adaptivno upravljanje semof rasrki
DESCRIPTION
Govori o upravljanje semofaritiziranim raskrižjima kao mjera poboljšanja kvalitete javnog gradskog proemtaTRANSCRIPT
-
SVEUILITE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
Goran Jazbec
ADAPTIVNO UPRAVLJANJE SEMAFORIZIRANIM
RASKRIJIMA KAO MJERA POBOLJANJA KVALITETE GRADSKOG PROMETNOG SUSTAVA
DIPLOMSKI RAD
ZAGREB, 2014.
-
SVEUILITE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
DIPLOMSKI RAD
ADAPTIVNO UPRAVLJANJE SEMAFORIZIRANIM
RASKRIJIMA KAO MJERA POBOLJANJA KVALITETE GRADSKOG PROMETNOG SUSTAVA
Mentor: dr. sc. Miroslav Vuji
Student: Goran Jazbec, 0135214933
Zagreb, 2014.
-
SAETAK
Inteligentni transportni sustavi (ITS), kao grana prometne znanosti koja koristi moderne
tehnologije u optimizaciji prometnog sustava, jedan su od moguih odgovora na rastue
probleme zaguenja prometnog sustava u gradskim sredinama, te poveanog oneienja
okolia uzrokovanog prometom. Inteligentni transportni sustavi omoguuju znatno poboljanje
odvijanja prometa, uinkovitiji transport putnika i roba, poboljanje sigurnosti u prometu,
udobnost i zatita putnika, manja oneienja okolia, itd. Jedna od usluga Inteligentnih
transportnih sustava je adaptivno upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima. Kao
glavna tema ovog diplomskog rada, prikazat e se mogunosti i koristi koritenja adaptivnog
upravljanja prometom na semaforiziranom raskriju, kao jednu od mjera poboljanja kvalitete
gradskog prometnog sustava. Mogunosti i koristi sustava mogu se najbolje dokazati
implementacijom sustava na konkretno raskrije, te e se u skladu s tim izraditi dva
mikrosimulacijska modela koritenjem programa PTV Vissim, u kojima e se sustav
adaptivnog upravljanja implementirati na postojee raskrije u gradu Zagrebu. Jedan od sustava
e biti model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta, dok e drugi model biti adaptivno
upravljanje s prioritetom javnog gradskog prijevoza. Nakon evaluacije izraenih modela
adaptivnog upravljanja prometnom analizirat e se izlazni parametri kao to su vrijeme ekanja,
vrijeme putovanja, duljine repova ekanja, prosjena brzina vozila, itd. Dobivenim rezultatima
potvrdit e se postoje li opravdana oekivanja u mogunosti adaptivnog upravljanja prometom
kao jedno od moguih rjeenja sve veih prometnih problema, te kao mjera poboljanja
kvalitete gradskog prometnog sustava.
KLJUNE RIJEI: Inteligentni transportni sustavi, zaguenje prometa, adaptivno
upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima, mikrosimulacijski model, prioritet
javnog gradskog prijevoza
-
SUMMARY
Intelligent Transportation Systems (ITS), as a branch of transport science that uses
modern technology to optimize the transport system, are one of the possible answers to the
growing problems of traffic congestion in urban areas, and increasing environmental pollution
caused by traffic. Intelligent Transportation Systems significantly improve traffic flow, increase
the efficiency of the transport of passengers and goods, increase traffic safety, comfort and
safety of passengers, less environmental pollution, etc. One of the services of Intelligent
Transport Systems is an adaptive traffic control at traffic light intersections. As the main theme
of this graduation thesis, it will display the possibilities and benefits of using adaptive traffic
control at traffic light intersections, as one of the measures to improve the quality of urban
traffic system. Implementation of the particular intersection can best demonstrate possibilities
and benefits of the system. In this thesis it will be created a two microsimulation models using
PTV VISSIM program, in wich the adaptive traffic control will be implement in the existing
intersection in the city of Zagreb. One of the systems will be a model of adaptive traffic control
without priorities, while other will be a model of adaptive control with priority for public
transport (PT priority). After evaluation models of adaptive traffic control, it will be analyzed
the output parameters such as waiting time, travel time, queue lenght, average vehicle speed,
etc. The results will confirm whether adaptive traffic control system is one of the possible
solutions to increasing traffic problems, and to improve the quality of urban traffic system.
KEYWORDS: Intelligent Transportation Systems, traffic congestion, adaptive traffic
control at traffic light intersections, microsimulation model, priority for public transport (PT
priority).
-
Sadraj:
1. Uvod ....................................................................................................................................... 1
2. Temeljne veliine prometnog inenjerstva ............................................................................ 4
3. Funkcionalno podruje upravljanja prometom .................................................................... 13
3.1 Funkcionalna podruja usluga ITS-a .............................................................................. 14
3.2 Inteligentno upravljanje prometom................................................................................. 16
4. Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima .......................... 20
4.1 Analiza prometno tehnikih elemenata postojeeg stanja ........................................... 21
4.2 Analiza podataka o brojanju prometa ............................................................................. 25
4.2.1 Analiza jutarnjeg vrnog sata ................................................................................... 26
4.2.2 Analiza poslijepodnevnog vrnog sata ..................................................................... 27
4.2.3 Usporedba jutarnjeg i poslijepodnevnog vrnog sata .............................................. 29
4.3 Analiza postojeeg signalnog plana................................................................................ 32
4.4 Matrica zatitnih meuvremena ...................................................................................... 34
4.5 Analiza propusne moi raskrija .................................................................................... 37
4.6 Mikrosimulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem
prometom .............................................................................................................................. 41
4.6.1 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta ............ 47
4.6.2 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom s prioritetom javnog
gradskog prijevoza ............................................................................................................ 51
5. Evaluacija rezultata .............................................................................................................. 55
6. Zakljuak .............................................................................................................................. 61
Literatura .................................................................................................................................. 64
Popis slika, tablica i grafikona ................................................................................................. 66
-
1
1. Uvod
U dananjem vremenu, u svijetu u kojem broj stanovnika ima tendenciju
eksponencijalnog rasta, u kojem globalizacija uzima sve veeg maha, gdje se briu granice
drava i spajaju se u imaginarnu dravu (uniju) slobodnu za trgovinu, slobodnu za kretanje ljudi
i dobara, gdje novac vodi glavnu rije, a kapitalizam postaje glavni sustav u dravama, u takvom
svijetu promet kao znanost poprima sve znaajniju ulogu. Glavne zadae prometa u ovakvom
sustavu su organizacija prometnih tokova, smanjenje vremena putovanja bilo da se radi o
prijevozu putnika ili robe, te najvanije s ekonomskog aspekta, smanjenje trokova prijevoza
odnosno poveanje profita. Porastom broja stanovnika raste broj prijevoznih sredstava.
Analogno tome prometna potranja na prometnicama postaje vea od kapaciteta i kao rezultat
tome dolazi do zaguenja. Posljedica zaguenja prometnica je poveanje vremena provedenog
u prometu, odnosno poveanje vremena potrebnog za putovanje od poetne do zavrne toke,
ime se znatno utjee na smanjenje kvalitete ivota ljudi u smislu utjecaja na zdravlje (povean
stres, buka, itd.), utjecaja na ekologiju (poveana emisija ispunih plinova, potronja pogonskih
derivata, itd.), te samo gubljenje vremena u prometu koje bi se moglo iskoristiti na kvalitetniji
nain.
Poveana prometna potranja moe se zadovoljiti proirenjem postojeih kapaciteta, ali
zbog prostornih ogranienja, u gradskim sredinama to esto nije mogue. Samim time javlja se
potreba za novim rjeenjima. Dosadanja praksa upravljanja prometom na raskriju je u obliku
semaforiziranog raskrija s fiksnim ciklusom. Ovaj pristup je efikasan pri slabijem prometnom
optereenju gdje je propusna mo raskrija vea od prometne potranje. Kako je prometna
potranja na raskrijima u gradskim sredinama sve vea, a mogunosti proirenja raskrija
(dodavanje prometnih traka), svedena na minimum, potrebno je rjeenje za poboljanje stanja
na raskrijima, traiti u novim tehnologijama. Pod terminom nove tehnologije ponajprije se
misli na sustave adaptivnog upravljanja prometom koji pomou senzora (detektora)
postavljenih na raskrije i definiranog algoritma rada signalnog plana, upravljaju prometom na
temelju zahtjeva samih vozila.
Adaptivnim upravljanjem prometom mogue je davanje prioriteta odreenim
skupinama vozila, te definiranje razliitih uvjeta odvijanja prometa na raskriju (razliito
trajanje i izmjena faza, produljenje odnosno skraenje faza, i sl.). Algoritam adaptivnog
-
2
upravljanja prometnom (logika rada ureaja) mogue je izraditi na razliite naine, to najvie
ovisi o zamislima projektanta koji projektira sustav upravljanja prometom. Koristi adaptivnog
upravljanja mogu biti velike u smislu poveanja razine uslunosti raskrija, smanjenja vremena
ekanja, smanjenja duljine repa ekanja na privozima, poveanje prosjene brzine kretanja
vozila i sl.
Kako bi se prikazale neke od mogunosti primjene adaptivnog upravljanja prometom,
za ovaj diplomski rad implementirana su dva sustava adaptivnog upravljanja prometom,
pomou mikrosimulacijskog programa PTV Vissim, na raskrije avenije Marina Dria ulice
Prisavlje ulice Milke Trnine koje se nalazi u jugoistonom dijelu grada Zagreba.
Diplomski rad je koncipiran u 6 poglavlja (Uvod, Temeljne veliine prometnog
inenjerstva, Funkcionalno podruje upravljanja prometom, Primjer primjene adaptivnog
upravljanja na semaforiziranim raskrijima, Evaluacija rezultata i Zakljuak), u kojima e se
definirati adaptivno upravljanje semaforiziranim raskrijima kao mjera poboljanja kvalitete
gradskog prometnog sustava.
Poglavlje Uvod predstavlja upoznavanje s temom diplomskog rada te definiranje
problematike, odnosno predmeta rada. Takoer u uvodnom dijelu definirana je struktura
diplomskog rada, to se odnosi na broj poglavlja, nazivi poglavlja, opis poglavlja i sl.
U poglavlju Temeljne veliine prometnog inenjerstva, definirani su osnovni pojmovi
prometnog inenjerstva kao to su: promet, transport, prometni entitet, tehnologija i tehnika
prometa, protok vozila, gustoa prometnog toka, propusna mo, razina uslunosti, i sl. Ovo
poglavlje je zapravo uvod u terminologiju prometnog inenjerstva kojom e se koristiti pri
izradi diplomskog rada.
Poglavlje Funkcionalno podruje upravljanja prometom definira pojam i znaenje ITS,
te utjecaj ITS-a na prometni sustav u cjelini i na njegove pojedinane komponente. U poglavlju
su prikazana funkcionalna podruja usluga ITS-a koja su definirana prema ISO standardima.
Definirana su inteligentna raskrija, odnosno inteligentno upravljanje prometom, te njegove
prednosti i koristi u odnosu na postojee upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima.
Navedeni su sustavi adaptivnog upravljanja prometom koji se danas koriste, te njihove koristi
za prometni sustav koje se manifestiraju u obliku smanjenja vremena ekanja, smanjenja repa
ekanja i smanjenja broja zaustavljanja vozila, uz poveanje sigurnosti sudionika u prometu.
