Rozvoj v oboru dopravního inženýrství CZ.1.07/2.3.00/ KA1 - Analýza dopravních nehod a konfliktů

Rozvoj v oboru dopravního inženýrství CZ.1.07/2.3.00/09.0144 KA1 - Analýza dopravních nehod a konfliktů stránka Autor Název příspěvku str. 2 Ing. Famfulík Jan, Ph.D. Nástroje na posuzování funkční bezpečnosti str. 21 Ing. Křivda Vladislav, Ph.D. Videoanalýza konfliktních situací jako nástroj pro snižování dopravní nehodovosti str. 36 Ing. Křivda Vladislav, Ph.D. Simulace provozu v silniční dopravě za účelem předcházení nebezpečných situací str. 55 Ing. Míková Jana, Ph.D. Management funkční bezpečnosti str. 76 Ing. Richtář Michal Analýza rizik (FMEA) 1

Nástroje na posuzování funkční bezpečnosti Ing. Jan Famfulík, Ph.D. Institut dopravy, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava 1. Úvod Funkční bezpečnost podle norem schválených IEC (ČSN EN 61508 - Funkční bezpečnost elektrických/elektronických/programovatelných elektronických systémů - Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic systems a ČSN EN 61511 Funkční bezpečnost Bezpečnostní přístrojové systémy pro sektor průmyslových procesů) představuje mezinárodně platný bezpečnostní standard pro zařízení, kde elektrické, elektronické a programovatelné elektronické jednotky plní bezpečnostní funkce. Jinými slovy se jedná o tu část bezpečnosti, která závisí na správné činnosti zařízení a řídicích systémů, které zajišťují její bezpečnost. Hodnoty + rizika Řízené zařízení (EUC) Systém řízení Ochranný systém bezpečnostní funkce bezpečnostní funkce Obr. 1: Riziko a bezpečnostní funkce k jeho zmenšení Zdroj: [2] Hlavním cílem správné aplikace funkční bezpečnosti je snížení rizika možnosti zranění lidí, poškození výroby nebo narušení životního prostředí. Problémem je navrhnout takový systém, který by zabránil vzniku nebezpečných poruch, popř. je kontroloval při jejich výskytu. Ve většině případů se bezpečnost zajišťuje prostřednictvím několika ochranných systémů založených na různých technických principech (např. mechanických, hydraulických, pneumatických, elektrických, elektronických, programovatelných elektronických). Dodatečně zajišťovat bezpečnost procesu, zejména po mimořádné události, je už velmi nákladné. 2

Principy výše uvedené normy lze chápat jako správnou metodu řízení zaměřeného na funkční bezpečnost. Norma ČSN EN 61508 vychází z modelu na Obr. 1. Výchozí je řízené zařízení, které spolu se svým řídicím systémem vytváří určité hodnoty (např. systém automatického vedení vlaku u hnacích vozidel), ale které je současně zdrojem nebezpečí pro své okolí. 2. Vybrané základní pojmy v oblasti funkční bezpečnosti Bezpečnostní funkce (safety function) funkce, kterou má být realizován bezpečnostním systémem nebo vnějšími prostředky pro snížení rizika, která je určena pro zajištění nebo udržení bezpečného stavu z hlediska konkrétní nebezpečné události. Bezpečnostní přístrojová funkce (safety instrumented control function) bezpečnostní přístrojová funkce se stanoveným SIL fungující v průběžném (trvalém) režimu, která je nezbytná k prevenci vzniku nebezpečného stavu a/nebo ke snížení jeho důsledků. Bezpečný stav (safe state) stav procesu, při kterém je dosaženo bezpečnosti. Bezporuchovost (reliability) schopnost objektu plnit požadovanou funkci v daných podmínkách a v daném časovém okamžiku. Tato funkce je charakterizována takovými parametry, jako jsou střední doba mezi poruchami MTBF (Mean Time Between Failures), intenzita poruch apod. Diagnostické pokrytí (diagnostic coverage) podíl na snížení pravděpodobnosti nebezpečných poruch hardwaru v důsledku provádělí automatických diagnostických testů. Funkční bezpečnost (functional safety) část celkové bezpečnosti týkající se EUC a systému řízení EUC závislá na správném fungování E/E/PE systémů souvisejících s bezpečností, systémech souvisejících s bezpečností založených na jiných technických principech a vnějších prostředcích pro snížení rizika. Integrita bezpečnosti (safety integrity) - střední pravděpodobnost, že bezpečný přístrojový systém uspokojivě provádí požadované bezpečnostní funkce za stanovených podmínek ve stanovené době. Intenzita poruch (failure rate) podmíněná pravděpodobnost, že porucha nastane za nekonečně malý okamžik dt za podmínky, že do okamžiku t jev nenastal. 3

Kontrolní (periodická) zkouška (proof test) priodická zkouška prováděná pro zjišťování poruch v systému souvisejícím s bezpečností tak, aby v případě potřeby mohl být tento systém vrácen do stavu, který co nejvíce odpovídá stavu novému. Náhodná porucha hardwaru (random hardware failure) náhodně se vyskytující porucha, která je výsledkem jednoho nebo více možných mechanismů postupného zhoršování v hardwaru. Pohotovost (availability) schopnost výrobku být ve stavu schopném plnit požadovanou funkci v daných podmínkách v daném časovém okamžiku nebo v daném časovém intervalu, za předpokladu, že jsou zajištěny požadované vnější prostředky; pohotovost je zde určována zejména bezporuchovostí a udržovatelností. Porucha, selhání (failure) ukončení schopnosti funkční jednotky plnit požadovanou funkci. Přípustné riziko (tolerable risk) riziko, které je přijatelné v daných souvislostech založených na běžných hodnotách společnosti. Riziko procesu riziko existující pro konkrétní nebezpečné události, pro proces, základní systém řízení procesu a s ním spojené otázky lidského faktoru, Řízené zařízení (Equipment Under Control EUC) - zařízení, stroj, přístroj nebo instance použité pro spojité i nespojité výrobní, dopravní nebo jiné činnosti. SIF bezpečnostní přístrojová funkce (Safety Instrumented Function): bezpečnostní funkce se stanovenou úrovní integrity bezpečnosti, která je nezbytná k dosažení funkční bezpečnosti jedná se buď o bezpečnostní přístrojovou ochrannou funkci, nebo o bezpečnostní přístrojovou regulační funkci. SIL - úroveň integrity bezpečnosti (Safety Integrity Level): diskrétní úroveň pro stanovení požadavků na integritu bezpečnosti bezpečnostních přístrojových funkcí, které mají být přiděleny do bezpečnostních přístrojových systémů; celkem jsou čtyři úrovně integrity bezpečnosti nejvyšší je 4, nejnižší 1. SIS bezpečnostní přístrojový systém ( Safety Instrumented System): přístrojový systém, který se používá k realizaci jedné nebo několika bezpečnostních přístrojových funkcí; SIS může, ale nemusí obsahovat software. 4

