8.3
Rlzene kfizovatky
Rizeni provozu na kfiiovatkach pomoci barevnych svetel bylo poprve pouzito v r. 1868 ve Westminsteru v Londyne, kde pfi nocnim provozu byly na
ramena semaforu upevneny barevne plynove lampy. Nahodny vybueh plynu v tomto zafizeni oddalil dalSi pokusy 0 pul stoleti. Rucne obsluhovana elektrieka navestidla tfibarevne soustavy se objevila v r. 1918 v New Yorku, obdobna v r. 1925 v Londyne na Pieeadily. 0 rok pozdeji byla pouzita navestidla s automatizovanym provozem ve Wolverhamptonu ve Velke Britanii [127]. V Praze se prvni navestidla elektrieka s rucni obsluhou uplatnila na kfizovatee ulie Hybernske, Dlazdene a Havlickovy, a to od 11. 12. 1927. Prvni automatizovane zafizeni zahajilo provoz dnem 13. 1. 1930 na kfizovatee Vaclavskeho namesti s ulieemi Vodickovou a Jindfisskou. Od 2. 4. 1930 byte Na mustku instalovano zafizeni, na nemz byte mozno pfi automatizovanem ehodu rucne nastavovat delky eyklu 60 nebo 90 s a mohlo byt take rucne obsluhovano [93].
8.3.1
Princip svetelneho
rizeni kfizovatek
Podstatou svetelneho fizeni provozu na kfizovatee je stfidave pfidelovani pfednosti jednotlivym dopravnim proudum (vcetne ehodeu), ktere jsou navzajem kolizni, tzn. pfi prujezdu kfizovatkou maji jejieh trajektorie pohybu stfetne body. Pfi fizeni provozu na kfizovatee je prujezd vozidel z ruznyeh vjezdu do kfizovatky uspofadan v case oddelene tak, ze nedoehazi ke vzajemnym kolizim. Prineip svetelneho fizeni kfizovatky nejlepe vynikne srovnanim prubehu pohybu dopravnieh proudu na kfizovatee nefizene a na kfizovatee fizene (pro zjednoduseni pfedpokladejme kfizovatku dvou jednosmernyeh komunikaci, z niehz jedna ma vyznacenou pfednost pomoci dopravnieh znacek). Ve zjednoduseni Ize provoz na nefizene kfizovatee popsat takto (obr. 8.24a): Po hlavni komunikaei pfijizdeji vozidla v nahodnyeh casovyeh odstupeeh I;, a protoze maji pfednost, bez zastavovani a zddeni projizdeji kfizovatkou (popf. odbocuji na vedlejsi komunikaei). Vozidla pfijizdejici po vedlejsi komunikaei davaji pfednost, tzn. kfizovatku pfejizdeji (nebo odbocuji na hlavni komunikaei) az pfi vyskytu casoveho odstupu v hlavnim proudu ~ostatecne velkem (t; ~ Ik). Ve znazornenem pfipade jsou takove odstupy tfi. \ Zavedenim svetelneho fizeni (obr. 8.24b) doehazi k tomu, ze se hlavni proud periodieky zastavuje na cerveny signal a umoziiuje se plynuly prujezd vozidel z vedlejsi komunikaee, ktera dostanou signal zeleny. V dalSi fazi se zelena barva pfideli hlavnimu smeru, kde vozidla vytvofila frontu s tesnym fazenim a nyni projizdeji kfizovatkou s minimalnimi casovymi odstupy. Pfi spravnem navrhu signalniho planu staCi zeleny signal hlavniho smeru odbavit vseehna vozidla, ktera pfijela ke kfizovatee po hlavni komunikaei, jak pfi cervenem, tak pfi zelenem signalu. Cas, ktery se jako souvisla zelena poskytuje vedlejsimi smeru, ziskame tim, ze hlavni proud projizdi kfizovatkou v minimalnich casovyeh odstupeeh misto puvodnieh vetsich, nahodnyeh odstupu. Ztraty nastanou pfi
pfechodu od zelene barvy jednoho smeru k zelene barye druheho smeru (mezieasy tm - odst. 8.3.2). K projeti v pfikladu uvedenych 7 vozidel na hlavni komunikaci staCi cas ZI, takze pro vedlejsi komunikaci zbyva pro zeleny signal doba