-
3
U poglavlju Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima,
predstavljena je problematika diplomskog rada. U tom poglavlju je napravljena kompletna
analiza postojeeg stanja analiziranog raskrija. Parametri koji su analizirani su: osnovni
prometno tehniki elementi raskrija, podaci o brojanju prometa na raskriju, postojei
signalni plan, propusna mo raskrija itd. Nakon provedene analize postojeeg stanja raskrija
prikazani su simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem
prometom. Za potrebe ovog diplomskog rada, kao prijedlog rjeenja izraena su dva
simulacijska modela: model adaptivnog upravljanja prometom i model adaptivnog upravljanja
prometom s prioritetom javnog gradskog prijevoza.
Poglavlje Evaluacija rezultata namijenjeno je za analizu rezultata dobivenih na temelju
izraenih simulacijskih modela postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem prometom.
Podaci na temelju kojih je napravljena analiza su: vremena ekanja vozila na pojedinim
privozima, razine uslunosti pojedinih smjerova kretanja vozila, prosjene brzine vozila,
duljine repova ekanja, te vremena putovanja i vremena ekanja tramvaja na raskriju.
U poglavlju Zakljuak prikazuju se dobiveni zakljuci koji su doneseni na temelju
izlaznih parametara simulacijskih modela. Navedenim zakljucima potvruju se koristi
adaptivnog upravljanja prometom na semaforiziranim raskrijima navedene u uvodu
diplomskog rada.
Na kraju diplomskog rada nalaze se prilozi:
Prilog I: Situacijski plan detektora u modelu adaptivnog upravljanja prometom bez
prioriteta (M 1:1000);
Prilog II: Algoritam simulacijskog modela adaptivnog upravljanja prometom bez
prioriteta;
Prilog III: Situacijski plan detektora u modelu adaptivnog upravljanja prometom s
prioritetom javnog gradskog prijevoza (M 1:1000);
Prilog IV: Algoritam simulacijskog modela adaptivnog upravljanja prometom s
prioritetom javnog gradskog prijevoza.
-
4
2. Temeljne veliine prometnog inenjerstva
Prometno inenjerstvo je sustavska primjena zajednikih prometnih naela, koncepata,
modela i matematiko-statistikih metoda u prometnom planiranju, funkcionalnom dizajnu,
operativnom voenju i upravljanju dijelova prometnog sustava s ciljevima uinkovitog,
sigurnog, brzog, udobnog, ekonominog i ekoloki pogodnog prijevoza i prijenosa ljudi, roba i
informacija [1].
Temeljna zadaa prometnog inenjerstva, prema definiciji prometnog inenjerstva, bila
bi analiza prometnog sustava, definiranje nedostataka prometnog sustava, te razvoj i primjena
rjeenja koja bi poveala uinkovitost, sigurnost, ekonominost, udobnost, i sl., dok bi
istovremeno smanjila utjecaj prometnog sustava na ekologiju, te smanjila vrijeme putovanja i
cijene usluga. Kako bi se postigli navedeni rezultati, odnosno poboljanja, nuno je koristiti
odgovarajua tehnika sredstava i sustave cjelovitog upravljanja prometom. Za uspjenu
analizu, definiranje i rjeavanje nedostataka prometnog sustava, prometni inenjeri moraju
ovladati pristupom i metodama prometnog inenjerstva, uz prijeko potrebno znanje iz drugih
tehnikih disciplina. Polazei od opih inenjerskih znanja i spoznaja iz srodnih podruja,
prometni inenjeri sustavno pronalaze, definiraju i rjeavaju prometne probleme u svojoj
domeni.
Bitno je da prometni inenjer prilikom rjeavanja problema prometnog sustava ne ulazi
u domene drugih tehnikih disciplina, kao to je graevinarstvo ili strojarstvo. Prometni
inenjer ne rjeava probleme graevinskog tipa, kao to su izgradnja objekata i prometnica, ili
izbor adekvatnog materijala za izgradnju, ve mora biti ukljuen u projektiranje i funkcionalni
dizajn, jer sa svojim znanjem iz prometnog inenjerstva moe dati kvalitetna rjeenja koja
udovoljavaju utvrenim prometnim zahtjevima i prognozi potranje.
Nakon definiranja temeljne zadae prometnog inenjerstva, potrebno je definirati
temeljne veliine prometnog inenjerstva. U temeljne veliine prometnog inenjerstva spadaju:
promet, transport, logistika, tehnologija prometa, tehnika prometa, prometna infrastruktura,
prometni tok, protok vozila, gustoa prometnog toka, itd.
-
5
Promet je sustav i proces ija je svrha obavljanje prijevoza i/ili prijenosa transportiranih
entiteta (ljudi, roba ili informacija) u odgovarajuim prometnim entitetima zauzimanjem dijela
kapaciteta prometnice prema utvrenim pravilima i protokolima [1]. Definicija prometa u
skraenoj verziji bi bila da je promet sustav interakcije prometnih entiteta, transportiranih
entiteta i mrene infrastrukture. Slikoviti prikaz interakcije navedenih elemenata prikazan je na
slici 1.
Prometni entitet ili vozilo u najirem smislu predstavlja svaki entitet koji je prilagoen
kretanju odreenom prometnicom, odnosno medijem [1]. U skupinu prometnih entiteta spadaju
objekti za prijevoz ili prijenos transportiranih entiteta, kao to su cestovna vozila, eljeznika
vozila, brodovi, zrakoplovi, bicikli, pjeaci, itd. Za prometne entitete se esto u literaturama
koristi termin prometna suprastruktura. Transportirani entiteti su objekti koji se prevoze ili
prenose pomou prometnih entiteta. U transportirane entitete spadaju ljudi, roba i informacije.
Kako bi se prijevoz transportiranih entiteta mogao realizirati, nuno je postojanje mrene
infrastrukture po kojoj se prometni entiteti mogu kretati. Mrena infrastruktura omoguuje
pruanje prometne usluge, a odnosi se na cestovne prometnice, eljeznike pruge, zrane i
vodne puteve, telekomunikacijske vodove i sl. Mrena infrastruktura se u literaturama takoer
definira i kao prometna infrastruktura. Prema izvoru [1], prometnu infrastrukturu ine prometni
putovi, vorita, objekti i oprema koja je fiksirana za odreeno mjesto i slui odvijanju prometa,
odnosno proizvodnji prometne usluge.
Vozila, brodovi
zrakoplovi itd.
Ljudi, roba,
informacije
Mrena infrastruktura(prometnice)
Aktivnosti
Tran
spor
t Promet
Slika 1: Temeljna povezanost prometa, transporta i sustava aktivnosti
Izvor [Bonjak, I., Badanjak, D.: Osnove prometnog inenjerstva, Sveuilite u Zagrebu, Zagreb, 2005.]
-
6
Transport (prijevoz1) je specijalizirana djelatnost koja pomou prometne suprastrukture
(prometnih entiteta) i prometne infrastrukture omoguuje proizvodnju prometne usluge. Izraz
transport ima meunarodno znaenje, nastao je od lat. rijei transportare koja znai prenositi i
novolatinske rijei transportus znaenju prijevoz, prevoenje, prenoenje [2].
Transport se moe definirati kao djelatnost pruanja prometne usluge. Obavljajui
prometnu usluge (prevozei robu), transport organizirano savladava prostorne i vremenske
udaljenosti. Transport nije vezan samo za odreeno mjesto, ve je njegova uloga u
prevladavanju udaljenosti i odreenim vremenskim periodima. Kao takva, prometna usluga se
ne moe skladititi, kao to je to sluaj u drugim djelatnostima s gotovim proizvodima. U
hrvatskom jeziku se rije transport esto poistovjeuje s rijei promet, to nije pravilno. Promet
je iri pojam od transporta, i ne odnosi se na isto znaenje, pa samim time te dvije rijei nisu
sinonimi.
Prijevozna logistika obuhvaa planiranje, upravljanje i nadzor nad svim fizikim
procesima premjetanja robe (putnika) i svim logistikim procesima koji se odnose na tok
informacija od izvorita do odredita [3]. Logistika je iri pojam od prometa, to je slikovito
prikazano na slici 2, te se odnosi na sve aktivnosti prije, za vrijeme i nakon samog prijevoza, s
ciljem smanjenja cijena, trokova i mari. Logistika zapravo podie kvalitetu prometne usluge
na viu razinu, dok istovremeno smanjuje cijenu prometnih usluga i poveava dostupnost
krajnjim korisnicima.
Slika 2: Prikaz odnosa pojmova prijevoz, promet i logistika
Izvor [Protega, V.: Prijevozna logistika I, materijali s predavanja, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, ak.
godina 2013./14.]
1 Rijei transport i prijevoz = sinonimi.
-
7
Tehnologija prometa je sintagma koja oznaava znanstveno polje i djelatnost
proizvodnje prometnih usluga. U okviru tehnologije prometa istrauju se procesi pripreme,
provedbe i zavravanja prijevoza i prijenosa, odnosno zakonitosti eksploatacije i preventivnog
odravanja prometne infrastrukture i suprastrukture. Opa tehnologija prometa prouava
temeljne zakonitosti prijevoza ili prijenosa transportnih entiteta neovisno o prometnoj grani ili
modu prijevoza ili prijenosa. Na poopenoj razini mogu se identificirati tehnologije vezane uz
putniki promet, teretni promet i informacijski promet [1].
Tehnika prometa je orijentirana na projektiranje, konstrukciju, izgradnju i investicijsko
odravanje prometne infrastrukture (prometnice, fiksni objekti i ureaji) i suprastrukture
(prijevozna i prekrcajna sredstva, itd.) [1].
Za potrebe analize raskrija, prometnica i prometnih (gradskih) mrea potrebno je
definirati prometne veliine kao to su: prometni tok, protok vozila, propusna mo, gustoa
prometnog toka, razina uslunosti, stupanj optereenja, stupanj zasienja, itd. Pri analizi
raskrija u ovome diplomskom radu bit e koritena veina navedenih prometnih veliina. Neke
od veliina e biti detaljno definirane u poglavljima koja slijede, dok e se osnovne prometne
veliine kao to su prometni tok, protok vozila, gustoa prometnog toka, propusna mo, vrijeme
ekanja, razina uslunosti, definirati u nastavku.
Prometni tok ini niz prometnih entiteta (vozila) to se organizirano kreu prometnicom
uz odgovarajue razmake tako da ne dolazi do kolizije (ili je vjerojatnost kolizije prihvatljivo
mala) [1]. Jednostavnije definirano, prometni tok ini vie vozila koja se kreu prometnim
putem u nekom odreenom poretku. Prometni tok je osnovna prometna veliina iz koje se mogu
analizirati i izvoditi druge prometne veliine. Postojanje prometnog toka je primarni uvjet za
provoenje analize raskrija, prometnica ili mrea. Termin prometni tok definiran je i Zakonom
o sigurnosti prometa na cestama [4], te glasi: prometni tok je istodobno kretanje vie vozila
cestom u istom smjeru.
Protok vozila predstavlja broj vozila koja prou kroz promatrani presjek prometnice u
jedinici vremena u jednom smjeru za jednosmjerne prometnice ili u oba smjera za dvosmjerne
prometnice [5]. Za odreivanje protoka vozila najee se uzima broj vozila koja prijeu
odreeni presjek ceste u jednome satu. Jednadba za izraun protoka vozila glasi:
Q = G V [voz/h] [6]
-
8
gdje je: Q protok vozila [voz/h],
G gustoa prometnog toka [voz/km],
V brzina prometnog toka [km/h].