Společná porucha (common cause failure) porucha, která má za následek poruchu systému a která je výsledkem jedné nebo více událostí, které způsobily současné poruchy dvou nebo více samostatných kanálů u vícekanálového systému. Spolehlivost (dependability) - schopnost plnit bezpečně a pohotově požadované funkce; tento požadavek musí být zohledňován ve všech fázích životního cyklu daného systému, počínaje stanovením koncepce systému přes definici systému, formulování požadavků na systém, návrh systému, jeho integraci, ověření, validaci až po následný provoz a údržbu. Subsystém celek složený z jedné součásti nebo jakékoliv skupiny součástí, přičemž může mít více než jeden kanál; (kompletní E/E/PE systém související s bezpečností tvoří několik samostatných subsystémů, které jsou složeny dohromady a realizují uvažovanou bezpečnostní funkci). Systematická porucha (systematic failure) porucha, kterou jednoznačně způsobila určitá příčina a kterou je možné odstranit jen změnou návrhu (konstrukce), výrobního procesu apod. Systém řízení EUC (EUC control system) systém reagující na signály z procesu a/nebo od operátora a vytvářející výstupní signály, které způsobují, že EUC pracuje požadovaným způsobem. Validace, potvrzení platnosti (validation) potvrzení zkoumáním a poskytnutím objektivního důkazu, že určité požadavky pro specifické zamýšlené použití byly splněny. Vnější prostředky pro snížení rizika (external risk reduction facility) opatření snižující nebo omezující rizika, která jsou samostatná a odlišitelná od E/E/PE systémů souvisejících s bezpečností nebo systémů souvisejících s bezpečností založených na jiných technických principech a které tyto systémy nevyužívají. Zbytkové riziko (residual risk) riziko nebezpečných událostí, jež zůstává po přidání ochraných vrstev. Životní cyklus systému (system lifecycle) činnosti probíhající v časovém intervalu od vymyšlení systému do okamžiku, kdy už systém není použitelný je vyřazen z provozu a zlikvidován. 5

3. Kvantitativní metody hodnocení rizika Požadavky na bezpečnostní funkce musíme přidělit přístrojovým systémům bezpečnosti a jejich ochranným vrstvám, přičemž musíme dodržet všechny požadavky na proces přiřazení těchto bezpečnostních funkcí. Pro každou nebezpečnou událost se musí stanovit nutné snížení rizika, přičemž toto snížení může být určeno kvantitativním a/nebo kvalitativní způsobem. 4. Problém určení meze přijatelnosti rizika S problémem snížení rizika souvisí otázka, jaké riziko je přijatelné. Principiálně musí být přijatelnost rizika založená na všeobecně uznávaných zásadách. Například norma ČSN EN 50126 doporučuje použití následujících principů: Princip ALARP Tento princip je používán ve Velké Británii. Zkratka ALARP znamená co nejnižší rozumně dosažitelné riziko a označuje, že se vývojář musí snažit dosáhnout co nejnižšího rizika a u hazardních stavů, kde se nepodaří dosáhnout všeobecně uznávané hodnoty, může být riziko uznáno (není-li hodnota příliš vysoká), pokud se prokáže, že jej nelze rozumným způsobem dále snížit. Prokázání lze opřít o použití nejnovějších technických prostředků, platných standardů apod. Princip GAMAB Tento princip je používán ve Francii, říká, že nové zařízení musí být při celkovém hodnocení nejméně tak bezpečné, jako kterýkoli stávající ekvivalentní systém. Je zde ponechána určitá volnost, některý jednotlivý parametr může být u nového zařízení mírně horší, ale nesmí jít o parametr zásadní a celkově musí jít o snížení rizika oproti stávajícímu stavu. Princip MEM Tento princip je používán v Německu. Zkratka MEM znamená minimální endogenní úmrtnost Rm, což je úmrtnost způsobená technologickými příčinami, např. pracovními stroji, dopravou ale i sportem a jinými aktivitami ve volném čase. Nepatří sem nemoci či vrozené vady apod. Tato endogenní úmrtnost je minimální pro věkovou skupinu 5 až 15 let ve vyspělých zemích a byla stanovena hodnota: Rm = 2 x 10-4 úmrtí/(osoba x rok). Hazardní stavy nového zařízení, by neměly tato číslo významně zvýšit. Akceptovaná hodnota je např. 6

Rz = 10-5 úmrtí/(osoba x rok). Aplikací zvoleného principu získáme pro dané zařízení tzv. tolerovanou četnost rizik. U zařízení posuzovaných podle ČSN EN 61508 nejčastěji používá postup založený na principu ALARP. 5. ALARP koncepce nejnižšího rozumně možného a přijatelného rizika Princip ALARP je konkrétní metoda pro dosažení přípustného rizika. Kategorizace rizika je ohodnocena do třech různých stupňů následovně [2]: a) dané riziko je tak velké, že je nutné jej zcela odmítnout, b) dané riziko je mezi dvěma předchozími stavy a už bylo sníženo na nejnižší možnou úroveň, s přihlédnutím na přínosy, které plynou z jeho přijetí a se zvážením nákladů na jakékoliv jeho další snížení, c) dané riziko je tak malé (nebo bylo provedeno tak malým), že je bezvýznamné. I. nepřípustná oblast II. III. přípustná oblast (oblast ALARP) přijatelná oblast IV. všeobecně přijatelná oblast (prokazování ALARP není nutné) třída rizika zanedbatelné riziko vzrůstající riziko a společenský zájem Obr. 2 Model ALARP Zdroj: [2] V případě a) princip ALARP vyžaduje snížení jakéhokoliv rizika na co nejnižší možnou úroveň nebo na co nejnižší rozumně proveditelnou úroveň. Je-li riziko někde mezi těmito dvěma extrémy, tzn. mezi nepřijatelnou oblastí a oblastí všeobecně přijatelnou, a v případě, že 7

byl použit princip ALARP, potom je výsledné riziko u konkrétní aplikace rizikem přípustným. Tato třípásmová metoda je uvedena Obr. 2. Z Obr. 2 je patrné, že nad určitou úrovní se riziko považuje za nepřípustné a za žádných okolností ho nelze ospravedlnit. Jestliže takovéto riziko existuje, mělo by být sníženo tak, aby se dostalo do buď přípustné, přijatelné nebo všeobecně přijatelné oblasti, nebo s ním spojené nebezpečí musí být odstraněno. Pod úrovní nepřípustná oblast, se nachází přípustná a přijatelná oblast oblast ALARP, kde je možné provádět dané činnosti. Provádět dané činnosti je dovoleno za předpokladu, že s nimi spojená rizika byla snížena na co nejnižší rozumně proveditelnou úroveň. Všeobecně platí, že čím vyšší je riziko, tím více úsilí se dá očekávat k jeho snížení. Riziko, jež bylo tímto způsobem sníženo, se pokládá za riziko snížené na úroveň, která je nejnižší rozumně možná (ALARP). Poslední úrovní je všeobecně přijatelná oblast, není nutné podrobně prokazovat ALARP, přesto je nutné věnovat pozornost tomu, aby se riziko na této určité úrovni udrželo. Jedním ze způsobů, jak lze dosáhnout cíle přípustného rizika, je stanovení určitého počtu následků, jimž se přiřadí přípustné četnosti. Toto slaďování následků a jim přiřazených četností by mělo být ve formě diskusí a dohod mezi zainteresovanými stranami. Pro zohlednění koncepce ALARP může být toto slaďování provedeno prostřednictvím tříd rizik viz Obr. 2. Klasifikace tříd a výklad rizika je uveden v Tab. 1. Pro každou charakteristickou situaci nebo srovnatelnou dopravního průmyslu je nutné sestavit Tab. 2, která zahrnuje široký rozsah sociálních, politických a ekonomických činitelů. Každému následku by měla odpovídat určitá četnost a v tabulce by měly být uvedeny třídy rizika. Tab. 1: Výklad tříd rizika dle ČSN EN 61508 5 Zdroj: [2] Třída rizika Výklad rizika Třída I. Třída II. Třída III. Třída IV. Nepřípustné riziko Nežádoucí riziko, přípustné pouze v případě, že snížení rizika je neproveditelné nebo v případě, že náklady jsou výrazně neúměrné dosaženému zlepšení. Přípustné riziko v případě, že náklady na snížení rizika by přesáhly dosažené zlepšení. Zanedbatelné riziko 8

