INŻYNIERIA RUCHU. rozdział 8 Projektowanie sygnalizacji - podstawy

Transkrypt

1 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 8 Projektowanie sygnalizacji - podstawy WERSJA 2017 Podstawowe przepisy Rozporządzenie Ministrów: Infrastruktury oraz Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 31 lipca 2002 r. W sprawie znaków i sygnałów drogowych Dz. U nr 170 poz Załączniki 1, 2, 3, 4 do rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 3 lipca 2003 r. W sprawie szczegółowych warunków technicznych dla znaków i sygnałów drogowych oraz urządzeń bezpieczeństwa ruchu drogowego i warunków ich umieszczania na drogach Dz. U nr 220 poz Załącznik 3: Szczegółowe warunki techniczne dla sygnałów drogowych i warunki ich umieszczania na drogach Inżynieria ruchu 2 1

2 Spis treści załącznika 3 rozdziały Przepisy ogólne 1.1. Postanowienia wstępne 1.2. Warunki budowy lub modernizacji sygnalizacji 1.3. Zasady utrzymania sygnalizacji 2. Pojęcia podstawowe 2.1. Pojęcia ogólne 2.2. Pojęcia związane z sygnalizacją 3. Warunki techniczne 3.1. Pojęcia podstawowe 3.2. Rodzaje sygnalizatorów 3.3. Wymagania funkcjonalne urządzeń sygnalizacji Inżynieria ruchu 3 Spis treści załącznika 3 rozdziały Rodzaje sygnałów 4.1. Zasady ogólne 4.2. Sygnały dla kierujących pojazdami 4.3. Sygnały dla pieszych 4.4. Sygnały dla rowerzystów 4.5. Sygnały dla pieszych i rowerzystów 4.6. Sygnały dla kierujących tramwajami 4.7. Sygnały dla kierujących autobusami 5. Rodzaje sygnalizacji 5.1. Zasady podziału sygnalizacji 5.2. Podział ze względu na przeznaczenie 5.3. Podział ze względu na powtarzalność pracy 5.4. Podział ze względu na trwałość instalacji 5.5. Podział ze względu na współpracę z innymi sygnalizacjami Inżynieria ruchu 4 2

3 Spis treści załącznika 3 rozdziały Ocena konieczności stosowania sygnalizacji 6.1. Zasady ogólne 6.2. Zasady szczegółowe 6.3. Pomocnicze kryterium punktowe dla oceny potrzeby zastosowania sygnalizacji świetlnej 7. Zasady lokalizacji i umieszczania sygnalizatorów 7.1. Zasady ogólne 7.2. Zasady umieszczania sygnalizatorów na drodze 7.3. Zasady lokalizacji sygnalizatorów 8. Program sygnalizacji 8.1. Zasady ogólne 8.2. Wymagania formalne 8.3. Wymagania bezpieczeństwa ruchu 8.4. Wymagania optymalizacyjne Inżynieria ruchu 5 Spis treści załącznika 3 rozdziały Wymagania eksploatacyjne sygnalizacji 9.1. Zasady ogólne 9.2. Dokumentacja pracy sygnalizacji 10. Konstrukcje i wzory barwne Inżynieria ruchu 6 3

4 ZAKRES ZASTOSOWAŃ SYGNALIZACJI ŚWIETLNEJ: Inżynieria ruchu 7 SYGNALIZATORY (1): S1 S2 S3 Inżynieria ruchu 8 4

5 SYGNALIZATORY (2): S5 S6 Inżynieria ruchu 9 SYGNALIZATORY (3): dla autobusów dla tramwajów Inżynieria ruchu 10 5

6 SYMBOLE GRAFICZNE SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 11 DEFINICJE: strumień ruchu grupa sygnalizacyjna grupy kolizyjne punkt kolizji cykl sygnalizacyjny faza sygnalizacyjna czas międzyzielony program sygnalizacji Inżynieria ruchu 12 6

7 OBLICZANIE CZASÓW MIĘDZYZIELONYCH: t m t ż t e t d t e s e l v e p t d s v d d 1 Inżynieria ruchu 13 CZASY MIĘDZYZIELONE Z UDZIAŁEM PIESZYCH: s e s e s d v e : dla pieszych = 1,4 m/s (1,0 m/s w przypadku przejść dla niepełnosprawnych), dla rowerzystów = 2,8 m/s Inżynieria ruchu 14 7

8 Przykład obliczeń i macierzy czasów międzyzielonych K1 K2 K3 K4 K1 3 4 K1 K2 4 3 K2 K3 4 3 K3 K4 3 4 K4 K1 K2 K3 K4 Inżynieria ruchu 15 Przykład obliczeń czasów międzyzielonych z udziałem pieszych Inżynieria ruchu 16 8

