Validační studie Příloha č. 2 k průběžné zprávě za rok 2012

Transkript

1 Validační studie Příloha č. 2 k průběžné zprávě za rok 2012 Číslo projektu: TA Název projektu: Aplikace mikroskopických simulačních nástrojů k evaluaci a optimalizaci dopravně-inženýrských řešení silniční infrastruktury validace nástrojů a stanovení standardů Předkládá: Název organizace: AF-CityPlan s.r.o. Spoluřešitel: VUT Brno Jméno řešitele: Ing. Petr Hofhansl, PhD.

2 OBSAH 1 ÚVOD 6 2 NEŘÍZENÁ PRŮSEČNÁ KŘIŽOVATKA SUCHDOL POPIS LOKALITY PROVEDENÉ DOPRAVNÍ PRŮZKUMY Intenzita vozidel a chodců (JAMAR) Časové zdržení videoprůzkum Délka kolony ruční záznam Profilové rychlosti (radar) MODEL V SOFTWARU VISSIM Rozsah a definice modelu Kalibrace modelu Ověření potřebného počtu simulačních procesů Validace modelu Závěry MODEL V SOFTWARU AIMSUN Kalibrace modelu Ověření potřebného počtu simulačních procesů Validace modelu Závěry MODEL V SOFTWARU S-PARAMICS Kalibrace modelu Ověření potřebného počtu simulačních procesů Validace modelu Závěry OKRUŽNÍ KŘIŽOVATKA LIPŮVKA POPIS LOKALITY PROVEDENÉ DOPRAVNÍ PRŮZKUMY MODEL V SOFTWARU VISSIM Kalibrace modelu Validace intenzit na vjezdech do modelu Evropská 2589/33b, Praha 6 1

3 3.3.3 Test senzitivity modelu Závěry MODEL V SOFTWARU AIMSUN Kalibrace modelu Validace modelu Test senzitivity modelu Závěry MODEL V SOFTWARU S-PARAMICS Kalibrace modelu Validace modelu Test senzitivity modelu Závěry ZÁVĚR DŮLEŽITOST LADĚNÍ MODELU PROBLEMATIKA SBĚRU DAT PRO KALIBRACI A VALIDACI PROBLEMATIKA SIMULACE BEZ MODELU SOUČASNÉHO STAVU PROBLEMATIKA SENZITIVITY MODELU POČET SIMULAČNÍCH PROCESŮ Evropská 2589/33b, Praha 6 2

4 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1 Poloha křižovatky... 7 Obrázek 2 Směrování pěších proudů v křižovatce... 8 Obrázek 3 Pohled kamery na křižovatku Obrázek 4 Zaznamenána délka kolony Obrázek 5 Umístnění radarů pro měření profilových rychlostí Obrázek 6 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu A Obrázek 7 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu B Obrázek 8 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu C Obrázek 9 Rozsah simulačního modelu (vizualizovaná část) Obrázek 10 Detail nastavení profilů pro přednosti v jízdě Obrázek 11 Doplňkové nastavení konfliktních ploch Obrázek 12 Definice tras v modelu Obrázek 13 Definice intenzit vozidel na vjezdech do modelu Obrázek 14 Definice úseků se sníženou rychlostí (směrové oblouky) Obrázek 15 Definice tříd a typů vozidel Obrázek 16 Definice dopravního chování Obrázek 17 Definice hromadné dopravy a zastávek Obrázek 18 Histogram a popisná statistika měření rychlosti, radar B, směr Praha, špičková ranní hodina, doba měření: říjen 2012, výběr hodnot ze dvou pracovních dnů Obrázek 19 Histogram a popisná statistika simulace rychlosti, pozice radaru B, směr Praha, špičková ranní hodina Obrázek 20 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině, měření Obrázek 21 Průměrná délka kolony v jednotlivých simulačních procesech Obrázek 22 Rozsah simulačního modelu Obrázek 23 Nastavení stupně podřazenosti - provádí se pro každou dvojici křižovatkových pohybů, kterým je definován příznak (stůj,) dej přednost v jízdě. Viditelné jsou i stopčáry Obrázek 24 Zastávka v jízdním pruhu, zastávkový záliv s nesprávně najetým kloubovým autobusem a autobusová stanice s jedním stanicujícím autobusem z maximálního počtu jednoho (viz 1/1 vlevo dole) Obrázek 25 Nastavení trasy linek označováním výchozí, koncové a případně mezilehlých hran. Odmazání či přidání hrany má za následek nutnost nové definice trasy. Je-li na hraně alespoň jedna zastávka, tak právě jedna zastávka může být lince přiřazena Obrázek 26 Nastavení parametrů vozidel - rozměry, rychlost, zrychlení atd Obrázek 27 Vývoj délky kolon v jednotlivých simulacích Obrázek 28 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině Obrázek 29 Rozsah simulačního modelu Obrázek 30 Nastavení přednosti v jízdě Obrázek 31 Nastavení matice dopravních vztahů Obrázek 32 Definice parametrů hrany, např. rychlost, šířka, počet pruhů, ale také cenový faktor, který má význam u složitější sítě, kdy připadá do úvahu více variant spojení mezi výchozím a cílovým centroidem Obrázek 33 Implementace linky hromadné dopravy Obrázek 34 Jízdní řád, stejně jako veškeré ostatní zadání lze otevřít v příslušném textovém souboru Obrázek 35 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině Obrázek 36 Vývoj délky kolon v jednotlivých simulacích Obrázek 37 Okolí Brna, severním směrem vede I/43, na které je řešená křižovatka Lipůvka Evropská 2589/33b, Praha 6 3

5 Obrázek 38 Letecká fotografie okružní křižovatky I/23 a II/379 v Lipůvce, která nahradila původní stykovou křižovatku Obrázek 39 Rozmístění měřících profilů (radarů) na okružní křižovatce v Lipůvce Obrázek 40 Montáž radar Sierzega na dopravní značku (Ilustrační obrázek) Obrázek 41 Rozsah modelu (vizualizovaná část modelu) Obrázek 42 Definice omezení rychlosti v křižovatce Lipůvka Obrázek 43 Definice předností v jízdě v křižovatce Lipůvka Obrázek 44 Vzdálenost visibility v softwaru VISSIM Obrázek 45 Umístění virtuálních detektorů a tras Obrázek 46 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L Obrázek 47 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L Obrázek 48 Závislost průměrného časového zdržení na rozhledu řidiče d L Obrázek 49 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L Obrázek 50 Výřez z dopravní sítě křižovatky v Lipůvce v SW Aimsun Obrázek 51 Visibility distance v nástroji Aimsun Obrázek 52 Závislost délky kolony na délce rozhledu (Aimsun) Obrázek 53 Závislost průměrné úsekové rychlosti na délce rozhledu (Aimsun) Obrázek 54 Závislost délky kolony na délce rozhledu (Aimsun) Obrázek 55 Síť v blízkosti okružní křižovatky Lipůvka v S-Paramics Obrázek 56 Dialogové okno pro nastavení mj. délka rozhledu v SW S-Paramics Obrázek 57 Závislost délky kolony na délce rozhledu (S-Paramics) SEZNAM TABULEK Tabulka 1 Intenzita chodců na přechodech pro chodce... 8 Tabulka 2 Intenzita vozidel v křižovatce dne Tabulka 3 Intenzita vozidel v křižovatce dne Tabulka 4 Naměřené zdržení stáním vozidel v jednotlivých křižovatkových směrech Tabulka 5 Hodnoty prům. zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek Tabulka 6 Tabulka hodnot prům. zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrod. odchylek Tabulka 7 Minimální počet simulačních procesů dle úrovně spolehlivosti a požadovaného rozsahu Tabulka 8 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty Tabulka 9 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu Tabulka 10 Modelovaná rychlost vozidel Tabulka 11 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek Tabulka 12 Modelovaná délka kolony Tabulka 13 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty Tabulka 14 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu Tabulka 15 Modelovaná rychlost vozidel Tabulka 16 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek Tabulka 17 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty Tabulka 18 Přehled rychlostí a intenzit na jednotlivých vjezdech Tabulka 19 Podíly intenzit jednotlivých křižovatkových pohybů na celkové dopravní zátěži křižovatky Tabulka 20 Průměrná rychlost v simulaci a při měření v jednotlivých stanovištích a jejich srovnání Tabulka 21 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Evropská 2589/33b, Praha 6 4

6 Tabulka 22 Vyhodnocení průměrné délky kolony v závislosti na parametru rozhled řidiče d L Tabulka 23 Vyhodnocení průměrného časového zdržení v závislosti na parametru rozhled řidiče d L Tabulka 24 Porovnání modelovaných (simulace 1 až 10) a měřených rychlostí v profilech radarů 1 až Tabulka 25 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Tabulka 26 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Tabulka 27 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Tabulka 28 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Evropská 2589/33b, Praha 6 5

7 1 ÚVOD Předkládaná zpráva reprezentuje výsledek V002 Validační studie, který byl náplní druhého roku řešení projektu TAČR (etapa E002). Validační studie představuje materiál hodnotící míru shody simulačních modelů tří nejrozšířenějších simulačních softwarů (VISSIM, AimSun, Paramics) s empirickými daty o dopravním proudu, definující jejich slabé a silné stránky. Má poskytnout informaci o tom, jak věrně zmíněné softwarové nástroje dokážou napodobovat reálný dopravní provoz. Náplní etapy E002 projektu TA bylo: Provedení testovacích simulací Ověření funkčnosti a míry flexibility jednotlivých softwarových nástrojů. Kalibrace použitých softwarových nástrojů Nastavení kalibračních parametrů jednotlivých simulačních nástrojů (VISSIM, AimSun, Paramics) pro odpovídající charakteristiky dopravního proudu a dopravního chování. Simulace modelových infrastrukturních prvků Aplikace kalibrovaných simulačních nástrojů na vybrané modelové infrastrukturní prvky, záznam a zpracování výsledků. Komparace výsledků simulace s empirickými daty, hodnocení míry aproximace k realitě Srovnání měřených dat o dopravním proudu s výsledky mikroskopických simulačních modelů, hodnocení míry shody. Sestavení finálního hodnotícího dokumentu s názvem "validační studie" Validační studie byla provedena celkem pro dvě vybrané lokality: křižovatku Kamýcké a Internacionální ulice v pražské městské části Suchdol a okružní křižovatku Lipůvka (křižovatka silnic I/43 a II/379). Evropská 2589/33b, Praha 6 6

