Problematika stanovení kapacity mimoúrovňových křižovatek

Uložit jako PDF

Tento článek si můžete
uložit ve formátu PDF.


Obdobně jako u neřízených křižovatek (včetně okružních) se v posledních letech setkáváme i u mimoúrovňových křižovatek (MÚK) s dosažením jejich kapacity. Podle našeho názoru bude nutné i pro tento typ křižovatek revidovat metodiku posuzování její kapacity dle stávající ČSN 736102 / 1 /, kde je této problematice vymezen nejmenší prostor ze všech křižovatek. Tento článek popisuje různé způsoby výpočtu kapacity mimoúrovňových křižovatek.

1.    Úvod

Obdobně jako u neřízených křižovatek (včetně okružních) se v posledních letech setkáváme i u mimoúrovňových křižovatek (MÚK) s dosažením jejich kapacity. Podle našeho názoru bude nutné i pro tento typ křižovatek revidovat metodiku posuzování její kapacity dle stávající ČSN 736102 / 1 /, kde je této problematice vymezen nejmenší prostor ze všech křižovatek. Kapacitu MÚK určují kapacity některých jejích prvků resp. kolizních oblastí. Jedná se především o oblast úrovňovou s křižnými body, dále oblast připojování a odbočování ramp z nadřazené komunikace a pro úplnost by se měla posuzovat kapacita rampy v úseku podle následného obr. 1.

Obr. 1

V naší normě je této problematice věnován jediný článek 7.3 s obrázkem č. 23 (obr. 2) z kterého podle typu připojení a intenzity nadřazené komunikace můžeme odečíst limitní hodnotu přípojné větve.

Obr. 2

Obr. 3

Graf na obr. 24 (obr. 3) udává přípustnou intenzitu jednopruhového připojení pro různé jakosti dopravních proudů, přičemž pod „jakostí proudu “ jsou uváděny rychlosti na větvi a na nadřazené komunikaci od nejvyšší kvality 100/120 (km/h) přes 80/100 až k nejnižší kvalitě 60/90. Při nízké intenzitě nadřazené komunikace (cca 350 voz/h) můžeme odečíst maximální intenzitu přípojné větve cca 1500 voz/h při nejnižší kvalitě s rychlostí 60 km/h.

Již z tohoto krátkého příkladu je zřejmá určitá zastaralost i neúplnost naší normy a to především z evidentních důvodů, že stavy blízké kapacitě jsou v praxi doprovázeny nepoměrně nižšími rychlostmi pohybu připojovacího proudu. Měli bychom přijmout zásadu definovat kapacitu vždy v souvislosti s kvalitou provozu, definovat však globálnějším ukazatelem.

Dnes je zcela běžně používán ve výpočetních modelech např. úrovňových křižovatek ukazatel funkční úrovně ve stupních A až F. Navíc i v nově revidované normě ČSN 736101 je v metodice výpočtu kapacity stanoven obdobný kvalitativní ukazatel tzv. „ukazatel kvality dopravy“ (UKD).

Proto výzkum v rámci / 2 / byl zaměřen mj. na poznání vztahů mezi kapacitou a kvalitou dopravních proudů v prostoru MÚK. Metodou poznání bylo experimentální – přímé sledování chování vozidel a proudů v různých oblastech MÚK. Dosažené výsledky jsou zde konfrontovány s nejnovějšími zahraničními metodikami.

2. Zahraniční metodiky výpočtu kapacity

Výše zmíněné šestistupňové rozřazení dopravního proudu A – F, definující míru kvality provozu je deklarované zahraničními metodikami. Viz následující tab. č. 1.