U prometnim analizama koriste se vee vremenske jedinice od jednog sata, kao to su
PDP (prosjeni dnevni promet) i PGDP (prosjeni godinji dnevni promet). PDP je prosjeni
dnevni promet koji oznaava broj vozila koja prijeu odreeni presjek ceste u vremenskom
periodu od 24 sata ili jednog dana. PGDP je prosjeni godinji dnevni promet i on oznaava
broj vozila kroz odabrani presjek ceste u vremenskom periodu od 365 dana. PGDP je esto
koriten podatak o protoku vozila u opsenijim prometnim analizama, kao to su prometne
studije gradova, upravo zbog varijacija broja vozila na dnevnoj i mjesenoj bazi. Izraun
PGDP-a je prilino jednostavan, a formula za izraun glasi:
PGDP =
365 [vozila/dan]. [6]
Koncentracija ili gustoa prometnog toka je koliina ili broj entiteta to se nalazi na
promatranom mrenom elementu u odreenom vremenu promatranja [1]. Neto jednostavnija
definicija proizlazi iz izvora [5]. Gustoa prometnog toka je broj vozila na jedinicu duljine
prometnice, po prometnoj traci, po smjerovima za jednosmjerne prometnice, odnosno u oba
smjera za dvosmjerne prometnice. Pojam gustoe vezan je prostorno za odsjek ili prometnu
dionicu, a vremenski za trenutno stanje.
Gustoa prometnog toka dobiva se brojanjem vozila koja se u jednom trenutku nalaze
na odabranom odsjeku ceste. Brojanje vozila moe se obaviti vizualno (osobno) ili pomou
razliitih tehnolokih ureaja kao to su kamere. Gustoa prometnog toka moe se izraunati
prema formuli ope zakonitosti za idealni prometni tok:
Q = G V [voz/h], odnosno G =
[voz/km] [6]
gdje je: G gustoa prometnog toka [voz/km],
V brzina prometnog toka [km/h],
Q protok vozila [voz/h].
Propusna mo ceste je najvei broj vozila koja mogu proi u jedinici vremena kroz
promatrani presjek ceste [6]. Propusna mo je jedna od najvanijih prometnih veliina za izradu
prometnih analiza i za donoenje bitnih inenjerskih zakljuaka. U nekim literaturama umjesto
-
9
izraza propusna mo (C) koristi se izraz zasien tok (S). Formula za izraun propusne moi
ceste na jednom prometnom traku u broju vozila za jedan sat glasi:
C = 1000
[voz/h] [6]
gdje je: C propusna mo prometnog traka [voz/h],
V brzina vonje vozila [km/h],
a sigurnosni razmak izmeu vozila u kretanju [m].
Propusna mo se odreuje za svaki prometni trak ceste. Ukoliko postoji vie prometnih
traka na prometnici, propusna mo pojedinog prometnog traka se smanjuje proporcionalno
porastu broja prometnih traka, te se izraunava prema formuli:
Cn = n C [voz/h] [6]
gdje je: Cn propusna mo vie prometnih trakova,
n broj prometnih trakova,
redukcijski koeficijent broja prometnih trakova.
Iznos redukcijskog koeficijenta broja prometnih trakova prikazan je u tablici 1, za broj
prometnih trakova od 1 do 4.
Tablica 1: Odnos vrijednosti koeficijenta i broja prometnih trakova
Broj prometnih trakova n 1 2 3 4
Redukcijski koeficijent 1,00 0,9 0,75 - 0,78 0,60 - 0,65
Izvor [ Legac, I.: Cestovne prometnice 1, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]
Budui da prometni tok nije homogen2, pri izraunu propusne moi uzimaju se razliiti
korekcijski faktori koji u konanici smanjuju vrijednost propusne moi. Formula za izraun
propusne moi, te definiranje korekcijskih faktora bit e prikazano u nastavku u poglavlju 4.5.
Vrijeme ekanja je vrijeme u kojem sudionik u prometu miruje, odnosno eka na
prolazak raskrijem [7]. Prosjeno vrijeme ekanja vozila na raskriju (privozima) je osnovni
2 Homogen tok je u potpunosti sastavljen od jedne vrste motornih vozila koja imaju potpuno iste karakteristike.
-
10
element na temelju kojeg se odreuje razina uslunosti raskrija ili prometne mree. Prometnim
inenjerima je jedan od glavnih ciljeva pri rjeavanju prometnih problema (rekonstrukcijama
raskrija ili prometnih mrea), smanjivanje vremena ekanja vozila. Smanjivanje vremena
ekanja vozila donosi brojne koristi, kao to su: smanjivanje vremena putovanja, poveanje
brzine putovanja, smanjenje buke i emisije ispunih plinova, poveanje ekonomske
uinkovitosti prometnog sustava, i sl. Vrijednosti doputenih prosjenih vremena ekanja
vozila, izraenih u sekundama, za odreenu razinu uslunosti raskrija (LoS3) prikazane su u
tablici 2.
Tablica 2: Odreivanje razine uslunosti na temelju prosjenog vremena ekanja
LoS HCM 2000
A 10
B 10 - 20
C 20 - 35
D 35 - 55
E 55 - 80
F 80
Izvor [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,
Washington D.C, USA 2000.]
Razina uslunosti je prometna veliina koja ovisi o veem broju faktora kao to su:
brzina vonje, vrijeme putovanja, sloboda manevriranja, prekidi u prometu, udobnost vonje,
sigurnost vonje i trokovi iskoristivosti vozila [6]. Razina uslunosti se odreuje na temelju
vrijednosti prosjenog vremena ekanja vozila, a postoji 6 razliitih razina uslunosti koje su
klasificirane slovima od A do F:
razina uslunosti A: uvjeti slobodnog toka, s velikim brzinama, malom
gustoom i punom slobodom manevriranja,
razina uslunosti B: uvjeti slobodnog prometnog toka, s brzinama koje su samo
djelomino ograniene gustoom prometa,
razina uslunosti C: stanje stabilnog prometnog toka, s ogranienim brzinama i
ogranienom mogunou manevriranja,
razina uslunosti D: stanje prometnog toka koje se pribliava nestabilnom
toku, s bitno ogranienim brzinama i malom mogunou manevriranja,
3 LoS eng. Level of Service = razina uslunosti
-
11
razina uslunosti E: stanje nestabilnog toka s vonjom u koloni, pri emu je
gustoa priblina zaguenju, a protok jednak propusnoj moi, pa su mogui
povremeni zastoji,
Razina uslunosti F: stanje prisilnog toka, s brzinama koje su manje od
kritinih, a protok se kree od nule do vrijednosti koje su manje od propusne
moi [6].
Rep ekanja na semaforiziranom raskriju predstavlja broj vozila koja ekaju na
prolazak raskrijem [7]. Rep ekanja moe bitno utjecati na odvijanje prometa na raskriju, te
ga je potrebno na vrijeme uoiti i pokuati smanjiti. Posljedice repa ekanja mogue je vidjeti
ukoliko je na raskriju prekratak dodatni prometni trak za lijevo ili desno skretanje (najee
lijevo skretanje), ime vozila koja vie nisu u mogunosti ui u dodatni trak za skretanje zbog
njegove popunjenosti, ostaju na traku za ravno i time stvaraju tzv. ep koji onemoguuje
normalno odvijanje prometnog toka na raskriju. Ukoliko postoji takva situacija, potrebno je
produiti dodatni prometni trak ovisno o prometnoj potranji odreenog raskrija. Jo jedan od
problema repa ekanja manifestira se u utjecaju repa ekanja na ostala raskrija. Naime, ako su
raskrija u gradskoj sredini vrlo blizu, rep ekanja jednog raskrija moe vrlo lako utjecati na
susjedno raskrije ime onemoguuje normalno odvijanje prometnog toka na tom raskriju.
Rjeenje u tom sluaju moe se traiti u izmjeni signalnog plana raskrija, u smislu poveanja
trajanja faze za skupinu vozila koja stvaraju poveani rep ekanja.
Radi to lakeg razumijevanja kasnije analize signalnog plana potrebno je najprije
definirati termine signalni pojam, signalni plan, te njegove osnovne elemente signalnog plana
kao to su faza i ciklus.
Signalni pojam, prema Zakonu o sigurnosti prometa na cestama [4], moe imati sljedea
stanja: zeleno, uto, crveno, uto crveno, treptajue uto i treptajue zeleno. Crveno svjetlo
oznaava zabranu prolaska. Zeleno svjetlo definira slobodan prolazak, dok uto svjetlo,
upaljeno samostalno znai da vozilo ne smije prijei crtu zaustavljanja niti smije ui u raskrije,
ako se u trenutku kad se uto svjetlo pojavi, nalazi na takvoj udaljenosti od prometnog svjetla
da se moe na siguran nain zaustaviti. uto svjetlo, upaljeno istodobno s crvenim svjetlom
oznaava skoru promjenu svjetla i pojavu zelenog svjetla, ali ne mijenja zabranu prolaska koja
je dana crvenim svjetlom. uto treptavo svjetlo obvezuje sve sudionike u prometu da se kreu
uz povean oprez. Zeleno treptavo svjetlo slui za upozorenje sudionika u prometu na skori
prestanak slobodnog prolaska i na pojavu utog, odnosno crvenog svjetla [4].
-
12
Signalni plan je grafiki prikaz trajanja svjetlosnih signalnih pojmova [7]. Signalni plan
se jo naziva i plan izmjene signala, a prema signalnom planu moe se vidjeti redoslijed
odvijanja faza u ciklusu, smjer kretanja vozila za koje se odnosi pojedina faza, trajanje utog i
crvenog svijetla za pojedinu skupinu vozila, i sl.
Signalni ciklus je vremenski period potreban da se obavi cijela sekvenca izmjene
definiranih signalnih intervala/faza, odnosno ciklus predstavlja trajanje jednostrukog isteka
signalnog plana [9]. Ciklus se moe definirati i kao vrijeme koje protekne od trenutka paljenja
jednog signalnog pojma na raskriju (pr. zeleno za skupinu vozila V1), do ponovnog paljenja
tog istog signalnog pojma na raskriju. Na raskrijima je mogue uoiti razliito trajanje
ciklusa, ovisno o veliini raskrija, broju faza i sl. Trajanje ciklusa, kod raskrija s fiksnim
signalnim planom, najee je od 60 s do 130 s. Duljina trajanja ciklusa u ovisnosti prema broju
faza, prema HCM priruniku (Highway Capacity Manual), prikazana je na slici 3. Kod
adaptivnog upravljanja vrijeme trajanja ciklusa je promjenjivo ovisno o aktualnoj prometnoj
potranji na raskriju.
Slika 3: Prikaz duljine ciklusa u ovisnosti o broju faza
Izvor [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,
Washington D.C, USA 2000.]
Faza je dio ciklusa u kojem pojedini prometni tokovi imaju istovremeno slobodan prolaz
[7]. Na manjim raskrijima (T raskrija), ciklus se moe sastojati od dvije faze, dok je na
veim, klasinim etverokrakim raskrijima odvijanje prometa najee regulirano s tri ili etiri
faze. Postoje sluajevi u kojima se promet regulira u pet ili ak est faza, ali takvi sluajevi su
rijetki i ne preporuuju se zbog izgubljenog vremena koje se manifestira kod izmjene pojedinih
faza.
-
13
3. Funkcionalno podruje upravljanja prometom
Inteligentni transportni sustavi (ITS4) su vrlo mlada znanstvena disciplina koja je nastala
kao odraz razvoja tehnologije i njezine primjene u prometu. ITS ima znaenje novoga kritinog
pojma koji mijenja pristup i trend razvoja prometne znanosti i tehnologije transporta ljudi i roba
tako da se postie rjeavanje rastuih problema zaguenja prometa, oneienja okolia,
uinkovitosti prijevoza, sigurnosti i zatite ljudi i roba u prometu [10].
