Page 1

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Dopravní inženýrství Kurz zajišťuje:

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební

1


INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Realizační skupina:

Garant:

doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D. e-mail: miloslav.rezac@vsb.cz

Lektoři:

doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D. Ing. Václav Škvain Ing. Jiří Tichý

Recenzenti:

prof. Ing. Jan Čelko, Ph.D. Ing. Bedřich Nečas

© Miloslav Řezáč, Jiří Tichý, Václav Škvain, 2010 ISBN 978-80-7204-730-7

2


Předmluva Dopravní inţenýrství se zabývá dopravou, jejím plánováním a řešením v určitém prostoru na základě výhledově předpokládaných poţadavků na přepravu, které vycházejí ze socioekonomické a územně-funkční situace v území. S rozvojem jednotlivých druhů dopravy (subsystémů), zejména silniční, se projevila potřeba dopravu a ovlivňující faktory identifikovat, vyhodnotit, předvídat a ovlivnit její vývoj. Tuto činnost je moţno v určité podobě identifikovat jiţ od doby rozkvětu římského impéria. Uţ při tehdejším systému stavby komunikací se setkáváme s dílčí segregací dopravy, s velkorysejším příčným uspořádáním komunikací v úseku intenzivnější dopravy před velkými centry, s odůvodněným rozmístěním dopravních základen, slouţících především vojenským, správním a civilním účelům. Potřeba řešit dopravní problémy na vědeckém základě vyvstala na počátku 20. století, kdy před 1. světovou válkou a zejména v následujícím období hospodářského rozkvětu dosáhl stupeň motorizace v některých oblastech a městech západních států vysokých hodnot. Tehdejší silniční a hlavně síť městských komunikací odpovídala historickému vývoji, pomalé potahové nebo pěší dopravě; nový určující prvek - rychlost - poţadovaný stále se rozšiřujícím automobilem, nenacházel své uspokojení. Dochází ke kolizím rychlé a pomalé dopravy, plynulost dopravy klesá zejména v dopravních špičkách, místy vznikají předpoklady ke skutečnému zhroucení dopravy, coţ tlumí ţivot i ekonomiku ve velkých městech. Tíţivá situace byla řešena vznikem nového inţenýrského oboru, který se vyčlenil ze silničního inţenýrství, nazvaný „Traffic Engineering". Je zaměřen především na poznávání dopravních jevů a zákonitostí v dopravě pomocí dopravních a přepravních průzkumů, teoretického šetření, vhodných rozborových forem a postupně i stanovení výhledu v dopravě, právě s cílem vyuţít výsledků pro zlepšení dopravních poměrů. Postupně se ukázalo, ţe je třeba vyuţívat poznatků a metod z mnoha odvětví matematiky, fyziky, logistiky, demografie, urbanismu a dalších vědních disciplín. Dopravní inţenýrství přestalo být doménou pouze silniční dopravy, ale získané poznatky jsou aplikovány i v pohybu pěších a cyklistů. Zákonitosti a vztahy dopravního inţenýrství jsou vyuţívány a dotvářeny i pro dopravu ţelezniční, leteckou a vodní. Z uvedeného je patrné, jak široká je problematika, kterou se dopravní inţenýrství v této etapě vývoje poznání zabývá. Základními cíli a kriterii hodnocení činnosti v oboru jsou bezpečnost, plynulost a hospodárnost dopravy.

3


Předkládaná publikace se podrobněji zabývá pouze vybrané otázky, týkající se silniční dopravy v oblastech:  dopravního urbanismu,  posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity,  inteligentních dopravních systémů,  modelování dopravy,  dopravní nehodovosti. Vzhledem k omezenému rozsahu témat, která byla moţno zpracovat na malém prostoru, je moţno doporučit, aby v co nejkratší době byly zpracovány další okruhy problémů dopravního inţenýrství doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

4


Summary Traffic Engineering is concerned with transport, its planning and solution in a certain place based on the anticipated future transportation requirements, which come from socioeconomic and land-functional situation in the territory. With the development of individual types of transport (subsystem), in particular road transport is demonstrated need to identify the influencing factors, to assess and to predict and to influence the transport development. This activity can be identified in some form since the heyday of the Roman Empire. Since at that time of building roads is met the partial segregation of transport, with generous cross-section arrangement of roads in the capital intensive transport centers, the reasonable developed of road bases, serving mainly military, civil and administrative purposes. The need to solve traffic problems on a scientific basis arose in the early of 20th century, when the First World War and especially following the economic boom has reached the degree of motorization in some areas and cities of Western countries on a high level. At that time the road and particularly the city communications line with historical developments, covering the slow traffic or pedestrians, identifying a new element - speed - required an everexpanding car, were not pleased. There collisions fast and slow traffic, traffic flow is declining in the rush hours, sometimes resulting collapse of the real conditions of transport, which reduces the life and economy in large cities. Plight was addressed by the creation of a new engineering discipline, which was separated from the road engineering, entitled "Traffic Engineering". It focuses mainly on knowledge of transport phenomena and patterns of transport by road and transportation surveys, theoretical investigations, appropriate analysis forms and gradually setting of perspective transport, specifically in order to use the results to improve traffic conditions. Gradually it became clear that it is necessary to use the knowledge and methods from many sectors - mathematics, physics, logistics, demographics, urban planning and other disciplines. Traffic Engineering has ceased to be restricted to the road, but the received discipline knowledge is applied to moving pedestrians and cyclists. Patterns and relationships of Traffic Engineering are used and formed by rail transportation, air transportation and water transportation.

5


From this it is clear how wide is the issue that the Traffic Engineering in the development stage of knowledge deals. The basic objectives and criteria of evaluation activities in the field are security, continuity and efficiency of transport. This publication deals in detail with only selected issues relating to road transport in the following areas:  urban transport  assessment of road network in terms of capacity  intelligent transport systems  transport modeling  traffic accidents

Due to the limited range of topics that can be processed in a small space, it can recommend that as soon as possible processed further problem areas of transportation engineering

doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

6


Obsah KAPITOLA I. DOPRAVNÍ URBANISMUS ........................................................................... 11 1.1

Vývoj osídlení a měst a jejich komunikačních soustav ................................................ 11 1.1.1 Historický vývoj osídlení a sídel v Čechách ......................................................... 15 1.1.2 Historický vývoj osídlení a sídel ve světě ............................................................. 17 1.1.3 Urbanizace ............................................................................................................. 21

1.2

Faktory ovlivňující tvorbu sítě místních komunikací ................................................... 25 1.2.1 Historické podmínky ............................................................................................. 26 1.2.2 Přírodní podmínky ................................................................................................. 31 1.2.3 Organizační členění sídel ...................................................................................... 32

1.3

Dopravní vazby v urbanizovaném území ..................................................................... 34 1.3.1 Vazba mezi bydlištěm a pracovištěm .................................................................... 34 1.3.2 Vazba k občanské vybavenosti.............................................................................. 36 1.3.3 Vazba k rekreaci .................................................................................................... 36

1.4

Navrhování dopravních systémů .................................................................................. 37 1.4.1 Poloha tras dopravy v obsluhovaném území ......................................................... 39 1.4.2 Moţnosti vyloučení dopravy z daného území ....................................................... 43 1.4.3 Předpokládaný vývoj dopravy ve městech ............................................................ 44

KAPITOLA II. POSOUZENÍ SÍTĚ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ ..................................... 46 2.1

Zásady rozmístění sítě pozemních komunikací ............................................................ 46 2.1.1 Funkční uspořádání sítě pozemních komunikací ve vztahu k území ................... 46 2.1.2 Zásady příčného – geometrického uspořádání místních komunikací.................... 53 2.1.3 Návrhové a skladebné prvky místních komunikací, typy ..................................... 55 2.1.4 Výkonnost místních komunikací ........................................................................... 67

2.2

Podmínky optimální propustnosti a kapacity sítě dopravních cest .............................. 74 2.2.1 Systémy podporující propustnost sítě a zvyšující její kapacitu ............................. 74 2.2.2 Segregace dopravy, prvky zklidňování dopravy na místních komunikacích ........ 97

KAPITOLA III. ITS (INTELIGENTNÍ DOPRAVNÍ SYSTÉMY) ......................................... 103 3.1

Úvod ........................................................................................................................... 103

3.2

Základní definice a pojmy .......................................................................................... 104

3.3

Architektura ITS ......................................................................................................... 106

3.4

Vyuţití ITS aplikací v silniční dopravě ...................................................................... 110 3.4.1 Sledování pozemních komunikací....................................................................... 110 7


3.4.2 Sledování individuálních vozidel ........................................................................ 112 3.4.3 Sledování a řízení dopravních procesů ................................................................ 113 3.5

Technická zařízení v ITS ............................................................................................ 116 3.5.1 Dopravní detektory .............................................................................................. 117 3.5.2 Dopravní aktory ................................................................................................... 121 3.5.3 Komunikační prostředí ITS ................................................................................. 122 3.5.4 Informační technologie ITS ................................................................................. 124

KAPITOLA IV. MODELOVÁNÍ DOPRAVY NA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH ......... 125 4.1

Úvod do dopravního modelování ............................................................................... 125

4.2

Základní definice a pojmy .......................................................................................... 127

4.3

Dopravní systémy a jejich základní prvky z hlediska dopravního modelování ......... 128 4.3.1 Řidiči, chování řidičů .......................................................................................... 129 4.3.2 Vozidla, chování vozidel ..................................................................................... 130 4.3.3 Komunikační systém ........................................................................................... 130 4.3.4 Okolní prostředí ................................................................................................... 130 4.3.5 Prvky a systémy řízení dopravy a infrastruktura ITS .......................................... 131

4.4

Dopravně – inţenýrské nástroje pro dopravní modelování ........................................ 131 4.4.1 Nástroje pro plánování a rozhodování................................................................. 131 4.4.2 Nástroje pro analýzu dopravní poptávky............................................................. 132 4.4.3 Analytické výpočetní nástroje ............................................................................. 134 4.4.4 Nástroje pro optimalizaci dopravních zařízení .................................................... 135 4.4.5 Nástroje pro dopravní simulaci ........................................................................... 135

4.5

Modelování a simulace dopravního proudu ............................................................... 137

4.6

Makroskopické simulační modely .............................................................................. 138 4.6.1 Greenshieldsův lineární model ............................................................................ 141 4.6.2 Greenbergův logaritmický model ........................................................................ 144 4.6.3 Underwoodův exponenciální model .................................................................... 145 4.6.4 Pipesův a Drewův zobecněný model ................................................................... 146 4.6.5 Multireţimové kombinované modely ................................................................. 147

4.7

Mesoskopické simulační modely ............................................................................... 148

4.8

Mikroskopické simulační modely .............................................................................. 148 4.8.1 „Car following“ model ........................................................................................ 150 4.8.2 „Cellular Automaton“.......................................................................................... 154

4.9

Souhrn nejdostupnějších simulačních nástrojů .......................................................... 155 8


4.9.1 Makroskopické simulační nástroje ...................................................................... 155 4.9.2 Mesoskopické simulační nástroje ........................................................................ 157 4.9.3 Mikroskopické simulační nástroje ....................................................................... 158 4.9.4 Nanoskopické simulační nástroje ........................................................................ 160 4.10

Průběh simulační studie .............................................................................................. 160 4.10.1 Formulace dopravního problému ........................................................................ 161 4.10.2 Stanovení cílů a celkového plánu simulačního procesu ...................................... 162 4.10.3 Vytvoření koncepce modelu ................................................................................ 162 4.10.4 Sběr a analýza dat ................................................................................................ 162 4.10.5 Vytvoření simulačního modelu ........................................................................... 163 4.10.6 Verifikace modelu ............................................................................................... 163 4.10.7 Validace modelu .................................................................................................. 163 4.10.8 Návrh simulačního procesu ................................................................................. 164 4.10.9 Provedení a analýza simulace .............................................................................. 164 4.10.10 Potřeba další simulace .................................................................................... 164 4.10.11 Sestavení závěrečné zprávy ............................................................................ 164 4.10.12 Realizace simulovaného záměru .................................................................... 164

KAPITOLA V. DOPRAVNÍ NEHODOVOST ...................................................................... 166 5.1

Úvod ........................................................................................................................... 166

5.2

Základní definice a pojmy .......................................................................................... 167

5.3

Analýza dopravní nehodovosti ................................................................................... 169 5.3.1 Zjednodušená analýza dopravních nehod ............................................................ 170 5.3.2 Podrobná analýza dopravních nehod ................................................................... 170

5.4

Pomůcky slouţící pro analýzu dopravních nehod ...................................................... 172 5.4.1 Kolizní diagramy ................................................................................................. 172 5.4.2 Typologie dopravních nehod ............................................................................... 175

5.5

Hlavní příčiny dopravních nehod ............................................................................... 177 5.5.1 Řidič a chování řidiče .......................................................................................... 177 5.5.2 Vozidlo a jeho technický stav ............................................................................. 180 5.5.3 Stav pozemní komunikace a provozní podmínky na komunikaci....................... 180

5.6

Ukazatelé dopravní nehodovosti ................................................................................ 180 5.6.1 Ukazatel relativní nehodovosti ............................................................................ 180 5.6.2 Ukazatel hustoty nehod ....................................................................................... 181 5.6.3 Vyčíslení celospolečenských ztrát osobních nehod ............................................ 181 9


5.6.4 Integrální ukazatele ............................................................................................. 182 5.7

Predikce dopravních nehod ........................................................................................ 183 5.7.1 Metoda koeficientu bezpečnosti .......................................................................... 184 5.7.2 Metoda souhrnného koeficientu nehodovosti...................................................... 185 5.7.3 Smeedův model pravděpodobného počtu usmrcených osob ............................... 186 5.7.4 Modely predikce počtu dopravních nehod .......................................................... 186

Reference

....................................................................................................................... 186

10


Kapitola I. DOPRAVNÍ URBANISMUS Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

1.1 Vývoj osídlení a měst a jejich komunikačních soustav Počátky struktury sídel na území středoevropského prostoru je moţno datovat pouze orientačně - do doby před 4 000 let. Základy k městskému osídlení byly poloţeny přibliţně před 3 000 let v podobě soustavy hradišť a výšinných sídlišť, která vytvořila první městské formy sídel. Rozvoj se odehrával především v příznivých klimatických a terénních podmínkách v krajině, umoţňující lov, pěstování plodin, se zdrojem vody případně dalšími externalitami, zvýhodňujícími vybrané místo. Doprava mezi osadami (sídly, městy) byla uskutečňována vodními toky (po moři), stezkami a cestami pro potahovou dopravu, které byly později zpevňovány, a tak byly sjízdné celoročně. Význam dopravních cest rostl s rozvojem společnosti – zvyšoval se počet obyvatel, měnily se pracovní postupy), a specializací výroby. Moţnost realizace dopravních vazeb byla nezbytná z hlediska prosazení správy širšího území jako ekonomického zdroje, který zahrnoval zemědělskou půdou, přírodní zdroj a technická zařízení. Přesuny vojsk slouţily k prosazení zájmů majitelů panství či celých zemí a jejich rychlost byla vţdy podstatným prvkem silové politiky. Např. v Římské říši mohli silnic vyuţívat jen armády a poslové. Neméně významné bylo vyuţití dopravních cest k ekonomickým účelům směně a prodeji zboţí (jantarové, solné, hedvábné stezky). Je moţné zmínit i stezky poutní, jejichţ absolvování znamenalo splnit poţadavky náboţenské. Poutníci byli v neposlední řadě významnými nebo i jedinými nositeli informací. Počátky uspořádání přirozeně vzniklých (rostlých) osad a měst byly zpočátku většinou ţivelné znamenalo vţdy právo vybudovat hradby, určitým stupněm samosprávy a jurisdikce. Města se vyvíjela jako střediska obchodu, správy a obrany. Městské osídlení navázalo zprvu na soustavu hradišť a hradů, která se vyvinula během prvního tisíciletí. Rozvoj se řídil mj. právem konat trhy, vařením piva ve vymezeném okolí a dalšími. Nedostatek ploch původní „jádrové osady“ vynucoval dodrţovat při výstavbě nových domů určitý úsporný řád. Řazením objektů do více či méně pravidelných a rovných řad byla zajištěna přístupnost budov. Z dnešního hlediska nedostatečné šířky ulic (vozovek) vyplývaly z nedostatku ploch jádrové osady, provozu na ulicích (pěší, jezdec, výjimečně povoz) 11


Kapitola I. Kapitola II.

Řízení dopravy Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

v neposlední řadě i z obranných důvodů. Jejich snadné zatarasení, křivolaké trasy a moţnost nájezdníků postupovat po jednom zvyšovaly šance osadníků na přeţití.

Obr. 1. 1. Přirozeně vzniklé (rostlé) město – Olomouc.

Půdorysy vznikajících osad (měst) a tím také sítě komunikací byla velmi nepravidelné. Pouze významnější komunikace z okolí osad směřovaly k branám a odtud k hlavnímu trţišti, později náměstí (radiály). Z historického hlediska je moţno radiální systém komunikací povaţovat za nejstarší u rostlých měst. Doprava ve městech je vyvolávána tím, ţe jednotlivé funkce města (území) jsou umístěny prostorově na různých místech tohoto území. Svými dynamickými vlastnostmi doprava zpětně ovlivňuje růst města. Aţ do 19. století se mění půdorysová struktura jen výjimečně, mění se však zvolna prostorové měřítko a obraz města. Při dalším plošném rozvoji městské hradby ztratily svůj obranný význam a byly zbourány, příkopy zasypány a takto získaná plocha byla vyuţita pro další výstavbu, zaloţení parků nebo pro zřízení okruţních komunikací, odlehčující dopravu v centrech měst. Okruţní komunikace s radiálami vytvořily radiálně okružní systém např. ve Vídni (Ring), Moskvě, neúplné okruhy pak např. Staroměstský polokruh v Praze.

12


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 2. Radiálně okružní systémy – Vídeň, Praha, Moskva.

Plánovaná (pravidelná) města byla zakládána na volných plochách jiţ ve starověku v Řecku, v římských koloniích, z ještě starších je moţno uvést např. Babylon. V další etapě to bylo ve středověku, kdy byla zřízena funkce lokátora (Přemyslovská urbanizace) a následně s nástupem průmyslové revoluce se od konce 18. století.

13


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 3. Plánovitě vzniklé město – České Budějovice.

Vyznačují se i pravidelným půdorysným uspořádáním z jednoduše vytýčitelných obrazců (obdélník, čtverec aj.), coţ umoţnilo vznik pravidelné (pravoúhlé) síti komunikací např. roštové (šachovnicové) soustavy. U velkých průmyslových měst byly zaloţeny i nové městské čtvrti; současně vzniká i typ městského nájemného domu a ţivelně vznikají nebo výjimečně jsou zakládány první dělnické kolonie v průmyslových oblastech. Přeměna měst postupnou přestavbou probíhá během celého jejich vývoje nepřetrţitě jako důsledek častých válečných a ţivelních pohrom nebo zásahů z důvodů hospodářského rozvoje či reprezentace. Aţ do 19. stol. se mění půdorysová struktura jen výjimečně, mění se vsak zvolna prostorové měřítko a obraz města. S rozvojem prvních manufaktur se vyvinula první průmyslová centra, která podstatně změnila strukturu města, a to jednak rozvojem průmyslových území situovaných u zdrojů energie a surovin (voda, rudy, paliva), jednak dělnických obytných čtvrti. S nástupem průmyslové revoluce se od konce 18. století rozviji zeměměřičské plánováni měst ať nově zakládaných, zejména státem, nebo rozšiřovaných resp. upravovaných, zejména v souvislosti s rušením městského opevněni. Klasicistní zaloţeni lázeňských měst a přetvářeni hradebních okruhů při rušení hradeb, zejména v 1. polovině 19. století, jsou svázány s krajinářskými úpravami a obohacuji město o nový prvek reprezentačních prostorů a veřejné zeleně. U velkých průmyslových měst byly zaloţeny i nové městské čtvrti; současně vzniká i typ 14


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

městského nájemného domu a ţivelně vznikají nebo výjimečně jsou zakládány první dělnické kolonie v průmyslových oblastech. V polovině 19. století dochází k rozhodujícím, vzájemně podmíněným společenským změnám: pod vlivem rozvoje výrobních sil došlo s postupujíc! průmyslovou revoluci ke zrušeni nevolnictví, k dovršeni burţoasní revoluce v roce 1848, k rozpadu feudálního zřízeni a ustaveni nové správní soustavy v roce 1850, která územně vyjádřila uvedené změny a měla přímý vliv na nové utvářeni a rozvoj sídelní struktury. Důsledkem průmyslová revoluce a rozvoje hospodářství bylo rozrušeni historicky vzniklé sídelní sítě spojené s rozvojem nových těţišť osídleni jako center průmyslové výroby, která se vyvíjela na bázi: 

hospodářských a správních center,

venkovských sídel, kde se zakládal a rozvíjel převáţně potravinářský průmysl a z nichţ se mnohá stala základem dalších měst,

sídel na dopravních cestách, zejména na křiţovatkách ţelezničních tratí,

největších výrobních center oblasti těţby surovin, kde vznikaly zárodky dnešních aglomerací.

1.1.1 Historický vývoj osídlení a sídel v Čechách Politický vývoj se postupně soustřeďuje na Praţském hradě, jehoţ podhradí se v 10. stol. vyvíjí ve výrobní a obchodní centrum. V první polovině 11. stol. byla Morava spojena s Čechami a zaloţena nová správní organizace s novými hrady. Záměrná urbanizace českých zemí za feudalismu probíhala od 13. století vytvářením v podstatě stabilní a rovnoměrně rozloţené sítě městského osídlení zakládáním nových a posilováním starých měst a vyvrcholila evropským posláním Prahy v koncepci Karla IV. V osídlení země se vyvinula síť správních center, jimiţ byly privilegovaná města královská, resp. kníţecí a sídla správy feudálních panství a statků. Nejvyšší krajská správa, sídlící nejprve na hradech, přešla na blízká města. Tak byla vytvořena síť hlavních a nejstarších tradičních center: v Čechách to bývalo cca 15 měst, na Moravě 5, ve Slezsku 2. Niţší správní centra naproti tomu neměla zcela ustálenou lokalizaci. Zásadní změnu v rozloţení obyvatel přinesla třicetiletá válka. Vedla k vylidnění hornických protestantských měst, k opuštění 1/3 usedlostí, města pozbyla 3/4 i 4/5 obyvatel. Hlavní dopravní trasy, které můţeme sledovat od 10. století, se staly privilegovanými cestami v 16. století a v mnohých směrech je přejaly i císařské silníce 18. století budované jiţ jako plánovaná síť, která se stala součástí i nynější komunikační sítě. Tato základní síť cest 15


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

byla přebudována ve 2. polovině 18. století v síť státních silnic, dokončených v podstatě do poloviny 19. století. Od roku 1839 se započalo s výstavbou drah parní ţeleznice, dobudovaných v zásadě do konce 19. stol. Města se vyvíjela jako střediska obchodu, správy a obrany. Městské osídlení navázalo zprvu na soustavu hradišť a hradů, která se vyvinula během prvního tisíciletí. Ve 12. a 13. století se utváří o ve 13. a 14. století se stabilizuje a právně potvrzuje síť městských sídel. Vývoj růstu sítě měst byl ukončen v 16. století, kdy hustota měst v českých zemích patřila k nejvyšším v Evropě. Po všeobecné středověké a místně omezené renesanční etapě přestává v podstatě plánovité zakládání městských sídel. V 17. a 18. století je nahrazují jen dílčí úpravy převáţně reprezentačního rázu. Jsou to obvykle osové dispozice s dominantami, vázané na přírodní prvky v krajině. Města politicky a vojensky významná byla obehnána aţ do 1. poloviny 19. století opevněním, které oddělovalo původní jádro města od jeho postupné narůstajících předměstí vně opevnění. V českých zemích došlo k průmyslové revoluci počátkem 19. století a byla dovršena v období konjunktury v 60. a 70. letech 19. století. Hlavni průmyslová centra se rozvinula v Praze, Brně a Liberci a v uhelných pánvích na Ostravsku, v Podkrušnohoří, na Kladensku a Plzeňsku, kde se soustředil především těţký průmysl. Do těchto center se rychle soustřeďovalo obyvatelstvo, takţe jiţ v roce 1869 dosáhla hustota obyvatelstva na Kladensku aţ 222 obyv./km2, coţ byla dvojnásobná hustota proti průměru českých zemi. České země patřily kolem roku 1910 svým podílem 40 % ekonomicky činného obyvatelstva v průmyslu k nejvyspělejším zemím v Evropě vůbec. Pozoruhodný byl však značný nesoulad mezi rozvojem industrializace a urbanizace, který se dodnes v ČSR odráţí zvláště v malém podílu velkých měst v osídleni. Zvětšení průmyslového potenciálu v českém vnitrozemí se po první světové válce v územním rozloţení průmyslu téměř neprojevilo. Průmyslová kapacita českých zemí však ztratila čtyři pětiny svého hospodářského zázemí v monarchii. Vzrostla především střediska správy, jako hlavni město státu (zejména přivtělením mést na periferii Prahy) a Brno. Růst středních a menších mést byl aţ na výjimky (Zlín, Hradec Králové) nevýrazný, některá města ve svém růstu stagnovala. Rozmach průmyslu a jeho důsledky v osídleni vedly postupně ke vzniku nových typů městských sídel a k jejich silné diferenciaci od starých měst. Města v rozvinutých průmyslových, zejména těţebních uhelných oblastech se spojuji s okolními obcemi a vytvářejí 16


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

průmyslové aglomerace s vysokou hustotou obyvatel, s krajné znehodnoceným ţivotním prostředím a s degradaci estetických a přírodních hodnot.

Obr. 1. 4. Havířov – město založené ve 2. polovině 20. století (výřez z územního plánu města).

1.1.2 Historický vývoj osídlení a sídel ve světě Mimo evropský kontinent došlo k podstatným změnám v rozmístění a struktuře sídel v souvislosti s objevitelskými výpravami, uskutečněnými mořeplavci v novověku. Nové osady a později města jsou zakládány v duchu znalostí stavitelství a architektury tehdejší doby s pozdějším vyuţitím místních vlivů (podnebí, přírody), znalostí místních obyvatel (kultura, náboţenství). V těchto zemích můţeme hovořit o koloniální architektuře. Obecně jsou znaky urbanistického rozvoje městského osídlení a jeho rozvoje závislé na: 

společenské dělbě práce, skladování přebytků zemědělské výroby, prodeji,

osamostatnění řemesel (umístění z hlediska obranného a dopravního,

koncentraci obyvatel (obrana, křiţovatky cest – obchod aj.),

produkci potravin (město přestává být soběstačné – dovoz),

vnější dopravní síti. 17


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

V přístavních městech u pobřeţí moře nebo u řek měl rozvoj komunikací přirozený vějířovitý (Kostroma) nebo hvězdicovitý tvar (bulváry Paříţe). Zde měl význam i názor prefekta, který sledoval moţnost potlačení dalších revolucí dělostřeleckou palbou z jednoho místa do více ulic.

Obr. 1. 5. Vějířovitý tvar komunikační sítě – Kostroma.

Obr. 1. 6. Hvězdicovitý tvar komunikační sítě – Paříž.

18


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Snadné vytýčení šachovnicového uspořádání zástavby a její dopravní obsluhy umoţňovalo rychlý růst měst na severoamerickém kontinentu. Výrazným příkladem je New York, kde jedinou diagonálou Manhattanu je Brodway s dochovaným směrem spojujícím původní osadu New Amsterodam s vnitrozemím.

Obr. 1. 7. Šachovnicový tvar komunikační sítě – New York.

Plánovitě zaloţená nová hlavní města mají i odpovídajícím způsobem plánovanou i síť městských komunikací.

Obr. 1. 8. Hvězdicový tvar komunikační sítě – Washington (více „sektorových“ center).

19


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 9. Komunikační síť ve tvaru letícího ptáka – Brazília.

Obr. 1. 10. Mnohoúhelníková síť komunikací – Ankara.

20


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Tato města mají společný prvek páteřní komunikaci, na niţ se napojují zdvojené hlavní komunikace. Prostor mezi páteřní a těmito zdvojenými komunikacemi nahrazuje centrální náměstí. V mnoha nově budovaných sídlech či satelitech větších měst se objevují zcela nepravidelný systém komunikací, které obsluhují rovněţ nepravidelný půdorys zástavby. Tvar sítě komunikací je často dán členitostí terénu. Na přelomu 19. a 20. století jsou zpracovávány první regulační plány měst, zprvu dílčí, postupně souhrnné pro celé území města, včetně jeho rozšířeni na nové plochy. Později se jiţ rozvíjí urbanistické plánování podporované teorií, na jejichţ základě vznikají v některých velkých městech první realizace. 1.1.3 Urbanizace Urbanizací tedy rozumíme stěhování obyvatelstva z venkovských oblastí do měst a velkoměst za lepšími ţivotními podmínkami, jako je širší spektrum pracovních příleţitostí, lepší sluţby, zdravotnictví, vzdělání – obecně vyšší ţivotní úrovní. Moţnosti stěhování předchází zvýšení produktivity zemědělství, směna či prodej přebytků (trţiště) a schopnost jejich dopravy. Urbanizace mimo primární proces obsahuje tzv. "skrytou" nebo "nepřímou" urbanizaci, která je definována jako soubor procesů působení městského způsobu ţivota na venkovské obyvatelstvo.

Obr. 1. 11. Město Erbil v severním Iráku je jedním z nejstarších nepřetržitě obývaných míst.

21


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Historická města vznikala v místech výhodných přírodních a obranných podmínek a rychleji se rozvíjela v místech trhů, obchodů, průmyslové výroby často spojené s přírodními zdroji. Proces urbanizace probíhal v městech, existujících uţ od zakládání struktury osídlení, trend migrace venkovského obyvatelstva do měst se s postupem vývoje stále zrychloval. Podle odhadu ţilo v roce 1800 v městských oblastech 2,4 % světového obyvatelstva, v roce 1900 uţ 9,2 % a v roce 2000 kolem 50 % populace světa. Koncem 20. století nedocházelo k největšímu růstů městského obyvatelstva ve vyspělých zemích, ale v zemích předindustriálních, jejichţ ekonomika převáţně závisela na zemědělství. Rychlost migrace obyvatel venkovských oblastí Latinské Ameriky, Asie a Afriky do měst převyšuje rychlost přesídlení v Evropě v 19. století. Velmi rychlý růst měst vytváří mnoho problémů – přelidnění, hustota a kvalita zástavby, hygienické problémy, sociální nespokojenost při souţití nových a původních obyvatel. Zejména v rozvojových zemích je řešení problémů chudinských čtvrtí (slamů) nad moţnosti měst a jejich rozpočtů.

Obr. 1. 12. Kalkata tvoří městskou aglomeraci délky 65 km s cca 12 mil. obyvatel – třetina z nich žije v chudinských čtvrtích.

22


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Rozsah či poloha čtvrtí chudých vede obyvatelstvo měst k vysídlení do příměstských lokalit nebo blízkých venkovských oblastí, odkud denně dojíţdějí do zaměstnání. Tento přesun redukuje počty obyvatel města, ale také sniţuje příjmy, které městské úřady potřebují k provozování svých sluţeb a naopak narůstají potřeby v oblasti dopravy (nároky na hromadnou dopravu, v případě vyuţívání individuální automobilové dopravy na kapacity komunikací, křiţovatek, parkoviště a další zařízení).

Obr. 1. 13. Rozšiřování Velkého Londýna se zastavilo zavedením „zeleného pásu“ (1944).

Obr. 1. 14. Předměstská obytná zástavba Londýna, odkud lidé dojíždějí za prací.

23


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Do procesu urbanizace významně zasáhla doprava vývojem dopravních prostředků a dopravních cest. Počátkem 19. století se v Evropě a ve Spojených státech zásluhou ţeleznice začal měnit charakter měst, které se styly centry velkovýroby. Ţelezniční a později tramvajové a autobusové sítě se rozvíjely stále více do okolí center a samotných měst. Tento směr rozvoje sledovalo i obyvatelstvo, které se postupně přemísťovalo na předměstí, kde bydleli lépe situovaní občané. Tato první „dopravní revoluce“ pomohla vytvořit moderní metropole, které i při poměrně ţivelném rozvoji byla dopravně dostupné. Druhou „dopravní revoluci“ způsobilo rozšíření osobních automobilů. Od konce čtyřicátých let 20. století tak osobní automobily umoţnily obyvatelům opouštět centra měst, která následně začala upadat (městská deprese). Nejprve k úpadkům dospěla města v USA, pak v Kanadě a Austrálii, posléze v menším stupni i v Evropě. Objekty v centrech měst i díky vysokým nájmům vyuţívaly pouze firmy a občané se přemístili mimo tradiční obytné zóny. Tento trend byl sledován i výstavbou velkoprodejen na okrajích měst s dostatečnou nabídkou parkovacích zařízení. Vymísťování obyvatel z center měst napomáhají zejména: 

problémy s dopravou (průjezdou i statickou),

neudrţovaný bytový fond,

znečistění ovzduší,

asociální jevy. Proti tomuto vývoji mohou účinně působit plány regenerace center (vybraných částí

měst), které zohlední potřeby výstavby s odpovídající funkcí ploch i objektů se zajištěním odpovídající dopravy a jejího řízení, která musí reflektovat nový ţivotní styl. Urbanisté hledají řešení problémů, které vznikají z příliš rychlého růstu měst a velkoměst. Mnohá města, která byla původně kompaktní, se rozšiřuje do předměstských prostor a do krajiny. V extrémních případech se města navzájem propojují – např. na severovýchodě USA Boston – New York – Filadelfia – Baltimore a Washington, kde tvoří urbanizovaný pás cca 10000 km s přibliţně 45 miliony obyvatel.

Obr. 1.14. Megalopolis na severovýchodě USA s pěti velkoměsty.

24


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 15. Megalopolis v Japonsku mezi Tokio – Nagoja – Saka Výšková struktura – hustota osídlení.

1.2 Faktory ovlivňující tvorbu sítě místních komunikací Specifika místních (městských komunikací): 

niţší jízdní rychlost automobilů na většině komunikací v zástavbě

vyšší intenzita dopravních proudů vozidel,

pestřejší skladba dopravního proudu vozidel včetně prostředků hromadné dopravy osob, chodců, cyklistů aj.,

vyšší hustota komunikací a četnost křiţovatek,

trasy komunikací a způsob zástavby území se vzájemně ovlivňují (doprava je městotvorným prvkem),

komunikace jsou osvětleny, v souběhu s nimi jsou vedeny inţenýrské sítě s poklopy,

způsob odvodnění a vazba na kanalizaci,

zvýšené nároky na bezpečnost provozu,

zvýšené nároky na ochranu ţivotního prostředí – bezprašné kryty vozovek sniţující hluk,

zvýšené nároky na letní (čištění, kropení) a zimní údrţbu komunikací (odklízení sněhu, posyp aj.).

25


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Velká hustota místních komunikací na území měst vyplývá z hustoty zástavby a hustoty obyvatelstva. Místní komunikace mají řadu nezastupitelných funkcí: 

dopravní – zpřístupňuje všechny objekty (nemovitosti) sídla,

architektonickou – musí splňovat i cíle estetické (spolupůsobení zástavby, zeleně, umělecká a technická díla na člověka),

ţivotního prostředí – pro obyvatele i návštěvníky měst je určitou dobu prostředím, ve kterém se pohybují (negativní vlivy hluku, emisí, prašnosti, vibrací, nebezpečí dopravních nehod aj.),

prostor pro umístění inţenýrských sítí.

1.2.1 Historické podmínky Postupný rozvoj průmyslové výroby představoval zásadnější přesun venkovského obyvatelstva do měst, který se s postupem vývoje stále zrychloval. Z počátku se nárůst městského obyvatelstva rekrutoval z vesnic. Mimo růst podílu městského obyvatelstva probíhá rovněţ skrytá urbanizace, pro níţ je moţno pouţit termín poměšťování, v jehoţ rámci se mění charakter sociálních vztahů mezi lidmi, vnitřní mocenská struktura rodiny, oslabují se příbuzenské vztahy, zvyšuje se význam módy a vnějších vzorů jednání, zvětšuje se význam politických názorů. Mění se i kultura bydlení (koupelny, ústřední topení, vybavení bytu), výţiva a způsob uţívání volného času, klesá rozsah samozásobení, zmenšuje se význam lokálních skupin. Proces je dále svázán s procesy růstu předměstí se vtahováním malých sídel vyrostlých v blízkosti města do vlastního organismu města a konečně s procesem metropolizace, jeţ se vyznačuje shlukováním většího počtu sídel kolem jednoho centra. Růst města je závislý na vnitroměstské dopravní síti, prof. Leibrand uvádí hypotetický výpočet: „Hranice města jsou zhruba omezeny časem stráveným občany především pro cesty do práce. Předpokládejme, ţe cesty z okraje města do jeho centra jsou v průměru časově omezeny na půlhodinu a odvoďme velikost měst pro různé dopravní prostředky". Z této teorie vyplývají čtyři typy měst: 

Starověk - město chodců - převáţná většina obyvatel chodí do práce pěšky (středověký Řím, Babylon, Alexandrie, Byzanc, Peking),

Tramvajové město - rozvoj města podél tramvajových tratí (Vídeň, Brusel a Miláno na konci tramvajového věku),

26


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Rychlodráţní město - rozvíjí se ţeleznice a metro (Berlín v r. 1930 před rozvojem automobilismu),

Automobilové město - dostupnost celého území. Počet obyvatel města je však limitován nejen hygienickými normami, ale i dopravními moţnostmi centra, přístupových komunikací a počtem parkovacích stání.

Současné typy rozvoje měst: Plošné narůstání Město se rozrůstá všemi směry (většinou ţivelný růst, někdy záměrně plánovaný). Je formou přirozeného rozvoje města, která je umoţněna především všeobecným uţíváním automobilu a jeho dostupností kamkoliv. V 19. století přilákala průmyslová revoluce do měst velké mnoţství obyvatel, tramvaj a ţeleznice umoţnily růst podél hlavních radiál. Ve 20. století autobusy a osobní automobily vyplnily mezery mezi radiálami, tak bylo vytvořeno homogenní město. Příkladem takového růstu je Praha, Londýn, Petrohrad. Výhody: počáteční minimální veřejné náklady (komunikace, zásobování vodou, energií, kanalizace), protoţe je moţné se napojit na stávající zařízení. Dále moţnost vyuţívání veřejných zařízení (školy, zdravotnická zařízení) stávajícího města v sousedství. Nevýhody: obtíţná obsluha hromadnou dopravou, protoţe neúměrně roste zastavěná plocha (rodinné domky). Nedostatek vlastních střediskových center, zvyšuje se počet jízd do centra, přeplňují se přístupové komunikace k centrální oblasti.

Obr. 1. 16. Plošné rozrůstání města s radiálně okružními dopravními vazbami.

27


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Satelitní rozvoj Forma oddělených celků obytných, buď se samostatným vybavením a pracovními příleţitostmi nebo závislých na jádrovém městu. Výhody: Nejvhodnější z hledisek klimatických, přírodních a rekreačních. Umoţňuje výběr nejvhodnějšího místa, moţnost uplatnění moderních zásad výstavby i moţnost rychlého spojení s jádrovým městem. Nevýhody: nezbytnost počátečních velkých investičních nákladů na veřejná zařízení a pro komunikační spojení, neboť většina obyvatel dojíţdí za prací a sluţbami do jádrového města.

Obr. 1. 17. Satelitní rozvoj města.

Lineární rozvoj Postupné narůstání v určených směrech, obvykle podél komunikace

nebo linky

hromadné dopravy. Výhoda: Moţnost rychlého dopravního spojení s centrální oblastí hromadnou dopravou. Nevýhody: kongesce v místech vyústění radiál do města, vzájemné propojení radiál přes centrum.

28


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 18. Lineární (pásový) rozvoj města (A – centrum, B – bydlení, C – průmysl...H – rekreace).

Kombinace Výše uvedené způsoby se kombinují, např. lineárně - uzlový rozvoj města, tj. lineární spojení satelitních měst okruţní linkou rychlodráhy doplněné dálniční komunikací.

Obr. 1. 19. Volně rozložená soustava zastavění – Harlow.

Výšková struktura zástavby města (sídla) je jednou z charakteristik, které vyjadřuje jednak estetické nároky v podobě začlenění do okolní krajiny a jednak naznačuje kumulaci hustotu obyvatel. Silueta města z pohledu příchozího působí nejpříznivěji, je-li gradována od výšek okolní krajiny a jejího porostu k maximální výšce poblíţ centra zástavby. Toto esteticky poklidné řešení je optimální zejména v rovinatém nebo mírně zvlněném terénu.

29


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Obr. 1. 20. Silueta města s postupným vývojem plynule přechází do okolní krajiny.

Obr. 1. 21. Silueta zástavby města s překotným (neukončeným) vývojem.