Četnost Tab. 2: Příklad klasifikace rizika nehod dle koncepce ALARP Zdroj: [2] Následek Katastrofální Kritický Nepodstatný Zanedbatelný Častá I I I II Pravděpodobná I I II III Příležitostná I II III III Málo častá II III III IV Nepravděpodobná III III IV IV Neuvěřitelná IV IV IV IV Poznámka: Tuto tabulku je nutné brát pouze jako příklad toho, jak by taková tabulka mohla být vyplněna. 6. Využití diagramu rizika pro stanovení míry integrity bezpečnosti V případě použití této kvalitativní metody, je nutné zavést z důvodů zjednodušení omezený počet parametrů, jež ale charakterizují základní vlastnosti nebezpečné situace v případě selhání nebo nedostupnosti systémů souvisejících s bezpečností. U každého se čtyř rizikových parametrů se provede jeho klasifikace, parametry se dále vzájemně kombinují pro rozhodnutí o tom, jaká úroveň integrity bezpečnosti se systémům přiřadí (Tab. 3). Čím je vyšší úroveň integrity bezpečnosti, tím účinněji dochází ke snížení rizika. Diagram rizika obecné schéma Parametry uvedené na Obr. 3 a jejich vyhodnocování jsou potřebné pro každou charakteristickou situaci nebo dané srovnatelné oblasti průmyslu. Použití parametrů rizika C, F a P vede na několik výstupů X 1, X 2,X 3, X n. Každý z těchto výstupů je mapován do jedné ze tří stupnic (W 1,W 2,a W 3 ). Každý stupeň těchto stupnic vyznačuje nutnou integritu bezpečnosti, kterou musí uvažovaný E/E/PE systém související s bezpečností splňovat. Mapování do W1,W2 nebo W3 dovoluje přispět i dalším opatřením pro snížení rizika. Posunutí stupnic u W1,W2,a W3 je nutné z důvodu možností tří různých úrovní snížení rizika, které jsou zajištěny dalšími opatřeními. Stupnice W3 poskytuje minimální snížení rizika zajišťované od jiných opatření (tj. největší pravděpodobnost nežádoucího výskytu), stupnice W2 střední přínos a stupnice W1 maximální přínos. Pro konkrétní mezilehlý výstup diagramu rizika (tj. X1, X2,X3, nebo X6) a pro konkrétní stupnici W (tj. W1,W2 nebo W3) poskytuje 9

koncový výstup diagramu rizika úroveň integrity bezpečnosti E/E/PE systému souvisejícího s bezpečností (tj. 1, 2, 3 nebo 4) a u daného systému je mírou požadovaného snížení. Toto snížení rizika spolu s dalšími sníženími rizika získanými od jiných opatření, která jsou zároveň zohledněna mechanizmem stupnic W, poskytuje nutné snížení rizika pro danou situaci. Tab. 3: Vzorové údaje pro sestavení diagramu rizika Zdroj: [2] Rizikový parametr Klasifikace Pozn. C 1 C 2 Následek (C) Četnost a doba vystavení v nebezpečné oblasti (F) Možnost se nebezpečné události vyhnout (P) Pravděpodobnost nežádoucího výskytu (W) C 3 C 4 F 1 F 2 P 1 P 2 W 1 W 2 W 3 Menší zranění Zranění jedné nebo více osob s trvalými následky, smrt jedné osoby Smrt několika osob Smrt velkého počtu osob Vzácné až častější vystavení v nebezpečné oblasti Časté až trvalé vystavení v nebezpečné oblasti Možné za určitých podmínek Téměř nemožné Velmi malá pravděpodobnost Malá pravděpodobnost Poměrně vysoká pravděpodobnost Systém klasifikace je vytvořen pro posouzení zranění nebo smrti osob. Pro hodnocení materiálních škod a škod na životním prostředí je nutné vytvořit jiné klasifikační schémata. Musíme brát v úvahu následky nehod a jejich vyléčení. Parametr zohledňuje: -četnost a dobu, po kterou jsou osoby vystaveny nebezpečí. Parametr zohledňuje: - upozornění obsluhy, že systém selhal - možnost zabránit nebezpečné události za určitých podmínek - dostatečná doba k zabránění nebezpečné události Účelem činitele W je odhad četnosti nežádoucího výskytu bez přidání jakýchkoliv systémů souvisejících s bezpečností, ale včetně všech vnějších prostředků pro snížení rizika. V případě malých zkušeností s EUC se může odhad činitele W provést výpočtem. Pak musíme provést předpověď nejhoršího případu. 10

Obr. 3: Diagram rizika Zdroj: [2] 7. Příklad využití diagramu rizika pro stanovení míry integrity bezpečnosti Metoda diagramu rizika byla použita pro určení úrovně rizika u modulu automatického vedení vlaku (AVV). Systém automatického vedení vlaku (AVV) je určen pro automatizaci řízení kolejových vozidel na tratích Českých drah. Soubor zařízení systému AVV se skládá z funkční (mobilní), traťové a datové části [1]. Mobilní část systému AVV tvoří řídicí počítač, snímače signálů traťových informačních bodů, zadávací klávesnice a displej na stanovišti strojvedoucího. Jádrem řídicího počítače jsou výkonné mikroprocesory. Traťovou část tvoří soubor adresných traťových informačních bodů. Adresná informace je kódována v zabezpečeném kódu a je přenášena na vozidlo pomocí stejnosměrného magnetického pole. Datová část (tzv. Route Map) obsahuje popisy tratí a data z jízdních řádů vlaků a je uložena v mobilní části zařízení (v paměťovém poli řídicího počítače). Systém AVV poskytuje mimo funkce ručního řízení vozidel ještě funkci řízení vozidla s automatickou regulací rychlosti jízdy (základní režim řízení vozidla) a funkci automatického cílového brzdění a vedení vlaku. Tento systém také umožňuje optimalizovat spotřebu trakční energie při jízdě vlaku. 11

