Dopravní inženýrství - časopis o dopravní problematice

Posuzování kapacity okružní křižovatky

Ing. Luděk Bartoš, Ing. Vladislav Rozsypal, EDIP s.r.o.

Úvod

V ČR je v posledních letech patrný nárůst počtu okružních křižovatek. Kromě jejich nezpochybnitelného přínosu při snižování počtu a následků dopravních nehod bývají realizovány i z důvodu zvýšení kapacity neřízených křižovatek. V rámci Národního programu výzkumu 2004 - 2009 Ministerstva dopravy ČR řeší firma EDIP s.r.o. projekt 1F52I/063/120 Aktualizace výpočtových modelů pro stanovení kapacity okružních křižovatek. Cílem projektu je vyvinout pro české prostředí metodu pro posuzování kapacity okružní křižovatky. Při řešení jsou využívány i poznatky z práce na projektu č. 1F52I/060/ 120 „Aktualizace výpočtových modelů pro stanovení kapacity neřízených úrovňových křižovatek“.

Kapacita křižovatky

Z kapacitního hlediska je možno okružní křižovatku považovat za soustavu neřízených křižovatek s jednosměrným provozem. Řidič v podřazeném jízdním proudu se musí rozhodnout, kdy může bezpečně vjet do prostoru křižovatky. K tomu odhaduje vzdálenost a rychlost jízdy dopravně nadřazených vozidel, zohledňuje dynamické vlastnosti svého vozidla a místní podmínky. Teorie výpočtu kapacity neřízených ale i okružních křižovatek vychází v současné době ze dvou rozdílných přístupů: - teorie časových mezer (odstupů) - kapacita vjezdu závisí na hodnotách kritického časového odstupu (tg nebo tc), následného časového odstupu (tf) a na teoretickém rozdělení časových odstupů v jízdním proudu; - empirické vztahy (regresní analýza) - teorie kapacity je založena na pozorování (měření intenzit) v době, kdy dochází k vyčerpaní kapacity křižovatky.

Řešení projektu

V prvním roce řešení projektu (2005) byl zpracován přehled dostupných metod a vytvořena databáze vhodně zatížených okružních křižovatek v ČR. Na základě provedené rešerše odborné literatury a porovnání výpočtů kapacity na příkladu dvou okružních křižovatek v ČR bylo rozhodnuto zaměřit se v další fázi projektu zejména na:

  • švýcarskou empirickou metodu podle Bovy (1991), včetně modifikací, která je využita i pro posuzování kapacity jednopruhových okružních křižovatek v českých TP 135 (2005);
  • německou teoretickou metodu podle Wu (1997), resp. HBS (2001) včetně nových poznatků RU Bochum

V nám dostupné literatuře zatím zůstává nedostatečně řešena otázka kapacity spirálovitých okružních křižovatek. V roce 2006 je plánováno provedení dopravních průzkumů na souboru asi 10 okružních křižovatek v ČR. Naměřená data budou v následujících letech využita pro analýzu vlivů různých faktorů na kapacitu křižovatky. Projekt se zaměří zejména na

  • vliv počtu pruhů na okruhu, na vjezdu i na výjezdu
  • vliv přecházejících chodců (resp. přejíždějících cyklistů)
  • vliv bypassů (odlehčovacích pruhů vedených mimo vlastní křižovatku)

Průzkumem budou na každém rameni křižovatky sledovány:

  • intenzity všech druhů vozidel na vjezdu, na okruhu a na výjezdu
  • doba zdržení každého vozidla na vjezdu, z té bude následně vyčíslena průměrná čekací doba ve vybraných intervalech
  • ostatní vlivy (např. zastavení jízdního proudu na okruhu vlivem přecházejících chodců na následujícím rameni)

Porovnání výsledků pilotního průzkumu s vybranými metodami

Technický způsob provádění průzkumu byl ověřen tzv. pilotním průzkumem na okružní křižovatce „Dr.M.Horákové x Na Bídě x Lipová“ v Liberci. Průzkum probíhal v době ranní dopravní špičky v pátek 31.3.2006 (7:20-8:00). Křižovatka má vnější průměr 34 m, jeden pruh na okruhu a celkem pět křižovatkových ramen: vždy s jedním pruhem na vjezdu, jedním na výjezdu a přechodem pro chodce rozděleným středním dělicím ostrůvkem. Pro porovnání teoretických metod a naměřených hodnot byl vybrán nejzatíženější vjezd ulice Na Bídě. V době 7:20 - 7:40 docházelo k nárazovému zvýšení intenzity na příjezdu, průměrná čekací doba však nepřesáhla 20 vteřin. K významnému vyčerpání kapacity došlo v cca 7:45, kdy výrazně stoupla intenzita provozu na okruhu a průměrná čekací doba na rameni se protáhla až na 120 vteřin. Charakteristika provozu je patrná z fotografií na obr. 1, 2 a 3. Graficky je znázorněna na obr. 4 a obr. 5. Pro porovnání hodnot mezní praktické kapacity na sledované křižovatce s teoretickými modely byly vybrány pouze ty jednominutové intervaly, ve kterých došlo k vyčerpání kapacity, tj. byl neustále obsazen vjezd do křižovatky alespoň jedním čekajícím nebo jedoucím vozidlem a provoz nebyl ovlivněn zastavením provozu na okruhu vlivem přecházejících chodců na následujícím rameni. Ze 40-minutového měření toto kritérium splňovalo pouze 10 minutových intervalů. Ve vzdálenosti cca 50 m od křižovatky kříží posuzované rameno tramvajová trať, křížení je řízeno světelnou signalizací. Průjezd tramvaje však v době průzkumu neměl přímý vliv na dostatečný počet čekajících vozidel. Porovnání naměřených výsledků na okružní křižovatce v centru Liberce ukazuje, že kapacita konkrétního vjezdu je spíše pod spodní hranicí teoretické kapacity všech porovnávaných metod. Snížení kapacity vjezdu může být způsobeno jak poměrně významným provozem chodců (zejména na následujícím rameni křižovatky), ale i možnými nepřesnostmi vyplývajícími z krátkodobého měření.

obrázek č. 1 obrázek č. 2 obrázek č. 3

Obr.1: čas 7:41 - fronta čekajících vozidel dosahuje cca 150 m

Obr.2: čas 7:42 - vlivem přecházejícího chodce přes posuzované rameno došlo krátkodobě k zastavení jízdního proudu na okruhu

Obr.3: čas 7:46 - vlivem přecházejících chodců na následujícím rameni došlo k zastavení jízdního proudu na okruhu. Tím je znemožněn i vjezd čekajících vozidel z posuzovaného ramene
obrázek č. 4 obrázek č. 5 obrázek č. 6

Obr.4: variace intenzit dopravy v pětiminutových intervalech na posuzovaném rameni okružní křižovatky

Obr.5: časová osa obsazenosti vjezdu čekajícím vozidlem a ostatních vlivů

Obr.6: porovnání naměřených hodnot jednominutových intenzit na hranici kapacity na vjezdu do okružní křižovatky s teretickými modely

Závěr

Porovnání bylo provedeno pouze z krátkodobého měření na jedné křižovatce. Považujeme je proto jen za předběžné a orientační. Cílem porovnání bylo na příkladu okružní křižovatky v ČR přiblížit metody pro posuzování kapacity okružní křižovatky a ukázat cestu, kterou se v rámci projektu vydáváme. Aktuální informace o řešení projektu naleznete na webových stránkách www.edip.cz v rámci Odborného fóra (Výzkum).

zpět na články

nahoru