8 2 NEŘÍZENÁ PRŮSEČNÁ KŘIŽOVATKA SUCHDOL 2.1 POPIS LOKALITY Křižovatka je situovaná na okraji Prahy v městské části Suchdol. Jedná se o neřízenou průsečnou křižovatku ulic Kamýcká a Internacionální. Křižovatka kromě rezidenční oblasti napojuje areál Zemědělské univerzity a Kamýcká ulice je jednou z pražských radiál nižší třídy. Křižovatkou projíždí několik linek městské hromadné dopravy a Kamýcká ulice je zejména díky přilehlé univerzitě křižována nárazovými intenzivními pěšími proudy. Obrázek 1 Poloha křižovatky Evropská 2589/33b, Praha 6 7

9 2.2 PROVEDENÉ DOPRAVNÍ PRŮZKUMY Intenzita vozidel a chodců (JAMAR) Intenzita vozidel v jednotlivých křižovatkových pohybech a intenzita chodců na přechodech pro chodce byla měřena (úterý) v ranních hodinách od 7:00 do 9:00. Doplňující dopravní průzkum intenzit dopravy byl proveden (úterý) ve stejném časovém období. Oba průzkumy byly provedené za dobrého počasí (bez deště a mlhy) s pomocí sčítacího zařízení JAMAR. Obrázek 2 Směrování pěších proudů v křižovatce Tabulka 1 Intenzita chodců na přechodech pro chodce k univerzitě od univerzity oba směry přechod č přechod č celkem Evropská 2589/33b, Praha 6 8

10 Tabulka 2 Intenzita vozidel v křižovatce dne Osobní vozidla 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop :15 dop :30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop :45 dop hodinová špička Lehká nákladní vozidla 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop :15 dop :30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop :45 dop hodinová špička Nákladní vozidla 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop :15 dop :30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop :45 dop hodinová špička vozidla celkem 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop :15 dop :30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop :45 dop hodinová špička Evropská 2589/33b, Praha 6 9

11 Tabulka 3 Intenzita vozidel v křižovatce dne Osobní vozidla 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop. 0 07:15 dop. 0 07:30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop. 0 08:45 dop. 0 hodinová špička LNV 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop. 0 07:15 dop. 0 07:30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop. 0 08:45 dop. 0 hodinová špička NV 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop. 0 07:15 dop. 0 07:30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop. 0 08:45 dop. 0 hodinová špička vozidla celkem 1) ČZU 2) KAMÝCKÁ Sever 3) INTERNACIONÁLNÍ 4) KAMÝCKÁ Z CENTRA Start Time vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo vpravo rovně vlevo celkem 07:00 dop :15 dop :30 dop :45 dop :00 dop :15 dop :30 dop :45 dop hodinová špička Evropská 2589/33b, Praha 6 10

12 2.2.2 Časové zdržení videoprůzkum Videozáznam dění v křižovatce byl proveden v ranních hodinách od 7:00 do 9:00 pomocí statické videokamery umístněné v budově bezprostředně u křižovatky. Následnou analýzou videozáznamu pak byly stanoveny časy zdržení stáním vozidel ve vybraných křižovatkových pohybech. Obrázek 3 Pohled kamery na křižovatku vjezd Tabulka 4 Naměřené zdržení stáním vozidel v jednotlivých křižovatkových směrech Univerzita INTERNACIONÁLNÍ Kamýcká jih vpravo přímo vlevo přímo vlevo vlevo Počet vozidel Zdržení Min [s] 0 22,6 2, ,5 Max [s] 93,6 22,6 76,3 28,8 53,7 30,9 Medián [s] 0 22,6 19,8 0 7,8 7 Průměr [s] 8,3 22,6 22,9 6,325 12,4 8,6 Směr. odchylka [s] 15,6 0,0 20,5 8,9 14,0 6, Délka kolony ruční záznam Délka kolony byla měřena ručním záznamem do mapy na konci každé minuty. Nejedná se tedy o průměrné délky kolony v jednotlivých minutách ale hodnoty v momentě zápisu. Z těchto hodnot byl vypočten průměr a medián délky kolony. Data z prvních deseti minut měření byla vyloučena, jelikož byla ovlivněna ojedinělým manévrem vozidla a zápis hodnot by byl nepřesný z důvodu nedostatečného výhledu sčítače. Evropská 2589/33b, Praha 6 11

13 Obrázek 4 Zaznamenána délka kolony Profilové rychlosti (radar) Profilové rychlosti byly zjišťovány jako doplňkové informace k základnímu nastavení modelovacího softwaru a jeho kalibraci. Měření bylo realizováno statickými radary typu Sierzega SR4. Soubor dat pro statistický popis rychlostí obsahuje hodnoty rychlostí za 24 hodin provozu v běžný pracovní den. Obrázek 5 Umístnění radarů pro měření profilových rychlostí Evropská 2589/33b, Praha 6 12

14 Obrázek 6 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu A rychlost Stř. hodnota 44,51441 Chyba stř. hodnoty 0,08167 Medián 44 Modus 45 Směr. odchylka 8,20731 Rozptyl výběru 67,35994 Špičatost 2,69827 Šikmost 0, Minimum 8 Maximum 107 Součet Počet Hladina spolehlivosti (95,0%) 0, Obrázek 7 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu B rychlost Stř. hodnota 46,0316 Chyba stř. hodnoty 0, Medián 46 Modus 45 Směr. odchylka 8, Rozptyl výběru 72,79188 Špičatost 3, Šikmost -0,06549 Minimum 8 Maximum 103 Součet Počet 9556 Hladina spolehlivosti (95,0%) 0, Obrázek 8 Histogram a popisná statistika rychlosti v profilu C rychlost Stř. hodnota 50,5186 Chyba stř. hodnoty 0, Medián 50 Modus 51 Směr. odchylka 9, Rozptyl výběru 86,06075 Špičatost 1, Šikmost 0,28861 Minimum 10 Maximum 114 Součet Počet 9867 Hladina spolehlivosti (95,0%) 0, MODEL V SOFTWARU VISSIM Rozsah a definice modelu Rozsah modelu je vymezen na obrázku níže (Obrázek 9). Okolní křižovatky nejsou implementovány do simulace, ve špičkové ranní hodině mají zanedbatelný vliv na dopravní provoz v zájmové křižovatce. Délky ramen křižovatky jsou voleny záměrně delší, aby bylo možné sledovat i případné nárazové kolony, ke kterým dochází zejména na severním vjezdu Kamýcké ulice (směr Přílepy Praha). Evropská 2589/33b, Praha 6 13

15 Obrázek 9 Rozsah simulačního modelu (vizualizovaná část) Obrázek 10 Detail nastavení profilů pro přednosti v jízdě Přednosti v jízdě jsou definovány pomocí programových prvků priority rules, tudíž jsou definovány stop profily (červeně) a konfliktní profily (zeleně) doplněné o údaje potřebné prostorové mezery v metrech a časové mezery v sekundách. Evropská 2589/33b, Praha 6 14

16 Obrázek 11 Doplňkové nastavení konfliktních ploch Prvek konfliktní plochy je využitý pro definici předností v jízdě v místech přechodů pro chodce a některých dalších vybraných konfliktních plochách, jejichž řešení je takto praktičtější než v případě využití prvků priority rules. Obrázek 12 Definice tras v modelu Trasy v modelu určují intenzity na jednotlivých křižovatkových pohybech a jsou definovány dle hodnot zjištěných dopravním průzkumem, samostatně pro jednotlivé kategie vozidel. Evropská 2589/33b, Praha 6 15

17 Obrázek 13 Definice intenzit vozidel na vjezdech do modelu Objemy vozidel na vjezdech do modelu (resp. na vjezdových linkách modelu) jsou definovány jako stochastické, tudíž v každém jednotlivém simulačním procesu dochází k mírné změně objemu vozidel vjíždějících do modelu a také je odlišné dávkování vozidel prostřednictvím random seed number, které je jedinečné pro každý simulační proces. Základní počet simulačních procesů je stanoven na 10, po kontrole kalibrační veličiny je definován potřebný počet simulačních procesů pro dosažení stanovené míry spolehlivosti. Objemy, resp. intenzity vozidel jsou definovány jako hodinové, tj. ve vozidlech příslušné kategorie za hodinu. Model však v případě potřeby umožňuje definici různé intenzity i v kratších časových úsecích než 1 hodina. Obrázek 14 Definice úseků se sníženou rychlostí (směrové oblouky) Evropská 2589/33b, Praha 6 16

18 Redukce rychlostí jsou definovány ve směrových obloucích a v místech, kde je rychlost omezená svislou dopravní značkou. Ve směrových obloucích jsou rychlosti nastavené zvlášť pro jednotlivé kategorie vozidel dle průzkumů provedených v prvním roce řešení a zjištění v průběhu průzkumu na místě. Obrázek 15 Definice tříd a typů vozidel V simulaci je definována kategorie osobních vozidel, která zahrnuje 6 typů osobních vozidel dle pozorování dopravního proudu. Lehká nákladní, střední nákladní a těžká nákladní jsou definovány jako samostatné kategorie. Obdobně jsou jako samostatné kategorie definovány autobusy a kloubové autobusy. Poslední využitou kategorií vozidel resp. účastníků dopravního provozu jsou chodci. Cyklisté a motocyklisté nejsou implementováni do simulace, nebyli v průběhu simulace zaznamenáni, nebo byl jejich počet zanedbatelný (1-2 po dobu sčítání). Obrázek 16 Definice dopravního chování Dopravní chování bylo nastaveno jako Urban (motorized), což odpovídá dopravnímu chování v intravilánu podle Wiedemanna (Wiedemann 74). Evropská 2589/33b, Praha 6 17