9 Dwie fazy ruchu I II Inżynieria ruchu 17 Symbole sygnałów w wersji czarno- białej Inżynieria ruchu 18 9

10 Program sygnalizacji (wersja czarno- biała) Inżynieria ruchu 19 Program sygnalizacji (wersja kolorowa) Inżynieria ruchu 20 10

11 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 9 Sygnalizacje wielofazowe WERSJA 2017 I sygnalizacja dwufazowa wersja z podfazą II Ia Inżynieria ruchu 22 11

12 sygnalizacja trójfazowa dwa warianty I II III I II III Inżynieria ruchu 23 I II sygnalizacja czterofazowa wydzielone lewoskręty III IV Inżynieria ruchu 24 12

13 I II sygnalizacja czterofazowa sterowanie wlotami III IV Inżynieria ruchu 25 PRZYKŁAD SYGNALIZACJI WIELOFAZOWEJ Z PODFAZAMI Inżynieria ruchu 26 13

14 Podstawowe pojęcia Natężenie nasycenia - przykład dla relacji na wprost S S w 3,5 30i 1 i 1 u c Obciążenie relacji (wlotu, fazy) y Q S Inżynieria ruchu 27 Inżynieria ruchu 28 14

15 Obliczanie długości cyklu Wzór Webstera T C 1,5 to 5 1Y Dobór długości cyklu T C s Inżynieria ruchu 29 Obliczanie długości faz Podział względem stopni nasycenia t zi T Z yi Y Długości minimalne t z min 8s pokonanie przejścia przez pieszych Inżynieria ruchu 30 15

16 PROGRAM SYGNALIZACJI W WERSJI KOLOROWEJ Inżynieria ruchu 31 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 32 16

17 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 33 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 34 17

18 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 35 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 36 18

19 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu 37 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 10 Wielkości oceny warunków ruchu WERSJA

20 PODSTAWOWE PARAMETRY STRUMIENIA RUCHU Natężenie i gęstość ruchu, prędkość, Struktura rodzajowa i kierunkowa Inżynieria ruchu 39 Sposoby organizacji ruchu na skrzyżowaniach - przypomnienie 1. Skrzyżowanie o wlotach równorzędnych 2. Skrzyżowanie z wyznaczoną drogą (relacją) z pierwszeństwem przejazdu 3. Rondo 4. Skrzyżowanie wyposażone w sygnalizację świetlną (sterującą ruchem) Inżynieria ruchu 40 20

21 Inne terminy związane z oceną warunków ruchu dla skrzyżowań Rezerwa przepustowości: C C Q Stopień wykorzystania przepustowości: X Q C Inżynieria ruchu 41 Komplet wielkości do oceny warunków ruchu wlot/ relacja Q [P/h] G e [s] - S [P/h] C [P/h] C [P/h] X - d [s] PSR - Uwaga: nie wszystkie wielkości występują w każdym typie skrzyżowania Inżynieria ruchu 42 21

22 POZIOM SWOBODY RUCHU - PSR Poziom swobody ruchu - jakościowa miara warunków ruchu uwzględniająca odczucia użytkowników ruchu drogowego. Warunki ruchu: PSR I bardzo dobre PSR II - dobre PSR III -przeciętne PSR IV - złe Inżynieria ruchu 43 Przykład PSR Inżynieria ruchu 44 22

23 PRZEPUSTOWOŚĆ DROGI Przepustowość możliwa -[C m ] największa liczba pojazdów osobowych jaka może w idealnych warunkach geometrycznych i ruchowych przejechać przez przekrój jezdni. Przepustowość rzeczywista -[C wr ] obliczona dla określonych warunków geometrycznych i ruchowych. Krytyczne natężenie ruchu - natężenie po przekroczeniu którego warunki ruchu będą gorsze od ustalonych dla danego poziomu swobody ruchu. Inżynieria ruchu 45 Obliczanie przepustowości C C f f f n Inżynieria ruchu 46 23

24 Parametry wpływające na przepustowość szerokość pasa ruchu i poboczy, rodzaj poboczy liczba pasów ruchu struktura kierunkowa ruchu struktura rodzajowa ruchu pochylenie podłużne jezdni (typ terenu) promienie łuków poziomych przeszkody boczne i inne elementy towarzyszące lokalizacja organizacja ruchu widoczność elementy blokujące natężenie ruchu relacji nadrzędnych natężenie ruchu badanej relacji czas reakcji kierowców długość (udział) sygnału zielonego Inżynieria ruchu 47 Przykład wpływu szerokości Inżynieria ruchu 48 24