Vztah mezi velikostí města, charakterizovanou počtem obyvatel a základním typem městské dopravy, jsou přibliţné, představují mezní hranice a hraje tu značnou roli i hustota osídlení. Ta zase vyplývá jednak z výšky zástavby, ale také ze standartu bydlení, vyjádřitelného velikostí bytové plochy na jednoho obyvatele. Tyto faktory jsou výslednicí dlouhodobého historického vývoje ţivotní úrovně, technické úrovně stavění, ale zčásti i konfigurace terénu, podmínek základové půdy apod. Přes sloţitost komplexního působení různých faktorů se však ukazuje zřejmě významný, především limitující, vliv dopravy na vývoj a ţivot města. Ve městech, jejichţ velikost dosáhla hranice, kdy tramvajová a autobusová doprava s průměrnou cestovní rychlostí 12 km/h přestává postačovat došlo k výstavbě podzemní rychlodráhy. Při plném vyuţití podzemní městské hromadné dopravy můţe přesáhnout velikost aglomerace značně číslo 10 mil. obyvatel (New York, Mexico City, Sang-chaj,

Velký

Londýn, Sao Paulo). 30


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

1.2.2 Přírodní podmínky Ve starověku všechna velká města byla městy přístavními, vodní doprava totiţ výrazně převládala nad pozemní dopravou a umoţňovala dopravit do přístavních měst potřebné mnoţství potravin i z větších vzdáleností. Převaha vodní dopravy nebyla náhodná, ale vyplývala ze skutečnosti, ţe vodní cesty byly přirozené a nevyţadovaly příliš vysoké úrovně výrobních sil společnosti. I pohon lodí - větrem nebo veslováním - byl jednoduchý, konstrukce lodí a jejich výroba z přírodního dřevěného materiálu byly zvládnutelné na technické úrovni, dosahované v otrokářské nebo ve feudální společnosti. Suchozemské cesty byly z hlediska výstavby mnohem náročnější a kapacity dopravních prostředků (nosítka, povozy) značně limitovány. Nelze sice pominout např. Královskou silnici ze Sard do Susy (2300 km), dokládanou Hérodotem, rovněţ velmi rané počátky stavby silnic ve starém Egyptě, Číně, Indii, především však také vybudování poměrně rozsáhlé sítě silnic v římském impériu, umoţněné vysokou koncentrací zdrojů finančních i pracovních sil, přesto je třeba vidět, ţe tyto sítě se rozpadly současně se zánikem té které říše. Jejich hlavní význam byl totiţ vojensko-strategický a jen v malé míře tyto sítě slouţily účelům nezbytného zásobování obyvatelstva potravinami. Jiţ od doby, kdy se neolitický člověk začal zabývat obhospodařováním půdy a chovem uţitkových zvířat, kdy si zaloţil trvalá sídliště a obydlí lze hovořit o územně plánovací činnosti. Musel začít plánovat svá sídla a území, aby funkčně vyuţil svůj sídelní prostor. Z velkých územně plánovacích počinů ve starověku můţeme jmenovat například zavlaţovací systémy (starověké civilizace vznikly na územích, které bylo třeba zúrodnit zavlaţováním, intenzivní zavlaţování mělo kladný účinek, ale dlouhodobě vedlo k ekologické katastrofě (zasolení půdy zničilo úrodnost), stavbu pyramid v Egyptě (přinesla pracovní příleţitosti pro velké mnoţství lidí, byly řešeny technické problémy jako doprava materiálu, zvedání velkých prvků, pro dělníky byla plánovitě zaloţena nová města - obdoba továrních sídlišť z období industrializace), zakládání strategických systémů osídlení -budování metropolí (Babylon, Peking, Řím) s nutnou regulací dopravy a zásobováním, budování technické infrastruktury (vodovod, kanalizace), budování obchodních kolonií (Řecko), budování posádkových kolonií (Čína - podél Velké čínské zdi). Plánovací regulativy se objevovaly v právních ustanoveních jednotlivých měst, čerpajících z tzv. Saského a Švábského zrcadla (vzorových městských statutů) např. poţadavky na šířku ulic a její diferenciaci. Funkční rozvrţení ploch ve městě bylo dáno vymezením veřejných komunikačních prostranství, stanovením ploch pro kultovní a sociální účely (kostely, kláštery, špitály) a polohou opevnění jako nejvýznamnější veřejné investice z 31


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

prvního období výstavby. Města téţ s pomocí předpisů a nařízení ovlivňovala umísťování činností s negativními vlivy na ţivotní prostředí (např. koţeluţny, řeznictví, barvířství, kovářství). Územní plánování nemůţe úspěšně působit, aniţ by respektovalo vlivy geografické polohy a dostupnosti a nemůţe dlouhodobě ignorovat ani sociální a ekonomické vlivy. V ideálním případě by mělo prosazovat veřejný zájem v souladu s působením těchto vlivů a v praxi hledat cesty, jak co nejmenším zasahováním do procesů veřejný zájem prosadit. Trvale udrţitelný rozvoj (sustainable development) se snaţí uspokojovat potřeby a tuţby současnosti, aniţ by omezoval moţnosti uspokojit potřeby budoucích generací. Koncepce trvale udrţitelného rozvoje vytyčuje rámec pro integraci ekologických zásad a rozvojových strategií. Ve svém chápání nepoţaduje zastavit hospodářský růst, i kdyţ právě ten přináší rizika poškozování přírodního prostředí a ve větší míře zatěţuje přírodní zdroje. Je proto nutné usilovat o propojení ekonomických a ekologických hledisek a cílů. Péče o ţivotní prostředí se tak stává nedílnou součástí trvale udrţitelného rozvoje, zaměřuje se více na příčiny ekologických problémů neţ na jejich příznaky a důsledky. 1.2.3 Organizační členění sídel Doprava zajišťuje základní provozní vazby mezi jednotlivými funkčními sloţkami města (sídla) mezi: 

bydlením,

pracovištěm,

občanskou vybaveností ,

rekreačními a zelenými plochami.

Tyto sloţky vytvářejí v území plošné zóny s převaţujícím charakterem funkce – funkční zóny, které je moţné členit na obytné – obytná oblast, obvod, okrsek, skupina - ve formě kompaktních městských obytných bloků (většinou v historických centrech měst), ve formě volné sídlištní zástavby, nebo v podobě nízkopodlaţní městské a venkovské zástavby, výrobní – průmyslová oblast, výrobní obvod, výrobní okrsek a detašovaná výrobní zóna nebo výrobní zóny zemědělské výroby, občanské vybavenosti - areály kulturních zařízení, střední a vysoké školy, centra státní správy, obchodně - administrativní centra, centra vyuţití volného času, centra sluţeb,

32


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

rekreační – zpravidla nevytváří

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

samostatnou funkční zónu a většinou se prolínají s

občanskou vybaveností vázané k zeleni a volné krajině, sestávají z areálů přírodní rekreace a sportu (chatových oblastí, campingů, koupališť, sportovišť atd.), smíšené. Kaţdá územní zóna musí mít kromě hlavní (převaţující) funkce ještě řadu doplňujících funkčních sloţek. V územních zónách s různorodým charakterem však bývá vţdy přítomná funkční sloţka dopravy, technické infrastruktury, občanské vybavenosti a zeleně. Monofunkční zóny jsou dokladem snahy o důsledné členění sídel. V jejich organizační struktuře bývá nadřazen princip funkční segregace. Vznikaly nejčastěji jako přímý důsledek funkcionalistického urbanismu a aţ na výjimky byly realizovány v souvislosti s extrémním rozvojem měst ve 20. století. Pouze vznik průmyslových zón sahá aţ k počátkům průmyslové revoluce. Monofunkční zóny mají řadu výhod v oblasti eliminace škodlivých důsledků vzájemného ovlivňování jednotlivých funkčních sloţek v území. Redukují kolizní body technické infrastruktury, přinášejí lepší vztahy v oblasti hygienických podmínek a jsou realizačně mnohem jednodušší. Základní nevýhodou všech monofunkčních zón jsou velké nároky na dopravu, zejména denní dojíţdění osob z bydliště za prací a občanským vybavením. Neméně důleţitou nevýhodou bývá průvodní jev většiny monofunkčních zón architektonická a urbanistická jednotvárnost, bezvýraznost a sterilita prostředí z pohledu sociologie. Zóny se smíšenou funkcí jsou většinou výsledkem přirozeného způsobu osidlování krajiny. Příkladem mohou být tradiční historické části měst, centrální zóny s přilehlými čtvrtěmi a dále různé formy venkovského osídlení od malých sídel aţ po velké obce. Základní výhodou je organické sepjetí s krajinou, rozmanitost skladby funkcí a rozvoj kulturních hodnot typických pro určité prostředí. Důleţitou je vazba na společensko – sociální sounáleţitost obyvatel ke „svému území". Největším kladem je zmenšení nároků na dopravu osob i nákladů, zejména na denní dojíţdění osob mezi bydlištěm, pracovištěm a občanskou vybaveností. Nevýhody smíšených zón tkví především ve vzájemném negativním vlivu zastoupených funkčních sloţek (hluk, exhalace, hygienické bariéry), ve velkém mnoţství kolizních bodů technické infrastruktury (zejména osobní a nákladní dopravy, včetně zásobování) a značné technické a ekonomické náročnosti realizace i následného provozu. Při tvorbě smíšených zón je nadřazen princip funkční integrace. Uplatnění principu segregace funkcí obtěţujících okolí (například těţký průmysl, energetika, průjezdná doprava) a principu integrace funkcí vytvářejících ţivé organické prostředí (například bydlení, určité typy občanské vybavenosti, zeleň, obsluţná doprava) tvoří základní problematiku soudobého 33


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

urbanismu a územního plánování. Výsledkem všech urbanistických a územních aktivit má být vznik harmonického ţivotního prostředí.

Obr. 1. 22. Územní plán města Ostravy (schéma) – funkční využití ploch.

1.3 Dopravní vazby v urbanizovaném území 1.3.1 Vazba mezi bydlištěm a pracovištěm Základní dopravní vazba u individuální i hromadné osobní dopravy uvnitř měst i ve venkovské struktuře osídlení. V regionálním měřítku je významnou vazbou mezi městem a venkovskými sídly v městském regionu (v blízkém okolí města). V rámci sídelní regionální aglomerace vytváří vazbu mezi velkým městem a městy menšími - satelity. Pro rozsáhlá území s nízkopodlaţní bytovou zástavbou je značně problematické efektivní vyuţití hromadné dopravy osob vzhledem k nízké koncentraci obyvatel i omezeným parametrům komunikací. Dopravní vztah mezi bydlištěm a pracovištěm je hlavní příčinou koncentrace přepravní zátěţe do období počátku a konce pracovní doby. V jejím počátku (obvykle ráno) směrem k pracovišti a na konci (obvykle odpoledne) směrem k bydlišti a občanské 34


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

vybavenosti. Vzniká tak období dopravní špičky. Naopak časový interval mezi obvyklým počátkem a koncem pracovní doby můţeme nazvat obdobím dopravního sedla. Koncentrace počátku pracovní doby u podniků průmyslové výroby, u institucí státní správy, administrativy a škol můţe vést k enormním nárokům na kapacitu dopravy. Časového rozloţení dopravních špiček, a tím i lepšího vyuţití kapacitních moţností dopravy, lze docílit vhodným rozloţením ostatních pracovních aktivit do období mimo obvyklé hodiny počátku a konce pracovní doby. Tímto opatřením lze zároveň eliminovat extrémní časově omezené nároky na kapacitu dopravního systému v období koncentrované dopravní špičky. Obecně tento typ dopravních vazeb vyvolává pravidelné přepravní vztahy. Primární sektor zahrnuje zejména prvovýrobu a surovinovou těţbu, zemědělství a lesnictví. Vyvolává většinou dopravní nároky charakteru mimoměstského, neboť uvedené činnosti bývají lokalizovány do segregované polohy vůči městům. Větší důraz bývá kladen na dopravu nákladní, přepravující suroviny a substráty. Sekundární sektor zahrnuje především průmyslovou výrobu. Bývá aţ na výjimky soustředěn ve městech, kde vytváří výrobně - technické zóny, průmyslové obvody, průmyslové okrsky, skupiny nebo jednotlivé závody. Vyvolává velké přepravní nároky zejména ve vnitroměstské a regionální osobní dopravě, přičemţ tyto kapacitní nároky bývají koncentrovány do časově vymezených dopravních špiček. Průmyslová výroba klade nároky na kapacitní a druhově rozmanitou nákladní dopravu především uvnitř měst, ale i na dopravu meziměstského charakteru. Ta můţe být mnohdy limitním faktorem dalšího rozvoje. Terciární sektor zahrnuje nemateriální sféry - sluţby, obchod, administrativu, státní a městskou správu, školství, kulturu. Bývá obvykle koncentrován do centrálních oblastí měst. Velký počet pracovních příleţitostí v městských centrech a naopak rozloţení oblastí bydlení většinou mino jejich centra do okrajových částí, přináší maximální zátěţe na dopravu osob a přenos informací - a to obvykle v radiálním (dostředném) směru. Přepravní zátěţe bývají v tomto případě koncentrovány směrově nikoliv časově, neboť díky charakteru terciárního sektoru nebývá pracovní doba jasně vymezena. Lze předpokládat, ţe postupným odlivem pracovních příleţitostí z primárního a sekundárního sektoru do sféry terciární dojde k rozkladu dopravních špiček do širšího časového období, případně k částečnému odstranění rozdílu mezi špičkou a sedlem. Kvartární sektor zahrnuje zajišťuje rozvoj společnosti, podporuje sektor terciární. Zahrnuje výzkum a vývoj, nadace, sdruţení, spolky, politické strany, církve. Počet pracovních příleţitostí je nevelký a nároky na přepravu souvisí s místem působnosti. Přepravní zátěţe

35


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

bývají i v tomto případě koncentrovány směrově nikoliv časově, pracovní doba není jasně vymezena. Kvintérní sektor je zaměřen na problematiku ţivotního prostředí a rovněţ zde nároky na nevelkou přepravu jsou koncentrovány směrově nikoliv časově 1.3.2 Vazba k občanské vybavenosti Základní občanská vybavenost by měla být ve všech případech integrální součástí bydlení. V rámci obytné zóny je vţdy determinována vhodnou pěší časovou dostupností. přičemţ bývá s výhodou situována na pěší spojnici mezi bydlištěm a stanicí hromadné dopravy. V omezené míře na sebe váţe dopravní zásobování zboţím (obchody, sluţby). Vyšší občanská vybavenost bývá vázána na městská centra, v nichţ je soustředěno velké mnoţství nejrůznějších aktivit. Podle významu ji můţeme rozdělit na sektorovou, celoměstskou, nebo dokonce vybavenost s významem regionálním s obvyklým situováním do center měst. Přesun rozhodujícího podílu zaměstnanců ze sekundárního sektoru ve prospěch terciéru způsobuje, ţe centrum se postupně stává největším pracovištěm. Tím dochází v osobní ale i nákladní dopravě intenzivně zásobující zboţím, k směrové koncentraci přepravní zátěţe, převáţně v radiálním (dostředném) směru. Dopravní vazby k vyšší

občanské

vybavenosti

mají

podobný

charakter

jako

vazby

k

terciárnímu

zaměstnaneckému sektoru. Nejvýrazněji se však uplatňuje časové rozloţení přepravních zátěţí do celého dne, včetně večerních a nočních hodin (například kulturní instituce, centra volného času, nebo některé formy zásobování zboţím). Vazba k občanské vybavenosti nejvíce napomáhá k rovnoměrnému časovému rozloţení přepravních zátěţí, přesto se jedná o nepravidelné přepravní vztahy. V posledních letech dochází k decentralizačním změnám v systému distribuce (supermarkety, nákupní centra mnohdy spojených se sluţbami), umístěnými na okrajích měst u významných komunikací (vjezdy do měst). 1.3.3 Vazba k rekreaci Má rozdílný charakter, uspokojuje-li denní potřeby obyvatel v zónách bydlení nebo je-li závislá na plochách zeleně a volné krajině. Kaţdodenní rekreace je vázána pěší časovou dostupností. Naproti tomu doprava mířící za rekreací mimo vlastní teritorium města je závislá na individuální a hromadné osobní dopravě. Je charakteristická svou časovou nevyrovnaností a tvorbou časově vymezených, specificky směrově orientovaných dopravních špiček. Příkladně odjezdové a příjezdové komunikace do měst prodělávají zkoušku kapacitních 36


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

moţností v období víkendů, kdy mnoho lidí vyjíţdí z města za rekreací na venkov. Dopravní vazby k rekreaci mohou být limitujícím faktorem rozvoje rekreačních zón (např. horských středisek nebo přímořských letovisek). Ve vazbě s turistickým ruchem tvoří významný podíl v mezinárodní dopravě. Z dopravního hlediska se jedná opět o nepravidelné přepravní vztahy.

1.4 Navrhování dopravních systémů Potřeba metodických postupů v plánování území, zakládání sídel a rozvoji měst s efektivní dopravou a souvisejících oblastech se prohloubila na přelomu 19. a 20. století. V Manifestu futuristické architektury (Sant‘Eliou 1914) se objevují řešení, která jiţ zohledňují poţadavky moderní dopravy při výstavbě městských celků. Definovány jsou čtyři základní funkce města: 

bydlení,

práce,

rekreace (zábava, aktivně trávený volný čas),

doprava. Právě doprava se postupně stávala stále významnějším fenoménem, který

do současnosti podstatně ovlivňuje plánování a začleňuje město do regionálního komplexu. Doprava jako objekt zkoumání a navrhování je přímo ovlivňována ostatními funkčními sloţkami území, je jimi vyvolána, zároveň je však determinuje ve smyslu omezení i rozvoje. Komplexní přístup k navrhování dopravních systémů zahrnuje širokou škálu nejrůzněji specializovaných analytických a syntetických činností. Uplatnění nacházejí specializace od oborů vědních (přírodní vědy, nauka o materiálech, sociologie, ekonomika, informatika), přes technické disciplíny (dopravní, stavební a strojní inţenýrství, energetika, elektrotechnika), aţ po činnosti uměleckého rázu (urbanismus, architektura, průmyslový design). Díky velkému počtu zainteresovaných oborů není moţné v rámci jedné kapitoly podrobně ani systematicky popsat celý proces navrhování dopravních systémů. Přesto lze vytipovat určitá pravidla, která se v procesu navrhování opakují a jenţ mohou znamenat jeho metodický základ.Obecný postup řešení dopravní problematiky by se měl řídit kroky učiněnými v následujícím pořadí:

37


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

optimalizace funkčního uspořádání města (regionu) s cílem eliminace zbytné dopravy všech stupňů,

návrh a výstavba nových dopravních systémů nebo jejich částí, případně rekonstrukce stávajících dopravních systémů,

organizační opatření a řízení dopravy s cílem optimalizace vyuţití stávajících dopravních koridorů a koridorů nově vytvářených,

regulace a omezování některých druhů dopravy. Tvorbě dopravně - urbanistické koncepce systému předchází analýza současného stavu

dopravně - urbanistických vazeb, vyhotovená na základě dlouhodobě prováděných dopravních průzkumů. Tato analýza a neustálé sledování vývojových tendencí slouţí jako základní materiál pro krátkodobé, střednědobé a dlouhodobé prognózování vývoje dopravních nároků v území (vývoj tzv. hybnosti obyvatelstva, vývoj nároků na přepravu nákladů). Prognóza vývoje se opírá rovněţ o územní plán, který řeší budoucí rozloţení urbanistických funkcí v území. Dále pak o sociologické výzkumy v oblasti stávající i budoucí demografické skladby obyvatelstva. To vše dohromady vytváří obraz o moţném rozloţení zdrojů a cílů dopravy včetně její intenzity, prognózování dělby přepravní práce. Dělba přepravní práce určuje podíl jednotlivých druhů dopravy na různých směrech a účelech cest. Soubor veškerých analytických a prognostických údajů tvoří informační základ pro návrh dopravního systému, schopného realizovat veškeré předpokládané přepravní nároky - a to vţdy s určitou kapacitní rezervou. Výše uvedené činnosti patří k základním úkolům dopravního inţenýrství. Tvorba dopravně - urbanistické koncepce systému se opírá o řadu kritérií, které je moţno vysledovat z dlouhodobého vývoje urbanistických vztahů ve městě. Jejich sledování vždy přinášelo do tvorby postupy opakující se v následujícím pořadí:  vytipování důleţitých uzlů, které je nutné ve městě či v krajině propojit, protoţe jsou zdrojem přepravních zátěţí, popřípadě umoţňují přenášet či rozdělovat dopravní zátěţ z jednoho směru do směrů ostatních,

38


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

 výběr nejvýhodnějšího druhu dopravního subsystému v rámci jiţ existujícího dopravního systému, nebo výběr nejvýhodnějšího zcela nového systému, schopného nejlépe přenést poţadovanou přepravní zátěţ v určitém směru, při současném respektování daných urbanistických, územních a technických podmínek. Struktura dopravních systémů: a - dopravní sítě tvořené, liniemi (ţelezniční trať, silnice atp.), uzly (nádraţí, silniční křiţovatka atp.), b - linie a uzly tvoří dohromady tzv. „dopravní cestu" obsahují tavební objekty (těleso ţelezniční tratě, nádraţí atp.), provozní soubory (strojní, technologické a energetické zařízení, u ţelezniční trati např. kolejový svršek, zabezpečovací zařízení, trakční vedení, měnírny proudu atp.), c - organizace (řízení a regulace dopravy vzhledem k času a místu), d - dopravních prostředků (auto, autobus, vlak, letadlo, loď atd.). 1.4.1

Poloha tras dopravy v obsluhovaném území

Poloha zdroje - aktivity vyvolávající přepravní nároky a poloha cíle - aktivity přijímající přepravní nárok, určují dělení dopravy. tranzitní zdroj i cíl dopravy jsou mimo dané území: objízdná - trasa neprochází daným územím průjezdná - trasa prochází daným územím vnější zdroj je uvnitř a cíl mimo dané území, nebo naopak:  cílová - v daném území je cíl dopravy  zdrojová – v daném území je zdroj dopravy  vnitřní zdroj i cíl dopravy jsou situovány uvnitř daného území. Při návrhu, korekci nebo dobudování komunikačního skeletu v urbanizovaném území je nutno vycházet z řady z urbanistického a architektonického řešení zástavby, zejména v historických centrech respektovat zaloţenou půdorysnou kompozici, výškové hladiny objektů, záborů pozemků, potřebných dopravních vazeb a vlivu dopravy na ţivotní prostředí. Komunikace, tvořící osy zástavby jsou řešeny v souladu s obdobím ţivotnosti přilehlé zástavby, tzn. 80 – 100 let. V malých obcích, leţících na hlavní komunikaci, tvoří tranzitní doprava aţ 99 % podíl z celkové dopravní zátěţe. Pouze 1% této dopravy mívá v obci svůj zdroj nebo cíl.

39


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

Vzhledem k danému území mohou mít dopravní trasy následující orientaci:

radiální – trasy směřují od okraje území do jeho středu ve směru poloměru (rádiusu), kde v centru nebo jeho blízkosti dochází k jejich kříţení výhody

- časově i prostorově nejrychlejší přístup do centra

nevýhody - přes centrum projíţdí veškerá i tranzitní doprava - negativní vlivy z dopravy jsou koncentrovány v centru

diametrální - směřuje od okraje území, přes centrum do okrajové většinou protilehlé situované oblasti (vpravo od centra odsunutý diametrální) výhody

- časově i prostorově nejrychlejší přístup do centra

nevýhody - přes centrum projíţdí veškerá i tranzitní doprava (viz předchozí) - negativní vlivy z dopravy jsou koncentrovány v centru

40


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

tangenciální - spojuje dvě nebo více většinou okrajové oblasti mimo centrum území spojnice mezi těmito oblastmi tvoří k centru tangentu výhody

- negativní vlivy z dopravy zasáhnou pouze okraj zástavby, tranzit neprojíţdí centrem města

nevýhody - tento model uspořádání dopravy vzhledem k zástavbě se vyskytuje zřídka - obtíţnější přístup do centra

okružní - pouze okruţní komunikace je teoretickým východiskem - vede v kruhové nebo částečně kruhové dráze, většinou kolem centrální oblasti či kolem širšího území můţe vzniknout i propojením tangenciálních úseků

41


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

radiálně okružní - komunikační okruh chrání centrum města před průjezdy vozidel (tranzitní dopravou) výhody

- radiálně okruţní systém komunikací umoţní rychlý přístup k širší oblasti centra, okruh chrání centrum před tranzitem nebo dopravou, směřující do protilehlé části města - v souladu s rozvojem města je moţno realizovat další okruhy nebo jejich části

nevýhody - v úsecích radiál mezi okruhem a centrem je nutno potlačit dopravní funkci stavebními nebo dopravně inţenýrskými opatřeními, které zamezí průjezdům centra (zúţení, odsun větve křiţovatky mimo osu radiály, vedoucí z okraje města

roštový - snadné vytyčování pravidelných ploch zástavby plánovaných měst (lokátoři) výhody

- snadné řízení dopravy např. světelným signalizačním zařízením (obdobné vzdálenosti křiţovatek, moţnost zjednosměrnění aj.),

42


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

nevýhody -v případě významné dopravní vazby v diagonálních směrech narůstá délka průjezdu a čas potřebný k jeho realizaci; v případě výstavby diagonálních propojení vznikají křiţovatky s 5-6 zaústěnými komunikace, z čehoţ vznikají problémy jejich řízení, stavebného uspořádání a další. 1.4.2 Možnosti vyloučení dopravy z daného území Základním předpokladem úspěšného řešení dopravních problémů v daném území je moţnost eliminace takových dopravních nároků, které nejsou v území nezbytné. Zbytná doprava 1. Stupně Nemá v daném území ani svůj zdroj ani cíl. Jedná se tedy o dopravu tranzitní průjezdnou. Lze ji vyloučit změnou trasy - vytvořením podmínek pro převedení z dopravy tranzitní průjezdné na objízdnou. V praxi se jedná o výstavbu komunikačních a dráţních „obchvatů" nebo okruhů mimo chráněná území. Zbytná doprava 2. Stupně Má v daném území svůj zdroj nebo cíl, který však díky svému nevhodnému situování vyvolává neţádoucí dopravní vztahy. Praktickým příkladem můţe být nevhodně umístěný průmyslový závod, kladoucí svou polohou v centru města nepřijatelné poţadavky na nákladní dopravu. Dopravní komplikace mohou nastat rovněţ v případě, je-li továrna a její skladové zázemí umístěno ve dvou různých lokalitách, nebo vznikne-li disproporce v území soustředěním bydlení do lokality s nedostatečným počtem pracovních příleţitostí. Vyloučení zbytné dopravy 2. stupně spočívá ve vytváření vhodného a harmonického urbanistického rozloţení jednotlivých funkčních sloţek v území. Zbytná doprava 3. stupně Má v uvaţovaném území vhodně umístěný zdroj nebo cíl, avšak cíle je z hlediska území dosaţeno nevhodným dopravním prostředkem. Dochází například k nevhodnému zatíţení silnic a dálnic těţkou nákladní kamionovou dopravou, přestoţe není plně vyuţita kapacita ţeleznic. Taktéţ nedostatečná nabídka kapacity MHD zapříčiňuje neúnosné dopravní zatíţení městských center mnoţstvím osobních automobilů. Ojediněle můţe řešení tohoto problému spočívat v přímém zákazu (například vjezdu osobních aut do centra měst). Vhodnějším řešením bývá vytvoření takových podmínek, kdy sám cestující nebo dopravce nákladu začne vyuţívat vhodný dopravní prostředek z důvodu, ţe je to pro něj výhodné. V centru města toho lze dosáhnout například

kombinací záměrného

zkomplikování průjezdu dotčeným územím a progresivního poplatku za parkování (umělého navyšování ceny parkovného). Současně s těmito opatřeními je však nutné poskytnout stejně 43


Kapitola I.

Dopravní urbanismus Kapitola II.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

nebo více atraktivní prostředek hromadné dopravy umoţňující dobrou dostupnost cílového území, nabízející rychlost, krátký interval a celkový komfort. Jedním ze strategických cílů urbanismu a územního plánování bývá vhodné rozdělení přepravních zátěţí mezi dopravou individuální a hromadnou a vytváření výhodných podmínek, umoţňujících realizaci dopravních vazeb ekologicky a urbanisticky vhodným dopravním prostředkem. 1.4.3 Předpokládaný vývoj dopravy ve městech Růst přepravní kapacity je důsledkem dlouhodobého trendu migrace obyvatel z vesnického prostředí do městských aglomerací. Vysoký přírůstek městského obyvatelstva představuje velkou koncentraci zdrojů ve městech a následné prohlubování nerovnosti v bohatství mezi městy a venkovem. Zvyšující se podíl městského obyvatelstva však s sebou přináší navíc také sociální, hospodářské a ekologické problémy. Přepravní poţadavky jsou také ovlivněny typem území a jeho osídlení v oblasti přiléhajícímu k sídelnímu útvaru a současně úrovní jeho hospodářského rozvoje, tedy typem spádové oblasti - regionu. Teprve čas ukáţe, zda obyvatelé takového města budou mít moţnost ţít v urbánním prostředí bez známých problémů dopravních systémů měst, jako jsou kongesce, ekologická zátěţ (hluk a emise) od dopravy, vibrace, kvalitní veřejná doprava (dostatečná kapacita, čistota, přesnost), moţnost zaparkování automobilu docházkové vzdálenosti, moţnost získání přesných dopravních informací apod. Klíčovým faktorem spokojenosti obyvatel města a jeho regionu je dopravní dostupnost zaměstnání, vzdělávacích center, obchodních center a dalších sluţeb. I kdyţ internetové napojení domácností umoţnilo pracovat z domu, tento způsob zatím nemá zásadní vliv na sniţování potřeb na kaţdodenní přepravu zaměstnanců do jejich zaměstnání. Převáţná část přepravy cestujících ve vyspělých zemích připadá na automobilovou dopravu (průměrně 76 %, ve Spojených státech dokonce 87 %). V posledních letech se začínají prosazovat další druhy veřejné dopravy osob, zejména vysokorychlostní ţeleznice v oblasti meziměstské dopravy nebo systémy regionálních dopravních systémů (např. systém BART v oblasti sanfranciského zálivu a příklady integrovaných systémů veřejné dopravy v ČR, resp. v Evropě). Podíl těchto druhů dopravy zdaleka nedosahuje takových hodnot, které by mohly mít vliv na omezení pouţívání IAD a na sniţování kongescí ve městech při dojíţďce za prací a do škol. Na rozsah vyuţívání individuální automobilové dopravy (IAD) má vliv úroveň rozvoje ostatních dopravních systémů. Pokud jsou tyto systémy rozvinuty, existuje větší ochota k cestování na střední vzdálenosti autobusovou, ţelezniční nebo leteckou dopravou. Pokud je 44


Dopravní urbanismus Kapitola II.

Kapitola I.

Autor: doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D.

pouţita veřejná doprava osob místo osobního vozidla, pak toto rozhodnutí má vliv na sníţení úrovně poptávky po IAD a k omezování stupně tvoření kongescí. Tam, kde tato alternativa není, je cestující nucen od počátku cesty (zdroje) aţ po její cíl pouţívat vozidlo IAD, a to znamená také pouţívání vozidla v místech zdroje a cíle cesty, coţ jsou většinou města. Negativní

důsledky

zvyšujícího

se

počtu

pouţívání

spalovacích

motorů

v automobilech má značný negativní vliv na ţivotní prostředí a na hluk způsobovaný dopravou. Je proto nutné se poohlédnout po dalších moţnostech v oblasti pohonných jednotek silničních vozidel, které by byly schopny minimalizovat negativní důsledky provozu. Doprava je jediným hospodářským sektorem Evropy, ve kterém se nedaří sniţovat emise skleníkových plynů. Modernizace klasických benzinových a naftových motorů nestačí vyváţit nárůsty intenzit dopravy resp. nárůsty emisí oxidu uhličitého. Trpí městské aglomerace, které se potýkají s vysokými koncentracemi jemných pevných částic, oxidů dusíku a aromatických uhlovodíků, které mají přímý negativní vliv na zdravotní stav obyvatelstva. Jeden z klíčových záměrů, který prosazuje Evropská komise, je náhrada benzínu a nafty alternativními palivy. Cílem je nahradit 20 % konvenčních paliv. Polovinu má tvořit zemní plyn, třetinu biopaliva a zbytek je optimisticky rezervován pro vodík. Strategie trvale udrţitelné mobility bude vyţadovat kombinaci opatření: 

kvalitní plánovaní vyuţití území a ekonomického rozvoje na místní, regionální, národní a nadnárodní úrovni,

lepší plánování, řízení a provozování dopravních systémů a zařízení, zařazení nákladů na dopravní politiku (výstavbu, řízení aj.) a ţivotní prostředí do investičních politik a rozhodování,

rozvoj veřejné dopravy a zlepšení její konkurenceschopnosti,

technická zlepšení vozidel a pohonných hmot, podpora uţívání alternativních pohonů, citlivějších k ţivotnímu prostředí,

podpora racionálnějšího vyuţívání individuální dopravy, zohledňující ţivotní prostředí,

podpora změny v dopravních předpisech, vzdělávání a návycích účastníků provozu

45


KAPITOLA II. POSOUZENÍ SÍTĚ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ Z HLEDISKA KAPACITY Autor: Ing. Jiří Tichý

2

2.1 Zásady rozmístění sítě pozemních komunikací 2.1.1 Funkční uspořádání sítě pozemních komunikací ve vztahu k území a z hlediska kapacit a propustnosti Rozdělení místních komunikací Norma ČSN 76 6110 (dále jen norma) dělí místní komunikace podle urbanistickodopravní funkce na čtyři funkční skupiny: A - rychlostní, s funkcí dopravní B - sběrné, s funkcí dopravně-obsluţnou C - obsluţné, s funkcí obsluţnou D - nemotoristické. Tyto skupiny se v minulosti dále dělily na funkční třídy označené A1, A2, B1, B2, C1, C2, C3, D1, D2, D3. Pouţití, poloha a poţadavky na funkční skupiny jsou v normě uvedeny v tabulce 3-1. V dalším textu se budeme zabývat místními komunikacemi převáţně pro provoz motorové dopravy. Vybrané místní komunikace funkčních skupin A a B tvoří základní komunikační systém (ZáKoS). Přitom rychlostní komunikace A plní funkci rychlého převedení soustředěných proudů vnitřní a vnější silniční dopravy. Jsou uspořádány jako směrově rozdělený průtah nebo okruh s omezeným přístupem silničního provozu, s mimoúrovňovými křiţovatkami napojením na dálnici nebo rychlostní komunikaci. Sběrné komunikace B plní sběrnou funkci tím, ţe přivádějí dopravu na vnější silniční síť nebo na městské rychlostní komunikace. Jsou hlavním nositelem městské hromadné dopravy v sídelních útvarech. Obsluţné komunikace C, D plní obsluţnou funkci, zpřístupňují objekty a umoţňují jejich přímou obsluhu.

46


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Charakteru funkčních skupin komunikací musí odpovídat nejen návrhové prvky směrového, výškového a šířkového řešení, ale i jejich trasování a vzájemné propojení musí být navrţené tak, aby přirozeně plnily tu funkci, ke které jsou určeny. Východiskem úvah o návrhu sítě je její hierarchie. V dopravním systému to znamená, ţe napojení je provedeno postupně mezi komunikacemi podle jejich významu, zjednodušeně řečeno pouze mezi dvěma sousedními kategoriemi. Doprava má být takto směrována a vedena z jemné a husté sítě obsluţných komunikací na vyšší úroveň sběrných komunikací a dále (v případě větší vzdálenosti zdroje a cíle) na úroveň komunikací rychlostních. Pro obsluţné komunikace v kaţdém případě platí, ţe nemají svým směrovým a šířkovým řešením přitahovat nebo vůbec umoţňovat tranzitní dopravu. Významným prostředkem pro dosaţení tohoto cíle je i organizace a místní úpravy dopravy. Funkční uspořádání místních komunikací je v zásadě rozhodující pro návrh jejich kapacity a tím i propustnosti. Komunikace vyšších funkčních skupin (A a vybrané B) musí být situovány do převaţujících přepravních relací a mimo obytné soubory tak, aby plnily úlohu své dopravní funkce a tím i přenášely nejvyšší intenzity dopravy. Pokud tomu tak není, jedná se především o chybné dopravně-urbanistické řešení územního celku. Základní poţadavky kladené na trasování místních komunikací jsou přehledně zpracovány v tabulce 1.

47


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Tab. 2.1 Členění místních komunikací podle struktury osídlení, dopravního významu a vazby na komunikace ve volné krajině. Funkční

Charakteristické užití

Poloha v sídelním útvaru

skupina Rychlostní komunikace v obcích nad 50 tisíc Na

A

vyšších Vyloučení,

hranici

případně

obyvatel, zajišťuje vazbu na vnější síť dálnic urbanistických útvarů

omezení, přímého styku

a rychlostních silnic

s okolím

Sběrné komunikace obytných útvarů, spojení Na

B

Typické požadavky

hranici

niţších Dopravní

význam,

obcí, průtahy silnic I., II., III. Třídy a vazba urbanistických útvarů, částečné omezení přímé na tyto komunikace

nebo mezi nimi

obsluhy

Obsluţné komunikace ve stávající i nové Mezi zónami obce a Umoţnění

C

zástavbě; mohou jimi být i průtahy silnic III. uvnitř těchto zón

přímé

obsluhy všech staveb

Třídy, případně i II. třídy D1

Pěší zóny, obytné zóny

V

historických

obchodních

D

a Vyloučení nebo přísné

centrech omezení

přístupu

obcí, ve stávajících i motorové dopravy nově

budovaných

obytných souborech D2

Stezky, pruhy a pásy určené cyklistickému neomezená

Vyloučení nebo přísné

provozu, stezky pro chodce, chodníky,

omezení

průchody, schodiště a ostatní komunikace

motorové dopravy

přístupu

nepřístupné provozu motorových vozidel, pokud nejsou součástí komunikaci funkčních skupin B a C

Obr. 2. 1. Schéma hierarchie sítě místních komunikací.

48


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 2. Příklad zajištění dopravní obsluhy obytného okrsku.

Obr. 2. 3. Vliv dopravy na vývoj uličního prostoru a – společný prostor pro všechny uživatele, b – vznik klasické ulice, c – ulice směrově rozdělená s tramvajovým tělesem, d – přemístění pěších do samostatných tras.

