DOPRAVNÍ INŽENÝRSTVÍ

Transkript

1 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ ING. MARTIN SMLÝ DOPRAVNÍ INŽENÝRSTVÍ MODUL 5 ÍZENÉ ÚROVOVÉ KIŽOVATKY ÁST 2 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

2 Dopravní inženýrství Modul 5 Ing. Martin Smlý, Brno (51) -

3 Obsah OBSAH 1 Úvod Cíle Požadované znalosti Doba potebná ke studiu Klíová slova Oznaování návstidel Oznaování signálních skupin Základní oznaení Doplující oznaení Oznaování dopravních detektor Znaky pro situaní plány Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) Metoda saturovaného toku Saturovaný tok Základní saturovaný tok Saturovaný tok vjezdu Stanovení délky cyklu Návrh strukturálního cyklu Návrh minimálního cyklu (pro zadané intenzity) Návrh optimálního a reálného cyklu pro izolované kižovatky Výpoet délek signál volno zelených Návrh zelených pro izolované kižovatky Návrh zelených pro kižovatky v koordinaci Návrh minimálních zelených (pro zadané intenzity) Posouzení návrhu Kapacita vjezd Délka adicích pruh Metoda spoteby asu Metoda postupného pibližování iteraní metoda Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce Základní údaje a popis souasného stavu Výchozí podklady a jejich zhodnocení Navržené dopravní ešení Výpoet mezias Posouzení sledu fází Stanovení dob signál volno Sestavení signálního plánu Posouzení kapacity kižovatky Posouzení délky adicích pruh Meziasy Výpoet mezias metoda (51) -

4 Dopravní inženýrství Modul Stanovení vyklizovacích a najíždcích drah Výpoet mezias dopravních pohyb Zaokrouhlování, pesnost výpotu Stanovení mezias signálních skupin Výpoet a stanovení mezias pro vymezený okruh úastník Pejezd tramvajové trat Závr Shrnutí Studijní prameny Seznam použité literatury (51) -

5 Úvod 1 Úvod Tento uební materiál je uren jako podpora vyuovaného pedmtu Dopravní inženýrství pro studenty 5. roníku kombinovaného studia odboru Konstrukce a dopravní stavby zamené na Dopravní stavby na Fakult stavební Vysokého uení technického v Brn. Uební pomcka je zpracovaná formou vhodnou pro dálkové a prezenní studium. Mimo studijních text obsahuje také samohodnotící otázky a aktivity, které by mly uícímu se studentovi pomoci se zorientovat v oblasti dopravního inženýrství. 1.1 Cíle Po absolvovaní pedmtu se pedpokládá, že budete: - znát základní zákony, vyhlášky a další právní pedpisy, - mít základní pehled o informacích v oblasti dopravního inženýrství. 1.2 Požadované znalosti Pi studiu pedmtu Praktické aplikace v pozemních komunikacích se pedpokládá, že student se orientuje v základních normách a dalších pedpisech zabývajících se silniní dopravou v extravilánu i v intravilánu. 1.3 Doba potebná ke studiu Doba potebná pro nastudování tohoto modulu se odhaduje na cca 10 hodin. 1.4 Klíová slova Svteln ízená kižovatka, signální plán, najíždcí as, vyklízecí as, zelená vlna. - 5 (51) -

6

7 Oznaování návstidel 2 Oznaování návstidel Pro oznaování návstidel signálních skupin a dopravních detektor se doporu- ují dále uvedené zásady. 2.1 Oznaování signálních skupin Signální skupiny se oznaují vždy základním oznaením (typem signálu a jeho poadím) a v nkterých pípadech i doplujícím oznaením (nap. smr pohybu). Související signály mají stejné oznaení poadí vjezdu jako hlavní signál. Je vhodné, aby stejné zásady platily v celém mst Základní oznaení Základní oznaení každého signálu je tvoeno dvma symboly, a to typem signálu a jeho poadím (poadí vjezdu). Pro oznaení typu signálu se používají velká písmena abecedy. Tab. 2.1 Tabulka xxx Typ signálu signál pro Vozidla signál pro Tramvaje signál pro Cyklisty signál pro chodce - Pší signál dvoubarevné soustavy pro ízení provozu v Jízdních pruzích signál doplkové zelené Šipky signál pro opuštní Kižovatky (vyklizovací šipka) signál perušované Žluté svtlo signál perušované Žluté svtlo ve tvaru chodce Žluté svtlo ve tvaru chodce výzvový signál pro tramvaje signál Úelové signalizace Rychlostní signál Písmeno V T C P J S K Z U R Poadí signálu se oznauje velkými písmeny (A, B, C) nebo arabskými íslicemi (1, 2,3), a to za oznaením typu signálu, a odpovídá poadí vjezdu do kižovatky. - Na jedné kižovatce se jednotlivé vjezdy oznaují postupn od zvoleného (severního) vjezdu ve smyslu otáení ve smru pohybu hodinových ruiek (nap. VA, VB, VC, VD nebo V1, V2, V3, V4). - Všechny signály na jednom vjezdu a signály s tímto vjezdem dopravn související (nap. signál vyklizovací šipky, signál doplkové zelené šipky, signál pro píslušný pechod pro chodce) se oznaují stejným poadím, jaké oznauje rozhodující typ signálu vjezdu pro - 7 (51) -

8 Dopravní inženýrství Modul 5 vozidla (nap. u rozhodujícího vjezdu VA, resp. V1, se dopravn související signály oznaí KA, SA, TA, resp. K1, S1, T1). - Je-li na jednom vjezdu více signál stejného typu (nap. smrové signály), oznaují se: rozdílným poadím ve smyslu otáení ve smru pohybu hodinových ruiek postupn (nap. VC, VD), nebo rozdílným poadím ve smyslu otáení ve smru pohybu hodinových ruiek pi zachování oznaení rozhodujících signál obvykle pímo/pímo+vlevo na rzných vjezdech postupn (nap. VA pímo, VE vlevo, VI vpravo na stejném vjezdu). Oznaení poadí ostatních dopravn souvisejících signál se opt ídí podle oznaení poadí rozhodujícího signálu na vjezdu (nap. je-li na vjezdu rozhodujícím signálem VC, pak se související signály oznaí KC, SC, TC). - Signál opakovacího návstidla (resp. Dalších návstidel stejné signální skupiny) se oznauje stejn jako signál základní a rozlišuje se: árkovaným oznaením poadí nebo pruhem (nap. základní návstidlo VA, opakovací návstidla VA, VA ), Nebo íslicí (VA1, VA2, VA3). - Signály pro chodce na dlených pechodech na výjezdech z kižovatky se oznaují poadím navazujícím na již použité poadí vjezdových ástí kižovatky (nap. ásti pechod na vjezdech VA, VB, VC, VD se oznaí podle vjezd PA, PB, PC, PD a ásti pechod na výjezdech z kižovatky se oznaí PE, PF, PG, PH, nebo vjezdy nebo smry na vjezdech vyerpaly poadí až do písmene D) Dopl ující oznaení Pi ízení pechodu postupnou signalizací se návstidla na okraji silnice oznaují podle rozhodující signální skupiny (PA, PB, PC, PD), návstidla na stedním ostrvku následnými (PE, PF, PG, PH). Pokud jsou na každé stran dlicího ostrvku i na koncích pechodu samostatné signální skupiny pro chodce (rozdílné doby signálu volno pro vstup do vozovky), pokrauje se v abeced dále (PI, PJ, PK, PL). Doplující oznaení se umísuje ped nebo za základní oznaení signálu: Tab. 2.2 Tabulka xxx ped základním oznaením signál: písmeno A Používá se pro oznaení signál ped píjezdem ke kižovatce - pedsignál (nap. ATA, AVA) pedsignál pro tramvaj lze též oznait písmenem P za základním oznaením (nap. TAP, TCP) - 8 (51) -

9 Oznaování návstidel Tab. 2.3 Tabulka xxx za základní oznaení signál: symbol/písmeno/íslice Používá se v následujících pípadech: pímo ^, S pro vyznaení smru pohybu vyjádeného signálem (smrové vlevo <, L sognály, doplkové zelené šipky, vyklizovací šipky, tramvajové signální skupiny), nap. VA^>, VB^, SA>, KB<, TC^ pro tamvajová návstidla lze použít písmenkového oznaení smru, nap. pímo+vlevo < ^ vpravo >, P TAL je identické oznaení TA<, TAS je identické oznaení TA^ pímo+vpravo ^ > íslice se používají pro rozlišení opakovacích návstidel vlevo+vpravo < > 30 km.h km.h km.h km.h pro signální znak rychlostního návstidla (pouze v zápisu do 70 km.h signálního plánu), nap. R1 40, R1 50, R km.h Poznámka 1. Oznaení poadí rychlostních signál se nevztahuje k píslušným vjezdm kižovatky a volí ho projektant podle svého uvážení. 2. Signály úelové signalizace projektant musí v nutných pípadech doplnit popisem uspoádání a požadované funkce. 2.2 Oznaování dopravních detektor V zásad platí, že se oznaují podle idla dopravních detektor pro vozidla (indukní smyky) a zvláštní detektory pro tramvaje, trolejbusy nebo autobusy (trolejové kontakty, indukní smyky, pípadn jiná idla). Tlaítka pro chodce se zakreslují do situaního výkresu, avšak se neoznaují (jejich píslušnost k ovládaným signálním skupinám je vždy jednoznan patrná ze situaního výkresu). Dopravní detektory se oznaují písmenem D, základním oznaením signálu, jehož innost ovlivují, a umístním. Napíklad vozidlový detektor na vjezdu se signálem VA bude oznaen DVA, tramvajový detektor na vjezdu se signálem TA bude oznaen DTA. Umístní detektor ve vztahu ke stopáe se oznauje následovn: umístní prvních detektor ped stopárou (co nejblíže ped stopárou proti smru jízdy) se zvláš neoznauje. Jsou-li použity i další, vzdálenjší detektory, pak se jejich umístní oznauje íslicemi 1, 2 atd., postupn proti smru jízdy. Napíklad vozidlové detektory na vjezdu se signálem VA se oznaí: - blízký (první) detektor DVA, - vzdálený detektor DVA1, - další vzdálený detektor DVA2. Pokud je na vjezdu ve stejné vzdálenosti od stopáry vedle sebe více detektor pro jednu signální skupinu (pro každý jízdní nebo adicí pruh samostatný detektor), v situaním výkresu se pak rozlišují árkovaným oznaením. Napíklad - 9 (51) -