19 Obrázek 17 Definice hromadné dopravy a zastávek Vozidla pravidelné hromadné dopravy (v rámci Pražské integrované dopravy) byly do modelu implementovány pomocí vlastních tras a odjezdů dle jízdního řádu PID v ranní špičkové hodině. Typ vozidla krátký nebo kloubový v simulaci odpovídá skutečnosti zjištěné v průběhu průzkumu. Obsazenost jednotlivých vozidel je nastavena tak, aby v součtu počet simulovaných pěších přecházejících přes přechody pro chodce po výstupu z vozidla PID odpovídal počtu chodců zjištěnému v průběhu průzkumu Kalibrace modelu Pro kalibraci modelu byla použita data získaná průzkumem dne , tj. intenzity dopravy, intenzity chodců, časové zdržení, dále geometrie křižovatky, rychlostní limity a výhled Kalibrace časového zdržení stáním vozidla V první fázi probíhal proces ladění modelu tak, aby co nejlépe odpovídal pozorováním v průběhu průzkumu. Byly postupně odstraňovány chyby v definici a struktuře modelu, byla testována funkčnost pravidel předností v jízdě a interakce mezi chodci a vozidly. Tabulka 5 Hodnoty prům. zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek vjezd Univerzita INTERNACIONÁLNÍ Kamýcká jih vpravo vlevo + přímo přímo + vlevo vlevo dle měření [s] 8,3 16,2 11,4 2,4 před kalibrací, po vyladění modelu 8,8 20,3 15,9 6,0 po kalibraci 8,3 17,4 13,1 3,0 rozdíl simulace - měření [s] 0,0 1,2 1,7 0,6 V druhé fázi bylo přistoupeno ke kalibraci modelu, kde jako kalibrační veličina bylo vybráno časové zdržení stáním vozidel na vjezdech do křižovatky. Po provedení 10 simulačních procesů byly porovnávány hodnoty měřené a simulované. Následně byly upravovány parametry modelu za účelem přiblížení simulovaných hodnot k měřeným. Tento proces probíhal iteračně, upravovány byly především parametry nastavení předností v jízdě a pozice profilů pro měření zdržení tak, aby odpovídaly způsobu odečtu zdržení Evropská 2589/33b, Praha 6 18

20 z videozáznamu pořízeného v průběhu dopravního průzkumu. Po několika iteračních úpravách modelu bylo dosaženo stavu, který byl shledán za vyhovující, jelikož rozdíl mezi měřením a simulací nepřekročil 2 sekundy na žádném měřeném vjezdu. Výsledky ilustruje tabulka výše (viz Tabulka 5) Kalibrace rychlosti Kalibrace rychlosti byla provedena v profilu radaru B, který byl umístěn nejblíže k simulované křižovatce. Přibližování měřeným hodnotám bylo prováděno opět iteračním způsobem, pomocí změn v nastavení křivky požadovaných rychlostí vozidel. Po sérii simulací bylo dosaženo velmi dobré shody v průměrné rychlosti v daném profilu, histogram rychlostí vykazuje malé odchylky. Obrázek 18 Histogram a popisná statistika měření rychlosti, radar B, směr Praha, špičková ranní hodina, doba měření: říjen 2012, výběr hodnot ze dvou pracovních dnů Obrázek 19 Histogram a popisná statistika simulace rychlosti, pozice radaru B, směr Praha, špičková ranní hodina Ověření potřebného počtu simulačních procesů rychlost Stř. hodnota 41,79 Chyba stř. hodnoty 0,26 Medián 43 Modus 44 Směr. odchylka 7,76 Rozptyl výběru 60,28 Špičatost 2,84 Šikmost -1,10 Minimum 11 Maximum 67 Součet Počet 866 rychlost Stř. hodnota 42,06 Chyba stř. hodnoty 0,41 Medián 44,28 Modus 44,28 Směr. odchylka 10,66 Rozptyl výběru 113,63 Špičatost 3,09 Šikmost -1,64 Minimum 0,72 Maximum 69,48 Součet Počet 666 Simulační model je vyladěn, kalibrován a připraven k vyhodnocování. Byl uplatněn následující postup: 1) Výběr proměnné: Časové zdržení stáním na vjezdech křižovatky 2) Provedení 10ti simulačních procesů, každý se stejným celkovým dopravním zatížením, ale s jiným nastavením generátoru náhodných čísel (vždy jiné random seed number ) 3) Volba úrovně a intervalu spolehlivosti: Úroveň spolehlivosti: 95 % Interval spolehlivosti: 5 4) Výpočet směrodatné odchylky měřené proměnné Evropská 2589/33b, Praha 6 19

21 Tabulka níže uvádí hodnoty průměrného časového zdržení stáním vozidla na jednotlivých vjezdech po dobu simulované špičkové hodiny. Odchylka je vypočtena jako výběrová směrodatná odchylka. Tabulka 6 Tabulka hodnot prům. zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrod. odchylek vjezd/směr simulační proces č. Univerzita vpravo Univerzita vlevo + přímo Internacionální vlevo + přímo Kamýcká hodnota odchylka hodnota odchylka hodnota odchylka hodnota odchylka 1 7,3 17,4 9,4 2,5 2 9,7 14,9 11,0 2,9 3 12,1 23,8 10,7 2,6 4 13,0 18,6 11,6 2,3 5 8,6 21,2 10,3 2,3 2,1 3,1 1,3 6 8,0 13,5 9,8 2,2 7 11,5 16,8 11,3 2,8 8 8,1 18,4 12,8 2,7 9 7,6 15,6 13,7 3, ,1 15,3 12,1 3,1 5) Stanovení minimálního počtu simulačních procesů Požadovaný rozsah = 5 / 3,1 1,61 Pro hodnotu rozsahu 1,5 12 simulačních procesů Pro hodnotu rozsahu 2 8 simulačních procesů Závěr: Ke stanovení průměrného zdržení v síti s přesností ± 2,5 s a s úrovní spolehlivosti 95 % je zapotřebí přibližně 11 simulačních procesů. Tabulka 7 Minimální počet simulačních procesů dle úrovně spolehlivosti a požadovaného rozsahu požadovaný rozsah (=interval spolehlivosti/směrodatná odchylka) požadovaná úroveň spolehlivosti minimální počet simulačních procesů 0,5 99% 130 0,5 95% 83 0,5 90% % % % 18 1,5 99% 18 1,5 95% 12 1,5 90% % % % 6 0,4 Evropská 2589/33b, Praha 6 20

22 2.3.4 Validace modelu Validace podle délky kolony K validaci modelu byla použita data získaná průzkumem dne , tj. intenzity dopravy a délka kolony. Dále byla použita data získaná profilovým měřením rychlosti. Délka kolony byla při sčítání zapisována ke konci každé minuty. Nejedná se proto přímo o průměrnou kolonu, což je nutno vzít v potaz při srovnávání s délkou kolony v simulaci. Prvních 10 minut z dopravního průzkumu bylo z hodnocení vyloučeno, jelikož v tomto intervalu došlo k vytvoření nestandardní situace a výhled sčítače nebyl dostatečný k objektivnímu hodnocení délky kolony. Obrázek 20 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině, měření Obrázek 21 Průměrná délka kolony v jednotlivých simulačních procesech Evropská 2589/33b, Praha 6 21

23 Z grafu délky kolony (viz Obrázek 20) je zřejmé, že charakter kolony je oscilační ke tvorbě kolony dochází prakticky pouze v případě, kdy jízdní pruh křižují chodci, kteří vystoupili z vozidla MHD. Jedná se tedy o skupiny několika desítek lidí. Dojde-li ke kumulaci několika spojů hromadné dopravy, ze kterých vystoupí větší počet cestujících (převážně studenti univerzity), délka kolony může přesáhnout 150 m. Jako validační veličina byla zvolena průměrná délka kolony. Tato v průběhu dopravního průzkumu dosáhla hodnoty 18,2 m. Podíváme-li se na vývoj kolony v simulaci, vidíme stejný oscilační charakter kolony rychle roste a rychle klesá, tak jak to bylo zaznamenáno i v průběhu průzkumu. Průměrná délka kolony z deseti simulačních procesů dosahuje hodnoty 17,9 m, což je ve velmi dobré shodě s hodnotou zjištěnou při dopravním průzkumu Validace podle intenzit na vjezdech do modelu Tabulka 8 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty sim. proces Intenzita na vjezdu [voz/h] Internacionální Kamýcká jih Univerzita Kamýcká sever vše minimum maximum směrodatná odchylka medián průměr měřená hodnota rozdíl simulace (průměr) - měření Jelikož intenzita vozidel na jednotlivých modelových vjezdech byla nastavena jako stochastická veličina, byl proveden test shody s měřenými intenzitami. V tabulce níže (Tabulka 8) jsou uvedeny intenzity vozidel ze všech simulačních procesů a jejich statistické hodnocení a srovnání s měřenými daty. Z tabulky je patrné, že mezi měřenými hodnotami a průměrnými simulovanými hodnotami panuje velmi dobrá shoda, rozdíly jsou minimální, v řádu jednotek Závěry Posuzovaná křižovatka je specifická nárazovými pěšími proudu studentů a zaměstnanců blízké Zemědělské univerzity. Pro věrné zachycení tohoto vlivu byl proto využitý i přídavný modul VisWalk určený Evropská 2589/33b, Praha 6 22

24 speciálně pro simulaci pěších a jejich interakce s ostatními účastníky dopravy a zároveň byl proud pěších řízen příjezdy vozidel hromadné dopravy dle jejich jízdního řádu. Díky tomu byl věrně simulován oscilační charakter kolony na severním vjezdu Kamýcké ulice. Kalibrace modelu proběhla pro časové zdržení stáním vozidel (její hodnota se dá určit měřením resp. analýzou videozáznamu přesněji než hodnota celkového zdržení) a na rychlost vozidel. Po odladění modelu, které samo osobě zabere významnou část času tvorby simulačního modelu, bylo při srovnání měřených a simulovaných dat po kalibraci dosaženo velmi dobré shody (rozdíly průměrných hodnot v rozmezí 0 1,7 s). Obdobně velmi dobré shody bylo dosaženo při kalibraci rychlosti, kde rozdíl průměrných hodnot (měření versus simulace) je menší než 1 km/h. Kalibrační proces samozřejmě vyžadoval množství iteračních kroků a vhodný výběr upravovaných parametrů k dosažení dobrého výsledku. Validace modelu byla provedena využitím délky kolony a intenzit na vjezdech do modelu. Byla zjištěna dobrá shoda v oscilačním charakteru průběhu délky kolony a také v průměrné hodnotě délky kolony. V případě intenzit na vjezdech modelu jde spíše o validaci implicitní funkcionality daného softwaru, shoda byla velmi dobrá (absolutní rozdíly průměrných hodnot v rozmezí -2 až +3 voz/h). 2.4 MODEL V SOFTWARU AIMSUN Kalibrace modelu Rozsah modelu je stejně jako v případě produktu PTV vymezen na obrázku níže (Obrázek 22). Okolní křižovatky nejsou implementovány do simulace, ve špičkové ranní hodině mají zanedbatelný vliv na dopravní provoz v zájmové křižovatce. Délky ramen křižovatky jsou voleny záměrně delší, aby bylo možné sledovat i případné nárazové kolony, ke kterým dochází zejména na severním vjezdu Kamýcké ulice (směr Přílepy Praha). Obrázek 22 Rozsah simulačního modelu Evropská 2589/33b, Praha 6 23

