Návrhová 50-ti rázová intenzita dopravy pohledem dostupných dat Ing. Jan Martolos, Ing. Luděk Bartoš, Ing. Dušan Ryšavý, EDIP s.r.o.

Transkript

1 Návrhová 50-ti rázová intenzita dopravy pohledem dostupných dat Ing. Jan Martolos, Ing. Luděk Bartoš, Ing. Dušan Ryšavý, EDIP s.r.o. Úvod Intenzita dopravy (počet vozidel, která projedou příčným řezem komunikace za jednotku času) je veličinou proměnnou v čase v době denních dopravních špiček je vyšší, než v nočním období, v sobotu je obvykle nižší než v pracovní den, v letních měsících bývá vyšší než v měsících zimních. Tyto změny se označují jako variace intenzity dopravy. Důsledkem variací intenzit dopravy je i rozdílná míra vyčerpání kapacity komunikací a křižovatek. Kapacita křižovatek se posuzuje na tzv. padesátou rázovou hodinovou intenzitu dopravy. Její hodnotu získáme, pokud seřadíme roční záznam hodinových intenzit na jednom stanovišti od největší hodnoty k nejmenší (viz příklad na obrázku 1). Intenzita, která je na 50. místě (je padesátá největší) se nazývá 50. rázová hodinová intenzita. Jedná se tedy o takovou hodnotu hodinové intenzity, která je překročena padesátkrát v roce Stanoviště Lažany, vozidla celkem, oba směry Intenzita [voz./hod] Pořadí rázové intenzity Obrázek 1: Ukázka velikosti prvních 500 rázových hodinových intenzit na stanovišti I/43, Lažany (vozidla celkem, oba směry dohromady) K určení rázové intenzity je nutné znát v ideálním případě všechny hodinové intenzity z celého roku, což je 8760 hodnot (365 dní x 24 hodin). Tuto hodnotu nelze zjistit běžným průzkumem. Přesto se v dopravně inženýrské praxi kapacita křižovatek běžně počítá na základě hodnot zjištěných průzkumy například v odpoledních hodinách běžného pracovního dne. V článku chceme ukázat výsledky analýz, které jsme provedli na datech z automatických detektorů Ředitelství silnic a dálnic (ty sledují intenzity dopravy nepřetržitě, čímž analýzy rázových hodin umožňují provádět). Cílem je ukázat možnosti stanovení 50. rázové hodinové intenzity na základě známých údajů o intenzitě dopravy a navrhnout metody zjištění této hodnoty krátkodobým dopravním průzkumem. Použitá data Automatické detektory dopravy jsou nasazeny zejména na dálnicích, silnicích I. třídy se statutem mezinárodní silnice a výjimečně na silnicích II. tříd. Do zpracování a výpočtů byla zařazena pouze ta stanoviště, u kterých byl dostupný kompletní záznam z minimálně 280 dní, tj. cca 75% dnů v kalendářním roce (většinou se jedná o data z roku 2000), z různých důvodů dochází k výpadku dat viz [3]). Celkem byla k dispozici data z 34 stanovišť, z nichž 8 se nacházelo na dálnicích, 16 na silnicích I. třídy a 10 stanovišť bylo na silnicích II. třídy. (z toho ale 5 stanovišť na silnicích, které byly dříve silnicemi I. třídy a nyní jsou obvykle vedeny v souběhu s dálnicí či rychlostní silnicí (číselné označení 60X). 1