49


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Úloha hromadné osobní a individuální automobilové dopravy v obsluze území V návaznosti na předchozí zásady řešení místních komunikací jsou pro systém hromadné osobní dopravy, pro jeho kvalitní zajištění jako takového, ať jiţ jde o příměstskou nebo městskou HD, důleţité jeho kvalitní infrastruktura a trasování linek. Základním předpokladem existence či potřeby zavádění hromadné osobní dopravy (HD) v území je:  existence optimálního počtu obyvatel (osob) a jejich potřeba se přemisťovat na větší vzdálenosti, neţ lze přijatelně řešit chůzí,  nedostatek nebo přemíra řešení těchto přemísťovacích potřeb individuální automobilovou dopravou (nedostatky – nízká ekonomická prosperita regionu, nevyhovující dopravní infrastruktura apod.; přemíra – nedostatečná dopravní infrastruktura, nedostatečné parkovací kapacity, dopravní kongesce, překračované přípustné limity negativních vlivů z dopravy na okolí apod.). Individuální automobilová doprava plní z v současné době hlediska přepravních potřeb obyvatel důleţitou, ne-li nejdůleţitější úlohu. Na druhé straně její negativní vlivy na okolí vytvářejí problémy, které v řadě případů přesahují moţností reálného řešení. Obecně se tato přepravní potřeba nazývá hybnost (mobilita) osob. Tato hybnost je zajišťována způsoby dopravy – pěší, cyklistickou, individuální automobilovou a hromadnou osobní dopravou. Nejdůleţitější pro tvorbu sídel jsou oba posledně jmenované způsoby dopravy. Zásady projektování místních komunikací Norma ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací se zabývá zásadami pro projektování místních komunikací v článku 4 se zdůrazňuje návaznost místních komunikací na urbanistickou strukturu a ostatní infrastruktury: „Při projektování místních komunikací nebo jejich jednotlivých úseků je nutné zajistit komplexní vazbu na celkový urbanistický návrh zástavby území, zejména na silniční síť (ZáKoS) a jiné druhy dopravy.“ Naplnit tento logický a jednoznačný poţadavek tak, aby komunikace přispívala k ţivotaschopnosti řešeného území je sloţitým a komplikovaným úkolem, na kterém musí dopravní inţenýr spolupracovat s odborníky z jiných oblastí. Ţivotaschopnost území a správné řešení není jednoznačně definovatelné a za různých okolností a v různých společnostech bude uspokojivé řešení odlišné. Dokonce ani spolupráce odborníků nemusí vést k přijatelnému řešení. Jedná se totiţ o problematiku uspokojování

společenské objednávky, coţ

je obtíţné uţ

i

kvůli

nejednoznačnému a sloţitému zjišťování převaţujících poţadavků při respektování 50


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

poţadavků minoritních. U dopravních staveb a u komplexních řešení městských území se většinou jedná o velmi nákladné stavby, které se dotýkají velkého mnoţství lidí a jako takové jsou politickým tématem na lokální úrovni. Jejich financování je schvalováno příslušnými zastupitelskými orgány a na druhé straně dopravně urbanistická řešení mohou být pro politiky i volebním tématem pro oslovení voličů. V kaţdém případě dopravní odborníci nepracují a neprojektují zcela volně bez těchto často komplikovaných vazeb a je dobré, kdyţ si uvědomují i tyto limity, které nejsou obsaţeny v příslušné normě. Zároveň by měl být městský dopravní inţenýr zdrojem nových nápadů a nových řešení, která předkládá k veřejnému posouzení. Rovněţ by měl být schopen navrhovat tato řešení podle svých nejlepších vědomostí tak, aby bylo dlouhodobě funkční. Dopravní stavby formují dlouhodobě a často nevratně tvář města a podmiňují jeho strukturu. V této souvislosti se často mluví o trvalé udrţitelnosti; k ní by měl vývoj města a tedy i dopravní struktury směřovat. Norma stanovuje základní poţadavky na místní komunikace, projektant však nemůţe očekávat, ţe s ní vystačí při řešení městského území. Vzhledem k tomu, ţe městské území má svoji vlastní strukturu dlouhodobě formovanou historickým vývojem, s prostorovými omezeními, není moţné často uplatnit všechny normové poţadavky. Dobrý projektant musí normové poţadavky nejen znát, musí i vědět jak a od čeho jsou odvozeny a jaké následky má jejich nedodrţení nebo modifikace. Ve článcích 4 a 5 se připomíná význam správného začlenění komunikací do funkčních skupin a do typů tak, aby jejich návrhové prvky odpovídaly potřebám města (sídelního útvaru). Jako výchozí údaje pro správný návrh jsou vyjmenovány dopravní funkce (funkční skupiny) a výhledové intenzity dopravních proudů. Správný návrh komunikací však není často ten, který pouze kopíruje trendy vývoje dopravních intenzit, ale měl by aktivně a po důkladné rozvaze sám formovat a ovlivňovat výhledové dopravní intenzity. Článek 8 popisuje typické místní komunikace: „Ve městech a dalších sídelních útvarech se navrhují místní komunikace s podélným odvodňovacím potrubím a chodníky oddělenými od vozovky zvýšeným obrubníkem nebo dělicím pásem. V pěších a obytných zónách se navrhuje zpravidla řešení povrchu v jedné úrovni s vhodným optickým vyjádřením funkcí jednotlivých ploch. Podle článku 8 se má změna šířkového uspořádání (typu), coţ je jeden z moţných prvků dopravního zklidňování, provádět v prostoru křiţovatky. V městském prostoru se odehrává doprava různých druhů, tím jsou místní komunikace mnohem pestřejší a komplikovanější neţ silnice. Kvůli jejich správné funkci a bezpečnosti je

51


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

ţádoucí je vhodným způsobem oddělovat. To doporučuje i článek 7 normy. Oddělení (segregace) můţe být i důleţitým prvkem posílení významu a účinnosti systémů veřejné dopravy. Veřejné dopravě ve městech (městské hromadné dopravě) je věnován článek 11. V něm je formulován poţadavek na co největší prostorové oddělení tramvajových tratí, při novostavbách se má navrhovat trať na zvýšeném tramvajovém pásu. To je však moţné pouze mimo zástavbu nebo v místech s dostatečnými prostorovými moţnostmi. Přitom smyslem veřejné dopravy je propojení obydlených míst (zdrojů dopravy) a městských a místních center (cílů dopravy), které se většinou vyznačují právě nedostatkem prostoru pro dopravní stavby a nejsou tam rozhodně ţádoucí prostorové bariéry, které vznikají výraznou segregací veřejné dopravy. Norma připouští „... ve výjimečných případech vedení tramvajových tratí pěšími zónami nebo na jinak dopravně zklidněných komunikacích.“ Ve skutečnosti je posílení veřejné dopravy a její zavedení do prostor dopravního zklidnění podmínkou úspěšného dopravního zklidňování a omezení automobilové dopravy. V části normy věnované ţivotnímu prostředí (článek 15) odkazuje norma na urbanistické řešení a na územně plánovací dokumentaci. Je pravdou, ţe plán územního rozvoje města je základním dokumentem pro stanovení funkční skupiny, typu a jiných vlastností komunikace a ţe jsou v něm zahrnuty aspekty ochrany ţivotního prostředí a tvorby městského prostředí. Konkrétní návrh komunikace pak ale musí být posuzován s ohledem na hlukové emise a emise exhalátů. Ve sloţitém městském prostředí s mnoha často protichůdnými funkcemi a poţadavky nelze očekávat jednoznačné a jednoduché řešení, prací projektanta je nacházet mezi moţnými řešeními optimum odpovídající mnohým kritériím. Zvolená kritéria by měla odpovídat právě společenským preferencím. Rovněţ v článku 15 jsou formulovány poţadavky na bezpečnost, poţaduje se (zestručněno): a) logické, dlouhodobě stabilní dopravní řešení b) psychologická jistota na hlavní komunikaci c) oddělování jednotlivých druhů doprav d) srozumitelná a jednoznačná organizace dopravy e) správné dopravní značení f)

správné osazení bezpečnostních zařízení a účinné odvodnění

52


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Kapitola II.

g) v ČSN 73 6110

Autor: Ing. Jiří Tichý

byl zdůrazněn poţadavek respektování bezpečnosti rovněţ „v

odůvodněných případech i snižováním rychlost, např. zpomalovacími prahy, střídavým parkováním, zvláštním směrovým vedením komunikace apod.“, to dává moţnosti pro takzvané zklidňování komunikací. Odvodnění městských komunikací není moţné běţně provádět do příkopů a rigolů jako u silnic a dálnic, pouţívá se tzv. odvodňovací prouţek s odtokem do kanalizačních vpustí. Vzniká rozpor mezi prostorovým poţadavkem právě pro tento odvodňovací prouţek (neměl by být pojíţděný, a jízdní pruh by neměl být narušený kanalizačními vpustmi) a stísněnými prostorovými moţnostmi ve městě. Kanalizační vpusti případně i kryty šachet umístěných pod vozovkou jsou rovněţ častým zdrojem poruch vozovek. Přitom dopravní prostor bývá přirozeně i místem relativně volným pro vedení nejrůznějších technických sítí, které se ve městě nacházejí ve velkém mnoţství. I kdyţ z hlediska dopravního je optimem nepřítomnost šachet a sítí a oddělení odvodňovacího systému mimo pojíţděné plochy, výsledkem bývá kompromis mezi protichůdnými poţadavky. 2.1.2 Zásady příčného – geometrického uspořádání místních komunikací Příčné uspřádání místních komunikací vyjadřuje prostor místní komunikace (viz obr. 27), který slouţí provozu vozidel a chodců, popřípadě parkování vozidel a pobytu chodců. Dělí se na hlavní dopravní prostor a přidruţený prostor. V území zastavěném nebo zastavitelném

je

obvykle

vymezen

prostorem

mezi

stavebními

čarami,

v území

nezastavitelném vnějšími okraji místní komunikace. Příčné uspořádání prostoru místní komunikace musí odpovídat jeho funkci v obci, funkční skupině a poţadované výkonnosti a utváří se sestavováním skladebných prvků uvedených v tabulce 3 normy. Příčné uspořádání prostoru místní komunikace při rekonstrukcích v omezeném prostoru musí vytvořit příznivé podmínky účastníkům provozu v tomto pořadí důleţitosti- chodci, veřejná osobní

doprava,

cyklisté,

motorová

vozidla (individuální

automobilová

doprava).

Komunikace téţe funkční skupiny mohou být navrţeny v různém šířkovém uspořádání. Návrh příčného uspořádání prostoru místní komunikace se označuje podle funkční skupiny, podle počtu jízdních pruhů, směrového rozdělení, podle případných dalších pruhů nebo pásů v hlavním dopravním prostoru, šířky prostoru místní komunikace, šířky hlavního dopravního prostoru a podle návrhové rychlosti. Místní komunikace funkční skupiny D se písemným znakem neoznačují. V písemném znaku se neuvádí šířka prostoru místní komunikace a neuvádí se pruhy nebo pásy v přidruţeném prostoru. 53


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 4. Příčné uspořádání dopravního prostoru městských komunikací.

Doprava ve městech je soustředěna do takzvaného dopravního prostoru, jehoţ příčné uspořádání je zřejmé z obrázku 2.4. Dopravní prostor je definován jako prostor nad tou částí komunikace, která slouţí veřejnému dopravnímu prostoru vozidel a pěších. Dělí se na hlavní dopravní prostor a přidruţený prostor. Hlavní dopravní prostor je část dopravního prostoru vymezená u místních komunikací šířkou mezi obrubníky, rozšířenou na kaţdé straně o 0,50 m (tzv. bezpečnostní odstup). Do této části hlavního dopravního prostoru se nesmí osazovat ani do něho zasahovat ţádná zařízení ani překáţky s výjimkou nad-obrubníkových svodidel. Přidružený prostor je část dopravního prostoru mezi hlavním dopravním prostorem a přilehlou zástavbou. Přidružený dopravní prostor je část přidruţeného prostoru určená pro přímé vyuţívání dopravním provozem, tj. prostor nad přidruţenými pásy nebo pruhy anebo chodníky, umístěnými v přidruţeném prostoru. Přidruţené pásy pro místní dopravu se navrhují jak v stávající, tak v nové zástavbě podél takových komunikací, z nichţ nelze z dopravně organizačních nebo situačních důvodů přímo obsluhovat. Přidruţené pásy pro místní dopravu se umisťují zásadně v přidruţeném prostoru v těsné blízkosti pásů pro chodce nebo cyklisty. Autobusový (trolejbusový) pás se v přidruţeném dopravním prostoru zřizuje zejména v případech, kdy intenzita dopravy neumoţňuje plynulý a bezpečný provoz veřejné osobní dopravy. Cyklistický pás se v přidruţeném dopravním prostoru navrhuje zejména v případech vysokých intenzit a rychlosti jízdy vozidel v hlavním dopravním prostoru, oddělení od průjezdné dopravy.

54


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Pásy pro chodce se v přidruţeném dopravním prostoru zřizují v případech nutnosti zajistit přístup k objektům umístěným podél dopravního prostoru, omezení moţností jiného řešení obsluhy těchto objektů nebo bezpečnosti pěší dopravy. 2.1.3 Návrhové a skladebné prvky místních komunikací, typy Návrhové prvky Návrhové prvky místních komunikací jsou souborně stanoveny v ČSN 73 6110 kapitola 9. Hlavními návrhovými prvky jsou – návrhová rychlost, délka rozhledu, osa v přímé, směrové vedení v obloucích, příčný sklon, podélný sklon, výškové oblouky, výsledný sklon. Návrhová rychlost – navrhuje se pokud moţno jednotná pro ucelený úsek, změna většinou v křiţovatkách; výše podle hierarchie funkčních skupin, A nejvyšší, D nejniţší (viz tabulka 6 normy). Délka rozhledu –navrhuje se pro zastavení na dovolené rychlosti u všech komunikací, rozhledová pole dle ČSN 73 6101 a ČSN 73 6102 na rychlosti dovolené. Rozhled pro předjíţdění na obousměrných dvoupruhových komunikacích dle moţností . Osa v přímé – délka u místních komunikací se neomezuje, u kruhových oblouků nejmenší délky mezipřímých pro vytvoření vzestupnice a rozšíření v oblouku. Směrové oblouky – navrhují se jako kruhové s přechodnicemi, prosté kruhové, sloţené, přechodnicové; nejmenší poloměry oblouků závisí na návrhové rychlosti, prostý kruhový oblouk lze navrhnout při R větším neţ 1 600 m, přechodnice se navrhují ve tvaru klotoidy, její délka se stanovuje bez ohledu na velikost poloměru. Příčný sklon – je v u komunikací pro vozidla základní hodnotě v přímé i v oblouku nevyţadujícího sklon větší

2,5% (výjimečně 2,0%), střechovitý nebo jednostranný;

v obloucích dostředný dle tabulky 11 normy, změna sklonu v obloucích se provádí vzestupnicí; příčný sklon pásů pro chodce v hodnotě 0,5% - 2,0% se sklonem k obrubě. Podélný sklon – návrh většinou závisí na okolní zástavbě, maximální hodnota 8,33%, minimální hodnota 0,5%, pokud nelze tuto hodnotu dodrţet, je nutné zajistit odvodnění úpravou podélného sklonu odvodňovacích prouţků; u funkčních skupin C a D lze připustit výjimečně sklon 12,5% (resp. 15%) u krátkých úseků do 200 (50) m. Výškové oblouky – lomy nivelety se zaoblují parabolickými oblouky, vypuklé i vyduté navrhovat co největší, závisí však na okolní zástavbě; nutno zajistit rozhled pro zastavení, u obousměrných dvoupruhových komunikací funkční skupiny B navrhnout vypuklé

55


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

oblouky v přechodových úsecích s dovolenou rychlostí jízdy větší neţ 50 km/h pro moţnost předjíţdění. Limitní hodnoty jsou uvedeny v tabulkách 13 a 14 normy. Výsledný sklon – je tvořen podélným a příčným sklonem komunikace, určí se dle vzorce

kde m je výsledný sklon dopravního pásu nebo pruhu, s je podélný sklon komunikace v %, p je příčný sklon pruhu nebo pásu v %. Minimální hodnota výsledného sklonu nesmí být menší neţ 0,5%. Skladebné prvky návrhu Skladebnými prvky pro návrh místní komunikace se pouţijí z tabulky 3 normy. při návrhu se musí vycházet z funkčních dopravně-urbanistických potřeb jednotlivých komunikací. U příslušných funkčních skupin se podle návrhových intenzit a dalších aspektů pouţijí příslušné skladební prvky. Způsob pouţití těchto skladebných prvků stanoví kapitoly 7 a 8 normy. Při návrhu příčného uspořádání místní komunikace nejsou přípustné kombinace nejmenších hodnot skladebných prvků a nejsou také přípustné kombinace hodnot nejvyšších s výjimkou odůvodněných případů. Hlavními skladebnými prvky jsou jízdní pásy a jízdní pruhy, přídatné pruhy, přidruţené pruhy, krajnice, dělicí prvky, přidruţený prostor a přidruţené pruhy/pásy.

56


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 5. Skladební prvky šířkového uspořádání místních komunikací – I. část.

Pro návrh příčného uspořádání předkládá norma tabulku 3 (viz obr. 28) Skladební prvky šířkového uspořádání místních komunikací.. Proti normě ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic zde přibývá jízdní pruh o šířce 3,25 m, nicméně realita je pestřejší neţ moţnosti normy a ve skutečnosti se v městském prostoru vyskytují i jiné šířky. I zde se objevují poţadavky na pouţití menších šířek neţ v normě uvedených při zklidňování komunikací. Na to reaguje ČSN 73 6110, kde byla část článku 6 upravena následovně: „V ţádném případě se nesmí navrhovat základní šířka jízdního pruhu větší neţ 3,50 m a menší neţ 2,75 m (původně 3,00 m). Šířka 2,75 m se můţe navrhovat pouze v odůvodněných případech na komunikacích funkční skupin C s malou intenzitou dopravy, popř. v úsecích místních komunikací vyhrazených pro osobní vozidla. Šířka jízdního pruhu komunikací navrhovaných pro provizorní vedení dopravy omezenou rychlostí je pro osobní vozidla nejméně 2,25 m a pro nákladní vozidla nejméně 3,25 m.“ Ani to však nelze někdy u městských komunikací dodrţet a to ani v případě vysokých dopravních intenzit, jak je patrné z příčného profilu ulice Veveří před budovou Fakulty stavební. Ze zahraničí jsou známy případy záměrného a úspěšného zmenšování šířky jízdních pruhů u vícepruhových komunikací pro účely zklidňování, dokonce i v místech s autobusovou dopravou, která pak vyuţívá dva jízdní pruhy. 57


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 6. Skladební prvky šířkového uspořádání místních komunikací –II. Část.

58


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 7. Skladební prvky šířkového uspořádání místních komunikací –III. část.

Typy příčného uspořádání místních komunikací V článcích 8 a 9 norma definuje základní typy místních komunikací: MR - místní rychlostní MS - místní sběrná MO - místní obsluţná MOT - městská obsluţná s tramvají vedenou na zvýšeném nebo nezvýšeném pásu MST - městská sběrná s tramvají vedenou na zvýšeném pásu MOK - místní obsluţná s krajnicí (řeší se podle ČSN 73 6101) Pro ně pak uvádí jejich šířkové uspořádání a rozměry jejich skladebných prvků. Změny v ČSN 73 6110 pak doplňují typy pouţívající šířku jízdního pruhu 2,75 m.

59


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Veřejně přístupné účelové komunikace se navrhují jako místní komunikace obsluţné, pokud nejsou navrhovány v rámci stavby průtahu silnice obcí jako budoucí průjezdný úsek silnice obcí, pak se navrhují jako typ příslušné funkční skupiny. Typy s krajnicemi se mohou navrhovat také jako lesní cesty podle ČSN 73 6108 nebo jako lesní cesty podle ČSN 73 6109. Typy místních komunikací se zpevněnou nebo nezpevněnou krajnicí se navrhují na komunikacích niţšího dopravního významu v okrajových částech obcí; v malých obcích nebo na komunikacích se zemním tělesem omezeným svahy na území bez zástavby. Typ příčného uspořádání místní komunikace se nemění v místech lokálního zúţení jízdního pásu nebo pruhu umístěním ochranného ostrůvku nebo vysazené chodníkové plochy zejména v místě přechodu pro chodce nebo v místech pro přecházení. Typy místních komunikací se čtyřmi jízdními pruhy středního dělicího pásu lze navrhovat pouze u komunikací funkční skupiny B případně C, a to pouze v odůvodněných případech (při rekonstrukcích ve stísněných poměrech). Mohou mít různou šířku jízdních pruhů v jednom směru, širší pruh se navrhuje na vnější straně u přidruţeného prostoru. Pro odvozené typy příčného uspořádání místních komunikací lze typizované příklady příčného uspořádání obměňovat v případě potřeby pouze v mezích skladebných prvků dle článku 7., tabulky 3 normy a zásad příčného uspořádání uvedených v článku 8.1 normy. Takto navrţené typy místních komunikací nemusí být rovněţ v šířkovém uspořádání z funkčních důvodů souměrné. Příklady označení typů místních komunikací písemným znakem jsou uvedeny v tabulce 6 ČSN 73 6110. Vybrané typy jsou uvedeny v obrázcích 30 – 33.

Obr. 2. 8. Typ čtyř-pruhové rychlostní/sběrné místní komunikace v přechodovém úseku mezi dálnicí/rychlostní silnicí v území nezastavěném a v území zastavěném .

60


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 9. Typ čtyř-pruhové rychlostní/sběrné místní komunikace se souběžnými travnatými pásy a pásy pro chodce v přidruženém prostoru. Tab. 2. 2. k obr. 2.9.

Obr. 2. 10. Typ dvou-pruhové místní komunikace funkční skupiny B a C směrově nerozdělené s jízdním pruhem pro cyklisty v hlavním dopravním prostoru nebo přidruženém prostoru (symetrické i nesymetrické).

61


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Tab. 2. 3. Tabulka k obr. 2.10.

a)

Obr. 2. 11.

b)

Typy dvou-pruhových obousměrných místních komunikací funkční skupiny C s krajnicemi a) v zastavěném území mezi stavbami/oplocením v obci, b) v území nezastavěném na tělese komunikace. Tab. 2. 4. Tabulka k obr. 2.11.

V článku 8 připouští norma odvozené typy, ale pouze v mezích uvedených skladebných prvků. Výslovně se zakazuje šířka jízdního pruhu větší neţ 3,50 m a menší neţ 3,00 m, coţ znemoţňuje účinné vyuţití šířky jízdního pruhu jako zklidňovacího prvku. 62


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Příčné uspořádání můţe být rovněţ modifikováno přídatnými pruhy. Těmi jsou:  Řadicí a odbočovací pruhy (podle ČSN 73 6102), které slouţí především pro bezpečné a plynulé odbočování na křiţovatkách. Rovněţ se sem zahrnují jízdní pruhy na průpletových úsecích křiţovatek.  Připojovací pruhy (podle ČSN 73 6102), které se umísťují na výjezdových paprscích křiţovatek a umoţňují bezpečné a plynulé připojení vozidel.  Pruhy pro pomalá vozidla ve stoupání (podle ČSN 73 6101). Při regulaci provozu na městských komunikacích se pouţívají vyhrazené jízdní pruhy a pásy. Běţným prvkem je tramvajový zvýšený nebo pouze částečně zvýšený pás. Obdobou můţe být vyhrazený jízdní pruh či pás pro jiné druhy veřejné dopravy - pro autobus či trolejbus, případně pro vozidla taxi nebo pro osobní vozidla s plnou obsazeností v těch městech, která se snaţí o tzv. „car-pooling“. V příčném řezu mohou být i vyhrazené pruhy či pásy pro cyklistickou dopravu. Podle toho, zda se jedná o hlavní dopravní funkci nebo o lokální, přidruţenou funkci, umísťují se skladebné prvky v hlavním či přidruţeném dopravním prostoru. Křižovatky, připojování účelových komunikací a sousedních nemovitostí Křiţovatky se navrhují ze skladebných prvků podle ČSN 73 6102, uţití uţších připojovacích pruhů se připouští. Připojení účelových komunikací ani sousedních nemovitostí na dálnici, silnici nebo místní komunikaci není z hlediska zákona č. 13/97 Sb. a zákona č. 361/2000 Sb. křiţovatkou. Z hlediska bezpečnosti a plynulosti provozu je však nutné zajištění takového technického a dopravně- organizačního řešení těchto připojení, aby nedocházelo ke zbytečnému výskytu kolizních situací končících dopravní nehodou. V některých případech totiţ kvalita stavebně technického řešení připojované účelové komunikace a intenzita dopravy na ní můţe vyvolávat u účastníků provozu na pozemních komunikacích oprávněný dojem, ţe se jedná o významnou pozemní komunikaci s předností v jízdě. Obecná zákonná definice připojování účelových komunikací na ostatní pozemní komunikace není totiţ nijak v provozu legálně verifikována.

63


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Křižovatky a připojování účelových komunikací Při rozhodování o umístění křiţovatky (připojení účelové komunikace – dále jen křiţovatky) se vychází zejména z těchto hledisek:  dodrţení maximálních vzdáleností křiţovatek přijatelných pro danou funkční skupinu a úroveň kvality dopravy na ní,  potřeba převedení dopravních proudů v současných i výhledových intenzitách v poţadované kvalitě,  dodrţení homogenity stavebního uspořádání a zásad organizace provozu křiţovatek v daném tahu nadřízené místní komunikace,  co nejpřehlednější a jednoduché řešení křiţovatky tak, aby provoz na ní byl klidný, plynulý a bezpečný ((včasné informace o cílech, plynulé vedení hlavních směrů),  v zájmu zklidňování a bezpečnost provozu ve všech vhodných případech volit řešení typy okruţních křiţovatek,  mimoúrovňové křiţovatky volit na místních komunikacích funkční skupiny A, na místních komunikacích funkční skupiny B jen v odůvodněných případech (intenzity dopravy, vhodné terénní podmínky); usilovat o minimalizaci nároků na zábory ploch. Podle očekávaného výhledového zatíţení dopravními proudy, funkčního začlenění, navrţeného typu příčného uspořádání komunikace a významu křiţujících se komunikací se křiţovatky navrhují úrovňové nebo mimoúrovňové -viz tabulka 2 (tabulka 2 normy). Vzdálenost křiţovatek místních komunikací vyplývá tedy z optimálního členění, intenzit dopravy a obsluhy území. Doporučené vzdálenosti udává tabulka 2 (v normě tabulka 2).

64


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Tab. 2. 5. Vzdálenosti křižovatek na místních komunikacích. označení komunikace uspořádání jízdních pásů krajnice zastavovací pruh parkovací pruh návrhová rychlost běžné podmínky km/hb) obtížné podmínky uspořádání křižovatek

A - rychlostní zásadně směrově rozdělené nutné 80 (100)c) 60 (80)c) mimoúrovňové

B - sběrné C - obsluţné směrově rozdělené i směrově nerozdělené nerozdělenéa) moţné není nutné zřizuje se zřizuje se zřizuje se zřizuje se 50 (70) 30 – 50 40 30 úrovňové i úrovňové mimoúrovňové 150f) g) 50 bez omezení bez omezení

500e) nejmenší vzdálenost křiž. v md) v odůvodněných tratě hromadné kolejové případech h) dopravy moţné bez omezení bez omezení nekolejové a) Pro čtyř a vícepruhovou komunikaci pouze v odůvodněných případech, při rekonstrukcích a při dovolené rychlosti jízdy niţší a rovné 50 km/h b) Obtíţné podmínky jsou takové, kde by pouţití návrhových prvků uvedených pro běţné podmínky vyţadovalo neúměrně zvýšené náklady. Při aplikaci opatření pro regulaci rychlosti jízdy a opatření ve smyslu zvláštních předpisů se poţadovaná návrhová rychlost nedodrţí (můţe klesat na komunikacích funkční skupiny B a C aţ na 40 km/h. c)

Hodnoty v závorce platí pro přechodové úseky mezi dálnicí (rychlostní silnicí) a místní rychlostní (nebo sběrnou) komunikací. Navrhují se podle ČSN 73 6101.

d) Vzdálenost křiţovatek se měří od os připojovaných nebo křiţujících se komunikací. V odůvodněných případech a při rekonstrukcích můţe vzdálenost křiţovatek klesnout pod uvedené hodnoty. Na komunikacích obsluţných niţšího dopravního významu je vzdálenost křiţovatek bez omezení. Zásady dle ČSN 73 6102. e)

Za předpokladu, ţe jsou dodrţeny podmínky pro potřebné délky připojovacích a odbočovacích pruhů a pro směrové dopravní značení.

f)

Platí pro křiţovatky úrovňové.

g) Při vhodné organizaci dopravy a nízkých intenzitách se vzdálenost můţe sníţit aţ na 70 m.

h) Jen fyzicky rozdělené. Pro navrhování křiţovatek místních komunikací platí obecně ČSN 73 6102. Řadicí a odbočovací pruhy se navrhují s přihlédnutím k článku 6.2 normy (šířky odbočovacích a řadicích pruhů). Kříţení místních komunikací (a tedy i účelových komunikací) s dráhami se zřizuje mimoúrovňově. Úrovňové kříţení místních komunikací s dráhou (přejezd) se můţe navrhnout v odůvodněných případech se souhlasem silničního správního úřadu a dráţního správního úřadu pouze na komunikacích funkční skupiny C případně B niţšího dopravního významu.. Toto ustanovení se netýká drah tramvajových. Poţadavky na projektování a stavbu úrovňových přejezdů stanoví ČSN 73 6380. Pro případ omezení nebo vyloučení provozu na 65


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

mimoúrovňovém kříţení s dráhou je třeba zajistit objíţďku přes další mimoúrovňové kříţení vzdálené nejvýše 2 km. Není-li to moţné, je třeba jiţ v projektu zajistit moţnost rychlého zřízení náhradního úrovňového přejezdu.Úrovňové kříţení pruhu/pásu pro chodce s dráhou (i tramvajovou) musí obsahovat hmatové i signální pásy a případně i akustická opatření (při SSZ) v souladu se zvláštním předpisem. Připojování sousedních nemovitostí sjezdy a nájezdy na místní komunikace Sjezdy a nájezdy připojující sousední nemovitosti (vjezdy do budov a na pozemky) se navrhují na místních komunikacích a na průjezdních úsecích silnic v souladu s poţadavky uvedenými v tabulkách 1 a 2 normy s přihlédnutím k ČSN 73 6101 a v souladu se zákonem č. 13/1997 Sb. Na místních komunikacích funkční skupiny C a v odůvodněných případech i B mohou být samostatné sjezdy a nájezdy umístěny dle potřeby. Na nájezdech (sjezdech) je nutno zamezit parkování vozidel v rozhledových trojúhelnících.

Obr. 2. 12. Rozhledové trojúhelníky nájezdu (sjezdu) ve městě (připojení účelové komunikace).

Na samostatných nájezdech (sjezdech) je v odůvodněných případech moţno připustit parkování osobních aut a vozidel zásobování v rozhledových trojúhelnících (vyznačí se čárkovaně).

Obr. 2. 13. Rozhledové trojúhelníky na samostatném nájezdu (sjezdu) ve městě (připojení sousední nemovitosti).

66


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

2.1.4 Výkonnost místních komunikací a) podle ČSN 73 6110 Zásady posuzování výkonnosti Místní komunikace, kromě obsluţných komunikací funkční skupiny C přímo obsluhujících objekty, se navrhují na intenzitu špičkové hodiny stanovené přepočtem podle denního rozdělení intenzit (pokud nejsou k dispozici výsledky sčítání intenzit v řešeném území rozhodné pro návrh dané místní komunikace). Celodenní intenzity pro návrhové období se stanoví na základě dopravního modelu, prognózou dosavadních dat – extrapolací lineární nebo nelineární funkce, metodou jednotného nebo průměrného koeficientu růstu, případně pouţitím celostátně stanovených koeficientů růstu, resp. vývoje dopravy. Návrhové období se stanoví úměrně významu a rozsahu místní komunikace, přičemţ se vychází z dostupných podkladů o vývoji celého území a vývoji automobilové dopravy a zohlední se všechny známé rozvojové záměry a trendy na období cca 20 let po uvedení komunikace do provozu. Z hlediska posuzování výkonnosti se místní komunikace pro motorovou dopravu rozdělují do čtyř (funkčních) skupin:  komunikace v přechodových úsecích, úseky mezi vnější silniční sítí a průtahy silnic zastavěným územím obcí (funkční skupiny A a B),  komunikace funkční skupiny A,  komunikace funkční skupiny B,  komunikace funkční skupiny C. U místních komunikací funkční skupiny A, funkční skupiny A a B v přechodových úsecích se výkonnost posuzuje podle ČSN 73 6101 pro stupeň úrovně kvality D (viz kapitola 17.2.1 normy). U místních komunikací funkční skupiny B je výkonnost určena kapacitou křiţovatek. Pokud intenzita špičkové hodiny podle prvního odstavce (článku 17.1.1 normy) je dosahována v období výjezdových a návratových špiček, připouští se uţití úrovně kvality dopravy E. Tato špičková období se mohou vyskytovat v průběhu kteréhokoliv dne. V kratších časových obdobích se připouští dosaţení úrovně F. U místních komunikací funkční skupiny C se výkonnost neposuzuje. Resp. se nemusí posuzovat z obdobných důvodů jako u funkční skupiny B, je však nezbytně nutné posoudit propustnost (kapacitu) daného úseku komunikace nebo oblasti komunikací z důvodu odstranění kongescí.

67


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Kvalita dopravy U místních komunikací funkční skupiny A a komunikací v přechodových úsecích funkčních skupin A a B platí tyto úrovně kvality dopravy, které znamenají:  Stupeň A: Dopravní tok (proud) je volný. Účastníci dopravy jsou ovlivňováni navzájem jen mimořádně. Velmi nízká hustota dopravy umoţňuje volnost pohybu, jakou si účastníci dopravy přejí (v mezích zákona). Jednotliví řidiči vozidel mohou svou rychlost jízdy volit volně při dodrţování nejvyšších povolených rychlostí jízdy, pokud to umoţňují charakteristiky trasy. Aby se udrţela zvolená cestovní rychlost, je zapotřebí jen malého počtu předjíţdění, která jsou proveditelná bez velkého časového zdrţení.  Stupeň B: Dopravní tok je téměř plynulý. Vzniká nepatrné ovlivnění jinými řidiči vozidel, které individuální jízdní chování ovlivňuje nepodstatně. Stupeň vytíţení komunikace je nízký. Rychlosti jízdy vozidel jsou dosahovány téměř na úroveň, o kterou řidiči usilují.  Stupeň C: Stav dopravy je stabilní. Přítomnost ostatních účastníků dopravy na pozemních komunikacích je zřetelná. Individuální volnost pohybu je omezena. Stupeň vytíţení komunikací dosahuje střední úrovně. Rychlost jízdy jiţ není moţno svobodně volit.  Stupeň D: Stav dopravy je ještě stabilní. Vznikají permanentní interakce mezi účastníky provozu na pozemních komunikacích, které vedou aţ ke konfliktním situacím a vzájemným omezováním. Stupeň vytíţení komunikací je vysoký. Moţnosti individuální volby rychlosti jízdy a jízdního pruhu jsou silně omezeny.  Stupeň E: Kapacita jízdního pásu je naplněna. Všechno stojí. Stupně úrovně kvality dopravy sběrných komunikací funkční skupiny B a C v ZáKoS se odvozují od volné jízdní rychlosti na dané komunikaci, ta se uvaţuje v hodnotě 50 km/hod. Zde stupně úrovně kvality znamenají: Stupeň kvality A: Volný pohyb vozidel. Průměrná jízdní rychlost se pohybuje okolo 90% rychlosti volné. Rychlost je maximální, hustota a intenzita minimální. Vozidla se pohybují nerušeně. Zdrţení ze zastavení v křiţovatkách je nízké. Stupeň kvality B: Nerušený provoz. Průměrná jízdní rychlost je obvykle na úrovni 70% rychlosti volné. Schopnost manévrování v dopravním proudu je mírně omezována. Zdrţení ze zastavení v křiţovatkách je rovněţ nízké. Stupeň kvality C: Ustálený provoz. Průměrná jízdní rychlost klesá na 50% rychlosti volné.. Zdrţení ze zastavení v křiţovatkách je významné. ´Moţnost manévrování v dopravním proudu je omezována.

68


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Stupeň kvality D: Provoz je ještě stabilní. Průměrná jízdní rychlost klesá na 40% rychlosti volné v důsledku delších vzdutí před křiţovatkami. Rychlost dopravního proudu je optimální, intenzita maximální, hustota optimální. Moţnost manévrování vozidel v dopravním proudu je minimální. Stupeň kvality E: Kapacita úseku je naplněna. Průměrná jízdní rychlost klesá na 30% volné rychlosti zejména v důsledku vysokého zdrţení vozidel v křiţovatkách. Moţnost manévrování vozidel v dopravním proudu je téměř vyloučena. Stupeň kvality F: Úsek je přetíţen. Průměrná jízdní rychlost klesá pod 20% rychlosti volné, rychlost a intenzita jsou minimální, hustota maximální. Dochází k zastavování vozidel a tvorbě kongescí. Moţnost manévrování vozidel v dopravním proudu je vyloučena. Určení kapacit a úrovňových intenzit místních komunikací Rychlostní místní komunikace funkční skupiny A Mezní, maximální hodnoty kapacity jízdního pásu místní rychlostní komunikace se dvěma nebo třemi jízdními pruhy pro návrhovou rychlost 80 km/hod., při úrovni kvality dopravy (ÚKD) D pro ovlivňující veličiny podélný sklon, délku stoupání a podíl pomalých vozidel jsou uvedeny v tabulkách 3. a 4 (v ČSN tab. 37 a 38). Ovlivňující veličiny:  podélný sklon v % 0 – 2,4  délka stoupání v m 0, 500, 1000, 2000  podíl pomalých vozidel v % 5, 15, 25

Tab. 2. 6. Mezní (maximální) hodnoty kapacity jízdního pásu se dvěma jízdními pruhy při návrhové rychlosti 80 km/h.

Podélný sklon (%)

Délka stoupání (m)

≤2 4 4 4

0 500 1 000 2 000

Mezní (maxim.) kapacity při podílu pomalých vozidel (%) 5 15 25 4 300 4 200 4 200 3 900 3 700 3 600 3 700 3 500 3 400 3 500 3 300 3 200

69


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Tab. 2. 7. Mezní (maximální) hodnoty kapacity jízdního pásu se třemi jízdními pruhy při návrhové rychlosti 80 km/hod.

Podélný sklon (%)

Délka stoupání (m)

≤2 4 4 4

0 500 1 000 2 000

Mezní (maxim.) kapacity při podílu pomalých vozidel (%) 5 15 25 6 400 6 300 6 300 5 900 5 600 5 400 5 600 5 300 5 100 5 300 5 000 4 800

Uvnitř hodnot jednotlivých tabulek lze interpolovat a pro podélný sklon nad 4% extrapolovat. Polohový koeficient se uvaţuje v hodnotě 1,20. Hodnoty v tabulkách 3 a 4 jiţ jsou tímto koeficientem upraveny. Mezní, maximální hodnoty kapacity jízdního pásu se čtyřmi jízdními pruhy se určí vynásobením hodnot kapacity jízdního pásu se třemi jízdními pruhy koeficientem 1,3. Sběrné místní komunikace funkční skupiny B (v odůvodněných případech C) Kapacita a úrovňová intenzita sběrných komunikací se posuzuje a určuje na jednotlivých dílčích úsecích, které jsou zpravidla vymezeny křiţovatkami. Výkonnost těchto úseků je určena většinou kapacitami křiţovatek (nejniţší z nich). Orientační vztah mezi úrovňovou intenzitou a příčným uspořádáním místních komunikací funkční skupiny B (případně C) ,(v normě tab. 39). Tabulka určuje vztah úrovňové intenzity a příčného uspořádání místních komunikací funkční skupiny B (případně C) v úseku mezi křiţovatkami na několika příkladech typů příčného uspořádání. Tab. 2. 8. Vztah úrovňové intenzity a příčného uspořádání místní komunikace. Typ příčného uspořádání

Šířka hlavního dopravního prostoru

Úrovňová intenzita vozidel na špičkovou hodinu na pruh ÚKD C

MS2/18/8,5/50

ÚKD D

ÚKD E

8,50 m

1 100

1 300

1 500

MS2p/17/12/50a)

12,00 m

1 100

1 200

1 400

MS4/25/15,5/50b)

15,50 m

1 000

1 200

1 400

MS4dp/33/21,5/50a)

21,50 m

1 000

1 100

1 300

MS6d/35,5/26/50

26,00 m

950

1 000

1 200

MS6dp/39,5/28/50b)

28,00 m

900

1 000

1 100

70


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Poznámky k tabulce:  Hodnota úrovňové intenzity je průměrná hodnota na jeden pruh v posuzovaném dílčím úseku je stejná pro oba směry,  Světelně řízené křiţovatky obvykle ve vzdálenostech 150 – 300 m,  Křiţovatky mají přídatné řadicí pruhy,  Podíl těţkých vozidel o délce nad 9 m je měně neţ 5% (při vyšších podílech se kapacita sniţuje, při 5 - 15% o cca 10%, nad 15% o cca 20%),  Uvedené hodnoty jsou střední dosahované hodnoty,  Pokud výhledová intenzita překročí hodnotu úrovňové intenzity pro ÚKD E, navrhne se typ s vyšším počtem jízdních pruhů, a) Podélné parkování ovlivňuje kapacitu, b) Směrově rozdělená čtyřpruhová komunikace. Tab. 2. 9. Orientační hodnoty celodenních intenzit (kapacit). Typ příčného uspořádání

Počet jízdních pruhů

MR6dc MR4dc MS6d MS4(d) MS2

6 4 6 4 2

Rozpětí úrovňové intenzity vozidel/24 hod v obou směrech pro úroveň kvality dopravy D 90 000 – 130 000 60 000 – 90 000 60 000 – 80 000 50 000 – 70 000 25 000 – 35 000

Poznámka k tabulce:  Podíl pomalých vozidel 15%, podélný sklon 4% do délky 1 000 m,  Pokud celodenní intenzita překročí hodnotu pro šestipruhovou, navrhne se komunikace osmipruhová (tento princip platí i pro tabulku 5). b) podle učebnice dopravního inženýrství Zásady posuzování výkonnosti Stanovení kapacity ( návrhové intenzity – výkonnosti) místních komunikací pro vozidla podle normy je vypočteno podle zásad učebnice dopravního inţenýrství a sestaveno do tabulkových přehledů pro funkční skupiny A, B a C. Pro pochopení principu a postupu výpočtu kapacit místních komunikací a pro moţnosti podrobnějších propočtů v konkrétních dopravních situacích je vhodné znát tyto zásady výpočtů. Navíc nemusí vţdy být limitujícím uzlem pro daný úsek místní komunikace kapacita křiţovatky, ale například místo zastávky VOD s přístupy chodců k nim po vyznačených přechodech. 71


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obdobně jako norma stanovuje učebnice výpočet pro návrhovou intenzitu pro místní komunikace funkčních skupin A a B, pro funkční skupinu C uvádí rovněţ přímo přehlednou tabulku, nicméně lze i pro tuto skupinu pouţít podrobný výpočet. Princip výpočtu spočívá v úpravách základní hodinové nebo celodenní intenzity (kapacity) opravnými součiniteli, které mají vliv na výkonnost daného úseku místní komunikace. Orientační hodnoty Základní hodnota přípustné intenzity vozidel Iz na jeden jízdní pruh při 0 % podélného sklonu:  Pro Vn 50 km/h

In 3500 vozidel

 Pro Vn 80 km/h

In 2500 vozidel

Mezi jednotlivými hodnotami lze podle návrhové rychlosti jízdy vozidel interpolovat. Součinitel šířky jízdního pruhu kš  3,50 m – 1,00  3,25 m – 0,95  3,00 m – 0,90  2,75 m – 0,85 (jen u vybraných C)

Součinitel vlivu světelně řízené křižovatky (SSZ) kk Je závislý na podílu signálu červeného světla a signálu ţlutého světla pro daný dopravní směr z celkové doby signálního plánu, který se přepočte na ideální hodinu (špičkovou). Odhadem pro předběţný propočet lze určit součinitel v hodnotě 0,5. Součinitel manévrování km Zohledňuje omezení plynulosti dopravního proudu všemi pohyby účastníků provozu, které sniţují kapacitu. Zde patří zejména přechody pro chodce, zastávky VOD, zásobování, vliv ostatních křiţovatek neřízených SSZ a připojení. Stanovuje se průměrným podílem časových zdrţení přepočtených na jednu hodinu. Hodnota se pohybuje v rozmezí 0,5 – 0,9. Součinitel vlivu velmi pomalých vozidel kb Vyjadřuje podíl pomalých vozidel v dopravním proudu, zejména vozidel nákladních, případně trolejbusů a autobusů VOD a míry jejich ovlivnění plynulosti jízdy.

72


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Orientačně lze uvést hodnotu podle podílu těchto vozidel:  do 5%

- 0,97

 5 – 10% - 0,95  10 – 20% - 0,90  20 – 30% - 0,80  nad 30% - 0,75. U místních komunikací s více jízdními pruhy v jednom směru by se měla počítat kapacita pro kaţdý jízdní pruh zvlášť a výsledná kapacita by měla být součtem dílčích kapacit všech jízdních pruhů. Určení přípustných intenzit (kapacit) místních komunikací Přípustné intenzity místních komunikací funkční třídy A Ip = Iz . kš . (kb) Při tomto typu místní komunikace se pro pomalá vozidla, pokud je to potřeba, zřizují stoupací pruhy. Přípustné intenzity místních komunikací funkční třídy B I p = Iz . k š . k b . k k . k m Do výpočtu se zapracují všechny součinitele, u nichţ se předpokládá vliv na omezení kapacity daného úseku místní komunikace. Přípustné intenzity místních komunikací funkční třídy C Tab. 2. 10. Základní hodnoty přípustných intenzit místních komunikací funkční skupiny C.

