Stav metodiky sledování a analýzy dopravních konfliktů v ČR a zahraničí Ing. Richard Turek Institut dopravy, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava 1. Úvod Řízení motorového vozidla představuje zvýšené nároky na koncentraci. Řidič motorového vozidla musí vnímat, vyhodnocovat a přiřazovat váhu jednotlivým podnětům. V průběhu 20. století došlo k výraznému nárůstu počtu automobilů. Rostoucí počet automobilů má za následek přetěžování komunikačního systému měst a vznik kongescí. Společně se zvyšováním intenzit se úměrně zvyšují nároky na koncentraci a dobu strávenou ve vozidle, což se negativně projevuje nepřiměřenou rychlostí, nesprávným způsobem jízdy a větší agresivitou řidičů. Řešení bezpečnosti silničního provozu představuje komplex dílčích problémů. Míru bezpečnosti provozu na pozemních komunikacích ovlivňuje především chování účastníků silničního provozu, stav pozemní komunikace, technický stav vozidla a kombinace těchto faktorů. Společnost na celém světě má zájem na snižování nehodovosti z hlediska vnímání tragických následků dopravních nehod a požadavku na prosazování účinných opatření přispívajících ke zvýšení bezpečnosti. 2. Zkušenosti s technikou sledování dopravních konfliktů v zahraničí Metodika sledování dopravních konfliktů patří mezi nepřímé ukazatele bezpečnosti. Využívá se především jako: - hodnotící nástroj, - diagnostický nástroj. Obecně se TCT častěji používá pro diagnostický účel. První účel je náročnější, protože klade vyšší nároky na reliabilitu a validitu TCT. V souladu s ICTCT bude metodika sledování dopravních konfliktů značena TCT
USA, Kanada Spojené státy jsou jedním z prvních států, kde byla aplikována TCT. První zmínka o této technice je datována na konci 60. let. V roce 1967 vědci z výzkumné laboratoře General Motors formulovali definici a vytvořili postupy pro sledování konfliktů na křižovatkách. Původně se jednalo o analýzu rozdílu v řízení automobilů GM a ostatních vozidel. V Kanadě byl obdobný přístup použit až v 70. letech. Dopravní konflikt byl definován jako událost zahrnující dva nebo více účastníků silničního provozu, při které jednání jednoho účastníka způsobí dalšímu účastníkovi nutnost výhybného manévru k zabránění srážky. Technika General Motors patří mezi kvalitativní přístupy. V případě této metody je sledována technika jízdy se zaměřením na agresivní způsob jízdy, zaznamenává se např. smyk, brzdění. Kromě těchto jevů jsou evidovány také přestupky (např. nerespektování signálu Stůj ). Určitou nevýhodou této techniky je, že chybí stupnice závažnosti a registrované údaje jsou tak zaznamenávány bez ohledu na jejich závažnost. Kanadská metodika využívá kombinaci objektivního a subjektivního hodnocení. V případě tohoto přístupu se sleduje čas do kolize ve třech časových zónách, druhá stupnice subjektivně hodnotí míru brzdění a z plynoucí riziko kolize. Ze součinu těchto aspektů je stanoven stupeň rozsahu 2-6. Grafické vyjádření vztahu vzdálenosti, času do kolize a hodnocení, je znázorněno na obr.. 1.
Obr. 1: Grafické vyjádření vztahu vzdálenosti, času do kolize a hodnocení Zdroj: [1] Aplikace v USA byla provedena na křižovatkách řízených SSZ. Specifikem v obou státech je fakt, že při sledování není zvykem sledovat chodce. Doba sledování činí 16 hodin tj. 2 dny. U prvních aplikací americké TCT trvalo sledování 12 hodin 3 dny po sobě. Podle později vytvořeného manuálu se počítá délka pozorování na základě intenzity a požadované přesnosti. Počet hodin se podle typu konfliktu pohybuje v rozpětí 3 39 hod. Ve Spojených státech a Kanadě k širšímu uplatnění TCT nedošlo. Důvodem opuštění manuálního konceptu byly především náklady, zejména při přepravě na větší vzdálenosti. Dalším důvodem je pravděpodobně absence závažnosti amerického přístupu. V současné době se objevují aplikace videodetekce, ovšem i tato technika je nákladná a vyžaduje použití více videokamer.