Systém automatického vedení vlaku realizuje řadu dílčích funkcí. Jednotlivé funkce, resp. jejich selhání, představují různou míru rizika. Proto je nutné provést analýzu rizika jednotlivých funkcí systému, která umožní identifikovat funkce AVV, u kterých v důsledku poruchy je riziko v nepřípustné oblasti [1]. Po provedení analýzy je nutné u některých funkcí provést redukci rizika pomocí dalších technických opatření. Je nutné např. zvýšit diagnostické pokrytí pro identifikaci náhodných poruch hardware, nebo systém navrhnout jako redundantní. Navržené technické opatření vedoucí k redukci rizika jsou klasifikovány pomocí stupně úrovně integrity bezpečnosti (SIL). Úroveň bezpečnosti bezpečnostních funkcí (Safety Integry Level SIL) je vyjádřena číslem z intervalu 1 až 4 Vyšší číslo značí vyšší úroveň integrity bezpečnosti. Čím nebezpečnější mohou být důsledky poruchy bezpečnostních funkcí, tím vyšší musí být stanovená úroveň bezpečnosti. Příklad klasifikace úrovně rizika a stanovení parametru úrovně integrity bezpečnosti jsou uvedeny v Tab. 4 a na Obr. 4. Při hodnocení úrovně rizika je nutné zahrnout i vliv lidského činitele, v tomto případě strojvedoucího. Tab. 4: Vzorové údaje pro sestavení diagramu rizika Zdroj: Autor Funkce: 4_CRV Regulace záporného poměrného tahu na základě požadavku (hl. jízdní páka, modul ARR). Příčina poruchy: LOG_01 Ztráta signálu při přenosu a zpracování v bloku logiky. Diagram rizika parametry rizika Parametr Kategorie Zdůvodnění Následek (C) C3 Porucha může v krajním případě způsobit vykolejení vozidla (zranění osob C2) nebo projetí návěsti Stůj, nebezpečí srážky vozidel (smrt několika osob C3). Volí se závažnější následek. Režim vyžádání (F) F2 Funkce regulace záporného poměrného tahu je trvalá funkce modulu UniAVV. Není-li funkce regulace záporného poměrného tahu k dispozici (vlak nebrzdí), strojvedoucímu je tato situace Možnost vyhnutí P1 signalizována (tlak v hlavním potrubí), může situaci zabránit nebezpečné události (P) (použití rychlobrzdy) a má k tomu dostatečný čas (účinek rychlobrzdy je vyšší než při provozním brzdění). Pravděpodobnost výskytu (W) W1 Velmi malá pravděpodobnost z důvodu využití elektronických systémů. 12

W3 W2 W1 C1 C2 C3 C4 F1 F2 F1 F2 F1 F2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 Obr. 4: Příklad přiřazení úrovně integrity bezpečnosti (SIL) funkci systému AVV Z Obr. 4 vyplývá, že pro posuzovanou funkci je dostačující pro snížení rizika technické opatření na úrovni integrity bezpečnosti SIL1. 8. Kvalitativní metody důkaz bezpečnosti Postup použití kvantitativní metody bude demonstrován pro snímač magnetických informačních bodů (MIB), který je součástí modulu automatického vedení vlaku a jeho funkcí je přenos informace o okamžité poloze vlaku. 9. Použitá architektura a výpočetní model Tolerovaná intenzita nebezpečí (THR) je dle ČSN EN 50129 předpokládaná pravděpodobnost režimu poruchy, které má být dosaženo z hlediska požadavku integrity bezpečnosti. Stanovena je pravděpodobností nebezpečné poruchy za hodinu (u režimu provozu s vysokým nebo trvalým vyžádáním). Výpočet THR je založen na těchto předpokladech: intenzity poruch součástí jsou během inherentní doby života (životnosti) systému konstantní, 13

každý kanál (u vícekanálové architektury) má stejné diagnostické pokrytí a intenzitu poruch. Tento předpoklad je splněn, pokud jsou oba kanály konstrukčně shodné, jsou stejně zatížené a splňují podmínku funkční i procesní nezávislosti. V souladu s definicí je THR určeno vztahem: PFDSYS THR = h t C 1 [ ] kde: PFD SYS je pravděpodobnost vzniku nebezpečné poruchy [-] t C je inherentní doba života systému (subsystému), t.j. plánovaná životnost [h] Architektura 1oo1 tuto architekturu tvoří jediný kanál, kde jakákoliv nebezpečná porucha znamená poruchu bezpečnostní funkce. Odolnost proti vadám hardware N=0. Kanál (1.) Diagnostika Obr. 5: Blokové schéma architektury 1oo1 Výpočtový model pro architekturu 1oo1 vychází z Obr. 5. λ DU Intenzita nebezpečných nediagnostikovaných poruch [h -1 ] λ DD Intenzita nebezpečných diagnostikovaných poruch [h -1 ] λ D [h -1 ] Obr. 6: Blokové schéma bezporuchovosti 1oo1 Uvažujeme, že kanál je složen ze dvou bloků, kde jeden blok má intenzitu nebezpečných nediagnostikovaných poruch λ DU, a druhý blok intenzitu nebezpečných diagnostikovaných poruch λ DD. Celková intenzita nebezpečných poruch λ D je daná vztahem: 1 [ ] λ = λ + λ h (2.) D DD DU kde: λ D je intenzita nebezpečných poruch [h -1 ], 14

λ DD je intenzita nebezpečných diagnostikovaných poruch [h -1 ], λ DU je intenzita nebezpečných nediagnostikovaných poruch [h -1 ]. Každý blok bude jistou mírou přispívat k ekvivalentní době prostoje kanálu t ce, tj. k době, kdy z důvodu poruchy kanálu nemůže být požadovaná bezpečnostní funkce realizována. První blok představuje příspěvek doby, po kterou může vzniknout nebezpečná diagnostikována porucha během intervalu diagnostického testu t D. Druhý blok představuje příspěvek vzniklý dobou, po kterou nemáme možnost zjistit poruchu kanálu vlivem působení nediagnostikované nebezpečné poruchy. Ekvivalentní doba prostoje se stanoví dle vztahu: t ce λ = ( λ DD D t D λ ) + ( λ DU D t c ) [h] (3.) kde: t ce je ekvivalentní doba prostoje kanálu [h] t D je interval provádění periodických diagnostických testů, zaměřených na zjištění nebezpečné diagnostikované poruchy [h] t c je inherentní doba života systému (subsystému) [h]. Pravděpodobnost vzniku nebezpečné nediagnostikované poruchy je za předpokladu konstantní intenzity poruch během inherentní doby života systému dána vztahem: tce λdu PFD SYS = 1 e [-] (4.) 10. Stanovení intenzity nebezpečných poruch Stanovení intenzity nebezpečných poruch bude provedeno zkouškou spolehlivosti v provozních podmínkách. Zkoušky spolehlivosti se provádějí podle tzv. zkušebních plánů, které představují soubor pevných pravidel definující průběh a způsob ukončení zkoušky na zkušebním vzorku. Lze rozlišit dva základní typy zkušebních plánů: r-plán zkušební plán cenzurovaný počtem poruch, t-plán zkušební plán cenzurovaný dobou trvání zkoušky. Provedení zkoušky spolehlivosti elektronických systémů se nejčastěji provádí podle t-plánů, kdy pro dobu zkoušky je vymezen určitý čas. Zkouška spolehlivosti podle t plánu Zkouška je limitována zvolenou dobou zkoušky a náhodnou veličinou je počet poruch, které se u zkoušených výrobků vyskytnou. Výrobky po poruše se buď nenahrazují, nahrazují 15

nebo opravují. Souboru údajů, které získáme t-plánem, se označují jako cenzurované sobory II. typu nebo cenzurované dobou trvání zkoušky. Zkoušku spolehlivosti podle t-plánu lze využít i v případech, kdy je pro zkoušku vymezen pouze malý počet výrobků, nebo v průběhu zkoušky nedojde k žádné poruše zkoušených výrobků. Konfidenční úroveň zkoušky spolehlivosti Ukazatelé spolehlivosti, získané zkouškou spolehlivosti, mohou být vyjádřeny ve formě konkrétních hodnot parametrů určitého typu rozdělení náhodné veličiny, nebo formou číselných charakteristik náhodné veličiny, např. střední hodnota. Mohou být vyjádřeny jako bodový nebo intervalový odhad. Bodový odhad představuje jedinou číselnou hodnotu parametru spolehlivosti. Vychází z konkrétních dat náhodného výběru, a proto pro různé výběry se tato hodnota bude lišit. Přesnost bodového odhadu vzrůstá s rostoucím rozsahem výběru, tedy s rostoucím počtem výrobků, které jsou pro zkoušku spolehlivosti k dispozici. Naproti tomu intervalový odhad charakterizuje ukazatel spolehlivosti celé populace, tedy všech vyrobených výrobků. Tento odhad představuje interval, ve kterém se ukazatel spolehlivosti s předem stanovenou pravděpodobností nachází. Konfidenční úroveň tedy představuje pravděpodobnost, s jakou se daný ukazatel spolehlivosti nachází v předem stanovených mezích, t.j. v konfidenčním intervalu. Konfidenční interval pak představuje interval, ve kterém se nachází ukazatel spolehlivosti, a z hlediska jeho mezí může být konstruován jako oboustranný, nebo jednostranný (má pouze jednu mez). 16