Funkční Přípustné intenzity třída v obou jízdních směrech (voz/h)

C C obsl. C (D)

hodinová 300 200 100

denní 3000 2000 1000

Počet připojených bytů na sídlišti, dobrá obsluha a kompletní vybavenost při stupni motorizace 1:3,5 1600 1200 600

1:2,5 1400 1000 400

Počet připojených bytů na sídlišti, špatná obsluha nízká vybavenost při stupni motorizace 1:3,5 1:2,5 1200 900 800 600 400 300

Závěrem k oběma způsobům určení kapacit místních komunikací lze uvést, ţe konečné výsledky se od sebe příliš neliší. Výpočet podle učebnice však lépe zohledňuje skutečnou dopravní situaci pro daný konkrétní stav oproti normě, která udává zprůměrované hodnoty.

73


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Podmínky optimální propustnosti a kapacity sítě dopravních cest

2.2

2.2.1 Systémy podporující propustnost sítě a zvyšující její kapacitu - organizace, řízení a regulace městské dopravy Úvodní informace, definice Organizace, řízení a regulace dopravy je neodmyslitelnou součástí projektování místních komunikací. Jde zde vedle zajištění co nejvyšší bezpečnosti povozu o maximální vyuţití kapacity jak daných úseků místních komunikací, tak jejich celku jako systému. Z hlediska psychologie uţívání pozemních komunikací obecně lze dopravu chápat jako spolupůsobení prvků člověk – vozidlo - prostředí. Pojem prostředí je velmi široký a lze do něj zahrnout jak vlivy přírodní, tak vlivy technického charakteru ať jiţ stabilní (stavebně technický stav pozemní komunikace, trasa pozemní komunikace, kvalita povrchu) tak i proměnné – provozní, které jsou oboje výsledkem lidské činnosti a mohou být neustále ovlivňovány (organizace, řízení a regulace dopravy). Z uvedeného vyplývá, ţe provozní opatření zejména z oblasti organizace, řízení a regulace dopravy jsou nedílnou součástí dopravního systému a měly by být předpokladem optimálního vyuţití celého systému – plynulosti, hospodárnosti a bezpečnosti. V návaznosti na předchozí a následující kapitoly je úkolem této kapitoly

návrh

zapojení organizace, řízení a regulace dopravy do městského systému. V řešení provozu na pozemních komunikacích se nejúčinněji a nejvhodněji projevuje vyváţené spolupůsobení všech tří prvků ovládání dopravního proudu v konkrétní dopravní situaci. Souhrnně je lze nazvat reţim dopravy Úlohy a působení jednotlivých prvků tohoto reţimu dopravy je moţno stručně definovat takto:  Organizace dopravy – jde o ovlivňování dopravního proudu z hlediska směrování jeho vedení uzlem nebo územím s cílem optimálního vyuţití kapacity dopravních cest bez ovlivňování a omezování jeho intenzity.  Řízení dopravy – jde o ovládání kolizních dopravních proudů v dopravních uzlech, trasách nebo území s cílem maximálního vyuţití kapacity dopravních cest při minimálním omezení intenzity dopravních proudů.  Regulace dopravy – jde o ovládání dopravního proudu v dopravních uzlech nebo v území s cílem omezování intenzity vybraných směrů nebo druhů vozidel nebo preference vybraných směrů nebo druhů vozidel.

74


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Pro rozhodnutí o zavedení určitého reţimu dopravy v daném území se zpracovávají projektové podklady – dopravně inţenýrská dokumentace a to:  studie organizace a řízení dopravy, většinou s návrhovým obdobím 3 – 7 let, v nichţ se zohlední očekávaný vývoj dopravy zejména z hlediska intenzit dopravních proudů a bezpečnosti provozu; závěry se promítnou do návrhu reţimu dopravy na dané síti pozemních komunikací,  roční projekty organizace, řízení a regulace dopravy, s návrhovým obdobím jednoho roku, v němţ se zohlední jednak postupné etapovité závěry řešení reţimu dopravy zpracované v předchozí studii organizace a řízení dopravy a jednak aktuální očekávané dočasné změny v dopravě vyvolané stavební činností v daném území. Navrţené změny a úpravy reţimu dopravy se v terénu realizují prostřednictvím buďto operativních návrhů organizace, řízení a regulace dopravy nebo technických projektů, které obsahují v závislosti na rozsahu navrţených řešení buďto stavebně technická nebo dopravně inţenýrská opatření. Pro stanovení reţimu dopravy obecně platí zákon č. 361/2000 Sb. o provozu na pozemních komunikacích kde, kromě obecných ustanovení lze místními úpravami, v mezích tohoto zákona, stanovovat místní úpravy tohoto reţimu (tedy organizace, řízení a regulace dopravy). Změny reţimu dopravy mohou být dlouhodobého a trvalého charakteru nebo krátkodobého a přechodného charakteru. K opatřením dlouhodobého a trvalého charakteru patří :  organizační uspořádání provozu na pozemních komunikacích vyšších urbanistických celků (např. ZáKoS),  opatření směřující k zvýšení homogenity dopravního proudu (omezení jízdy některých vozidel),  opatření k ochraně oblastí před vjezdem nebo průjezdem některých vozidel (zóny zákazu vjezdu),  opatření ke omezení kapacity vjezdů do úseků nebo oblastí,  preference vybraných vozidel (MHD, zásobování),  nasměrování průjezdné dopravy na stanovení trasy,  směrování dopravy na záchytná parkoviště  reţim dopravy v prostoru křiţovatek, tras nebo oblastí.

75


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

K opatřením krátkodobého a přechodného charakteru patří:  opatření ke sníţení disproporce mezi intenzitou a kapacitou komunikace nebo uzlu v dopravní špičce,  výběr a vyznačení objízdných tras (uzavírky komunikací),  opatření v úpravách reţimu při nárazových situacích (masové akce, smog). Organizace dopravy, systémy, technické prvky K opatřením, která slouţí k organizačnímu uspořádání provozu

lze přiřadit

především:  vymezení systémů hlavních a vedlejších pozemních komunikací v daném území,  opatření slouţící k dosaţení maximální míry dopravní segregace,  zavádění jednosměrného provozu na komunikacích,  uplatňování zákazů zastavení a stání na komunikacích  oddělování motorové dopravy od nemotoristické,  oddělování veřejné osobní dopravy od individuální automobilové Organizace provozu na síti pozemních komunikací Přednost jízdy v křiţovatkách lze řešit buďto obecným ustanovením zákona č. 361/2000 Sb. „o přednosti vozidla přijíţdějícího zprava“ nebo místní úpravou dopravním značením ve smyslu tohoto zákona. Při návrhu

systému hlavních a vedlejších komunikací je třeba

vycházet z funkčního významu a dopravnímu zatíţení těchto komunikací (ZáKoS). Navrţenému systému by měly odpovídat i technické parametry komunikací (počet a šířka jízdních pruhů, kvalita a druh krytu vozovky apod.).

Obr. 1. 23. Schéma změny obousměrného provozu na jednosměrný v křižovatce.

76


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Zavádění jednosměrného provozu na komunikacích můţe mít více důvodů. Buďto jde o zvýšení kapacity komunikace, zvýšení bezpečnosti nebo získání většího počtu parkovacích míst u komunikací s niţším dopravním významem. Nelze však předpokládat vţdy splnění všech uvedených cílů. Úprava má převáţně charakter trvalé změny. Výjimečně můţe jít o dočasné opatření při pouţití střídavě jednosměrného provozu při vysokých rozdílech intenzit ranní a odpolední špičky. Přednostmi realizace opatření mohou být zjednodušení provozních schémat křiţovatek, sníţení počtu kolizních bodů, zlepšení moţností předjíţdění a tím zvýšení bezpečnosti provozu. Nevýhodami mohou být delší trasy pro obsluhu území, u MHD se sniţuje přehlednost vedení tras linek pro cestující, v případech vázaných trakcí dochází i k zvyšování pořizovacích i provozních nákladů.

Obr. 2. 14. Vznik závleku při jednosměrném provozu.

Omezení stání a zastavování vozidel lze uplatnit například na komunikacích s vysokým podílem průjezdné nebo rychlé dopravy pro zvýšení plynulosti a bezpečnosti dopravy, pokud na těchto komunikacích nelze zřídit zastavovací nebo parkovací pruhy. Omezení se realizuje umístěním příslušných dopravních značek. Omezení některých odbočení vozidel v úsecích komunikací lze uplatnit v situacích, kdy se rušivě projevuje dopravní obsluha přilehlých objektů přímo z dané komunikace určené především k průjezdné dopravě (nebo s vysokou intenzitou). Pokud není moţno tuto obsluhu řešit z fyzicky oddělených souběţných obsluţných pásů (pruhů), můţe být účelné zakázání levých odbočení nebo otáčení vozidel na dané komunikací.

Obr. 2. 15. Možnosti uspořádání provozu při zákazu levých odbočení.

77


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Organizace provozu na křižovatkách Často se jako velmi rušivý prvek, který sniţuje výkonnost křiţovatek, působící velmi nepříznivě i na její plynulost a bezpečnost, projevují některé dopravní pohyby. Především se jedná o negativní vliv vozidel odbočujících vlevo, v některých případech to mohou být i vozidla odbočující vpravo. Odbočující vozidla, která v prostoru křiţovatky vyčkávají na svůj manévr, omezují a zdrţují ostatní provoz a proto je účelné této pohyb zakázat. V tom případě je nutno těmto řidičům určit náhradní trasu a je vhodné ji příslušným informačním značením vyznačit. Zvyšování homogenity dopravního proudu Skladba dopravního proudu je jeho důleţitou charakteristikou ovlivňující i jeho základní charakteristiky i jejich vzájemné působení. Čím je dopravní proud homogennější, tím vyšších charakteristických hodnot můţe dosáhnout. Při vysokém podílu těţkých vozidel je dopravní proud značně nehomogenní. Příčinou nehomogenity jsou značné rozdíly jízdních vlastností, které sniţují výkonnost dané komunikace. Negativně se také projevuje přítomnost zejména rozměrných vozidel a dlouhých jízdních souprav, které zhoršují přehlednost dopravní situace. Zvýšení homogenity dopravního proudu lze dosáhnout trvalým nebo časovým omezením jízdy těchto vozidel a sjednocením rychlosti jízdy. Metody zvyšování homogenity dopravního proudu:  trvalé vyloučení pomalých vozidel – je trvale uplatněno obecnou úpravou zákona na dálnicích a silnicích pro motorová vozidla; na dalších komunikacích lze toto omezení provést uţitím příslušných zákazových značek,  dočasné vyloučení pomalých nákladních vozidel – je v zásadě opět uplatněno na dálnicích s silnicích pro motorová vozidla obecnou úpravou zákona (pátek – neděle). V některých případech lze podobná omezení provést v obdobích dopravních špiček nebo nárazových akcí. Pouţitím příslušných zákazových dopravních značek,  sníţení výrazných rozdílů mezi rychlostmi jízdy jednotlivých vozidel – se v dopravním proudu homogenizuje pouţitím zákazových dopravních nebo informativních značek . Zvýšení homogenity provozu na vybraných komunikacích Rozmanitost sloţitost stavebního uspořádání dopravního prostoru má významný vliv na homogenitu provozu. Hlavními prostředky, které mají přispět k zvýšení této homogenity a tím i zvýšení plynulosti a bezpečnosti provozu jsou stavebně technická a dopravně organizační opatření. K takovýmto rušivým prvkům patří zejména:

78


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

a) značný počet křiţovatek hlavní komunikace s komunikacemi vedlejšími – ten sniţuje plynulost provozu na hlavní komunikaci a omezením počtu těchto křiţovatek a soustředěním kolizí do méně míst, zvyšujeme plynulost, bezpečnost provozu i kapacitu komunikace; omezení křiţovatek lze dosáhnout jak stavebně technickými, tak i organizačními opatřeními.

Obr. 2. 16. Možnost zvýšení homogenity provozu zaslepením křižovatek.

b) prvkem, který omezuje kvalitu reţimu dopravy

jsou také tramvajové zastávky tratí

v úrovni vozovky bez nástupních ostrůvků; prostor komunikace mezi obrubníkem a kolejovým pásem se střídavě vyuţívá jako jízdní pruh nebo jako prostor zastávky s rozdílným hodnocením jeho funkce řidiči a cestujícími.; pokud není dimenzování vhodných nástupních ostrůvků moţné, je nutno zajistit výrazné a přehledné označení zastávky srozumitelné pro řidiče i cestující., c) na bezpečnost a plynulost provozu na silně dopravně zatíţených komunikacích má velmi nepříznivý vliv moţnost volného přecházení chodců přes vozovku; Snaha omezit tento jev umístěním příslušných dopravních značek jsou málo účinné, a proto je vhodnější budovat v takových případech zábradlí nebo kombinace obou opatření. Preference vozidel MHD nebo jiných vybraných skupin vozidel Jedním ze základních principů při návrhu dopravně-urbanistického řešení sídelních útvarů (měst, obcí) je zajištění nejvyšší moţné segregace mezi druhy dopravy. Často není moţné vybudování samostatných systémů pozemních komunikací, které umoţní horizontální i vertikální segregaci. Rozdílné druhy dopravy vyuţívají většinou danou síť pozemních komunikací společně a dochází k jejich vzájemnému ovlivňování a rušení. Jako účelné se v tomto případě projevuje zvýhodnění určitých druhů dopravy před ostatními. a) Vozidla, u nichţ má okamţitá rychlost jízdy zásadní vliv na úspěšnost zásahu při záchraně lidských ţivotů, zdraví nebo majetku pouţívají při plnění úkolů zvukových výstraţných 79


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

znamení doplňovaná přerušovanými modrými světly. Jejich preference je v dopravním proudu zajištěna obecným ustanovením zákona č. 361/2000 Sb. b) Doprava osob při vyuţívání městskou hromadnou dopravou umoţňuje efektivnější vyuţívání pozemních komunikací oproti IAD. Proto je ţádoucí zvýhodnit vozidla MHD před ostatními vozidly především na komunikacích s vysokými intenzitami dopravy a období dopravních špiček. Tuto preferenci je moţno v mezi-křiţovatkových úsecích zajistit vymezení pruhů nebo pásů pro vozidla MHD. Tramvajové tratě by se měly umisťovat přednostně na zvláštní nebo alespoň na samostatné těleso. Problémem je v tomto případě situace, kdy nelze samostatné jízdní pruhy vybudovat ani výjimečně vyuţít tramvajového pásu pro vozidla nekolejové MHD. c) Do značné míry sniţuje efektivnost vyuţití komunikací i nízká obsazenost osobních vozidel IAD zejména při dojíţďce do zaměstnání. Je ţádoucí sdruţování více osob pro dojíţďku do zaměstnání. Řešení dopravní situace v dopravních špičkách Nerovnoměrné rozloţen intenzit dopravy k nerovnoměrnému vyuţívání kapacit komunikací a k vytváření dopravních špiček a sedel. Zhoršení poměru intenzity a kapacity komunikace vede k zhoršení provozních podmínek a případně aţ k zahlcení dopravního systému (kongesce). Vzniklé disproporce a kongesce lze sníţit nebo odstranit sníţením intenzity dopravy nebo zvýšením kapacity daných komunikací během dopravní špičky. Jako vhodná opatření lze použít: a) Časové rozmělnění dopravních špiček rozloţením přepravních objemů do delšího časového období např. rozloţením začátku a konce pracovní doby, školních prázdnin apod.. b) Odklony dopravních proudů do jiných tras, méně zatíţených komunikací. Negativem můţe být vytvoření kongescí tam, kde nejsou, případně můţe jít o prodlouţení tras. Někdy se provozní podmínky v dopravních špičkách mohou projevit vzájemně nevyrovnanými intenzitami protisměrných dopravních proudů. V těchto případech lze uplatnit u komunikací s více, neţ dvěma jízdními pruhy, reverzibilní asymetrické uspořádání provozu, kdy vnější jízdní pruhy mají pouţití neměnné a vnitřní se střídavě pouţívají podle okamţité potřeby pro jeden nebo druhý jízdní směr. V úsecích mezi křiţovatkami u směrově nerozdělených komunikací s více jízdními pruhy lze toto opatření provést bez problémů. Vyznačení funkce jednotlivých jízdních pruhů lze nejlépe provést pomocí světelných signálů umístěných nad jízdními pruhy. Dočasně lze pouţít i umístění dopravními kuţely nebo 80


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

vodícími tabulemi.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obdobně lze pro tuto reverzibilitu pouţít i dvou souběţných

jednosměrných komunikací.

Obr. 2. 17. Asymetrické reverzibilní využití jízdních pruhů.

Podobného účinku, jako při reverzibilním vyuţívání jednotlivých jízdních pruhů lze dosáhnout i reverzibilního vyuţívání souběţných jednosměrných

místních komunikací.

Teoreticky je pouţití poměrně jednoduché, při praktické aplikaci se projevují některé problémy týkající se zejména dopravní obsluhy přilehlých objektů Výběr a vyznačení objízdných tras Změny stavebně technického stavu komunikací nebo změny dopravních vztahů, vyţadují často provést změny stávají organizace dopravy. Tyto mohou být trvalé nebo přechodné. Výběr vhodných organizačních zásahů je závislý na rozsahu potřebných stavebních úprav a na intenzitě dopravy na dané komunikaci. Jedná-li se o zásah menšího rozsahu a nízké intenzity dopravy postačí provedení omezení provozu v místě střídavým projíţděním protisměrných dopravních proudů. Pokud se jedná o práce vyţadující uzavření celé vozovky a vysoké intenzity dopravy je vhodně stanovení objízdné trasy a převedení dopravy na tuto trasu. V tom případě dochází často k situacím, ţe objíţďky jsou vedeny po vedlejších komunikacích, které parametry a stavebně technickým stavem neodpovídají novému dočasnému dopravními zatíţení a významu. Tuto situaci lze řešit dvěma způsoby. V prvém případě nedojde ke změně funkčního zatřídění komunikace a je zachován i reţim dopravy na ní, především přednosti 81


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

jízdy v křiţovatkách. Dochází tak k rozporu mezi funkčním zatříděním komunikace a jejím dočasným dopravním významem. Řada řidičů pouţívajících objíţďku mylně předpokládá, ţe objíţďka je plnohodnotnou náhradou za původní trasu a s tímto vědomím si vynucují v křiţovatkách. Vlivem této psychologické přednosti dochází k častému výskytu dopravních nehod. V druhém případě jsou funkční zatřídění i nová organizace dopravy přizpůsobeny nové situaci, kdy dochází i ke změně přednosti v jízdě. Tímto naopak dochází k narušení zaţitých zvyklostí zejména u místních řidičů a potenciálnímu nebezpečí výskytu dopravních nehod z této příčiny. Uvedená narušení návyků je nutno brát při návrhu kaţdé změny organizace dopravy v úvahu a na změny řádně řidiče upozornit dopravním značením nebo i zvýšeným dozorem policie. Takovéto změny by se neměly provádět neuváţeně a na krátká časová období (nejméně 2 měsíce).

Obr. 2. 18. Reverzibilní uspořádání jednosměrného provozu na souběžných komunikacích.

Organizace optimálního využití parkovišť Jedním ze základních předpokladů efektivního vyuţívání parkovacích kapacit přímo na konkrétním parkovišti jsou důsledné vyznačení jednotlivých stání a jednoduchá orientace a organizace příjezdů a odjezdů. Tohoto cíle lze dosáhnout buďto jen uţitím příslušného dopravního značení u menších parkovišť nebo kombinací informačního systému a dopravního značení u větších parkovišť a parkovacích objektů. Systémy, které zajišťují sběr a vyhodnocování informací o obsazenosti parkovacích kapacit umoţňují následné navádění

82


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

řidičů na volná parkoviště nebo na daném parkovišti přímo na parkovací místo. Systémy mohou být budovány jako:  Systémy autonomní, které sledují pomocí zabudovaných čidel vyuţití kapacity daného parkoviště a na vjezdu signalizují stav jeho obsazení.  Subsystémy fungující v rámci centrálního systému řízení dopravy nebo jeho oblasti. Popis je uveden v části řízení dopravy. Organizace pěšího provozu Pěší provoz je spolu s ostatními účastníky provozu na pozemních komunikacích důleţitým prvkem řešení. Potřeba jeho řešení a význam jsou dány především tím, ţe v případných konfliktech s dopravními prostředky je chodec nejzranitelnějším účastníkem provozu. Obdobně, jako u ostatních druhů dopravy vychází řešení pěší dopravy z prostorového uspořádání, ze stavebně technického řešení komunikací a ploch a dopravně inţenýrských opatření. Zásady organizačních opatření jsou dány jednak obecnými ustanoveními zákona a jednak dopravně inţenýrskými podmínkami uvedenými především v normě. Jde zejména o:  povinnost chodců uţívat k chůzi chodníky, pokud jsou vybudovány, jinak levé krajnice vozovky tam, kde chodník není vybudován, výjimečně pravé krajnice, je-li dostatečně široká,  přecházet vozovku v místech, kde jsou vyznačeny přechody pro chodce, řízené nebo neřízené SSZ, podchody nebo nadchody, v jiných místech přecházet vozovku kolmo bez zbytečného zdrţování se na ní,  budování a uţívání komunikací pro pěší segregovaných od motorové dopravy. Příslušná organizační opatření se v terénu realizují užitím dopravních značek a zařízení. Organizace cyklistické dopravy Cyklistická doprava postupně nabývá na významu, přestoţe z hlediska objemů nemá ve většině případů příliš velký vliv na dopravní situaci. Nicméně zejména z pohledu bezpečnosti provozu cyklistů je ţádoucí jejich provoz organizovat (i regulovat – viz dále). Obdobně, jako u pěšího provozu je nutno věnovat pozornost především stavebně technickému řešení. Zvýšení segregace cyklistické dopravy od motorové zejména v úsecích vyšších jízdních rychlostí a intenzit motorové dopravy je nezbytnou nutností, i přesto, ţe je to spojeno s vysokými nároky na investice a plochy.

83


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obdobně, jako pro chodce jsou moţná opatření vyplývající přímo z obecných ustanovení zákona č. 361/2000 Sb. nebo se realizují v konkrétních dopravních situacích organizační opatření na základě dopravně inţenýrského návrhu. Patří zde především:  jízda cyklistů v pěší nebo obytné zóně,  vymezené jízdní pruhy pro cyklisty na vozovce,  vymezené cyklistické pásy v dopravním prostoru pozemní komunikace nebo samostatné stezky pro cyklisty,  jízda cyklistů v protisměru jednosměrných komunikací. K zavedení provozu cyklistů se uţívá příslušných dopravních značek a zařízení.

Příklady proměnných dopravních značek:

Obr. 2. 19. Proměnné dopravní značky v provedení z otočných panelů, které jsou doplněny výstražnými světly žluté barvy.

Obr. 2. 20. Proměnné dopravní značky v provedení z LED diod.

Pro stanovování pravidel organizace dopravy se pouţívají především svislé a vodorovné dopravní značky a zařízení. 84


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Svislé značky se (viz TP 65) podle významu obvykle umísťují při pravém okraji vozovky nebo nad vozovkou. Pro zvýraznění dopravní sutuace se mohou značky umisťovat i při levém okraji vozovky nebo nad vozovkou. Zákazové a příkazové značky, které se vztahují k provozu vpříslušném jízdním pruhu, se umisťují nad tímto jízdním pruhem. Boční umístění k vozovce se provádí tak, aby značka ani její nosná konstrukce nezasahovala do vymezené části doopravního prostoru. Nosné konstrukce značek a dopravních zařízení mohou zasahovat pouze dop růchozího prostoru chodce, a to za předpokladu, ţe v daném místě zústane volná šířak 1,50 m. Nejmenší vodorovná vzdálenost bliţšího okraje svislé značky, dopravního zařízení včetně jejich nosné konstrukce od vnějšího okraje zpevněné části krajnice, případně od vozovky, je 0,50 m; největší zdálenost je pak 2,00 m. Ve výjimečných případech je moţno v obci nejmenší vzdálenost sníţit na 0,30 m. Výše uvedené zásady s nevztahují na dopravní značky a zařízení, která označují překáţky provozu, pracovní místa a jiná obdobná dopravní omezení. Výškové umístění značky a zařízení vedle vozovky Výškově se značky umístěné vedle vozovky umísťují tak včetně dodatkové tabulky nejméně 1,20 m nad úrovní vozovky nebo okolního terénu, na mostních objektech je spodní okraj nejníţe umístěné značky 2,50 m nad úrovní vozovky. Spodní okraj velkoplošné značky, která není umístěná za svodidlem nebo na mostním objektu, je nejméně 1,50 m nad úrovní vozovky nebo terénu. V místech, kde je nutno umístit značku do průchozího prostoru pro chodce, je spodní okraj nejníţe umístěné značky ve výšce nejméně 2,20 m nad úrovni vozovky nebo chodníku (výjimečně 2,00 m). V místě, kde je nutno umístit podpůrnou konstrukci značky do průjezdného prostoru cyklistů, je spodní okraj nejníţe umístěné značky ve výšce 2,50 m nad úrovní stezky pro cyklisty nebo stezky pro chodce a cyklisty. Odlišně se umísťují značky – návěstní desky označující ţelezniční přejezd ( nejméně 0,30 m), přikázané směry jízdy a objíţdění (nejméně 0,60 m), kilometrovník (nejméně 0,40 – 0,80 m).

85


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Výškové umístěná značky a zařízení nad vozovkou Výška mezi spodním okrajem značky včetně dodatkové tabulky je nejméně nad úrovní vozovky:  5,00 m u dálnic, silnic I. a II. třídy,  4,70 m u silnic III. třídy a místních komunikací rychlostních a sběrných,  4,40 m u místních komunikací obsluţných a účelových komunikací.  Spodní okraj nejníţe umístěné dopravní značky můţe být nejvíce 5,35 m nad úrovní vozovky. V případě blízkosti trolejového vedení musí okraj zavěšených dopravních značek v bezprostřední blízkosti v bezpečnostní

vzdálenosti od elektrických vodičů podle

přísplušných norem (ČSN 33 3516 Předpisy pro trakční vedení tramvajových a trolejbusových drah).

Obr. 2. 21. Rozmezí maximální a minimální vzdálenosti umístění značek podél vozovky

Vodorovné dopravní značky se pouţívají buďto samostatně nebo většinou společně se svislými značkami. Podmínky pro jejich uţití a umístění stanoví vyhláška č. 30/2001 Sb. a TP 65. Dopravní zařízení slouţí k doplnění svislého a vodorovného značení ke zvýraznění řešení dané dopravní situace organizace dopravy. Patří mez ně zejména dopravní kuţel, zábrana pro označení uzavírky, vodicí tabule, směrová deska, vodicí deska atd.). Uţívá se a umisťuje na komunikacích v souladu s výše uvedenými předpisy.

86


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Řízení dopravy, systémy, technické prvky Propustnost dopravních uzlů (křiţovatek), souvislých průjezdů územím jak v linii, tak v plošném souboru na sebe navazujících komunikací je nezbytně nutné z hlediska zejména vyuţití kapacity sítě daného systému. Pro zajištění této propustnosti slouţí zejména řízení dopravy pomocí světelně signalizačních zařízení umístěných v místech, která jsou pro to nejdůleţitější. Míra vzájemných návazností na jednotlivé prvky řízení a uzly závisí na sloţitosti dané dopravní situace a kvalitě sítě systému řízení počínaje izolovanými uzly a konče centrální systémem řízení dopravy s vyuţitím inteligentních řídících systémů a telematických aplikací přenosů dat, informací a povelů. K opatřením, která slouţí k řízení provozu lze přiřadit především:  řízení provozu v dopravních uzlech světelně signalizačním zařízením (SSZ) izolovaně, v koordinovaných liniových tazích v celé ploše v pevných cyklech,  řízení provozu v dopravních uzlech SSZ izolovaně, v koordinovaných liniových tazích v celé ploše v reţimu závislém na dopravě,  řízení provozu v dopravních uzlech SSZ izolovaně, v koordinovaných liniových tazích v celé ploše v reţimu závislém na více kriteriích (intenzity dopravy, kongesce, nehody, povětrnostní vlivy, smog). Preference vozidel MHD nebo jiných vybraných skupin vozidel V návaznosti na oblast organizace dopravy je moţno pro zajištění nejvyšší moţné segregace v místech dopravních uzlů (především křiţovatek řízených SSZ) zvýhodnit průjezd vybraných druhů vozidel: a) Vozidla, u nichţ má okamţitá rychlost jízdy zásadní vliv na úspěšnost zásahu při záchraně lidských ţivotů, zdraví nebo majetku pouţívají při plnění úkolů zvukových výstraţných znamení doplňovaná přerušovanými modrými světly. Jejich preferenci lze při průjezdu křiţovatkou zajistit předvolbou volného průjezdu a to buďto v systému lokální preference v kaţdém uzlu zvlášť nebo v systému centrálního řízení dopravy. b) Doprava osob při vyuţívání městskou hromadnou dopravou umoţňuje efektivnější vyuţívání pozemních komunikací oproti IAD. Proto je ţádoucí zvýhodnit vozidla MHD před ostatními vozidly především na komunikacích s vysokými intenzitami dopravy a období dopravních špiček. Tuto preferenci je moţno pro vozidla MHD v křiţovatkách, v nichţ je provoz řízen SSZ zajistit obdobně předvolbou volného průjezdu úsecích zajistit

87


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

to buďto v systému lokální preference v kaţdém uzlu zvlášť nebo v systému centrálního řízení dopravy případně za součinnosti vymezení pruhů nebo pásů.

Obr. 2. 1. Schéma aktivní detekce vozidel s využitím inframajáků.

Obr. 2. 2. Schéma aktivní detekce vozidel s využitím GPS (Galileo).

Obr. 2. 3. Diagram dráha – čas, znázornění pohybu autobusu v liniové koordinaci.

88


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Optimální využití parkovišť Návazně na oblast organizace dopravy lze pro optimální vyuţití parkovacích kapacit vyuţít centrálních systémů řízení dopravy. Systémy, které zajišťují sběr a vyhodnocování informací o obsazenosti parkovacích kapacit umoţňují následné navádění řidičů na volná parkoviště nebo na daném parkovišti přímo na parkovací místo. Systémy mohou být budovány jako:  Systémy autonomní, které sledují pomocí zabudovaných čidel vyuţití kapacity daného parkoviště a na vjezdu signalizují stav jeho obsazení.  Subsystémy fungující v rámci centrálního systému řízení dopravy nebo jeho oblasti. Pomocí zabudovaných čidel rovněţ sleduje vyuţití kapacity daného parkoviště a informace a na vjezdu signalizuje stav obsazení a současně předává tuto informaci do centra sytému řízení dopravy. Na základě těchto informací z jednotlivých parkovišť zařazených do systému jsou řidiči na příjezdových trasách informováni pomocí proměnných dopravních značek o moţnostech zaparkování. Tento systém zrychluje dobu na zaparkování vozidel a současně odstraňuje zbytečné jízdy vozidel, jejichţ řidiči hledají volné parkoviště. Lze konstatovat, ţe úspora na těchto zbytečných jízdách se můţe pohybovat aţ na úrovni 30%.

Obr. 2. 4. Příklad proměnných dopravních značek pro navádění na parkovací kapacity.

89


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Inet Dispečink

RTS

Křiţovatka

Obr. 2. 5. Schéma komunikace při centrální preferenci vozidel.

Obr. 2. 6. Schéma příkladu subsystému pro detekci jízdy na červenou.

90


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 7. Možnost centrálního systému řízení dopravy v Ostravě.

Jako základní technický prvek pro systémy řízení ovládající dopravní proudy je soustava řadič – návěstidlo. K těmto komponentům se dále přiřazují další prvky podporující zvyšování rozsahu, úrovně a kvality systému řízení dopravy. Těmito prvky jsou například pro oblast sběru dat dopravní detektory, meteohlásiče, pro oblast řízení provozu dohledové kamery sledující provoz vozidel i vlastní technologii, kamery pro průjezd na červenou, pro oblast informací inframajáky, optické kabely.

Obr. 2. 8. Příklad zpracovaného signálního plánu řízení provozu SSZ v křižovatce.

91


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Pro vlastní umístění prvků v terénu platí příslušní čs. normy a TP, zejména ČSN EN 12675 Řízení dopravy na pozemních komunikacích – Řadiče světelně signalizačních zařízení. Pro umístění zařízení řízení dopravy podél vozovky a nad ní platí obdobné podmínky, jako pro umístění dopravních značení a zařízení popsaní v kapitole organizace dopravy. Regulace dopravy, systémy, technické prvky Dostavba dopravní infrastruktury měst nebo všech sídelních útvarů obecně nepostihuje poţadavky kladené na ni vyplývající z vývoje těchto útvarů. Dopravně organizační, řídící i regulační opatření mající za úkol, kromě naplnění zásad bezpečnosti, hospodárnosti a plynulosti provozu, především pomoci této infrastruktuře dané dopravní problémy zvládnout nejsou však vţdy zcela buďto v souladu s existujícími poţadavky nebo nejsou realizována vůbec. Z těchto důvodů existuje zvýšená potřeba jejich efektivního vyuţití především ve větších městech a jejich centrálních oblastech, a to především z těchto důvodů:  podstatně vyšší hustota sítě komunikací, větší četnost křiţovatek a menší vzdálenosti mezi nimi,  obecně vyšší intenzita dopravy, v některých případech i poněkud odlišný průběh intenzit v průběhu dne,  větší nutnost a vyšší objemy zajištění dopravní obsluhy přilehlého území,  vyšší vzájemná vazba a ovlivňování jednotlivých druhů dopravy,  váţnější negativní důsledky dopravy na okolí (kongesce, nehody, emise). Při návrzích dopravního řešení těchto sídelních útvarů, a to jak při návrhu sítě pozemních komunikací, dopravní infrastruktury, tak i při návrzích organizace, řízení a regulace dopravy je nutné vycházet z poţadavků na dosaţení vysokého stupně segregace. Vzhledem k omezeným moţnostem v budování sítí pozemních komunikací není obvykle moţno této úrovně segregace dosáhnout. Tím větší význam má pak vyuţití dostupných metod a systémů organizace, řízení a regulace dopravy. Jedním z hlavních cílů by mělo být v současné době trvalé nebo alespoň časově omezené dopravní zklidnění vybraných městských částí (obytné soubory a centra)

92


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

K opatřením, která slouţí k regulačnímu uspořádání provozu lze přiřadit především:  opatření slouţící k dosaţení maximální míry dopravní segregace v dopravním proudu,  omezování některých pohybů a manévrů na komunikacích,  opatření k ochraně oblastí před vjezdem nebo průjezdem některých vozidel (zóny zákazu vjezdu),  zavádění zón regulace parkování osobních i nákladních vozidel,  vyloučení motorové dopravy z vybraných komunikací,  zavádění zón s regulovaným a kontrolovaným parkováním,  vytváření pěších a obytných zón. Omezování jízdy vybraných druhů vozidel Z hlediska ochrany obytných souborů před nadměrným hlukem, optimalizace parametrů obsluţných komunikací je ţádoucí zamezování průjezdu a vjezdu těţkých a nákladních vozidel do těchto území. Omezení nebo úplný zákaz se řeší umístěním příslušných informativních a zákazových značek na vjezdy do dané oblasti. Regulace statické dopravy Trvale závaţným problémem všech větších a velkých měst je parkování a odstavování vozidel. To je dáno, kromě existujícího objemu motorových vozidel (zejména pak osobních), hybností osob a podílu IAD na dělbě přepravní práce, skutečností, ţe osobní vozidlo v průměru jen asi 10% času je v pohybu a zbývajících asi 90% času je zaparkováno nebo odstaveno. Nároky na parkovací a odstavné plochy včetně infrastruktury jsou vysoké a stále nedostatečně pokrývané. Výrazný problém je zejména v oblasti parkování vozidel v dopravně exponovaných místech (centra měst) kde kromě výstavby parkovacích objektů je nutno optimalizovat vyuţívání parkovacích kapacit regulací jejich uţívání. Principem této optimalizace je většinou zvýhodnění krátkodobého parkování návštěvníků, dlouhodobého parkování obyvatel dané oblasti na úkor dlouhodobého parkování, pro které se v dostupných místech (především terminálech veřejné osobní dopravy) zřizují záchytná parkoviště (systém P + R) a na okraji v docházkové vzdálenosti do exponovaného místa (centra) odstavná parkoviště (systém P + G). Realizace regulačních prvků se provádí vymezením oblastí zavedené regulace parkování a umístěním na vjezdech do nich příslušných informačních značek a vymezením způsobu parkování uvnitř přímo na daných komunikacích a parkovištích.

93


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Při nedostatečném počtu parkovacích míst v atraktivních částech měst se uplatní uvedený princi preference krátkodobého parkování (do 2 hodin parkování) před parkováním dlouhodobým (nad 2 hodiny parkování). Formy regulace: a) Omezení doby parkování dopravním značením konkrétního parkovacího stání nebo parkoviště dopravním značením, kde je uvedena maximální doba parkování. b) Předchozí způsob můţe být doplněn povinností uţít parkovací kotouč, na kterém uţivatel vyznačí dobu zaparkování. c) Vymezené parkovací kapacity lze s omezenou dobou parkování lze doplnit zpoplatněním úhradou poplatku u obsluhujícího personálu; podmínky jsou uvedeny v parkovacím řádu nebo na dodatkové tabulce dopravní značky, d) Reţim parkování je doplněn parkovacími hodinami nebo parkovacím automatem, který můţe být umístěn na vjezdu do parkoviště; parkoviště musí být doplněno provozním řádem nebo musí být reţim uveden na dodatkové tabulce dopravní značky parkoviště. Mimořádné dopravní podmínky Podmínky vyţadují mimořádnou pozornost. Především jde o rekreační návraty, sportovní nebo společenské akce především pak o smogové stavy. Je při nich nutno zejména výrazně omezit objemy dopravy v síti komunikací. V oblasti regulace dopravy se pouţívá opatření. Která jsou buďto jiţ předem připravena v centrální databázi řídícího systému dopravy nebo je operativně řešena za spolupráce s policií. Regulace pěšího a cyklistického provozu Jak bylo uvedeno v předchozím textu je provoz chodců i cyklistů zranitelnější, neţ provoz motorových vozidel. V některých situacích, zejména v případech vysokých intenzit a rychlosti jízdy motorové dopravy je ţádoucí zamezit vstupu nebo těsného kontaktu chodců a cyklistů s motorovou dopasou. Některá tato omezení jsou zakotvena přímo v obecných ustanoveních zákona č. 361/2000 Sb., ostatní lze podle potřeby realizovat na základě dopravně inţenýrských regulačních opatření. Z obecných je to především zákaz vstupu chodců a cyklistů na dálnice, silnice pro motorová vozidla nebo rychlostní místní komunikace, povinnost vést jízdní kolo. U místních úprav se postupuje podle konkrétní dopravní situace např. omezení nebo zákaz pohybu chodců v nepřehledných místech. 94


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Pro umístění značek a zařízení regulace dopravy podél vozovky a nad ní platí stejné podmínky, jako pro umístění dopravních značení a zařízení popsaní v kapitole organizace dopravy. Mimořádné dopravní podmínky Tyto podmínky vyţadují mimořádnou pozornost.

Vznikají při významném

krátkodobém zvýšení intenzit dopravy, které je zapříčiněno rekreačními návraty, sportovními nebo společenskými akcemi, případně smogovými stavy.

V těchto případech se, kromě

samotných dopravních kongescí, projevují výrazněji některé negativní psychické vlastnosti řidičů, výrazněji se také projevuje účast nezkušených řidičů. Jejich řešení lze provádět buďto pouţitím některých jiţ výše popsaných opatření, zejména centrálního systému řízení dopravy, a dohledu policie. Dynamický režim dopravy Většina organizačních i regulačních opatření má statický – neměnný charakter, jejichţ trvání probíhá nezávisle na případné změny původních podmínek a okolností. Mnohá opatření, která jsou za určitých, a pro jejich zavedení, v tu chvíli opodstatněna, mohou být v dalším časovém období v jiných podmínkách zbytečná nebo aţ škodlivá. V řadě zavedených opatření určitých typů, jako jsou především stanovené objízdné trasy, nelze jejich trasování nebo charakter dopravního reţimu měnit, nicméně v oblastech směrování dopravních proudů vyplývajících z nárůstu intenzit je moţno jejich trvání či míru omezení, měnit. Řada opatření je uplatňována v přímé vazbě na zjištěnou danou dopravní, dopravně bezpečnostní nebo klimatickou situaci. Je proto v těchto případech vyuţívat centrálních systémů řízení dopravy, v nichţ se uplatní i promítnou rovnováţně a rovnocenně všechny tři oblasti reţimu dopravy – organizace, řízení i regulace pouţitím prvků trvalých i proměnných dopravních značek, změn signálních plánů SSZ uzlů a jejich skladby.

95


Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Veřejnost

Dispečerské pracoviště 14

15

Dopravně Řídící Centrum

16

Dopravně Informační Centrum

Monitoring a vizualizace Systém řízení dopravy

Autor: Ing. Jiří Tichý

Systémy třetích stran (DP, OK, RDS-TMC, sdělovací prostředky, atd.)

Modelování a predikce 17

Zpracování a analýzy dat

7

SYSTÉMY

Kapitola II.

9

12

11

10

6

5

DATA

Datový sklad

2

1 Křižovatkové řadiče, telematická čidla, informační tabule, proměnné značení, mýtné brány, atd.

8

Informační zdroj JSDI

3 Další informační zdroje (počasí, vizuální informace, atd.)

4

Data z vozidel (GPS, rychlost, atd.)