10 Dopravní inženýrství Modul 5 blízké detektory ve tech adicích pruzích DVA, DVA, DVA, pípadn dalšími volnými íslicemi. Systém rozlišení více detektor patících stejné signální skupin je uveden jako píklad, na situaním plánu skutené kižovatky nezamnitelným zpsobem urí rozlišovací názvy projektant. Umístní detektor k detekci vozidel MHD ve vztahu ke stopáe (zpravidla nejmén dva detektory pihlašovací a odhlašovací, podle místních podmínek mže být i více detektor za sebou) je možné též oznaovat tak, že první detektor ve smru jízdy se oznaí íslicí 1, druhý íslicí 2 atd. Napíklad tramvajové detektory na vjezdu se signální skupinou TA s pedsignálem se oznaí: - vzdálený pihlašovací detektor (první ve smru jízdy) DTA1, - blízký pihlašovací detektor (druhý ve smru jízdy) DTA2, - pedbžný odhlašovací detektor v úrovni pedsignálu (tetí ve smru jízdy) DTA3, - odhlašovací detektor na stopáe (tvrtý ve smru jízdy) DTA Znaky pro situaní plány Do situaních výkres se rozmístní návstidel a ostatních zaízení SSZ ozna- uje smluvenými znakami podle SN (51) -

11 Oznaování návstidel Obr. 2.1 Znaky pro situaní plány svtelné signalizace podle SN (51) -

12 Dopravní inženýrství Modul 5 3 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) Vstupními podklady pro dopravn inženýrský výpoet signálního plánu jsou: - hodinové intenzity dopravy rozdlené podle kižovatkových pohyb a piazené jednotlivým vjezdm, - navržené fázové schéma, - tabulka mezias. 3.1 Metoda saturovaného toku Principem metody saturovaného toku (Websterovy metody) je stanovení délky cyklu a signál volno v závislosti na stupních saturace vjezd v jednotlivých fázích. Základním výpotovým obdobím pro návrh signálního plánu i pro kapacitní posouzení je vždy jedna hodina. Pi návrhu signálních plán se doporuuje používat tabulek a formulá Saturovaný tok Saturovaný tok je nejvyšší poet vozidel, která mohou projet profilem stopáry za jednotku asu pi ideálních dopravních podmínkách. Vyjaduje se v jednotkových vozidlech za hodinu [jv.h -1 ]. Saturovaný tok se nepoítá pro samostatné tramvajové vjezdy. Saturovaný tok závisí pedevším na: - šíce vjezdu, - podélném sklonu, - polomru oblouku, - podílu odboujících vozidel. Pi návrhu jsou používány následující veliiny: I intenzita vjezdu [jv.h -1 ], S saturovaný tok vjezdu [jv.h -1 ], S zakl základní saturovaný tok vjezdu [jv.h -1 ], S zakl(pruhu) základní saturovaný tok adicího pruhu [jv.h -1 ], y Y š stupe saturace vjezdu, celkový stupe saturace, šíka adicího pruhu [m], k skl koeficient sklonu (1,0 až 0,8), - 12 (51) -

13 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) k obl koeficient oblouku (1,0 až 0,4), a podélný sklon vjezdu [%], R f polomr smrového oblouku pi odboování [m], podíl odboujících vozidel z celkové intenzity vjezdu (0 až 1): f = intenzita odboujících vozidel [jv.h -1 ]/celková intenzita vjezdu [jv.h -1 ], l L z ztrátový as ve fázi [s], celkový ztrátový as za cyklus [s], délka signálu volno (zelené) [s], z délka efektivní zelené (pouze u signálních skupin pro automobilovou dopravu) [s], z min t m C C opt C str C min K minimální délka zelené pro zadané intenzity [s], mezias [s], cyklus [s], optimální cyklus [s], strukturální cyklus [s], minimální cyklus pro zadané intenzity [s], kapacita vjezdu [jv.h -1 ] na vjezdech s automobilovou dopravou, [vl.h -1 ] na tramvajových vjezdech, Rez rezerva kapacity vjezdu [%] Základní saturovaný tok Základní saturovaný tok adicího pruhu je saturovaný tok závislý pouze na místních dopravních pomrech: S zakl (pruhu) = 1900 (základní saturovaný tok), S zakl (pruhu) = 2000 (zvýšený saturovaný tok pi píznivých místních podmínkách obvykle hlavní komunikace, kvalitní povrch vozovky atd., vždy nutné individuální posouzení). Velikost základního i zvýšeného saturovaného toku je vhodné posoudit, obvykle snížit, i s ohledem na region, na poet svteln ízených kižovatek v obci a na zkušenosti i chování místních idi. Dále se stanoví základní saturovaný tok vjezdu: - je-li vjezd tvoen jedním adicím pruhem: S zakl = S zakl (pruhu) - je-li vjezd tvoen více adicími pruhy: S zakl = S zakl adicích pruh tvoících vjezd (51) -

14 Dopravní inženýrství Modul Saturovaný tok vjezdu Saturovaný tok vjezdu se stanoví ze základního saturovaného toku vjezdu podle vztahu: S = S zakl. k skl. k obl. Koeficient sklonu vyjaduje vliv podélného sklonu vjezdu na saturovaný tok: k skl = 1 0,02. a. Uvedený vztah platí pro stoupání do 10 %. V pípad vodorovného vjezdu nebo vjezdu v klesaní se zadává a = 0, pokud má vjezd stoupání vtší než 10 %, zadává se a = 10. Koeficient oblouku vyjaduje vliv polomru smrového oblouku pi odboování a podílu odboujících vozidel na saturovaný tok. Platí obecn pro odboování vpravo i vlevo: k obl R = R + 1,5 f U samostatného pruhu (vjezdu) pro odboování je f = 1. Pokud pro levé odboení existuje spolený adicí pruh s pímým smrem nebo s pravým odboením a zárove je levé odboení ovlivováno protismrem (ve stejné fázi jedou i protijedoucí vozidla odboující vlevo jim musí dávat pednost), vyjaduje se vliv dávání pednosti vozidly odboujícími vlevo na snížení kapacity vjezdu zadáním fiktivního polomru oblouku (do výpotu se zadává jednotn R = 1,5 m). V pípad, že pravé odboení (na samostatném i spoleném adicím pruhu) je výrazn ovlivováno proudem soubžn pecházejících chodc, vyjaduje se vliv dávání pednosti chodcm vozidly odboujícími vpravo na snížení kapacity vjezdu zadáním fiktivního polomru oblouku. Tento se zadává podle intenzity pecházejících chodc následovn. Tab. 3.1 Tabulka xxx intenzita chodc úrove [osob.h-1]. fiktivní polomr oblouku R [m] nízká ~ 100 6,0 stední ~ 300 4,0 vysoká ~ 500 2,5 ~ 800 1, ,0 Ve všech ostatních pípadech se zadává skutený polomr oblouku, tedy pokud: - pravé odboení (na samostatném i spoleném adicím pruhu) není výrazn ovlivováno proudem soubžn pecházejících chodc, - pro levé odboení existuje spolený adicí pruh s pímým smrem nebo s pravým odboením, ale levé odboení není ovlivováno soubžn jedoucím protismrem (protijedoucí vozidla nejedou ve stejné - 14 (51) -