f( θ ) 0,9 0,05 0,05 T D T S T H θ [h] Obr. 7: Oboustranný konfidenční interval f( θ ) f( θ ) 0,95 0,95 0,05 0,05 T D θ [h] Obr. 8: Jednostranný konfidenční interval (levostranný, pravostranný) T H θ [h] Vyhodnocení zkušebních plánů Cílem vyhodnocení zkušebních plánů je stanovení parametrů rozdělení základního souboru, a to z odhadu zjištěného při zkoušce. Při odhadu parametru rozdělení a stanovení potřebného rozsahu zkoušky se s výhodou využije statistika, která vyjadřuje vztah mezi parametry odhadu a základního soboru. Pro tuto statistiku platí, že je odvozena z chí-kvadrát rozdělení, která vznikla součtem kvadrátů normovaných normálních rozdělení. 17

Pak lze stanovit např. dolní mez parametru základního souboru, kterým může být střední hodnota, jako: T SD ˆ 2 T = TSD (5.) χ AKU 2 2ν, C kde: T SD dolní odhad střední hodnoty [h], T AKU akumulovaný pracovní čas zkoušky [h], χ hodnota chí-kvadrát rozdělení pro 2ν stupňů volnosti na úrovni 2 2ν,1 α konfidence 1 - α, ν počet stupňů volnosti: ν = (r + 1), r počet poruch při zkoušce, C hladina významnosti (pravděpodobnost, že hodnota ukazatele spolehlivosti leží uvnitř stanovených mezí). Vyhodnocení zkoušky spolehlivosti snímače MIB Vstupní požadavky na vyhodnocení zkoušky dle ČSN EN 61508: - konfidenční úroveň minimálně 70%, jednostranná dolní mez, (ČSN EN 61508-2, čl.7.4.7.4), - minimální doba zkoušky 1 rok, (ČSN EN 61508-2, čl.7.4.7.9), - systém je kategorizován jako TYP A, (ČSN EN 61508-2, čl.7.4.3.1.2), Prokázání intenzity nebezpečných poruch snímačů magnetických informačních bodů (MIB) je provedeno provedením ověřovací zkoušky spolehlivosti, vycházející z dat z provozu těchto snímačů u elektrických jednotek řady 471. Započitatelná porucha při zkoušce spolehlivosti byla určena jako chybné přečtení kódu místního informačního bodu. Tato porucha může způsobit vznik nebezpečné události. Ve zkoušce spolehlivosti bylo zahrnuto 12 kusů snímačů MIB, každý byl v provozu déle než jeden rok. U snímačů zařazených do zkoušky spolehlivosti se po dobu jejího trvání nevyskytla žádná započitatelná porucha. Ověřovací zkouška spolehlivosti je provedena podle t-plánu, je tedy cenzurovaná dobou trvání zkoušky. Akumulovaný pracovní čas zkoušky T AKU představuje součet doby činnosti jednotlivých snímačů MIB u sledovaných vozidel a je tedy dán: 12 TAKU = ti = 142 656 h i= 1 18

2 Hodnota chí-kvadrát rozdělení χ2ν,1 α je určena pro počet stupňů volnosti 2ν =2, konfidenční úroveň 0,7. Dolní odhad střední doby do poruchy pro výše uvedenou zkoušku je pak dán: 2 142656 T SD = 118 488 h 2,408 Za předpokladu exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti dob do poruchy platí mezi střední hodnotou T S a intenzitou nebezpečných poruch λ D vztah: 1 λ D = [h -1 ] (6.) T S Potom dolní odhad intenzity nebezpečných poruch λ D je dán: λ D 1 6 1 = 8,44 10 118488 h Výpočet THR snímače Je použita architektura 1oo1, požadavky odpovídající integritě bezpečnosti na úrovni SIL 2 (stanovené s využitím diagramu rizika) jsou uvedeny v Tab. 5 a skutečně dosažené hodnoty v Tab. 6. Požadavek SIL: Tab. 5: Požadavky na snímač MIB 19 SIL2 Požadavek THR (dle ČSN EN 50129, tab. A1): 10-7 až 10-6 Odolnost proti vadám hardware: 0 Posouzení snímače MIB je provedeno dle výpočtových vztahů odpovídajících modelu architektury 1001. Tab. 6: Dosažené hodnoty snímače MIB Název parametru Hodnota parametru Poznámky Intenzita nebezpečných poruch λ D [h -1 ] 8,44E-06 Zkouška spolehlivosti Intenzita nebezpečných diagnostikovaných poruch λ DD [h -1 ] Intenzita nebezpečných nediagnostikovaných poruch λ DU [h -1 ] 8,36E-06 8,44E-08 Interval diagnostického testu t [h] 12 Při zapnutí řízení vozidla Inherentní doba života subsystému t c [h] 50000 Životnost subsystému Ekvivalentní doba prostoje t ce [h] Pravděpodobnost nebezpečných poruch PFD SYS [-] Tolerovaná intenzita nebezpečí THR [h -1 ] 5,12E+02 4,31E-03 8,62E-08 Poznámka: Inherentní doba života systému (subsystému) t C představuje celkovou životnost AVV uváděnou výrobcem.

11. Závěr Při posuzování funkční bezpečnosti se používají kvantitativní i kvalitativní metody. Prvně jmenované metody se uplatní zejména v počátečních etapách životního cyklu výrobku, kdy zpravidla chybí číselné charakteristiky spolehlivosti vyvíjeného systému, hledá se vhodná architektura, to vše s ohledem na provedené analýzy rizika. Jakmile jsou tyto fáze ukončeny, je nutný přechod ke kvantitavním metodám. U technických systémů, které jsou v naprosté většině případů složeny z více objektů, má z hlediska funkční bezpečnosti velký význam jak počet a uspořádání prvků, které systém tvoří, tak také kvalita jejich provedení a vazby mezi jednotlivými částmi systému. Blokové diagramy bezporuchovosti (RBD Reliability Block Diagram) se využívají k zobrazení funkčního modelu systému, na jehož základě je možné určit vybrané ukazatele spolehlivosti. Tato metody byla použita k hodnocení parametrů snímače MIB. Na rozdíl od výše uvedeného blokového diagramu bezporuchovosti, který vychází z provozuschopného stavu systému, se metoda stromu poruch FTA zabývá hodnocením poruchových stavů systémů. Hodnocení funkční bezpečnosti s využitím FTA obvykle využívá konstantních, na čase nezávislých, hodnot pravděpodobností. Použití této metody je vhodné pro složité komplexní systémy, kdy mohou být do hodnocení zahrnuty také vnější vlivy působící na systém, např. chyba lidského faktoru, provádění údržby a oprav. Literatura [1] FAMFULÍK, J. KRZYŽANEK, R. MÍKOVÁ, J. Analýza rizika modulu automatického vedení vlaku UniAVV. Dílčí řešitelská zpráva projektu FT TA4/036. Ostrava, 2009. [2] ČSN EN 61508 Funkční bezpečnost elektrických/elektronických/programovatelných elektronických systémů. Český normalizační institut, Praha, 2002. [3] FAMFULÍK, J.; MÍKOVÁ, J. Příspěvek k analýze rizika modulu automatického vedení vlaku. In Perner s Contacts, vol. 2009, č. 3, s 67-74, ISSN 1801-674X Dostupné na: <http://pernerscontacts.upce.cz>. Kontakt Ing. Jan Famfulík, Ph.D., Institut dopravy, Fakulta strojní, VŠB TU Ostrava 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava Poruba, Tel.: +420 59 732 4553 jan.famfulik@vsb.cz 20