ZDROJE

13

INFRASTRUKTURA

Obr. 2. 9. Schéma celkového systému dynamického řízení dopravy.

Naváděcí systémy k vybraným místům Velká města s koncentrovanou zástavbou a z toho vyplývající soustředěnou dopravou s vysokými objemy vyţadují kvalitní orientaci řidičům pro rychlé a bezkolizní dosaţení potřebného cíle. K tomu by měly slouţit naváděcí systémy fungující buďto autonomně nebo jako subsystémy centrálního řízení dopravy. Mezi takové cíle mohou patřit ( v závislosti na dopravně- urbanistickou strategii města) záchytná parkoviště, terminály VOD, centrum apod.). Vnějšími technickými prostředky pro zajištění informací jsou soustavy proměnných dopravních značek spojené s dynamickým řízením provozu SSZ na strategických uzlech tras vedoucích k danému cíli. Výchozím podkladem je zpracovaná dopravně inţenýrská dokumentace.

96


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Navigace řidičů na volná parkovací místa

Pracoviště dopravního inženýra

Telematická Databáze TDB

Prezentace dopravních informací

Sběr informací o parkovací kapacitě

Obr. 2. 10. Ukázka principu řešení naváděcího subsystému v oblasti parkování vozidel.

2.2.2 Segregace dopravy, prvky zklidňování dopravy na místních komunikacích Úvodní zásady, podklady Předpokladem vytváření funkčního dopravního systému sídelního útvaru (města či obce), účinného jak pro uţivatele místních komunikací, tak šetrného k jeho obyvatelům, s maximálním moţným stupněm ochrany ţivotního prostředí a úrovně bezpečnosti silničního provozu, je odvedení zbytné dopravy (tj. dopravy, která nemá v daném území cíl ani zdroj) mimo něj. Odvedení tranzitní dopravy znamená, ţe na celoměstské úrovni jsou pro ni vybudovány obchvaty mimo toto území, tranzitní doprava vedená obytnými čtvrtěmi či centrální oblastí je převedena na jejich okraj, zrovna tak doprava napříč historickým centrem je odvedena mimo tuto oblast. To jsou základní postupy řešení tranzitní dopravy. Tím však problém dopravy ve městech není vyřešen. Proto se přistupuje k dopravnímu zklidňování, coţ znamená zejména odstranění nadřazenosti automobilové dopravy ve vyuţívání dopravní sítě komunikací funkčních skupin B a C a vytvoření lepších podmínek pro městskou hromadnou dopravu, chodce a cyklisty. Zklidňovací opatření mají působit jak na sníţení intenzity provozu, tak na sníţení rychlosti jízdy motorových vozidel. Rozhodujícími podklady řešení dopravního zklidnění by měly být v oblasti dopravního inţenýrství projekty organizace a řízení dopravy dopracované, případně, pokud to vyţaduje rozsah stavebních úprav, prováděcí projektovou dokumentací. Technickými podklady jsou zejména ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací, TP 103 Navrhování obytných zón, TP 85 Zpomalovací prahy, TP 132 Zásady návrhu dopravního zklidňování na místních komunikacích. 97


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Pro působení na zklidňování dopravy lze vyuţít dvou hlavních oblastí:  systémové při utváření sídelního útvaru segregací jeho funkčních ploch a směrováním dopravních cest v závislosti na jejich intenzitách a vlivu na okolí do příslušných koridorů,  technické řešící jiţ přímo fyzický provoz vozidel v daném dopravním prostoru zejména z hlediska rychlosti a intenzity. Metody systémového zklidňování dopravy Základním cílem (a současně i nástrojem) je sniţování intenzity průjezdné dopravy a směrování cílové i zdrojové dopravy v daném sídelním útvaru nebo zóně do určených tras. Hlavními nástroji jsou dopravně-inţenýrská dokumentace, v níţ by měly být zapracovány všechny zásadní návrhy na řešení a která by měly být hlavním podnětem nebo i součástí územně plánovací dokumentace daného územního celku. Metody mohou být zpracovány ve formě negativní (stanovením určitého zákazu) nebo pozitivní (vymezením určité dopravní trasy). Mezi metody lze zařadit vymezování oblastí s omezeným vjezdem vybraných druhů vozidel nebo dopravních směrů, vymezování tras městských dopravních okruhů, stanovování tras pro nákladní dopravu. Metody technického zklidňování dopravy Základním nástrojem zklidňování dopravy je sniţování rychlosti jízdy vozidel. Za optimální úroveň této rychlosti se povaţuje hodnota 30 km. h-1. Řidiči však tuto rychlost většinou nedodrţují, a proto se přistupuje k dalším opatřením, která nutí řidiče ke sníţení rychlosti jízdy. Je zájmem řešitelů, aby tato opatření působila na řidiče psychologicky (prvky psychologickými) nebo fyzicky (prvky fyzickými), případně v kombinaci obou. Příkladem psychologického prvku směřujícího k omezení rychlosti jízdy jsou speciální vodorovné značení – klikatá čára zuţující opticky vozovku, nebo opticko akustické brzdy, coţ jsou příčné čáry s povrchem odlišným (a plasticky nadvýšeným) od jízdního pruhu a se zkracující se vzájemnou vzdáleností směrem ke kritickému místu. Fyzickým prvkem jsou zpomalovací prahy, šikany, okruţní křiţovatky nebo zúţení jízdních pásů tvořené zúţením šířky jízdního pruhu mezi obrubami nebo vkládáním dělicích ostrůvků, vysazených ploch, parkovacích pruhů nebo jejich kombinací. Kombinace dvou a více prvků dopravního zklidňování znásobuje jejich účinky na sníţení rychlosti jízdy vozidel a tím zvýšení bezpečnosti chodců i celého dopravního procesu. V kaţdém konkrétním případě je třeba zváţit klady a zápory navrhovaného řešení a po jejich realizaci provádět vyhodnocování účinnosti.

98


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Psychologická opatření ke zklidňování dopravy Opatření, která směřují ke zvýšení pozornosti řidičů a která přispívají ke sníţení rychlosti jízdy (okruţní křiţovatky, lokální zúţení jízdního pásu, vysazené chodníkové plochy, ochranné ostrůvky, zastávkové mysy, směrové šikany, zpomalovací prahy, optickoakustické brzdy). Fyzická (technická) opatření ke zklidňování dopravy Technická opatření, jejich provedení v terénu by mělo vycházet z dopravně inţenýrské dokumentace zpracované na základě podrobného provedení analýzy dané dopravní situace. Zpomalovací prahy Zpomalovací prahy jsou jedním z opatření dopravního zklidnění cestou fyzického omezení rychlosti jízdy vozidel. Působí změnou stavebně technických podmínek komunikace na jízdu vozidla. Jsou pouţívány především na komunikacích funkčních skupin C a D, v odůvodněných případech lze je pouţít i u funkční skupiny B (například pro průtahy těchto komunikací menšími obcemi). Zpomalovací prahy se navrhují jako typy úzké, široké integrované s přechodem pro chodce, jako polštáře nebo jako zvýšené plochy například v křiţovatce podle zmíněných TP 132. Zpomalovací prahy se umisťují tam, kde je potřeba přinutit řidiče dodrţovat povolenou nebo poţadovanou rychlost jízdy (u škol, u míst výskytu dětí nebo osob se sníţenou schopností pohybu, před přechody pro chodce, na vjezdech do obytných a pěších zón apod.). Místa, na kterých je práh umístěn, musí být řádně vyznačena dopravním značením a dostatečně osvětlena veřejným osvětlením. Jejich umístění na komunikacích funkční skupiny B a na průtazích silnic je nutno projednat s příslušnými silniční správními orgány se souhlasným stanoviskem. Opatření pro regulace rychlosti jízdy Opatření pro regulaci rychlosti jízdy se navrhují v převáţné většině na průjezdných úsecích silnic na začátku souvislé zástavby obce nebo jiných kritických místech soustředěného výskytu příčných vazeb, pro zdůraznění jiného reţimu dopravy v zastavěném území. Tato opaření mají svými parametry působit na sníţení rychlosti jízdy buďto psychologicky nebo fyzicky znemoţnit jízdu vyšší rychlostí nad poţadovanou výši (okruţní křiţovatka, ostrůvek, směrová šikana). Zmíněná opatření mohou také působit společně. Obrázky 2.33 aţ 2.36 schematicky dokumentují příklady zklidňovacích a bezpečnostních prvků v doporučeném uspořádání na vjezdech do obcí v průjezdných úsecích silnic nebo 99


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

v kritických úsecích místních komunikací ve smyslu TP 132. Všechna opatření musí být opatřena příslušných dopravním značením a vhodně osvětlena veřejným osvětlením.

Obr. 2. 11. Opatření pro regulaci rychlosti jízdy na průjezdních úsecích silnic na začátku souvislé zástavby.

Obr. 2. 12. Regulační opatření v rychlosti jízdy na průjezdním úseku silnice na začátku souvislé zástavby.

100


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Obr. 2. 13. Opatření regulace rychlosti na průjezdním úseku silnice na začátku souvislé zástavby.

Obr. 2. 14. Opatření regulace rychlosti jízdy na průjezdním úseku silnice na začátku souvislé zástavby.

101


Kapitola II.

Posouzení sítě pozemních komunikací z hlediska kapacity Kapitola II.

Autor: Ing. Jiří Tichý

Další fyzická opatření Mezi tato opatření můţeme zařadit zklidněné komunikace (místní komunikace funkční skupiny D1) a zejména komunikace funkční skupiny C s omezením rychlosti jízdy na 30 km/h. Komunikace funkční skupiny C s rychlostním omezením mohou rovněţ vytvářet zklidněné zóny (tzv. zóny tempo 30) v územním rozsahu co největším v prostoru mezi komunikacemi funkční třídy B a případně A. Vjezdy do zklidněné zóny se označí dopravním značením a mohou se zdůraznit i zpomalovacím prahem podle TP 132. Uvnitř této zklidněné zóny se doporučuje uţít zpomalovací prvky podle TP 132 nebo TP 85, zejména zvýšené plochy v křiţovatkách, vysazené plochy, směrové šikany, zúţení jízdního pásu apod. v takových odstupech, které zajistí dodrţení poţadované rychlosti jízdy.

2.2.2.1

Obr. 2. 15. Příklady dopravního zklidnění místních komunikací.

102


Kapitola III. ITS (INTELIGENTNÍ DOPRAVNÍ SYSTÉMY) Autor: Ing. Václav Škvain

3

3.1 Úvod Počátky inteligentních dopravních systémů (ITS) lze datovat do 60. a 70. let 20. století. V Japonsku (1973) tehdy vznikl první projekt s názvem CACS (Comprehensive Automobile Traffic Control System), jehoţ základním úkolem bylo dynamicky řídit provoz na komunikacích. Z technického hlediska se jednalo antény zabudované v povrchu vozovky, které fungovaly jako komunikační linka mezi vozidly a infrastrukturou. Prvního nasazení se projekt dočkal v Tokiu a jeho výsledkem bylo potvrzení efektivnosti dynamického řízení dopravního proudu. Pilotní projekt dal pak vzniknout obdobným projektům v USA a v Evropě s podobným technickým řešením. Dalšího rozmachu se ITS dočkaly s nástupem výkonných výpočetních a telekomunikačních systémů (90. léta 20 století), kdy byly realizovány významné pilotní projekty (UTMS (Universal Traffic Management Systems), ASV (Advanced Safety Vehicle), ARTS (Advanced Road telematics in the Southwest) v Japonsku, MOBILITY 2000 a IVHS v USA a DRIVE, ROMANSE nebo PROMETHEUS v Evropě. ITS v moderním pojetí představují spojení informačních a komunikačních technologií s vozidly a dopravními sítěmi (u nás se ITS někdy označuje pojmem dopravní telematika, coţ je spojení slov telekomunikace a informatika). Zdokonalením stavu výpočetní techniky se tyto systémy a sluţby uplatnily na různých úrovních dokonalosti po celém světě. Smyslem zavádění ITS je zlepšit kaţdý článek dopravního řetězce, sníţit dopad jeho vlivů na ţivotní prostředí a optimalizovat jeho řízení v provozu a dopravních tocích. ITS má slouţit cestujícím, řidičům, správcům dopravní infrastruktury, provozovatelům dopravy, veřejné správě i bezpečnostním sloţkách (např. IZS – integrovaný záchranný systém) a spojit jejich potřeby do jednoho výsledného systému. Výsledkem takového propojení vznikne informační nadstavba nad dopravou, která umoţní při současném respektování potřeb jednotlivých uţivatelů ITS optimalizovat dopravní toky a zvýšit tak plynulost dopravy i bezpečnost provozu. Optimalizací dopravy zároveň dojde k její vyšší efektivitě. Dopravní telematika je tedy účelným nástrojem pro zlepšení dopravní situace bez dalšího rozšiřování komunikační sítě. Většina zemí Evropy se na příchod ITS připravuje tvorbou národních koncepcí implementace telematiky, a to i včetně České Republiky. Zároveň je nutno provést 103


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

standardizaci všech prvků telematických systémů, neboť je zřejmé, ţe ITS nebudou působit pouze na lokální úrovni, ale svým přesahem zahrne celý evropský kontinent.

3.2 Základní definice a pojmy Dopravně – přepravní řetězec – dopravně – přepravním řetězcem, je soubor objektů přepravy, dopravních prostředků, dopravních cesta terminálů. Objekt dopravy – objektem dopravy se rozumí proces přemístění zboţí a osob. Objekt přepravy – objekt přepravy definuje souhrnný pohyb pro přepravované materiály, zboţí a osoby a dle jeho charakteru lze dopravu členit na osobní a nákladní. Dopravní prostředek – dopravní prostředek je základní dopravní element (vozidlo, loď, letadlo, vlak, atd.), který se pohybuje po dopravní cestě (silnice, dráha, vodní cesta). Podle charakteru dopravního prostředku a dopravní cesty dělíme dopravu na silniční, ţelezniční, leteckou a vodní. Dopravní cesta – dopravní cestou se rozumí komunikační prostor, ve kterém se pohybují dopravní prostředky. Dopravní cestu lze rozdělit dle druhů dopravních prostředků (pozemní komunikace, dráha, vodní cesta), nebo podle dalších charakteristik. Pozemní komunikace lze rozdělit na dálnice, silnice, místní a účelové komunikace, dráhu lze dělit na tratě celostátní, regionální, vlečky a dráhy speciální, leteckou dopravu lze dělit dle typu vzdušného prostoru, v němţ je provozována a vodní dopravu lze dělit dle povoleného ponoru vodní cesty a podle klasifikačních tříd. Dopravní terminál – dopravní terminál je prostor, kde dochází k nakládce, vykládce či překládce objektu přepravy, nebo ke změně druhu dopravy. Za terminál lze v individuální automobilové dopravě povaţovat např. parkoviště, ve veřejné dopravě osob jsou to autobusová nebo ţelezniční nádraţí, v letecké dopravě se jedná o letiště a ve vodní pak o přístavy. Multimodální terminály slouţí pro více druhů doprav současně.

104


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Obr. 3. 1.Definice přepravně-dopravního řetězce 2.

Multimodální doprava – multimodální doprava zahrnuje přemístění osob nebo nákladů s vyuţitím více druhů doprav (např. nákladní, ţelezniční letecké apod.) ITS a dopravní telematika – ITS je obor integrující informační a telekomunikační technologie s dopravním inţenýrstvím (viz obr. 61) tak, aby se pro stávající infrastrukturu komunikací zvýšily přepravní výkony, stoupla bezpečnost a zvýšila se psychická pohoda cestujících a komfort přepravy 1.

Obr. 3. 2. Definice dopravní telematiky.

105


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Architektura ITS – architektura ITS definuje základní uspořádání zkoumaného systému v prostoru a je spolu s vytýčením rozhraní výchozím stupněm identifikace, resp. kompozice systému. Prvky systému chápeme jako nosiče dílčích systémových funkcí (sluţeb), vazby systému definují moţnosti řetězení prvků a tedy téţ moţnost existence procesů 2. Zjednodušeně se jedná o popis typové strukturu systému dopravní telematiky, jehoţ jednotlivé prvky lze definovat jako referenční, funkční, informační, fyzické komunikační a organizační a které mezi sebou vzájemně komunikují. Dopravní kongesce – dopravní zácpa, vyznačující se kritickým zpomalením dopravního proudu aţ jeho zastavením a tvorbou kolony vozidel. Odpovídá stupni úrovně kvality dopravy F. Detektor – detektory jsou zařízení pro zjišťování nebo identifikaci vstupních dat a informací pro systémy dopravní telematiky. Měření probíhá pomocí čidel, která se nazývají senzory. Aktor – aktor je výkonný prvek (zařízení) systému dopravní telematiky, zajišťující vizuální předání příkazu nebo poskytnutí informace účastníkům provozu (jedná se o např. o informační tabule, uzavíratelné brány na komunikacích nebo proměnné dopravní značky).

3.3 Architektura ITS Tvorba architektury ITS je především metodika popisující, jak z poţadavků uţivatelů a národní (nadnárodní) dopravní politiky, získat funkční koncept výstavby jednotlivých ITS aplikací, umístěných v různých vrstvách dopravně – telematického systému.

Stanovení

jasné architektury ITS je důleţité především z hlediska dalšího vývoje. Při realizaci ITS v nadnárodním (evropském) nebo globálním (celosvětovém) měřítku je nutno celý systém přehledně standardizovat, definovat jeho jednotlivé subsystémy a zajistit jejich řádnou funkci a vzájemnou komunikaci. Potřeba architektury tedy výrazně nabývá na významu v případě ITS, kde takových subsystémů je celá řada. Pokud by jednotná architektura neexistovala, pak by důsledkem její absence bylo značné mnoţství často uzavřených a specializovaných aplikací, které by při vysokých pořizovacích a provozních nákladech měly jen úzkou a obvykle jen lokální pouţitelnost. Základní definice architektury ITS (viz podkapitola 3.2) rozeznává celkem šest základních prvků celého systému.

106


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Jedná se o:  referenční architekturu, Hlavním cílem referenční architektury je identifikace základních účastníků (neboli aktérů) a procesů v dopravním systému a dále důleţitých subsystémů, které dále specifikují základní cílové charakteristiky systému a jeho vztahy s okolím.  funkční architekturu, Funkční architektura provádí definici funkčnosti, která je nutná pro zajištění ITS sluţeb a zařízení, definovaných v uţivatelských potřebách. Skládá se z funkcí, datových toků a databází.  informační architekturu, Informační nebo také datová architektura především definuje základní principy tvorby struktury příslušného informačního systému. Zaměřuje se na charakter dat a to, jakým způsobem jsou zpracována, uchovávána a zabezpečena.  fyzickou architekturu, Tato architektura definuje fyzická zařízení, která vykonávají jednotlivé funkce tak, aby byla zajištěna funkčnost aplikací, tj. přiřazují jednotlivým prvkům, modulům a subsystémům definovaným ve funkční architektuře relevantní fyzická zařízení (hardware).  komunikační architekturu, Komunikační architektura popisuje především způsob přenos informací v systému, a to v úzké relaci s fyzickou architekturou.  organizační architekturu, Pojem organizační architektura se pouţívá se především pro stanovení okruhu organizací, které budou vlastnit, provozovat nebo udrţovat jednotlivé subsystémy a moduly ve fyzické architektuře. Jak jiţ bylo zmíněno v úvodu, ITS není pouze národní nebo místní otázkou. Jednotlivé systémy mohou být provázány v širším měřítku. Z tohoto hlediska lze proto architekturu dopravní telematiky definovat na více úrovních.

107


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Jedná se o úrovně 2: 

globální, jejímţ cílem je sjednotit přístupy v celosvětovém měřítku,

evropské, která si klade za cíl především vytvoření jednotné metodiky pro národní architektury s ohledem na evropskou dopravní politiku a prognózu vývoje dopravy v EU,

národní, jejímţ cílem je dosaţení interoperability systémů dopravní telematiky na národní

úrovni s ohledem na národní dopravní politiku a národní specifika a

lokální, jejímţ cílem je dosaţení úplné interoperability na úrovni implementace (lokální úroveň vyţaduje definici protokolů, pilotní ověření, atd.) Posledním krokem v popisu architektury ITS je stanovení jeho hierarchické

struktury. Definovat lze pět základních úrovní, které mezi sebou musí vzájemně komunikovat. Kaţdá úroveň zahrnuje jak uţivatele, tak infrastrukturu. Nejvyšší nároky na bezpečnost, spolehlivost a dostupnost přenosu informací jsou kladeny na komunikační prostředí mezi první a druhou úrovní, kde dochází k přenosu největšího mnoţství dat. S postupem do vyšších vrstev se objem dat i poţadavky na jejich přenos sniţují. Základní hierarchická struktura ITS je na obr. 3.3.

Obr. 3. 3. Hierarchická struktura ITS.

108


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

první úroveň – reprezentuje nejniţší hierarchickou úroveň (základnu) a tvoří ji detektory a výkonné prvky. V první úrovni dochází ke sběru statických i dynamických dat o dopravní cestě, dopravních prostředcích nebo dopravních terminálech.

druhá úroveň – představuje operativní řízení menších úseků dopravních cest nebo jednotlivých terminálů. Do této vrstvy patří oblastní ústředny velkých měst (např. městské obvody), ústředny tunelů a řízení pomocí dispečinků (MHD, TAXI apod.).

třetí úroveň – představuje ucelenou dopravní síť velkých měst a urbanistických celků. Integruje především řídicí systémy druhé úrovně a vytváří jim centrální řízení (centrální dispečink města).

čtvrtá úroveň – reprezentuje dopravní systém na úrovni státu. Zde je zahrnuto např. plánováním a financování dopravní infrastruktury, výběr dálničních poplatků apod.

pátá úroveň – poslední úroveň je na Evropské úrovni a integruje dopravní politiky jednotlivých států do jednoho velkého celku. Pátá úroveň zahrnuje rozdělování dotací do jednotlivých regionů či států na úrovní celoevropského měřítka, financování a plánování cest evropského významu apod. Na městské úrovni (např. Ostrava) má hierarchické uspořádání zpravidla tři úrovně.

Nejniţší úroveň zahrnuje detektory a aktory, které jsou představovány např. řadiči SSZ, proměnnými dopravními značkami, informačními tabulemi nebo parkovacími systémy. Tyto prvky mají přímý vliv na řízení dopravy. Druhá úroveň zahrnuje samostatné řídicí systémy pro jednotlivé oblasti, které by měly být pokud moţno uzavřenými celky s minimálním počtem vazeb na okolí. Nejvyšší úroveň pak zahrnuje centrální řídicí systém integrující řídící subsystémy jednotlivých oblastí a monitorující dopravu ve městě. Hierarchie takového městského systému je na obr. 3.4.

Obr. 3. 4. Hierarchická struktura ITS na úrovni města (zdroj www.eltodo.cz).

109


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

3.4 Využití ITS aplikací v silniční dopravě Hustota základní silniční sítě činí cca 0,70 km na km2. Pokud budou do výčtu zahrnuty také místní komunikace, pak hustota dosahuje dokonce 1,44 km na km2. V ČR (údaje z r. 2008) je v provozu 691 km dálnic, 360 km rychlostních silnic a cca 54 963 km silnic. Hlavní dopravní význam mají dálnice a silnice I. třídy v délce cca 6210 km, coţ činí cca 11,3 % celkové délky silniční sítě. Na tyto komunikace je také zaměřena hlavní část dopravní telematiky, neboť přenáší cca 52,7 % celkového dopravního výkonu. Z hlediska hustoty silniční síť v České Republice evropským standardům zcela vyhovuje. Hlavním problémem je však její kvalita. Vedení komunikací v historických trasách kupeckých stezek dalo vzniknout celé řadě dopravních závad (směrové, šířkové i výškové), jejichţ řešení je velice sloţité a mnohdy realizovatelné pouze za cenu vysokých nákladů. Silniční infrastruktura v současné době nestačí svým tempem rozvoje nárůstu intenzit a objemů dopravy, proto je zcela namístě doplnit systém dopravní infrastruktury o nový prvek – ITS. Jednotlivé oblasti pouţití systémů dopravní telematiky jsou stanoveny především v závislosti na současných potřebách i aplikačních moţnostech. Pozemní komunikace jsou dle tohoto kritéria členěny do následujících aplikačních skupin:  skupina 1 – dálnice a rychlostní silnice,  skupina 2 – silnice I. třídy s neomezeným přístupem, směrově rozdělené,  skupina 3 – silnice I. třídy s neomezeným přístupem, směrově nerozdělené,  skupina 4 – silnice II. a III. třídy s neomezeným přístupem, směrově nerozdělené. Jednotlivé způsoby vyuţití aplikací ITS lze v silniční dopravě rozdělit do několika okruhů (viz níţe).

3.4.1

Sledování pozemních komunikací Telematické systémy lze vyuţít pro monitoring technického stavu a bezpečnosti na

dopravních cestách, monitorování klimatických a povětrnostních podmínek na pozemních komunikacích, ke sledování, řízení, hodnocení provozu a údrţby technických zařízení dopravních cest, plánování a rozvoj dopravních cest nebo sledování dopravních terminálů. Kaţdá z oblastí zahrnuje celou řadu aplikací, prostřednictvím kterých lze ITS vyuţívat.

110


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 monitoring technického stavu a bezpečnosti Sledování technického stavu komunikací zahrnuje především monitorování technického stavu vozovek, přítomnost nerovností, výtluků nebo lokálních opotřebení. Získaná data se pak vyuţívají především pro plánování údrţby. Sledování bezpečnosti pak zahrnuje monitoring vybraných komunikací a silničních objektů na dopravní síti (tunely, mosty). Slouţí tak např. k automatické identifikaci dopravních nehod, poţárů, kouře v tunelech, nebezpečného větru na mostech apod., kdy v případě nebezpečí lze prostřednictvím aplikace ITS nebezpečné úseky uzavřít nebo na nich omezit provoz.  sledování klimatických a povětrnostních podmínek dopravních cest Sledování a reakce pozemní komunikace na meteorologické podmínky na vozovce (námraza, ledovka) je velice důleţitou činností ITS. Z hlediska dopravně – bezpečnostního se jedná o účinný způsob jak předcházet dopravním nehodám, jejichţ hlavní příčinou jsou klimatické podmínky. Nezbytným předpokladem je však vybavenost příslušnou technickou infrastrukturou, jako jsou měřící aparatury, zařízení pro přenos dat do vyhodnocovacího centra a informační tabule nebo varovné značení. Dovybavení adekvátním zařízením lze dále umoţnit sledování dopadů dopravy na ţivotní prostředí (hluk, emise, smog), kdy aplikace ITS můţe následně odklonit dopravu do náhradních tras.  sledování, řízení, hodnocení provozu a údrţby technických zařízení dopravních cest Sledování stavu technické infrastruktury, jako jsou dopravní značky, detektory apod., zahrnuje jejich nepřetrţitý monitoring (fungují / nefungují). S tím úzce souvisí i sledování stavu telekomunikačních systémů podél dopravních cest, kdy je nutno znát, zda – li správně či nesprávně přenášejí poţadovaná data. Funkčnost těchto systémů pak přímo souvisí s hodnocením a řízením provozu, neboť přenos dat o dopravním zatíţení z pevných nebo mobilních měřicích zařízení vyţaduje jejich komunikaci s řídícím centrem. Z takto získaných dat lze pak dálkově řídit provoz prostřednictvím proměnlivého dopravního značení nebo SSZ.  plánování a rozvoj dopravních cest ITS aplikace lze vyuţít k plánování nových komunikací nebo řízených křiţovatek. Prostřednictvím vhodných aplikací lze variantně posuzovat jejich budoucí uspořádání, a to i s prognózami směrové poptávky nebo historickými údaji, včetně nehodovostí.

111


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Sledovat lze rovněţ, jednotkové náklady časů cestujících a provozu vozidel a historické zatíţení komunikací. V rámci plánování lze rovněţ optimalizovat pořadí údrţby úseků komunikací podle např. ekonomických kritérií.  sledování dopravních terminálů Jak bylo jiţ dříve řečeno, dopravními terminály v silniční dopravě se rozumí parkoviště nebo parkovací garáţe, ale i autobusová nádraţí. V rámci sluţeb ITS lze sledovat např. jejich fyzický stav parkoviště včetně obsazenosti vozidly, bezpečnost nebo monitorovat dopravní podmínky na příjezdových komunikacích a na samotném parkovišti nebo autobusovém nádraţí. Díky údajům z ITS lze např. plánovat nová parkoviště nebo stanovovat parkovací tarify v zónách, které umoţní zvýšit efektivitu parkovacích systémů. 3.4.2 Sledování individuálních vozidel Telematické systémy nacházejí uplatnění i v individuálních dopravních prostředcích. Jednotlivé pomocné systémy jsou přímo implementovány ve vozidle a informují řidiče o stavu dopravního provozu na základě aktuálních informací nebo mu pomáhají řešit některé krizové manévry. Existují dva základní úkoly, které by měla vozidla vybavena ITS řešit. V první řadě se jedná o zhodnocení a predikci moţných krizových situací s automatickým zabráněním nehodě a s řešením veškerých manévrů automobilu. Tyto systémy jsou na základě monitorování dopravního procesu z dopravního prostředku schopny rozpoznat překáţku rychleji neţ samotný řidič, a to jak ve dne, tak i za sníţené viditelnosti nebo tmy (termokamery) a reagovat upozorněním řidiče prostřednictvím signálu, případně sníţením rychlosti nebo přímo zastavením. Vedle konvenčních systémů varování před sráţkou umístěných ve vozidle existují také systémy (zejména v Japonsku), které v centrálním ústředí monitorují nebezpečné křiţovatky a informují řidiče vozidel přijíţdějících do těchto nebezpečných úseků. Druhým úkolem inteligentního vozidla je přinést novou kvalitu řízení s pouţitím pokročilých navigačních systémů. To zahrnuje informační systémy, kdy automobil prostřednictvím příslušného zařízení (např. RDS/TMC) přijímá informace z centrálního zdroje o dopravní situaci, dále pokročilejší navigační systémy (např. dynamická navigace vozidel, kdy vozidlo přijímá informace o stavu provozu a výskytu kongescí a omezení na komunikační síti a podle toho upravuje optimální trasu) a systémy automatického vedení vozidla, které udrţují odstup od ostatních vozidel nebo vodících prouţků, případně s funkcí

112


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

automatického rozpoznávání dopravních značení, na jehoţ změny pak mohou reagovat (např. omezení rychlosti). 3.4.3 Sledování a řízení dopravních procesů Telematické sledování dopravních procesů zahrnuje především monitorování intenzit a rychlostí dopravního provozu ve volných úsecích i na křiţovatkách a slouţí k jejich řízení nebo stanovení způsobu ovlivnění dopravního provozu ţádaným směrem (zkrátit délku kolon, zvýšit plynulost provozu, nalézt alternativní trasy apod.). Potřebné údaje jsou získávaný prostřednictvím detektorů, které jsou instalovány v blízkosti komunikace (nad jízdními pruhy nebo v přilehlém prostoru), případně přímo ve vozovce. Nejčastějšími aktory jsou pak proměnné dopravní značky, informační tabule nebo mobilní zábrany. Obecně lze dopravní proud ovlivňovat třemi různými způsoby. Jedná se o:  zastavování dopravního proudu Metoda zastavování dopravního proudu je nejčastěji vyuţívaný způsob jeho ovlivňování. Děje se tak především prostřednictvím světelně signalizačních zařízení, méně častěji pak za pouţití proměnného dopravního značení, mechanických zábran apod.  informování řidičů Informování řidičů probíhá prostřednictvím proměnného dopravního značení, zprávy na displeji rozhlasového přijímače nebo navigace, nebo informačních tabulí nad vozovkou nebo vedle ní (viz obr. 3.5). Informační zprávy mohou poskytovat dopravní informace obecného charakteru, aktuální informace o stavu dopravy jako jsou např. dojezdové časy, výskyt nehody nebo tvorba kolon, meteorologické informace, navigování na objízdnou trasu nebo jiné mimořádné informace. Důleţitým aspektem je schopnost řidičů tyto zprávy akceptovat a přiměřeným způsobem na ně reagovat. Často zde hrají roli faktory jako ovlivnění ostatními účastníky silničního provozu, momentální psychické rozpoloţení nebo stres.

113


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Obr. 3. 5. Informační tabule zobrazují aktuální informace o stavu dopravy, meteorologické informace nebo částečně navigují na objízdné trasy (zdroj: www.rsd.cz).

 změnu jízdních parametrů Změna jízdních parametrů je realizována především prostřednictvím mobilního nebo stacionárního dopravního značení a proměnného dopravní značení. Proměnné dopravní značení má výhodu v tom, ţe dokáţe reagovat na konkrétní dopravní situaci a okamţitě tak regulovat a řídit dopravní provoz v konkrétním úseku (obr. 3.6).

Obr. 3. 6. Proměnné dopravní značení na dálnici (zdroj: www.rsd.cz).

Konkrétní řízení dopravního proudu pak zahrnuje následující způsoby:  řízení pomocí proměnných dopravních značek Řízení dopravního proudu pomocí proměnného značená vyţaduje přenos dat o dopravním stavu na komunikaci a instalaci dopravních značek podél komunikace. Systém pak upozorňuje na vzniklá nebezpečí a můţe stanovit zákazy nebo omezení vyplývající z okamţité dopravní situace. 114


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 uzavírání dopravních pruhů Uzavírání jednotlivých dopravních pruhů je realizováno především pomocí proměnných dopravních značek, které umoţňující okamţitou reakci na momentální situaci (např. tvorba kongescí, smogu nebo výskyt nehody atd.).  vyhrazování pruhů pro různé třídy vozidel ITS umoţňuje prostřednictvím proměnného dopravního značení v případě potřeby vyhradit jízdní pruhy pro různé třídy vozidel (např. autobusy městské hromadné dopravy, těţká nákladní vozidla na dálnici apod.).  liniové řízení dopravního proudu Liniovým řízením lze zvyšovat plynulost a bezpečnost provozu v jednotlivých úsecích komunikací. Děje se tak prostřednictvím proměnného dopravního značení, a to bez přerozdělení dopravního proudu na jiné úseky. Nástrojem takového řízení je regulace rychlosti, zákaz předjíţdění, výstrahy před kongescemi, nehodami, sněhem, smogem apod.  řízení ramp na dálnicích a rychlostních komunikacích (regulování nájezdů vozidel) Prostřednictvím řízení vjezdových ramp mimoúrovňových křiţovatek, která jsou osazena dávkovacími SSZ lze řídit dopravní zatíţení na dálnici nebo rychlostní silnici. Lze tak v případě hustého dopravního proudu udrţet ještě přijatelné podmínky pro plynulý provoz, tak aby nebyla přesahována kapacita komunikace. 

řízení „přílivových“ pruhů na komunikaci (obrácení směrů jízdních pruhů ve špičce) Řízení „přílivových“ pruhů je metoda řízení dopravního proudu, kdy v časech špiček lze měnit orientaci jízdních pruhů v zatíţenějších směrech. Toto řízení je vhodné na vícepruhových směrově nerovnoměrně zatíţených komunikacích, které nejsou rozděleny dělícími pásy. Změny orientace pruhů se dějí prostřednictvím proměnného dopravního značení, případně mobilních bariér (viz obr. 3.7).

 řízení nehod na komunikacích Systém řízení nehod umoţňuje koordinovat vhodná opatření, která omezují nepříznivé následky nehody (např. prostřednictvím omezení rychlosti, uzavírání pruhů nebo varovných informací a odklonu dopravy z trasy nehody).

115


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 lokální adaptivní řízení na křižovatkách Systém lokálního řízení na křiţovatkách vyţaduje nepřetrţitý přenos dat o intenzitách a hustotách dopravních proudů v komunikačních uzlech a podle aktuálního stavu dopravní situace se optimálně mění u světelného signalizačního zařízení signální plány (tj. délky jednotlivých fází nebo i délky celého cyklu).  centrální dynamické řízení na křižovatkách Proti předchozímu systému zahrnuje centrální dynamické řízení celé soubory křiţovatek se SSZ. Princip změny nastavení SSZ je pak shodný.

Obr. 3. 7.Operativní realizace mobilních bariér – řízení „přílivových“ pruhů.

 řízení dopravy s ohledem na životní prostředí (omezování vstupu vozidel do zón) Systém umoţňuje na základě získaných dat o znečištění a kvalitě ovzduší adekvátně omezovat dopravu v silně znečištěných oblastech, a to buď prostřednictvím SSZ nebo proměnných dopravních značek.  řízení dopravy s ohledem na zvláštní podmínky (vysoká intenzita, kalamita, atd.) Jedná se o systém řízení, kdy na základě na dané situace je moţno omezit dopravu v postiţených oblastech (např. ţivelnou pohromou).

3.5 Technická zařízení v ITS Pro úspěšnou aplikaci ITS je nutno vytvořit odpovídající infrastrukturu. Její hlavní částí jsou detektory a aktory (výkonné prvky). Detektory zaznamenávají především dopravní nebo meteorologické parametry, aktory pak působí na účastníky dopravního provozu. Součástí technické infrastruktury je dále komunikační prostředí a informační technologie. 116


Kapitola III. Kapitola II.

3.5.1

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Dopravní detektory Dopravní detektory jsou zařízení zjišťující vstupní data a informace pro ostatní

systémy dopravní telematiky. Měření probíhá pomocí čidel, která se nazývají senzory. Senzory mohou pracovat na různých fyzikálních principech, avšak data jsou vţdy získávána za jízdy vozidel, bez omezení plynulosti dopravního provozu. Detektory se umísťují buď vedle komunikace, nad komunikaci, do vozovky nebo na povrch vozovky. Získané údaje se vyuţívají pro následné zpracování klíčových dopravně-inţenýrských veličin. Základní parametry, které lze pomocí detektorů zjišťovat jsou: 

okamţitá rychlost vozidla,

řazení vozidla do dopravního pruhu,

klasifikace vozidla,

rozvor náprav,

celková hmotnost vozidla,

nápravové zatíţení vozovky,

identifikace zastavení vozidla,

identifikace tvorby kolony,

identifikace nehody a

identifikace vozidla podle registračního čísla.

Další údaje, které lze odvozením z měřených veličin získat pomocí standardních dopravně – inženýrských výpočtů jsou: 

intenzita dopravního proudu,

skladba dopravního proudu,

hustota dopravního proudu nebo

průměrná úseková rychlost vozidel Základním údajem pro vyhodnocení dopravních dat jsou obsazenost detektoru (tzn.

průjezd vozidla nebo zastavení vozidla v určitém řezu nebo sledovaném jízdním pruhu) nebo čas obsazenosti detektoru. Tyto systémy lze dle základního provozního určení rozdělit na stacionární, coţ jsou pevná zařízení na komunikacích (indukční smyčky), nebo jsou součástí jiných zařízení (např. mýtných bran) a mobilní. Dále je lze rozdělit dle principu detekce na detektory dotykové, ultrazvukové, elektromagnetické se stacionárním polem nebo elektromagnetické se světelným polem. 117


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Podle instalačního postupu lze rozlišit skupinu detektorů destruktivních a nedestruktivních. Destruktivní detektory zasahují svými konstrukčními prvky do vozovky nebo jejího povrchu. Dříve patřily destruktivní detektory mezi majoritně pouţívaný typ detektorů, dnes s rozvojem výpočetní techniky se více prosazují nedestruktivní metody. Mezi nejvyužívanější typy detektorů patří:  indukční smyčky Indukční smyčky jsou destruktivní elektromagnetické detektory se stacionárním polem, které se umísťují pod povrch vozovky. Vzhledem ke své jednoduchosti a spolehlivosti se řadí k nejčastěji pouţívaným detektorům v České Republice. Indukční detektor se skládá z indukční smyčky, vlastního detektoru a analytické jednotky. Ve vozovce se v hloubce cca 3060 mm nachází kabelový vodič vytvářející indukční smyčku, kolem které je vytvořeno magnetické pole. To je přítomností automobilu (kovové karoserie) narušeno a tyto změny jsou následně zaznamenávány detektorem. Výhodou indukčních smyček je jejich snadná instalace a dostatečná přesnost a spolehlivost. Nevýhodou je jejich omezená moţnost pouţití v místě kolejí nebo ţelezobetonových konstrukcí, vyšší náklady na odstraňování poruch a náchylnost k přetrţení vlivem těţké dopravy. Další nevýhodou je fakt, ţe při instalací smyčky dochází k narušení krytu vozovky.  pneumatické detektory Pneumatické detektory lze zařadit mezi dotykové nedestruktivní detektory, které se umísťují na povrch vozovky. Pracují na principu zvýšení tlaku v uzavřené hadici vlivem průjezdu vozidla. Zvýšený tlak aktivuje spínač, který vyšle signál do samotného detektoru. Detektory se umísťují na vozovku přes jízdní pruh a lze je vyuţít k měření intenzit, obsazenosti, rychlosti nebo klasifikaci vozidel dle počtu náprav. Výhodou těchto detektorů je snadná a rychlá instalace, nízká pořizovací cena a skutečnost, ţe při jejich instalaci nedochází k narušení vozovky. Nevýhodou detektorů je náchylnost na změny teplot a snadné porušení měřící trubice způsobené pojezdy vozidel. V současné době je však metoda pneumatické detekce překonána a pneumatické detektory se pouţívají velmi zřídka.

