(světelného signalizačního zařízení) VÝPOČTY PEVNÝCH SIGNÁLNÍCH PLÁNŮ I N S T I T U T D O P R A V Y VŠB – Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní 17. listopadu 15; 708 00 Ostrava – Poruba tel.: 59 699 1283; 5210 http://www.id.vsb.cz Úvodní list Návrh SSZ (světelného signalizačního zařízení) VÝPOČTY PEVNÝCH SIGNÁLNÍCH PLÁNŮ Předmět: Organizace a řízení dopravy S-453; 4. ročník magisterského studia; 2003/2004 Připravil: Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. ...\OŘD-přednesy\SSZ-navrh.ppt

Centrum dopravního výzkumu Brno Technické podmínky TP 81 Navrhování světelných signalizačních zařízení pro řízení silničního provozu Centrum dopravního výzkumu Brno (CDV Brno) 1996 ISBN 80-902141-2-6

Fáze a fázové schéma Fáze je časový interval, ve kterém mají současně volno určité, zpravidla vzájemně nekolizní dopravní pohyby na křižovatce. Fázové schéma je přiřazení dopravních pohybů jednotlivým fázím a nejvýhodnější pořadí fází.

Třífázové schéma

Čtyřfázové schéma

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) – tzv. situační schéma rozbor nehodovosti

Mezičas (mezidoba) - definice Mezičas je časový interval od konce zelené na návěstidle pro jeden směr po začátek doby zelené na návěstidle pro kolizní směr. Kolizní dopravní pohyby jsou ty vzájemné pohyby vozidel (nebo pohyby vozidel a chodců), které se kříží nebo připojují.

Vzorce pro výpočet mezičasů 1/2 Mezičas tm [s]: Vyklizovací doba tv [s] – doba, kterou potřebuje vozidlo na projetí od stopčáry ke konci kolizní plochy (bodu), resp. kterou potřebuje chodec k chůzi od vstupu do vozovky za návěstidlem na konec kolizní plochy Najížděcí doba tn [s] – doba, kterou potřebuje první vozidlo následující fáze zelené k projetí vzdálenosti od stopčáry ke koliznímu bodu Bezpečnostní doba tb [s]– doba, v průběhu které mohou vjet do křižovatky vozidla, která nemohou již bezpečně zastavit v době žluté před křižovatkou

Vzorce pro výpočet mezičasů 2/2 Lv [m] – vyklizovací dráha Ln [m] – najížděcí dráha lvoz [m] – délka vyklizujícího vozidla vv [m/s] – vyklizovací rychlost (vyklizujícího vozidla n. chodce) vn [m/s] – najížděcí rychlost (najíždějícího vozidla n. vstupujícího chodce)

Standardní metody pro výpočet mezičasů – 1/2

Standardní metody pro výpočet mezičasů – 2/2

Výpočet mezičasů pro jednotlivé kolizní směry – 1/4 (bez ohledu na pořadí fází)

Výpočet mezičasů pro jednotlivé kolizní směry – 2/4 Tabulka pro najíždějící směr A1: ze situačního schématu standardní hodnoty výpočtem stand. hodn. výpočtem zaokrouhlit tm,skut zaokroulujeme vždy nahoru

Výpočet mezičasů pro jednotlivé kolizní směry – 3/4 Tabulky pro další najíždějící směry, např: Pro najíždějící A2 jsou vyklizující tyto kolizní směry B1, B2, B3, C1, D1, D2, P1, P3 Nutno dodělat tabulky pro další najíždějící směry: A3, B_, C_, D_, P_

Výpočet mezičasů pro jednotlivé kolizní směry – 4/4 Tabulky pro další najíždějící směry, např: Naj. směr Vyklizující kolizní směry A1 B1,B2,C2,C3,D1,D2,P1,P4 A2 B1,B2,B3,C1,D1,D2,P1,P3 A3 C1,D2,P1,P2 B1 A1,A2,C1,C2,D2,D3,P1,P2 B2 A1,A2,C1,C2,C3,D1,P2,P4 B3 A2,D1,P2,P3 C1 A2,A3,B1,B2,D1,D2,P2,P3 C2 A1,B1,B2,D1,D2,D3,P1,P3 C3 A1,B2,P3,P4 Naj. směr Vyklizující kolizní směry D1 A1,A2,B2,B3,C1,C2,P3,P4 D2 A1,A2,A3,B1,C1,C2,P2,P4 D3 B1,C2,P1,P4 P1 A1,A2,A3,B1,C2,D3 P2 A3,B1,B2,B3,C1,D2 P3 A2,B3,C1,C2,C3,D1 P4 A1,B2,C3,D1,D2,D3

Záporný mezičas Vyjde-li mezičas tm záporný, pak je tm,skut = 0 Příklad:

Tabulka mezičasů [s] …vzájemně nekolizní směry

Mezičasy pro jednotlivé kombinace fází – 1/3 vycházíme z předem zvolených fází a z tabulky mezičasů (pořadí fází však ještě neznáme – viz později) pro zjednodušení vynecháme chodce Pro fáze následující po 1. fázi: následuje fáze 2: 4-fázové schéma Směry, které najíždějí ve fázi 2 Z důvodu bezpečnosti vybíráme největší hodnotu Směry, které vyklizují ve fázi 1 Pozn.: Uvedené hodnoty jsou z jiného příkladu a tedy nesouhlasí s hodnotami uvedenými dříve!!!

