INŻYNIERIA RUCHU rozdział 8 Projektowanie sygnalizacji - podstawy WERSJA 2013 Podstawowe przepisy Rozporządzenie Ministrów: Infrastruktury oraz Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 31 lipca 2002 r. W sprawie znaków i sygnałów drogowych Dz. U. 2002 nr 170 poz. 1393 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. 2003 nr 220 poz. 2181 Załącznik 3: Szczegółowe warunki techniczne dla sygnałów drogowych i warunki ich umieszczania na drogach Inżynieria ruchu, rozdział 8 2 1
Spis treści załącznika 3 rozdziały 1 3 1. 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, rozdział 8 3 Spis treści załącznika 3 rozdziały 4 5 4. 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, rozdział 8 4 2
Spis treści załącznika 3 rozdziały 6 8 6. 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, rozdział 8 5 Spis treści załącznika 3 rozdziały 9 10 9. Wymagania eksploatacyjne sygnalizacji 9.1. Zasady ogólne 9.2. Dokumentacja pracy sygnalizacji 10. Konstrukcje i wzory barwne Inżynieria ruchu, rozdział 8 6 3
ZAKRES ZASTOSOWAŃ SYGNALIZACJI ŚWIETLNEJ: Inżynieria ruchu, rozdział 8 7 SYGNALIZATORY (1): S1 S2 S3 Inżynieria ruchu, rozdział 8 8 4
SYGNALIZATORY (2): S5 S6 Inżynieria ruchu, rozdział 8 9 SYGNALIZATORY (3): dla autobusów dla tramwajów Inżynieria ruchu, rozdział 8 10 5
SYMBOLE GRAFICZNE SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 11 DEFINICJE: strumień ruchu grupa sygnalizacyjna grupy kolizyjne punkt kolizji cykl sygnalizacyjny faza sygnalizacyjna czas międzyzielony program sygnalizacji Inżynieria ruchu, rozdział 8 12 6
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, rozdział 8 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, rozdział 8 14 7
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, rozdział 8 15 Przykład obliczeń czasów międzyzielonych z udziałem pieszych Inżynieria ruchu, rozdział 8 16 8
Dwie fazy ruchu I II Inżynieria ruchu, rozdział 8 17 Symbole sygnałów w wersji czarno- białej Inżynieria ruchu, rozdział 8 18 9
Program sygnalizacji (wersja czarno- biała) Inżynieria ruchu, rozdział 8 19 Program sygnalizacji (wersja kolorowa) Inżynieria ruchu, rozdział 8 20 10
INŻYNIERIA RUCHU rozdział 9 Sygnalizacje wielofazowe WERSJA 2013 I sygnalizacja dwufazowa wersja z podfazą II Ia Inżynieria ruchu, rozdział 8 22 11
sygnalizacja trójfazowa dwa warianty I II III I II III Inżynieria ruchu, rozdział 8 23 I II sygnalizacja czterofazowa wydzielone lewoskręty III IV Inżynieria ruchu, rozdział 8 24 12
I II sygnalizacja czterofazowa sterowanie wlotami III IV Inżynieria ruchu, rozdział 8 25 PRZYKŁAD SYGNALIZACJI WIELOFAZOWEJ Z PODFAZAMI Inżynieria ruchu, rozdział 8 26 13
Podstawowe pojęcia Natężenie nasycenia - przykład dla relacji na wprost S S 200 3,5 0 w i 30 1 i 1 u c Obciążenie relacji (wlotu, fazy) y Q S Inżynieria ruchu, rozdział 8 27 Inżynieria ruchu, rozdział 8 28 14
Obliczanie długości cyklu Wzór Webstera T C 1,5 to 5 1Y Dobór długości cyklu T C 60 120s Inżynieria ruchu, rozdział 8 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, rozdział 8 30 15
PROGRAM SYGNALIZACJI W WERSJI KOLOROWEJ Inżynieria ruchu, rozdział 8 31 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 32 16
LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 33 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 34 17
LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 35 LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 36 18
LOKALIZACJA SYGNALIZATORÓW Inżynieria ruchu, rozdział 8 37 INŻYNIERIA RUCHU rozdział 10 Wielkości oceny warunków ruchu WERSJA 2013 19
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, rozdział 8 39 Inne terminy związane z oceną warunków ruchu dla skrzyżowań Rezerwa przepustowości: C C Q Stopie wykorzystania przepustowości: X Q C Inżynieria ruchu, rozdział 8 40 20
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, rozdział 8 41 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, rozdział 8 42 21
Przykład PSR Inżynieria ruchu, rozdział 8 43 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, rozdział 8 44 22
Obliczanie przepustowości C C f f... 0 1 2 f n Inżynieria ruchu, rozdział 8 45 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, rozdział 8 46 23
Przykład wpływu szerokości Inżynieria ruchu, rozdział 8 47 Przykład wpływu struktury rodzajowej ruchu f C = [1+u C (E C 1)] -1 Inżynieria ruchu, rozdział 8 48 24
Podstawowe instrukcje do oceny warunków ruchu Highway Capacity Manual 2010, Transportation Research Board, www.trb.org 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, rozdział 8 49 Wielkości w oparciu o które ustala się PSR dla skrzyżowań straty czasu (d) PSR I II III IV Skrzyżowanie wyposażone w sygnalizację 20 20 45 45 80 > 80 Średnie straty czasu [s] Skrzyżowanie bez sygnalizacji lub rondo 15 15 30 30 50 > 50 Inżynieria ruchu, rozdział 8 50 25
INŻYNIERIA RUCHU rozdział 11 Ocena warunków ruchu dla skrzyżowań z sygnalizacją WERSJA 2013 Elementy skrzyżowania wyposażonego w sygnalizację Inżynieria ruchu, rozdział 8 52 26
Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu, rozdział 8 53 Inżynieria ruchu, rozdział 8 54 27
Dodatkowe wielkości występujące dla skrzyżowa wyposażonych w sygnalizację Ge C S T 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 750 1400 1,75 Q 1500 e n Q n 1620 1,75 Q 750 n 1500 e 250 800 1300 n liczba pasów ruchu z potokiem nadrzędnym, Q n natężenie relacji nadrzędnej S [E/hz] 1900 1750 Inżynieria ruchu, rozdział 8 55 Wpływ relacji skrętnych Inżynieria ruchu, rozdział 8 56 28
Wpływ powierzchni akumulacji Inżynieria ruchu, rozdział 8 57 Wpływ przystanków Inżynieria ruchu, rozdział 8 58 29
30 Inżynieria ruchu, rozdział 8 59 Straty czasu 2 d 1 d f d k X T d 1, min 1 1 2 2 1 a s s a t C X w r X X t d 2 2 2 7 1 1 900 Inżynieria ruchu, rozdział 8 60
PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] 20 20 45 45 80 > 80 Inżynieria ruchu, rozdział 8 61 Dla porównania: PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] 20 20 45 45 80 > 80 Inżynieria ruchu, rozdział 8 62 31
INŻYNIERIA RUCHU rozdział 12 Ocena warunków ruchu dla skrzyżowań bez sygnalizacji WERSJA 2013 Wloty i relacje podporządkowane Inżynieria ruchu, rozdział 8 64 32
Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu, rozdział 8 65 Relacje nadrzędne Inżynieria ruchu, rozdział 8 66 33
34 Inżynieria ruchu, rozdział 8 67 Wpływ dodatkowych czynników Inżynieria ruchu, rozdział 8 68 Przepustowość wyjściowa 2 3600 1,10 0 3600 f g n t t Q f e t C 2 3600 1,07 0 3600 f g n t t Q f e t C