Videoanalýza konfliktních situací jako nástroj pro snižování dopravní nehodovosti Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. Katedra dopravního stavitelství, Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava 1. Úvod Bezpečnost silničního provozu je jedním z významných problémů moderní společnosti. Dopravní nehodovost, tragická daň pohodlnosti a rychlosti dnešního života, je stále diskutována na všech úrovních. Bohužel nutno konstatovat, že v mnoha případech se nebezpečné lokality v silničním provozu řeší, až v době, kdy už je příliš pozdě a dojde k vážné dopravní nehodě. Je nutné si uvědomit, že dochází jednak k újmě lidské (zranění, pozůstalí) a jednak k újmě ekonomické (cena lidského života ukončeného dopravní nehodou se dnes již pohybuje přes 10 milionů Kč, přičemž některé zdroje uvádějí až 3 mil. $). Vývoj dopravní nehodovosti v České republice, jak je ukázán v tabulce 1 a na obrázcích 1 a 2, je zpracován na základě údajů systému počítačové evidence nehod v silničním provozu Policejního prezidia České republiky (viz [1]). Od 1. 1. 1979 podléhají statistickému sledování všechny nehody v silničním provozu, které byly dopravní policii nahlášeny. Od 1. 1. 2001 jsou však ve statistice vedeny pouze dopravní nehody, které byly Policii České republiky nahlášeny. Povinnost hlásit dopravní policii nehodu je až při škodě převyšující 20.000 Kč, nebo dojde-li ke zranění nebo usmrcení, nebo ke škodě na majetku třetí osoby. Od 1. 7. 2006 se hranice povinnosti hlásit dopravní nehodu zvýšila na 50.000 Kč a od 1. 1. 2009 na 100.000 Kč [1]. Z uvedeného je zřejmé, že srovnávací statistiky dopravní nehodovosti za jednotlivé roky jsou mnohdy značně zkreslené (viz například výrazné snížení počtu dopravních nehod v roce 2009). Dále je nutno podotknout, že pro účely statistických přehledů se za usmrcenou osobu považuje osoba, která zemře na místě nehody, při převozu do nemocnice nebo nejpozději do 24 hodin po dopravní nehodě. 21

Tab. 1 Vývoj dopravní nehodovosti v ČR v letech 1993 2009 Počet Lehce Těžce Rok Usmrceno nehod zraněno zraněno 1993 152 157 26 821 5 629 1 355 1994 156 242 29 590 6 232 1 473 1995 175 520 30 866 6 298 1 384 1996 201 697 31 296 6 621 1 386 1997 198 431 30 155 6 632 1 411 1998 210 138 29 225 6 152 1 204 1999 225 690 28 747 6 093 1 322 2000 211 516 27 063 5 525 1 336 2001 185 664 28 297 5 493 1 219 2002 190 718 29 013 5 492 1 314 2003 195 851 30 312 5 253 1 319 2004 196 484 29 543 4 878 1 215 2005 199 262 27 974 4 396 1 127 2006 187 965 24 231 3 990 956 2007 182 736 25 382 3 960 1 123 2008 160 376 24 776 3 809 992 2009 74 815 23 777 3 536 832 Zdroj: [1] upraveno Obr. 1 Vývoj dopravní nehodovosti v ČR v letech 1980 2009 Zdroj: [1] 22

Obr. 2 Vývoj dopravní nehodovosti v ČR v letech 1990 2009 Zdroj: [1] Dopravním nehodám je tedy potřeba pokud možno předcházet. Mnohdy stačí odstranit drobné skryté faktory, které se za určitých podmínek mohou projevit jako faktory dopravních nehod. Jinými slovy: dopravní projektant nikdy nemůže s naprostou jistotou své dopravní řešení považovat za naprosto bezpečné a vyhovující. Právě sledování konfliktních situací jej může ujistit o jeho nezávadnosti. Problematikou sledování a hodnocení chování účastníků silničního provozu se autor zabývá již přes deset let a o některých zkušenostech a výsledcích pojednává tento text. 2. Pojem Konfliktní situace Na úvod si ovšem nejprve definujme pojem Konfliktní situace. Jde o takový okamžik a situace v silničním provozu, kdy vzniká (nebo může vzniknout) pro některé jeho účastníky větší než obvyklá míra nebezpečí. Každé dopravní nehodě předchází konfliktní situace. Dopravní nehoda je vlastně důsledek takové konfliktní situace, kdy se nepodařilo míru nebezpečí střetu vozidla s okolím odvrátit. Konfliktní situace jsou tedy potenciální nehodové situace. První zmínka týkající se sledování konfliktních situací [2] sahá do 60. let 20. století. Již v roce 1968 pánové S. R. Perkins a J. J. Harris z General Motors vyvinuly metodu sledování konfliktních situací na křižovatkách. Prováděli vizuální pozorování a záznam situací, odehrávajících se na vstupních ramenech křižovatek. Zaznamenávali takové situace, kdy došlo buď k prudkému brzdění (evidováno rozsvícením brzdových světel) nebo k prudkému 23

vybočení z jízdního pruhu jednoho z účastníků konfliktu. Šlo o pozorování tzv. skoronehod, tj. situací hrozících bezprostředně střetem dvou účastníků provozu. V 70. letech 20. století uvedeným postupem se zabývali dále Bennet, Baker, Hayward, Rustam a Sabey. Inspirován výše uvedenou metodikou vyvinul v roce 1972 vlastní metodiku sledování konfliktních situací doc. Ing. Jan Folprecht, Ph.D. (tehdy Ústav silniční a městské dopravy v Praze) [7]. Zvolil tři stupně závažnosti konfliktních situací: - 1. nejnižší stupeň situace, které lze považovat za potenciální konfliktní situace, tj., kdy jde o porušování dopravních předpisů v té chvíli osamoceným účastníkem dopravy (tzn. bez přítomnosti jiných, které by mohla taková akce ohrozit) - 2. stupeň situace, kdy lze pozorovat narušení plynulosti provozu, tzn. anomálie, které nevyvolávají násilnou reakci, ale váhání, agresivita či prosté chybné jednání je zřejmé a má za následek reakci dalších účastníků - 3. nejvyšší stupeň situace, kdy jedině prudká úhybná akce (ostré brzdění nebo náhlé vybočení) zamezí střetu V ostatních případech již dojde k dopravní nehodě, což je mnohdy označováno jako 4. stupeň závažnosti. 3. Statická metoda sledování konfliktních situací Pozorované konfliktní situace začal doc. Folprecht zaznamenávat trojmístným klasifikačním symbolem, který je složen z číslice (udává účastníky konfliktní situace), písmene (resp. písmen udává způsob vzniku konfliktní situace) a opět číslice (udává závažnost konfliktní situace). První znak trojmístného klasifikačního symbolu obsahuje tyto kategorie [2]: - 1... chodec, - 2... automobil, - 3... tramvaj, - 4... chodec x automobil - 5... chodec x tramvaj - 6... automobil x automobil - 7... automobil x tramvaj - 8... tramvaj x tramvaj - 9... jiný (cyklista,...) Druhý znak klasifikačního symbolu může obsahovat jeden nebo více znaků a to podle potřeby co nejpodrobněji popsat způsob vzniku konfliktní situace. Obsah tohoto symbolu se neustále vyvíjí (viz např. [2], [3], [6] a [12]), resp. může být doplněn podle potřeby. Jako příklad si uveďme některé z nich: - B... možnost střetu s protijedoucím 24