25 Przykład wpływu struktury rodzajowej ruchu f C = [1+u C (E C 1)] -1 Inżynieria ruchu 49 Podstawowe instrukcje do oceny warunków ruchu Highway Capacity Manual 2010, Transportation Research Board, Metoda obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacjąświetlną. Instrukcja obliczania, GDDKiA Warszawa 2004 Metoda obliczania przepustowości rond. Instrukcja obliczania, GDDKiA Warszawa 2004 Metoda obliczania przepustowości skrzyżowań bez sygnalizacji świetlnej. Instrukcja obliczania, GDDKiA Warszawa 2004 Instrukcja obliczania przepustowości dróg zamiejskich, GDDP Warszawa 1991 Instrukcja obliczania przepustowości dróg I i II klasy technicznej (autostrady i drogi ekspresowe), GDDP Warszawa 1995 Inżynieria ruchu 50 25

26 Wielkości w oparciu o które ustala się PSR dla skrzyżowań straty czasu (d) PSR I II III IV Skrzyżowanie wyposażone w sygnalizację > 80 Średnie straty czasu [s] Skrzyżowanie bez sygnalizacji lub rondo > 50 Inżynieria ruchu 51 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 11 Ocena warunków ruchu dla skrzyżowań z sygnalizacją WERSJA

27 Elementy skrzyżowania wyposażonego w sygnalizację Inżynieria ruchu 53 Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu 54 27

28 Inżynieria ruchu 55 Dodatkowe wielkości występujące dla skrzyżowań wyposażonych w sygnalizację G C S T e Natężenie nasycenia Rodzaj relacji Na wprost Bezkolizyjna w lewo Bezkolizyjna w prawo Kolizyjna z pojazdami z przeciwnego wlotu: -skręt w lewo na pasie niewydzielonym, -skręt w lewo na pasie wydzielonym Kolizyjna z pieszymi na skrzyżowaniu położonym w: - centrum, ulice handlowe, - poza centrum i przy małym ruchu pieszych 1600 n = 1 n > 1 Q n ,75 Q 1500 e n Q n ,75 Q 750 n 1500 e n liczba pasów ruchu z potokiem nadrzędnym, Q n natężenie relacji nadrzędnej S [E/hz] Inżynieria ruchu 56 28

29 Wpływ relacji skrętnych Inżynieria ruchu 57 Wpływ powierzchni akumulacji Inżynieria ruchu 58 29

30 30 Inżynieria ruchu 59 Wpływ przystanków Inżynieria ruchu 60 Straty czasu 2 d 1 d f d k X T d 1, min a s s a t C X w r X X t d

31 Inżynieria ruchu 61 PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] > 80 Inżynieria ruchu 62 31

32 Dla porównania: PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] > 80 Inżynieria ruchu 63 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 12 Ocena warunków ruchu dla skrzyżowań bez sygnalizacji WERSJA

33 Wloty i relacje podporządkowane Inżynieria ruchu 65 Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu 66 33

34 Relacje nadrzędne Inżynieria ruchu 67 Wpływ dodatkowych czynników Inżynieria ruchu 68 34

35 Przepustowość wyjściowa C e t f Q t n f 1,10 tg C e t f Q t n f 1,07 tg Inżynieria ruchu 69 t g Relacja podporządkowana Relacja skrętu w lewo z drogi z pierwszeństwem przejazdu AL i BL Relacja skrętu w prawo z wlotu podporządkowanego CP i DP Relacja na wprost z wlotu podporządkowanego CW i DW Relacja skrętu w lewo z wlotu podporządkowanego CL i DL 1 5,6 Teren zabudowy Miejscowości do 30 tys. mieszk. 6,0 6,1 6,3 2 6,1 Miejscowości powyżej 30 tys. mieszk. Liczba pasów nadrzędnych 1 5,2 5,4 5,5 5,6 2 5,7 Poza terenem zabudowy W strefie dużych aglomeracji 5,7 6,5 6,5 6,6 Pozostał e 6,1 7,3 7,0 7,4 Inżynieria ruchu 70 35

36 t f Relacja podporządkowana Relacja skrętu w lewo z drogi z pierwszeństwem przejazdu AL i BL Relacja skrętu w prawo z wlotu podporządkowanego CP i DP Relacja na wprost z wlotu podporządkowanego CW i DW Relacja skrętu w lewo z wlotu podporządkowanego CL i DL Teren zabudowy 2,5 3,1 3,3 3,2 Poza terenem zabudowy Znak A-7 3,1 3,5 3,4 2,7 Znak B- 20 3,7 4,0 3,8 Inżynieria ruchu 71 Straty czasu PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] > 50 Inżynieria ruchu 72 36