LOS A B C D E F
g ≤0.3 ≤0.55 ≤0.75 ≤0.90 ≤1.00 ≤1.00

Rozdíl mezi americkými a německými metodami, je že americký Highway Capacity Manual / 3 / rozebírá velmi podrobně problematiku ramp mimoúrovňových křižovatek ve vztahu k odlišnostem pro více-proudé dálnice (4,6,8,10 jízdních pruhů). Zvažuje vzhledem k vyšetřované rampě – sousední předcházející / následující rampu a to zda-li se jedná o rampu vstupující nebo vystupující z dopravního proudu (připojení/odbočení). Dále vzdálenosti mezi těmito rampami a délky připojovacích a odbočovacích pruhů spolu s hodnotami dopravního proudu, které jsou podkladem pro určení úrovní kvality dopravy.

Německý HBS / 4 / při výpočtu kapacity MÚK vychází ze dvou kritických oblastí :

  • z rozhodující intenzity podél  (qm ) vjezdové / výjezdové části MÚK, zahrnující intenzitu v pravém jízdním pruhu a intenzitu rampy (případ připojení qe/ odbočení qa),
  • intenzitu hl. jízdního proudu (po směru jízdy), měřené za místem připojení/odbočení - (deklarované pro tuto oblast pomocí grafického vyjádření).

 

Na  těchto základech pak stanoví přípustné vjezdové / výjezdové intenzity pro konkrétní typová schémata ( E1 – E5 případ připojení, A1 – A4 případ odbočení) , ve vztahu k jednotlivým provozním úrovním kvality dopravy A- F.

3. Způsob sledování reálné situace

Následující dopravní data jsou založena na metodě zpracování videodetekce dopravního proudu, tj. vyhodnocovací zařízení Traficon, z kterého jsou výsledky prezentovány je založeno na získávání dat z kamerového záznamu.

Jedná se o sběr dat pomocí videokamery a následného zpracování videozáznamu, který se stává základem pro vyhodnocení následujících dopravních parametrů :

intenzita (počet vozidel na pruh), obsazenost, hustota, mezery a odstupy (průměrná časová mezera vozidel pro kategorii / pruh v 1/10 sec, průměrný rozestup v m), rozlišení klasifikace vozidel podle jejich délky v (dm). zařízení rovněž vyhodnocuje kvalitu pohybu vozidel i proudů parametrem rychlosti (km/h), kterou určí s nejvyšší možnou přesností, kdy vychází ze záběru kamery instalované v potřebné výšce nad osou jízdního pruhu.

Informace o dopravním proudu v podobě tohoto videozáznamu pořízeného v terénu je možné vyhodnotit za pomocí přenosu mezi digitálním videem a  osobním počítačem . Vyhodnocovacím zařízením Traficon lze analyzovat fundamentální vztahy mezi základními charakteristikami dopravního proudu V-H-I, tj. rychlost-hustota-intenzita,  což je objektivní a komplexní sestava pro následnéí analýzy.

4. Dopravní průzkumy

Pomocí Traficonu byly provedeny průzkumy na řadě pražských MÚK (obr. 4)

0br. 4 Přehled o sestavě sledovaných MÚK

Oblasti sledování se soustředily především na připojování a odpojování ramp. V další části se pokusíme demonstrovat některé částečné poznatky se zaměřením na výskyt kongesce v oblasti odbočení do vratné rampy.

Celou situaci lze vždy sledovat a analyzovat v časovém vývoji a změnách jednotlivých parametrů, jak prezentuje následující ukázka (ukázka je z výstupu vyhodnocení popsané výše uvedenou metodou na MÚK  5. Května – Jižní spojka případ odbočení).

Obr. 5 Schéma a základní reálný videoobraz sledovaného odbočování

Zde je patrné jak vratná rampa pro kterou nestačí odbočovací pruh způsobuje „zahlcení“ pravého jízdního pruhu a tento vliv se postupně přenáší na ostatní jízdní pruhy (jak deklarují grafy závislostí), vozidla, která nechtějí čekat , odbočují až v bezprostřední blízkosti rampy tj. ze středního jízdního pruhu.