Jedna od definicija ITS-a prema izvoru [10], glasi: ITS je holistika, upravljaka i
informacijsko-komunikacijska (kibernetska) nadgradnja klasinog sustava prometa i transporta
kojim se postie znatno poboljanje odvijanja prometa, uinkovitiji transport putnika i roba,
poboljanje sigurnosti u prometu, udobnost i zatita putnika, manja oneienja okolia, itd.
Iz definicije ITS-a moe se zakljuiti da ITS ima irok spektar djelovanja u prometnom
sustavu, te da se primjenom ITS-a mogu postii razne koristi (slika 4) u prometno-tehnikom
smislu, ekolokom i ekonomskom smislu, ali i u smislu poveanja sigurnosti roba i putnika u
prometnom sustavu. Na slici 5 moe se vidjeti da ITS nije jednoznani pojam ve da je ITS
napredan koncept rjeavanja prometnih problema, znanstvena disciplina, skup tehnologija, ali
i tzv. pokret ITS udruga. ITS zauzima sve vanije mjesto u prometu kao znanost koja prua
mnoge koristi za cjelokupni prometni sustav.
Slika 4: Shematski prikaz uinaka ITS-a
Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]
4 ITS eng. Intelligent transport systems inteligentni transportni sustavi
-
14
ITS
napredni koncept
rjeavanja prometnih problema
znanstvena
disciplina
(studijski program)
skup tehnologija "pokret" ITS udruga
Slika 5: Shematski prikaz znaenja termina ITS
Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]
3.1 Funkcionalna podruja usluga ITS-a
Pojam ITS prvi put je uao u upotrebu 90-tih godina 20. stoljea. Od tada pa do danas
ITS se razvija u sve veim razmjerima i poprima sve znaajniju ulogu u prometnom sustavu. U
domeni ITS-a razvijaju se inteligentna vozila, inteligentne prometnice, beine "pametne"
kartice za plaanje cestarina, dinamiki navigacijski sustavi, adaptivni sustavi semaforiziranih
raskrija, uinkovitiji javni prijevoz, brza distribucija poiljaka podrana Internetom,
automatsko javljanje i pozicioniranje vozila u nezgodi, biometrijski sustavi zatite putnika, itd.
Svrha navedenih usluga je poboljanje performansi prometnog sustava odnosno kvalitete
transportnih usluga za krajnje korisnike [10].
Prema ISO5 klasifikaciji (ISO 14813-1:2007) postoji 11 funkcionalnih podruja usluga
ITS-a [11]:
1. informiranje putnika,
2. upravljanje prometnom i operacijama,
3. usluge u vozilima,
4. prijevoz tereta,
5. javni prijevoz,
6. izvanredna stanja,
7. elektronika plaanja u prometu,
5 ISO eng. International Standardization Organization Meunarodna organizacija za standardizaciju
-
15
8. osobna sigurnost u cestovnom prometu,
9. nadzor vremenskih uvjeta i okoline,
10. upravljanje i koordinacija u sluajevima nesrea,
11. nacionalna sigurnost.
Za problematiku ovog diplomskog rada najvanije funkcionalno podruje je upravljanje
prometom i operacijama. U navedeno podruje spadaju: voenje prometa, upravljanje
incidentnim situacijama u prometu, upravljanje potranjom, upravljanje i odravanje
transportne infrastrukture, te identifikacija prekritelja. Od navedenih usluga najvanija usluga
vezana za temu ovog diplomskog rada je usluga voenja prometa koja se odnosi na upravljanje
prometnim tokovima u mrei gradskih prometnica, ali i izvan gradova. U domenu usluge
voenja prometa pripadaju: adaptivno upravljanje prometnim svjetlima, promjenjive prometne
poruke, kontrola pristupa autocesti, kontrola brzine, upravljanje parkiranjem itd [10].
Slika 6: ITS kao nadogradnja klasinom prometnom sustavu
Izvor [www.etsi.org]
-
16
Neke od usluga ITS-a koje su dio funkcionalnih podruja usluga, slikovito su prikazane
na slici 6, na kojoj se moe vidjeti iroki spektar utjecaja ITS usluga na prometni sustav u
cjelini, ali i na njegove pojedinane komponente.
3.2 Inteligentno upravljanje prometom
Upravljanje je unaprijedno voenje koje se primjenjuje kada je potrebno otkloniti
poremeajna djelovanja prije nego to ona pogoraju ponaanje sustava. Upravljanje prometom
odreuje razinu usluge kojom se ponueni prometni volumen moe analizirati na odreenoj
prometnici [10]. Brzina u mrei definirana je navedenim izrazom:
vm=f(Cm, PV, MT)t [10]
gdje je:
vm brzina na mrei,
Cm operativni kapacitet mrenih elemenata,
PV prometni volumen,
MT upravljanje prometom,
t vremenski okvir promatranja.
Inteligentnim upravljanjem prometom omoguuje se poveanje operativnog kapaciteta,
te davanje prednosti pojedinim skupinama vozila. Kljune operativne zadae upravljanja
prometom su [10]:
kontrola pristupa na mreu,
ublaavanje posljedica zaguenja na prometnicama i njihovim sueljima
prema drugim modovima,
rjeavanje uskih grla zbog incidentnih dogaaja,
postizanje zadovoljavajue razine sigurnosti u prometu,
prometna logistika specijalnih sportskih, politikih, vjerskih, zabavnih
dogaaja,
-
17
kontrola nepovoljnih utjecaja na odvijanje prometnog toka (vremenske
neprilike, agresivna vonja, itd.),
preraspodjela modova prema koritenju uinkovitijih modova javnog
prijevoza.
Inteligentna raskrija su napredna rjeenja adaptivnog upravljanja prometnim svjetlima
na raskriju koja primjenjuju napredne detektore i kontrolne algoritme ime se znatno poveava
uinkovitost i fleksibilnost raskrija. Detektori prikupljaju i alju podatke o prolazu i brzini
vozila, te identificiraju nadolazee vozilo koje se nalazi u zoni dileme6, ime upravljaki
sustav prilagoava promjenu svjetlosnih signala. Posebno je vaan sigurnosni uinak na
proputanje vozila urnih slubi, te na raskrijima gdje su vee brzine vozila [10]. Sustav
inteligentnog raskrija povezan je s mnogim drugim podsustavima, kao to su: upravljanje
gradskim prometom, prioriteti javnom prijevozu, nadzor prometnih prekraja, i sl. (slika 7).
Inteligentno raskrije(kontrolor+signalna
oprema)
Prometni podaci s detektora
Razmjena drugih
podataka
Upravljanje gradskim prometom
Prioriteti javnom
prijevozu
Nadzor prometnih prekraja
Slika 7: Shematski prikaz povezanosti inteligentnog raskrija s drugim podsustavima
Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]
Inteligentna vozila i inteligentne prometnice omoguuju bitno viu razinu mrenih
performansi i kvalitete usluge za krajnje korisnike u odnosu na dosadanja rjeenja voenja
prometnog toka.
6 Zona dileme je zona ispred raskrija u kojoj voza odluuje hoe li stati ili proi raskrije u trenutku trajanja utog signalnog pojma.
-
18
U odnosu na ustaljeni, odnosno fiksni nain rada semafora, adaptivni sustav upravljanja
je kompleksniji, ali bitno uinkovitiji jer smanjuje ukupne vremenske gubitke i ostale
pokazatelje kvalitete sustava, kao to su vremena ekanja, veliine repa ekanja, prosjena
vremena putovanja zonom, rizik nastajanja prometnih nezgoda, maksimalno individualno
ekanje, maksimalna duljina repa oko raskrija, itd.
Danas se koriste razliiti sustavi adaptivnog upravljanja prometom, a neki od
najpoznatijih su [12]:
SCOOT (Split Cycle Offset Optimization Technique),
SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System),
LA ATCS (LA DOT Adaptive Traffic Control System),
RHODES (Real Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System),
ACS-Lite,
OPAC (Optimization Policies for Adaptive Control),
InSync.
Slika 8: Prikaz koristi pojedinih sustava adaptivnog upravljanja prometom
Izvor [Curtis, E.: Adaptive Signal Control Technology Overview, U.S. Department of Transportation, Federal
Highway Administration Office of Operations/Resource Center, 2010.]
-
19
Koristi pojedinih sustava adaptivnog upravljanja, izraeni kroz pokazatelje vremena
putovanja, vremena ekanja vozila, te broja zaustavljanja, prikazani su na slici 8. Pozitivni
uinci, odnosno koristi adaptivnog upravljanja prometom mogu se dodatno poveati
kombinacijom adaptivnog sustava upravljanja prometom s drugim ITS rjeenjima (tablica 3),
kao to su [10]:
predputno i putno informiranje vozaa,
upravljanje potranjom,
upravljanje javnim prijevozom,
upravljanje urnim slubama.
Tablica 3: Prikaz koristi integracije adaptivnog upravljanja prometom s drugim ITS rjeenjima
Adaptivno voenje prometa (ATC)
ATC + informiranje
vozaa (DRI) ATC+DRI+upravljanje
potranjom (DM)
utede vremena za osobna vozila
do 20%
do 22% (na itavom putu)
>22%
utede vremena javnog prijevoza
do 15%
do 20%
>20%
smanjenje oneienja okolia
5-7% lokalno
do 18% lokalno
do 8% globalno
do 21% lokalno
do 11% globalno
Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]
Osim navedenih koristi koje se manifestiraju u obliku smanjenja vremena putovanja
vozila, vremena ekanja, te broja zaustavljanja, adaptivno upravljanje prometom pozitivno
utjee i na sigurnost u prometu. Smanjenje broja stradalih u prometnim nesreama i bri odziv
urnih slubi predstavljaju najvee koristi od uvoenja ITS-a. Neka od ITS rjeenja koja znatno
smanjuju broj prometnih nesrea su [10]:
"Adaptive Signal Control" (adaptivno upravljanje signalizacijom): 18 % (SAD) do
30 % (EU),
"Speed Enforcement" (kamere za kontrolu brzine): 20 % (SAD) do 50 % (GB),
"Collision Warning" (upozoravanje na koliziju/sudar): 20 % do 50 %,
reduciranje vremena odziva i dolaska urnih slubi: 20 % do 40 %.
Kao posljedica smanjenja broja nesrea za oekivati je da e se smanjiti broj ozlijeenih
i broj smrtno stradalih sudionika u prometu to bi trebalo biti znaajan poticaj za koritenje ITS
usluga u jo veem obujmu u odnosu na dosadanje stanje.
-
20
4. Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim
raskrijima
Adaptivno upravljanje je upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima na
temelju zahtjeva sudionika u prometu. Adaptivnim upravljanjem utjee se na signalni ciklus
tako da se vremenski ustaljen ciklus zamjenjuje ciklusom promjenjivog trajanja ovisno o
prometnoj potranji na raskriju [14]. Zahtjevima korisnika, preko detektorskih petlji, kamera,
senzora i sl., definira se redoslijed izmjene faza u ciklusu, trajanje pojedinih faza, davanje
prioriteta pojedinim skupinama vozila i sl..
Adaptivnim upravljanjem mogue je postii bolju propusnu mo raskrija, smanjiti
vremena ekanja na privozima, te samim time poveati razinu uslunosti raskrija. Kako bi se
to bolje prikazale prednosti adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima, te utjecaj
adaptivnog upravljanja na poboljanje kvalitete gradskog prometnog sustava, potrebno je sustav
implementirati na postojee raskrije. Za ovaj diplomski rad izabrano je raskrije avenije
Marina Dria ulice Prisavlje ulice Milke Trnine koje se nalazi u jugoistonom dijelu grada
Zagreba. Smjetaj raskrija na karti prikazan je na slici 3. Na navedenom raskriju bit e
implementirana dva simulacijska modela adaptivnog upravljanja prometom na raskriju, ime
e se prikazati razliite mogunosti koritenja adaptivnog upravljanja prometom na raskrijima.