Z2
=
L ;=
t; -
L
ZI -
I
}=
tm}'
V danem pfipade by tato doba staCila k prujezdu
1
4 vozidel na vedlejsi komunikaci. Doba cyklu odpovida dobe, po kterou by vozidla hlavniho smeru projizdela pfi nahodnem rozdeleni odstupu bez svetelneho fizeni. a
t,
lr
~
>\9
-OJ t
t2
fY 0
0
l r~r
t3 >\9
t4
\5
t6
~ t
o
(sl
>\9
0
0
t
IJD
b
t
El DOJDDDDDIJD
Dbr. 8.24. Princip svetelneho fizeni kfizovatka nefizena, b - kfizovatka svetelne fizena, t; - casove odstupy mezi vozidly jedoucimi v nefizenem proudu, tg - kriticky casovy odstup umozr'lujici prujezd vozidla v pficnem smeru, tm;n minimalni casovy odstup, Z" Z2 - doby zelene pro hlavni a pro vedlejsi smer, ~tm- soucet mezicasu, C- delka cyklu. Vsechny doby jsou v sekundach
a-
8.3.1.1
Vyhody zavedenr svetelneho rrzenr
Vyhoda svetelneho fizeni kfizovatek spoeiva ve zvyseni bezpecnosti provozu na kfizovatkach. Zkusenosti z Prahy z dob velmi intenzivniho zavadeni svetelneho fizeni kfizovatek ukazaly, ze se poety dopravnich nehod na techto kfizo-
volnobeh a spotrebovava pohonne hmoty, aniz ujede nejakou drahu. I pri male spotrebe pohonnych hmot pri chodu moton'l na volnobeh se dosahuje znacnych uspor na kaZde spravne fizene krizovatce, nebot' kfizovatkou projizdeji tisice vozidel kazdou hodinu a prumerne snizeni zdrzeni 0 dve-tri sekundy predstavuje znacnou usporu na pohonnych hmotach a take zarucuje spolecenskou navratnost investicnich prostfedku, vlozenych do SSZ. Ze snizeni prumerneho casoveho zddeni plyne take ekologicky pfinos svetelneho fizeni kfizovatek, tj. snizeni emisi i doby trvani hluku. Krome uvedenych vyhod, ktere prinasi pouziti svetelneho fizeni krizovatek, je mozno uvest i dalSi: - uspory poctu pfislusniku VB, ktefi by museli krizovatky bez SSZ ridit osobne, - snizeni psychologickych naroku na fidice, chodce i cyklisty, ktefi na nefizenych kfizovatkach musi bedliveji sledovat provoz a Cinit slozitejsi rozhodovani, - moznost zavedeni koordinace fizeni sousednich kfizovatek, cimz se dale snizuje prumerne zddeni vozidel a zvysuje plynulost pohybu dopravnich proudu, popr. moznost zavedeni centralniho fizeni v rozsahlejsich castech mesta.
8.3.1.2 Podklady
navrhu svetelneho
r1zenr krizovatky
Za zakladni podklad pro navrh je treba pokladat prukaz skutecne potfeby svetelneho fizeni. Norma pro projektovani kfizovatek [89] v c1. 124 stanovi ucelnost pouziti svetelneho fizeni splnenim alespon jednoho z techto 5 minimalnich kriterii: a) po dobu prumerne 8 nejvice zatizenych hodin normalniho pracovniho dne dosahne intenzita na hlavni i vedlejsi komunikaci hodnot vyssich, nez jsou pfipustne intenzity nefizenych kfizovatek (pozn. autora - toto vsak neni jednoznacne urceni), b) prumerne intenzity dopravy (spravne: silnicniho provozu) a pesich v 8 nejvice zatizenych hodinach normalniho pracovniho dne nejsou mensi net - 500 voz/h (na smerove rozdelenych komunikacich 850 voz/h) v obou smerech a to na hlavni komunikaci, - nebo 150 pesich/h v jednom smeru (vice zatizenem), c) v uplynulych 3 letech cinila prumerna relativni nehodovost 2,0 nehody na 106 vozidel vjiZdejicich do kfizovatky (pozn. - casova jednotka, za kterou se zjist'uji nehody i pocty vjizdejicich vozidel, musi byt stejna, tj. 3 roky), d) ani jedna z podminek a) az c) neni splnena, ale alespon 2 jsou splneny na 80 %,