118


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 piezoelektrické detektory Piezoelektrického jevu se vyuţívá především u senzorů pro váţení vozidel za jízdy a u mobilních sčítačů dopravy. Jedná se destruktivní typy detektorů. Stacionární piezoelektrické detektory se umísťují pod povrch vozovky (kabely obdélníkového průřezu), a to přes celý jízdní pruh. Senzory jsou teplotně, elektricky i mechanicky stabilní. Princip váţení vozidel za jízdy je poměrně jednoduchý. Tlakem kol vozidla se v kabelovém vedení indukuje elektrické napětí (piezoelektrický jev), z něhoţ lze vyhodnotit zatíţení. Detektor pracuje dynamicky, coţ znamená, ţe rozezná pouze jedoucí vozidla.  magnetometry Magnetometry pracují na principu měření a porovnávání horizontálních a vertikálních sloţek zemského magnetického pole. V případě přítomnosti vozidla v zóně měření dojde ke změně (deformaci) tohoto pole, přičemţ tato změna je impulsem detektoru, který detekuje změnu hustoty siločar a vyhodnotí ji jako přítomnost vozidla. Magnetometry se pouţívají jako alternativa k indukčním smyčkovým detektorům. Výhodou detektorů je moţné pouţití na mostech, menší narušení vozovky a větší odolnost neţ u indukčních smyček. Jedná se tedy o stacionární, destruktivní detektor, který k detekci vyuţívá magnetické pole.  ultrazvukové detektory Ultrazvukové detektory se pouţívají především pro měření dopravních parametrů jako je počet vozidel a jejich výška a délka. Jedná se o nedestruktivní metodu detekce, zaloţenou na šíření ultrazvuku, kdy se z detektoru v pravidelných intervalech vysílají zvukové vlny a měří se čas, kdy se odraţená vlna vrátí zpět. Nevýhodou této metody měření je její nízká přesnost, kdy změny teploty nebo nepříznivé povětrnostní podmínky ovlivňují samotnou detekci. Výhodou ultrazvukových detektorů je, ţe nenarušují povrch vozovky.  mikrovlnné detektory Mikrovlnné detektory se pouţívají pro měření rychlosti, kategorizaci vozidel a intenzity. Jedná se o nedestruktivní způsob měření, zaloţení na šíření elektromagnetických vln (v mikrovlnném pásmu). Pouţívá se pro měření více veličin současně. Paprsek vysílaný prostřednictvím parabolické antény se odráţí od karoserie projíţdějících vozidel zpět k detektoru. Mikrovlnné detektory lze pouţívat jako stacionární nebo mobilní zařízení. Stacionární detektory se nejčastěji umísťují nad jízdní pruh proti pohybu dopravního proudu.

119


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 pasivní infračervené detektory Pasivní infračervené detektory samy nevysílají ţádný typ záření a pracují pouze na principu zaznamenávání změny tepla (obecně energie) vyzářenou při průjezdu vozidla. Detektor je schopen zaznamenat toto záření (vlnová délka přijímaného záření je u pasivních infračervených detektorů v rozmezí 8-14 μm) a vyhodnotit jej. Infračervené záření je do jisté míry nezávislé na povětrnostních podmínkách a je dobře šiřitelné mlhou i deštěm apod. Jedná se o nedestruktivní typ detektorů.  aktivní infračervené detektory Aktivní infračervené detektory vysílají nízkoenergetické vlny v infračerveném pásmu, které po odrazu od vozidel jsou přijímány optickými senzory. Aktivní infračervené detektory lze pouţít pro měření intenzity dopravy, rychlosti, obsazenost detektoru, kategorie vozidla. Jejich hlavní nevýhodou je, ţe kvalita signálu je ovlivňována mlhou, deštěm nebo sněţením. Výhodou pak je, ţe se rovněţ jedná o nedestruktivní typ detektoru.  optické detektory Optické detektory pracují na principu vysílání a příjmu optického paprsku (infračerveného nebo laserového) mezi dvěma referenčními body (vysílač a přijímač). Jedná se v podstatě o světelné závory, které se pouţívají např. pro zjišťování dodrţení maximální výšky vozidla nebo pro měření rychlosti (to však vyţaduje dvě světelné závory v přesně definované vzdálenosti). Výhodou optických detektorů je, ţe se jedná se o nedestruktivní způsob detekce, nevýhodou je fakt, ţe vysílané paprsky mohou být ovlivňovány povětrnostními vlivy.  Videodetekce Princip činnosti je zaloţen na digitalizaci statického obrazu, kdy průjezd vozidla změní hodnoty barev a jasu, coţ je pak signálem pro jeho detekci a identifikaci. Videodetekci lze pouţít pro detekci všech vozidel. Jedná se o nedestruktivní, mobilní i stacionární typ detektoru, kdy samotná detekční kamera se umísťuje např. na sloup světelné signalizace nebo veřejného osvětlení a snímá danou komunikace. Na samotném obrazu lze pak softwarově definovat virtuální smyčky, jejichţ polohu a tvar lze zvolit dle potřeby (a dle umístění kamery). Tyto smyčky pak plní různé funkce – od detekce přítomnosti vozidla, po jeho rychlost nebo obsazenost komunikace.

120


Inteligentní dopravní systémy

Kapitola III. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

3.5.2 Dopravní aktory Dopravní aktor jsou výkonná zařízení systému dopravní telematiky. Jejich hlavní funkcí je zajistit zprostředkování informací mezi centrem ITS sluţeb a účastníky dopravního provozu, a to buď vizuálně, nebo poskytnutím informace prostřednictvím audio techniky. Mezi dopravní aktory patří především:  proměnné dopravní značení Proměnné dopravní značení slouţí k vizuálnímu předání informace účastníkům dopravního provozu. Pouţívá se pro řízení dopravního proudu nebo jeho přímé ovlivňování. Z technického hlediska je lze rozdělit na světlo – reflexní (pasivní) a světlo – emitující (aktivní) proměnné značky. Příkladem světlo – reflexních pasivních značek jsou značky vybavené trojbokými natáčecími hranoly, které jsou schopny maximálně tři symboly, a dále posuvné nebo překlápěcí značky různého technického provedení. Značky jsou opatřeny reflexní folií a pro jejich další zvýraznění jsou často osvětlovány vnějším zdrojem. Příkladem světlo – emitujících značek jsou tabule vybaveny LED diodami nebo světelnými vlákny. Na těchto zařízeních lze zobrazit vyšší počet dopravních značek. Proměnné dopravní značení zobrazuje nejčastěji zákazové značky, především ty omezující rychlost nebo vjezd, případně předjíţdění a značky příkazové (přikázaný směr jízdy, atd.), která jsou pouţívány k zabránění vjezdů do určitých oblastí nebo úseků komunikací.  informační tabule Hlavním účelem informačních tabulí je přehledně orientovat řidiče o dopravní situaci nebo její nastalé změně. Zobrazovací schopnost musí být velmi jednoduchá, aby příliš neodváděla pozornost řidiče od řízení vozidla, ale zároveň natolik vypovídající, aby poskytla relevantní informaci. Pro zobrazování zpráv se pouţívají především alfanumerické znaky nebo

jednoduché

piktogramy.

Z technického

hlediska

se

pouţívají

především

elektromagnetické bistabilní elementy nebo LED diody. Bistabilní elementy na informačním panelu jsou elektrickým impulsem překlápěny z pasivní do aktivní polohy. Pasivní poloha elementu je opatřena černou barvou, zatímco aktivní se vyznačuje tím, ţe má povrch s reflexním provedením. Výhodou těchto systémů je, ţe elektrická energie je potřebná pouze při překlápění jednotlivých elementů, zatímco LED tabule jsou aktivní po celou dobu, kdy vyzařují světlo. Jejich výhodou je však viditelnost z větší vzdálenosti.

121


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

Proměnné informační tabule slouţí účastníkům provozu na pozemních komunikacích pro informování o aktuálních dopravních omezeních, uzavírkách, nehodách nebo povětrnostních vlivech a jsou nejčastěji ovládány přímo z informačního centra.  světelná signalizační zařízení Světelná signalizační zařízení jsou nejčastějším typem aktoru, který lze v běţném provozu potkat (semafory). Semafory zobrazují barevné světelné signály (obvykle červená, ţlutá a zelená) a slouţí k přímému ovlivňování dopravního proudu. 3.5.3 Komunikační prostředí ITS Komunikační prostředí ITS má tři základní funkce. Jedná se o přenos dat, přenos hlasu a přenos obrazu 3. Jednotlivé systémy mají rozdílné poţadavky na datová rozhraní a tedy i rozdílné poţadavky na parametry přenosu. Přenos dat společně s digitálním přenosem hlasu a obrazu vyţadují kvalitní telekomunikační spojení (od rychlosti několika Byte za hodinu či dokonce den po rychlosti přenosu v desítkách MB za sekundu), přenos hlasu můţe být v rámci ITS zajišťován i jinak, např. standardním analogovým kmitočtovým pásmem v rozsahu 300-3500Hz. Tyto telekomunikační sluţby jsou poskytovány v České republice prostřednictvím

kabelových

sítí

nebo

radiokomunikačních

sluţeb.

Nejrozsáhlejší

telekomunikační sítí je Jednotná telekomunikační síť (JTS), jejíţ poslání je určeno zákonem o telekomunikacích. Poskytované sluţby v rámci JTS vytvářejí různé veřejné sítě. Další sítě jsou pak provozovány různými vlastníky a soukromými podnikatelskými subjekty. Do komunikační infrastruktury ITS lze např. zařadit:  rozhlasové vysílání RDS – TMC Jedná se o sluţbu vyuţívající stávající radiovou analogovou síť. Rozhlasové vysílání RDS (Radio Data System) se jiţ několik let vyuţívá jak v Evropě, tak i v České Republice. Jeho princip spočívá v klasickém šíření analogových přenosů, ke kterým jsou namodulována digitální data. To pak umoţňuje zobrazovat např. na panelu rádia informace o vysílající stanici, přehrávané skladbě apod. TMC (Traffic Message Channel) je pak v rámci tohoto přenosu vyhrazený dopravní kanál, který přenáší kódovou adresu z katalogu varovných hlášení a názvů míst nebo označení silnic. Katalog je alokován na čipové kartě rádia a jeho prostřednictvím umoţňuje tyto zprávy zobrazovat. Hlášení mohou být předávána nejenom ve formě textů na displeji, ale i jako hlasové zprávy. Jednotlivá hlášení i styl zobrazování zpráv jsou v Evropě standardizována. Pro katalog varovných hlášení předběţně platí evropská norma ALERT-C. 122


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

 Datové spojení veřejnou telefonní sítí (VTS) Dopravní systém vyuţívá celou řadu zařízení, která nejsou propojena vyhrazenou komunikační sítí a ani je nelze z různých důvodů (technických, ekonomických) propojit kabely. Pak je nalézt alternativní komunikační kanál, kterým můţe být veřejná telefonní síť. Jedná se především o lokální spojení, a to realizované buď prostřednictvím modemu, nebo digitálně (ISDN). Pro řadu zařízení takový typ komunikace svou kapacitou zcela postačuje. Přestoţe u nás není tento druh lokálního propojení příliš vyuţíván, je to v zahraničí povaţováno za zcela normální druh spojení.  spojení krátkého dosahu DSRC (Dedicated Short Range Communications) Metoda DSRC (Dedicated Short Range Communication) umoţňuje realizovat přenosy dat na krátké vzdálenosti. Jedná se o bezdrátový systém zaloţený na bázi mikrovlnného nebo infračerveného přenosu. Zařízení pracuje pouze s malým výkonem, proto i dosah těchto zařízení je v řádech jednotek nebo desítek metrů, čímţ se také eliminuje rušení rozhlasových a televizních vln. Standardizovaná frekvence v Evropě (5,8 GHz) pak vyţaduje přímou viditelnost mezi komunikačními zařízeními (typicky vozidlo – zařízení). Systém DSRC se v České Republice v současnosti vyuţívá zejména pro výběr mýtného. Vyloučeno však není ani jeho vyuţití i pro další aplikace – např. pro komunikaci mezi dopravními značkami a vozidlem nebo pro platby za parkování apod.  multimediální systémy Jedná se o systémy umoţňující přenášet společně hlas, obraz i data. Mezi zařízení umoţňující realizovat multimediální přenosy patří systémy ATM, Fast ETHERNET, MPLS, apod. Tento druh přenosu je také označován jako širokopásmová síť.  GSM přenosy Jedná se telekomunikační spojení prostřednictvím digitální radiové sítě GSM. Systém má v současné době výhodu ve vybudované infrastruktuře, tj. v pokrytí prakticky celého území signálem a struktuře celé sítě (celulární), coţ umoţňuje přenášet v podstatě do kaţdého místa dopravní sítě. Kapacita spojení je omezená, do budoucna je však velkým příslibem přechod na vyšší kmitočty ( GSM 1800 nebo systémy GPRS či UMTS). Data mohou být přenášená obousměrně (tzn. detektory vyšlou zprávu typu „výpadek SSZ“, „námraza na úseku komunikace“ a z centrály mohou být následně dány pokyny příslušným aktorům, které zobrazí relevantní informaci na informačních tabulích. Systém můţe vysílat i přijímat krátké SMS zprávy a i tyto lze na informačních tabulích následně zobrazovat. Přenosy prostřednictvím technologie digitální radiové sítě jsou velmi rozšířené. Mimo GSM se vyuţívají i jiné systémy, např. TETRA (jedná se digitální rádiový evropský systém, který se 123


Kapitola III. Kapitola II.

Inteligentní dopravní systémy

Autor: Ing. Václav Škvain

vyuţívá pro integrované přenosy informací organizací státní správy), TETRAPOL, VSAT (Very Small Aperture Terminals, coţ je technologie satelitní komunikace, kdy komunikační kanál funguje jako radiové spojení mezi dvěma zařízeními prostřednictvím satelitu) nebo FWA (Fixed Wireless Access, coţ je pevné radiové spojení pouţívající se na vzdálenost 3 – 7 km, které se obecně pouţívá jako řešení posledního spojení k pevné telekomunikační síti). 3.5.4 Informační technologie ITS Informační technologie zahrnují vybavenost potřebným fyzickým zařízením (hardware), jako jsou počítače, dopravní řadiče, vybavení dopravních ústředen apod. a programovým vybavením (software), kam spadají jednotlivé programové prostředky dopravní telematiky (operační systém, databáze apod.). Informační technologie se neustále vyvíjejí a mohou tak zvyšovat efektivitu ITS bez nutnosti instalace dalších zařízení, ať uţ se jedná o prosté zvýšení kapacity výpočetní techniky nebo lepší softwarovou optimalizaci jednotlivých zařízení.

124


KAPITOLA IV. MODELOVÁNÍ DOPRAVY NA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH Autor: Ing. Václav Škvain

4

4.1 Úvod do dopravního modelování Modelování dopravy pomocí výpočetní techniky představuje v oboru dopravního inţenýrství a stavitelství účinnou pracovní metodu mnohonásobně rozšiřující moţnosti řešení sloţitých úloh a problémů. Jedná se o poměrně novu oborovou disciplínu, která se do povědomí širší odborné veřejnosti u nás dostala teprve v 80. letech 20. století, kdy ÚDI Praha začal pro modelování dopravy vyuţívat americký software UTPS a paralelně vyvíjel vlastní nástroj – AUTO (jehoţ autorem byl Ing. Miroslav Fuchs). Dopravní modelování však nezahrnuje pouze simulaci dopravního provozu, ale jedná se o širokou škálu pomocných nástrojů od jednoduchých jednoúčelových aplikací po komplexní nástroje umoţňující provádět sloţité analýzy dopravních sítí. V současné době se při procesu navrhování a posuzování komunikačních sítí dopravně tyto techniky stále častěji prosazují a mnohdy jsou i poţadovány zadavateli projektů. Jejich výsledky se dnes jiţ obecně povaţují za dostatečně spolehlivé a relevantní a jsou takto širokou odbornou i laickou veřejností přijímány. Výstupy dopravně – inţenýrských nástrojů lze pouţít k celé řadě činností. V dopravním projektování se jedná o:  prověřování alternativních návrhů, kdy s vyuţitím simulačních technik můţe projektant porovnat dopady jednotlivých variant návrhu na okolní prostředí a můţe experimentovat s rozsahem různých vstupních údajů. Z historického hlediska byly tyto nástroje vyuţívány především k návrhům signálních plánů světelně signalizačních zařízení, a to ve vztahu k dopravnímu zatíţení. V současné době se modelovací a simulační techniky vyuţívají v mnohem větší šíři, ať uţ se jedná o pouhé ověření průjezdnosti vozidel, nebo simulaci dopravních toků na síti.  testování nových návrhů v situacích, kdy je nutno ověřit správnost nebo opodstatněnost daného návrhu, ať uţ se jedná např. o návrh mimoúrovňových křiţovatek na dálnicích, nebo prověření dopadů nového záměru na okolní dopravní síť.

125


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

 nalezení problémových míst a jejich diagnostika, kdy se proces modelování a simulace vyuţívá při hledání potenciálních problémových míst na dopravní síti a umoţnit tak přípravu jejich moţného řešení.  environmentální posouzení, kdy se modely a simulační techniky vyuţívají při posuzování dopravních staveb na ţivotní prostředí, ať uţ se jedná o znečištění emisemi, nebo hluková posouzení.  jako přípravu pro vykonávání různých profesí, kdy je simulace provozu např. vlakového nebo leteckého vyuţívána pro výuku budoucích dráţních nebo leteckých dispečerů, nebo pro jejich trénink.  pro návrh bezpečnostních opatření, kdy je vhodné simulační techniky vyuţít pro návrh evakuačních plánů rozsáhlejších oblastí, nebo pro návrh opatření na dopravní síti v případě ţivelných katastrof apod.). Výhodou simulačních technik je, ţe umoţňují nahlédnout do stávajícího systému bez jeho narušování, jako je tomu v případě některých metod dopravního průzkumu. Vzhledem k tomu, ţe drtivá většina simulačních nástrojů vyuţívá výpočetní techniku, lze celý proces simulace opakovat dle potřeby a pozměňovat vstupní údaje, a to v reálném i zrychleném čase. S pokrokem v oblasti výpočetní techniky a se zvolením vhodného nástroje nebo software lze modelovat a simulovat stále rozsáhlejší sítě. Výsledkem pak mohou být, i pro laickou veřejnost, snadno pochopitelné modely, které lze zasadit do reálného prostředí a které poskytují relevantní údaje. Jednou z nevýhod dopravně modelačních a simulačních technik je však přesnost výstupních dat. Lze sestavit naprosto přesný model dopravní sítě, který je však při absenci správných údajů o jejím zatíţení k ničemu. Data, která jsou do modelů vkládána, musí být vybírána s pečlivou rozvahou. Rozhodně zde neplatí úměra, ţe čím více údajů, tím přesnější model a jeho výstupy. Více vstupních informací rozhodně nemusí přinášet větší přesnost. Často je to způsobeno tím, ţe hlavní pozornost je soustředěna k vytvoření geometrického modelu dopravní sítě a méně pozornosti je věnováno sběru a vyhodnocení dat, nebo se vyuţívají data starší, bez potřebných podrobnějších údajů. Další nevýhodou je pak skutečnost, ţe dopravní model včetně simulace neřeší samotný problém. Výsledky simulace mohou pouze naznačit správný směr, kterým by se měl projektant nebo dopravní inţenýr dále ubírat. Samozřejmým předpokladem je, ţe výsledkům, které dopravní model poskytuje, bude rozumět. Dopravní modelování lze tedy vyuţít k mnoha činnostem a lze předpokládat, ţe 126


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

s dalším rozvojem (nárůstem) dopravy jeho význam dále vzroste. V současné době se pro posuzování dopravních komunikací a sítí pouţívají různé modelovací softwarové balíky, které zahrnují jednoduché optimalizační výpočtové nástroje i sofistikované výpočetní modely, které se vyuţívají pro detailní mikrosimulaci daného prostředí. Některé simulační techniky jsou implementovány např. v CADu nebo jiných komplexních programech, kdy se buď jako jejich přímá součást, nebo nadstavba vyuţívající se pro okamţité ověřování nových návrhů nebo stavebních úprav v rámci jednoho prostředí, jako jsou např. AutoTURN, AeroTURN, Platei nebo ParkCAD.

4.2 Základní definice a pojmy Abstrakce – zanedbání méně důleţitých nebo bezvýznamných charakteristik zkoumaných objektů. Tato zjednodušení jsou realizována v rámci daného modelu tak, aby byla zvládnutelná a negativně neovlivňovala jeho výstupy. Zjednodušené modely vykazují velkou míru abstrakce. Systém – systémem zjednodušeně nazýváme soustavu prvků nebo sloţek, které jsou určitým způsobem uspořádány a které jsou provázány vzájemnými vztahy. Dopravní systém je pak soubor jednotlivých druhů doprav v určitém území, které jsou vzájemně ovlivněny (hromadná doprava osob vs. individuální automobilová doprava, doprava v klidu). Součásti dopravního systému mohou být i vozidla nebo řidiči. Stav systému – stav systému představuje momentální hodnoty všech proměnných veličin, nebo stavy všech prvků systému v daný okamţik. Model – v pojetí dopravního modelování se jedná o obraz daného reálného systému nebo prostředí. Zobrazení skutečnosti závisí na míře abstrakce daného modelu. Správně postavený model vystihuje pouze hlavní charakteristiky systému, které jsou z hlediska řešení problému důleţité, neboť čím více vlastností reálného systému model vystihuje, tím je sloţitější a často pak obtíţně řešitelný dostupnými prostředky. Modelování – modelování je náhrada zkoumaného reálného systému nebo prostředí modelem. Cílem modelování je získat za pomocí simulací na daném modelu potřebnou informaci o chování reálného prostředí. Simulace – simulace je metoda, jejíţ podstatou je experimentování s modelem zkoumaného reálného systému s cílem získat informace o chování takového systému (metoda „co se stane, kdyţ…“).

127


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Aktivita – aktivita je základním prvkem simulace, který v simulovaném systému představuje určitou činnost v daném časovém intervalu (je to např. pohyb vozidla po komunikaci). Proces – procesem je posloupnost na sebe navazujících aktivit, které dohromady tvoří jeden celek. Je to např. soubor aktivit simulujících průjezdnost vozidla několika úseky komunikací. Spojitá aktivita – můţe měnit stav systému během celé doby jejího trvání. Příkladem takové aktivity je pohyb vozidla v případě, kdy je nutné respektovat jeho dynamické charakteristiky a jeho ovlivnění okolním prostředím (ostatními vozidly v reálném čase). Jedním ze základních znaků spojité aktivity je nemoţnost určit čas jejího ukončení. Diskrétní aktivita – můţe měnit stav systému pouze v okamţiku svého ukončení, během jejího trvání se stav systému změnit nemůţe. Ukončení diskrétní aktivity s následující změnou stavu je nazývaná „událostí“. Příkladem diskrétní aktivity můţe být simulace světelně signalizačního zařízení, kdy aktivitami jsou délky jednotlivých fází, po jejichţ ukončení se vţdy stav systému změní (událostí jsou v tomto případě ukončení zelené a červené fáze, kdy se vozidla buď pohybují anebo stojí). V tomto případě není nutné sledovat dynamiku a pohyb vozidel v čase. Spojitý simulační model – v rámci spojitého simulačního modelu se stav modelovaného systému mění v čase. Spojitý simulační model obsahuje pouze spojité aktivity. Diskrétní simulační model – diskrétní simulační model (nespojitý) můţe změnit stav systému pouze po ukončené aktivitě. Diskrétní simulační model obsahuje pouze diskrétní aktivity. Kombinovaný simulační model – simulační model obsahující spojité i diskrétní aktivity. Statický simulační model – model, ve kterém se vliv času neuvaţuje. Dynamický simulační model – model, ve kterém se význam času zohledňuje. Deterministický model – model, ve kterém jsou všechna data známa s určitostí a vliv náhodných veličin se neuvaţuje. Ţádné prvky nejsou generovány náhodně. Stochastický model – stochastický (pravděpodobnostní) model uvaţuje se vstupem náhodných veličin (jeden nebo i více prvků jsou generovány v náhodných hodnotách).

4.3 Dopravní systémy a jejich základní prvky z hlediska dopravního modelování Moţnosti modelování a simulace dopravy jsou velmi rozsáhlé a aplikovat správný model (software) vyţaduje alespoň základní znalosti a orientaci v dopravní problematice. Pro správné vyuţití moţností simulace a modelování je tedy nutno vymezit a připomenout několik základních pojmů. Samotný dopravní model je vţdy aplikován na dopravní systém nebo jeho 128


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

část. Dopravní systémy jsou soubory jednotlivých druhů doprav, jejichţ potřeba v rámci jednoho dopravního systému je ovlivňována vstupními a výstupními vlivy v daném prostředí. Jako názorný příklad mohou poslouţit rozsáhlejší urbanizované oblasti, které mohou vyvolávat poptávku přepravy osob, a to buď prostřednictvím prostředků hromadné, nebo individuální dopravy (jedná se o vlivy vstupní). Pro zajištění této dopravy je však nutno vybudovat potřebnou infrastrukturu jako jsou pozemní komunikace, dráha, zastávky, nádraţí nebo přestupní terminály, které výrazným způsobem zasáhnou okolní prostředí (jedná se o vliv výstupní). Soubor těchto jednotlivých druhů doprav pak tvoří jeden určitý dopravní systém. Jeho základní součásti lze rozdělit do několika skupin 4:  řidiči, chování řidičů,  vozidla, chování vozidel,  komunikační systém, dopravní síť,  okolní prostředí,  prvky a systémy řízení dopravy a infrastruktura ITS (intelligent transport system) Kaţdou z těchto částí je nutno v rámci modelu, pokud je jeho součástí, popsat a definovat její chování. To je především úloha tvůrců dopravních modelů. 4.3.1 Řidiči, chování řidičů Popsat chování řidiče je jednou z nejtěţších úloh při tvorbě modelu. V závislosti na míře přiblíţení se reálnému stavu je nutno definovat širokou škálu charakteristik. Chování řidiče je ovlivněno mnoha činiteli. Hlavními faktory jsou psychický stav, který ovlivňuje vnímání, rozhodování a reakce, fyzický stav řidiče, který můţe ovlivňovat jeho reakce nebo vzdálenost, do které řidič vidí, počasí, které ovlivňuje viditelnost a ovladatelnost vozidel anebo okolní prostředí, které zahrnuje vlivy okolní zástavby, ostatní dopravy nebo chování dalších účastníků provozu. Z hlediska modelování jsou však nejdůleţitějšími prvky ty, které přímo ovlivňují jízdu vozidla a jeho trajektorii v prostoru. Jedná se tedy o prvky fyzické, konkrétně o délku rozhledu (do jaké vzdálenosti řidič vidí a je viděn ostatními) a prvky psychické, tedy vnímání času (akceptovatelnost časových mezer), reakční doba (rychlost reakce řidiče na nenadálé překáţky nebo změny) a výběr poţadované rychlosti (ochota řidičů k jízdě danou rychlostí). Tyto charakteristiky lze poměrně jednoduše získat na základě měření a lze je tedy úspěšně

129


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

v rámci daného modelu uplatnit. Zároveň je v rámci některých modelů zadána i míra rozptylu od nastavených hodnot, a tak se můţe chování řidičů ve stejných situacích různě odlišovat. Ostatní charakteristiky jako například ovlivnění vnímání řidiče okolní zástavbou nebo počasím, schopnost odhadu, agresivita, koncentrace apod. však nelze s poţadovanou přesností určit a mohou způsobovat odchýlení modelu nebo prováděné simulace od reálného stavu. I přesto jsou tyto ostatní charakteristiky v některých sofistikovanějších simulačních programech zahrnuty (VISSIM, PARAMICS, AIMSUN a další). 4.3.2 Vozidla, chování vozidel Modelování chování vozidel je především fyzikální úlohou. Základní údaje o vozidlech, které je nutno v rámci modelu popsat jsou rozměry a hmotnost vozidla, výkon jeho motoru, dosahované rychlosti a zrychlení nebo zpomalení. Tyto charakteristiky lze jednoduše za pomocí příslušných vzorců vypočítat. Většina modelů pracuje s osvědčeným rámcem vozidel, který tvoří osobní vozidla, nákladní vozidla a autobusy. Některé pokročilejší modely zahrnují i chodce, případně cyklisty, tramvaje nebo jiná speciální vozidla (v USA pouţívané např. obytné automobily – „domy na kolech“) a umoţňují definovat i vlastní skupinu vozidel nebo jiných uţivatelů komunikací. 4.3.3 Komunikační systém Popis komunikačního systému je povinnou částí modelu. Modelování dopravní sítě se, můţe jevit jako zdánlivě jednoduchá záleţitost. Jedná se však o sloţitý proces, pro který je nutno zajistit maximální mnoţství vstupních parametrů. V rámci modelu je důleţité na simulované komunikační síti postihnout především její základní charakteristiky z hlediska stavebně – technického, jako je kategorie, polohy, geometrické uspořádání křiţovatek (u detailních modelů) apod.), ale u modelů přímo simulujících provoz vozidel i přidělit na tuto síť odpovídající dopravní zatíţení. Právě správná interpretace výsledků zjištěných v rámci provedených dopravních průzkumů a jejich vloţení do modelu je velmi často problémovým místem celého procesu. 4.3.4 Okolní prostředí Okolní prostředí hraje určitou roli pouze v případě modelování specifických situací. Jedná se například o případy zejména makroskopických modelů, kdy je zapotřebí zohlednit typy okolních ploch nebo zón a definovat jakým způsobem generují dopravní poptávku nebo

130


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

nabídku. Rovněţ se můţe jednat se o modely, které slouţí např. k simulaci dopadů zvýšeného provozu na okolí komunikace (zvyšování emisí a hluku). 4.3.5 Prvky a systémy řízení dopravy a infrastruktura ITS (intelligent transport system) Prvky řízení dopravy jsou nedílnou součástí dopravních systémů. Pomáhají především v optimalizaci řízení dopravního procesu. Mezi základní moţnosti řízení dopravy patří metoda zastavování dopravního proudu, kde se uplatňují světelně signalizační zařízení, metoda změny parametrů jízdy vozidel, coţ znamená např. úpravy jejich rychlostí dopravním značením a metoda informování a navigování řidičů. Simulací těchto metod lze experimentovat s jejich nastavením a optimalizovat pak jejich nastavení v reálném systému. Infrastrukturou ITS je pak míněna dopravní telematika, která spojuje informační a telekomunikační technologie s dopravním inţenýrstvím tak, aby se pro stávající infrastrukturu komunikací zvýšily přepravní výkony, stoupla bezpečnost a zvýšila se psychická pohoda cestujících a komfort přepravy [3]. Telematika je tedy nástrojem pro zlepšení kvality provozu na komunikacích.

4.4 Dopravně – inženýrské nástroje pro dopravní modelování Dopravní modelování nezahrnuje pouze vytvoření modelu a simulaci dopravního provozu. Existuje celá řada dopravně – inţenýrské nástrojů, které lze pouţít k mnoha činnostem. Jedná se především o posuzování a ověřování nových návrhů, posuzování variantních řešení, odhad dopravní poptávky a nabídky, určení kritických bodů na dopravní síti, svozní a rozvozní úlohy, tvorbu časových plánů a jízdních řádů nebo hledání nejkratších cest mezi uzly. Souhrnně však lze tyto nástroje rozdělit do několika skupin:  nástroje pro plánování a rozhodování,  nástroje pro analýzu dopravní poptávky,  analytické výpočetní nástroje,  nástroje pro optimalizaci dopravních zařízení (např. pro signální plány),  nástroje pro dopravní simulaci 4.4.1 Nástroje pro plánování a rozhodování Dopravně plánovací a rozhodovací nástroje jsou zaměřeny především na samotné navrhování a plánování komunikačních sítí a dopravy na ní. Jedná se o podpůrné nástroje,

131


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

které pomáhají při trasování komunikací, návrhu dopravních ploch, při ekonomických posouzeních výstavby, zatíţení ţivotního prostředí a další. Příklady plánovacích a rozhodovacích nástrojů. Typickými příklady plánovacích a rozhodovacích nástrojů je software AutoTURN (Transoft Solutions), který se pouţívá k ověřování vlečných křivek vozidel. Pouţití tohoto softwaru je poměrně jednoduché, nutná je však instalace prostředí AutoCADU nebo Microstationu. Ověřování průjezdnosti pak probíhá přímo na dopravní síti a umoţňuje tak okamţitou korekci případných nesrovnalostí. AutoTURN obsahuje širokou knihovnu různých druhů dopravních vozidel i se zohledněním národních standardů. Podobnými nástroji jsou např. AeroTurn (od stejného výrobce), který se vyuţívá pro navrhování letišť.

Obr. 4. 1.Knihovna vozidel v prostředí AutoTURN a ověření průjezdu.

Některé z nástrojů jsou ve své podstatě specifické a s dopravním projektováním souvisejí velmi málo. Vlastní dopravní problematikou se příliš nezabývají, zohledňují spíše problematikou stavební, ekonomickou nebo bezpečnostní. Takovými nástroji mohou být modely zhodnocující ekonomické nebo environmentální dopady při návrhu objízdných tras při rozsáhlejších opravách komunikací. 4.4.2 Nástroje pro analýzu dopravní poptávky Nástroje pro analýzu dopravní poptávky jsou zaměřeny především na přidělování dopravní zátěţe na komunikační síť, a to na základě stávající a navrţené dopravní infrastruktury a příslušného urbanistického konceptu. Tyto nástroje lze rozdělit do tří hlavních skupin 5. 132


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Jedná se o:  ekonometrické modely (econometric model), které je zaloţeny na vztazích mezi dopravní sítí, ekonomickou situací regionu, funkčním vyuţitím území, platnou legislativou, místními dopravními zvyklostmi a dalšími podobnými faktory, z nichţ je pak moţno přidělovat na komunikační síť dopravní zátěţ. Výstupem můţe být např. 24 hodinová intenzita dopravy nebo počet pohybů mezi jednotlivými sídly, případně zónami uvnitř sídelních útvarů. Z podstaty modelu je však zřejmé, ţe kaţdý vyvinutý jednotlivý model je unikátní pro danou oblast a jinde je pouze obtíţně aplikovatelný. Přesto se jedná o spolehlivou metodu, ze které je dále na základě pořízených zátěţových map moţné provádět kvalitní makroskopické i mikroskopické simulace daného celku, či jen určitých dílčích kritických oblastí.  extrapolační metody (extrapolation methods), které na základě zjištěných stávajících údajů z dané oblasti předpovídají budoucí vývoj pomocí růstových koeficientů. Tyto koeficienty mohou být různé oblast od oblasti a mohou záviset i na několika faktorech. Jedná se však pouze o rámcové metody, které nejsou pro přesnější modelování vhodné a v dopravním modelování se pouţívají poze výjimečně.  model vzniku dopravy (traffic generation model), který je zaloţen na stávajícím a budoucím funkčním vyuţití území a základním známým charakteristikám domácností. Z těchto údajů lze generovat např. počet pohybů vozidel, a to mezi jednotlivými zónami s danými příslušnými charakteristikami (např. počet dojíţdějících zaměstnanců, počet domácností v daném obvodu, charakter občanské vybavenosti a další). Z podstaty modelu tedy vyplývá nutná detailní znalost jednotlivých oblastí nebo zón. Bez této znalosti není model vzniku dopravy schopen podávat relevantní výstup. Příkladem takového vyuţití modelu je obr. 4.2, kde kaţdé oblasti je přiřazena dopravní atraktivita (cíl cest) a schopnost dopravu generovat (zdroj cest). Výsledkem je posouzení komunikačních sítí, případně jednotlivých kritických uzlů (v příkladu konkrétně zatíţení na mostech).

133


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 2. Použití modelu vzniku dopravy v prostředí VISUMu společnosti PTV AG (zdroj: www.ptvag.com).

4.4.3 Analytické výpočetní nástroje Analytické výpočetní nástroje pomáhající především při výpočetních metodách zaloţených na daných metodických postupech. Většinou se jedná o podpůrné programové balíky usnadňující jinak sloţité výpočty a jejich výstupem jsou např. návrhy světelných signalizačních zařízení na křiţovatkách, kdy některé ze sofistikovanějších produktů dokáţou nalézt optimální nastavení signálních plánů. Tyto nástroje jsou díky své jednoduchosti poměrně rozšířené. Většina těchto nástrojů však vychází z amerického Highway Capacity Manual (HCM 2000), který obsahuje odlišné výpočetní metody (proti ostatním však často kvalitnější a propracovanější), neţ metody uznávané v České Republice. Příklady analytických výpočetních nástrojů je např. český Edip-Ka, který na základě metodiky uvedené v rámci TP188 Posuzování kapacity neřízených úrovňových křiţovatek umoţňuje automatizovat nutné výpočty pro dané geometrické uspořádání neřízené křiţovatky, nebo jiné podobné nástroje pouţívané pro posouzení kapacity dle Higway Capacity Manual (ICU 2000, HCM/Cinema a další).

134


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 3. Grafické rozhraní Edip – Ka využívá Microsoft Excel a umožňuje pohodlné zadávání vstupních parametrů.

4.4.4 Nástroje pro optimalizaci dopravních zařízení Optimalizační nástroje jsou zaměřeny především na konkrétní řešení dopravních sítí. Většina těchto nástrojů je určena pro optimalizaci signálních programů světelně řízených křiţovatek, případně pro návrh řadících pruhů a šířkových poměrů na neřízených křiţovatkách. Do této skupiny spadají i nástroje určené pro optimalizaci řízení významných liniových staveb, jako třeba dálnice a rychlostních silnice. 4.4.5 Nástroje pro dopravní simulaci Nástroje pro dopravní simulaci představují v oblasti dopravního modelování nejkomplexnější řešení. Jsou zaměřeny nejen na analýzu a optimalizaci dopravních systémů, ale poskytují také vizuální prezentaci výstupů. Jednotlivé softwarové balíky zpravidla představují několik kombinovaných modelů (např. model chování řidiče, model chování automobilu, modely pro návrh světelně signalizačních zařízení a další) plně integrovaných do prostředí jediné aplikace. Na tomto místě je třeba si připomenout základní rozdíl mezi modelem a simulací. V pojetí dopravního modelování je model matematickým popisem řešeného problému nebo reality a jeden model bývá zpravidla vyjádřením pouze jediného 135


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

problému nebo objektu reality. Lze si připomenout jiţ výše uvedené modely chování řidičů (psychologické), různé modely chování automobilů (fyzické), modely pro návrh světelně signalizačních zařízení, kapacitní modely a další, které vyjadřují různou problematiku s odlišnou detailností prvků reality (tato detailnost mění i vlastní chování simulace). Simulace představuje spojení jednotlivých modelů do jednoho celku, s nezbytným zajištěním vzájemných vazeb a interakcí. Jednotlivé modely pak na základě probíhající simulace mezi sebou vzájemně reagují a ovlivňují se (tzn., ţe definovaný model chování řidiče vstupuje do interakce s modelem chování automobilu a oba jsou pak ovlivňováni modelem prostředí, ve kterém se pohybují a reagují na jeho případné změny v reálném čase). Uvedené psychologicko-fyziologické modely jsou základem komerčně vyuţívaných softwarových balíků (VISSIM, Paramics, Aimsun NG), které se

pouţívají pro

mikroskopickou a makroskopickou simulaci. Výhodou jejich vyuţívání je v současné době i velký výkon dnešních počítačů. Na základě takových modelů lze simulovat hromadné chování a sledované jevy ověřovat na reálném dopravním proudu. Nevýhodou je pak značná detailnost modelu, kde při kaţdém nesouladu simulace s realitou je třeba hledat jeho příčinyv nastavení modelu (nikoliv upravovat výstupy modelu tak, aby si patřičné statistické výsledky odpovídaly).

Obr. 4. 4.Detailní mikrosimulace v prostředí VISSIMu společnosti PTV AG (zdroj: www.ptvag.com).

136


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

4.5 Modelování a simulace dopravního proudu Dopravní modelování a simulace se vyuţívá především v dopravním inţenýrství a dopravním plánování. Cílem je vytvořit takový model dopravy v daném území, pomocí kterého lze simulovat výhledové přepravní vztahy nebo ověřovat alternativní návrhy a úpravy. Uplatnit dopravní modely lze při návrhu dopravní infrastruktury (geometrické a šířkové uspořádání komunikační sítě), návrhu hromadné dopravy osob (zavedení nových linek, umístění zastávek apod.) nebo posuzování dopadů na ţivotní prostředí. Základem dopravních modelů je pro dané účely co nejvěrněji modelovat pohyby vozidel a jejich vzájemné ovlivňování. Nelze však vytvořit jeden univerzální model, který by byl pouţitelný pro modelování všech situací. Hlavními kritérii jsou rozsah modelované sítě, míra přiblíţení se reálnému stavu a zobrazení detailu. Dle těchto kritérií lze modely členit na (viz také obr. 4.5): 

makrosimulační modely,

mesosimulační modely,

mikrosimulační modely,

nanosimulační modely

Obr. 4. 5.Hierarchie modelů dle zobrazení detailu.