25 Dopravní zatížení bylo zadáno maticemi dopravních vztahů - čtyři centroidy (zóny), tzn. jeden pro každý paprsek křižovatky pro vozidla a čtyři centroidy, tzn. jeden v každém kvadrantu pro pěší. V softwaru Aimsun je možné pro kalibraci použít nastavení dle popisu v následujících kapitolách Přednost v jízdě Nastavuje se míra podřazenosti každého křižovatkového pohybu a typ přednosti (dej přednost v jízdě, vs. stůj, dej předost v jízdě). Nastavit je možné také polohu stopčáry (stopčar). Požadovaný čas mezer mezi vozidly na hlavní tg definovat nelze, lze pouze definovat čas Give Way Time, po kterém začnou být řidiči při vyjíždění z vedlejší agresivnější a akceptují kratší mezeru tg (opět ale nedefinovatelnou) - tento čas se definuje nikoli pro vjezdy, ale pro kategorie vozidel. Další definovatelnou proměnnou je Visibility Distance, která určuje vzdálenost na vedlejší komunikaci, ze které má řidič vozidla dávajícího přednost rozhled na hlavní komunikace. Křižovatku je možné definovat jako Yellow box - při tomto nastavení vozidlo nevjede do křižovatky, pokud předcházející vozidlo jede rychlostí nižší, než definovanou Yellow box speed. Tato volba zabraňuje zablokování křižovatky - vozidla totiž jezdí jen po přesně definované trajektorii, a to včetně vozidel typu chodec. Použití Yellow boxu mírně snižuje kapacitu. Obrázek 23 Nastavení stupně podřazenosti - provádí se pro každou dvojici křižovatkových pohybů, kterým je definován příznak (stůj,) dej přednost v jízdě. Viditelné jsou i stopčáry MHD Aimsun umožňuje definici linek hromadné dopravy. Nejdříve je nutné vložit zastávky, a to buď zastávku v jízdním pruhu, v zálivu, nebo autobusovou stanici. Při vjíždění a vyjíždění do a ze zálivu se systém pokouší simulovat skutečnou jízdu vozidla - simulovaný pohyb je ale nevěrohodný a provoz v jízdním pruhu je při simulaci narušen více než v reálném provozu. Proto byla použita autobusová stanice, která nesimuluje skutečnou jízdu vozidla, vozidlo z jízdního pruhu odebere a opět jej do něj zařadí - ostatní provoz v jízdním pruhu je při této simulaci ovlivněn reálným způsobem. Autobusová stanice se dále od zálivu (ale i od zastávky) odlišuje počtem "absorbovaných" vozidel, které na rozdíl od jmenovaných nevyplývá z délky zastávky, resp. zálivu, ale z přímo nadefinované hodnoty. V jedné sekci může být umístěno více zastávek, ale jedna linka může v jedné sekci zastavovat jen v jediné zastávce. Evropská 2589/33b, Praha 6 24

26 Obrázek 24 Zastávka v jízdním pruhu, zastávkový záliv s nesprávně najetým kloubovým autobusem a autobusová stanice s jedním stanicujícím autobusem z maximálního počtu jednoho (viz 1/1 vlevo dole) Obrázek 25 Nastavení trasy linek označováním výchozí, koncové a případně mezilehlých hran. Odmazání či přidání hrany má za následek nutnost nové definice trasy. Je-li na hraně alespoň jedna zastávka, tak právě jedna zastávka může být lince přiřazena. Dalším krokem je nastavení linek a jejich jízdních řádů. Na rozdíl od českých reálií, kdy linkou jsou zpravidla označeny vlaky jedoucí tam i zpět, tak v Aimsunu je linka vždy jednosměrná. Pro každou linku lze nastavit jízdní řád(y), a to buď intervalem, což je vhodné pro často jezdící spoje, nebo výpisem odjezdů, což je vhodné pro nepravidelně jezdící účelové linky. Každému jízdnímu řádu se nastavuje jeden typ vozidla Evropská 2589/33b, Praha 6 25

27 (např. autobus, kloubový autobus atd.). Linky se stejnou částí trasy lze intervalově provázat (např. ze dvou desetiminutových intervalů lze udělat pravidelný pětiminutový). Nastavit také lze doba stanicování, která stejně jako interval může být statisticky znepravidelněna (střední hodnota, směrodatná odchylka, maximum a minimum) Rychlostní omezení Rychlost vozidel lze nastavit pro každou hranu, dále lze pro jednotlivé kategorie vozidel nastavit maximální rychlost, zrychlení a zpomalení (včetně směrodatné odchylky, minima a maxima) a míru akceptace rychlostního omezení rychlosti (opět včetně směrodatné odchylky, minima a maxima). Rychlost vozidel lze nastavit i pro jednotlivé křižovatkové pohyby. Obrázek 26 Nastavení parametrů vozidel - rozměry, rychlost, zrychlení atd Průběh intenzit Do verze 8, která je nabízena od prosince 2012, není možné definovat průběh intenzit v čase pro jednotlivé matice. Je možné zadat mnoho v čase na sebe navazujících matic, což je velmi pracné. Problém se dá také vyřešit vložením světelné signalizace, která dávkuje dopravní zátěž. Toho bylo použito v případě chodců - dle průzkumu tvoří zátěž přechodů pro chodce cestující vystupující z autobusů. Simulace pěší dopravy zahrnující zátěž vystupujícími cestujícími je obsažena v produktu Legion for Aimsun, který není součástí základního balíku Aimsunu. Situaci lze vyřešit právě pomocí světelné signalizace, která vpouští chodce v čase odpovídajícím příjezdu autobusu Doba zdržení Pro kalibraci byla použita doba zdržení. Aimsun zná Delay Time a Stop Time, tzn. dobu zdržení (rozdíl cestovní doby mezi body "A" a "B" při neomezené jízdě a při reálné (simulované) jízdě) a dobu stání (dobu, kdy vozidlo stojí). Dle popisu dopravního průzkumu naměřené hodnoty odpovídají době stání, proto také byla použita právě doba stání. Evropská 2589/33b, Praha 6 26

28 Tabulka 9 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu vjezd Univerzita INTERNACIONÁLNÍ Kamýcká jih vpravo přímo vlevo přímo vlevo vlevo Měření 8,3 22,6 22,9 6,325 12,4 8,6 Simulace 8,8 19,9 23,7 8,6 12,7 6,3 Rozdíl 0,5-2,7 0,8 2,3 0,3-2, Rychlost Sledováno bylo nastavení rychlosti v místě radaru B. Aimsun nedovoluje ukládat rychlost jednotlivých vozidel v určeném profilu (detektoru) - při výpisu jednotlivých hodnot vrací průměrnou rychlost jednotlivého vozidla. Zajištěno bylo tedy pouze dodržení průměrné naměřené rychlosti 42 km/h. Tabulka 10 Modelovaná rychlost vozidel simulace rychlost 1 42,2 2 42,5 3 42,0 4 42,6 5 42,2 6 43,3 7 42,7 8 42,3 9 42, ,3 průměr - model 42,4 směrodatná odchylka 0,3 měření 42,0 rozdíl simulace - měření 0, Ověření potřebného počtu simulačních procesů Obdobným způsobem jako v případě softwaru PTV VISSIM byl z dob zdržení v jednotlivých simulačních krocích odvozen minimální počet simulačních kroků. Simulační model je vyladěn, kalibrován a připraven k vyhodnocování. Byl uplatněn následující postup: 1) Výběr proměnné: Časové zdržení stáním na vjezdech křižovatky 2) Provedení 10ti simulačních procesů, každý se stejným celkovým dopravním zatížením ale s jiným nastavením generátoru náhodných čísel (vždy jiné random seed number ) 3) Volba úrovně a intervalu spolehlivosti: Úroveň spolehlivosti: 95 % Interval spolehlivosti: 5 4) Výpočet směrodatné odchylky měřené proměnné Tabulka níže uvádí hodnoty průměrného časového zdržení stáním vozidla na jednotlivých vjezdech po dobu simulované špičkové hodiny. Odchylka je vypočtena jako výběrová směrodatná odchylka. Evropská 2589/33b, Praha 6 27

29 Tabulka 11 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek Univerzita INTERNACIONÁLNÍ Kamýcká jih simulace vpravo přímo vlevo přímo vlevo vlevo 1 5,9 20,8 23,3 5,9 10,9 6,7 2 6,3 13,4 23,0 6,3 15,7 7,0 3 9,9 14,8 18,7 9,9 14,5 7,0 4 11,4 19,2 18,7 11,4 12,3 6,8 5 8,3 24,1 24,2 8,3 13,2 5,2 6 9,5 19,8 22,6 9,5 10,8 5,1 7 8,9 17,1 33,0 8,9 10,3 5,4 8 9,7 18,9 26,0 8,3 12,1 5,7 9 8,3 28,3 13,8 8,3 12,0 4,8 10 9,6 22,9 33,5 9,6 15,1 8,8 průměr 8,8 19,9 23,7 8,6 12,7 6,3 v_sm_odch 1,67 4,42 6,14 1,64 1,90 1,24 1) Stanovení minimálního počtu simulačních procesů Požadovaný rozsah = 5 / 4,42 1,13 Pro hodnotu rozsahu 1,5 12 simulačních procesů Pro hodnotu rozsahu 1 23! simulačních procesů Výběrová směrodatná odchylka se v jednotlivých křižovatkových pohybech pohybuje od 1,24 po 6,14. V úvahu byla vzata druhá nejnepříznivější hodnota, tj. 4,42. Pro interval spolehlivosti 5 činí požadovaný rozsah 1,13. Při použití tabulky (Tabulka 7) a požadované úrovni spolehlivosti 95 % jsou nejbližší hodnoty požadovaného rozsahu 1,5, kterému odpovídá 12 simulačních procesů a 1,0, kterému odpovídá 23 simulačních procesů Validace modelu Validace podle délky kolony Situaci komplikuje fakt, že software Aimsun neměří délku kolony v metrech, ale výhradně v počtu vozidel. Vozidla pochopitelně nejsou stejně dlouhá, délku kolony navíc ovlivňuje i odstup mezi vozidly. Faktem také je, že není jednoznačně deklarováno, co ještě je a co již není kolonou. Evropská 2589/33b, Praha 6 28