Kromě videodetekce existuje v USA ještě další využití TCT. Jedná se o sledování chování řidičů a interakcí za jízdy. Prvotní závěry zatím potvrzují vztah mezi četností faktorů přispívajících k nehodám i konfliktům. Velká Británie V první polovině 70. let se obdobné aktivity objevily také v Evropě. Nejprve ve Velké Británii, následně ve Švédsku (univerzita v Lundu) a dalších zemích zejména severní a západní Evropy. S tímto vývojem je nedílně spojena činnost asociace ICTCT. V roce 1977 byl formulována následující definice konfliktu: Konflikt je pozorovatelná situace, při které se k sobě dva nebo více účastníků silničního provozu přiblíží v prostoru a čase natolik, že hrozí riziko kolize, pokud se jejich pohyb nezmění. Definice vylučuje konflikty jen s jedním vozidlem (sjetí z komunikace) nebo srážky s pevnou překážkou. Dále vylučuje také např. nehody v noci, kdy se pozorování neprovádí. V případě anglické metodiky jsou z uvedené definice vyjmuty dopravní přestupky a situace při nichž se jedná o parkující vozidla a nehody jednoho vozidla. Termín účastníci silničního provozu zahrnuje dvoustopá a jednostopá vozidla (motocykly, malé motocykly a jízdní kola). Definice se nevztahuje na konflikty chodců s vozidly. Obecná definice vychází z faktu, že ne všem nehodám musí nutně předcházet nějaká forma úhybného manévru. Na základě důkazů o nízkém procentu nehod, kterým konflikt nepředcházel je pozornost věnována především nehodám, které je možné očekávat. Výzkum konfliktů ve Velké Británii nenahrazuje výzkum nehodovosti ale slouží pro doplnění informací o nehodovosti (zjišťují se problémy v dané lokalitě a pohyb zúčastněných vozidel, na základě výsledků je pak proveden návrh na potřebná opatření),
zhodnocení míry efektivity provedených opatření bez čekání na vývoj nehodovosti v daném místě. Anglická metodika hodnotí čtyři vlastnosti: - čas do kolize, - intenzitu a komplexnost úhybného manévru, - blízkost vozidel. Uvedené vlastnosti lze dále slovně popsat. Kombinace poměru z těchto stupnic definuje čtyři stupně závažnosti. Aplikace anglické TCT provedena byla především u křižovatek v intravilánu. Doba sledování činí 10 hodin (8 18) po dobu 3 dnů tj. celkem 30 hodin. Anglická TCT doporučuje kombinaci manuálního sledování a videoanalýzy, aplikace byla prováděna na křižovatkách v extravilánu. V dalším vývoji byla pozornost věnována možnostem využití automatizace. Příkladem může být např. využití indukčních smyček u přechodů pro chodce. Ve studii z Velké Británie byla z takto získaných dat odvozena závislost mezi časem do kolize a zpomalením vozidel. Jedná se o rychlé vyhodnocení bezpečnosti chodců na přechodech. Německo, Rakousko Německé zkušenosti jsou popsány v publikaci Verkehrskonflikttechnik Grundlagen und Anwendungsbeispiele a Verkehrskonflikttechnik Handbuch fur Durchftihrung und Auswertung. Za základ pro definici konfliktu slouží situace nebo sled událostí, které mohou vést s určitou pravděpodobností k nehodě. Na rozdíl od anglické TCT se němečtí autoři přiklánějí k možnosti zabránit nehodě brzděním, vyhnutím se či zrychlením, anglická verze nepočítá možnost zrychlení. Podobně jako v případě anglické metodiky zahrnuje německá metodika hodnocení závažnosti s tím rozdílem, že jsou definovány jen tři stupně závažnosti.