Slika 9: Prikaz poloaja raskrija na karti
Izvor: www.geoportal.dgu.hr
-
21
Implementacijom sustava na postojee raskrije dobit e se podaci na temelju kojih e
se moi napraviti analize. Za implementaciju sustava koristit e se mikrosimulacijski program
PTV Vissim u kojem e se napraviti simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim
upravljanjem prometnom. Da bi se izradili simulacijski modeli potrebno je analizirati osnovne
elemente postojeeg stanja raskrija kao to su: ope karakteristike i poloaj raskrija, broj
vozila (na temelju podataka o brojanju prometa), analiza postojeeg signalnog plana, i sl. Na
temelju dobivenih podataka potrebno je izraditi matricu zatitnih meuvremena, definirati sve
realno mogue faze na raskriju, definirati broj i poloaj detektorskih petlji, definirati logike
uvjete, te izraditi algoritam rada sustava adaptivnog upravljanja prometom.
4.1 Analiza prometno tehnikih elemenata postojeeg stanja
Raskrije Marina Dria ulice Prisavlje ulice Milke Trnine sastoji se od etiri
privoza, od kojih se glavni smjer kretanja vozila, odnosno glavna cesta protee od sjevera prema
jugu i obrnuto. Taj glavni smjer kretanja vozila predstavlja avenija Marina Dria. Sporedni
privozi su spojeni na glavni privoz pod priblino pravim kutem od 90, a predstavljaju ih ulica
Prisavlje sa zapada i ulica Milke Trnine s istoka. Na raskriju se nalaze dva pjeaka prijelaza
koja prelaze preko istonog i zapadnog privoza, dok se ispod sjevernog privoza nalazi
pothodnik za pjeake. Kako se raskrije ne nalazi u strogom centru grada, koncentracija pjeaka
na raskriju nije velika, te sami broj pjeaka ne predstavlja problem pri daljnjoj analizi. Kroz
raskrije prolazi i tramvajska pruga koja je odvojena od prometnih traka, a protee se avenijom
Marina Dria. Na sjevernom privozu nalaze se tramvajska stajalita za jedan i drugi smjer
kretanja tramvaja. U neposrednoj blizini raskrija nalaze se i autobusna stajalita koja su
smjetena iza raskrija i imaju izvedena ugibalita te tako ne utjeu na odvijanje prometnog
toka. Prikaz raskrija izraen programom AutoCad moe se vidjeti na slici 10. Na temelju
ovakvog prikaza raskrija moe se jasno vidjeti prostorni obuhvat raskrija koje se analizira.
Isto tako mogu se vidjeti osnovni elementi raskrija kao to su oblik raskrija, veliina raskrija,
broj privoza, broj prometnih traka, raspodjela prometnih traka po privozu, broj i poloaj
pjeakih prijelaza i dr.
-
22
Slika 10: Prostorni obuhvat predmeta analize raskrija
Na slici 11, na kojoj je prikazana raspodjela prometnih traka na raskriju, moe se vidjeti
broj traka pojedinog privoza te namjenu traka. Zapadni privoz koji je numeriran brojem 1,
sastoji se od tri prometne trake od koje je jedna prometna traka za lijeva, jedna za ravno i jedna
za desno skretanje. Juni privoz se sastoji od tri prometne trake za ravno i jedne za lijevo
skretanje. Na tom privozu postoji i zasebna traka za desno skretanje, ali ona je odvojena od
spomenutih traka i njezin tok nije reguliran semaforima pa ona ne utjee na daljnju analizu.
-
23
Istoni privoz se sastoji od tri prometne trake kao i zapadni privoz, te ima po jednu prometnu
traku za lijevo, desno i ravno. Posljednji privoz je sjeverni privoz koji je numeriran brojem 4, a
sastoji se od dvije prometne trake za ravno, jedne za ravno i desno i jedne prometne trake za
lijevo skretanje.
Slika 11: Raspodjela prometnih traka na raskriju
Stvarni situacijski prikaz pojedinih privoza moe se vidjeti na slikama 12, 13, 14, 15.
Isto tako, na slikama se moe vidjeti poloaj semaforskih lanterni i prometnih znakova na
pojedinom privozu.
Slika 12: Sjeverni privoz raskrija
-
24
Slika 13:Juni privoz raskrija
Slika 14: Zapadni privoz raskrija
-
25
Slika 15: Istoni privoz raskrija
4.2 Analiza podataka o brojanju prometa
Brojanje prometa predstavlja jedan od glavnih ulaznih podataka pri prometnom
planiranju i projektiranju. Podaci dobiveni brojanjem prometa predstavljaju stvarnu, trenutanu
sliku dinamike prometnih tokova na raskriju. Iz takvih podataka dobiva se tona slika o
prometnim zahtjevima unutar zone promatranog raskrija. Prilikom brojanja prometa vrlo je
bitno odrediti vremenski period brojanja koji mora obuhvatiti vrne periode, tj periode u kojima
je najvee prometno optereenje. Brojanja se mogu provoditi tijekom jednog ili vie dana,
kontinuirano ili prekidno. Isto tako, unutar dana moe se obaviti brojanje prometa u pojedinim
vremenskim intervalima ili kontinuirano tijekom cijelog dana. Postoje razliiti naini brojanja
prometa na raskrijima. Neki od postojeih naina brojanja prometa su: runo, automatsko,
kamerom, satelitsko, i slino [15].
Brojanje prometa za ovaj diplomski rad obavljeno je runo u dva vremenska intervala,
jutarnjem i poslijepodnevnom. Brojanje prometa obavljeno je u utorak 19.11.2013. godine.
Vrijeme na dan brojanja je bilo oblano bez padalina, te kao takvo ne utjee na kvalitetu
dobivenih podataka (brzina vozila, razmak izmeu vozila i sl.). Skupine vozila u koje su
razvrstana vozila su automobili, teka teretna vozila, autobusi i tramvaji.
-
26
4.2.1 Analiza jutarnjeg vrnog sata
Brojanje prometa za jutarnji vrni sat obavljeno je u vremenskom periodu od 06:15 do
09:30 sati. Odabran je dui vremenski interval brojanja prometa kako bi se dobili to detaljniji
i kvalitetniji podaci za daljnju analizu. Rezultati brojanja prometa u jutarnjem terminu brojanja
prikazani su u tablici 4. Na temelju tih podataka napravljen je grafikon koji jasnije pokazuje
vrijednosti dobivene brojanjem. Na grafikonu 1 moe se vidjeti ukupan broj vozila po 15
minutnim intervalima. Vrijednosti broja vozila, od poetka brojanja, rastu svakim intervalom
sve do intervala 07:30 07:45 h, koji predstavlja vrni interval u jutarnjem vremenskom
periodu brojanja prometa. Nakon tog intervala vrijednosti broja vozila se smanjuju. U vrnom
15 minutnom intervalu izbrojano je 1751 vozilo, dok ukupan broj vozila u jutarnjem vrnom
satu iznosi 6463 vozila.
Tablica 4: Prikaz rezultata brojanja prometa za jutarnje brojanje
Smjer
Vrijeme l i jevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv lijevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv
6:30 6 2 0 153 13 1 4 22 0 0 2 2 13 0 0 332 4 0 2 5 0 0 5 0
6:45 8 1 0 195 3 0 4 24 0 0 0 0 16 0 0 517 14 2 4 9 0 0 2 0
7:00 20 0 0 281 8 5 8 41 0 0 1 0 36 0 0 593 9 1 5 14 0 0 3 0
7:15 23 0 0 339 8 4 6 41 1 0 3 0 27 0 0 691 10 1 5 34 0 0 3 3
7:30 24 1 0 414 4 5 6 45 0 0 6 0 54 0 0 768 9 0 6 43 0 0 3 0
7:45 30 0 0 515 5 2 2 87 1 0 1 0 62 0 0 697 7 2 4 103 0 0 1 0
8:00 31 0 0 468 8 0 7 104 1 0 2 0 88 0 0 543 10 1 6 81 0 0 2 0
8:15 43 0 0 445 14 2 4 84 1 0 2 0 53 0 0 509 8 2 6 65 0 0 4 0
8:30 21 0 0 398 9 1 5 78 1 0 6 0 67 0 0 520 15 1 6 71 0 0 6 0
8:45 24 0 0 411 10 1 6 57 1 0 6 1 61 0 0 525 9 1 5 37 0 0 3 0
9:00 26 3 0 392 12 3 6 60 0 0 4 0 38 0 0 498 12 0 5 34 0 0 8 0
9:15 34 1 0 321 11 3 6 47 0 0 3 1 34 0 0 409 14 1 7 15 0 0 1 0
9:30 25 0 0 348 8 0 5 57 1 0 1 0 49 0 0 439 12 0 4 13 0 0 12 0
4 - 3 4 - 2 4 - 1 4 - 4 2 - 1 2 - 4 2 - 3 2 - 2
PRIVOZ SJEVER PRIVOZ JUG
l i jevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus lijevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus
15 1 0 4 0 0 19 1 1 12 0 0 5 0 0 11 0 0 635
45 1 0 2 0 0 44 1 0 13 1 0 4 0 0 30 0 0 940
48 0 0 6 0 0 39 0 0 16 0 0 7 0 0 23 0 0 1164
65 1 0 10 0 0 40 0 0 24 0 0 10 0 0 32 1 0 1382
58 2 0 17 0 0 58 0 0 31 0 0 11 0 0 48 0 0 1613
48 1 0 24 0 0 58 0 0 37 0 0 21 0 0 43 0 0 1751
42 0 0 32 0 0 127 0 0 38 0 0 25 0 0 32 0 0 1648
52 0 0 26 0 0 62 1 0 18 0 0 20 0 0 30 0 0 1451
34 0 0 17 0 0 71 0 0 26 0 0 28 0 0 29 0 0 1410
45 0 0 20 0 0 56 1 0 26 0 0 24 0 0 31 0 0 1361
53 1 0 17 0 0 68 1 0 20 0 0 24 0 0 33 0 0 1318
52 0 0 8 0 0 62 1 0 14 0 0 14 0 0 30 0 0 1089
48 2 0 16 1 0 60 1 0 28 0 0 23 0 0 24 0 0 1177
3 - 1 3 - 41 - 4 1 - 3 1 - 2 3 - 2 Ukupno
PRIVOZ ZAPAD PRIVOZ ISTOK
-
27
Na grafikonu 1 crvenom bojom su oznaeni intervali koji predstavljaju jutarnji vrni sat,
pa se moe zakljuiti da je jutarnji vrni sat na analiziranom raskriju u periodu od 07:15
08:15 sati. Dobiveni podaci nisu iznenaujui jer upravo u tom vremenskom periodu najvie
ljudi putuje na posao pa se manifestira vea koncentracija vozila na raskriju.