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, rozdział 8 69 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, rozdział 8 70 35
Straty czasu PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] 15 15 30 30 50 > 50 Inżynieria ruchu, rozdział 8 71 Wloty na rondo Inżynieria ruchu, rozdział 8 72 36
Parametry związane z rondem Inżynieria ruchu, rozdział 8 73 Procedura oceny warunków ruchu Inżynieria ruchu, rozdział 8 74 37
Typy rond Inżynieria ruchu, rozdział 8 75 Relacje nadrzędne Inżynieria ruchu, rozdział 8 76 38
Przepustowość wyjściowa C 0 Qn tg Qn exp( 0,95 ) 3600 Qn t f 1 exp( 1,10 ) 3600 Średnica D z [m] < 24 24 30 30 36 > 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, rozdział 8 77 Inżynieria ruchu, rozdział 8 78 39
Straty czasu PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] 15 15 30 30 50 > 50 Inżynieria ruchu, rozdział 8 79 Dla porównania PSR I II III IV Średnie straty czasu [s] 15 15 30 30 50 > 50 Inżynieria ruchu, rozdział 8 80 40
INŻYNIERIA RUCHU rozdział 13 Ocena warunków ruchu na węzłach drogowych Przykłady oceny WERSJA 2013 Elementy węzła podlegające ocenie warunków ruchu: Odcinki międzywęzłowe Odcinki przeplatania Zjazdy (pasy wyłączenia) Wjazdy (pasy włączenia) Inżynieria ruchu, rozdział 8 82 41
Wpływ pojazdów ciężkich oraz nierównomierności ruchu f C = [1+u C (E C 1)] -1 Q O Q m k 15 k 15 Q 4 q max 15 Inżynieria ruchu, rozdział 8 83 Odcinki międzywęzłowe dróg ruchu szybkiego PSR A B C D E F A B C D E F maksymalna k 0 [E/km/pas] 6 10 15 20 21,5 zmienna 6 10 15 20 25,3 zmienna minimalna V [km/h] 120 120 114 105 102 zmienna Prędkość ruchu swobodnego V s = 100 km/h 100 100 100 96 87 zmienna Q k [E/h/pas] Prędkość ruchu swobodnego V s = 120 km/h 720 1200 1710 2100 2200 zmienne 600 1000 1500 1910 2200 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, rozdział 8 84 42
Odcinki międzywęzłowe dróg ruchu szybkiego c.d. Inżynieria ruchu, rozdział 8 85 Odcinki przeplatania V 24 80 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] 88 80 72 64 56 < 56 minimalna V n [km/h] 97 87 77 68 56 < 56 Inżynieria ruchu, rozdział 8 86 43
Odcinki przeplatania c.d. Inżynieria ruchu, rozdział 8 87 Wjazdy i zjazdy k 0128 3,403 0,00456Qr 0,00485Q12 0, l w k,643 0,00534Q 0, 0183 2 12 l z Inżynieria ruchu, rozdział 8 88 44
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] 93 90 83 74 67 < 67 Inżynieria ruchu, rozdział 8 89 A Przykłady G Dane startowe : -Konfiguracja węzeł / skrzyżowanie -Struktura kierunkowa ruchu -Udział pojazdów ciężkich A G Inżynieria ruchu, rozdział 8 90 45
Elementy węzła do oceny warunków ruchu A A W ramach węzła typu trąbka wystąpią: 2 pasy wyłączenia i 2 pasy włączenia Inżynieria ruchu, rozdział 8 91 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, rozdział 8 92 46
Skrzyżowanie jako wlot podporządkowany c.d. W lewo: W prawo: C 0 3600 e t f Q t n f 1,10 tg 3600 2 C 0 3600 e t f Q t n f 1,07 tg 3600 2 d Q C L L Inżynieria ruchu, rozdział 8 93 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, rozdział 8 94 47
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 1 900 2 1 X X 1 X 1 2 3,5 X C 2 Inżynieria ruchu, rozdział 8 95 48