Rakouští dopravní psychologové (Handbuch zur Erhebung von Verkehrskonflikten mit Anleitungen zur Beobachterschulung) přistupují k této problematice s řadou inovací. Metodika klasifikuje takové konflikty jako těžké konflikty, nehody se smrtelnými následky, těžké a lehké nehody, skoronehody, lehké konflikty, chybné chování, normální chování. Autoři vycházejí z faktu, že každé nehodě předchází buď konflikt, či chybné chování řidiče. Ne každý konflikt a chybné jednání však vede k nehodě. Rozlišuje se 7 konfliktů, jedná se o: - nedodržení bezpečné vzdálenosti, - omezení při změně pruhu, - konflikt na pravoúhlých křižovatkách, - konflikt při předjíždění, - dopravní konflikt při odbočení do leva, - konflikt mezi vozidlem a chodcem či cyklistou, - konflikt mezi dvěma cyklisty či cyklistou a chodcem. Tato metodika patří spolu s metodikami v Německu, Francii a USA k tzv. sémantickým technikám. K určení stupně závažnosti různých událostí neexistují žádné závazné kvantifikačně pomocné ukazatele (např. čas do potenciální kolize). Rozhodnutí, zda se vůbec jedná o dopravní konflikt a definice stupně závažnosti konfliktu probíhá sémanticky, tzn. že vše je určováno na základě dojmu posuzovatele. V rakouské metodice je v dopravní situaci zapisováno datum, povětrnostní podmínky, identifikace pozorovatele a kód typu konfliktu. Dobou rozvoje byla 80. léta. V této době byla TCT prakticky používána např. německou policií, silniční správou ve Švédsku nebo úřady ve Francii. V důsledku některých nevýhod manuálního přístupu a nízké validace, která bránila vědeckému uznání metody bylo od této techniky postupně upuštěno. Při aplikacích se jako standard délky pozorování volí 12 hodin.
V Německu tak došlo k omezení využití TCT až do současnosti. Dalšími důvody, proč se zde manuální TCT více neujala, je nedostatečná informovanost dopravních inženýrů na úřadech a opozice odborníků, kteří prosazují analýzu nehod a ovlivňují tak příslušné orgány. Na univerzitě v Kaiserslautern byl dále vyvinut poloautomatický systém ViVAtraffic, provoz systému je však nákladný. TCT se tak stále používá pouze ve výzkumu, aktuálně např. k analýze bezpečnosti cyklistů v přístavní oblasti Hamburku. Švédsko Švédská TCT, vytvořená na Lundské univerzitě v Lundu, používá kvantitativní definici konfliktu prostřednictvím času do kolize a rozlišení lehkých a závažných konfliktů. Metoda nepoužívá videozáznam. Většinou se používá na křižovatkách ve městech. Na místě se odhaduje vzdálenost a rychlost, z nich se podle tabulky určuje čas do kolize. Na základě času do kolize a rychlosti vozidla provádějícího úhybný manévr se také rozlišuje závažnost konfliktu (viz. Obr. 2) Obr. 2: Graf k určení závažnosti konfliktu Zdroj: [4] Důraz je kladen na vyškolení pozorovatelů, kteří odhadují rychlosti a vzdálenosti. U vyškolených pozorovatelů byla zjištěna chyba odhadu rychlosti 3 km/h, chyba odhadu času do kolize byla následně průměrně 0,05 s.