15 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) fázi s levým odboením nebo nejedou, pípad vjezdu na jednosmrné komunikaci, vbec), - pro levé odboení existuje samostatný adicí pruh (pruhy) Stanovení délky cyklu I Urí se stupe saturace y = pro všechny vjezdy s automobilovou dopravou. S Ostatní vjezdy se neuvažují. V každé fázi se vybere vjezd s nejvyšším stupnm saturace (nejvyšší y), tedy kritický vjezd ve fázi. Souet saturace kritických vjezd z jednotlivých fází udává celkový stupe saturace: kde i i-tá fáze n poet fází. Y = n i= 1 max, Dále se urí ztrátový as pro každou fázi. Ztrátový as vychází z pedpokladu, že v každé fázi je produktivní, tzv. efektivní zelená (z ). Efektivní zelená (z ) je doba, po níž vozidla projíždjí stopárou v saturovaném toku. Efektivní zelená se rovná délce zelené minus asová ztráta vzniklá rozjezdem plus vliv pojíždní žluté: y i z = z + 1 [s]. Ztrátový as pro každou fázi (l) je doba mezi koncem efektivní zelené v této fázi a zaátkem efektivní zelené v následující fázi, tj. neproduktivní doba pi zmn fází. Je roven meziasu zkrácenému o rozdíl mezi efektivní a skutenou zelenou: l = t m 1 [s]. Ztrátový as pro každou fázi se uruje vždy podle skuteného meziasu mezi kritickými vjezdy (signálními skupinami) v konící a následující fázi podle strukturálního (pípadn podle již existujícího reálného nebo minimálního) signálního plánu, nikoliv z tabulky mezias. Souet ztrátových as pro každou fázi je celkový ztrátový as za cyklus: kde i i-tá fáze, n poet fází, l i n L = li = t n mi i= 1 i= 1 ztrátový as pro i-tou fázi, n [s], - 15 (51) -

16 Dopravní inženýrství Modul 5 t mi mezias mezi kritickými vjezdy (signálními skupinami) v konící (i-té) a následující fázi Návrh strukturálního cyklu Strukturální cyklus C str je cyklus s nejkratší možnou délkou cyklu vbec, danou minimálními pístupnými zelenými (5 s) a nejdelšími meziasy mezi signálními skupinami jednotlivých fází. Je nezávislý na intenzitách provozu: kde i i-tá fáze, n z i poet fází, C str = n i= 1 ( z + t ) [s], i mi minimální pístupná zelená té signální skupiny v i-té fázi, která má ze všech signálních skupin v této fázi nejdelší mezias tmi k nkteré ze signálních skupin v následující fázi. Signální plán se strukturálním cyklem se nazývá strukturální signální plán. Pro ízení se pímo nepoužívá. Reálné signální plány lze z nho snadno odvozovat prodlužováním jednotlivých fází. Je vhodným podkladem zejména pi projektování dynamického ízení Návrh minimálního cyklu (pro zadané intenzity) Minimální cyklus pro zadané intenzity C min je nejkratší možná délka cyklu pro požadovanou rezervu kapacity v % (Rez) na kritických vjezdech ve fázích. Závisí na fázovém schématu, meziasech, intenzitách a na požadované rezerv kapacity: C min pro 0 Rez < (1 Y).100 [%]. L =, Y 100 Re z Minimální cyklus se pímo pro ízení nepoužívá. Jeho výpoet je vhodným podkladem pro: - posouzení, zda dopravní ešení kižovatky vyhoví daným intenzitám. K tomu se vypoítá C min pro Rez = 0 % a vyjde-li C min > 120 s, pak SSZ kapacitn nevyhoví ani pi maximální délce cyklu a je nutné hledat jiné dopravní ešení, - rozhodování o délce cyklu pi návrhu koordinace SSZ. C min udává nejkratší možnou délku cyklu pro píslušnou kižovatku, s níž je možné uvažovat pi návrhu koordinace, aby pi daném fázovém schématu, meziasech a intenzitách kižovatka kapacitn vyhovla - 16 (51) -

17 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) se zadanou rezervou kapacity (0 až x %, na koordinovaných vjezdech se doporuuje minimální rezerva kapacity 15 % až 20 %, na ostatních, nekoordinovaných vjezdech nejmén 10 %). C min pro reálné použití nemže být kratší než strukturální cyklus. Signální plán s minimálním cyklem (pro zadané intenzity) se nazývá minimální signální plán Návrh optimálního a reálného cyklu pro izolované kižovatky Optimální cyklus C opt pro izolovanou kižovatku je takový cyklus, pi nmž je celkové zdržení náhodn pijíždjících vozidel automobilové dopravy za daných podmínek minimální. Závisí na schématu fází, meziasech a na intenzitách provozu: C opt 1,5 L + 5 =. 1 Y Optimální cyklus slouží jako základ pro návrh reálného cyklu (C) na izolované kižovatce. Vypotený C opt se v praxi asto musí upravit na reálný cyklus, a to pedevším s ohledem na tramvaje a dlouhé vyklizovací asy chodc na pechodech. Na základ vypoteného optimálního cyklu je možné navrhnout reálný cyklus v rozmezí: 0,75. C opt < C < 1.5. C opt, nebo v tomto rozmezí platí, že reálný cyklus se blíží cyklu optimálnímu a asové ztráty náhodn pijíždjících vozidel se podstatnji nemní. Reálný cyklus nemže být kratší než strukturální cyklus. Délky reálných cykl pro ízení nemají být vtší než 100 s. Výjimen lze pipustit délku cyklu do 120 s. Pi pevných délkách cykl vtších než 120 s vzrstá nadmrn zdržení a zaíná se projevovat netrplivost úastník provozu a vznikají pochybnosti, je-li SSZ vbec funkní. Pokud je to úelné, mže se pi dynamickém vícefázovém ízení s promnnou délkou cyklu použít i vtší maximální délka cyklu Výpoet délek signál volno zelených Návrh zelených pro izolované kižovatky Nejprve se urí délky zelených pro kritické vjezdy v jednotlivých fázích: y ( C L) z = 1 [s]. Y Tyto zelené kritických vjezd v jednotlivých fázích urují optimální délky jednotlivých fází signálního plánu. K vypoteným délkám zelených pro kritické vjezdy se pak podle tabulky mezi- as dopoítají (doplní) délky zelených ostatních (nekritických) vjezd auto (51) -

18 Dopravní inženýrství Modul 5 mobilové dopravy, dále délky signál volno tramvají, chodc a signál pro cyklisty Návrh zelených pro kižovatky v koordinaci Návrh se zásadn liší od postupu pro izolované kižovatky. Celkové ešení je optimální tehdy, pokud vychází z priority koordinovaných smr i za cenu ur- itého znevýhodnní píných nekoordinovaných vjezd, nebo obvykle se kvalitní koordinací dosáhne takového poklesu zdržení a zastavení v koordinovaných smrech, že i pi pípadném znevýhodnní píných nekoordinovaných vjezd se obecn celková plynulost provozu výrazn zvýší ve srovnání s izolovaným nekoordinovaným ízením. Nejprve se urí délky zelených pro koordinované smry. Navrhují se tak, aby kapacitn vyhovovaly intenzitám v koordinovaných smrech s uritou rezervou, alespo 15 % až 20 %. Dále se urí polohy zelených pro koordinované smry v signálním plánu. Tyto polohy (s eventuálním vzájemným posunem protismrných zelených) vyplývají z asov prostorové polohy koordinovaných svazk v diagramu dráha as podle navržené koordinace. Délky a polohy zelených pro koordinované smry udávají as v cyklu, nutný pro koordinaci (doba od zaátku zelené v jednom smru do konce zelené ve druhém smru, tedy jejich logický souet). as nutný pro koordinaci a k nmu píslušné meziasy se odetou od délky cyklu. Tím se získá asový prostor pro délky zelených pro píné nekoordinované vjezdy. Délky zelených pro tyto vjezdy se navrhují v rámci tohoto prostoru. Musí být pitom splnna podmínka, aby i tyto zelené kapacitn vyhovovaly s uritou rezervou, doporuuje se rezerva alespo 10 % Návrh minimálních zelených (pro zadané intenzity) Minimální zelená z min pro danou intenzitu vjezdu a délku cyklu je nejkratší možná délka pro automobilovou dopravu tak, aby kapacitn vyhovla s požadovanou rezervou Rez [%]. Uruje se podle vztahu: I C 100 z min = 1 [s], S 100 Re z pro Rez 0 [%], vypotené z min se zaokrouhlí na celé sekundy vždy nahoru. Výpoet z min je vhodným podkladem pro: - návrh zelených na SSZ v koordinaci (nejmenší šíky koordinovaných svazk, nejmenší délky zelených píných nekoordinovaných vjezd), - návrh zelených nepreferovaných vjezd v pípad, že je úelné zvýhodnit urité vjezdy (napíklad pro preferenci MHD) na úkor jiných vjezd, - návrh zelených v minimálním cyklu (pro zadané intenzity) vypoteném podle , - 18 (51) -