2 Velikost padesáté rázové hodinové intenzity Byl zjišťován vztah mezi 50. rázovou intenzitou a ročním průměrem denních intenzit (RPDI). Ukázalo se, že na většině stanovišť 50. rázová intenzita tvoří cca 9% ročního průměru denních intenzit (viz obrázek 2). Prezentované vztahy platí pro obousměrnou intenzitu dopravy Vztah mezi 50. rázovou intenzitou a RPDI pro vozidla celkem a oba směry dohromady 50. rázová intenzita [voz./hod] ; RPDI [voz./24h] Obrázek 2: Vztah mezi ročním průměrem denních intenzit a 50. rázovou hodinovou intenzitou dopravy (vozidla celkem, oba směry dohromady) Pokud bychom sledovali intenzitu dopravy zvlášť po směrech jízdy, může padesátá rázová hodinová intenzita dosahovat hodnoty až 15-20% celoroční průměrné denní intenzity daného směru. U některých komunikací byl zjištěn nižší podíl padesáté rázové hodinové intenzity na RPDI, jedná se většinou o komunikace ve větších městech. Například Plzeň, Domažlická ulice (silnice I/26) podíl 7,6%. Opačná je situace u komunikací s výrazným rekreačním provozem (viz tabulku 1). Stanoviště 50. rázová intenzita [voz./h] RPDI [voz./24h % z RPDI II/340, Pařížov % II/337, Kraskov % II/296, Horní Maršov % II/295, Vrchlabí % Tabulka 1: Charakteristiky vybraných stanovišť v rekreačních oblastech Velký nárůst intenzit při pravidelném příjezdu a odjezdu do rekreačních oblastí způsobuje, že 50. rázová intenzita tvoří daleko větší procento z ročního průměru než u ostatních komunikací. Při určení návrhové rázové hodinové intenzity na základě znalosti ročního průměru denních intenzit je nutno vždy brát v úvahu polohu stanoviště a specifika provozu na komunikaci. Výskyt 50. rázové hodinové intenzity v průběhu roku Pro dopravně-inženýrskou praxi je důležité vědět, kdy 50. rázová intenzita nastává, kdy je možné její velikost zjistit dopravním průzkumem. Vzhledem k tomu, že výskyt 50. rázové hodiny je náhodný jev, byly na všech stanovištích analyzovány hodnoty rázové hodiny (rozptyl mezi těmito hodnotami 2

3 na jednom stanovišti je velice malý). Celkem tak bylo získáno 34x21, tj. 714 hodnot. Rozložení výskytu těchto rázových hodin v jednotlivých dnech a hodinách týdne je ukázáno na obrázku 3. Obrázek 3: Četnosti výskytu rázových hodinových intenzit dopravy během týdne Je vidět, že nejčastější výskyt rázové hodinové intenzity je v pátek odpoledne v době dopravní špičky (14-18h). Pokud sledujeme četnosti výskytu rázové hodiny v jednotlivých měsících (viz obrázek 4) vidíme, že nejčastější výskyt je v měsících duben (souvisí se zvýšenou s dopravou o velikonočních svátcích), srpen a říjen. V zimní měsíce (leden-březen) jsou intenzity dopravy nižší a rázové hodiny většinou nenastávají. 120 Četnost výskytu rázových hodin v jednotlivých měsích 100 četnost výskytu leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec měsíc Obrázek 4: Četnosti výskytu rázových hodinových intenzit dopravy v jednotlivých měsících. 3

4 Nelze samozřejmě očekávat, že pokud provedeme dopravní průzkum v pátek odpoledne (v běžné měsíce, tj. duben-červen, září-říjen) tak dostaneme hodnotu 50. rázové hodinové intenzity. K této hodnotě se však přiblížíme více (viz následující rozbory konkrétního příkladů), než pokud průzkum provádíme (jak je dnes ovšem běžné) v dopravní špičku běžného pracovního dne (úterý-čtvrtek). Vztah intenzity dopravy ve špičkových obdobích jednotlivých dnů v týdnu a padesáté rázové hodinové intenzit Pro konkrétnější představu o velikosti padesáté rázové hodinové intenzity a jejím vztahu k ostatním hodinovým intenzitám byla podrobněji analyzována data z několika stanovišť. Byly určeny špičkové hodnoty intenzity dopravy daného dne v týdnu (pondělí - neděle v měsících, kdy se obvykle provádí dopravní průzkum, tj. duben-červen, září a říjen). Pro každý den tak vznikl soubor 20 (resp. 21, či 22) hodnot (5 měsíců x 4 týdny v měsíci) pro každý den. Byly vyřazeny dny státních svátků a dny, kterým předcházel nebo po kterých následoval státní svátek. U každého dne v týdnu byly určeny základní statistické charakteristiky souboru (minimum, maximum, průměr, směrodatná odchylka). Data byla vynesena do grafu a porovnána se známou hodnotou padesáté rázové hodinové intenzity. Stanoviště I/34, Lažany Stanoviště leží na silnici I/43, v blízkosti obce Lažany (okres Blansko, RPDI 9 voz./24h). Přesně určená 50. rázová hodinová intenzita má hodnotu vozidel (tj. 11,1% RPDI, pro zajímavost byla zjištěna v pátek, 11. srpna 2000, v době 17-18h). průměr poměr k 50. rázové intenzitě 61% 66% 71% 73% 96% 59% 99% směrodatná odchylka souboru maximum minimum Tabulka 2: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Lažany, rok 2000, vozidla celkem, oba směry dohromady, údaje ve voz./h. Intenzita dopravy [voz./hod] Špičkové hodinové intenzity v běžné měsíce, rok 2000, stanoviště Lažany Průměr Den Maximum v týdnu Minimum Průměr + σ Průměr - σ 50. ráz. intenzita Obrázek 5: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Lažany, rok 2000, vozidla celkem. Je dobře patrný rekreační charakter dopravy na této komunikaci, intenzity v pátek a neděli jsou vyšší, než v ostatní pracovní dny. 4