O využití švédské metody projevila zájem švédská silniční správa; u každé její pobočky byl vyškolen jeden pozorovatel. Metoda byla dále (prostřednictvím Lundské univerzity v Lundu a ICTCT) rozšířena do dalších severských zemí. Postupně se tento přístup rozšířil do dalších zemí Evropy, např. Maďarska, Portugalska, Turecka, Jordánska, jižní a střední Ameriky i Afriky. Dlouhodobý výzkum, který zahrnuje také kalibrační studii z roku 1983 a výchova expertů přinesla technice sledování dopravních konfliktů ve Švédsku vědecké uznaní. Toto uznání vychází především z prokázání statistického vztahu závislosti mezi dopravními konflikty a nehodami. Doporučená doba sledování v intravilánu činí 6 hodin po dobu tří dnů, v extravilánu se doporučuje 8h. S vývojem technologií se zvyšuje uplatnění videozáznamu při TCT a zejména následné extrakce dat. TCT se tak stává součástí studia chování řidičů, dopravního proudu atd. Hlavní předností videodetekce je možnost zkrácení doposud nutného sledování videozáznamu a výběr událostí. Systém události sám identifikuje na základě rozpoznávacích algoritmů nebo na základě blízkosti trajektorií vozidel. Uvedené řešení představuje efektivní přístup, který umožňuje výraznou úsporu nákladů. 3. Přístupy ke sledování dopravních konfliktů v ČR V České republice se TCT je používána především v oblasti výzkumu, který zastupuje: - VŠB TUO, Fakulta strojní, Institut dopravy (autor doc. Folprecht), - ČVUT, Fakulta stavební (autor doc. Slabý). První aplikace TCT v ČR se objevily už v roce 1973 na pražském ÚSMD, které se tak řadí mezi první v Evropě. Inspirací byla americká TCT. Výzkum na VŠB-TU Ostrava je založen na metodě sledování a hodnocení chování účastníků silniční dopravy pomocí videoaparatury, zkráceně označovanou jako Videoanalýza konfliktních situací, vyvinutou v roce 1972 doc. Ing. Janem Folprechtem, CSc. Každá konfliktní situace vznikající na sledovaném místě je popsána trojmístným klasifikačním symbolem z číslice, písmene
a číslice (Obr. 3). Tento symbol popisuje účastníky konfliktu, způsob konfliktu a míru závažnosti konfliktu (Tab. 1). Obr. 3: Příklad trojmístného klasifikačního symbolu Zdroj: [5] Kategorie Kritérium Znak potenciální konfliktní situace (bez reakce) kofliktní situace (bez násilné reakce) konfliktní situace (ostrá reakce) dopravní nehoda snížení plynulosti provozu nebo akce bez možných následků narušení provozu nebo bez reakce, ale s možnými následky úhybná reakce - prudké brzdění nebo náhlé vybočení střet vozidel, s účastí chodce, havárie x x 1 x x 2 x x 3 x x 4 Tab. 1: Klasifikace podle závažnosti Zdroj: [5] Vyhodnocení videozáznamu se provádí v zatemněné místnosti ve větším počtu osob. Doba sledování záznamu by neměla přesáhnout 3 hodiny, záznam lze pozastavit, zpomalit a opakovat. Jako veličinu, která nám dá určitou představu o míře nebezpečnosti provozu na daném místě, je možno použít ukazatel relativní konfliktnosti, který udává počet konfliktních situací na 100 vozidel, resp. 100 chodců. Výpočet relativní konfliktnosti se provádí podle vzorce: k R P = I KS 2 10 [ks/100 vozidel (chodců)]
Výzkum na ČVUT je inspirovaná rakouskou TCT a byl vyvíjen od roku 1985. Zkušenosti byly sepsány v rámci projektu GAČR a dále diplomových pracích na FS ČVUT. Posléze se tato problematika přesunula na FD ČVUT. V průběhu výzkumu zde bylo zjištěno, že manuální sledování na místě je dostatečně vypovídající. Metoda nevyužívá videozáznam a video sloužit pouze jako doplněk přímého pozorování v terénu; jinak jsou principy obdobné výše uvedeným. Velký důraz je kladen na vysvětlení a správné pochopení způsobu hodnocení, rozlišení mezi stupni 1 a 2 bývá problematické, viz. tabulka č. 2 stupňů závažnosti a zápisu. Doporučuje se sledovat jen v místech s intenzitou > 300 vozidel v jednom směru za hodinu, sledování zpravidla probíhá 1 2 hod. V průběhu byly prováděny experimenty z tzv. plovoucího vozidla. Použití počátečních písmen pro označení účastníků konfliktu podle rakouské TCT umožňuje snadnější orientaci a snadnější zapamatovatelnost ve srovnání s číselným vyjádřením. Použití videozáznamu nabízí pohodlnější podmínky především při nepříznivých povětrnostních podmínek a možnost opětovného hodnocení nejednoznačných konfliktů. Tab. 2: Stupně závažnosti a zápisy Zdroj: [6] V obou přístupech je kladen velký důraz na vysvětlení nutnosti nezávislosti pozorovatelů ve vztahu k pozdějšímu vyhodnocení a také požadavku na shodu záznamu jednotlivých pozorovatelů při vyhodnocování totožné situace. S mírou shody zápisu identického konfliktu