19 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) - stanovení mezních hodnot zelených pi projektování dynamického ízení Posouzení návrhu Kvantitativním hlediskem dopravních ešení SSZ je kapacita (výkonnost) kižovatky. Posouzení se provede tak, že se porovnají intenzity dopravy vjezd na kižovatce s kapacitami tchto vjezd a vypote se rezerva kapacity. Z tchto veliin se pak urí nejmenší píslušná délka adicích pruh pro jednotlivé smry jízdy Kapacita vjezd Jelikož kapacita vjezd na ízené kižovatce nezávisí na intenzitách kolizních proud (s výjimkou levých odboení ovlivovaných protismrem, která musí být zohlednna již pi návrhu signálního plánu), poítá se nezávisle pro každý vjezd zvláš. Výpoet se provádí podle níže uvedených vztah pro základní interval jedné hodiny. Dopravní ešení SSZ je vyhovující tehdy, jestliže na všech vjezdech je kapacita vyšší než intenzita, to znamená rezerva kapacity je vtší než 0. Kapacita vjezdu pro automobilovou dopravu: Rezerva kapacity vjezdu: Kapacita vjezdu pro tramvaje: z K = S [jv.h -1 ]. C I Re z = (1 ) 100 [%]. K z K = [INTEGER T 0 + 1] [vl.h -1 ], C z kde INTEGER je nejbližší celé íslo menší než T 0 zaokrouhlí na celé íslo vždy dol, T 0 z z, tzn. výraz T0 minimální asový odstup za sebou jedoucích tramvajových vlak [s]. Doporuené hodnoty pro T 0 : - základní 15 s, krom pípad podle následujícího bodu, - na vjezdech s jízdou tramvají proti hrotm výhybky nebo na vjezdech s výhybkami s elektrickým ovládáním a blokováním 25 s. Tyto doporuené hodnoty je vhodné upesnit ve spolupráci s provozovatelem místní dráhy, mohou se v jednotlivých pípadech znan lišit. Napíklad i na blokovaných elektricky stavných výhybkách se pi dálkovém ovládání dosahuje hodnot pod 20 s. Rezerva kapacity vjezdu pro tramvaje: T 0 se - 19 (51) -

20 Dopravní inženýrství Modul Délka adicích pruh Itram Re z = (1 ) 100 [%]. K Nejmenší píslušná délka adicích pruh se vypote pro každý adicí pruh zvláš nezávisle na použitých signálech (plné i smrové) s výjimkou adicích pruh stejného smru jízdy, které se poítají spolen. K výpotu se použije nejdelší nevržený cyklus pro ízení. Délka pruh pro odboení má být pokud možno vtší než vypotená nutná délka sousedního adicího pruhu (pro jízdu pímo), aby odboující vozidla mohla do svého adicího pruhu zajíždt bez omezení. Toto je dležité respektovat zejména pi vícefázovém ízení s použitím smrových signál. Pi náhodném píjezdu vozidel pro daný smr jízdy nebo pro ten smr jízdy, který je alespo ásten v koordinaci (má signál volno alespo ásten v asové poloze koordinovaného svazku vozidel) platí pro délku adicího pruhu: I C z 6,0 pruh = 6,0 = I ( C z ) [m]. E C 3600 Pro ty smry jízdy, v nichž zastaví všechna vozidla, platí: I pruh 6,0 = 3600 I C [m], kde I pruh nejmenší pístupná délka adicího pruhu [m], I E C intenzita [jv.h-1], poet cykl za hodinu (E = 3600 : C), délka cyklu [s], z efektivní délka zelené [s], 6,0 délka jednotkového vozidla vetn mezery [m]. Vztahy dávají správný a úplný výsledek za pedpokladu, že rezerva kapacity adicího pruhu je kladná nebo alespo nulová. Pokud je rezerva záporná, lze stanovit z potu vozidel, která kižovatkou neprojedou, délka fronty za špikovou hodinou: z I fronta = ( I S ) 6,0 [m]. C Nutná délka adicího pruhu se vypote podle potu hodin, v nichž je rezerva pro daný adicí pruh záporná: z I celkova = ( I prum S ) 6, 0 n + I pruh [m], C kde I celkova celková nutná délka adicího pruhu [m], I prum n prmrná intenzita [jv.h-1]za n hodin, poet hodin za sebou, kdy je rezerva kapacity záporná (51) -

21 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) 3.2 Metoda spoteby asu Podstatou této metody je, že se intenzita jednotlivých dopravních smr upravuje vynásobením koeficientem faktoru omezení, ímž se zohledují vlivy na zpomalení nebo na zrychlení pohybu vozidla prostorem kižovatky. Toto fiktivní, tzv. výpotové zatížení, se zavádí do výpotu délky cyklu a jednotlivých zelených fází: I k M = [jv.h -1 ], n kde M výpotové zatížení [jv.h -1 ], I intenzita uritého dopravního smru [jv.h -1 ], k n Urení koeficient (k): výsledný koeficient faktoru omezení pro pedmtný dopravní smr, poet adicích pruh tohoto smru. a) šíka adicího pruhu: 2,75 m 1,15 3,00 až 3,50 m 1,00 3,75 m 0,85 b) sklonové pomry: stoupání + 3,5 % 1,10 + 5,0 % 1,15 klesání - 3,5 % 0,90-5,0 % 0,85 c) polomr odboování: 10,00 m 1,15 15,00 m 1,10 30,00 m 1,05 d) odboující a pímo jedoucí vozidla v jednom adicím pruhu: odboujících 10,0 % 1,05 20,0 % 1,10 30,0 % a více 1,20 e) poet adicích pruh pro tentýž smr na jednom vjezdu: 2 pruhy 3,50 m 1,05 2 pruhy 3,00 m 1,10 3 pruhy 3,00 m 1,15 f) vozidla odboují souasn s pecházejícími chodci, pechod je zatížen: slab 1,00 stedn 1,10 siln 1,20-21 (51) -

22 Dopravní inženýrství Modul 5 Jestliže se pro jednu dopravní skupinu vyskytuje více druh koeficient faktoru omezení, výsledného koeficientu se dosáhne jejich vynásobením, nemá být však vyšší než nejvýše 1,43. Délka cyklu se vypote podle vzorce: kde t m M C v = 1 t m S M [s], souet rozhodujících mezias mezi jednotlivými fázemi za cyklus [s], souet výpotových zatížení rozhodujících pro každou fázi [jv.h -1 ], S saturovaný tok [jv.h -1 ], C v cyklus [s]. V rámci jedné kižovatky se uvažuje hodnota saturovaného toku konstantní, a to 1400 jv.h -1 až 1900 jv.h -1. Nižší hodnoty saturovaného toku se používají pro výpoet cyklu ízení pro obec, kde si intenzita dopravy prozatím nevyžádala pokles vstupních as vozidel, pípadn kde se svtelná signalizace teprve zavádí. Hodnotu výpotového cyklu lze zvtšit pibližn o 5 % až 10 %: C = 1,05. C v až 1,1. C v [s]. Délka zelené i-té signální skupiny se vypote podle vzorce: Z C = [s], S i M i kde M i výpotové zatížení rozhodující pro i-tou signální skupinu. Posouzení kapacity se provede pro jednotlivé vjezdy podle vzorce: kde K kapacita vjezdu [jv.h -1 ], K S = [s], C i Z i Z, C jsou hodnoty z konkrétního signálního plánu. 3.3 Metoda postupného pibližování iteraní metoda Metoda postupného pibližování spoívá v prbžném porovnávání vypoítané kapacity jednotlivých adicích pruh s píslušnými smrodatnými intenzitami provozu na kižovatce [voz.h -1 ] (51) -

23 Návrh signálního plánu (délka cyklu a signál volno) Nejprve se urí délka strukturálního cyklu z minimálních zelených a nejdelších, rozhodujících, mezias. Délka cyklu a zelených se pak postupn zvtšuje, vypoítává se kapacita, která se následn srovnává se smrodatnými intenzitami až je kapacita asi o 10 % až 20 % vyšší než smrodatné intenzity. Využívá se pitom hodnot vstupních as pro motorová vozidla podle následující tabulky 3.2. Tab. 3.2 Tabulka xxx m m > 10 a *m + 2 b *m + 4 Kde m poet vozidel za cyklus, a, b druh pohybu a prostorové uspoádání kižovatky, typ a smr jízdy pímo, kombinovaný smr pímo a vpravo, pímo a vlevo s podílem odboujících vozidel do 20 % nebo s prostorem pro hromadní vozidel, a to na kižovatce s píznivým prostorovým a rozhledovým uspoádáním a se sklonem vjezd nejvýše +4 %, typ b v ostatních pípadech. Jedná-li se o vjezd, kde je více než 20 % pomalých vozidel, prodlouží se signální doba zelené o 1 až 2 sekundy. Vlastní urení signálních dob se provádí v tabulkové úprav (píklad viz obr. C9). V 1. sloupci tabulky je uvedeno íslo fáze, pro niž se stanovuje signální doba zelené, a íslo následující fáze. Ve 2. sloupci je uvedeno oznaení signálních skupin pro vozidla, tramvaje a chodce, na nichž koní signální doba zelené (vyklizující fáze). U oznaení signální skupiny je vyznaen smr jízdy, pro nhož se uruje délka signálu volno, aby se pi dalším výpotu používalo správné tabulky vstupních as. Dále je poznamenáno, zda signální skupina má zelenou dobu i v pedešlé fázi, což je dležité pi urení rozhodujícího meziasu. Ve 3. sloupci je uvedena pro píslušný smr jízdy smrodatná hodinová intenzita provozu na adicí pruh. 4. sloupec udává minimální dobu zelené. V 5. sloupci jsou uvedeny rozhodující meziasy. Pokud je nejvtší mezias mezi pohyby, z nichž alespo jeden pohyb je ve dvou po sob jdoucích fázích, uvede se tento mezias do levé ásti sloupce a do závorky se poznaí oznaení signální skupiny, která tento pohyb ve dvou fázích umožuje. Doba zelené na této signální skupin (zpravidla chodecké) bude zkrácena ve prospch doby zelené na signálních skupinách (zpravidla vozidlových), které mají dobu zelené pouze v jedné fázi. Do pravé ásti sloupce se pak uvede nejvtší mezias mezi pohyby, které jsou pouze v jedné fázi (51) -