37 Wloty na rondo Inżynieria ruchu 73 Parametry związane z rondem Inżynieria ruchu 74 37

38 Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu 75 Typy rond Inżynieria ruchu 76 38

39 Relacje nadrzędne Inżynieria ruchu 77 Przepustowość wyjściowa C 0 Qn tg Qn exp( 0,95 ) 3600 Qn t f 1 exp( 1,10 ) 3600 Średnica D z [m] < > 36 Ostęp t g [s] Odstęp t f [s] 5,0 3,0 4,8 2,9 4,6 2,8 4,5 2,7 Inżynieria ruchu 78 39

40 Inżynieria ruchu 79 Straty czasu PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] > 50 Inżynieria ruchu 80 40

41 Dla porównania PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] > 50 Inżynieria ruchu 81 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 13 Ocena warunków ruchu na węzłach drogowych Przykłady oceny WERSJA

42 Elementy węzła podlegające ocenie warunków ruchu: Odcinki międzywęzłowe Odcinki przeplatania Zjazdy (pasy wyłączenia) Wjazdy (pasy włączenia) Inżynieria ruchu 83 Wpływ pojazdów ciężkich oraz nierównomierności ruchu f C = [1+u C (E C 1)] -1 Q Q m O k 15 k 15 Q 4 q max 15 Inżynieria ruchu 84 42

43 PSR A B C D E F A B C D E F Odcinki międzywęzłowe dróg ruchu szybkiego maksymalna k 0 [E/km/pas] ,5 zmienna ,3 zmienna minimalna V [km/h] zmienna Prędkość ruchu swobodnego V s = 100 km/h zmienna Q k [E/h/pas] Prędkość ruchu swobodnego V s = 120 km/h zmienne zmienne maksymalne Q/C 0,33 0,55 0,78 0,95 1,00 zmienne 0,27 0,45 0,68 0,87 1,00 zmienne Inżynieria ruchu 85 Odcinki międzywęzłowe dróg ruchu szybkiego c.d. Inżynieria ruchu 86 43

44 Odcinki przeplatania V Qp 1 a 1 Q b c Q n 3,3 l d p PSR A B C D E F minimalna V w [km/h] < 56 minimalna V n [km/h] < 56 Inżynieria ruchu 87 Odcinki przeplatania c.d. Inżynieria ruchu 88 44

45 Wjazdy i zjazdy k ,403 0,00456Qr 0,00485Q12 0, l w k,643 0,00534Q 0, l z Inżynieria ruchu 89 Wjazdy i zjazdy c.d. PSR A B C D E F maksymalna k [E/km/pas] 6,0 12,5 17,5 22,0 25,0 27,5 > 23,0 minimalna V [km/h] < 67 Inżynieria ruchu 90 45

46 Przykłady A G Dane startowe : -Konfiguracja węzeł / skrzyżowanie -Struktura kierunkowa ruchu -Udział pojazdów ciężkich A G Inżynieria ruchu 91 Elementy węzła do oceny warunków ruchu A A W ramach węzła typu trąbka wystąpią: 2 pasy wyłączenia i 2 pasy włączenia Inżynieria ruchu 92 46

47 Skrzyżowanie jako wlot podporządkowany G Warunki ruchu wyznaczamy dla trzech relacji: oba skręty z wlotu podporządkowanego oraz lewoskręt z drogi głównej. wlot/ relacja Q [E/h] Q n [E/h] t g [s] t f [s] C [E/h] C [P/h] X - d [s] PSR - G Inżynieria ruchu 93 Skrzyżowanie jako wlot podporządkowany c.d. W lewo: W prawo: C e t f Q t n f 1,10 tg C e t f Q t n f 1,07 tg d Q C L L Inżynieria ruchu 94 47

48 Skrzyżowanie jako rondo Zakładamy rondo jednopasowe. Warunki ruchu wyznaczamy dla czterech relacji każdego z wlotów. wlot/ relacja Q [E/h] Q n [E/h] t g [s] t f [s] C [E/h] C [P/h] X - d [s] PSR - C 0 Qn tg Qn exp( 0,95 ) 3600 Qn t f 1 exp( 1,10 ) 3600 Inżynieria ruchu 95 Skrzyżowanie wyposażone w sygnalizację trójfazową Dla każdej relacji należy obliczyć wielkości według zestawienia: wlot/ relacja Q [E/h] G e [s] - S [E/h] C [E/h] C [E/h] X - d [s] PSR - d 2 T C X X 1 X 1 2 3,5 X C 2 Inżynieria ruchu 96 48