souvisí správné pochopení způsobu vyznačení symbolu, který popisuje účastníky, způsob a závažnost sledovaného konfliktu do půdorysného schématu. Určitou nevýhodu klasifikace doc. Folprechta je, že nerozlišuje porušení pravidel a kontrolovaný manévr s omezením, kdy může v důsledku přestupku dojít nehodě (např. vozidlo stojící na přechodu pro chodce). Obě techniky jsou používány k výuce (Dr. Křivda - FAST VŠB-TUO, Dr. Frič - ID VŠB- TU Ostrava, Dr. Kocourek - FD ČVUT) a výzkumu, zejména při hodnocení bezpečnosti opatření, především přestaveb průsečných křižovatek na okružní. Metody byly také aplikovány na vybraných studiích na CDV, před použitím byly mírně upraveny. Sledování trvala vždy 1 hod., záznam vyhodnocovala 1 osoba. Při jednom sledování byla využita i videokamera pro záznam intenzit, sledování trvalo 2 hod. Další využití v praxi je nízké. V současnosti probíhá projekt Konflikt ( Metodika sledování a vyhodnocování dopravních konfliktů v českém prostředí, který vzniká v rámci Programu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje ALFA ). Cílem je vytvořit praktický nástroj hodnocení a řešení bezpečnosti silničního provozu v České republice. Na projektu se podílí CDV a ČVUT v Praze Fakulta dopravní. Metoda dopravních konfliktů je v porovnání s tradičním určováním bezpečnosti ze statistiky dopravních nehod časově i finančně efektivnější. 4. Závěr Většina aplikací TCT se soustřeďuje na křižovatky coby nejkritičtější místa silniční sítě, navíc především v intravilánu. Aplikaci v extravilánu je pozornost věnována jenom ve vybraných případech. Souhrnně lze říci, že metody TCT se sice liší způsobem provádění, ale mají stejný koncept a stejný cíl. Klíčovým problémem TCT je nákladnost. TCT nelze považovat za náhradu tradičního přístupu k hodnocení bezpečnosti, který je založen na analýze nehod, jedná se spíše o doplnění. Manuální TCT se v současnosti ve světě využívají pouze v rozvojových zemích. V těchto zemích, kde je nízká úroveň bezpečnosti a chybí databáze, slouží TCT jako jednoduchý nástroj hodnocení bezpečnosti. Často se jedná o aplikaci švédské TCT.
V ostatních státech jsou v souvislosti se snižování nákladů podporovány snahy o maximální kvantifikovatelnost a objektivitu, které vedou k poloautomatickým metodám (např. Švédsko). Podle profesora Hydéna z univerzity v Lundu TCT funguje nejlépe v kombinaci s jinými metodami, například studie chování, nehodové analýzy, studie interakcí a rozhovory s účastníky provozu. V České republice jsou aktuálně velmi přínosné aktivity CDV a ČVUT, které se zabývají vhodnou TCT pro české podmínky. Literatura [1] Perkins, S.R., Harris, J.I. Traffic Conflict Characteristics: Accident Potential at Intersections. General Motors Corporation, Warren, MI. 1967 [2] Zimolong, B. Verkerskonflikttechnik Grundlagen und Anwendungen, Heft 35. Bergisch-Gladbach: Bundesanstalt fur Strassenwessen. 1982 [3] Risser, R., Zuzan, WD., Tamme, W., Steinbauer, J., Kaba A. Handbuch zur Erhebung von Verkehrskonflikten mit Anleitungen zur Beobachterschulung, Lebensraum Verkehr Kleine Fachbuchreihe des Kuratorium fur Verkehrssicherheit KFV. 1991 [4] Hydén, C. The development of a metod for traffic safety evaluation: The Swedish Traffic Conflict Technique. Lund University, Bulletin 70. 1987 [5] Folprecht, J., Křivda V. Organizace a řízení dopravy I, Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2006, 158 s. ISBN 80-248-1030 [6] Kocourek, J. Metodika sledování dopravních konfliktů, Praha: ČVUT, 2011, 78 s. ISBN 978-80-01-04752-1 [7] Ambros, J. (2011). Metodika sledování a vyhodnocování dopravních konfliktů v českém prostředí. Dostupné z <http://konflikt.cdvinfo.cz/file/reserse>