5 Z obrázku a tabulky je vidět, že průměrné velikosti špičkových hodinových intenzit dopravy v běžný pracovní den (úterý, středa a čtvrtek) dosahují hodnot 700 až vozidel/hod. Maximální hodinová intenzita v úterý je 820 vozidel/hod. ve středu a ve čtvrtek dosahují maximální hodinové intenzity 940 vozidel/hod. Oproti 50. rázové hodinové intenzitě (1102 voz/h) se jedná o nízké hodnoty intenzity dopravy. Průměrná páteční špičková hodinová intenzita je 1060 voz/h, ale lze naměřit i hodnotu 1164 voz/h. Z těchto údajů je zřejmé, že průměrná páteční špičková hodinová intenzita se dobře blíží 50. rázové hodinové intenzitě. Velmi dobře také padesáté rázové hodinové intenzitě odpovídá průměr nedělních odpoledních špičkových hodinových intenzit. Nedělní intenzity však vykazují vyšší rozptyl hodnot, může se tedy stát, že trefíme s průzkumem do týdne, kdy bude intenzita relativně nízká. Stanoviště II/603, Jesenice Stanoviště leží na silnici II/603, v blízkosti obce Jesenice (okres Praha-západ, RPDI voz./24h). Přesně určená 50. rázová hodinová intenzita má hodnotu vozidel (tj. 9,3% RPDI, dosažena v pátek, 3. listopadu 2001, v době 16-17h). průměr poměr k 50. rázové intenzitě 90% 89% 92% 92% 100% 73% 94% směrodatná odchylka souboru maximum minimum Tabulka 3: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Jesenice, rok 2001, vozidla celkem, oba směry dohromady, údaje ve voz./h Špičkové hodinové intenzity v běžné měsíce, rok 2000, stanoviště Jesenice 1300 Intenzita dopravy [voz./hod] Průměr Den Maximum v týdnu Minimum Průměr + σ Průměr - σ 50. ráz. intenzita Obrázek 6: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Jesenice, rok 2001, vozidla celkem Z obrázku je zřejmé, že v tomto případě je velikost padesáté rázové hodinové intenzity takřka shodná s průměrnou páteční špičkovou hodinovou intenzitou (v běžné měsíce). Opět se jedná o komunikaci se silným rekreačním provozem (silnější páteční a nedělní intenzity dopravy). Stanoviště D2, km 12, Židlochovice Stanoviště leží na dálnici D2, na 12. km (RPDI voz./24h). Přesně určená 50. rázová hodinová intenzita má hodnotu vozidel (tj. 9,2% RPDI, dosažena v sobotu, 21. července 2001, v době 15-16h). 5

6 průměr poměr k 50. rázové intenzitě 73% 83% 87% 90% 99% 60% 64% směrodatná odchylka souboru maximum minimum Tabulka 4: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště D2, km 12, rok 2001, vozidla celkem, oba směry dohromady, údaje ve voz./h. Intenzita dopravy [voz./hod] Špičkové hodinové intenzity v běžné měsíce, rok 2001, stanoviště D2, km 12 Průměr Den Maximum v týdnu Minimum Průměr + σ Průměr - σ 50. ráz. intenzita Obrázek 7: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště D2, km 12, rok 2001, vozidla celkem Z obrázku je zřejmé, že i v tomto případě je velikost padesáté rázové hodinové intenzity takřka shodná s průměrnou páteční špičkovou hodinovou intenzitou (v běžné měsíce). Stanoviště Plzeň, Studentská ulice (místní komunikace) Stanoviště leží v Plzni na Studentské ulici (místní komunikace, RPDI voz./24h). Přesně určená 50. rázová hodinová intenzita má hodnotu 952 vozidel (tj. 10,0% RPDI, dosažena v pátek, 24. března 2000, v době 16-17h). průměr poměr k 50. rázové intenzitě 85% 85% 88% 91% 108% 63% 86% směrodatná odchylka souboru maximum minimum Tabulka 5: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Plzeň, místní komunikace Studentská, rok 2000, vozidla celkem, oba směry dohromady, údaje ve voz./h. 6