137


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

V zobrazení reálného stavu (který však nemusí však poskytovat vţdy nejreálnější výsledky) jednoznačně dominují nano a mikrosimulační nástroje. Pro analýzy rozsáhlých sítí je však tvorba modelů těmito nástroji neúměrně náročná a zbytečně detailní. Pak je tedy vhodnější vyuţít větší míry zobecnění, a to pouţitím meso nebo makrosimulačních nástrojů. Poţadovaná úroveň detailnosti simulace je tedy úměrná rozsahu zkoumané sítě. U sítí většího rozsahu je ţádoucí některé detaily zobecnit, a proto obvykle bývá aplikována tzv. abstrakce (pozn. metoda abstrakce dovoluje některé méně významné aspekty zkoumaného objektu zanedbat). Typickým příkladem takovýchto zobecnění u makroskopických modelů jsou např. křiţovatky. Ty jsou v rámci těchto sítí vnímány pouze jako uzly, bez detailnějšího vlivu jejich uspořádání. Naopak v rámci nano nebo mikrosimulačních modelů lze křiţovatky modelovat do nejmenšího detailu. Neplatí zde však úměra, ţe více vstupních dat můţe přinést větší přesnost a závislost mezi mnoţstvím zpracovaných podkladů a kvalitou výsledku nebývá lineární. V praxi se např. ukazuje, ţe mikroskopické modely zpracované s pouţitím sofistikovaných softwarových balíků jsou náchylné na kvalitu provedení a kaţdá chyba v takovém modelu (ať uţ se jedná o vadnou geometrii dané sítě nebo chybu ve vstupních údajích) můţe vést k zcela nesmyslným výsledkům. Ovšem mikrosimulace za pouţití ověřených dat umoţňuje lepší přiblíţení se realitě neţ makrosimulace. Ta naopak podává spolehlivější a reálnější údaje v hromadných a shrnujících výsledcích, jako např. intenzity, hustoty nebo rychlosti dopravních proudů. Doplňkovým kritériem pro členění dopravních modelů je dále zahrnutí náhodných vlivů a veličin, dle kterého lze modely rozdělit na stochastické, které uvaţují u sledovaných jevů s pravděpodobností nastoupení určitých událostí a zohledňují tedy náhodné vlivy, které během sledovaného období mohou nastat (mezi software zaloţené na stochastických modelech lze zařadit např. VISSIM, PARAMICS nebo CORSIM) a deterministické, které u sledovaných jevů neuvaţují s náhodnými vlivy. Mezi deterministické modely lze zařadit např. DYNASMART nebo FREFLO. Rovněţ lze dopravní modely členit dle jejich působení v čase, a to na statické, kdy jsou jednotlivé proměnné veličiny v čase konstantní a dynamické modely, kdy se proměnné mění v průběhu času.

4.6 Makroskopické simulační modely Dopravní makroskopické simulační nástroje se vyuţívají k modelování rozsáhlých komunikačních sítí (např. model České Republiky, nebo multimodální model hl. města Prahy a okolí) a slouţí především k prognostickým účelům. Vzhledem k velikosti makroskopicky modelovaných sítí je i objem nutných vstupních dat rozsáhlý a jejich sběr časově náročnou 138


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

záleţitostí s tím, ţe některé údaje je nutno ověřovat delší dobu. Vstupními daty jsou dopravní zatíţení jednotlivých úseků, směrové průzkumy, údaje o funkcích a vyuţití jednotlivých ploch v okolí dopravní sítě, které generují dopravní nabídku nebo poptávku a také průzkumy zaměřené na dopravní chování. Kvalitní modely velkých oblastí se tak mohou tvořit i několik let. Mezi základní výstupy makroskopické simulace patří přidělení dopravní zátěţe na komunikační síť, nejčastěji ve formě kartogramů intenzit, směrová distribuce dopravních proudů, nalezení dopravních kongescí, dopravní nebo přepravní výkony apod. Tyto výstupy mohou slouţit k analýze stávající komunikační sítě, k prověřování významnějších dopravních záměrů, posuzování alternativních řešení, posuzování dopadů a vlivů komerčně vyuţívaných staveb na okolní dopravní síť, k prověření významných dopravních omezení nebo k analýze dopravní obsluhy. Podstata modelů se příliš neliší od standardních dopravně kapacitních výpočtů, avšak výhodou je automatizace těchto procesů a moţnost výpočtů u plošně rozsáhlých sítí. Nevýhodou makroskopických simulačních modelů je niţší úroveň prezentace výstupů formou dynamické simulace v reálném prostředí. Základem nejběţněji pouţívaných makroskopických modelů jsou vztahy (4.1) mezi základními parametry dopravního proudu. Jedná se o intenzitu (q), hustotu (k) a rychlost (v) 5 a 6. Matematicky lze vztahy mezi těmito veličinami vyjádřit rovnicí:

q = vk , kde:

(4.1)

q je intenzita (voz/hod/jízdní pruh), v je rychlost (km/h), k je hustota (voz/km/jízdní pruh) Tyto vztahy lze vyjádřit i grafickým modelem. Obecně se jedná o třídimenzionální

graf s osami q, v a k (obr. 4.6), kde lze definovat několik základních stavů:  stav A vyjadřuje situaci, kdy se hustota provozu blíţí nule (úroveň kvality dopravy A). V tomto případě je rychlost vozidel maximální (free flow speed 7).  stav B je vyjádřením situace, kdy je dosaţeno maximální intenzity a hustoty provozu (úroveň kvality dopravy E).  stav C popisuje situaci, kdy je dosaţeno maximální hustoty provozu. Intenzita a rychlost vozidel se však blíţí nule a z komunikace se stává parkoviště (úroveň kvality dopravy F).

139


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 6. Třídimenzionální model základních charakteristik dopravního proudu.

Obr. 4. 7. 2D model základních charakteristik dopravního proudu.

Přehlednějším vyjádřením třídimenzionálního grafu je jeho 2D zobrazení (obr. 4.7), z kterého lze vztahy mezi jednotlivými charakteristikami jednodušeji definovat.

140


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Základní stavy jsou zobrazeny v grafu „rychlost – hustota“ (obr. 4.7) a k nim jsou přiřazeny následující charakteristiky: v0 – optimální rychlost při nejvyšší intenzitě provozu, vf – tzv. free flow speed, neboli rychlost na volném (dopravně nezatíţeném) úseku, q0 – optimální intenzita provozu (maximální) při ještě přijatelné rychlosti, k0 – optimální hustota provozu (maximální) při ještě přijatelné rychlosti a intenzitě, kj – tzv. jam density, neboli hustota provozu při dopravní kongesci (tzv. traffic jam). Základem makroskopických modelů je především dvojrozměrné vyjádření vztahu mezi rychlostí (km/h) a hustotou dopravního proudu (voz/km/jízdní pruh). Při jejich formulaci se principiálně vycházelo z teze, ţe při stoupající hustotě vozidel se sniţuje rychlost dopravního proudu. Pokud jsou tyto dvě veličiny známy, je dle známých vztahů uvedených v předchozím textu moţno zjistit intenzitu dopravního proudu. V průběhu několika desetiletí bylo vytvořeno mnoho makroskopických modelů zaloţených na vztahu mezi rychlostí a hustotou. Mezi nejvyuţívanější patří Greenshieldsův lineární model, Greenbergův logaritmický model, Underwoodův exponenciální model nebo Pipesův zobecněný model. 4.6.1 Greenshieldsův lineární model Greenshieldsův lineární model patří k nejstarším a nejjednodušším modelům zaloţených na vztahu mezi rychlostí a hustotou. Představen byl jiţ v roce 1935 8 a na dlouhá léta se stal nejpouţívanějším modelem nepřerušovaného dopravního proudu (bez vlivu světelně signalizačních zařízení). Základem modelu byla provedená měření rychlosti a intenzit, ze kterých byla dopočítána základním vztahem hustota. Měření byla provedena ve většině případů pří niţších intenzitách, pouze jednou se provoz na sledované komunikaci přiblíţil kongesčnímu stavu (viz obr. 4.8). Přesto dokázal Greenshields stanovit lineární závislost mezi intenzitou a hustotou na tehdejší dobu s dostatečnou přesností.

141


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 8. Původní měřená data v Greenshieldsově modelu (zdroj: 8).

Model je tedy lineární. Vztah mezi rychlostí a hustotou je vyjádřen rovnicí:

v = v f  (1  kde:

k ), kj

(4.2)

v je aktuální rychlost vozidla, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (angl. free flow speed), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh) a kj je hustota při kongesci (traffic jam)

Aplikací základního vztahu (4.1) mezi intenzitou (q), hustotou (k) a rychlostí (v) do Greenshieldsova lineárního modelu dostaneme upravený vztah mezi intenzitou a hustotou:

k2 q = v f  (k  ) , kj kde:

(4.3)

q je aktuální intenzita provozu, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (free flow speed), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh) a kj je hustota při kongesci (traffic jam)

Výsledkem je parabolický model vztahu mezi intenzitou a hustotou, který lze graficky vyjádřit (viz obr. 4.9).

142


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 9. Původní měřená data v Greenhieldsově modelu s aplikací grafu intenzita x hustota (zdroj: 8).

Pro odvození modelu vztahu mezi intenzitou a rychlostí lze postupovat stejným způsobem. Výsledkem je opět parabolický model, jehoţ podstatu tvoří vztah:

v2 q = k j  (v  ) vf , kde:

(4.4)

q je aktuální intenzita, v je aktuální rychlost, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (free flow speed) a kj je hustota při kongesci (traffic jam)

Grafické vyjádření vztahu mezi rychlostí a intenzitou zobrazuje obr. 4.10.

Obr. 4. 10. Původní měřená data v Greenshieldsově modelu s aplikací grafu rychlost x intenzita (zdroj: 8).

143


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Pouţití Greenshieldsova modelu je velmi jednoduché a vzhledem ke stavu výpočetní techniky v polovině 20. století se tento model stal jedním z nejuţívanějších. V průběhu času byl tento model několikrát zkoumán (např. Huber, 1957, Drake, 1967) a bylo zjištěno, ţe neposkytuje zcela přesná data v určitých situacích. Hlavním problémem bylo, ţe původní data byla získána na směrově nerozdělených komunikacích a přesto byla aplikována i na směrově rozdělené komunikace. Ostatní problémy pak pramenily především z tehdy uţívaných statistických metod (rok 1935), metod dopravních průzkumů a z uţité metodiky, kdy se ze známé rychlosti a intenzity dopočítávala hustota, z které se pak konvertoval výsledný model. Díky tomu pak model poskytoval pro jiné neţ standardní situace zkreslené výsledky. 4.6.2 Greenbergův logaritmický model Dalším v 50. letech 20. století pouţívaným modelem byl Greenbergův logaritmický model, který proti Greenshieldsově modelu vykazuje lepší shodu s měřenými daty (obr . 4.11).

Obr. 4. 11. Greenbergův logaritmický model (zdroj: 8).

Model je tedy logaritmický, vztah mezi rychlostí a hustotou je vyjádřen rovnicí:

v = v o  ln(

kde:

k ), kj

(4.5)

v je aktuální rychlost vozidla, vo je rychlost při optimální intenzitě (nejvyšší intenzitě při ještě přijatelné rychlosti), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh) a kj je hustota při kongesci (traffic jam)

144


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Z podstaty modelu vyplývá, ţe jeho pouţití není vhodné pro nízké hustoty dopravního provozu, kdy hodnota „k“ se blíţí nule (pro nulovou hustotu nelze dopočítat hodnotu rychlosti). Rovněţ na Greenbergův logaritmický model lze aplikovat základní vztahy mezi intenzitou (q), hustotou (k) a rychlostí (v). Výsledkem jsou pak modely vztahů „intenzita x hustota“ a „rychlost x intenzita“, které lze odvodit podobným způsobem, jak tomu bylo naznačeno u Greenshieldsova lineárního modelu. 4.6.3 Underwoodův exponenciální model Nedostatky předešlých modelů se snaţil odstranit Underwoodův exponenciální model, který je vhodný pro nízké hodnoty hustoty.

Obr. 4. 12. Underwoodův exponenciální model (zdroj: 8).

Model je tedy exponenciální, vztah mezi rychlostí a hustotou je vyjádřen rovnicí:

v = vf  e kde:

k ko

,

(4.6)

v je aktuální rychlost vozidla, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (free flow speed), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh) a ko je optimální hustota provozu (maximální) při ještě přijatelné rychlosti a intenzitě,

145


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Z podstaty modelu vyplývá, ţe ani jeho pouţití není vhodné pro určité situace. Jedná se např. o případy, kdy je hustota provozu vysoká. Matematicky lze snadno ověřit, ţe nulová rychlost nastane pouze při nekonečné hustotě provozu, coţ však neodpovídá realitě. Přesto je Underwoodův model pouţitelný zejména při relativně normálním druhu provozu (nízká nebo střední hustota). 4.6.4 Pipesův a Drewův zobecněný model Pipesův model obecně vychází z Greenshieldsova lineárního modelu, který však upravuje. Hodnoty rychlosti a hustoty jsou pak podílem aktuální rychlosti (v) a hustoty (k) k maximálním hodnotám rychlosti na dopravně nezatíţené volné komunikaci (vf) a hustotě při kongesci (kj). Ty pak nabývají hodnot z intervalu 0; 1. Základní vztah Pipesova modelu je dán rovnicí:

v = vf  (1  kde:

k n ) , kj

(4.7)

v je aktuální rychlost vozidla, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (free flow speed), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh), kj je hustota při kongesci (traffic jam) a n je reálné číslo větší neţ 0

Ze základního vztahu (4.7) je pak zřejmé, ţe pro n=1 vztah odpovídá Greenshieldsově lineárnímu modelu. Graficky lze pak Pipesův model vyjádřit následovně:

Obr. 4. 13. Pipesův zobecněný model (zdroj: 6).

146


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Stejným principem lze chápat i Drewův zobecněný model, který je však dán vztahem: n 1  k 2  v = vf  (1  ( )  , kj  

kde:

(4.8)

v je aktuální rychlost vozidla, vf je rychlost na dopravně nezatíţené volné komunikaci (free flow speed), k je aktuální hustota (voz/km/jízdní pruh), kj je hustota při kongesci (traffic jam) a n je nabývá hodnot větších neţ -1 Ze základního vztahu (4.8) je pak zřejmé, ţe pro n=0 je výsledným grafem parabola,

pro n=1 pak vztah odpovídá Greenshieldsově lineárnímu modelu (4.2). 4.6.5 Multirežimové kombinované modely Nedostatky pouţívaných modelů vedly k vytváření dalších typů modelů – tzv. multirežimových modelů. Jedná se o kombinace více modelů, umoţňující více vyuţívat výhodnost kaţdého z nich v určitých oblastech. Typickými reprezentanty jsou Edieho dvourežimový model (obr. 4.14), kombinující Greenbergův logaritmický model, vhodný především pro vysoké hustoty vozidel na komunikaci, Underwoodův model, který naopak poskytuje přesnější hodnoty pro niţší hustoty nebo Underwoodův dvoureţimový model, jehoţ výsledný tvar vychází ze základního jednoreţimového modelu, modifikovaného pro vyšší hustoty.

Obr. 4. 14. Edieho dvourežimový zobecněný model (zdroj: 6).

147


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

4.7 Mesoskopické simulační modely Mesoskopické

simulační

modely kombinují

vlastnosti

makroskopických

a

mikroskopických modelů. Vyuţívají se především pro simulaci středně rozsáhlých dopravních sítí, avšak na rozdíl od makroskopických modelů principiálně vychází z modelování jízdy jednotlivých vozidel (případně skupiny vozidel s podobným chováním). S makroskopickými modely pak mají společnou především míru zobecnění chování vozidel a řidičů, které není tak detailně řešeno jako v případě mikrosimulačních modelů.

4.8 Mikroskopické simulační modely Podstatou mikroskopické simulace (mikrosimulace) je modelování jízdy jednotlivých vozidel po dané komunikační síti, přičemţ se zohledňují všechny parametry infrastruktury i dopravních prostředků, a to včetně chování řidiče. Pro potřeby mikrosimulace se zadávají obecně známé parametry. Základem je však kvalitní digitální nebo rastrový podklad, který slouţí k detailní geometrické definici posuzovaného prostředí (úsek komunikace, křiţovatka). U vozidel se zadávají údaje o jejich rozměrech, dosahované rychlosti, zrychlení a zpomalení, hmotnosti vozidla nebo výkonu motoru. Součástí vstupů jsou dále charakteristiky řidičů nebo ostatních účastníků provozu (chodci, cyklisté, tramvaje apod.). Na závěr je nutno doplnit data o zatíţení komunikační sítě, tedy celkové intenzity, podíly nákladních vozidel v dopravním proudu a další údaje. Tyto údaje je však zapotřebí vţdy pro kaţdou konkrétní situaci sloţitě hledat (nalézt optimální vztah a ten empiricky ověřit). Výstupem jsou pak standardní údaje, které lze zjišťovat i v rámci jiných dopravních průzkumů. Můţe se jednat o kapacitu komunikací nebo křiţovatek, zdrţení, délku front, úsekové rychlosti, průměrné rychlosti a další. Sofistikovanější programové balíky (VISSIM, PARAMICS, AIMSUN NG) umoţňují simulaci i náročnějších úloh, jako jsou analýzy vlivu dopravy na ţivotní prostředí (spotřeba, emise), hlukové studie, studie parkování, simulace provozu mýtných bran nebo simulace provozu hromadné dopravy osob. Podstata mikroskopických modelů je především v modelování pohybů kaţdého vozidla pohybujícího se v dopravním proudu. K tomu je nutno, mimo základních charakteristik jako je hustota, intenzita a rychlost, znát i podrobnější mikroskopické charakteristiky dopravního proudu. Jedná se především o časovou a délkovou mezeru 4. Časová mezera (ht) je doba mezi průjezdy dvou po sobě jedoucích vozidel měřená v daném měřícím místě při průjezdu nárazníků v sekundách (obr. 4.15). 148


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 15. Grafické schéma měření časových a délkových mezer

Délková mezera (lt) je vzdálenost mezi dvěma po sobě jedoucími vozidly měřená při průjezdu nárazníků (obr. 4.15). Tyto veličiny lze získat z provedených měření, která se zaznamenávají do diagramů „dráha – čas“ (obr. 4.16), ve kterých jsou zaznamenány dráhy vozidel pohybujících se v určitém časovém úseku na sledované komunikaci. Z nich pak lze odvozovat ostatní charakteristiky, jako průměrná doba mezery, střední bodová rychlost, intenzita nebo hustota a lze je vyuţít i pro sledování pohybu kolony vozidel, kde lze odvodit počet vozidel v koloně nebo délku kolony.

Obr. 4. 16. Diagram „dráha – čas“ vyjadřující pohyb vozidel

149


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Z diagramu „dráha – čas“ (obr. 4.16) lze vyčíst, ţe sledovaným řezem komunikace (označen jako L) projela v časový interval t2 – t1 celkem tři vozidla, nebo ţe v daný časový okamţik (označen jako t) se ve sledovaném úseku nacházelo pět automobilů. Diagramy „dráha – čas“ jsou jedním ze základů matematických modelů mikroskopického dopravního proudu.

4.8.1

„Car following“ model Nejrozšířenějším typem mikroskopických modelů je „car – following“ model (model

sledu vozidel), který popisuje podélný pohyb a chování i-tého vozidla v dopravním proudu v závislosti na předcházejícím vozidle. Vyvíjeny jsou od 50. let 20. století (L.A. Pipes, 1953). Základním principem „car – following“ modelu je o stanovení závislosti zrychlení vozidla na okolních podmínkách, coţ v jednodušším případě znamená pouze na stavu vozidla před vozidlem následovaným. Obecně lze zrychlení vozidla v rámci „car – following“ modelu vyjádřit následovně:

a = a (v, v, x) , kde:

(4.9)

a je zrychlení vozidla, v je rychlost vozidla, v je relativní rychlost v porovnání s následovaným vozidlem a x je odstup od následovaného vozidla. Postupné zkoumání podrobného způsobu a míry ovlivňování vozidel mezi sebou

dalo vzniknout několika modelům. V zásadě existují dvě skupiny těchto modelů. První přístup je zaloţen především na rychlostních charakteristikách (akcelerace a brzdění) a předpokládá, ţe kaţdý řidič udrţuje bezpečnou vzdálenost mezi svým vozidlem a vozidlem jedoucím před ním prostřednictvím regulace rychlosti a změnu provádí pouze v případě, ţe se změní rychlost vozidla, které následuje. Tedy v případě, kdy relativní rychlost vozidla vzhledem k vozidlu, které následuje, není nulová. Druhý přístup je pak zaloţen na vzdálenosti mezi jednotlivými vozidly a předpokládá, ţe rychlost následujícího vozidla závisí především na vzdálenosti od vozidla jedoucího před ním (vedoucího) a změna nastává v případě, kdy se tato vzdálenost mění.

150


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

První generace modelů popisovaly pouze stav, kdy vozidlo následuje jiné vozidlo, modernější modely jsou pak komplexnější a popisují chování vozidel za kaţdé situace. Tyto modely lze nazvat multireţimovými (obvyklými reţimy jsou jízda po volné komunikaci bez ovlivnění následujícím vozidlem, reţim jízdy kdy vozidlo následuje jiné vozidlo a reţimem nouzového brzdění, kdy je nutno odvrátit kolizní situaci. Počet reţimů však můţe být u komplexnějších modelů vyšší (např. VISSIM).

Obr. 4. 17. Schéma základních vstupních parametrů „car – following“ modelu.

 GHR (Gazis – Herman – Rothery) model GHR model je někdy nazýván zobecněným „car following“ modelem a stal se jedním z nejstudovanějších modelů vůbec. Základní vztahy byl formulován jiţ v roce 1958 10:

a i (t) = c  v im (t) kde:

v( t  T) ), x ( t  T)

(4.10)

ai(t) je zrychlení i – tého vozidla v čase t, vi je rychlost i – tého vozidla, v je relativní rychlost v porovnání s vedoucím vozidlem a x je odstup od vedoucího vozidla v čase t – T, t je sledovaný čas, T je reakční doba řidiče a m, c a l jsou parametry, které musí být kalibrovány pro kaţdý modelovaný systém

Právě určení parametrů (m, c a l) je jednou ze slabých stránek modelu. Nalezení jejich správných hodnot musí předcházet celá řada měření a průzkumů a v rámci provedených studií byly několikrát stanoveny pro různé modelované situace i zcela protikladné hodnoty těchto parametrů

151


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

 model „bezpečné vzdálenosti“ Model „bezpečné vzdálenosti“ (Safety distance or collision avoidance) byl vyvinut v 50. letech 20. století (Kometani a Sasaki, 1959) 8. Základní přístup je odlišný od GHR modelu. Jedná se o druhou skupinu modelů, jejichţ hlavním principem je dodrţení bezpečné vzdálenosti mezi vozidly dle principů Newtonovské fyziky.

x(t - T) =   vi21  (t - T)  l  vi2  (t)    vi  (t )  b0 , kde:

(4.11)

vi je rychlost i – tého vozidla, x je odstup od vedoucího vozidla v čase t – T, t je sledovaný čas, T je reakční doba řidiče a , , l, a bo, jsou parametry, které musí být kalibrovány pro kaţdý modelovaný systém

Zřejmě nejznámější aplikací modelu „bezpečné vzdálenosti“ je „Gippsův“ model a jeho implementace v prostředí AIMSUN 2. Výhodou modelu je jeho reálný popis jízdy dvou a více vozidel (kolony) a relativně snadná kalibrace ovlivňujících parametrů.  lineární model Základní podoba lineárního modelu vychází z původního GHR modelu, který však modifikuje (Helly, 1959) 10 implementací vztahů mezi zrychlením a rychlostí následujícího vozidla (i +1 dle obr. 84), poţadované vzdálenosti mezi následujícím a vedoucím vozidlem (vozidlo i), relativní vzdáleností a rychlostí mezi následujícím a vedoucím vozidlem a reakční dobou řidiče.

a i (t) = C1  v  (t - T)  C2  x  (t - T) - Di (t ) ,

(4.12)

Di (t ) =     v  (t - T)    a i  (t  T) ,

(4.13)

kde:

ai(t) je zrychlení i – tého vozidla v čase t, Di(t) je poţadovaná vzdálenost vozidel v čase t, v je rychlost i – tého vozidla, v je relativní rychlost v porovnání s vedoucím vozidlem (vozidlem i a i + 1) a x je relativní odstup od vedoucího vozidla, t je sledovaný čas, T je reakční doba řidiče a , , γ, C1 a C2 jsou parametry, které musí být kalibrovány pro kaţdý modelovaný systém

152


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Podobně jako u GHR modelu je právě určení parametrů , , γ, C1 a C2 slabší stránkou modelu. Přesto se vyuţívá, neboť poskytuje dobrou shodu s reálnými měřenými daty.  psycho – fyzikální modely Psycho – fyzikální model (obr. 4.18) kombinuje psychologické aspekty a fyziologické omezení řidičova vnímání. Základem modelu je předpoklad, ţe řidič provede akci, pokud je dosaţeno určité hranice, vyjádřené funkcemi změny rychlosti (zrychlení / brzdění) a vzdálenosti mezi vozidly. Jinými slovy, pokud se řidič některým z činitelů bude cítit ohroţen, provede změnu. Matematicky lze tuto změnu vyjádřit následovně: je – li hodnota rychlost mezi jeho

d  v    dt  x 2 

překročena, řidič bude brzdit do té doby, dokud relativní vozidlem a vozidlem vedoucím nebude nulová.

Tímto principem se řídí i ostatní parametry, ovlivňující chování vozidla (řidiče). Zřejmě nejznámějšími aplikacemi psycho – fyzikálního modelu je „Wiedemannův“ model a jeho implementace v prostředí VISSUM, nebo „Fritzschův“ model implementovaný v PARAMICSu.

Obr. 4. 18. Psycho – fyzikální model v diagramu zobrazujícím délkovou mezeru a změnu rychlosti vyjadřuje změnu vzdálenosti mezi vedoucím a následujícím vozidlem

 ostatní „car – following“ modely Aplikací mnoha různých přístupů k dalo vzniknou celé řadě modifikací „car – following“ modelů. Z ostatních je nutno zmínit: „Fuzzy – logic“ model, „Optimal Velocity“ model, nebo „Intelligent Driver“ model

153


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

4.8.2

„Cellular Automaton“ „Cellular Automaton“ neboli celulární automat je teoretický model (John von

Neuman, Stanislaw Ulam, 1950), který se v dopravní praxi běţně nepouţívá. Jedná se o strukturální soustavu buněk v nejčastěji dvourozměrném prostoru, kde buňky tvoří trojúhelníkovou, čtvercovou nebo víceúhelníkovou mříţku. Kaţdá buňka pak můţe nabývat jeden ze dvou moţných stavů (pro potřeby dopravního modelování se jedná o stav 0 – buňka prázdná, nebo stav 1 – buňka obsazena). Jízdní pruhy nebo křiţovatky jsou rozděleny na určitý konečný počet stejných buněk s konstantní velikostí. Celý takto vytvořený systém pak tvoří jeden celulární automat. Provoz je řízen na základě několika pravidel, dle kterých se vozidla pohybují určitou rychlostí v příslušném směru. Buňka můţe nabývat pouze dvou stavů a to 1 – obsazena“, nebo 0 – volná“, kdy neobsahuje ţádné vozidlo, ani jeho část (obr. 4.19). Tento stav je pro buňku proměnný s kaţdým simulačním krokem.

Obr. 4. 19. Modelování jízdních pruhů a pohybů v křižovatce pomocí celulárního automatu.

Nejznámějším

dopravním

modelem

tohoto

typu

je

patrně

„Nagel

Schreckenbergův“ model (1992) 11. V tomto modelu je jeden časový krok simulace rozloţen na dvě fáze. V první fázi se na základě vzájemné vzdálenosti vozidel určí zda – li budou vozidla zrychlovat nebo zpomalovat (a to na základě podobných principů jako u „car – following“ modelu). V druhé fázi je pak proveden posun všech automobilů v celulárním automatu, a to na základě stanovených pravidel, zohledňujících především rychlostní 154


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

charakteristiky vozidel. Aby se tento model více přiblíţil skutečnosti, je do něj během druhé fáze vkládán určitý stochastický prvek, odráţející míru nahodilosti v chování řidiče a jeho reakce na vnější podněty. Model poskytuje dobré výsledky simulace, ze své podstaty však není příliš vhodný pro provádění analýz, kde se uplatňují jiné mikroskopické modely.

4.9 Souhrn nejdostupnějších simulačních nástrojů Trend vyuţívání simulačních nástrojů v dopravním stavitelství a inţenýrství je na vzestupu. S postupným zdokonalováním výpočetní techniky lze stále více vyuţívat moţnosti simulace, která můţe ukázat správný směr během návrhového procesu. Dostupných simulačních nástrojů je celá řada, z nich však lze v rámci tohoto textu uvést jen některé. Jedná se o buď o nejdostupnější, nebo nejpropracovanější dopravně simulační nástroje. 4.9.1 Makroskopické simulační nástroje Makroskopické

dopravní

simulační

nástroje

jsou

zaloţeny především

na

deterministických vztazích mezi intenzitou, rychlostí a hustotou dopravního proudu a jsou určeny pro modelování rozsáhlejších dopravních sítí, kde také poskytují nejpřesnější výsledky. Jejich rozlišovací úroveň je obecně niţší a popisují především celkové chování dopravy v modelované v oblasti. Makroskopické simulační modely jsou všeobecně vhodné pro dlouhodobé strategické plánování, dále plánování individuální a nákladní dopravy, environmentální posuzování velkých dopravních projektů, některé lze dále vyuţít pro simulování systémů veřejné dopravy osob, řešení parkování nebo zavedení mýtných systémů. Makroskopické simulační nástroje jsou proti ostatním také méně náročné na výpočetní techniku. Nejrozšířenějšími makroskopickými simulačními nástroji u nás jsou VISUM, OmniTRANS nebo EMME/2 nebo EMME/3. Z ostatních pak lze zmínit např. FREFLO, FREQ, KRONOS, METACOR, NETCELL, NETVAC, QUESTOR a nebo český software AUTO.  VISUM Software byl vyvinut v Německu (společností PTV AG). Jedná se o makroskopický simulační nástroj určený pro dopravní plánování, modelování poptávky a správu údajů ze sítě. Je aplikovatelný na městské, regionální i celostátní systémy, tedy středně velké a velké dopravní sítě. Jedná se o multimodální analytický nástroj zahrnující všechny druhy dopravy, který obsahuje mnoho dalších funkcí (např. analýzu zpoplatnění úseků komunikací, analýzu 155


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

vlivů na ţivotní prostředí apod.). Rovněţ obsahuje model pro prognózu dopravy (VISEM), který je zaloţen na vzorech aktivit homogenně se chovajících skupin obyvatel a lze pomocí něj určovat objemy dopravy mezi vybranými zónami, stanovit mezizonální dopravní vztahy a určit dělbu přepravní práce. Software je dále schopen spolupracovat s GIS aplikacemi a umoţnit tak popsat dopravní sítě geograficky přesným způsobem, coţ je vţdy výhodné pro koncového zákazníka. VISUM byl aplikován např. v rámci dopravního modelu Prahy.  OmniTRANS Software byl vyvinutý v Nizozemí (společností Goudappel Coffeng). Jedná se především o makrosimulační nástroj pro modelování a plánování dopravy s širokým uplatněním, který je určen pro modelování středních aţ velkých dopravní sítí. Model je multimodální a zahrnuje dráţní vozidla, osobní a nákladní automobily, autobusy, cyklisty i chodce. Přiřazení dopravní poptávky nebo nabídky lze provádět staticky i dynamicky. Dynamické modelování dopravní poptávky pak umoţňuje simulovat dopravní proudy v kaţdém bodě pro kterýkoli časový okamţik a určit rychlost pohybu dopravního proudu v závislosti na hustotě dopravy. To umoţňuje modelování vývoje kongescí. OmniTRANS byl aplikován např. v rámci dopravního modelu Uherského Hradiště.  EMME/2, EMME/3 Software EMME/2 (neboli Equilibre Multimodal / Multimodal Equilibrium) vyvinutý v Kanadě, je makroskopický simulační nástroj určený především pro modelování dopravy a emisí. Je vhodný pro sloţité a velmi rozsáhlé dopravní sítě, kde klade velký důraz na socioekonomické vazby. Součástí celkového modelu je i rovnováţný model nabídky a poptávky, kdy poptávka je reprezentována pomocí matice vztahů a nabídka pak modelovanou dopravní sítí. Model EMME/2 je rovněţ multimodální, coţ umoţňuje zhodnotit účinnost různých opatření (např. nové komunikace, zpoplatnění parkování, návrh linek veřejné dopravy nebo dopady nových návrhů a opatření na ţivotní prostředí). Software EMME/2 byl aplikován např. v rámci dopravního modelu Brna, kdy byla modelována celá dopravní síť, včetně MHD nebo při pro posouzení změn v dopravě při plánovaných komunikací ve Zlíně. V současné době je k dispozici nová verze programu – EMME/3.

156


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 20. Zobrazení dopravní sítě v EMME/2 (zdroj: www.calido.com).

4.9.2 Mesoskopické simulační nástroje Mesoskopické

simulační

nástroje

spojují

vlastnosti

makroskopických

a

mikroskopických simulačních nástrojů. Tyto nástroje lze pouţít například pro modelování ITS aplikací a vlivu ITS na chování řidičů, kdy pro nedostatečnou míru detailu nelze vyuţít makroskopickou simulaci. Mesoskopická simulace je však v praxi vyuţívána jen minimálně. Nejrozšířenějšími

mesoskopickými

simulačními

nástroji

jsou

CONTRAM,

DynaMIT, DTASQ, DYNASMART, DYNEMO nebo NET-MODELER.  DYNASMART DYNASMART (neboli DYnamic Network Assignment Simulation Model for Advanced Road Telematics) byl vyvinut ve Spojených státech. Vyuţívá se především u středně velkých sítí, kdy lze simulovat vývoj dopravy uvnitř dopravní sítě vyplývající z rozhodnutí jednotlivých účastníků dopravního provozu, hledajících optimální trasu. Software lze pouţít i pro modelování ITS aplikací a vlivu na chování řidičů, nebo vliv dopravních nehod na stav dopravy.

157


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

 CONTRAM CONTRAM (neboli CONtinuous TRaffic Assignment Model) se vyuţívá především k modelování proměnného dopravního toku a umoţňuje tak simulovat kongesce nastávající během dne nebo dopravní zatíţení mimo špičku a lze jej pouţít i pro modelování krizových situací, jako jsou např. dopravní nehody. Software dále obsahuje emisní model, který dokáţe vyčíslit jednotlivé emisní statistiky a spotřeba paliva dle typu vozidel (CO, CO2, NOx). V současnosti se CONTRAM pouţívá pro řízení dopravy v reálném čase na dálnici v Kentu, kdy ve standardním módu modeluje dopravní stavy na základě průměrného dopravního zatíţení. 4.9.3 Mikroskopické simulační nástroje Principy mikroskopické simulace spočívají ve výpočtech pohybu jednotlivých vozidel zaloţených na interakcích s ostatními vozidly. Tyto simulace jsou zaloţeny na matematických modelech, které zohledňují všechny dostupné parametry dopravní sítě, vozidel nebo chování řidičů. Kaţdé vozidlo vstupující do modelovaného systému během simulace je unikátní a jsou mu přiřazeny specifické vlastnosti, jako jsou cíl cesty, typ a chování vozidla, rychlost apod. Mikroskopické simulace jsou z tohoto hlediska značně náročné na hardware. Mezi hlavní představitele mikroskopických simulačních nástrojů patří VISSIM, PARAMICS nebo AIMSUN. Z ostatních lze pak alespoň zmínit CORSIM, MITSIM, DRACULA, FRESIM, HUTSIM, MICROSIM, SIGSIM nebo TRAFFICWARE.  VISSIM

VISSIM je mikroskopický simulační nástroj vyvinutý německou společností PTV AG za spolupráce Technické university v Karlsruhe (bývá nabízen v rámci jednoho softwarového balíku společně s VISUMem). Software je především určený pro modelování multimodálních dopravních proudů, zahrnující osobní a nákladní vozidla, autobusy, dráţní vozidla (tramvaje, vlaky, rychlodráhu), cyklisty a chodce (podstatou VISSIMU je Wiedemannův „car-following“ model). Nejčastěji se VISSIM vyuţívá k posouzení návrhů dopravní infrastruktury, návrhu řízení dopravy na pozemních komunikacích, analýzu ITS a simulace přínosů telematiky v řízení dopravního provozu, simulaci hromadné dopravy apod. Velmi detailní zadávání prvků dopravní sítě umoţňuje zobrazit velmi přesnou a odpovídající simulaci, kdy uţivatel přímo vidí modelovaný stav na obrazovce. Výhodou VISSIMU je moţnost zadávání různých vstupních parametrů, které umoţňují simulovat téměř kaţdou simulaci a samozřejmostí jsou i 158


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

kvalitní výstupy 3D animací. Přestoţe se jedná především o mikrosimulační nástroj, umoţňuje VISSIM modelovat i velké dopravní sítě. Je to však z časového hlediska velmi náročné a při potřebě detailního řešení dopravních uzlů i kapacitně náročné na výpočet. V případě vysokého dopravního zatíţení můţe výpočetní doba převyšovat reálný čas. Nevýhodou VISSIMU je nemoţnost zadávat model sítě i prostřednictvím oblouků a křivek, coţ komplikuje modelování např. okruţních křiţovatek, niţší intuitivnost v porovnání s ostatními podobnými mikrosimulačními nástroji a vysoká pořizovací cena.  PARAMICS (QAUDSTONE)

Software Paramics je modulární mikrosimulační nástroj, který zahrnuje několik oddělených modulů (Paramics Modeller, Paramics Converter, Paramics Estimator, Paramics Procesor, Paramics Analyse, Paramics Programmer, Paramics Monitor a Paramics Designer). Jedná se o opět o multimodální analytický nástroj, jehoţ podstatou je Fritzschův „car following“ model. Paramics se vyuţívá k modelování signalizovaných, nesignalizovaných i okruţních křiţovatek, modelování dopravy ve městech (zahrnuje i MHD nebo dráţní dopravu) a umoţňuje také simulovat její řízení prostřednictvím ITS (např. ramp metering) nebo proměnného dopravního značení. Podobně jako VISSIM i PARAMICS je poměrně sloţitý na ovládání. Je to však dáno značným mnoţstvím funkcí a parametrů, které lze (v obou softwarech) nastavovat nebo upravovat. Výhodou PARAMICSU proti VISSIMU je však např. přímá implementace funkce okruţní křiţovatky, kdy odpadá nutnost sloţitého modelování a moţnost zadávání přesně definovaných oblouků a křivek. Nevýhodou PARAMICSU je malá intuitivnost v porovnání s ostatními podobnými mikrosimulačními nástroji.  AIMSUN AIMSUN (neboli Advanced Interactive Micro-Simulation for Urban and Non-Urban Networks) je mikroskopický simulační nástroj, který byl v 90. letech vyvinut na univerzitě v Barceloně (je distribuován společností Traffic Simulation Systems – TSS). Software rozlišuje různé typy a vlastnosti vozidel (osobní, nákladní, těţká nákladní nebo autobusy), řidičů (míra dodrţování předepsané rychlosti nebo dodrţování odstupů od vozidla). Výstupy z AIMSUNu zahrnují animované grafické znázornění dopravní sítě (AIMSUN je propojen se simulačním prostředím GETRAM – Generic Environment for TRaffic Analysis and Modeling). Výhodou AIMSUNU je jeho poměrně jednoduché ovládání

159


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

(proti PARAMICSu nebo VISSIMU). Je to však dáno niţším mnoţstvím ovlivnitelných parametrů. Nevýhodou AIMSUNu je však nemoţnost přímo definovat okruţní křiţovatky, oblouky a křivky a niţší přesnost při modelování sloţitých dopravních situací. 4.9.4 Nanoskopické simulační nástroje Nanoskopické simulační nástroje se uplatňují pouze zřídka. Jsou zaloţeny na podobných principech jako nástroje mikrosimulační, avšak obsahují více definovatelných parametrů a jsou jednoznačně nejnáročnější na výpočetní kapacitu. Vzhledem k ojedinělosti jejich pouţití je zde uveden pouze stručný výčet nejpouţívanějších softwarových balíků. Jedná se o REAMACS, RORSIM, AUTOBAHN, MIXIC nebo SmartAHS.

4.10 Průběh simulační studie Simulační proces je sloţen ze dvou základních etap 9. V rámci první etapy se navrhuje a tvoří simulační model. Tento proces obnáší tvorbu samotného modelu (dopravní sítě) a nezbytný sběr a vyhodnocení dat. Zároveň je nutno provést tzv. verifikaci a validaci modelu, během kterých se ukáţe, zda – li zvolený model je správný a odpovídá realitě. Během druhé etapy pak na vytvořeném a ověřeném modelu probíhají simulační experimenty. Závěrečným krokem, který však není součástí simulačního procesu, je pak samotná implementace závěrů simulační studie do reálného ţivota. Celý proces tvorby modelu a experimentování se někdy také označuje jako „ţivotní cyklus simulační studie“. Schéma procesu je vymezeno na obr. 4.21.

160


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Obr. 4. 21. Průběh simulačního studie (zdroj: 9)

Celý proces je rozdělen do 11 základních postupných kroků, přičemţ některé z nich mohou probíhat paralelně (např. sběr a analýza dat). 4.10.1 Formulace dopravního problému Kaţdá simulační studie začíná specifikací řešených problémů. Jedná se o velmi důleţitý prvotní krok celého simulačního procesu, kdy je nutno správně a srozumitelně definovat řešený problém a rozhodnout, zda – li vůbec aplikace simulačních technik pomůţe nalézt vhodné řešení (pokud ne, ţivotní cyklus simulační studie končí). Dále se v rámci této fáze rozhodne, po prvotní analýze zkoumaného objektu, o zvolení a pouţití nejvhodnějšího modelu (mikroskopický / makroskopický, dynamický / statický apod.).