30 délka kolony [vozidel] Obrázek 27 Vývoj délky kolon v jednotlivých simulacích Vývoj délky kolony v simulaci 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2, , čas [min] Průměrná délka vozidla na sledovaném vjezdu od Přílep je 5,4 (vážený průměr podle skladby dopravního proudu včetně MHD a uvažované délky vozidel). Světlý odstup mezi vozidly uvažujeme odborným odhadem 1,5 m. Obrázek 28 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině Modelovaný průběh délky kolony odpovídá průběhu naměřenému. Evropská 2589/33b, Praha 6 29

31 Tabulka 12 Modelovaná délka kolony simulace průměr [voz] 1,7 1,5 1,6 1,4 1,7 1,3 1,2 1,9 1,7 1,6 průměr [m] 11,9 10,4 10,8 9,3 11,5 8,8 8,4 12,8 12,0 11, Validace podle intenzit na vjezdech do modelu Byl ověřen skutečný počet vjíždějících vozidel vs. počet zadaných vjíždějících vozidel: Tabulka 13 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty sim. proces Přílepy Nový Suchdol Praha ČZU vše min max směrodatná odchylka 28,5 11,0 15,3 9,2 33,6 medián průměr měřená hodnota Rozdíl simulace - měření Patrný je velký rozsah hodnot (směrodatná odchylka mezi jednotlivými simulacemi pro jednotlivý vjezd až 29 vozidel) a také významný rozdíl oproti naměřeným (a do modelu zadaným) hodnotám Závěry V prostředí nástroje Aimsun byl vytvořen model neřízené křižovatky v pražském Suchdole, jejíž provoz je navíc zatížen silným pěším vztahem mezi autobusovými zastávkami a areálem vysoké školy (ČZU). Kalibrace modelu proběhla na základě na místě naměřených dob zdržení pro jednotlivé podřazené křižovatkové pohyby a také podle rychlosti vozidel v daném profilu na hlavní komunikace. Rozdíl naměřené a simulované doby zdržení se pohybuje od 0,3 do 2,7 s a rozdíl naměřené a simulované rychlosti nepřesahuje 0,5 km/h. Dále bylo statistickou analýzou dob zdržení v jednotlivých simulačních krocích odvozeno, kolik je pro požadovanou úroveň spolehlivosti (95 %) a požadovaný interval spolehlivosti (5) nezbytné provést simulačních kroků. Výsledky ukazují, že potřebný počet kroků se pohybuje v intervalu 12 až 23. Dalším krokem byla validace modelu. K té byl použit naměřený průběh kolony v čase a také skutečný počet vozidel v modelu, který se může od zadaného (a zároveň naměřeného) počtu odlišovat. Průběh simulované kolony v čase odpovídá naměřenému průběhu, který silně osciluje z důvodu vlivu nepravidelně přecházejících chodců. Rozdíl v počtu vozidel je do 10 %. Evropská 2589/33b, Praha 6 30

32 2.5 MODEL V SOFTWARU S-PARAMICS Práce se softwarem S-Paramics je komplikována nevlídným uživatelským prostředím S-Paramics nefunguje ve Windows, pro práci na PC vybaveným Windows je nutné spustit podpůrný software Exceed. I základní operace, jako je posouvání a zoomování okna, se provádějí zcela odlišně než v aplikacích pro Windows, což vyžaduje od uživatele dopravního inženýra nezanedbatelnou dobu pro osáhání a zažití těchto věcí pod kůži. Na rozdíl od Aimsunu se v S-Paramicsu nevytvářejí nejdříve hrany, které se pak propojují v křižovatkách, ale vytváří se uzly, které se propojují křižovatkami. Jedna křižovatka může být tvořena více uzly, je-li potřeba věrohodně modelovat složitější křižovatku. Připojení každé hrany do uzlu náleží stopčára zde lze také definovat natočení vozidla vůči ose hrany. Obrázek 29 Rozsah simulačního modelu Přednost v jízdě se definuje stupni podřazenosti pro jednotlivé křižovatkové pohyby jistým handicapem je, že jsou k dispozici jen tři stupně podřazenosti, resp. čtyři s tím, že poslední ale znamená zákaz odbočení v daném směru. Evropská 2589/33b, Praha 6 31

33 Obrázek 30 Nastavení přednosti v jízdě Dopravní zátěž se zadává maticí dopravních vztahů a k tomu profilem (rozložením zátěže v čase) a skladbou dopravního proudu (kategorie vozidel), což je od Aimsunu významně odlišné. Zkušený uživatel Excelu se ale dokáže mezi daty pro Aimsun a S-Paramics pohybovat relativně rychle a snadno. Obrázek 31 Nastavení matice dopravních vztahů Pro každou hranu lze zadat rychlostní omezení, obdobně pro kategorie vozidel. Evropská 2589/33b, Praha 6 32

34 Obrázek 32 Definice parametrů hrany, např. rychlost, šířka, počet pruhů, ale také cenový faktor, který má význam u složitější sítě, kdy připadá do úvahu více variant spojení mezi výchozím a cílovým centroidem. Obdobně jako v SW Aimsun i v SW S-Paramics tvoří klasická linka tam a zpět linky dvě - jednu tam a druhou zpět. Nastavit lze trasu, zastávky, jízdní řád i typ vozidla. U zastávek je ve srovnání s Aimsunem nevýhoda v případě tramvajových tratí - skotský S-Paramics neumožňuje zadat zastávku jinde než v krajním pruhu, takže tramvajová zastávka s nástupem cestujících z jízdního pruhu je bez rozdělení komunikace do více paralelních neřešitelná. Obrázek 33 Implementace linky hromadné dopravy Evropská 2589/33b, Praha 6 33

35 Obrázek 34 Jízdní řád, stejně jako veškeré ostatní zadání lze otevřít v příslušném textovém souboru Kalibrace modelu Doba zdržení vjezd Name: "107 A" Route Count 1 Route: 1 Capacity: 40 Vehicle Type: 30 Start: 07:15:00 End: 08:45:00 Frequency: 00:03:30 Name: "107 B" Route Count 1 Route: 2 Capacity: 40 Vehicle Type: 30 Start: 07:10:00 End: 08:50:00 Frequency: 00:03:30 Tabulka 14 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu Univerzita vpravo přímo vlevo přímo vlevo vlevo Měření 8,3 22,6 22,9 6,325 12,4 8,6 Simulace 8,7 23,1 22,6 7,5 12,8 7,1 Rozdíl 0,4 0,5-0,3 1,2 0,4-1,5 Stejně jako při práci s ostatními SW, bylo i v případě S-Paramicsu započato s kalibrací na dobu zdržení, tzn., nastavení modelu tak, aby délka čekání vozidla jedoucího v podřazeném jízdním proudu v modelu odpovídala naměřeným hodnotám. Výsledky kalibrace na dobu zdržení jsou v tabulce (Tabulka 14) Rychlost Sledováno bylo nastavení rychlosti v místě radaru B. Jak vypovídá tabulka ( Evropská 2589/33b, Praha 6 34

36 Tabulka 15), bylo zajištěno, že model dodržel průměrnou naměřenou rychlost 42 km/h. Evropská 2589/33b, Praha 6 35

37 Tabulka 15 Modelovaná rychlost vozidel simulace rychlost 1 42,1 2 43,0 3 42,5 4 41,8 5 42,2 6 41,9 7 42,2 8 42,1 9 42, ,1 průměr - model 41,7 směrodatná odchylka 0,33 měření 42,0 rozdíl simulace - měření -0, Ověření potřebného počtu simulačních procesů Obdobným způsobem jako v případě SW PTV Vissim byl z dob zdržení v jednotlivých simulačních krocích odvozen minimální počet simulačních kroků. Simulační model je vyladěn, kalibrován a připraven k vyhodnocování. Byl uplatněn následující postup: 1) Výběr proměnné: Časové zdržení stáním na vjezdech křižovatky 2) Provedení 10ti simulačních procesů, každý se stejným celkovým dopravním zatížením ale s jiným nastavením generátoru náhodných čísel (vždy jiné random seed number ) 3) Volba úrovně a intervalu spolehlivosti: Úroveň spolehlivosti: 95 % Interval spolehlivosti: 5 4) Výpočet směrodatné odchylky měřené proměnné Tabulka níže (Tabulka 16) uvádí hodnoty průměrného časového zdržení stáním vozidla na jednotlivých vjezdech po dobu simulované špičkové hodiny. Odchylka je vypočtena jako výběrová směrodatná odchylka. 5) Stanovení minimálního počtu simulačních procesů Požadovaný rozsah = 5 / 4,53 1,10 Pro hodnotu rozsahu 1,5 12 simulačních procesů Pro hodnotu rozsahu 1 23! simulačních procesů Výběrová směrodatná odchylka se v jednotlivých křižovatkových pohybech pohybuje od 0,3 po 1,6. V úvahu byla vzata druhá nejnepříznivější hodnota, tj. 4,53, která je obdobná jako hodnota u SW Aimsun. Pro interval spolehlivosti 5 činí požadovaný rozsah 1,10. Při použití tabulky (Tabulka 7) a požadované úrovni spolehlivosti 95 % jsou nejbližší hodnoty požadovaného rozsahu 1,5, kterému odpovídá 12 simulačních procesů a 1,0, kterému odpovídá 23 simulačních procesů. Evropská 2589/33b, Praha 6 36

