Sygnalizacja świetlna. Elementy sygnalizacji świetlnej: -sterownik -sygnalizatory -urządzenie detekcyjne* -urządzenia informacyjne*

Transkrypt

1 Przygotował: Dr inż. Lesław Bichajło mgr inż. Mateusz Szarata Sygnalizacja świetlna. Elementy sygnalizacji świetlnej: -sterownik -sygnalizatory -urządzenie detekcyjne* -urządzenia informacyjne* *opcjonalnie Sygnalizacja świetlna. Przy podejmowaniu decyzji o instalowaniu sygnalizacji świetlnej na skrzyżowaniu należy uwzględnić: Natężenia ruchu kołowego, pieszego oraz tramwajowego Wypadki i kolizje z okresu 2 lat Sterowanie ruchem na sąsiednich skrzyżowaniach Znaczenie arterii 1

2 Zalety sygnalizacji świetlnej: porządkowanie ruchu i ułatwienie przejazdu kierowcą zwiększenie przepustowości wlotów przez grupowanie pojazdów zmniejszenie liczby wypadków niektórych rodzajów umożliwienie wjazdu pojazdom z podporządkowanych kierunków i przejścia pieszych zmniejszenie strat czasu pojazdów wjeżdżających z wlotów podporządkowanych wysoką efektywność ekonomiczną ze względu na stosunkowo niskie koszty instalacji i eksploatacji Wady sygnalizacji świetlnych: -wzrost strat czasu w pozaszczytowych okresach doby zwłaszcza na kierunku z pierwszeństwem przejazdu, gdzie przebiega większość linii komunikacji zbiorowej -wzrost liczby niektórych wypadków -zbędne straty czasu i zdenerwowanie użytkowników w przypadku niedostosowania programów sygnalizacji do ruchu. Miary efektywności I związane z przepustowością -przepustowość -stopień obciążenia -prawdopodobieństwo rozładowania przeciążenia II związane z tworzeniem się kolejek -średnie straty czasu -średnie straty zatrzymań -poziom swobody ruchu -liczba zatrzymań -kolejka pojazdów -średnia długość kolejki -maksymalna długość kolejki III związane z oddziaływaniem na środowisko -zużycie paliwa -emisje CO, CO 2. -koszt emisji 2

3 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Podział i przykłady rond Rondo dwupasowe a rondo turbinowe 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Podział i przykłady rond Mini rondo skrzyżowanie o ruchu okrężnym, o średnicy zewnętrznej krawędzi jezdni m (wyjątkowo 25 m) z przejezdną wyspą środkową o średnicy 4-10 m Małe rondo Średnie rondo Duże rondo 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Podział i przykłady rond Mini rondo Małe rondo skrzyżowanie o ruchu okrężnym, o średnicy zewnętrznej krawędzi jedni m (wyjątkowo m) z wyspą środkową tworzącą wizualną przeszkodę dla kierowców zbliżających się do ronda. Średnie rondo Duże rondo 3

4 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Podział i przykłady rond Mini rondo Małe rondo Średnie rondo skrzyżowanie o ruchu okrężnym, o średnicy zewnętrznej krawędzi jezdni m z wyspą środkową. Ma ono jedno- lub dwupasową jezdnię wokół wyspy środkowej i może mieć więcej niż cztery wloty Duże rondo 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Podział i przykłady rond Mini rondo Małe rondo Średnie rondo Duże rondo skrzyzowanie o ruchu okrężnym, o średnicy większej od 65 (55m) z wyspą środkową 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Rondo dwupasowe a rondo turbinowe +Zwiększenie przepustowości -Niepełne wykorzystanie maksymalnej przepustowości -Wzrost prędkości -Zwiększenie liczby kolizji 4

5 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Rondo dwupasowe a rondo turbinowe +Znaczne zwiększenie przepustowości +Redukcja prędkości +Zwiększenie bezpieczeństwa 3. Skrzyżowania skanalizowane typu rondo: Porównanie przepustowości rond dwupasowych z rondami turbinowymi. 4.Przegląd typów sygnalizacji Prace sygnalizacji świetlnych można podzielid ze względu na: sposób współdziałania z innymi sygnalizacjami cel stosowania sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy 5

6 4.Przegląd typów sygnalizacji Prace sygnalizacji świetlnych można podzielid ze względu na: sposób współdziałania z innymi sygnalizacjami cel stosowania sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy Sposoby współdziałania sygnalizacji świetlnych: - Odosobnione -Sprzężone -Skoordynowane w ciągu -Skoordynowane w sieci Sposoby współdziałania sygnalizacji świetlnych: - Odosobnione -Sprzężone -Skoordynowane w ciągu -Skoordynowane w sieci 6

7 Sposoby współdziałania sygnalizacji świetlnych: - Odosobnione -Sprzężone -Skoordynowane w ciągu -Skoordynowane w sieci Sposoby współdziałania sygnalizacji świetlnych: - Odosobnione -Sprzężone -Skoordynowane w ciągu -Skoordynowane w sieci 4.Przegląd typów sygnalizacji Prace sygnalizacji świetlnych można podzielid ze względu na: sposób współdziałania z innymi sygnalizacjami cel stosowania sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy 7