Grafikon 1: Prikaz rezultata jutarnjeg brojanja prometa prema 15 minutnim intervalima
4.2.2 Analiza poslijepodnevnog vrnog sata
Brojanje prometa za poslijepodnevni vrni sat obavljeno je u vremenskom periodu od
15:00 do 18:15 sati. Isto kao i u jutarnjem brojanju prometa, za poslijepodnevno brojanje
odabran je dui vremenski interval brojanja prometa kako bi se dobili kvalitetniji podaci za
analizu. Rezultati brojanja prometa u poslijepodnevnom terminu prikazani su u tablici 5. U
vrnom 15 minutnom intervalu izbrojano je 1894 vozila, dok ukupan broj vozila u
poslijepodnevnom vrnom satu iznosi 7127 vozila.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
635
940
1164
1382
16131751
1648
1451 1410 1361 1318
10891177
Bro
j vo
zila
15 minutni vremenski intervali
Vrijednosti jutarnjeg brojanja prometa
-
28
Tablica 5: Prikaz rezultata brojanja prometa za poslijepodnevno brojanje
Smjer
Vrijeme l i jevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv lijevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv
15.15 52 0 0 534 8 3 5 88 0 0 3 0 41 0 0 395 5 0 5 17 0 0 8 0
15:30 30 0 0 658 10 1 7 71 0 0 6 0 48 0 0 402 5 0 6 20 0 0 17 0
15:45 38 0 0 686 8 3 6 97 0 0 2 0 44 0 0 451 7 1 6 19 0 0 24 1
16:00 34 0 0 671 6 1 4 112 0 0 5 1 49 0 0 427 11 2 5 23 0 0 18 1
16:15 38 0 0 704 4 1 6 85 0 0 3 0 55 0 0 496 8 2 6 22 0 0 17 0
16:30 47 0 0 777 6 3 5 77 1 0 2 0 61 1 0 489 5 3 6 32 0 0 20 0
16:45 49 0 0 746 5 1 4 96 0 0 2 1 54 0 0 418 4 4 6 26 0 0 20 0
17:00 35 0 0 664 11 1 7 99 0 0 7 0 47 0 0 407 5 4 5 26 0 0 18 0
17:15 37 1 0 612 6 2 6 68 0 0 6 0 32 0 0 403 10 1 6 28 0 0 9 0
17:30 36 0 0 561 3 2 6 77 0 1 4 0 43 0 0 407 4 1 7 25 0 0 27 0
17:45 39 0 0 511 5 1 6 73 0 1 2 0 43 0 0 397 7 0 5 24 0 0 11 0
18:00 33 0 0 457 5 0 6 81 0 0 4 0 30 0 0 377 5 2 7 20 0 0 12 0
18:15 38 0 0 368 4 2 5 66 0 0 5 0 47 0 0 320 6 0 5 22 0 0 11 0
PRIVOZ SJEVER PRIVOZ JUG
4 - 3 4 - 2 4 - 1 4 - 4 2 - 1 2 - 4 2 - 3 2 - 2
l i jevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus lijevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus
64 0 0 20 0 0 98 1 0 44 0 0 22 0 0 35 0 0 1448
38 0 0 13 0 0 100 0 0 53 0 0 41 0 0 54 0 0 1580
39 0 0 22 0 0 95 0 0 52 0 0 36 0 0 28 2 0 1667
36 0 0 12 0 0 111 1 0 60 0 0 31 0 0 43 0 0 1664
63 0 0 11 0 0 149 0 0 62 0 0 36 0 0 35 0 0 1803
46 0 0 15 0 0 156 1 0 66 0 0 42 0 0 33 0 0 1894
51 0 0 17 1 0 123 0 0 67 0 1 39 0 0 31 0 0 1766
57 0 0 14 0 0 103 1 0 53 0 0 32 0 0 41 0 0 1637
47 1 0 9 0 0 93 0 0 47 0 0 22 0 0 35 0 0 1481
53 0 0 11 0 0 97 0 0 45 0 0 25 0 0 39 0 0 1474
58 0 0 14 0 0 78 0 0 46 0 0 30 0 0 37 0 0 1388
47 0 0 6 0 0 77 0 0 30 0 0 19 0 0 35 0 0 1253
39 1 0 20 0 0 76 0 0 29 0 0 15 0 0 19 0 0 1098
PRIVOZ ZAPAD PRIVOZ ISTOK
Ukupno1 - 4 1 - 3 1 - 2 3 - 2 3 - 1 3 - 4
Ukupan broj vozila po 15 minutnim intervalima prikazan je na grafikonu 2. Vrijednosti
broja vozila, od poetka brojanja prometa, rastu svakim sljedeim intervalom sve do intervala
16:15 16:30 h, koji predstavlja vrni interval u poslijepodnevnom vremenskom periodu
brojanja prometa. Nakon tog intervala vrijednosti broja vozila se smanjuju sa svakim sljedeim
15 minutnim intervalom. Na grafikonu 2 crvenom bojom su oznaeni intervali koji
predstavljaju poslijepodnevni vrni sat, pa se moe zakljuiti da je poslijepodnevni vrni sat na
analiziranom raskriju u periodu od 15:45 16:45 sati.
-
29
Grafikon 2:Prikaz rezultata poslijepodnevnog brojanja prometa prema 15 minutnim intervalima
Na grafikonu 2 crvenom bojom su oznaeni intervali koji predstavljaju poslijepodnevni
vrni sat, pa se moe zakljuiti da je poslijepodnevni vrni sat na analiziranom raskriju u
periodu od 15:45 16:45 sati. U vrnom 15 minutnom intervalu izbrojano je 1894 vozila, dok
ukupan broj vozila u poslijepodnevnom vrnom satu iznosi 7127 vozila.
4.2.3 Usporedba jutarnjeg i poslijepodnevnog vrnog sata
Za daljnju analizu potrebno je usporediti vrijednosti dobivene brojanjem prometa za
jutarnji i poslijepodnevni vrni sat. Bitno je odrediti u kojem je vrnom satu vee prometno
optereenje, te koji su smjerovi kretanja vozila najoptereeniji za pojedini vrni sat.
Usporedba broja vozila u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu prikazana je na
grafikonu 3.. Na temelju te usporedbe moe se vidjeti da je u poslijepodnevnom vrnom satu
kroz raskrije prolazi 7127 vozila, dok u jutarnjem vrnom satu kroz raskrije prolazi 6463
vozila. Iz ovog podatka moe se zakljuiti za je za vrijeme poslijepodnevnog vrnog sata vee
prometno optereenje raskrija te e se upravo te vrijednosti koristiti za daljnju analizu i
proraune.
Grafikon 3: Usporedba ukupnog broja vozila u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
15.15 15:30 15:45 16:00 16:15 16:30 16:45 17:00 17:15 17:30 17:45 18:00 18:15
14481580
1667 16641803
18941766
1637
1481 14741388
1253
1098
Vrijednosti popodnevnog brojanja prometa
-
30
Kako bi se to bolje prikazalo optereenje pojedinih smjerova kretanja u jutarnjem i
poslijepodnevnom vrnom satu, izraen je teinski dijagram na temelju podataka o brojanju
prometa. Teinski dijagram predstavlja krvnu sliku raskrija, odnosno prikazuje ukupan broj
vozila koja su izbrojana u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu te njihove smjerove
kretanja. Dijagram za jutarnji vrni sat prikazan je na slici 16, te se na njemu moe vidjeti da je
u tom periodu najoptereeniji smjer kretanja od juga prema sjeveru, dok je na slici 17 vidljivo
da je za poslijepodnevni vrni sat najoptereeniji smjer kretanja od sjevera prema jugu. Iz oba
dijagrama moe se vidjeti da su smjerovi kretanja vozila u smjeru sjever jug i jug sjever,
dominantni pravci kretanja vozila, te da sporedni privozi imaju znatno manji udio kretanja
vozila.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
jutarnji vrni sat podnevni vrni sat
1613 1664
1751 1803
1648 1894
14511766
Bro
j vo
zila
45 - 60
30 - 45
15 - 30
0 - 15
Interval (min)
-
31
Slika 16: Prikaz teinskog dijagrama za jurarnji vrni sat
Slika 17: Prikaz teinskog dijagrama za poslijepodnevni vrni sat
-
32
4.3 Analiza postojeeg signalnog plana
Promet na analiziranom raskriju regulira se pomou svjetlosne signalizacije. Na
raskrije nisu postavljeni senzori i detektorske petlje, te se odvijanje prometa regulira fiksnim
ciklusom. Postojei signalni plan odvija se u tri faze, a signalne grupe koje imaju prednost
prolaska u pojedinoj signalnoj fazi prikazane su na slici 18. Trajanje ciklusa iznosi 130 s, dok
je ukupno izgubljeno vrijeme u ciklusu, prema postojeem signalnom planu 17 s (5 + 6 + 6).
Trajanje utog svijetla je 3 s na svim privozima, dok je trajanje signala uto crveno 2 s.
Slika 18: Raspored signalnih grupa u postojeem signalnom planu
Na postojeem signalnom planu prikazanom na slici 19, moe se vidjeti trajanje zelenog
svijetla za pojedinu signalnu grupu, te iznos zatitnog meuvremena izmeu pojedinih
signalnih faza. Trajanje zelenog svijetla za grupe vozila V2 i V4 u prvoj fazi je 66 s. Zeleno
svijetlo za pjeake P1 i P3 i tramvaje T2 i T4, koji se takoer kreu u prvoj fazi, smanjeno je
zbog zatitnog meuvremena i iznosi 53 s za tramvaje i 48 s za pjeake. U drugoj fazi trajanje
zelenog svijetla za grupe vozila V2L i V4L iznosi 21 s, dok za grupe vozila V1D i V3D svijetli
dopunska zelena strelica u trajanju od 28 s. U treoj, ujedno i zadnjoj fazi ciklusa, trajanje
zelenog svijetla za grupe vozila V1 i V3 iznosi 23 s. Na slici 20 prikazan je poloaj semaforskih
laterni na raskriju iz kojeg se moe vidjeti smjetaj laterni za pjeake, vozila i tramvaje.
-
33
Slika 19: Prikaz postojeeg signalnog plana
Slika 20: Poloaj semaforskih laterni na raskriju
-
34
4.4 Matrica zatitnih meuvremena
Zatitno meuvrijeme predstavlja vrijeme izmeu dvije konfliktne signalne grupe koje
slijede uzastopno. Matrica zatitnih meuvremena je matrica koja sadri vrijednosti svih
zatitnih vremena konfliktnih signalnih grupa na raskriju. Iz same definicije proizlazi i uloga
zatitnog meuvremena, a to je omoguavanje sigurnog naputanja raskrija vozila koje je ulo
u raskrije na kraju zelenog vremena, u odnosu na vozilo koje e dobiti dozvolu za prolazak
[7].
Zatitno meuvrijeme izraunava se prema formuli:
= + = +Sp+lv
[8]
gdje je:
tz zatitno meuvrijeme,
tk provozno vrijeme, odnosno vrijeme od trenutka kraja zelenog svijetla do poetka
vremena pranjenja,
tp vrijeme pranjenja, odnosno vrijeme potrebno da vozilo prijee put pranjenja Sp
(toku kolizije Tk), brzinom pranjenja vp,
tN vrijeme naleta, odnosno vrijeme potrebno da sudionik kojem se upali zeleno svijetlo
prijee put naleta SN, brzinom naleta vn [7].
Slika 21: Prikaz parametara koji se uzimaju pri izraunu zatitnog meuvremena
Izvor: [Lanovi, Z.: Materijali za predavanja iz kolegija Cestovna telematika, Fakultet prometnih znanosti,
Zagreb ak. godina 2013./14.]
-
35
Matrica zatitnih meuvremena vrlo je vana jer se na temelju te matrice mogu odrediti
potrebna zatitna meuvremena pri izmjeni svih realno moguih faza u ciklusu. Parametri koji
se uzimaju za izraun zatitnog meuvremena prikazani su na slici 21. U konkretnom primjeru
analiziranog raskrija, linije pranjenja i naleta na temelju kojih je izvreno raunanje zatitnih
meuvremena za konfliktne signalne grupe unutar raskrija mogu se vidjeti na slici 22.