38 Tabulka 16 Tabulka hodnot průměrného zdržení stáním vozidla na vjezdu a výběrových směrodatných odchylek Univerzita INTERNACIONÁLNÍ Kamýcká jih simulace vpravo přímo vlevo přímo vlevo vlevo 1 5,5 22,5 21,1 4,3 11,5 9,3 2 6,4 15,9 24,0 4,8 14,3 9,3 3 10,3 18,0 19,9 6,8 13,6 9,1 4 11,7 22,3 17,5 9,0 12,4 8,9 5 7,6 28,3 24,5 6,0 13,7 7,9 6 10,1 21,2 22,0 7,5 11,2 6,8 7 9,0 21,2 30,6 6,2 9,5 6,8 8 9,3 20,4 26,5 6,4 11,8 8,6 9 7,8 31,0 12,7 5,7 10,6 7,3 10 9,3 25,2 30,5 6,4 15,8 12,4 průměr 8,7 22,6 22,9 6,3 12,4 8,6 v_sm_odch 1,89 4,53 5,58 1,33 1,89 1, Validace modelu Validace podle délky kolony Ověření správnosti modelu bylo provedeno porovnáním průběhu naměřené a simulované kolony na vjezdu do křižovatky od Přílep. V obou případech (Obrázek 35, Obrázek 36) je patrná rychle se měnící délka kolony, což je způsobeno nárazově zatíženým přechodem pro chodce. Obrázek 35 Délka kolony pozorované ve špičkové hodině Evropská 2589/33b, Praha 6 37

39 7:30 7:33 7:36 7:39 7:42 7:45 7:48 7:51 7:54 7:57 8:00 8:03 8:06 8:09 8:12 8:15 8:18 8:21 8:24 8:27 Délka kolony [m] Obrázek 36 Vývoj délky kolon v jednotlivých simulacích Vývoj délky kolony v simulaci Čas [min] Validace podle intenzit na vjezdech do modelu Byl ověřen skutečný počet vjíždějících vozidel vs. počet zadaných vjíždějících vozidel: Tabulka 17 Přehled intenzit na vjezdech do modelu: simulované a měřené hodnoty sim. proces Přílepy Nový Suchdol Praha ČZU vše sim. proces Přílepy Nový Suchdol Praha ČZU vše , , , , , , , , , ,5 min max směrodatná odchylka 24,0 18,8 15,7 10,7 48,9 medián průměr měřená hodnota Evropská 2589/33b, Praha 6 38

40 2.5.4 Závěry V prostředí nástroje S-Paramics byl vytvořen model neřízené křižovatky v pražském Suchdole, jejíž provoz je navíc zatížen silným pěším vztahem mezi autobusovými zastávkami a areálem vysoké školy (ČZU). Kalibrace modelu proběhla na základě na místě naměřených dob zdržení pro jednotlivé podřazené křižovatkové pohyby a také podle rychlosti vozidel v daném profilu na hlavní komunikace. Rozdíl naměřené a simulované doby zdržení se pohybuje od 0,3 do 1,5 s a rozdíl naměřené a simulované rychlosti nepřesahuje 0,3 km/h. Dále bylo statistickou analýzou dob zdržení v jednotlivých simulačních krocích odvozeno, kolik je pro požadovanou úroveň spolehlivosti (95 %) a požadovaný interval spolehlivosti (5) nezbytné provést simulačních kroků. Výsledky ukazují, že potřebný počet kroků se stejně jako u nástroje Aimsun pohybuje v intervalu 12 až 23. Dalším krokem byla validace modelu. K té byl použit naměřený průběh kolony v čase a také skutečný počet vozidel v modelu, který se může od zadaného (a zároveň naměřeného) počtu odlišovat. Průběh simulované kolony v čase odpovídá naměřenému průběhu, který silně osciluje z důvodu vlivu nepravidelně přecházejících chodců. Rozdíl v počtu vozidel je pod 10 %. Evropská 2589/33b, Praha 6 39

41 3 OKRUŽNÍ KŘIŽOVATKA LIPŮVKA 3.1 POPIS LOKALITY Jedná se provizorní okružní křižovatku silnic I/43 (Brno - Lipůvka - Svitavy) a II/379 (Lipůvka - Blansko) nacházející si při vjezdu I/43 do obce Lipůvka. Kraj: Jihomoravský Okres: Blansko Obec: Lipůvka GPS: 49 20'8.994"N, 16 33'10.460"E Obrázek 37 Okolí Brna, severním směrem vede I/43, na které je řešená křižovatka Lipůvka. Silnice I/43 i II/379 jsou dvoupruhové. Vzhledem k poloze na okraji obce Lipůvka, kde již nejsou pro pěší dopravu žádné atraktivní cíle, zde není pěší doprava zastoupena. Autobusové zastávky jsou taktéž umístěny mimo přímý dosah křižovatky. Evropská 2589/33b, Praha 6 40

42 Obrázek 38 Letecká fotografie okružní křižovatky I/23 a II/379 v Lipůvce, která nahradila původní stykovou křižovatku. 3.2 PROVEDENÉ DOPRAVNÍ PRŮZKUMY Dopravní průzkum byl proveden pomocí radarů Sierzega, které zaznamenávají průjezd každého jednotlivého vozidla a to včetně rychlosti vozidla, přesného času průjezdu a délky vozidla. Radarem je možno měřit i vícepruhové komunikace - zde se ale vyskytuje omezení, protože při větší intenzitě se vozidla v jednotlivých pruzích překrývají a měření pak vykazuje vysokou chybovost. Pro simulaci byla vybrána páteční odpolední špička. Obrázek 39 Rozmístění měřících profilů (radarů) na okružní křižovatce v Lipůvce Evropská 2589/33b, Praha 6 41

43 Obrázek 40 Montáž radar Sierzega na dopravní značku (Ilustrační obrázek) Tabulka 18 Přehled rychlostí a intenzit na jednotlivých vjezdech Průměrná naměřená rychlost [km/h] Naměřená intenzita [voz/h] Radar 3 Radar 4 Radar 5 Od Brna Od Blanska Od Svitav I/43 II/379 I/43 50,4 69,9 44, Dále byl proveden ruční směrový průzkum na křižovatce pro rozdělení profilových intenzit do matic dopravních vztahů. Tabulka 19 Podíly intenzit jednotlivých křižovatkových pohybů na celkové dopravní zátěži křižovatky 1868 voz/h Brno Blansko Svitavy Brno 8% 24% Blansko 14% 6% Svitavy 42% 6% 3.3 MODEL V SOFTWARU VISSIM Rozsah modelu je patrný z obrázku níže (viz Obrázek 41), kde je vidět vizualizovanou část modelu. Kromě této části byl model rozšířen o nevizualizovanou část a to na jižním (I/43 směr Brno Lipůvka) a východním vjezdu (II/379 směr Blansko Lipůvka), čímž došlo ke zdvojnásobení délky vjezdů. Důvodem je možnost vzniku kolony, která by zasahovala nebo ovlivňovala i dopravní proud mimo vizualizovanou oblast. Evropská 2589/33b, Praha 6 42

44 Obrázek 41 Rozsah modelu (vizualizovaná část modelu) Definice intenzit vozidel je provedena stejným způsobem jako v případě křižovatky Suchdol (viz kap ). Simulovaná intenzita dopravy je intenzitou měřenou v průběhu špičkové páteční odpolední hodiny. Definice tras je provedena stejným způsobem jako v případě křižovatky Suchdol (viz kap ). Definice rychlostních omezení je principiálně provedena stejným způsobem jako v případě křižovatky Suchdol (viz kap ), hodnoty rychlostí a místo aplikace ale odpovídá místním podmínkám. Obrázek 42 Definice omezení rychlosti v křižovatce Lipůvka Definice předností v jízdě jsou zadány jiným způsobem než v případě křižovatky Suchdol. V případě křižovatky Lipůvka byl použitý nástroj conflict areas místo nástroje priority rules. Tento způsob využívá definice front gap a rear gap časových mezer, které musí být v simulaci zachovány při průjezdu konfliktní plochou v kombinaci s viditelností konfliktních ploch (pomocí definovaných vzdáleností). Pro detaily definice konfliktních ploch viz manuál softwaru VISSIM. Evropská 2589/33b, Praha 6 43

45 Obrázek 43 Definice předností v jízdě v křižovatce Lipůvka Kalibrace modelu Kalibrace rychlosti byla provedena ve třech profilech ve směru do křižovatky, tj. na vjezdech do křižovatky. Přibližování k měřeným hodnotám bylo prováděno iteračně postupnou úpravou základních rychlostních profilů (požadovaná rychlost) a parametru visibility neboli viditelnosti konfliktních ploch (rozhledu). Po několika iteracích bylo dospěno k dobré shodě průměrných hodnot rychlosti, jak ilustruje tabulka níže (viz Tabulka 20). Tabulka 20 Průměrná rychlost v simulaci a při měření v jednotlivých stanovištích a jejich srovnání Rychlost na stanovišti [km/h] simulační proces ,6 73,3 46,0 2 63,9 71,3 45,7 3 51,4 72,0 45,6 4 48,7 72,2 46,0 5 48,7 41,2 46,1 6 38,4 64,7 46,0 7 38,8 69,1 46,0 8 46,4 64,5 46,1 9 25,7 65,9 45, ,8 74,4 45,3 min 25,7 41,2 45,3 max 63,9 74,4 46,1 směrodatná odchylka 11,3 9,2 0,3 modus 48,7 46,0 medián 48,7 70,2 46,0 průměr 48,3 66,9 45,8 průměr z měření 50,4 69,9 44,9 rozdíl simulace - měření -2,1-3,0 0,9 Evropská 2589/33b, Praha 6 44

46 3.3.2 Validace intenzit na vjezdech do modelu Jelikož intenzity na vjezdech do modelu jsou nastaveny jako stochastické, bylo provedeno ověření hodnot v deseti simulačních procesech a srovnání s měřenými hodnotami. Výsledek tohoto postupu uvádí tabulka níže (viz Tabulka 21). Z tabulky je patrné, že mezi měřenou a průměrnou simulovanou hodnotou intenzity je velmi dobrá shoda. Tabulka 21 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Intenzita na stanovištích [voz/h] (intenzita v jednom směru do křižovatky) simulační proces min max směrodatná odchylka medián průměr údaj z měření rozdíl simulace - měření Test senzitivity modelu Test senzitivity modelu se provádí za účelem stanovení vlivu vybraného parametru na výsledky simulačního modelu. Obrázek 44 Vzdálenost visibility v softwaru VISSIM Evropská 2589/33b, Praha 6 45