8 Inne zadania oraz cele stosowania : - ostrzeganie użytkowników -zabezpieczanie przejazdów kolejowych -sterowanie ruchem wahadłowym -sterowanie ruchem przy wjazdach na ruchome mosty i promy 4.Przegląd typów sygnalizacji Prace sygnalizacji świetlnych można podzielid ze względu na: sposób współdziałania z innymi sygnalizacjami cel stosowania sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy Sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy: Sygnalizacje Cykliczne Stałoczasowe Jednoprogramowe Wieloprogramowe Zmiennoczasowe (akomodacyjne) 8

9 Sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy: Sygnalizacje Acykliczne Charakteryzują się zmienną sekwencją faz. Czas trwania fazy może byd zmienny i dostosowany do natężenia ruchu. Sposób realizacji programu i powtarzalnośd pracy: Sygnalizacje Wzbudzeniowe Pracują w trybie stan ustalony-stan wzbudzenia-stan ustalony. W stan wzbudzenia przechodzą w momencie zgłoszenia co najmniej jednego uczestnika ruchu Sygnalizacja dwu i wielofazowa. Zalety sygnalizacji wielofazowej: zapewnia lepsze warunku bezpieczeostwa a także lepsze wykorzystanie faz daje możliwośd dostosowania się do złożonej nierównomiernej struktury kierunkowej ruchu daję większą możliwośd akomodacji programu do ruchu 9

10 Sygnalizację akomodacyjną Szczególnie zalecana na skrzyżowaniach odosobnionych. W stosunku do sygnalizacji stało czasowej wykazuję ona następujące zalety: -dostosowuje się samoczynnie do krótkotrwałych wahao ruchu, zmniejszając liczbę zatrzymao i strat czasu pojazdów -zwiększa efektywnośd w przypadku sygnalizacji wielofazowej 10

11 Sygnalizacja acykliczna. -Stosowana w przypadkach sygnalizacji odosobnionych o dużej zmienności natężeo ruchu. - W pełni dopasowuję się do potrzeb ruchu dzięki układom detekcyjnym -pozwala na funkcjonowanie sygnalizacji nawet przy małych natężeniach ruchu ( np. w nocy). -Fazy tworzone są na bieżąco 5.Detektory ruchu drogowego i ich klasyfikacja: Detektory stykowe Detektory ultradźwiękowe Detektory magnetyczne Detektory indukcyjne Detektory promieniowania elektromagnetycznego Detektory wykorzystujące technikę telewizyjną 5.Detektory ruchu drogowego - przykłady: Detektory stykowe 11

12 5.Detektory ruchu drogowego - przykłady: Detektory wykorzystujące technikę telewizyjną 5.Detektory ruchu drogowego - przykłady: Detektory ultra dźwiękowe Detektory indukcyjne 5.Detektory ruchu drogowego - rozmieszczenie: 12

13 6.Koordynacja Sygnalizacji świetlnych Przegląd systemów sterowania ruchem. I. Generacja (SIGOP, TRANSYT) II. Generacja (SIGOR, RTOP) III. Generacja (SCATS, CYRANO) IV. Generacja (SCOOT, TRACS) Przegląd systemów sterowania ruchem. I. Generacja (SIGOP, TRANSYT) Zbór planów sterowania wyznaczonych w trybie off-line; wybór planu odbywa się w zależności od pory dnia II. Generacja (SIGOR, RTOP) Optymalizacja planów następuje on-line; Aktualizacja odbywa się na prognozowanych natężeniach ruchu, uśrednionych wartości w czasie 5-10 min. 13

14 Przegląd systemów sterowania ruchem. III. Generacja (SCATS, CYRANO) Umożliwia wprowadzanie planów sterowania jeszcze lepiej z uśrednionych wartości w czasie 3-6 min; Istnieje możliwośd zmiany długości cyklu. IV. Generacja (SCOOT, TRACS) System cechuje znaczna decentralizacja procesu sterowania; Plany sterowania dostosowywane są do aktualnego stanu natężeo ruchu a nie do prognozowanego Sposoby koordynacji sygnalizacji świetlnych: 1. Maksymalizacja szerokości wiązek sygnału zielonego 2. Optymalizacja według wybranego kryterium 3. Optymalizacja przy użyciu modelu makrosymulacyjnego Maksymalizacja szerokości wiązki sygnału zielonego 14