Následující grafy závislostí rychlost – hustota (obr. 5) prezentují pokles vyšetřované rychlosti s významnou závislostí na hustotě pro hodnotu regresního koeficientu ( r ) přibližující se k hodnotě lineární závislosti.

r = 0.85 /grafy znázorňují minutový dopravní proud/

r = 0.85

r = 0.8
Obr. 5 Vztahy mezi základními charakteristikami pro různé pruhy – oblast odbočování

Následující obr. 6 ukazuje další možnost sledování dopravní situace a to pomocí časového vývoje zvoleného parametru (rychlosti) ve zvoleném  intervalu. Toto zobrazení umožňuje analyzovat v čase vývoj situace v oblasti dosahování kapacity resp.posuzovat spolupůsobení jednotlivých jízdních pruhů při rozdělování vozidel.

½ hodinový výběr

hodinový výběr
Obr. 6 Časový vývoj zvolené charakteristiky – rychlosti, ve zvoleném intervalu sledování

Závěrem

Se zmíněnými nejnovějšími zahraničními metodikami HCM, HBS jsou konfrontovány závěry analýzy provedené v / 2 /, na základě dopravních průzkumů na 29 lokalitách s prezentací kompletní sestavy V-I-H.

Zmiňovaná metoda videodetekce se zde osvědčila i vzhledem k tomu, že u MÚK je vesměs zajištěna výhodná pozice kamery na mostním objektu. Rozbor této uváděné problematiky měl pak za úkol přiblížit současný již nevyhovující způsob normatizace při stanovení výpočtu kapacit s ohledem na nárůst intenzit v silniční dopravě, prezentované jednou z nejmodernějších metod založené na bázi zpracování dat dopravního proudu pomocí videodetekce.

Na uvedených grafech závislostí veličin dopravního proudu je patrná skutečnost poklesu rychlosti v závislosti na hustotě, způsobené  přítomností odbočujících vozidel, (na grafech je patrná významná tendence k lineární závislosti). Tento vliv se dále přenáší i na ostatní jízdní pruhy hlavního směru, jak nejlépe vystihují grafy závislostí rychlost - čas, kde dochází k modelování průběhu křivek ostatních jízdních pruhů podle křivkové spojnice vyjadřující požadavek odbočení.

Oba tyto způsoby grafické prezentace poukazují na skutečnost narušení plynulosti dopravy v (MÚK) vlivem poklesu rychlosti související s manévrem odbočení, které zde způsobí následné dosažení kapacity, jak bylo zmíněno v úvodu ve vztahu k posouzení kapacity ramp podle naší ČSN. Podobně pak, jako u ČSN i u zahraničních metodik je možné setkat se s určitou neujasněností v určování kapacity komunikací: např. u německého manuálu se metodika opírá o velikosti intenzit bez hlubšího přihlédnutí k rychlostem dopravního proudu.

Naším záměrem je pokračovat v této problematice, v některém dalším čísle Silničního obzoru seznámit naší odbornou veřejnost s konkrétními dosaženými výsledky. Věříme, že přispějeme k iniciování potřebné revize výpočtové kapacity MÚK v ČSN 736102.

Použitá literatura :

/ 1 / ČSN 736102, Projektování křižovatek na silničních komunikacích, 1995

/ 2 / Memićová M., : Aplikace teorie dopravního proudu pro návrh křižovatek (Dizertační práce 2004)

/ 3 / HCM – Highway Capacity Manual, 2000

/ 4 / HBS – Handbuch fur die Bemessung von Strassenverkehrsanlangen, Forschunggesellschaft fur Strassen – und Verkehrswesen e.V.,Koln, 2001

/ 5 / Traficon nv, Belgium  (Manual Release November 2000)

Logo Centrum Dopravního Výzkumu, v.v.i.

Logo Centrum Dopravního Výzkumu, v.v.i. Centrum dopravního výzkumu v.v.i.


Komentáře

Abyste mohli přidávat komentáře, musíte být přihlášeni.

Přihlášení


Klíčová slova: kapacita, křižovatka mimoúrovňová
Popis: Obdobně jako u neřízených křižovatek (včetně okružních) se v posledních letech setkáváme i u mimoúrovňových křižovatek (MÚK) s dosažením jejich kapacity. Podle…