e) ani jedna z podminek a) az d) neni splnena, ale kfizovatka lezi na koordinovanem tahu a vzdalenost od sousednich fizenych kfizovatek neni vetsi nez 1000 m. Krome toho je tfeba prokazat, ze navdene svetelne fizenije schopno kapacitne zvladnout pfedpok1adane vyh1edove intenzity v jednotlivych etapach navrhu. Jinak je tfeba navrhnout kfizovatku jako mimouroviiovou. Z hlediska plynulosti provozu nebo casoveho zddeni vozidel je nutne dodrzeni urcitych minima1nich intenzit. Pfi velmi nizkych intenzitach dochazi k vyssimu prumernemu zddeni na 1 vozidlo pfi pouziti svete1neho fizeni nez bez neho (obr. 8.25). Maximalni pfipustne intenzity pro nefizene kfizovatky (bod a) nejsou v kfizovatkove norme [89] kvantitativne stanoveny. Slovni posouzeni konkretniho kolizniho bodu jako stupne pfekazky pomoci rezervy vykonnosti C jak je uvedeno v [89] v tab. 10, neposkytuje pfime voditko pro rozhodnuti, zda je kfizovatku tfeba fidit svete1ne z duvodu nedostatecne vYkonnosti. Odhadem Ize pfijmout, ze kfizovatkove proudy s rezervou vykonnosti C = 100 vozidel za hodinu a mene by mely byt jiz svetelne fizeny. Vyslovne to vsak v uvedene norme neni formulovano. Pfesnejsim zpusobem fesi ucelnost pouziti svetelneho fizeni [99], a to tabulkou intenzit na hlavni (vice zatizene) komunikaci, uvazovanych v obou smerech, a intenzit na vedlejsi komunikaci, uvazovanych jen v jednom (silnejsim) smeru. Cise1ne hodnoty meznich intenzit, s pfihlednutim k poctu jizdnich pruhi'I v jednom smeru na obou komunikacich, jsou uvedeny v tab. 8.7. Posouzeni potfeby pouzit SSZ z hlediska pfechazeni chodci'I (bod b) neni v [89] spravne formulovano, kriteria ba) i bb) musi byt splnena obe soucasne, tedy niko1i bud' ba), nebo bb). Kriterium, ktere pfihIizi k dosavadnimu stavu nehodovosti na kfizovatce, je uvedeno pod bodem c). Proti [99] je formulovano pfesneji, a to stanovenim pozadavku re1ativni nehodovosti, niko1i pouze ce1kovym poctem nehod za dane casove obdobi. Relativni nehodovost kfizovatky se stanovi jako pocet nehod, ktere pfipadaji na 106 vozidel vjizdejicich do kfizovatky. Kriterium e) udava pfilis vysokou hodnotu vzdalenosti od sousednich fizenych kfizovatek (1000 m). Na tuto vzda1enost se ko1ony vozidel na koordinovanem tahu jiz rozpadaji. Spravnejsi hodnota je v [99] uvedena vzda1enosti 600 m. DaISi nezbytne podklady pro navrh svetelne fizene kfizovatky vyplyvaji z obecnych podkladi'I pro navrhovani kfizovatek (podklady 0 vyhledovych intenzitach a skladbe dopravnich proudu, podklady 0 smerovem a vyskovem vedeni tras kfizujicich se komunikaci v potfebnem rozsahu pfed a za bodem kfiZeni, udaje 0 vzda1enostech, druzich a vzorech sousednich kfizovatek, situacni podklad vcetne vyskopisu pro uzemi, na kterem se kfizovatka projektuje, j,
j
podklady z uzemnephinovaci dokumentace, pokud mohou navrh khzovatky ovlivnit atd.). Krome toho vyplyvaji dalSi potfebne podklady ze specifickych potreb navrhu svetelne rizenych kfizovatek.