15 Minimalizacja strat czasu W tej grupie metod bierze się pod uwagę zależności strat czasu lub niekiedy zatrzymao pojazdów od parametrów planów sygnalizacji, przy założeniu że straty czasu zależą wyłącznie od programu sygnalizacji na koocach połączenia. Optymalizacji przy użyciu modelu makro/mikro symulacyjnego Symulacyjne modele miast : -pomagają wprowadzad nowe rozwiązania komunikacyjne, transportowe w mieście -umożliwiają ocenę poszczególnych rozwiązao -przyczyniają się do usprawniania ruchu w mieście Optymalizacji przy użyciu modelu makro/mikro symulacyjnego Makrosymulacja Mikrosymulacja +Wysoki poziom ogólności +Duża dokładnośd +Testują wirtualną rzeczywistośd 15

16 Założenia ogólne przy budowie modeli makrosymulacyjnych Potrzeba Czym pojechad? Pieszo Rowerem Samochodem Tramwajem Sklep Gdzie? Którędy? Sklep m Sklep 2 Sklep 3 2 Budowa modelu sieci: 1.Odwzorowanie istniejącej sieci ulicznej na podstawie podkładów mapowych. -ustalamy przepustowośd poszczególnych ulic -prędkośd w ruchu swobodnym -możliwe relacje skrętne -ulice jednokierunkowe 2. Podział miasta na rejony komunikacyjne Rejon komunikacyjny jest to jednostka przestrzenno - użytkowa charakteryzująca się zbliżonymi zachowaniami komunikacyjnymi 16

17 Rejony wewnętrzne Wyznaczenie potencjałów ruchotwórczych 4. Wyznaczenie więźby ruchu do j Rejony wewnętrzne Rejony zewnętrzne Od i j S.. m S SS 1 v11 v12 v13 v14... v1j.. v1m 2 v21 v22 v23 v24... v2j.. v2m 3 v31 v32 v33 v34... v3j.. v3m 4 v41 v42 v43 v44... v4j IOj.. v4m Źródłowy Ruch wewnętrzny TO i vi1 vi2 vi3 vi4... vij... S IDi IT Docelowy Tranzyt n vn1 vn2 vn3 vn4... vnj.. vnm S SS TD TT OT 17

18 Makro symulacja: +Pozwala oceniad i przewidywad natężenie ruchu na poszczególnych ulicach i ciągach dróg +W przypadku planowania remontów dróg, budowy nowych dróg pomaga ocenid obciążenie sieci drogowej wynikające z planowanych zmian Makrosymulacja -> Mikrosymulacja Mikrosymulacja 18

19 60 Wariant II [sygnalizacja] wariant minuta skrzyżowanie średnia długość kolejki [m] maksymalna długość kolejki [m] średni czas zatrzymań [s] średnia liczba zatrzymań zużycie paliwa [gal] Programy sygnalizacji świetlnej dla skrzyżowao Wyniki mikrosymulacji Łączny czas przejazdu [h] Wariant I Wariant II Wariant II bez sygnalizacji 292,67 388,4 552,6 Łączne opóźnienie [h] ,7 Liczba zatrzymań Średnia prędkość [km/h] 16,5 15 8,3 Zużycie paliwa [kg] 66,8 69,8 94 Emisja CO [kg] 23,1 27,9 37,6 Przykładowe wyniki: 1 126, ,6 1,82 17,1 2 11,2 55,7 9 0,52 7, , ,2 0,6 8, ,3 510,2 43,3 2,9 16,67 5 0,1 13,2 0,2 0,04 7, ,7 262,4 10,2 1,22 16,33 2 8,8 53,8 6,8 0,47 6, ,4 187,5 20,7 2,47 10, ,4 510,2 69,1 3,44 19,28 5 0, ,02 7, ,3 235,1 12,5 1,3 15,2 2 14,1 69,9 8,8 0,54 7, , ,6 1,3 10, , ,7 3,09 19,52 5 1,6 79,8 0,5 0,05 7,45 19

20 INTELIGENTNE SYSTEMY TRANSPORTU (ITS)- Zaawansowane systemy zarządzania ruchem. Elementy systemu: 1. System zarządzania ruchem drogowym 2. System zarządzania transportem zbiorowym 3. System zarządzania transportem towarowym 4. System zarządzania służbami ratowniczymi 5. System zarządzania informacją transportową System zarządzania ruchem drogowym System zarządzania ruchem ulicznym System zarządzania ruchem na drogach szybkiego ruchu System zarządzania ruchem drogowym System zarządzania ruchem ulicznym -system zarządzania ruchem w sieci ulic -system automatycznego nadzoru nad ruchem -system automatycznego poboru opłat 20

21 System zarządzania ruchem drogowym -systemy sterowania ruchem na węzłach -na odcinkach międzywęzłowych System zarządzania ruchem na drogach szybkiego ruchu Korzyści wynikające z zastosowanych rozwiązao ITS: - Zwiększenie przepustowości sieci ulic o 20-25% - Poprawę bezpieczeostwa ruchu drogowego - Zmniejszenie czasów podróży - Poprawa komfortu podróżowania - Redukcja kosztów związana z taborem drogowym - Poprawa jakości środowiska naturalnego (redukcja emisji spalin o 30-50%) - Zwiększenie korzyści ekonomicznych w regionie 21