Slika 22: Prikaz linija pranjenja i naleta unutar raskrija
Izraunom vrijednosti trajanja zatitnih meuvremena za sve konfliktne signalne grupe
dobivena je matrica zatitnih meuvremena prikazana u tablici 6. Kod promjene redoslijeda
odvijanja faza na raskriju, potrebno je znati vrijednosti zatitnih meuvremena kako bi se
moglo odrediti vrijeme izmeu dvije faze koje je dovoljno za sigurno odvijanje prometa na
raskriju. Kod adaptivnog upravljanja prometom potrebno je definirati izmjene svih realno
moguih faza pa e se vrijednosti zatitnih meuvremena oitavati iz matrice zatitnih
meuvremena.
-
36
Tablica 6: Matrica zatitnih meuvremena
V1 V1D V2 V2L V3 V3D V4 V4L T2 T4 P1 P3
V1 7 5 5 7 5 4 3 3
V1D 5 3
V2 6 6 6 6
V2L 6 6 6 4 4 4
V3 6 8 8 5 6 6 4 3
V3D 5 3
V4 6 7 6 6
V4L 6 6 6 4 4 4
T2 5 5 4 7
T4 6 8 5 8
P1 12 12 4 9
P3 7 13 13 8
N A L E T
P
R
A
N
J
E
N
J
E
Vrijednosti trajanja utog svijetla odreene su na temelju smjernica iz tablice 7. Prilazna
brzina na privozima V2 i V4 je 60 km/h pa trajanje utog svijetla iznosi 4 s, dok je doputena
prilazna brzina na privozima V1 i V3, 50 km/h, stoga trajanje utog je 3 s. U postojeem stanju
trajanje utog svijetla iznosi 4 s na svim privozima. Zatitno vrijeme za dopunsku zelenu
strelicu iznosi 3 s.
Tablica 7: Vrijednosti trajanja utog svijetla s obzirom na prilaznu brzinu
** - ovisno o vremenu
zaustavljanja pri Vdoz kod
forsiranog koenja
Trajanje utog svijetla -
smjernice
3
4
5
**
t [s]
50
60
70
> 70
Vdoz
[km/h]
Izvor: [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,
Washington D.C, USA 2000.]
Za brzinu pranjenja tramvaja V2 koji ulazi u raskrije koriteno je Vp 36 km/h = 10
m/s, dok je brzina pranjenja tramvaja V4, ovisi o prijeenoj udaljenosti i akceleraciji, jer
tramvaj mora obavezno stati prije raskrija. Za akceleraciju tramvaja koritena je vrijednost a
= 1 m/s2.
-
37
4.5 Analiza propusne moi raskrija
Jedna od definicija propusne moi je da je propusna mo maksimalna veliina
prometnog toka koji moe prijei prometnu povrinu uz optimalne tehnoloke imbenike. Sa
stanovita semaforiziranog raskrija, propusna mo je broj vozila koja tijekom jednog sata
mogu proi u promatranoj grupi trakova, uzimajui u obzir faktore koji utjeu na njega, u
sluaju kada bi 100% vremena bilo upaljeno zeleno svijetlo [7].
Formula za izraun propusne moi glasi:
Cj = C0 NL fW fHV fg fp fBB fa fLU fLT fRT [voz/h/trak/zeleno] [8]
gdje je:
Co osnovna propusna mo,
NL - broj voznih trakova u promatranoj grupi,
fW - utjecaj irine voznih trakova,
fHV - utjecaj tekih vozila,
fg - utjecaj parkiranja,
fp - utjecaj uzdunog nagiba privoza,
fBB - utjecaj javnog prometa,
fa - utjecaj podruja na kojem se nalazi raskrije,
fLU - koritenje voznih trakova u promatranoj grupi,
fLT - utjecaj lijevih skretanja,
fRT - utjecaj desnih skretanja.
Izraun propusne moi za pojedinu grupu trakova u poslijepodnevnom vrnom satu
prikazan je u tablici 8. Izraun je napravljen na temelju podataka o brojanju prometa za
poslijepodnevni vrni sat. Koritenjem formule za izraun propusne moi i definiranjem
vrijednosti faktora koji utjeu na pojedinu grupu trakova, dobivene su vrijednosti propusne
moi za svaku grupu trakova. Izraunate su i vrijednosti faktora vrnog sata, postotka tekih
teretnih vozila i mjerodavnog prometnog optereenja.
-
38
Tablica 8: Izraun propusne moi za pojedinu grupu trakova u poslijepodnevnom vrnom satu
Trak
Vrsta
q[voz/h]
qmax15 [voz/h]
%HV
FVS
qmj [voz/h]
Co [voz/h] 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 3 2000 NL 1
w [m] 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3,5 fW 1 3 fW 0,94
HV [%] 0 fHV 1,00 2 fHV 0,98 0 fHV 1,00 1 fHV 0,99 0 fHV 1
ET [voz/HV] 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1
G [%] 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1
N [trake] 1 fbb 1 1 fbb 1 1 fbb 1 3 fbb 0,99 1 fbb 1
NB [voz/h] 0 fa 0,9 0 fa 0,9 0 fa 0,9 11 fa 0,9 0 fa 0,9
Nm 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95
fLT 0,95 fLT 1 fLT 1 fLT 1 fLT 0,95
fRT 1 fRT 1 fRT 0,85 fRT 1 fRT 1
C [voz/h]
Trak
Vrsta
q[voz/h] 371
qmax15 [voz/h] 112
%HV 0
FVS
qmj [voz/h] 404
Co [voz/h] 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 3 2000 NL 1
w [m] 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3,5 fW 1 3,5 fW 1
HV [%] 0 fHV 1 0 fHV 1 0 fHV 1 0,5 fHV 1,00 0 fHV 1,00
ET [voz/HV] 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1
G [%] 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1
N [trake] 1 fbb 1 1 fbb 1 1 fbb 1 3 fbb 0,99 1 fbb 1
NB [voz/h] 0 fa 0,9 0 fa 0,9 0 fa 0,9 6 fa 0,9 0 fa 0,9
Nm 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95
fLT 0,95 fLT 1 fLT 1 fLT 1 fLT 0,95
fRT 1 fRT 1 fRT 0,85 fRT 0,95 fRT 1
C [voz/h]
3208 208
1534 5005 1534
1534 4810 1625
148
Istok - R
V3
252
1583
1615 1373
1 0
508
1373
72
172
0,83
0
43
142
272
0,94
0
68
256
168
0,88
0
42
0,92 0,9
0,92 0,88
1892 296
2944 182
512 82
791 52
V4L
0,78
196
63
0
2048 328
1 0
V1D
Zapad - L Jug - R Jug - L
Istok - L Sjever- RD Sjever - L
V1L V2 V2L
V3L V4
Zapad - D
541
127
0
1,1
V1
Zapad - R
56
18
2
0,78
Istok - D
V3D
POPODNEVNI VRNI SAT
Na temelju vrijednosti izraunatih iz tablice 8, mogu se izraunati stupnjevi optereenja
za pojedine grupe trakova. Vrijednost stupnja optereenja izraunava se kao odnos
mjerodavnog protoka qmj i propusne moi C za pojedinu grupu trakova. Izraunati stupnjevi
optereenja prikazani su u tablici 9. Iz tablice se moe oitati da je najoptereenija grupa trakova
V4 (smjer sjever - jug), za koju vrijednost stupnja optereenja iznosi Y(0,75). Ovaj podatak
potvruje i stvarna slika raskrija jer se upravo na privozu 4, na kojem se nalazi grupa trakova
V4, stvaraju najdui repovi ekanja.
-
39
Tablica 9: Stupnjevi optereenja za pojedinu grupu trakova
Stupnjevi
optereenja
Y(V1L) 0,16
Y(V1) 0,05
Y(V1D) 0,37
Y(V2) 0,41
Y(V2L) 0,21
Y(V3L) 0,18
Y(V3) 0,10
Y(V3D) 0,13
Y(V4) 0,75
Y(V4L) 0,13
Poslijepodnevni
vrni sat
Izraunom propusne moi i stupnjeva optereenja za svaku pojedinu grupu trakova na
raskriju, potrebno je izraunati stupanj zasienja raskrija kako bi se raunski prikazalo
postojee stanje odvijanja prometa na analiziranom raskriju.
Stupanj zasienja predstavlja odnos izmeu prometnog toka i propusne moi. To je
osnovna veliina na kojoj se temelji analiza propusne moi [7]. Stupanj zasienja izraunava se
prema formuli:
XC = Y(
) [7]
gdje je: Xc stupanj zasienja,
Y stupanj optereenja,
C vrijeme trajanja ciklusa,
L ukupno izgubljeno vrijeme u ciklusu.
U nastavku je prikazan postupak izrauna stupnja zasienja za vrijednosti koje
odgovaraju postojeem stanju na raskriju. U tablici 10, izraenom pomou programa
Microsoft Excel, prikazane su vrijednosti stupnjeva optereenja za pojedinu signalnu grupu. Na
temelju tih stupnjeva optereenja moe se izraunati stupanj optereenja raskrija Y. Nakon
izrauna, slijedi raunanje ukupnog izgubljenog vremena u ciklusu L (vrijeme u fazi tijekom
kojeg sudionicima u prometu nije dozvoljen prolaz). Nakon to se dobiju vrijednosti stupnja
optereenja raskrija i ukupnog izgubljenog vremena u ciklusu, moe se pristupiti raunanju
stupnja zasienja XC.
-
40
Tablica 10: Tablica za izraun stupnjeva optereenja za pojedinu signalnu fazu
Y = Y(1) + Y(2) + Y(3)
Y = 0,75 + 0,21 + 0,18
Y = 1,14
l(1-2) = max {} = 6 s
l(2-3) = max {5, 5, 5, 5} = 5 s
l(3-1) = max {6, 4, 4, 5, 7, 4} = 7 s
L = l(1-2) + l(2-3) + l(3-1)
L = 6 + 5 + 7
L = 18 s
XC = Y(
) = 1,14(
130
13018) = 1,32
Izraunom stupnja zasienja za postojee stanje u kojem se signalni plan odvija u 3 faze,
dobivena je vrijednost 1,32. Ova vrijednost prikazuje da u postojeem stanju na raskriju dolazi
do zaguenja prometa. Do zaguenja prometa dolazi kada je vrijednost stupnja zasienja vea
ili jednaka 1. U ovom sluaju stupanj zasienja iznosi 1,32 to znai da je prometna potranja
na raskriju 32% vea od propusne moi raskrija. Iz ovoga se moe zakljuiti da je stanje na
raskriju neodrivo, te da su potrebne mjere poboljanja kako bi se stanje na raskriju pribliilo
odrivom stanju, te se smanjilo zaguenje na samom raskriju.
-
41
4.6 Mikrosimulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim
upravljanjem prometom
Model predstavlja pogodan nain izraavanja spoznaja i naina razmiljanja o
promatranom sustavu. Glavna uloga modela je interpretacija stvarnog sustava s ciljem boljeg
razumijevanja strukture procesa unutar sustava, te opis elemenata sustava i njihovih
meusobnih odnosa unutar sustava [16].
Simulacija u uem smislu predstavlja sinonim za eksperimentiranje s raunalnim
modelom, dok u irem smislu simulacija predstavlja: postupak prikupljanja podataka u
stvarnom sustavu, istraivanja stvarnog sustava, formuliranja teorije, stvaranje konceptualnog
modela sustava, eksperimentiranje s raunalnim modelom, prikupljanje i analiziranje dobivenih
rezultata, i sl. Svrha izvoenja simulacija je: uvid u nain rada sustava, razvoj i ispitivanje
razliitih naina upravljanja sustavom, ispitivanje novih koncepata i sustava prije njihove
primjene u stvarnim uvjetima, stjecanje spoznaja o sustavu bez ometanja stvarnog sustava, itd.
