrovňových křižovatek, ISBN , EDIP s.r.o. schváleným MD ČR v r a příslušnými normami: ČSN Projektování křižovatek na silničních komunikacích (2007) ČSN Umístění a použití návěstidel, ČSN Světelná signalizační zařízení pro řízení silničního provozu ČSN Světelná signalizační zařízení pro zvýraznění nebezpečných míst (zrušená) ČSN EN Řízení dopravy na pozemních komunikacích – Zařízení a příslušenství – Návěstidla, ČSN EN Řízení dopravy na pozemních komunikacích – Řadiče světelných signalizačních zařízení – Funkčně bezpečnostní požadavky