- D... možnost střetu najetím zezadu - č... vjezd (vstup) na červenou - ch... zavinil chodec - v... zavinilo vozidlo Třetí znak klasifikačního symbolu označuje závažnost konfliktu podle stupňů uvedených výše, tzn. čísly 1 až 3, resp. 4 (dopravní nehoda). Uveďme si příklad klasifikačního symbolu 4v2, kde číslo 4 označuje konfliktní situaci mezi chodcem a automobilem (znak 4), kterou zavinil řidič automobilu (znak v) a která si nevyžádala násilnou reakci (znak 2). Postup při sledování konfliktních situací Folprechtovou videoanalýzou lze rozdělit do tří kroků [2]: 1. Pořízení videozáznamu vybraného místa z co nejvýše možného stanoviště. Je vhodné využít časovou značku (pro lepší orientaci během následného vyhodnocování) a audiozáznam (slovní komentář pořízený běhen pořizování videozáznamu, který opět pomůže při následném vyhodnocování). Statistický průkazný soubor konfliktních situací lze získat již z jednohodinového záznamu. 2. Vyhodnocení obrazového záznamu se provádí v zatemněné místnosti, přičemž je vhodné, aby záznam sledovalo více osob současně. Urychlí se tak zpracování a výsledky vyhodnocování jsou objektivnější). Doba sledování obrazovky by neměla přesáhnout 3 hodiny, poté se již snižuje pozornost. Záznam je možno pozastavit, zpomalit a opakovat. 3. Posledním krokem je analýza získaných dat a návrh opatření. Výsledné počty jednotlivých druhů konfliktních situací lze sčítat v rámci jejich kategorií a jejich četnost vztahovat k intenzitám dotyčných (nebo veškerých) dopravních proudů. Zanesením značek do půdorysného schématu dotyčné lokality (viz také obrázky v další části tohoto příspěvku) se velmi dobře ozřejmí místa jejich kumulací a tím i jejich příčiny. Z toho lze pak vyvodit i formu možných opatření, které by uvedenému chování zabránily. Jako veličinu, která dá určitou představu o míře nebezpečnosti provozu na daném místě, použil doc. Folprecht ukazatel relativní konfliktnosti k R, který udává počet konfliktních situací na 100 vozidel, resp. na 100 chodců. Ukazatel relativní konfliktnosti k R se určí takto: PKS k R =.100 [ KS / 100 vozidel] I kde: - P KS počet konfliktních situací (KS) za hodinu (pouze konfliktní situace, které se odehráli mezi dvěma více účastníky) [KS.h -1 ] - I hodinová intenzita v jednotkových vozidlech [j.v./h] Nutno podotknout, že autor tohoto textu učinil po dohodě s autorem výše uvedené metodiky změnu jejího názvu. Komplikovaný, byť výstižný název Sledování a hodnocení 25

chování účastníků silničního provozu pomocí videoaparatury byl změněn na Folprechtova videoanalýza konfliktních situací. Rovněž se začalo hovořit o této metodě jako tzv. statické videoanalýze a to z důvodu vzniku tzv. dynamické videoanalýze (viz dále). S laskavým svolením doc. Folprechta autor tohoto textu využívá Folprechtovu videoanalýzu v rámci své odborné i pedagogické činnosti a dále tuto metodiku rozvíjí (viz další kapitola). Využití a přínos Folprechtovy videoanalýzy konfliktních situací je zcela jednoznačný. S její pomocí lze přenést reálnou dopravní situaci z ruchu ulice do klidu kanceláře dopravního inženýra a tam ji analyzovat kolektivně a také opakovaně a třeba i zpomaleně. Eliminují se tak rušivé vlivy silničního provozu (hluk, prach, emise, vibrace, intenzita provozu atp.) a počasí (teplota, vítr, déšť atp.). Ze záznamu se dají zjišťovat a zaznamenávat také další základní charakteristiky dopravního provozu v daném místě, tj. zejména intenzita a složení dopravních proudů apod. 4. Nové pohledy na členění konfliktních situací Jako každá metodika, tak i Folprechtova videoanalýza konfliktních situací si vyžádala v jistých směrech inovaci (např. [3] a [6]). Drtivá většina pozorování byla prováděna na křižovatkách různých typů. Jako první bylo nutno přistoupit k rozlišení, zda ke konfliktní situaci došlo v souvislosti s provozem na dané křižovatce anebo byla ovlivněna dopravní situací v blízkém okolí sledované křižovatky. Podle příslušnosti k místu vzniku byly konfliktní situace rozděleny následovně: - vlastní konfliktní situace konfliktní situace, které souvisí přímo s provozem na křižovatce (resp. sledovaném místě), s její stavebním uspořádáním apod., - nevlastní konfliktní situace konfliktní situace, které jsou ovlivněny jinými situacemi vzniklými mimo sledované místo a nesouvisejícími přímo se samotným místem (např. vliv jiné blízké křižovatky). Mnohé situace byly takového rozsahu, že vyvolaly další (svým charakterem mnohdy odlišné) konfliktní situace, které by se za normálních okolností vůbec neudály. Konfliktní situace bylo tedy potřeba rozčlenit dále na: - prvotní konfliktní situace konfliktní situace, které nejsou vyvolány jinou situací, - následné konfliktní situace konfliktní situace, které jsou vyvolány jinou situací (zpravidla prvotní nebo jinou následnou). 26

Další změnu prodělal rovněž samotný ukazatel relativní konfliktnosti k R, který ve své původní podobě nezohledňuje závažnosti sledovaných konfliktních situací. Byl tedy zaveden nový koeficient nazvaný jako ukazatel vážené relativní konfliktnosti k RV, který se určí takto: PKS. K Z kr =.100 [ KS / 100 vozidel] I K Z je pak koeficient závažnosti konfliktní situace a lze jej určit například takto: - závažnost konfliktní situace stupně 1... K Z = 1 - závažnost konfliktní situace stupně 2... K Z = 3 - závažnost konfliktní situace stupně 3... K Z = 6 a pro všechny typy konfliktních situací pak: n PKSi. K Zj P 1. K P 2. K P. K 1 KS Zj + KS Zj + K+ i= KSn Zj krv =.100 =.100 voz I I kde i... počet konfliktních situací stejného typu (i= 1, 2,..., n) [ KS /100.] j... závažnost konfliktní situace (j = 1 nebo 2 nebo 3) (K Z1 = 1, K Z2 = 3, K Z3 = 6 viz dříve) Uveďme si několik příkladů z mnoha měření, která byla v rámci sledování konfliktních situací provedena. Snad nejsledovanějším místem podrobeným pozorování je křižovatka na Prokešově náměstí v Ostravě (Sokolská třída ul. 30. dubna). Výhodou byla možnost využití blízké radniční věže, ze které byl z výšky 72,59 m pořizován videozáznam. Již v roce 1997 (kdy tato křižovatka byla průsečná) provedl autor metodiky (doc. J. Folprecht) první měření viz obr. 3. Vysledovaný ukazatel relativní konfliktnosti se tehdy pohyboval v rozmezí okolo 2,5 KS/100 vozidel. Obr. 3 Sledování konfliktních situací na Prokešově náměstí rok 1997 Zdroj: [2], [8] 27