Mezičasy pro jednotlivé kombinace fází – 2/3 následuje fáze 3: Směry, které vyklizují ve fázi 1 (stejné směry jako v předchozím kroku) Směry, které najíždějí ve fázi 3 následuje fáze 4: tj. kombinace 14  tm,14

Mezičasy pro jednotlivé kombinace fází – 3/3 Pro fáze následující po 2. fázi: následuje fáze 1: tj. kombinace 21  tm,21 následuje fáze 3: tj. kombinace 23  tm,23 následuje fáze 4: tj. kombinace 24  tm,24 Pro fáze následující po 3. fázi: následuje fáze 1: tj. kombinace 31  tm,31 následuje fáze 2: tj. kombinace 32  tm,32 následuje fáze 4: tj. kombinace 34  tm,34 Pro fáze následující po 4. fázi: následuje fáze 1: tj. kombinace 41  tm,41 následuje fáze 2: tj. kombinace 42  tm,42 následuje fáze 3: tj. kombinace 43  tm,43

Volba optimálního pořadí fází Vycházíme z nutnosti nejkratšího „součtového“ mezičasu tm,x kde x ... příslušné číslo kombinace fází Nejvýhodnější je kombinace č.4, tj. 1-4-3-2 (tm,x=14s=min)

METODA SPOTŘEBY ČASU 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  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:

Koeficienty – 1/3 Šířkový koeficient kš: šířka řadícího pruhu: 2,75m 1,15 3,0-3,5m 1,00 3,75m 0,85 Koeficient sklonu kskl: sklonové poměry: stoupání: +3,5% 1,10 +5,5% 1,15 klesání -3,5% 0,90 -5,0% 0,85

Koeficienty – 2/3 Koeficient poloměru odbočování kR: poloměr odbočování: 10m 1,15 15m 1,10 30m 1,05 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

Součet výpočtových fiktivních zatížení (pro 4 fáze): Koeficienty – 3/3 Koeficient chodců kch: intenzita chodců: slabá 1,05 střední 1,10 silná 1,15 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):

Výpočtová délka cyklu tm…součet mezičasů mezi jednotlivými fázemi pro vybranou kombinaci fází [s] S…saturovaný tok … S=(14001800) j.v./hod Saturovaný tok: Maximální počet vozidel, která mohou projet profilem stopčáry za jednotku času při ideálních dopravních podmínkách [j.v./hod]

Skutečná délka cyklu Délka zelené zvýšení o (510)%: Délka zelené Pro 4 fáze: zv,I - pro MI - zI zv,II - pro MII - zII zv,III - pro MIII - zIII zv,IV - pro MIV - zIV

Kontrolní součet: Kapacita vjezdu: Rezerva: Musí platit: K > I

Délka řadícího pruhu: Délka signálu: žlutý … min 3 s zelený … min 5 s (3 s) červený … 1 s červený+žlutý … 2 s   Délky cyklu: minimální … 30 s optimální … 5080 s maximální … 90120 s

METODA SATUROVANÉHO TOKU Websterova metoda Saturace=nasycení Princip metody: stanovení délky cyklu a zelených v závislosti na stupních saturace vjezdů v jednotlivých fázích Saturovaný tok: maximální počet vozidel, která mohou projet profilem stopčáry za jednotku času při ideálních dopravních podmínkách [j.v./hod]

Základní saturovaný tok řadícího pruhu saturovaný tok závislý jen na šířce řadícího pruhu pro sběrné komunikace, obousměrné, 4 a vícepruhové nebo 1-směrné, 2 a vícepruhových s v=50-60km/h s kvalitním povrchem vozovky: v ostatních případech: kde š…šířka řadícího pruhu [m] - platí pro š4m; při větší š se bere š=4m!

Základní saturovaný tok vjezdu je-li vjezd tvořen 1 řadícím pruhem:   je-li vjezd tvořen více řadícími pruhy:

Saturovaný tok vjezdu – 1/2 koeficient sklonu (10,8): a…podélný sklon vjezdu [%] koeficient oblouku (10,4):

Saturovaný tok vjezdu – 2/2 R…poloměr směrového oblouku při odbočování [m] f…podíl odbočujících vozidel z celkové intenzity vjezdu (01): pro samotný odbočovací pruh: f=1 Rfikt.=1,5m … fiktivní poloměr - používá se, existuje-li pro levý odboč. pruh společný s přímým směrem a dávají-li přednost protisměru

Stanovení délky cyklu – 1/4 stupeň saturace: v každé fázi se vybere vjezd s nejvyšším stupněm saturace (tj. ymax) – kritický vjezd fází  Y celkový stupeň saturace:

Stanovení délky cyklu – 2/4 ztrátový čas pro každou fázi: produktivní (efektivní) zelená – doba, po kterou vozidla projíždějí stopčarou v saturovaném toku: z…délka zelené 2…pojížděná žlutá (část žlutého signálu, kdy vjede poslední vozidlo) 1…reakční ztráta (zdržení rozjezdem)

Stanovení délky cyklu – 3/4 ... ztrátový čas pro každou fázi – doba mezi koncem efektivní zelené v této fázi a začátkem efekt. zelené v následující fázi, tj. neproduktivní doba při změně fází: celkový ztrátový čas za cyklus: i…i-tá fáze n…počet fází

Stanovení délky cyklu – 4/4 Délka cyklu:

Rezerva kapacity vjezdu: Doba zelené: Kapacita vjezdu: Rezerva kapacity vjezdu:

Kapacita vjezdu pro tramvaje: zv…počet vlaků ... nejbližší celé číslo menší než (zv/18)…tj.dolů Rezerva kapacity vjezdu pro tramvaje:

Příklad signálního plánu:

Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. Kontakty Závěrečný list Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. Institut dopravy, Fakulta strojní, VŠB – TU Ostrava 17. listopadu 15; 708 00 Ostrava – Poruba kancelář: A-736 telefon: 59 732 5210 e-mail: vladislav.krivda@vsb.cz http://www.id.vsb.cz/krivda http://www.id.vsb.cz http://www.id.vsb.cz/lsd