47 Jako testovací parametr byl vybrán parametr d L2 neboli vzdálenost, ze které řidič přibližujícího vozidla již plně vidí vozidla konfliktního dopravního proudu (rozhled řidiče). Při testech bylo vyhodnocováno průměrné časové zdržení na všech vjezdech do okružní křižovatky a rovněž průměrná a maximální délka kolony. Intenzita při všech testech je shodná. Umístění virtuálních detektorů pro měření délky kolony a virtuálních tras pro měření časového zdržení je viditelné na následujícím obrázku. Čistá délka modelové simulace byla nastavena na sekund, tedy 1 hodinu. Celkový čas simulace byl nastaven na sekund s tím, že prvních sekund nebylo statisticky vyhodnocováno z důvodu překonání počátečního stavu nulového nasycení. Statistické výstupy jsou zaznamenávány v průměrné hodnotě za simulovanou hodinu. Vyhodnocení průměrného časového zdržení a průměrné délky kolony je provedeno na základě deseti simulačních procesů, které se odlišují rozdílným časovým přidělením vozidel na síť. Intenzita je vždy shodná, liší se pouze časový vstup jednotlivých vozidel na dopravní síť. Tímto krokem se předejde příliš negativnímu nebo pozitivnímu přidělení vozidel na síť. K tomu by mohlo dojít především v křižovatkových uzlech, kdy je rozdíl, zda v koloně před křižovatkou za sebou stojí tři těžká nákladní vozidla nebo čtyři osobní automobily. Výsledná hodnota časového zdržení a průměrné délky kolony je pak průměrem ze všech deseti simulací Test 1 proměnná hodnota d L2 Za proměnnou byla zvolena vzdálenost d L2, která během testů dosahovala hodnot: 40m, 30m, 20m, 10m, 5m, 4m, 3m, 2m a 1m Viditelnost vozidel na hlavní lince d L1 zůstávala během testu fixní, a to 50 metrů. Obrázek 45 Umístění virtuálních detektorů a tras trasa m trasa m trasa m Evropská 2589/33b, Praha 6 46

48 Tabulka 22 Vyhodnocení průměrné délky kolony v závislosti na parametru rozhled řidiče d L2 vzdálenost visibility [m] průměrná délka kolony [m] * vjezd vjezd vjezd * při zadání parametru visibility o délce 1 metr dojde k zastavení vozidla před konfliktní plochou, kde stojí po celou dobu simulace vozidlo nemá zajištěno bezpečný průjezd přes konfliktní plochu. Obrázek 46 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L2 Tabulka 23 Vyhodnocení průměrného časového zdržení v závislosti na parametru rozhled řidiče d L2 vzdálenost visibility [m] průměrné časové zdržení [s] * trasa trasa trasa * při zadání parametru visibility d L2 =1 metr dojde k zastavení vozidla před konfliktní plochou, kde stojí po celou dobu simulace vozidlo nemá zajištěno bezpečný průjezd přes konfliktní plochu. Evropská 2589/33b, Praha 6 47

49 Obrázek 47 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L2 Jak je patrné z předcházejících grafů, průběh hodnot průměrné délky kolony a časového zdržení při nižším dopravním zatížení (vjezd 2 a 3) je téměř konstantní. Naopak u nejvíce zatíženého vjezdu 1, kde dochází k tvorbě dlouhodobých kolon, je patrný výrazný nárůst hodnot s klesajícím rozhledem. V intervalu 40 až 30 metrů je nárůst hodnot minimální. V intervalu mezi 30 a 20 metry dochází k pozvolnému nárůstu naměřených hodnot. Nejmarkantnějšího růstu hodnot je dosaženo v intervalu mezi 20 a 5 metry, kde dochází k troj až čtyřnásobnému nárůstu hodnot. Při rozhledu 5 až 3 metry je nárůst hodnot minimální. V posledním intervalu 3 až 2 metry je pak opět viditelný nárůst naměřených hodnot. Ze statistického vyhodnocení vyplývá, že rozhled řidiče z vozidla má výrazný vliv na dosažené hodnoty délek kolon a časového zdržení, a to především na nejvíce zatíženém vjezdu do okružní křižovatky. Na vjezdu 1 je dosaženo průměrné hodnoty délky kolony 208 metrů, a to při rozhledu 40 metrů. Při rozhledu 10 metrů dosahuje hodnota průměrné délky kolony 690 metrů a při rozhledu 2 metrů dokonce 1089 metrů. Z tohoto zjištění vyplývá, že je nutné věnovat tomuto parametru zvýšenou pozornost a vždy je nutné ověřit reálnou viditelnosti na všech vjezdech do křižovatky Test 2 proměnná hodnota d L1 Za proměnnou byla zvolena vzdálenost d L1, která během testů dosahovala hodnot: 40m, 30m, 20m, 10m, 5m, 4m, 3m, 2m a 1m Viditelnost vozidel na hlavní lince d L2 zůstávala během testu fixní, a to 30 metrů. Evropská 2589/33b, Praha 6 48

50 průměrná délka kolony [m] průměrné časové zdržení [s] Obrázek 48 Závislost průměrného časového zdržení na rozhledu řidiče d L1 ZÁVISLOST PRŮMĚRNÉHO ČASOVÉHO ZDRŽENÍ NA ROZHLEDU ŘIDIČE trasa 1 trasa 2 trasa rozhled řidiče dl1 [m] Obrázek 49 Závislost průměrné délky kolony na rozhledu řidiče d L1 250 ZÁVISLOST PRŮMĚRNÉ DÉLKY KOLONY NA ROZHLEDU ŘIDIČE 200 vjezd 1 vjezd 2 vjezd rozhled řidiče dl1 [m] Ze statistického vyhodnocení simulace vyplývá, že parametr viditelnosti na nadřazené lince d L1 nemá žádný vliv na hodnoty průměrného časové zdržení a průměrné délky kolony Test 3 proměnné hodnoty d L1 a d L2 Do simulace byly definovány hodnoty podle klíče d L1 = d L2, a to pro délky 40, 30, 20, 10, 5, 4, 3 a 2 metry. V tomto případě bylo dosaženo vždy hodnot průměrné délky kolony a průměrného časového zdržení jako při testu 1, kdy se měnil pouze parametr d L2. Bylo tedy prokázáno, že parametr d L1 nemá při konfliktech typu křížení s definovaným hlavním a vedlejším směrem žádný vliv na statistické vyhodnocení Závěry Předmětná tříramenná okružní křižovatka Lipůvka je charakteristická vysokým dopravním zatížením ve špičkových hodinách, což je doprovázeno vznikem rozsáhlé kolony. Poměr intenzity a kapacity křižovatky ovlivňuje kromě jiného rychlost vozidel, která byla vybrána jako kalibrační charakteristika. Po mnoha iteracích a úpravách modelových parametrů bylo dosaženo dobré shody mezi průměrnou měřenou a simulovanou hodnotou rychlosti na jednotlivých stanovištích v rozsahu -3 až +0,9 km/h. Validace modelu byla provedena pro intenzity vozidel na vjezdech s velmi dobrým výsledkem (viz Tabulka 21). Evropská 2589/33b, Praha 6 49

51 3.4 MODEL V SOFTWARU AIMSUN Stavba modelu je obdobná jako v případě suchdolské křižovatky. Obrázek 50 Výřez z dopravní sítě křižovatky v Lipůvce v SW Aimsun Kalibrace modelu Po základním zakódování sítě - modelu křižovatky v Lipůvce včetně navazujících úseků a zadání dopravního zatížení, tedy naměřených intenzit osobních a nákladních vozidel, bylo přistoupeno ke kalibraci, a to pomocí porovnání naměřených a simulovaných rychlostí na vybraných profilech. Tabulka 24 Porovnání modelovaných (simulace 1 až 10) a měřených rychlostí v profilech radarů 1 až 3 Rychlost na stanovišti [km/h] simulační proces ,2 69,7 53,4 2 49,8 70,4 53,3 3 50,9 70,1 53,2 4 51,6 70,0 53,3 5 52,1 70,2 53,3 6 54,3 69,5 53,2 7 48,5 70,6 53,3 8 50,1 69,2 53,3 9 49,9 70,1 53, ,2 69,8 53,2 min 48,5 69,2 53,2 max 67,2 70,6 53,4 směrodatná odchylka 5,1 0,4 0,1 medián 50,5 70,1 53,3 průměr 52,5 70,0 53,3 průměr z měření 50,4 69,9 44,9 rozdíl simulace - měření 2,1 0,1 8,4 Evropská 2589/33b, Praha 6 50

52 Úprava modelu pro dosažení shody rychlostí spočívala v úpravách geometrie vlastní okružní křižovatky (trajektorie křižovatkových pohybů, umístění stopčar), maximálních rychlostí (intravilán vs. extravilán) a v neposlední řadě rozhledových délek pro vozidla jedoucí po vedlejší. Tabulka (Po základním zakódování sítě - modelu křižovatky v Lipůvce včetně navazujících úseků a zadání dopravního zatížení, tedy naměřených intenzit osobních a nákladních vozidel, bylo přistoupeno ke kalibraci, a to pomocí porovnání naměřených a simulovaných rychlostí na vybraných profilech. Tabulka 24) obsahuje výpis rychlostí na třech jednosměrných profilech (viz Obrázek 39) z jednotlivých simulačních kroků a jejich porovnání s naměřenými hodnotami. Na stanovištích 3 a 4 (mimo obec) se podařilo dosáhnout velmi dobré shody, na stanovišti 5 (v obci) je rozdíl významnější Validace modelu Vjíždění vozidel do systému je podrobeno randomizaci, což mj. znamená, že skutečný počet projetých vozidel neodpovídá přesně počtu vozidel, který byl zadán. Větší rozdíl v neprospěch simulovaných hodnot může znamenat chybějící propojení (kvůli absenci křižovatkového pohybu není možná jízda vozidel mezi dvojicí centroidů, odpovídající vozidla, přestože byla zadána, v modelu vůbec neprojedou) nebo nedostatečně dlouhé úseku před kapacitním hrdlem - délka kolony přesáhne hranici modelu a zadaná vozidla na sledovaný úsek vůbec nevjedou. Tabulka 25 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání simulační proces min 976, max 1018, směrodatná odchylka 10,85 5, , medián 1004, ,5 průměr 1004,52 297,7 564,7 údaj z měření rozdíl simulace - měření -96,48 22,7 72,7 Stejně jako u Suchdolské křižovatky i zde je patrný velký rozdíl mezi jednotlivými simulacemi i mezi průměrnou hodnotou simulací a hodnotou změřenou Test senzitivity modelu Obdobně jako v případě nástroje Vissim bylo přikročeno k ověření vlivu nastavení délky rozhledu vozidel vyjíždějících z vedlejší na chování simulovaných vozidel. Zadatelná hodnota délka rozhledu, Visibility Distance, vyjadřuje, v jaké vzdálenosti před křižovatkou se začne aplikovat Gap Acceptance Evropská 2589/33b, Praha 6 51