V roce 1998 byla křižovatka přestavěna na malou okružní křižovatku a byla tedy provedena srovnávací měření (autor Ing. V. Křivda, Ph.D.) a to v letech 1999 a 2003 (obr. 4). Ukazatel relativní konfliktnosti se výrazně snížil na hodnoty cca 0,3 KS/100 vozidel. Více viz [3]. Obr. 4 Sledování konfliktních situací na Prokešově náměstí rok 1999 a 2003 Zdroj: [2], [3] Další měření byla provedena v letech 2006 a 2007 (autoři Ing. V. Křivda, Ph.D. a Ing. L. Šíma) viz obr. 5. Zde byl sledován nárůst počtu konfliktních situací na cca 5 KS/100 vozidel. Tyto situace byly však většinou nevlastní, tzn. byly ovlivňovány provozem na asi 150 m blízké světelně řízené křižovatce. Obr. 5 Sledování konfliktních situací na Prokešově náměstí rok 2006 a 2007 Zdroj: [2], [9] V roce 2010 byly pro účely videoanalýzy konfliktních situací pořízeny další dva záznamy na výše zmíněné křižovatce na Prokešově náměstí a dále na těchto okružních křižovatkách: - okružní křižovatka Jeremenkova-Přemyslovců, Nový Jičín, - okružní křižovatka Přemyslovců-Sokolovská-Palackého, Nový Jičín, - okružní křižovatka Msgr. Šrámka-Sokolovská-Štefánikova, Nový Jičín, - okružní křižovatka Sokolovská-Bezručova-Zborovská-gen. Hľaďo, Nový Jičín, 28

- okružní křižovatka Máchova-Zborovská-Karla Kryla, Nový Jičín, - okružní křižovatka na ul. Hřbitovní u OD Tesco, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka v areálu nákupní zóny u OD Tesco, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka Hulince-Masarykova-Hřbitovní, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka Rožnovská-Masarykova-Nádražní, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka Masarykova-Zašovská-Vsetínská-Křižná, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka Žerotínova-Vsetínská-Sokolská, Valašské Meziříčí, - okružní křižovatka U Nádraží-Orlovská-Hlavní třída-u Motelu-Ostravská- Železničářů, Havířov, - okružní křižovatka Železničářů-U Nádraží, Havířov, - okružní křižovatka na silnici I/56 u OD Tesco, - okružní křižovatka Ryšavého-Pod Chodovem-Roztylská-U Kunratického lesa, Praha- Chodov, - okružní křižovatka Havlíčkova-Polepská-Jaselská-U Křižovatky-Dukelských hrdinů, Kolín, - okružní křižovatka na ul. Pražská u OD Lidl, Kolín. Na výše uvedených křižovatkách byly pořízeny videozáznamy, které jsou v současné době analyzovány. V době zpracování tohoto textu ještě výsledky videoanalýzy nebyly k dispozici, dokončení se předpokládá na období podzim/zima 2010. Videozáznamy byly pořízeny za finanční podpory projektu výzkumu a vývoje č. CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod Ministerstva dopravy ČR [12]. Výsledky videoanalýz budou součástí závěrečné zprávy tohoto projektu. Jako další příklady sledovaných lokalit, kde byla využita Folprechtova videoanalýza (mnohé z nich v rámci bakalářských a diplomových prací na Fakultě strojní a Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava), si jmenujme například (výběr): - křižovatka Nádražní-Mariánskohorská, Ostrava, - křižovatka Sokolská třída-českobratrská, Ostrava, - ul. Českobratrská v úseku ulic Nádražní a Sokolská tř., Ostrava, - křižovatka Výškovická-Čujkovická-Volgogradská, Ostrava, - křižovatka Jejkovského brána-smila Osovského-Bedřicha Václavka-Soukenická, Třebíč, - průtah městem Otrokovice (silnice I/55), - křižovatka Hladnovská-Michálkovická-Keltičkova, Slezská Ostrava, - ul. Ostravská v úseku mezi křižovatkami Hlavní třída-janáčkova-frýdlantská- Ostravská a J. Opletala-Ostravská-17. listopadu, Frýdek-Místek, - křižovatka Slezská-Staroměstská, Frýdek-Místek, - křižovatka silnic I/55 a II/432 u města Hodonín, 29

- průtah městem Hlučín (silnice I/56), úsek mezi křižovatkami Opavská-Ostravská- Celní a Opavská-Čs. armády, - průtah městem Bílovec (silnice I/47), - křižovatka Dolní-Kralická (U Rodenů), Prostějov, - křižovatka 17. listopadu-bedřicha Nikodéma, Ostrava-Poruba, - křižovatka 17. listopadu-rudná, Ostrava-Poruba, - křižovatka Francouzská-Polská, Ostrava-Poruba, - křižovatka Nad Porubkou-rampa F (k ul. Rudná), Ostrava-Poruba/Svinov, - křižovatka Závodní-Moravská, Ostrava-Hrabůvka, - křižovatka Studentská-Opavská, Ostrava-Poruba, - přechody pro chodce na ul. Rožnovská ve Frenštátě pod Radhoštěm, - křižovatka Lázeňská-8. května-tř. A. Kašpara-Dr. Březiny, Bludov, - křižovatka Porubská-Nábřeží SPB, Ostrava-Poruba, - křižovatka Polanecká-výjezd na okružní křižovatku Rudná-dálnice D1, Ostrava- Svinov, - křižovatka Výstavní-Železárenská-Průmyslová, Ostrava. Videozáznamy vybraných konfliktních situací z některých výše uvedených lokalit lze nalézt na internetových stránkách http://kds.vsb.cz/krivda/di-ks [11], kde budou postupně doplňována. 5. Dynamická metoda sledování konfliktních situací. Další inovace Folprechtovy videoanalýzy spočívala v její přeměně ze statické na dynamickou metodiku v roce 2007 (autoři doc. Ing. Jan Foprecht, Ph.D., Ing. Martin Blatoň a Ing. Vladislav Křivda, Ph.D.). Bylo nutné si uvědomit, že konfliktní situace nevznikají pouze na relativně malém prostoru (mějme na mysli např. křižovatku, přechod pro chodce atp.), ale také v reálném silničním provozu (např. na silnicích v extravilánu). Celá situace pak probíhá na větším prostoru, resp. delší dobu (např. při nebezpečném předjíždění). Toto vedlo k novému postoji sledování konfliktních situací a tedy k návrhu dynamické metody sledování konfliktní situací s využitím původní Folprechtovy videoanalýzy, která však musela být částečně upravena (viz dále). Rovněž měřící stanoviště již není statické, ale měření je prováděno z měřícího vozidla upraveného pro zřizování videozáznamu. Smyslem dynamické metody je tedy vztahovat konfliktní situace na intenzitu a parametry dopravní cesty (šířkové, směrové, rychlostní). Třímístný klasifikační symbol byl oproti původní statické metodě z větší části změněn ([10], [5], [4]). První část symbolu, která klasifikuje konfliktní situaci podle typu pozemní komunikace, je tvořena číslicí a to následovně: 30