24 Dopravní inženýrství Modul 5 Do poznámky (23. sloupec) se uvede oznaení signální skupiny, jejíž doba zelené se realizuje ve dvou fázích a bude krácena. Jedná-li se o najíždní, krátí se doba zelené na zaátku o rozdíl mezidob uvedených v levé a pravé polovin 5. sloupce. Jedná-li se o vyklizování, krátí se doba zelené na konci o mezidobu uvedenou v levé polovin 5. sloupce. Ve sloupcích. 6 až 9 jsou uvedeny údaje charakterizující program se strukturální délkou cyklu, který zohleduje stanovené meziasy a uvažuje s minimálními zelenými dobami pro vozidla, tramvaje a chodce. Ve sloupci. 6 jsou uvedeny minimální doby fází. Jsou to jedna nejvyšší hodnoty ze sout minimální doby zelené uvedené ve 4. sloupci a dále odpovídající mezidoby uvedené v pravé polovin 5. sloupce v píslušné fázi. Souet tchto minimálních dob fází uruje minimální dobu cyklu. Délky signálu volno pi minimální délce cyklu uvedené ve sloupci. 7 se stanoví jako rozdíl minimální doby fáze (sloupec. 6) a píslušné rozhodující mezidoby (pravá polovina sloupce. 5). V pípad, že je pohyb možný i v pedešlé fázi (což je vyznaeno ve 2. sloupci), je délka signálu volno na této signální skupin urena jako souet dob obou fází (uvedených ve sloupci. 6) zmenšený o píslušnou mezidobu (levá polovina sloupce. 5). Ve sloupci. 8 je uveden poet vozidel (m), které podle tabulky vstupních as vjedou do kižovatky za píslušnou dobu zelené. Jedná-li se o vyklizení na vyklizovací šipku, pipote se jedno vozidlo. Souin potu cykl za hodinu (E) a potu vozidel (m) je roven kapacit (K = E.m) adicího pruhu pro píslušný smr pohybu (sloupec. 9). Porovnáním kapacity a smrodatné intenzity provozu uvedené ve sloupci. 3 se zjistí, které doby zelené jsou i pi minimální délce cyklu vyhovující a které se musí prodloužit. Pokud je nezbytné nkteré doby zelených prodloužit, zvolí se s pihlédnutím k disproporci mezi intenzitou a kapacitou vtší délka cyklu a prodlouží se doby fází (sloupec. 10), v nichž je zapotebí doby zelených prodloužit. Pi úprav doby fází je vhodné postupovat od fází, u nichž není anebo je pouze malá disproporce mezi intenzitou a kapacitou. Urení hodnot ve sloupcích. 11 až 13 se provede stejným zpsobem jako ve sloupcích. 7 až 9. Pomocí tabulky vstupních as se urí poet vozidel (m), které za píslušnou dobu zelené vjedou do kižovatky (sloupec. 12) a stanocí se kapacita K adicího pruhu pro píslušný smr pohybu (sloupec. 13). porovnáním kapacity a smrodatné intenzity provozu uvedené ve sloupci. 3 se zjistí, které doby zelné jsou vyhovující a které se musí dále upravovat. Tato metoda postupného pibližování se aplikuje tak dlouho, až kapacity všech adicích pruh jsou o 10 % až 20 % vyšší než odpovídající smrodatné intenzity provozu, pro nž se píslušný signální plán navrhuje. Nakonec se stanoví zelené pro zbývající signální skupiny, a to jako rozdíl doby fáze a píslušného rozhodujícího meziasu (51) -

25 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce 4 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce 4.1 Základní údaje a popis souasného stavu Provovací studie provozu svtelnými signály na kižovatce Merhautova Provazníkova v Brn je zpracována v návaznosti na studii OD obytné zóny erná Pole, z níž vyplynul požadavek na úpravu dopravního ešení kižovatky. Organizace provozu MHD a IAD v okolí kižovatky Merhautova - Provazníkova je znázornna na obrázku 4.1. Zastávky mstské hromadné dopravy nejsou v blízkosti ešené kižovatky, provoz na kižovatce tedy neovlivují. Intenzita chodeckého provozu je nízká, v blízkosti kižovatky nejsou žádné cíle pších cest. Obr. 4.1 Organizace provozu MHD a IAD Merhautova Provazníkova je kižovatkou velkého mstského okruhu (ulice Provazníkova) a mstské radiály (ulice Merhautova) s píznivým prostorovým i rozhledovým uspoádáním. Podélný sklon jednotlivých ramen kižovatky je do 2 %. Ulice Provazníkova je typruhová smrov nedlená komunikace se šíkou jízdních pruh 3,5 m. Na vjezdu do kižovatky od centra msta jsou vyznaeny - 25 (51) -

26 Dopravní inženýrství Modul 5 pouze dva adicí pruhy, z nichž jeden je uren pro vozidla odboující vlevo a druhý je spolený pro pímý smr i pro odboování vpravo. Na vjezdu do kižovatky od Husovic je provedeno rozšíení na ti adicí pruhy o šíce 3,5 m a délce 35,0 m, takže pro každý smr pohybu je k dispozici adicí pruh. Ulice Merhautova je dvoukruhová komunikace s tlesem tramvaje v ose komunikace v úrovni vozovky. Na obou vjezdech do kižovatky je provedeno rozšíení na dva adicí pruhy o šíce 3,25 m délce 35,00 m, z nichž jeden je uren pro vozidla odboující vlevo a druhý je spolený pro pímý smr i pro odboování vpravo. Na kižovatce jsou povoleny všechny smry pohyb, provoz je ízen svtelnými signály. ízení je dvoufázové se tymi signálními skupinami pro vozidla a s pti signálními skupinami pro chodce, probíhá podle dvou signálních plán s délkou cyklu 70 s pro dopravní špiku a 60 s pro dopravní sedlo. 4.2 Výchozí podklady a jejich zhodnocení Výchozí podklady pro zpracování provovací studie ízení provozu svtelnými signály na kižovatce Merhautova Provazníkova v Brn jsou: - studie OD obytné zóny erná Pole, - przkumy intenzity provozu na kižovatce. Tab. 4.1 Tabulka intenzit provozu na kižovatce - 26 (51) -

27 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce Z rozboru nehodovosti zpracovaného v rámci studie OD obytné zóny erná Pole, zejména pak z kolizního diagramu pro kižovatku Merhautova - Provazníkova, vyplynulo, že vtšina dopravních nehod byla zavinna nedáním pednosti v jízd pi odboování vlevo. Vozidla pijíždjící po ulici Provazníkov od msta a odboující vlevo na ulici Merhautov k Lesné nedala pednost protismru, piemž všechny tyto nehody se staly za provozu svtelného signalizaního zaízení. Zízení samostatné fáze pro odboení ve smru Provazníkova (msto) - Merhautova (Lesná) je navrženo proto, aby se poet tchto dopravních nehod omezil. Intenzita tramvajového provozu byla zjištna z jízdních ád Dopravního podniku msta Brna. Tab. 4.2 Tabulka xxx linka interval poet [vl.h -1 ] špika sedlo špika sedlo 5 Fuíkova tvr - Zvonaka Fuíkova tvr - Modice prmrný poet vlak za hodinu smrodatný poet vlak za hodinu Smrodatný poet vlak za hodinu je odvozen z prmrného potu vlak.h -1, stanoveného z jízdních ád, pi 30 % nerovnomrnosti píjezdu vlak tramvaje. Vzhledem k tomu, že tento smrodatný poet vlak za hodinu nedosahuje hodnoty 30 vl.h -1, není nezbytné uvažovat s píjezdem více než jednoho vlaku tramvaje za cyklus ani pi maximální délce cyklu C = 120 s. Z kapacitních dvod je tedy pro tramvaje postaující minimální signální doba zelené, tj. 5s. S ohledem na minimalizaci asových ztrát je však vhodné signální dobu zelené pro tramvaje navrhnout co nejdelší. Intenzita provozu motorových vozidel na kižovatce byla zjištna przkumy. Z výsledk tchto przkum byla odvozena tabulka intenzity provozu na kižovatce (viz obr. 4), která je podkladem pro úpravu dopravního ešení kižovatky a pro výpoet ízení provozu svtelnými signály. V tabulce jsou uvedeny hodinové intenzity provozu ve skutených vozidlech podle jednotlivých vjezd a smr pohybu v období od 5 h do 21 h prmrného pracovního dne, suma intenzit provozu na vjezdech, tj. poet vozidel, která projíždjí kižovatkou, a procento pomalých vozidel. Denní prbh intenzity provozu na kižovatce skutených i pomalých vozidel je znázornn v grafu (viz obr. 5). Smrodatné hodinové intenzity provozu pro návrh svtelného ízení byly odvozeny z hodnot uvedených v tabulce vynásobením koeficientem 1,2. Z daného prbhu intenzity provozu vyplývá, že je zapotebí kižovatku ídit temi signálními plány. Píklad výpotu je uveden pouze pro program (51) -