7 Špičkové hodinové intenzity v běžné měsíce, rok 2000, stanoviště Plzeň - Studentská ul. Intenzita dopravy [voz./hod] Průměr Den Maximum v týdnu Minimum Průměr + σ Průměr - σ 50. ráz. intenzita Obrázek 8: Charakteristiky souboru špičkových hodinových intenzit dopravy ve srovnání s 50. rázovou intenzitou, stanoviště Plzeň, Studentská ul., rok 2000, vozidla celkem Z obrázku je zřejmé, že v tomto případě je velikost padesáté rázové hodinové intenzity o něco nižší než průměrná páteční špičková hodinová intenzita (v běžné měsíce). Pokut tedy provedeme průzkum intenzit dopravy za účelem výpočtu kapacity křižovatek v páteční odpoledne (v běžném měsíci) budeme na straně bezpečné, pravděpodobně naměříme intenzitu ještě o něco vyšší než je padesátá rázová hodinová intenzita. Závěry k velikosti padesáté hodinové intenzity a intenzit v jednotlivých dnech týdne Výsledky předchozích příkladů jsou shrnuty v tabulce 6. Jsou zde uvedeny poměry špičkové hodinové intenzity v jednotlivých dnech v týdnu ku padesáté špičkové hodinové intenzitě I/34, Lažany 61% 66% 71% 73% 96% 59% 99% II/603, Jesenice 90% 89% 92% 92% 100% 73% 94% D2, km 12, Židlochovice 73% 83% 87% 90% 99% 60% 64% Plzeň, Studentská ul. 85% 85% 88% 91% 108% 63% 86% Průměr 77% 81% 85% 86% 101% 64% 86% Tabulka 6: Poměry špičkové hodinové intenzity v jednotlivých dnech v týdnu ku padesáté špičkové hodinové intenzitě pro sledovaná stanoviště Z předchozích příkladů vyplývá, že obvykle páteční odpolední špičková hodinová intenzita poměrně dobře aproximuje padesátou hodinovou rázovou intenzitu dopravy. V běžný pracovní den, kdy se obvykle dopravní průzkumy provádí, dosahuje intenzita dopravy cca 90% průměrné týdenní intenzity (včetně sobot a nedělí) a špičková hodinová intenzita obvykle tvoří cca 8% z celodenní intenzity (běžného pracovního dne). Pokud provádíme měření intenzity dopravy (dopravní průzkum) v běžný pracovní den (úterý, středa, čtvrtek) a zjistíme špičkovou hodinovou intenzitu měli bychom ji pro účely výpočtu kapacity křižovatek navýšit o cca 20%. Závěry 1. Hodnotu padesáté rázové hodinové intenzity používané například k výpočtům kapacity křižovatek lze přesně určit jen při znalosti údajů hodinových intenzit z celého roku. 2. Nejčastější výskyt padesáté rázové hodinové intenzity je v pátek odpoledne v době dopravní špičky. 7

8 3. Ve většině případů lze 50. rázovou intenzitu odhadnout jako 9% z roční průměrné denní intenzity na daném stanovišti, ale u komunikací se specifickým provozem (například na příjezdech k rekreačním oblastem) může tvořit až 17% ročního průměru denních intenzit. 4. Hodnoty špičkové hodinové intenzity získané dopravním průzkumem v běžný pracovní den je nutné pro získání padesáté rázové hodinové intenzity dopravy navýšit asi o 20%. Poznámka: Článek je zpracován v rámci řešení výzkumného projektu č. 1F45A/061/120 Způsob a přesnost stanovení celodenních intenzit automobilové dopravy na základě krátkodobých měření, projektu č. 1F42I/060/120 Aktualizace výpočtových modelů pro stanovení kapacity neřízených úrovňových křižovatek a č. 1F52I/063/120 Aktualizace výpočtových modelů pro stanovení kapacity okružních křižovatek Národního programu výzkumu Ministerstva dopravy. Literatura [1] Způsob a přesnost stanovení celodenních intenzit automobilové dopravy na základě krátkodobých měření, projekt výzkumu Národního programu výzkumu Ministerstva dopravy č. 1F45A/061/120, redakčně upravená roční zpráva 2004, 2005, 2006 [2] Data za automatických detektorů dopravy, ŘSD Praha, ŘSD Brno, [3] Ing. Jiří Míšek, Úloha automatického sčítání dopravy, Dopravní inženýrství 2/2006 8