Pocet jizdnich pruhu v I smeru hlavni komunikace (vice za tizena)
vedlejsi komunikace (mene zatizena)
Intenzita minimalne jv/h hlavni komunikace v obou smerech
vedlejsi komunikace ve vice zatizenem smeru Uen jeden smer)
I
I
300 400 500 600 700 750 800 900
260 200 150 110 85 75 65 50
2 nebo vice
I
600 900
150 75
2 nebo vice
2 nebo vice
600 900
200 100
I
2 nebo vice
500 750
250 100
Napfiklad se pozaduje mefitko situacniho podkladu s ohledem na potrebu zakreslit vedeni kabeloveho rozvodu i stavajici podzemni inzenyrske site 1: 200, v jednodussich pfipadech 1: 500. Detaily, ktere ma situacni podklad obsahovat a ktere se casto musi domefovat ph rekognoskaci v terenu, Ize v hlavnich' rysech uvest takto: predni pudorysne hrany budov, umisteni vjezdu a vchodu do nich, hrany chodniku a ostruvku, stromy a zelene plochy, stozary verejneho osvetleni a nosne stozary troleji, zastavky MHD (nastupni ostruvky, zastavkove zalivy, pfistrdky, umisteni zastavkovych sloupku atd.), - telefonni budky a prodejni kiosky, - umisteni vyhybek tramvajovych trati a stanoviste vyhybkare nebo automatickeho zarizeni pro prehazovani vyhybky,
- svisle a vodorovne dopravni znacky, - podpovrchove inzenyrske site a jejich pfislusenstvi, zejmena armatury a poklopy v urovni povrchu vozovky, - umisteni odvodiiovacich vpusti a jejich napojeni na kanalizaci, - zabradli a ploty s udajem 0 vysce a konstrukci a 0 zakladech, - stabilni reklamni a jine poutace. Jako podkladovy material jsou take nutne udaje z topograficke evidence dopravnich nehod za obdobi poslednich tfi let. Udaje je tfeba doplnit pfislusnymi intenzitami pomoci RPDI. Vhodne je take vyuzit koliznich diagramu dane kfizovatky, pokud jsou vedeny. Vyznamnym podkladem jsou pozadavky, ktere se uplatiiuji pro oblast dane kfizovatky v planech organizace dopravy, a to pro ruzne casove horizonty. Jako podklad pro navrh svetelneho fizeni kfizovatky se musi uvazovat i znalost technickych vlastnosti pfedpokladaneho dodavaneho fadice a celeho systemu fizeni, ktere se v jednotlivostech u ruznych dodavatelu lisi. Je ucelne take uvazovat vyuziti vsech moznosti dodavaneho SSZ, jeho mozneho dalSiho technickeho vyvoje, zdokonalovani i zivotnosti. Pro pouziti a umisteni SSZ je zavazna CSN 736021 [12].
Pro dalSi vyklad 0 svetelnem fizeni kfizovatek a jeho navrhovani je tfeba uvest vyznam nekterych dulditych pojmu: - Navestidlo (nespn'tvne semafor) je zakladni technicky prvek svetelneho fizeni kfizovatky. Objevuji se na nem periodicky barevne nebo bile svetelne signaly, vyjadfujici pfikazy nebo informace pro ucastniky silnicniho provozu, pfijizdejici ke kfizovatce po vjezdu, pro ktery je navestidlo urceno. - Signalni plocha je plocha navestidla, na ktere se objevuji svetelne signaly. Je orientovana tak, aby byla dobfe viditelna z vjezdu, pro ktery je navestidlo urceno. Mi'IZe byt zvyraznena konktrastnim ramem, na tmavem pozadi bilym, na svetlem cernYm. - Signalni obraz je staY svetelnych poli na signalni plose (rozsvicena nebo zhasnuta), ktery dava potfebny pfikaz nebo informaci pro dany vjezd do kfizovatky. V souladu s videiiskou konvenci EHK OSN je v nasich dopravnich pfedpisech [9] zavedeno pouzivani tech to signalnich obrazu (tfibarevna soustava):
Sigmilni obraz horni pole: sviti cerveny signal ostatni pole: zhasnuta, horni pole: sviti cerveny signal stfedni pole: sviti zluty signal spodni pole: zhasnuto spodni pole: sviti zeleny signal ostatni pole: zhasnuta stfedni pole: sviti iluty signal ostatni pole zhasnuta
pro vozidla bliZici se ke kfiiovatce "Zastavuj !" pro vozidla uvnitf kfiiovatky "Urychlene vyklid' kfiiovatku!"