53 Model. V příkladu na obrázku (Obrázek 51), kde je zadaná hodnota Visibility Distance znázorněna černou šipkou, řidič červeného vozidla již sleduje situace v nadřazených dopravních proudech a je připraven akceptovat mezeru a uskutečnit zamýšlený křižovatkový pohyb. Naopak řidič modrého vozidla ještě provoz na hlavní silnice nesleduji, pouze zpomaluje tak, aby byl v případě nutnosti schopen před křižovatkou zastavit. Dá se tedy říct, že: nulová Visibility Distance znamená značku Stůj, dej přednost v jízdě (řidič si ověřuje možnost překřížení nadřazeného dopravního proudu až v nulové vzdálenosti od křižovatky, tzn. v nulové rychlosti), při zvětšování hodnoty Visibility Distance se může řidič rozhodovat dříve a při velikosti hodnoty Visibility Distance na úrovni místa, kde řidič před křižovatkou začíná zpomalovat, řidič nemusí při příznivé dopravní situaci (dostatečná mezera v dopravním proudu na hlavní) začít zpomalovat a může plynule pokračovat v jízdě. Obrázek 51 Visibility distance v nástroji Aimsun Jako kritérium pro hodnocení závislosti na parametru Visibility Distance jsme zvolili délku kolony na vjezdu a průměrnou rychlost v úseku před vjezdem do okružní křižovatky. Evropská 2589/33b, Praha 6 52

54 Obrázek 52 Závislost délky kolony na délce rozhledu (Aimsun) Jak je z grafu (Obrázek 52) patrné, ukázalo se, že na model mají vliv ne jednotky, ale dokonce desetiny metru. Dále je vidět, že s narůstající intenzitou se citlivost modelu snižuje. Jako druhý ukazatel byla zvolena průměrná rychlost na úseku. Potvrzuje předchozí poznatek, a sice že s narůstající intenzitou se citlivost snižuje (Obrázek 53). Obrázek 53 Závislost průměrné úsekové rychlosti na délce rozhledu (Aimsun) Pro ověření vlivu intenzity byl experiment zopakován s nižší intenzitou, stejnou na všech větvích, a sice 500 voz/h. Evropská 2589/33b, Praha 6 53

55 Obrázek 54 Závislost délky kolony na délce rozhledu (Aimsun) Model byl při těchto intenzitách relativně citlivý, což potvrdilo výsledky předchozího testu, navíc se ukázal být při Visibility Distance 2,4 m nestabilní (což je znázorněno zopakováním této hodnoty na ose x, viz Obrázek 54). Lze tedy říct, že v tomto konkrétním případě určeném geometrií křižovatky, funguje model při nižších intenzitách více méně ve dvou ustálených stavech, naopak při vyšších zatíženích je možné Visibility Distance využít k vyladění modelu. Průběh závislosti délky kolony na délce rozhledu je u všech vjezdů stejný, ke zlomu dochází v hodnotách dvou až tří metrů a pro jednotlivé vjezdy se liší v desetinách metrů. Přestože toto není v manuálech nijak ozřejměno, dá se předpokládat, že pro vnitřní výpočetní algoritmus Aimsunu je hranice dvou až tří metrů rozhodující, zda vozidlo zastaví či nikoli (Dej přednost vs. Stůj, dej přednost) a toto zastavení má výrazný vliv na požadovanou mezeru v nadřazeném proudu, přičemž přesná desetinná hodnota závisí ještě na jiném parametru, např. rychlosti odpovídající poloměru trajektorie v křižovatce. Je tedy rozumné vyhnout se nastavování Visibility Distance v "nestabilním rozsahu" 2 až 3 metrů, kdy je výsledek nejistý - mimo tento rozsah naopak není přesné nastavení hodnot pro výsledek simulace podstatný Závěry Model okružní křižovatky v Lipůvce v nástroji Aimsun byl kalibrován pomocí rychlostí naměřených radary na všech třech paprscích křižovatky. Na dvou paprscích bylo dosaženo rozdílu do 2,1 km/h, na třetím paprsku činí rozdíl 8,4 km/h. Kalibrace byla s ohledem na dostupná data provedena porovnáním počtu naměřených (zadaných) a simulovaných vozidel. Zjištěný rozdíl nepřekračuje 15 %. Posouzení bylo rozšířeno i na citlivostní analýzu, tj. na ověření vlivu vybraného parametru na celkové výsledky. Zvolena byla stejně jako u nástrojů Vissim a S-Paramics délka rozhledu před křižovatkou (Visibility Distance), tzn. vzdálenost od konce vedlejší vstříc přijíždějícím vozidlům, na které začíná být aplikován gap-acceptance model. Analýza ukázala na výrazný zlom při délce rozhledu okolo 2,3 až 2,5 m, kdy došlo k znatelnému prodloužení kolony, resp. snížení průměrné rychlosti. Při hodnotách délky rozhledu nad 3 m prakticky nedochází k e kolonám, naopak při hodnotě 0 (což znamená "Stůj, dej přednost v jízdě") dosahují délky kolon přes 100 metrů a průměrná rychlost klesá na nulu. Evropská 2589/33b, Praha 6 54

56 3.5 MODEL V SOFTWARU S-PARAMICS Obrázek 55 Síť v blízkosti okružní křižovatky Lipůvka v S-Paramics Kalibrace modelu Po základním zakódování sítě - modelu křižovatky v Lipůvce včetně navazujících úseků a zadání dopravního zatížení, tedy naměřených intenzit osobních a nákladních vozidel, bylo přistoupeno ke kalibraci, a to pomocí porovnání naměřených a simulovaných rychlostí na vybraných profilech. Tabulka 26 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Rychlost na stanovišti [km/h] simulační proces ,8 66,6 47,3 2 46,7 66,8 46,8 3 41,5 66,6 47,0 4 47,3 67,2 46,8 5 47,3 67,2 47,2 6 41,6 67,4 47,2 7 42,4 66,7 46,9 8 48,3 67,4 47,0 9 43,4 66,6 47, ,2 67,4 47,1 min 41,5 66,6 46,8 max 48,3 67,4 47,3 směrodatná odchylka 7,1 0,9 0,6 medián 43,8 67,0 47,1 průměr 45,0 67,0 47,0 průměr z měření 50,4 69,9 44,9 rozdíl simulace - měření -5,4-2,9 2,1 Evropská 2589/33b, Praha 6 55

57 Úprava modelu pro dosažení shody rychlostí spočívala v úpravách geometrie vlastní okružní křižovatky (trajektorie křižovatkových pohybů, umístění stopčar), maximálních rychlostí (intravilán vs. extravilán) a v neposlední řadě rozhledových délek pro vozidla jedoucí po vedlejší. Tabulka (Po základním zakódování sítě - modelu křižovatky v Lipůvce včetně navazujících úseků a zadání dopravního zatížení, tedy naměřených intenzit osobních a nákladních vozidel, bylo přistoupeno ke kalibraci, a to pomocí porovnání naměřených a simulovaných rychlostí na vybraných profilech. Tabulka 26) obsahuje výpis rychlostí na třech jednosměrných profilech (viz Obrázek 39) z jednotlivých simulačních kroků a jejich porovnání s naměřenými hodnotami. Na všech stanovištích 3 se podařilo dosáhnout velmi dobré shody Validace modelu Vjíždění vozidel do systému je podrobeno randomizaci, což mj. znamená, že skutečný počet projetých vozidel neodpovídá přesně počtu vozidel, který byl zadán. Větší rozdíl v neprospěch simulovaných hodnot může znamenat chybějící propojení (kvůli absenci křižovatkového pohybu není možná jízda vozidel mezi dvojicí centroidů, odpovídající vozidla, přestože byla zadána, v modelu vůbec neprojedou) nebo nedostatečně dlouhé úseku před kapacitním hrdlem - délka kolony přesáhne hranici modelu a zadaná vozidla na sledovaný úsek vůbec nevjedou. Tabulka 27 Intenzita dopravy na jednotlivých stanovištích v simulaci a při měření a jejich srovnání Intenzita na stanovišti [voz/h] simulační proces min max směrodatná odchylka 13,1 6,9 11,7 medián 1165,9 255,2 461,5 průměr 1165,0 256,0 460,0 průměr z měření rozdíl simulace - měření 64,0-19,0-32,0 Rozdíly mezi naměřenými (a zároveň zadanými) a simulovanými intenzitami nepřesahují 7 %. Evropská 2589/33b, Praha 6 56

58 Délka kolony [m] Test senzitivity modelu Stejně jako v Aimsunu se rozhledová vzdálenost pro dávání přednost v křižovatce nenastavuje ve vlastnostech křižovatky, ale hrany. Odlišností S-Paramicsu od Aimsunu je možnost nastavení času tg (Path Cross). Obrázek 56 Dialogové okno pro nastavení mj. délka rozhledu v SW S-Paramics Obrázek 57 Závislost délky kolony na délce rozhledu (S-Paramics) směr do Brna směr do Svitav směr z Blanska Visibility Distance [m] Koncepce Visibility Distance je totožná jako u nástroje Aimsun. Tzn., že prodlužování délky rozhledu na vedlejší komunikaci před křižovatkou by mělo mít za následek zvětšení kapacity křižovatky, které se Evropská 2589/33b, Praha 6 57