28 Dopravní inženýrství Modul 5 Obr. 4.2 Denní prbh intenzity provozu 4.3 Navržené dopravní ešení Stavební uspoádání kižovatky Merhautova Provazníkova zstává zachováno a je uvedeno na obrázku 6. Z tohoto stavebního uspoádání a na základ rozboru smrodatných intenzit provozu na kižovatce je navržen tífázový zpsob ízení provozu (viz obr. 7). Zvláštní fáze je urena pro vozidla pijíždjící z centrální zóny msta ulicí Provazníkova a odboující vlevo do ulice Merhautovy smrem k sídlišti Lesná. Je navržena samostatná fáze, nebo intenzita provozu v tomto smru je tém po celý den vtší než 100 voz.h -1. V ranním a odpoledním špikovém období je navržen tyfázový zpsob ízení provozu, v nmž je umožnno plynulé a bezpené odboení vozidel jedoucích od sídlišt Lesná ulicí Merhautovou vlevo do ulice Provazníkovy smrem do Husovic. Intenzita provozu v tomto smru je ve špikovém období rovnž vtší než 100 voz.h -1. Tomuto zpsobu ízení provozu odpovídá návrh rozmístní návstidel zakreslený do situace kižovatky na obrázku (51) -

29 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce Obr. 4.3 Schéma uspoádání kižovatky a rozmístní návstidel Na vjezdech. 1 (Merhautova od sídlišt Lesná) a. 3 (Merhautova od centrální oblasti msta) jsou návstidla signál pro tramvaje a základní i opakovací návstidla s plným signálem pro vozidla, doplnná na vjezdu. 1 návstidlem signálu doplkové zelené šipky pro smr vpravo. V jihovýchodní ásti kižovatky tak, aby bylo dobe viditelné z vjezdu. 1, je navrženo umístní návstidla signálu pro opuštní kižovatky. Na vjezdu. 2 (Provazníkova od Husovic) je zvýšeným ostrvkem oddlen adicí pruh pro odboování vpravo, z tohoto dvodu je zde navrženo návstidlo pro vozidla se smrovým signálem pro odboování. Pro smr pímý a odboení vlevo je uvažováno se základním a opakovacím návstidlem pro vozidla s plným signálem. Na vjezdu. 4 (Provazníkova od centrální oblasti msta) je navrženo základní i opakovací návstidlo pro vozidla se smrovým signálem pro odboování vlevo a základní i opakovací návstidlo pro vozidla s kombinovaným smrovým signálem pro pímý smr a odboování vpravo, doplnné návstidlem signálu žluté svtlo ve tvaru chodce. Umístní návstidel signálu pro chodce je navrženo na chodnících, respektive na dlicím ostrvku, pednostn v osách pechod podle umístní cizích podzemních zaízení. Je použito pojmenování signálních skupin rozdílným poadím ve smyslu otá- ení ve smru pohybu hodinových ruiek pi zachování oznaení rozhodují (51) -

30 Dopravní inženýrství Modul 5 cích signál na rzných vjezdech postupn (VA pímo, VE vlevo, VI vpravo na stejném vjezdu). 4.4 Výpoet mezias Meziasy byly stanoveny podle zásad a s použitím vyklizovacích a najíždcích rychlostí uvedených v kapitole 5. Tab. 4.3 Tabulka mezias 4.5 Posouzení sledu fází Obr. 4.4 Schéma fází Pro maximální využití kapacity kižovatky musí být neproduktivní asy, tj. souet rozhodujících mezias, co nejmenší. Sled fází však nesmí odporovat logice jízdy, tedy pravidlm silniního provozu. Srovnání možností sledu fází - 30 (51) -

31 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce je v následujících tabulkách, mezias mezi 1. fází a 2. fází se pro úely tohoto výpotu považuje za nulový. Sled fází Sled fází fáze signální skupiny mezias [s] 2-3 pro vozidla 4 pro chodce pro vozidla 8 pro chodce pro vozidla 5 pro chodce 5 fáze signální skupiny mezias [s] pro vozidla 4 pro chodce 0 pro vozidla 6 pro chodce 9 pro vozidla 3 pro chodce 14 t m = = 17 s (pouze pro vozidla) t m = = 18 s (i pro chodce) t m = = 13 s (pouze pro vozidla) t m = = 27 s (i pro chodce) Z hlediska neproduktivního asu u dlouhých cykl, kdy rozhodující meziasy jsou pouze mezi vozidly, je výhodnjší sled fází U stedních a krátkých cykl, kdy mohou být rozhodující meziasy mezi chodci a vozidly, je výhodnjší sled fází Pro úely tohoto výpotu není nutné uvažovat s vyklizovacími meziasy chodc pi konící druhé fázi, nebo je lze vykompenzovat dívjším ukonením signálu volno. 4.6 Stanovení dob signál volno Doby trvání signál volno pro jednotlivé signální skupiny byly vypoítány metodou: - saturovaného toku, - spoteby asu, - iteraní. Zpsob výpotu podle jednotlivých metod je uveden v pedešlé kapitole. Výpoet dob zelených je proveden tabulkovou formou na dalších stránkách (viz obr. C7, C8, C9). V tabulkách je uvedena i kapacita jednotlivých vjezd a procentuální využití této kapacity. U metody saturovaného toku se pi výpotu používá rozhodujících mezias pouze mezi vozidly. U krátkých cykl mohou rozhodovat i meziasy mezi chodci a vozidly a je pak nutné cyklus prodloužit. 4.7 Sestavení signálního plánu V signálním plánu jsou graficky znázornny signální obrazy jednotlivých signálních skupin pro všechny úastníky provozu. Pro sestavení signálního plánu slouží jako podklad tabulka Stanovení délek signál volno. Pi konstrukci se - 31 (51) -

32 Dopravní inženýrství Modul 5 nejprve vynesou délky jednotlivých fází a do takto pipraveného podkladu se zakreslují zaátky a konce signál volno. U metod saturovaného toku a spoteby asu se nejprve zakreslí zelené pro vozidla a následn minimální zelené pro chodce. Tyto minimální zelené pro chodce se prodlouží tak, aby bylo vyhovno píslušným meziasm. U metody iteraní jsou doby zelené pro všechna návstidla stanoveny výpotem zajišujícím vzájemné vazby, nezáleží tedy na poadí, v nmž jsou doby zelené vynášeny. U signál pro vozidla je nezbytné zaádit ped zaátkem doby zelené na dobu 2 s signální obraz erveného a žlutého signálu, za konec doby zelené signální obraz žlutého signálu, a to pi nejvyšší dovolené rychlosti do 60 km.h -1 na dobu 3 s. Signální plány programu P3 vypotené metodami saturovaného toku, spoteby asu a iteraní metodou jsou uvedeny na obrázcích C10, C11 a C Posouzení kapacity kižovatky Kapacita adicího pruhu na kižovatce je množství vozidel, které mže za hodinu vjet uritým adicím pruhem do kižovatky pi maximálním využití doby zelené. Kapacity adicích pruh pro dané délky cyklu signálních plán jsou vypoteny v tabulkách Stanovení délek signál volno, v nichž je uvedena i kapacitní rezerva adicích pruh. Vzroste-li intenzita provozu na kižovatce, bude pi ízení provozu svtelnými signály nutné prodloužit délku cyklu. Za pedpokladu, že ve špikovém období vzroste délka cyklu z navržených 73 s (výpoet metodou iterace) na maximálních 120 s, bude doba zelené a kapacita pro rozhodující pohyby následující: Tab. 4.4 Tabulka xxx fáze signální M C = 120 s E = 30 rezerva skupina [voz.h -1 ] t m z m K kapacity [%] 1-2 VC Poznámka VA KA VB VJ VH VD oznauje signální skupinu se signálem volno v uvedené i v pedcházející fázi Z uvedené tabulky je zejmé, že kapacitní rezerva kižovatky pi ízení provozu svtelnými signály je pibližn 30 %. Pi pekroení kapacity kižovatky bude nezbytná zmna dopravního ešení a stavební úprava (51) -

33 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce 4.9 Posouzení délky adicích pruh Potebná délka adicích pruh na kižovatce se stanoví ze smrodatné intenzity provozu na kižovatce, z délky cyklu a z píslušné doby zelené pomocí vztahu: M C z 7,0 I = 7,0 = M ( C z), E C 3600 kde I délka adicího pruhu [m], M množství fyzických vozidel za hodinu na jízdní pruh [voz.h -1 ], E C z poet cykl za hodinu (E = 3600 : C), délka cyklu [s], doba zelené [s], 7,0 délka vozidla vetn mezery mezi vozidly [m]. Pokud se místo fyzických vozidel za hodinu použijí jednotková vozidla za hodinu, délka vozidla vetn mezery se stanoví 6,0 m. Nerovnomrnost píjezdu vozidel není uvažována, nebo by bylo neekonomické provádt stavební úpravy adicích pruh podle intenzit a situací vyskytujících se na kižovatce pouze sporadicky. U navrhovaného signálního plánu je délka cyklu C = 73 s, smrodatné intenzity provozu a píslušné doby zelené jsou pevzaty z tabulky Stanovení délek signál volno. Odpovídající potebné délky adicích pruh jsou v tomto pípad následující. signální skupina M [voz.h -1 ] Z [s] C - z [s] I [m] I skut [m] VA VB VJ VC VD VH Z porovnání potebné délky adicích pruh a jejich stávajících délek plyne, že stavební úprava kižovatky je pro uvažovaný signální plán a pro smrodatné intenzity provozu prozatím vyhovující. Za pedpokladu, že pi zvtšení délky cyklu na 120 s vzroste kapacita adicích pruh pro rozhodující pohyby o 30 % (viz posouzení kapacity kižovatky), bude výhledov potebná jejich délka následovn. signální skupina M [voz.h -1 ] Z [s] C - z [s] I [m] I skut [m] VA VB VJ VC VD VH (51) -