[16].
Simulacijski modeli u cestovnom prometu mogu se podijeliti prema razini detalja kojom
opisuju zadani prometni sustav [17]:
mikroskopski modeli,
makroskopski modeli,
mezoskopski modeli.
Mikroskopski modeli diskretno predstavljaju prometni sustav i opisuju stanje sustava na
temelju karakteristika i ponaanja svakoga individualnog vozila. Kod ovih se modela za
modeliranje toka koriste relacije iz teorije slijeenja vodeeg vozila i relacije iz teorije
prihvaanja vremenskih praznina kojima se definira ponaanje svakog vozila u odreenoj
prometnoj situaciji (mogue ubrzanje, usporavanje, promjenu traka, pretjecanje, skretanje,
zaustavljanje itd.) [16, 17].
Makroskopski modeli kontinuirano predstavljaju prometni sustav, te prometni tok
promatraju kao kontinuum i shodno tome koriste se agregiranim parametrima kao to su protok
te prosjena brzina i gustoa toka. Makroskopski modeli za razliku od mikroskopskih, prate
iskljuivo grupe vozila. Kod ovih se modela esto rabe jednadbe analogne onima koje se
primjenjuju pri opisivanju ponaanja toka fluida i fenomena udara valova. Individualni manevri
-
42
kretanja, kao to je na primjer promjena prometnog traka, obino nisu eksplicitno modelirani
[16, 17].
Mezoskopski modeli diskretno predstavljaju prometni sustav analizirajui pojedinana
vozila ili grupe vozila. Mezoskopski modeli pripadaju negdje izmeu prethodno navedenih
modela jer se pri proraunu stanja sustava koriste mikropristupom i makropristupom. Kod ovih
modela uglavnom se entiteti opisuju individualnim karakteristikama dakle mikropristupom,
dok se njihovo kretanje i meudjelovanje modelira na agregiranim podacima [16, 17].
Upotreba simulacijskih modela na istraivakom i strunom podruju otvara mogunost
usporedbe varijantnih projektnih rjeenja te provjeru i vrednovanje novih naina u voenju
prometa prije nego to se eventualni nedostaci novih rjeenja odraze na terenu. Simulacijske
modele mogue je izraditi u relativno kratkom vremenskom periodu, te je mogue testiranje
vie modela za isti prometni sustav bez implementacije modela u stvarni sustav. Ta mogunost
daje projektantima potpunu slobodu izrade modela i pronalaenja optimalnog rjeenja
pojedinog prometnog sustava. Da bi se dobili relevantni izlazni pokazatelji, ulazni podaci
simulacijskih modela moraju biti toni i to je vie mogue odgovarati stvarnom stanju
analiziranog sustava. Za to realniju simulaciju cestovnoga prometnog sustava potrebno je
adekvatno modelirati sve njegove elemente: dionice i vorita s pripadajuim geometrijskim
karakteristikama, nain kontrole prometa, vrste i mogunosti vozila, osobine vozaa i
interakciju ovih elemenata koja rezultira odreenom prometnom situacijom. Nepotpuni ili
netoni ulazni podaci rezultirat e netone izlazne parametre, pa se izraeni model nee
pozitivno odraziti na stanje u stvarnom sustavu.
Vissim je mikrosimulacijski program razvijen za modeliranje gradskog prometa, javnog
prijevoza, te za analizu kretanja vozila ili tokova pjeaka. Program moe analizirati privatni i
javni prijevoz prema karakteristikama kao to su geometrija ceste, karakteristike vozila,
prometna signalizacija, ponaanje vozaa u vonji i sl. Vissim moe simulirati mree svih
veliina i sve cestovne funkcije u rasponu od individualnih raskrija do autocesta ili cijelih
gradova [18]. Neke od konkretnih primjena Vissima su:
razvoj, procjena i fino podeavanje logikih znakova prednosti,
procjena i optimizacija prometnih operacija u kombiniranoj mrei koordiniranih i
upravljanih prometnih znakova,
studije isplativosti i studije utjecaja na promet integriranih lakih eljeznica u urbane
mree ulica,
-
43
analiza sporog umreavanja i povezivanja podruja,
jednostavna usporedba dizajniranih alternativa ukljuujui signalizaciju sa stop
znakovima koji se nalaze na raskriju,
analize kapaciteta i operacija kompleksnih nacrta stanica lagane eljeznice i sustava
autobusa,
modeliranje i simuliranje kretanja pjeaka, ulicama i zgradama,
simuliranje i vizualiziranje interakcije izmeu cestovnog prometa i pjeaka [18].
Mikrosimulacijski program Vissim je jedan od najkoritenijih programskih alata za
analizu raskrija i prometnih mrea. Program na temelju izraene simulacije daje velik broj
podataka koji se mogu koristiti u daljnjim analizama. Neki od podataka koji se dobivaju na
temelju izraenog simulacijskog modela su: vremena ekanja vozila, vremena putovanja vozila,
razine uslunosti za pojedinu grupu vozila i za ukupno raskrije, duljina repa ekanja na
pojedinim privozima za pojedine grupe vozila, prosjena brzina vozila, i sl. Navedeni podaci
e se koristiti u usporedbi izraenih simulacijskih modela kasnije u analizi rezultata. Za ovaj
diplomski rad izraena su tri simulacijska modela, model postojeeg stanja, model adaptivnog
upravljanja bez prioriteta i model adaptivnog upravljanja s prioritetom vozila javnog gradskog
prijevoza.
Simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem izraeni su
koritenjem mikrosimulacijskog programa PTV Vissim u kombinaciji s programskim alatom
VisVAP7 koji predstavlja dodatni modul Vissim-u. VisVAP je program koji omoguuje izradu
algoritma primjenom objektno orijentiranog programiranja i izrade programske logike putem
dijagrama toka [19]. Nakon izraenog algoritma za odreeni simulacijski model, VisVAP
dokument pokree se pomou programa PTV Vissim koji zatim izraenu simulaciju
implementira na nain na koji je to definirano algoritmom.
7 VisVAP - eng. VAP - Vehicle Actuated Programming
-
44
Koraci implementacije izraenih dodatnih datoteka u simulacijski model prikazani su
na slici 23. Logika rada pojedinog signalnog ureaja (definirana ASCII datotekom ekstenzije
*.pua) i dijagram toka algoritma adaptivnog upravljanja, (datoteka koja sadri C++ kod
algoritama ekstenzije *.vap), unose se u simulacijski model, te se pokretanjem simulacije prati
definirani dijagram toka algoritma adaptivnog upravljanja [14], [19]. Prikaz programskog
suelja VisVAP-a, te dijela izraenog algoritma za potrebe modela adaptivnog upravljanja dan
je na slici 24.
Slika 23: Prikaz koraka komplementiranja simulacijskog modela potrebnim datotekama
Izvor [PTV Planung Transport Verkehr AG: VisVAP 2.16 User Manual, 2006.]
Za kompletno funkcioniranje simulacije potrebno je izraditi tekstualni dokument *.pua
u kojem se definira izmjena svih realno moguih faza koje e model koristiti, trajanje pojedinih
faza, trajanje zatitnog meuvremena izmeu pojedinih faza i sl. Prikaz dijela *.pua dokumenta
definiranog za izradu simulacijskih modela adaptivnog upravljanja prometom dan je na slici
25.
-
45
Slika 24: Prikaz programskog suelja programa PTV VisVAP
Slika 25: Prikaz dijela *.pua dokumenta
-
46
Model postojeeg stanja izraen je na temelju podataka dobivenih provedenom
analizom postojeeg stanja raskrija. Za izradu simulacijskog modela koriteni su podaci o
brojanju prometa za poslijepodnevni vrni sat. Isti podaci koriteni su pri izradi ostalih dvaju
simulacijskih modela s adaptivnim upravljanjem prometom. Model postojeeg stanja je vrlo
vaan jer se rezultati dobiveni evaluacijom modela s adaptivnim upravljanjem prometom,
usporeuju s rezultatima postojeeg stanja kako bi se moglo zakljuiti postoje li poboljanja ili
pogoranja vrijednosti odreenih simulacijskih parametara.
Slika 26: Prikaz ueg podruja raskrija izraenog programom PTV Vissim
Na slici 26 moe se vidjeti ue podruje raskrija simulacijskog modela postojeeg
stanja, dok je na slici 27 prikazan cjeloviti model postojeeg stanja, na koji su u kasnijoj analizi
implementirani sustavi adaptivnog upravljanja prometom.
-
47
Slika 27: Prikaz izraenog simulacijskog modela u programu PTV Vissim
4.6.1 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta
Model adaptivnog upravljanja prometnom bez prioriteta izraen ja na nain da vozila,
preko detektorskih petlji, najavljuju svoju prisutnost na privozu, te ukoliko se u posljednjim
sekundama faze, u zoni dileme, detekcijom na detektorskoj petlji, ustanovi da vozilo ne moe
napustiti raskrije za vrijeme regularnog trajanja faze, produljuje se trajanje trenutne faze kako
bi se osigurao slobodan prolaz raskrijem izbjegavajui stanje prisilnog koenja ili prolaska
vozila kroz signale koji sugeriraju nedoputen prolaz raskrijem (uto i crveno svijetlo).
-
48
Produljenja faza uglavnom se definiraju u vrijednostima od 1 do 2 sekunde za unutarnje
detektore, te od 3 do 5 sekundi za vanjske detektore. Detektori se mogu ugraivati u kolnik ili
biti izvan njega. Detektori koji se ugrauju u kolnik mogu biti: induktivni, magnetni,
pneumatski, piezo, optika vlakna itd. Izvan kolnika postavljaju se ultrazvuni, radarski,
aktivni/pasivni infracrveni, laserski, video detektori, itd. [7].
Neke od funkcija detektora koji se koriste u prometu su [7], [22]:
detekcija prisutnosti vozila,
najava vozila,
produetak zelenog svjetla
brojanje i struktura prometnog toka,
karakteristike prometnog toka (brzina, intervali, zastoji, rep ekanja i sl.),
identifikacija posebnih vozila (JGP, VIP rute i sl.),
prepoznavanje odnosno itanje registarskih oznaka,
identifikacija za elektronsku naplatu cestarine,
mjerenje teine i broja osovina,
klasifikacija vozila,
mjerenje brzine i smjera kretanja vozila,
detekcija incidenata,
odreivanje vremenskih uvjeta (meteo-stanice), itd.
Simulacijski model adaptivnog upravljanja bez prioriteta radi pomou 32 detektora
(slika 28) koja su smjetena na raskrije. Svaki od detektora ima odreenu ulogu, te je smjeten
na odgovarajuu udaljenost od zaustavne linije. Detektori na privozima koji su smjeteni do
zaustavne linije su unutarnji detektori i slue za produljenje trenutne faze za 1 sekundu na svim
privozima. Druga skupina detektora su vanjski detektori i namjena im je produljenje trenutne
faze za 3 sekunde na istonom i zapadnom privozu, te 4 sekunde na sjevernom i junom
privozu. Na tramvajskim prugama takoer su postavljeni unutarnji i vanjski detektori i to za
produljenje od 2 sekunde za unutarnje detektore i 4 sekunde za vanjske detektore.
-
49
Slika 28: Poloaj detektorskih petlji za simulacijski model adaptivnog upravljanja bez prioriteta
Udaljenost detektora od zaustavne linije ovisi o brzini vozila koja je doputena na
analiziranom privozu, o prosjenoj duljini vozila, te o broju sekundi produljenja faze. Izraun
udaljenosti pojedinog detektora od zaustavne linije za ovaj simulacijski model prikazan je u
tablici 11.