- Cyklus je doba, behem nii probehne na jedno1l1 "'''vestidle cela sestava signalnich obrazu. Na vsech navestidlech teze kfiiovalK; isou cykly stejne dlouhe, i kdyi casovy prubeh signalnichobrazu se na navestiJ;,~ch ruznych signalnich skupin nutne musi Iisit. - Sign(ilni skupina je skupina navestidel, na nichi probihaji zmeny shodnych signalnich obrazu ve stejnych okamiicich. - FilZe je cast cyklu, v nii maji urcite vzajemne nekolizni proudy soucasne pfednost (zeleny signal). Dopravni proudy vzajemne kolizni maji v teie fazi odlisne signalni obrazy (jeden proud zeleny, druhy cerveny). - Celocervena faze je cast cyklu, v nii jsou vsechny signalni obrazy jedne kfiiovatky cervene ("Stuj !"). v teto fazi je nejvhodnejsi provadet zmeny signalnich planu nebo delek cyklu, pokud SSZ ma moinost volby mezi nekolika pevnymi cykly. - Mezicas (tei mezizelena doba) je doba mezi koncem zeleneho signalu v jedne fazi a zacatkem zeleneho signalu nasledujici faze. Urcuje se jako rozdil vyklizovaci do by posledniho vozidlajedne faze a najiideci doby prvniho vozidla nasledujici faze, s pfictenim doby pojiidene ilute. - PojiMena Hula doba je doba casti iluteho signalu, s kterou se pfi vypoctu pocita jako s dobou vjiideni posledniho vozidla na danem vjezdu. Urcuje se z pfedpokladu, ie alespon jedna sekunda ilute zustane nepojiidena zp = z - I. - Vyklizovaci doba je doba, kterou potfebuje vozidlo k ujeti vzdalenosti od stopcary ai k moinemu koliznimu bodu s proudem vozidel, ktery obddi zelenou v nasledujici fazi, s pfidanim delky vozidla (vozidlo musi cele pfejet za kolizni bod). Najizdeci doba je doba, kterou potfebuje prvni vozidlo v cekajici kolone
pfed kfizovatkou k ujeti vzdalenosti od stopeary ke koliznimu bodu s proudem vozidel, ktery mel zelenou v pfedchazejici fazi. - Signalni pldn je easovy plan pnlbehu signalnich obrazu na vsech navestidlech kfizovatky ve vzajemnych easovych vztazich, se zapoetenim vsech nutnych mezieasu. - Casove zdrzeni je easovy rozdil mezi trajektoriemi vozidla, ktere projede kfizovatkou bez zastaveni, a vozidla, ktere musi pfed kfizovatkou zastavit nebo alespon zpomalit jizdu (obr. 8.26a). Pro kaMe vozidlo je zddeni jine, pro vsechna projizdejici vozidla se zjistuje aritmeticky prumer. - Casova ztrataje eas v prubehu cyklu, ktery nemuze byt vyuzit pro vjizdeni vozidel do kfizovatky. Je dan mezicasem (mezizelenou dobou) zmensenym o pojizdenou zlutou a zvetSenym 0 ztratu pfi rozjezdu zastaveneho vozidla (asi 1 s) (obr. 8.26b). Pro dany vjezd do kfizovatky a dany sled fazi je easova ztrata konstantni, poklada-li se za konstantni i doba zlute.
1s
C.Z
1'1' Cas(s) I=t"l.- zp+1 Zp= z-1 l=tm-~+2
Dbr. 8.26. Zdrzeni vozidel a casove ztraty pi'i svetelnem i'izeni
a- zdrzeni
vozidla,
b- casova ztrata v 1. fazi cyklu
- Vstupni cas je doba, kterou potfebuje v pofadi n-te vozidlo, eekajici na fadicim pruhu pfed kfizovatkou k tomu, aby se ze sve polohy v danem pofadi dostalo ke stopeare (poeitano od zaeatku zelene). Zjistuje se mefenim tech to dob na kfizovatkach za ruznych podminek skladby dopravniho proudu, podelneho sklonu, stavu vozovky apod. a statisticky se zpracovava vzhledem k nahodnemu charakteru mista zastaveni vozidla, delkovych odstupu pfi zastaveni, ktere si ponechavaji fidiei, i k rozptylu hodnot delek jednotlivych vozidel.