34 Dopravní inženýrství Modul 5 Z porovnání potebné délky adicích pruh a jejich stávajících délek vyplývá, že pro zajištní plynulosti provozu bude výhledov nutné uvažovat s jejich prodloužením nebo se zvtšením jejich potu, pípadn se zmnou dopravního ešení kižovatky. Tab. 4.5 Stanovení délek signál volno metodou saturovaného toku Tab. 4.6 Stanovení délek signál volno metodou spoteby asu Tab. 4.7 Stanovení délek signál volno iteraní metodou - 34 (51) -

35 Píklad návrhu svtelné signalizace na kižovatce Poznámka * oznauje signální skupinu se signálem volno v uvedené i v pedcházející fází Obr. 4.5 Signální plán vypoítaný metodou saturovaného toku Obr. 4.6 Signální plán vypoítaný metodou spoteby asu - 35 (51) -

36 Dopravní inženýrství Modul 5 Obr. 4.7 Signální plán vypoítaný iteraní metodou - 36 (51) -

37 Meziasy 5 Meziasy 5.1 Výpoet mezias metoda Pro stanovení mezias platí: t m = t v t n + t b, L n t v =, Vn t n L + I V v voz =. v t m mezias, Mezias t m je doba nutná mezi koncem a zaátkem signál volno pro dva kolizní dopravní pohyby, bhem níž poslední vozidlo nebo chodec vyklizujícího dopravního pohybu staí bezpen opustit (vyklidit) kolizní plochu díve, než první (najíždjící) vozidlo nebo chodec kolizního dopravního pohybu tuto plochu dosáhne [s]. t v vyklizovací doba, Vyklizovací doba t v je doba potebná k projetí vyklizujícího vozidla od stopáry (místa zastavení v kižovatce*) do kolizního bodu na konci (za- átku**) kolizní plochy, resp. doba potebná k chzi vyklizujícího chodce od vstupu do vozovky za návstidlem na konec kolizní plochy [s]. t n najíždcí doba, Najíždcí doba t n je doba potebná k projetí najíždjícího vozidla od stopáry do kolizního bodu na zaátku (konci**) kolizní plochy, resp. doba potebná k chzi vstupujícího chodce od vstupu do vozovky za návstidlem k zaátku kolizní plochy [s]. t b bezpenostní doba, Bezpenostní doba t b je doba zohledující vliv projíždní signálu pozor vozidly v souladu s pravidly silniního provozu po skonení signálu volno [s]. L v vyklizovací dráha, Vyklizovací dráha L v je dráha vyklizujícího vozidla od stopáry do kolizního bodu na konci (zaátku**) kolizní plochy, resp. dráha vyklizujícího chodce od vstupu do vozovky za návstidlem do kolizního bodu na konci kolizní plochy [m]. Lze poítat i s vyklizovací dráhou od chodeckého tlaítka [m]. L n najíždcí dráha, - 37 (51) -

38 Dopravní inženýrství Modul 5 Najíždcí dráha L n je dráha najíždjícího vozidla od stopáry do kolizního bodu na zaátku (konci**) kolizní plochy, resp. dráha vstupujícího chodce od vstupu do vozovky za návstidlem do kolizního bodu na za- átku kolizní plochy [m]. I voz v v délka vyklizujícího vozidla [m], vyklizovací rychlost, Vyklizovací rychlost v v je rychlost vyklizujícího vozidla nebo chodce [m.s -1 ]. v n najíždcí rychlost, Najíždcí rychlost v n je rychlost najíždjícího vozidla nebo vstupujícího chodce [m.s -1 ]. Poznámka * Jedná se o L v a L n pro vyklizovací šipky (nikoliv plné signály, které platí též pro odboující vozidla). I zde je možné v odvodnných pípadech použít vzdálenost od stopáry. ** L v a zárove L n se urují na zaátek kolizní plochy pouze v pípad, že vozidla jedou v kolizní ploše stejným smrem a najíždjící vozidlo má nižší rychlost než vozidlo vyklizující. Totéž platí pro t v a t n. L v a zárove L n se urují na konec kolizní plochy pouze v pípad, že vozidla jedou v kolizní ploše stejným smrem a najíždjící vozidlo má vyšší rychlost než vozidlo vyklizující. Totéž platí pro t v a t n. Topologická orientaní pomcka jedná se o pípady, kdy kolizní plocha má ti vrcholy Stanovení vyklizovacích a najíždcích drah Pro výpoet mezias je zapotebí stanovit vyklizovací a najíždcí dráhy. Pro urení délek lze použít osy trajektorie pohybu jednotlivých proud vozidel (osy jízdních pruh) a geometricky pijatelné dráhy pes oblast kižovatky, u pechod pro chodce okraje pechod. V pípad kolizí pod ostrým úhlem nebo ve více jízdních pruzích je nezbytné uvažovat s kolizní plochou (viz obr. J1) (51) -

39 Meziasy Obr. 5.1 Vyklizující a najíždjící dráhy, kolizní plochy Do situace kižovatky se zakreslí všechny pohyby na kižovatce, které navrhované dopravní ešení umožuje, ímž jsou ureny i všechny možné kolizní body, k nimž se musí stanovit píslušné meziasy. Všechny kolizní body jednotlivých dopravních pohyb s rozlišením na kížné, pípojné a odboné je vhodné poznait do tabulky tak, aby nedošlo k pípadnému opomenutí. Tato tabulka je soumrná v potu i druhu kolizních bod podle diagonály, což usnaduje kontrolu (51) -

40 Dopravní inženýrství Modul 5 Obr. 5.2 Schéma kolizních bod Výpoet mezias dopravních pohyb Pro výpoet mezias se používají standardní hodnoty uvedené v obrázku J3. Pro signály vozidlových signálních skupin se obvykle uvažují rychlosti motorových vozidel, i pokud jejich signály platí též pro cyklisty a tramvaje. Rychlosti kolejové dopravy je nutné zjistit u místn píslušného provozovatele dráhy. Standardní hodnoty jsou použitelné pouze jako orientaní (51) -

41 Meziasy Tab. 5.1 Tabulka standardních hodnot pro výpoet mezias Vyžadují-li místní dopravní pomry, je možné použít jiné než standardní vyklizovací a najíždcí rychlosti. Mže se jednat napíklad o následující pípady: - konkrétní najíždcí a vyklizovací rychlosti nebo najíždcí a vyklizovací doby v kižovatce byly zjištny dopravním mením, - nižší rychlost tramvají (než standardní), napíklad zapíinná špatným stavem kolejového svršku, - vyšší rychlost tramvaje (než standardní), je-li na píslušných kolejových konstrukcích dovolena, - vyšší vyklizovací rychlost nekolejových vozidel (než standardní) v dsledku špatného stavu povrchu vozovky v kižovatce, - konkrétní doba jízdy tramvaje ze zastávky podle rozjezdové kivky, - pomalá jízda trolejbus v kižovatce, limitovaná stavem trolejového vedení, - sklon nivelety komunikace je vyšší než 3 %. Tvoí-li vyklizovací nebo najíždcí dráhu tramvaje dílí úseky s rznými rychlostmi (nap. jízda pes výhybku proti hrotm jazyka do odboky + oblouk o polomru menším než 25 m + kolejová kižovatka + pímá jízda), vyklizovací nebo najíždcí doba se stanoví jako souet dílích jízdních dob na úsecích s rozdílnými rychlostmi. Za výhybku se považuje úsek od hrotu jazyka k srdcovce, za kolejovou kižovatku úsek mezi první a poslední srdcovkou. Délka jízdy L v pes kolejovou konstrukci (výhybku nebo kížení) se poítá jako délka konstrukce + nejdelší provozovaná souprava v daném míst. Délka jízdy L n pes kolejovou konstrukci se poítá jako délka konstrukce + nejkratší provozovaná souprava v daném míst. U vyklizujících tramvají se pro výpoet t v používá jednotn (nezávisle na délce vlaku) délka I voz 15 m, nebo tramvaj vzhledem ke své velikosti je stží pehlédnutelná (51) -

42 Dopravní inženýrství Modul 5 Mezias mezi koncem signálu volno pro vozidla a zaátkem signálu volno na píném pechodu pro chodce ležícím na vjezdu za stopárou nesmí být nižší než délka žlutého signálu [s] + 1 [s]. Hodnota bezpenostní doby uvedená v tabulce se uvažuje pro toho úastníka provozu, který kolizní plochu vyklizuje. Signální skupiny pro cyklisty jsou podle souasné právní úpravy kolizní se všemi dopravními pohyby, které dráhu cyklist kíží, nebo se k ní napojují. Meziasy se poítají zásadn pro všechny smry jízdy všech kolizních signálních skupin s výjimkou pouze podmínn kolizních dopravních pohyb, jejichž kolize nejsou ešeny svtelnou signalizací, nýbrž pro nž platí i pi ízení svtelnou signalizací píslušná pravidla provozu na pozemních komunikacích o pednosti (v jízd): - vozidla odboující vpravo nebo vlevo x chodci pecházející pes vozovku, na niž vozidla odboují, - vozidla odboující vlevo x protijedoucí vozidla a tramvaje v obou smrech (v pípad, že pro odboující vozidla nejsou použity smrové signály), - dopravní pohyby na signál doplkové zelené šipky s výjimkou kolize s chodci na vjezdu za stopárou. Doporuuje se vypoítat i meziasy tch dopravních pohyb, pro nž nejsou signální skupiny kolizní, ale mohou se s výhodou použít pi úpravách i dopl- ování tabulky mezias, pokud tato slouží jako podklad pro bezpenostní a jisticí systém adie SSZ, napíklad: - vyklizovací šipka x píné smry, - vyklizovací šipka x pechody, které kíží dráha vozidel, - doplková šipka pro odboení vpravo x píný smr v pípad, že není pro odboení vpravo zrychlovací pruh a nepedpokládá se sou- asný svit šipky a signálu volno v pímém smru Zaokrouhlování, pesnost výpotu Meziasy se poítají s pesností na desetiny sekundy. Výsledné meziasy se stanovují s pesností na celé sekundy. Zaokrouhluje se asymetricky, zpravidla do 0,30 s dol, od 0,30 s nahoru. Hranici asymetrického zaokrouhlení lze používat v rozsahu 0,10 s až 0,30 s. Nutná pesnost mení délek a mezivýpot vyplývá z požadované pesnosti výpotu mezias na 0,10 s. Musí být o ád vyšší, tj. najíždcích i vyklizovacích dob 0,01 s a vzdáleností 0,5 m (dovoluje-li to pesnost podkladu a technologie mení, tzn. digitáln zamená situace a mení délky kivek v konstrukním programu, lze mit vzdálenosti s pesností 0,1 m). Pi nedodržení tchto podmínek by mohlo dojít k matematické chyb o velikosti až 0,10 s, která mže mít vliv na smr zaokrouhlení a tím na velikost výsledného meziasu. Není-li tato pesnost mení a mezivýpot dodržena, zaokrouhluje se vždy nahoru. Pokud je vypotená hodnota záporná, do tabulky mezias signálních skupin se zaokrouhlí na nulu (51) -

43 Meziasy Píklad výpotu mezias dopravních pohyb ke kižovatce znázornné na obrázku J2 je uveden v tabulce J4, hranice asymetrického zaokrouhlení byla stanovena na hodnotu 0,10 s. Tab. 5.2 Tabulka výpotu mezias dopravních pohyb Výpoty lze do znané míry zautomatizovat. Existují též specializované dopravn inženýrské aplikace s obdobnou funkcí, pípadn s rozšíenými možnostmi zadávání veliin (zrychlení). Z vypotených mezias se sestavuje tabulka mezias dopravních pohyb. Píklad ke kižovatce znázornné na obrázku J2 se nachází v tabulce J5. Tab. 5.3 Tabulka mezias dopravních pohyb 5.2 Stanovení mezias signálních skupin Z jednotlivých vypotených mezias dopravních pohyb se sestavuje tabulka mezias. Rozhodující mezias dvou kolizních skupin je nejvtší z mezias - 43 (51) -

44 Dopravní inženýrství Modul 5 jednotlivých dopravních pohyb. Tabulka pitom musí být univerzální pro všechny kolizní signální skupiny, tzn. pro všechny kombinace a sledy signálních skupin a fází, které jsou na kižovatce možné. Záporné meziasy se zaokrouhlí na nulu. V uvedených píkladech je použito pojmenování signálních skupin rozdílným poadím ve smyslu otáení ve smru pohybu hodinových ruiek pi zachování oznaení rozhodujících signál na rzných vjezdech postupn (VA pímo, VE vlevo, VI vpravo na stejném vjezdu). Jelikož tabulka mezias byla v tomto konkrétním pípad jediným podkladem pro programování kontrolního a jisticího systému a v dob jejího zpracování byl znám typ adie, pro nhož je ur- ena, byla zpracována pímo v technologické podob s poadím signálních skupin takovým, jaké bude zadáno v programu adie. Ze stejného dvodu je tabulka mezias signálních skupin doplnna o meziasy signálních skupin, které nejsou navzájem kolizní, ale nesmí mít signál volno spolen. Velikost doplnných mezias vyjaduje požadovaný odstup signál volno. Píklad pro osazení kižovatky ve smrech A a C smrovými signály Tabulka mezias (viz obr. J7) je stanovena pro kižovatku osazenou podle situace znázornné na obrázku J6 (schéma kolizních bod viz obr. J2, tabulka mezias dopravních pohyb viz obr. J5). Pechody pro chodce jsou ízeny postupnou signalizací. Obr. 5.3 Situace SSZ - 44 (51) -

45 Meziasy Tab. 5.4 Tabulka mezias Meziasy dopravních pohyb (viz obr. J5): - všechny KB vlevo s výjimkou KB x VD pímo a KB x VD vpravo, - SB vpravo x VC pímo, jsou pomocné, nejedná se o kolizní dopravní pohyby. Píklad pro osazení kižovatky ve smrech A a C plnými signály Tabulka mezias (viz obr. J9) je stanovena pro kižovatku osazenou podle situace znázornné na obrázku J8 (schéma kolizních bod viz obr. J2, tabulka mezias dopravních pohyb viz obr. J5). Pechody pro chodce jsou ízeny oddlenou signalizací. Obr. 5.4 Situace SSZ - 45 (51) -

46 Dopravní inženýrství Modul 5 Tab. 5.5 Tabulka mezias Meziasy dopravních pohyb (viz obr. J5): - všechny KB vlevo s výjimkou KB x VD pímo a KB x VD vpravo, - SB vpravo x VC pímo, jsou pomocné, nejedná se o kolizní dopravní pohyby; - VA pímo x VC vlevo, VA vpravo x VC vlevo, - VC pímo x VA vlevo, VC vpravo x VA vlevo, se pi sestavení tabulky mezias neuvažují, resp. je zbytené je poítat, jedná se o podmínn kolizní dopravní pohyby. 5.3 Výpoet a stanovení mezias pro vymezený okruh úastník Pejezd tramvajové trat Obr. 5.5 Situace a schéma kolizních bod - 46 (51) -

47 Meziasy SSZ pracuje v režimu trvalá zelená pro vozidla, tramvaje se hlásí v takové vzdálenosti, že jim je zajištn pi libovolném prbhu signálního plánu preferenní prjezd traovou rychlostí 50 km.h -1, a proto se s touto hodnotou poítá jako s najíždcí rychlostí. Vyklizovací rychlost vozidel byla upravena podle místních podmínek na 7 m.s -1. Hranice asymetrického zaokrouhlení byla stanovena na hodnotu 0,3 s. Tab. 5.6 Tabulka výpotu mezias Tab. 5.7 Tabulka mezias Obr. 5.6 Situace V kižovatce jsou dva cyklistické pejezdy. Dlený pechod je ízen postupnou signalizací, soubžný cyklistický pejezd je signalizován bez dlení na stedním dlicím ostrvku (51) -

48 Dopravní inženýrství Modul 5 Obr. 5.7 Schéma kolizních bod, kolizní plochy cyklist Dráhy vyklizujících vozidel i chodc jsou meny od obrubníku k obrubníku, dráhy najíždjících vozidel a vstupujících chodc ke kolizní ploše u obrubníku jsou nulové. Najíždcí dráha cyklist Cc k vyklizujícímu proudu C vlevo by mohla být mena od obrubníku u návstidla CC1 (4,3 m), prakticky se však najíždjící cyklista mže vyskytnout i na stedním ostrvku, a proto je stanovena jako mulová. Dále je též nutné urit mezias mezi proudem vozidel B vlevo a pejezdem Cc, v pípad cyklist se nejedná o podmínn kolizní dopravní pohyby, ale o kolizní dopravní pohyby. Tab. 5.8 Tabulka výpotu mezias cyklistických pohyb Hranice asymetrického zaokrouhlení byla stanovena na hodnotu 0,1 s (51) -

49 Meziasy Tab. 5.9 Tabulka mezias dopravních pohyb Tab Tabulka mezias Jedná se o základní tabulku mezias, doplnnou o nkteré pomocné meziasy (signální skupiny KB). Pokud má sloužit jako podklad pro kontrolní a jisticí obvody adie, je vhodné ji doplnit o další pomocné meziasy, napíklad signálních skupin PF a PG. Mezias CD x VD je zde zvýšen na 4 s (51) -