161


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

4.10.2 Stanovení cílů a celkového plánu simulačního procesu Během tohoto kroku je nutno stanovit si základní cíle, které má celý simulační proces sledovat, dále také základní časový plán simulační studie, okruh spolupracovníků, kteří se budou podílet na vývoji modelu, sběru dat, nebo kteří budou provádět simulační experimenty a zvolit vhodný typ hardwaru a software, na kterých bude celý proces realizován. Zároveň by mělo být rozhodnuto o variantních scénářích, které budou simulacemi zkoumány a o zveřejňování dílčích výsledků jednotlivých kroků. V neposlední řadě je nutno rozhodnout i o finančním krytí jednotlivých kroků ze strany zadavatele zakázky. 4.10.3 Vytvoření koncepce modelu Vytvoření koncepce modelu je před jeho samotným zpracováním jedním z nejdůleţitějších kroků. Je nutno vybrat správnou metodiku pro tvorbu modelu a stanovit přiměřenou míru abstrakce zkoumaného objektu. Obecně se doporučuje začít s jednoduchým modelem a postupně jej obohacovat o další prvky. Lze si to názorně předvést na modelu dopravní sítě určité oblasti. V první fázi je modelována základní dopravní kostra, na kterou jiţ lze přiřadit dopravní zatíţení. V další fázi pak do modelu můţeme vloţit např. systém hromadné dopravy osob, cyklistickou dopravu, pěší dopravu nebo dopravu v klidu. Zároveň je však nutno mít na zřeteli, ţe není účelné vyvíjet nadměrně rozsáhlý model, neboť pak kaţdá, byť drobná, chyba můţe ovlivnit výsledek simulace a vzhledem k rozsahu modelované sítě můţe být obtíţně dohádatelná. Dále je nutno si uvědomit, ţe práce na detailním modelu je i časově náročná a zvyšuje finanční náklady na pořízení takového modelu. Proto je nutno v této fázi úzce spolupracovat se zadavatelem zakázky. 4.10.4 Sběr a analýza dat Sběr a analýza dat můţe probíhat jiţ od prvních kroků simulační studie, kdy jsou jiţ známy cíle a účely celého procesu. Charakter dat můţe být dle účelu simulace různý. Můţe se jednat o údaje popisující charakteristické vlastnosti jednotlivých prvků reálného prostředí (např. geometrické uspořádání dopravní sítě), data o vstupech prvků z okolí do systému (např. dopravní zatíţení), údaje o rozhodovacích pravidlech pro řešení konfliktů ve zkoumaném systému (údaje o SSZ) apod. Veškerá potřebná data by v ideálním případě měl zajistit zadavatel práce a předat je zpracovateli v pouţitelném elektronickém formátu.

162


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

Sběr dat můţe probíhat paralelně i během procesu vytváření modelu. Někdy je po neúspěšném ověření správnosti modelu a jeho souladu s reálným stavem nutno sledované údaje aktualizovat. 4.10.5 Vytvoření simulačního modelu Jedná se o proces tvorby simulačního modelu, kdy z konceptuálního modelu (krok 3) je vytvořen počítačový model, na kterém jsou pak prováděny experimenty. Tvorbě modelu je nutno věnovat velkou pozornost, neboť v rámci celého simulačního procesu se jedná o základ všech budoucích experimentů. V tomto kroku se naplno projeví zkušenost zpracovatelského týmu. Přístup ke zvolenému softwaru jako k černé skříňce, kam jsou vkládána data, která se „záhadným“ strojem zpracují a poskytnou kýţené výsledky je nutně chybný. Práce na modelu předpokládá alespoň základní znalosti vztahů mezi obecně uznávanými principy modelování a jejich implementace v příslušném softwaru. Bez těchto znalostí nemusí zpracovatel správně modelovat sloţitější situace, nebo nemusí efektivně vyuţívat moţností nabízené daným druhem software. 4.10.6 Verifikace modelu Verifikací se v pojetí procesu simulace rozumí kontrola a ověření funkčnosti modelu. Model je povaţován za správný, jestliţe průběh simulace odpovídá představám formulovaným během procesu tvorby koncepce modelu (krok 3). Během verifikace se testují především funkční charakteristiky modelu a jejich správnost, dodrţování fyzikálních zákonů nebo korektnost generovaných vstupů. Doporučuje se, aby verifikace probíhala jiţ během tvorby modelu, a to na jeho ucelených částech, kdy za uplatnění softwarových mechanismů umoţňující kontrolu a odstraňování chyb můţe dojít k jejich nalezení a nápravě. Výsledná verifikace jiţ hotového modelu pak můţe být mnohem snadnější. Proces verifikace je velmi důleţitý. Nesprávně vytvořený, byť velmi precizní a detailní model, je bez poskytování správných výsledků k ničemu. 4.10.7 Validace modelu Validace modelu je procesem, jehoţ výsledkem je stvrzení faktu, ţe vytvořený model odpovídá reálné předloze a poskytuje odpovídající výsledky s poţadovanou mírou přesnosti pro daný účel simulační studie. Metody validace jsou různé, porovnávat se mohou poskytovaná data s reálným systémem, jiným modelem nebo za pouţití statistických metod. V případě, ţe výsledek

163


Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Kapitola IV.

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

validačního procesu je negativní, je nutno se vrátit zpět a simulační model patřičně modifikovat, znovu verifikovat a opět validovat. Úspěšnou validací končí proces návrhu a tvorby simulačního modelu. Nastává čas provádět simulační experimenty. 4.10.8 Návrh simulačního procesu Návrh simulačního procesu je první fází etapy experimentování. Spočívá ve vytvoření plánů simulačních experimentů, kdy je nutno stanovit počet simulačních pokusů, jejich délku a způsob provádění. V případě, ţe budou simulovány i variantní návrhy je nutno plán stanovit i pro ně. 4.10.9 Provedení a analýza simulace V tomto kroku jsou prováděny simulační experimenty s následným vyhodnocením. 4.10.10 Potřeba další simulace Potřeba další simulace nastává v případě, ţe se v průběhu předchozích kroků etapy experimentování objevily nové problémy nebo skutečnosti a tyto je nutno zohlednit v simulační studii. V takovém případě je sestaven nový návrh simulačního procesu a stanoven další plán experimentů s jejich následným provedením. 4.10.11 Sestavení závěrečné zprávy Formulace závěrů z provedených simulačních experimentů je dovršením celého simulačního

procesu.

Závěrečná

dokumentace

musí

obsahovat

popis

simulačních

experimentů, jejich vyhodnocení i porovnání případných variantních řešení. V případě, ţe bude model opětovně vyuţíván (např. jiným zpracovatelem) nebo modifikován či aktualizován, měla by zpráva obsahovat i jeho popis a hlavní operační charakteristiky (jakým způsobem funguje). Výsledky experimentů musí být prezentovány jasně a srozumitelně formou protokolů (tabelárních časových nebo grafických), statistického zpracování nebo jiných výstupů, adekvátních účelu simulační studie. Rovněţ se doporučuje dodat zákazníkovi prohlíţeč, který mu umoţní opětovně zobrazit průběh simulačních pokusů a který mu umoţní závěry simulační studie dále prezentovat (ovšem bez moţnosti měnit jejich vstupní data). 4.10.12 Realizace simulovaného záměru Realizace simulovaného záměru jiţ nepatří k úkolům projektanta. Projektant vystupuje během simulačního procesu především jako nezávislý reportér, nikoliv jako obhájce

164


Kapitola IV.

Modelování dopravy na pozemních komunikacích

Autor: Ing. Václav Škvain

Kapitola II.

daného řešení a jeho úkolem je nezávisle vyhodnotit simulační proces a případně posoudit moţné alternativy. Simulace samotná danou problematiku neřeší, pouze naznačuje směr, kterým by se měl zadavatel projektu ubírat a je plně v jeho kompetenci, jak s výsledky simulačních experimentů bude nakládat.

165


KAPITOLA V. DOPRAVNÍ NEHODOVOST Autor: Ing. Václav Škvain

5

5.1 Úvod Jedním z motivů výstavby komunikační sítě je touha člověka pohybovat se rychleji, neţ mu určila příroda. Jiţ Římané stavěli silnice pro budování, správu a udrţení svého impéria. Jejich komunikace umoţňovaly dostatečně rychlý a pohodlný přesun materiálu, nákladu i osob, a to i na značné vzdálenosti. Síť silnic v dobách největšího rozkvětu měla celkovou délku přibliţně 150000 km a její části se dochovaly dodnes (některé úseky dokonce do 60. let minulého století slouţily běţnému silničnímu provozu). Rychlost pohybu na těchto komunikacích však byla značně omezena (nejrychlejším dopravním prostředkem do poloviny 19. století byl kůň). Vše však změnil rok 1885 a vynález spalovacího motoru (Karl Benz a jeho jednoválcový motor poháněný benzínem). První dopravní prostředky vybavené těmito motory však byly značně primitivní a jejich rychlost byla jen o něco málo vyšší neţ rychlost tehdy nejběţnějšího prostředku – koňského povozu. Konstrukce spalovacího motoru se však dále vyvíjela a do deseti proběhl první závod silničních vozidel na trati Paříţ – Bordeaux. Ten mimo jiné světu ukázal, ţe automobily mohou být spolehlivými a dostatečně rychlými dopravními prostředky a odstartoval tak novou éru silniční dopravy. S jejím dalším rozvojem se však začal projevovat i nový fenomén. Tento fenomén jsou dopravní nehody. Jejich počet stoupal společně s počtem pořizovaných dopravních prostředků a s jejich vzrůstající schopností dosahovat vyšších rychlostí vzrůstala i závaţnost dopravních nehod. Postupně se začaly objevovat snahy o sníţení počtu nehod, ať uţ realizací bezpečnostních prvků ve vozidlech, nebo úpravami dopravní infrastruktury a tyto snahy přetrvávají dodnes. Identifikace lokalit častých dopravních nehod a jejich následné řešení je i jedním z úkolů pro dopravně – inţenýrskou práci projektanta. Tyto lokality jsou často koncentrovány v určitých úsecích silniční sítě nebo sítě místních komunikacích, které se vyznačují podobnou charakteristikou. Jedná se často o dopravně závadná místa, kde pravděpodobnost vzniku nehody je ovlivněna značným mnoţstvím rizikových faktorů. Tyto faktory souvisejí s hlavními částmi dopravního systému: infrastrukturou, jejím vybavením, vozidly a účastníky silničního provozu. Rizikovým je kterýkoliv faktor, který zvyšuje pravděpodobnost vzniku nehody. Statisticky pak lze určit, ţe k 30 – 40 % dopravních nehod dochází na cca 3 % délky 166


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

komunikační sítě. Je nutno tedy tato místa spolehlivě identifikovat a dopravně – inţenýrskými opatřeními eliminovat jejich vliv na vznik dopravních nehod.

5.2 Základní definice a pojmy Základními pojmy z oboru bezpečnosti silničního provozu jsou definovány v rámci zákonů 12 nebo metodických příruček 13. Pro účely těchto skript se jedná o následující pojmy: Dopravní nehoda – dopravní nehoda ve vztahu k provozu na pozemních komunikacích je definována zákonem č. 361/2000, Sb., o provozu na pozemních komunikacích a o změnách některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Dopravní nehoda dle § 47 odst. 1 je: „… událost v provozu na pozemních komunikacích, například havárie nebo sráţka, která se stala nebo byla započata na pozemní komunikaci a při níţ dojde k usmrcení nebo zranění osoby nebo ke škodě na majetku v přímé souvislosti s provozem vozidla v pohybu“. Podmínkou vzniku nehody je účast vozidla v pohybu. Vozidlem je mimo automobily i jízdní kolo nebo koloběţka, potahové vozidlo, ruční vozík od šířky 60 cm, tramvaj, pojízdný pracovní stroj, sněţná rolba nebo sněţný skútr. Za vozidlo se nepovaţuje například jezdec na zvířeti, osoba vedoucí nebo ţenoucí zvířata, chodec nebo útvar chodců, lyţař nebo jezdec na kolečkových bruslích. Dopravní nehodou je tedy například pád cyklisty, při kterém dojde k jeho zranění nebo hmotné škodě na majetku nebo dopravní nehodou můţe být i zranění přepravované osoby vlivem jízdy vozidla. Naopak dopravní nehodou není například sráţka jezdce na koni s chodcem, náraz lyţaře do stojícího automobilu nebo také zranění při nastupování nebo vystupování do nebo ze stojícího vozidla. Pozemní komunikace – ve smyslu zákona č. 13/1997 Sb., o pozemních komunikacích (silniční zákon), ve znění pozdějších předpisů je pozemní komunikace definována jako: „… dopravní cesta určená k uţití silničními a jinými vozidly a chodci, včetně pevných zařízení nutných pro zajištění tohoto vyuţití a jeho bezpečnosti.“. Pozemní komunikací je i účelová komunikace. Účelovou komunikací můţe být i komunikace, která slouţí ke spojení jednotlivých nemovitostí pro potřeby vlastníků těchto nemovitostí nebo ke spojení těchto nemovitostí s ostatními pozemními komunikacemi nebo k obhospodařování zemědělských a lesních pozemků, tedy lesní a polní cesty. Účelovou komunikací je i pozemní komunikace v uzavřeném prostoru nebo objektu, která slouţí potřebě vlastníka nebo provozovatele uzavřeného prostoru nebo objektu. Tato účelová komunikace není přístupná veřejně, ale v rozsahu a způsobem, který stanoví vlastník nebo provozovatel uzavřeného prostoru nebo 167


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

objektu. Účelové komunikace však nejsou přesně definované ani evidované a proto můţe být působnost zákona sporná. Dopravně – bezpečnostní opatření – soubor navrţených opatření, které mají za cíl sníţit dopravní nehodovost v nehodových lokalitách nebo místech. Nehodové místo – nehodové místo je takové, kde dochází k dopravním nehodám. Nehodový úsek – nehodový úsek je takový úsek komunikace, kde na vzdálenost větší neţ 250 m dochází ke kumulaci nehodových míst. Nehodová lokalita – plocha nebo území s více nehodovými místy. Místo výskytu častých dopravních nehod – místo, na kterém došlo k většímu počtu dopravních nehod, neţ je stanoveno ve výběrovém kritériu. Výběrové kritérium je pak souborem ukazatelů, které jsou představovány hraničními nebo limitními hodnotami, které slouţí ke stanovení místa výskytu častých dopravních nehod. Úsek častých dopravních nehod – je úsek komunikace, kde na vzdálenost větší neţ 250 m dochází ke kumulaci míst výskytu častých dopravních nehod. Nebezpečné místo – místo, jehoţ nehodovost dle výběrového kritéria je pod hraničními hodnotami, ale přesto vykazuje potenciálně stejná rizika moţného vzniku nehody. Účastník nehody – kaţdá osoba, která se přímým způsobem podílí na nehodě. Jsou to řidiči, přepravované osoby, chodci, cyklisté, jezdci na zvířatech apod. Usmrcená osoba – je osoba, která zemře při dopravní nehodě na místě, nebo do 30 dnů od data nehody. Typ nehody – zjednodušený popis charakteristických vlastností a okolností nehodového děje. Kaţdému jednotlivému typu nehody jsou přiřazeny charakteristické jízdní manévry. Typologie dopravních nehod – jedná se o systém třídění dopravních nehod podle jejich vlastností a okolností, které mají vliv na jejich vznik. Bez jasné a fungující typologie dopravních nehod nelze

navrhovat ţádná dopravně-bezpečnostní opatření. Typologie dopravních nehod pomáhá především při identifikaci nehodové lokality a její následné analýze. Urychluje a zjednodušuje hledání účinných dopravně – bezpečnostních opatření, kdy se z převládajících typů nehod, nebo dopravních konfliktů odvozují moţná řešení daného nehodového místa nebo lokality. Typologie dopravních nehod člení nehody podle druhu kolizního pohybu a situace, která nehodě předcházela. Kolizní diagram – pomůcka při analýze dopravních nehod, která umoţňuje přehledně zobrazit hlavní charakteristiky jednotlivých nehod. Jedná se o soubor symbolů v podobě šipek a doplňujících znaků, které jsou vyznačeny do situace analyzovaného místa nebo úseku.

168


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

5.3 Analýza dopravní nehodovosti Provedením dostatečně podrobné analýzy dopravní nehodovosti na vytipovaných místech častých dopravních nehod lze jejich výskytu předcházet návrhem moţných protiopatření. Je však nutno přesně porozumět událostem, které nastaly před nehodou i během ní. Analýza takového místa obnáší v první řadě rekognoskaci nehodového místa, během které se jiţ můţe ukázat zřejmá příčina zvýšené nehodovosti. V tomto případě pak tento zjednodušený postup postačuje k návrhu moţných bezpečnostních opatření, v opačném případě je nutné provést doplňující průzkum dle následujících kroků (obr. 5.1).

Obr. 5. 1. Postup při analýze dopravních nehod (zdroj: 13).

169


Kapitola V. Kapitola II.

5.3.1

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

Zjednodušená analýza dopravních nehod Zjednodušená analýza dopravních nehod slouţí k získání základní představy o

nehodové lokalitě. Objektem zkoumání jsou:  časové výskyty nehod, kdy je nutno zjistit, kdy v průběhu dne dochází k nehodám (denní či noční doba), nebo zda – li dochází k zvýšenému výskytu nehod v určitých časových obdobích během dne (typicky časy ranních nebo odpoledních dopravních špiček, které jsou spojeny s vyšší intenzitou provozu na komunikaci).  povětrnostní podmínky, kdy se zjišťuje aktuální stav počasí v době nehody a jaký vliv měly povětrnostní podmínky na vznik nehody. Faktory nejvíce ovlivňující zvýšený výskyt nehod jsou déšť, mlha, sněţení nebo náledí. Tyto vlivy jsou úzce provázány i geometrickým uspořádáním komunikace (podélný a příčný sklon, dostředný sklon apod.).  nehodové lokality, kdy se zkoumá, z jakých důvodů v určitých místech dochází ke koncentraci nehod. Nejčastějšími vlivy jsou nenadálé změny na komunikaci, ať uţ jsou to zúţená místa, malé směrové nebo výškové oblouky, ţelezniční přejezdy nebo dlouhá klesání.  druhy nehod a charaktery srážek, kdy se zjišťují druhy střetů např. s motorovými nebo nemotorovými vozidly, chodci, cyklisty nebo s dráţními vozidly a charaktery sráţek (čelní nebo boční nárazy, nárazy zezadu, nárazy do překáţek apod.).  příčiny nehod, kdy se zjišťuje bezprostřední příčina dopravní nehody (nepřiměřená rychlost, nevěnování se řízení, nesprávné předjíţdění nebo nedání přednosti). 5.3.2

Podrobná analýza dopravních nehod V případech, kdy zjednodušenou analýzou nelze přesně určit důvod vzniku nehody,

je nutno nehodovou lokalitu podrobit důkladnějšímu zkoumání – podrobné analýze. V rámci podrobné analýzy se důkladněji zkoumají:  stavební charakteristiky komunikace, které zahrnují: 

prostorové vedení silnice, tedy kombinaci výškového a směrového řešení, kdy vzájemné disproporce mohou vést k vytvoření dopravně závadného místa a tím ke vzniku potenciálního nehodového místa ,

směrové a výškové vedení trasy, kdy pouţívání minimálních parametrů směrových a výškových oblouků má přímý vliv na vznik nehod (ať uţ sníţením

170


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

potřebných délek pro zastavení nebo předjíţdění nebo nečekaným omezením rychlosti při průjezdu), 

příčné uspořádání, kdy se sledují zejména změny uspořádání ne přechodech z extravilánu do intravilánu, nebo nenadále změny uspořádání v křiţovatkových úsecích, které mohou zmást a dezorientovat řidiče,

druh povrchu a jeho protismykové vlastnosti,

kvalitu povrchu a jeho provedení, coţ zahrnuje sledování podélných a příčných nerovností a výtluků,

vybavení komunikace bezpečnostním zařízením a dopravním značením, kdy bezpečnostní zařízení (svodidla, zábradelní svodidla, zábradlí, vodící linie a směrové sloupky) mají především usnadnit orientaci řidiče nebo zvýšit jeho bezpečnost, zatímco dopravní značky slouţí především k ovlivňování chování řidičů a

rozhledové poměry, jejichţ omezení výrazně zvyšuje riziko vzniku dopravních nehod.

 dopravní charakteristiky, které zahrnují: 

dopravní zatížení, kdy se zjišťuje vztah intenzit dopravy ke geometrickému uspořádání komunikace (úroveň kvality dopravy),

rychlost vozidel,

kolizní body, kdy se sledují jízdní dráhy jednotlivých vozidel a zjišťují se moţné kolizní body. V křiţovatkách je počet kolizních bodů závislý na počtu větví. Pro stykové, průsečné a vícevětvové křiţovatky udává počet kolizních bodů tab. 5.1. Tab. 5. 1. Počet kolizních bodů v křižovatkách dle počtu větví

počet větví

počet kolizních bodů

3 4 5 6

9 32 80 168

Sníţení počtu konfliktních situací je i jedním z moţných dopravně – bezpečnostních opatření. Významné sníţení kolizních bodů je mimo jiné i jeden z důvodů realizace okruţních křiţovatek (obr. 5.2).

171


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

Obr. 5. 2. Porovnání kolizních bodů průsečné a okružní křižovatky.

5.4 Pomůcky sloužící pro analýzu dopravních nehod Pro provedení správné a efektivní analýzy je nutné získat o nehodovém místě co nejvíce informací, které musí být přehledně a srozumitelně sestaveny tak, aby je bylo moţno později adekvátním způsobem vyhodnocovat. K tomu slouţí několik pomocných nástrojů, jako jsou policejní protokoly a záznamy dopravních nehod, fotografická dokumentace, situační schémata a identifikační popis nehody. Nejčastěji se dopravní inţenýr při analýze dopravních nehod setkává s kolizními diagramy a typologií dopravních nehod. 5.4.1 Kolizní diagramy Kolizní diagramy jsou situační schémata, do kterých jsou formou symbolů zaznamenány podstatné charakteristiky dopravních nehod. Tyto symboly jsou pro vybrané typy konfliktů unikátní a umoţňují přehledným způsobem získat představu o nehodovosti na daném úseku komunikace nebo v křiţovatce. Symboly mají tvar šipek a umoţňují zaznamenat skutečný případně zamýšlený směr pohybu všech účastníků nehody (není to však vţdy nutné). Přehledně je symbolika kolizních diagramů vyznačena v tab. 5.2.

172


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

Tab. 5. 2. Značky a symboly požívané v kolizních diagramech.

Nejtěžší následek nehody Usmrcená osoba Těţce zraněná osoba Lehce zraněná osoba Nehoda s jen hmotnou škodou Druhy vozidel resp. účastníků nehody* Osobní automobil *N (nákl. automobil), NS (nákl. Jiné motorové vozidlo souprava - přívěs nebo návěs), Cyklista (věk) BUS (autobus), MOTO Chodec (věk) (motocykl), MOP (moped), C Domácí nebo volně ţijící zvíře (cyklista), P (chodec), TRAM Nepřímý účastník nehody (tramvaj), T (traktor) Stav vozovky Suchá Mokrá Náledí, námraza, sníh Světelné poměry Denní světlo Soumrak, šero Tma Zvláštní okolnosti jízdy Couvání Brţdění Zrychlování Smyk nebo klouzání na vodě Zastavení vlivem vnějších okolností Zastavení, parkování Další doplňkové údaje Světelné signalizační zařízení vypnuto Červená, červená + ţlutá a ţlutá Řidič o povinnosti dát přednost věděl Řidič o povinnosti dát přednost nevěděl Alkohol Překáţka na vozovce nebo vedle vozovky

Základem kolizního diagramu je situační plán nehodového místa. Ten se zpravidla vypracuje v dostatečně přehledném měřítku (1 : 200 nebo 1 : 500) tak, aby bylo moţno zaznamenat všechny činitele, které ovlivnily pohyb vozidel (nebo chodců či cyklistů). Jedná se o dopravní značení (alespoň nejdůleţitější), názvy ulic, směrovou orientaci a některé místní zvláštnosti (budovy, zeleň apod.). Ostatní prvky je nutno zakreslit pouze v případě, ţe nějakým způsobem souvisejí s dopravní nehodou.

173


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

Pro následné vyhodnocování je ţádoucí, aby byl kolizní diagram sestaven vţdy za určité časové období (standardně jsou to 3 roky) a obsahoval všechny nehody. To je výhodné zejména pro následné analýzy stavů „před a po“, kdy dochází k vyhodnocování stavebních úprav z hlediska nehodovosti. Příklad kolizního diagramu je uveden na obr. 5.3. Na první pohled je zřejmé, ţe se jedná o průsečnou křiţovatku, ve které se za období sledování stalo celkem pět dopravních nehod. Nehoda 1 byla nehodou dvou osobních automobilů, při které byla usmrcena osoba a která nastala za tmy. Pohyb vozidel před nehodou je zřejmý z orientace šipek (vozidla ve stejném jízdním pruhu). Nehoda 2 byla nehodou dvou osobních automobilů, při které byla lehce zraněna osoba a která nastala za denního světla. Nehoda 3 byla nehodou dvou osobních automobilů, za denního světla, bez zraněných osob, pouze s hmotnou škodou. Nehoda 4 byla nehodou osamělého vozidla, při které byla usmrcena osoba a která se stala za denního světla. Nehoda 5 byla nehodou dvou osobních vozidel za soumraku, pouze s hmotnou škodou.

Obr. 5. 3. Příklad kolizního diagramu.

Součástí vyhodnocení kolizních diagramů je dále nalezení společných vlastností nehod, které mohou poukazovat na určité faktory negativně ovlivňující řidiče (např. zvýšený počet nehod za soumraku nebo za tmy můţe pokazovat na nedostatečné osvětlení křiţovatky, boční nárazy vozidel pak např. na nedostatečné rozhledové poměry atd.). Tyto skutečnosti je pak nutno ověřit přímo „in situ“.

174


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

5.4.2 Typologie dopravních nehod Typologie dopravních nehod se vyuţívá především při identifikaci a analýze míst častých dopravních nehod. Jedná se o systém třídění nehod podle specifických charakteristik. Z převládajícího typu nehod a konfliktů se pak odvozují moţné závady na komunikaci, které se mohou podílet na vzniku nehody. Tyto údaje mají význam při návrhu dopravně – bezpečnostních opatření v nehodových lokalitách. Hlavní aspektem v typologii dopravních nehod jsou okolnosti vzniku nehody. Typologický katalog obsahuje celkem 10 hlavních typových skupin, které jsou dále členěny do 107 typů. Kaţdému typu nehody je přiřazen unikátní piktogram.

Obr. 5. 4. Ukázky piktogramů z typologického katalogu dopravních nehod (typ 133 – kolize najetím na jedoucí vozidlo; typ 411 – kolize při odbočování) (zdroj: 13).

175


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

Tab. 5. 3. Typologie dopravních nehod (zdroj: 13). Typová skupina 0

Hlavní příčiny nehod Nehody individuální

1

Nehody mezi vozidly jedoucí stejným směrem mimo oblast křiţovatky

2

Nehody mezi vozidly jedoucími opačným směrem mimo oblast křiţovatky

3

Nehody mezi vozidly vjíţdějícími do křiţovatek ze stejného ramene

4

Nehody mezi vozidly vjíţdějícími do křiţovatek z protilehlých ramen

5

Nehody mezi vozidly vjíţdějícími do křiţovatek ze sousedních ramen Nehody mezi vozidly a chodci v oblasti křiţovatky

6

Nehody mezi vozidly a chodci mimo oblast křiţovatky

7

Nehody se stojícími nebo parkujícími vozidly

8

Nehody se zvěří a ţelezniční dopravou Jiné nehody

9

Typy nehod 01 – sjetí vozovky vpravo; 02 – sjetí z vozovky vlevo; 03 – sjetí z vozovky v oblasti křiţovatky; 04 – couvání a otáčení; 05 – klouzání vozidla, pád z vozidla; 06 – najetí na překáţku, zabezpečení pracovního místa; 07 – jiné nezařazené nehody 11 – kolize při předjíţdění + kolize při změně jízdního pruhu (mimo předjíţdění); 12 – kolize při vyjíţdění od okraje vozovky; 13 – kolize najetím na jedoucí vozidlo; 14 – kolize najetím na stojící nebo brzdící vozidlo; 15 – najetí na vozidlo při couvání 21 – kolize při zařazování se do jízdního pruhu nebo vyjíţdění od okraje vozovky; 22 – sjetí z vozovky vpravo v důsledku protijedoucího vozidla (bez kolize); 23 – sjetí z vozovky vlevo v důsledku protijedoucího vozidla (bez kolize); 24 – kolize při otáčení; 25 – vozidla opačného směru o sebe zavadí bočně; 26 – čelní sráţka (mimo předjíţdění); 27 – čelní nebo boční sráţka při předjíţdění 31 – kolize s odbočujícím vozidlem; 32 – kolize při otáčení a couvání; 33 – najetí na jedoucí, stojící nebo brzdící vozidlo; 34 – kolize při vyjíţdění od okraje vozovky 41 – kolize při odbočování; 42 – kolize při zvláštním druhu protisměrného provozu (stezky pro cyklisty nebo tramvaje); 43 – čelní nebo boční sráţka; 44 – kolize při otáčení 51 – kolize při odbočování; 52 – kolize při odbočování a předjíţdění; 53 – kolize při kříţení 61 – kolize s chodcem při jízdě přímým směrem; 62 – kolize s chodcem při odbočování; 63 – kolize s chodcem při objíţdění nebo předjíţdění; 64 – jiná nehoda s chodci na křiţovatkách 65 – kolize s chodcem přecházejícím vozovku před jedoucím, stojícím nebo couvajícím vozidlem; 66 – kolize s chodcem při předjíţdění jiného vozidla; 67 – kolize s chodcem jdoucím po vozovce; 68 – kolize s chodcem jdoucím po chodníku nebo krajnici 71 – kolize s vozidlem, které zastavilo nebo stojí na okraji vozovky; 72 – kolize s otevřenými dveřmi (důsledkem otevřených dveří) stojícího vozidla 81 – nehody se zvěří; 82 – nehody s dráţními vozidly

176


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

5.5 Hlavní příčiny dopravních nehod Dlouhodobým prováděním analýz bylo zjištěno několik hlavním příčin a důvodů, proč k dopravním nehodám došlo. Vznik dopravní nehody je vţdy výsledkem působení tří hlavních faktorů 16:

 řidič a chování řidiče (celkem ovlivňuje aţ 98 % nehod)  vozidlo a jeho technický stav (vliv u cca 14 % nehod)  stav pozemní komunikace a provozní podmínky na komunikaci (vliv u cca 35 % nehod) Spolupůsobení jednotlivých vlivů pak zvyšuje celkovou pravděpodobnost vzniku nehody.

Obr. 5. 5. Podíl jednotlivých faktorů na vzniku dopravní nehody (zdroj 14)

5.5.1

Řidič a chování řidiče Rozsah příčin vzniku nehod je poměrně značný, převáţná část nehod však jde na vrub

chování řidiče. Jeho dopravní chování je výsledkem působení mnoha faktorů (viz obr. 5.5), z

nichţ lze uvést alespoň některé. Jedná se o fyzický stav (plné zdraví vs. řidič se zdravotními problémy nebo tělesným postiţením), psychický stav (který ovlivňuje vnímání, rozhodování, reakce, únavu, agresivitu a další aspekty chování), zkušenost (kdy se projevuje schopnost řidiče předvídat různé dopravní situace) a prostředí (kdy je řidič ovlivněn okolím – zástavbou, počasím, dopravou, hlukem nebo chováním ostatních účastníků provozu). Všechny tyto faktory působí na řidiče v různé síle. Při jejich kumulaci umoţňují vznik chybných rozhodnutí, která mohou vyústit v dopravní nehodu. Tyto chyby lze rozčlenit do čtyř základních kategorií.

177


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

Jedná se o situace, kdy dochází k: 

překračování rychlosti,

nesprávnému nebo riskantnímu předjíţdění,

nedání přednosti v jízdě,

 nesprávnému způsobu jízdy  překračování rychlosti Se vzrůstající rychlostí se pravděpodobnost nehody zvyšuje. Vyšší rychlost vozidla zvyšuje nároky na řidičovu koncentraci, technický stav vozidla a stav komunikace a zvyšuje se i závaţnost následků dopravních nehod. Nepřiměřená rychlost je z dlouhodobého hlediska hlavní příčinou dopravních nehod zaviněných řidiči motorových vozidel s následkem usmrcení. V roce 2006 došlo v ČR vlivem nepřiměřené rychlosti celkem k 25 892 dopravním nehodám (14,9 % z celkového počtu těchto nehod), při nichţ bylo usmrceno celkem 420 osob (49,1 % z celkového počtu usmrcených) 18. To dokazuje mimořádně vysokou pravděpodobnost usmrcení připadající na 1 nehodu tohoto typu (16,2 usmrcených na 1000 nehod následkem nepřiměřené rychlosti, zatímco celkově pouze 5,1 usmrcených na 1000 nehod v roce 2006). V případě úvah o moţném zvýšení nejvyšších dovolených rychlostí na některých komunikacích (zejména dálnicích nebo rychlostních silnicích) je nutno si tyto skutečnosti uvědomit, neboť fyzikální zákony nelze upravovat. 

nesprávné nebo riskantní předjíždění Předjíţdění je jedním z nejsloţitějších řidičských manévrů v dopravním provozu.

Často se odehrává ve vyšších rychlostech a klade na řidiče vysoké nároky na koncentraci, odhad situace a předvídavost. Častým jevem je pak kumulace ostatních ovlivňujících faktorů (např. spěch a z toho vyplývající stres, chování ostatních účastníků provozu nebo agresivita), coţ z takového manévru činí velmi riskantní záleţitost a potenciální zdroj dopravní nehody. Z dlouhodobých statistik vyplývá, ţe vlivem předjíţdění dochází k cca 3 % nehod, při nichţ zemře cca 6 %. Někdy je však velice sloţité určit, zda – li k dopravní nehodě došlo vlivem nesprávného nebo riskantního předjíţdění, nebo vlivem nepřiměřené rychlosti. Proto je tyto údaje nutno brát s určitou rezervou. Pro dopravního inţenýra je velice těţké ovlivňovat výskyt takových nehod. Předcházet jim lze správným značením komunikací, označováním

178


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

nebezpečných úseků nebo eliminací předjíţděcích manévrů stavebními úpravami. V případě nových návrhů je třeba důsledně dbát na dodrţení příslušných rozhledů, a to nejen z hlediska směrového, ale i výškového. 

nedání přednosti v jízdě

Nedání přednosti v jízdě je jedním z nezávaţnějších prohřešků vůči daným pravidlům provozu. K tomuto jevu převáţně dochází na křiţovatkách, nebo místech kříţení s ostatními druhy doprav (ţelezniční přejezdy, přechody pro chodce). Ve většině případů je vina na straně řidiče, někdy však k takovým nehodám dochází vlivem nesprávného nebo nejednoznačného dopravního značení. Proto je nutno tyto případy důkladně analyzovat a zjistit přesnou příčinu nehody. Nedání přednosti je druhou hlavní příčinou dopravních nehod zaviněných řidiči motorových vozidel s následkem usmrcení 18. V roce 2006 došlo v ČR vlivem nedání přednosti celkem k 31 376 dopravním nehodám (18,0% z celkového počtu nehod), při nichţ bylo usmrceno celkem 107 osob (12,5% z celkového počtu usmrcených). Pravděpodobnost usmrcení připadající na 1 nehodu tohoto typu (3,4 usmrcených na 1000 nehod) je niţší neţ celkový průměr. Je to dáno tím, ţe nehody jsou provázeny obecně niţšími rychlostmi. Nejvíce nehod z toho nastává na průsečných a stykových křiţovatkách. Je to dáno především počtem kolizních bodů na takovýchto silničních zařízeních. Úkolem pro projektanta je tedy buď zlepšit vnímání křiţovatky řidičem, nebo omezit počet kolizních bodů stavebními úpravami. 

nesprávný způsob jízdy Tímto termínem jsou klasifikovány nehody, jejichţ příčiny nelze jednoznačně

identifikovat. Z hlediska provedení analýzy jsou tyto typy nehod jednoznačně nejnáročnější, kdy je jejímu průběhu nutno věnovat zvýšenou pozornost. Nesprávný způsob jízdy však obvykle souvisí s nejednoznačností dopravního prostoru, kdy směry jednotlivých dopravních proudů nejsou jednoznačně vymezeny. Jedná se například o prostorově rozlehlé křiţovatky, nadstandardní uspořádání jízdních pruhů apod. Tyto typy nehod mohou dále souviset i s nedostatečnou informovaností řidičů (např. při lokálních dočasných změnách organizace dopravy).

179


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

5.5.2 Vozidlo a jeho technický stav Vliv technického stavu vozidla souvisí s relativně malým počtem dopravních nehod. Technickými závadami bylo zaviněno cca 3% z celkového počtu nehod. Hlavní příčinou však je nesprávné uloţení nákladu. Následuje upadnutí kola, nebo jiných částí vozidla. Ovlivňovat nehodovost, jejíţ hlavní příčinou je technický stav vozidle je pro dopravního inţenýra nemoţné. Zde je významným faktorem stáří automobilů a ochota řidičů k pořizování nových vozidel nebo péči o ně. 5.5.3 Stav pozemní komunikace a provozní podmínky na komunikaci Stavebním stavem pozemní komunikace se rozumí kvalita povrchu a únosnost jednotlivcýh konstrukčních částí vozovky, podélné nebo příčné nerovnosti, výtluky nebo nerovnosti, které nelze odstranit běţnou údrţbou (např. v poddolovaných oblastech), stav krajnic a bezpečnostní vybavení (směrové sloupky, dopravní značení, svodidla apod.). Provozními podmínkami se pak rozumí hustota provozu na komunikaci a míra ovlivnění ostatními účastníky dopravy.

5.6 Ukazatelé dopravní nehodovosti Potřeba srovnávat dopravní nehodovost z různých hledisek (časová období a oblasti) dala vzniknout několika doplňkovým kritériím. Všeobecně je lze nazvat ukazatele dopravní nehodovosti a slouţí k podrobnějšímu hodnocení a srovnání dopravní nehodovosti. Základní ukazatelé nehodovosti jsou uvedeny v 13. 5.6.1 Ukazatel relativní nehodovosti Ukazatel relativní nehodovosti je nejběţněji uţívaným kritériem pro hodnocení bezpečnosti pozemních komunikací. Jeho hodnota vypovídá především o pravděpodobnosti vzniku nehody na daném úseku komunikace, a to ve vztahu k jízdnímu výkonu. Pro mezikřiţovatkové úseky je ukazatel relativní nehodovosti dán vztahem:

N

R=

O  10 6 , 365  I  L  t

(5.1)

Pro křiţovatky pak:

N

R= kde:

O  10 6 , 365  I  t

(5.2)

R je hodnota ukazatele relativní nehodovosti (počet nehod / mil. vozkm a rok), N0 je celkový počet nehod ve sledovaném období, 180


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

I je průměrná denní intenzita provozu (voz/24 hod), L je délka úseku (km) a t je sledované období (roky). Hodnoty ukazatele jsou relativní a obvykle se pohybují v intervalu 0,1 – 0,9. Vyšší hodnoty jiţ poukazují na drobné nedostatky z hlediska bezpečnosti provozu, hodnoty vyšší neţ 1,6 pak na nedostatky zásadní. Hodnoty ukazatele relativní nehodovosti lze vnášet do mapových podkladů a kaţdému úseku tak přiřadit vlastní údaj. Taková mapa relativní nehodovosti pak poskytne přehlednou představu o bezpečnosti provozu v určité oblasti.

5.6.2 Ukazatel hustoty nehod Ukazatel hustoty nehod vyjadřuje počet nehod na jednotku délky komunikace. Pouţitelný je především pro hodnocení bezpečnosti na silničních tazích, kdy lze z hlediska bezpečnosti provozu porovnávat jednotlivé úseky mezi sebou a určit tak nejrizikovější lokality. Ukazatel hustoty nehod je dán vztahem:

N H= kde:

O, Lt

(5.3)

H je hodnota ukazatele hustoty nehod (počet nehod / km a rok), N0 je celkový počet nehod ve sledovaném období (se zraněním), L je délka úseku (km) a t je sledované období (roky).

5.6.3 Vyčíslení celospolečenských ztrát osobních nehod Pomocí vyčíslení celospolečenských ztrát osobních nehod (osobních v tomto případě znamená se zraněním) vztaţených na jeden rok lze odhadnout např. návratnost dopravně – bezpečnostních opatření, která byla pro úpravu dané nehodové lokality provedena. Hodnota těchto nákladů závisí na mnoha faktorech, celkové orientační údaje jsou uvedeny pro roky 1999 a 2003 (údaje z pozdějších let nebyly k dispozici) a činily:

181


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

Tab. 5. 4. Orientační hodnoty ztrát z jedné nehody (zdroj: 13).

1999 6,7 mil. Kč 2,2 mil. Kč 0,2 mil. Kč

smrt těžké zranění lehké zranění 5.6.4

2003 9 mil. Kč 2,9 mil. Kč 0,35 mil. Kč

Integrální ukazatele Vyjádření závaţnosti následků dopravních nehod pomocí integrálních ukazatelů lze

provést dvěma způsoby. Jedná se o:  vyjádření závažnosti následků nehod pomocí čísla závažnosti nehod Číslo závaţnosti nehod je formulováno jako součet následků kaţdé nehody násobených koeficienty vyjadřujících její závaţnost. Tyto koeficienty nabývají hodnot pro:  usmrcení člověka:

130

 těţké zranění:

7

 lehké zranění:

5

 hmotná škoda:

1

Číslo závaţnosti nehod je pak dáno vztahem:

Z = (130  N u )  (70  N tz )  (5  N lz )  (1 N hs ) , kde:

(5.4)

Z je číslo závaţnosti nehod, Nu je počet nehod s usmrcením, Ntz je počet nehod s těţkým zraněním, Nlz je počet nehod s lehkým a Nhsje počet nehod pouze s hmotnou škodou. Po dosazení hodnoty Z za hodnoty N0 do vztahů pro výpočet ukazatele relativní

nehodovosti a ukazatele hustoty nehod, získáme ukazatele vyjadřující index následků nehod na 1 mil. vozkm a rok a ukazatel hustoty následků nehod na 1 km komunikace a rok. Číslo závaţnosti nehod se rovněţ vyuţívá pro stanovení střední závažnosti nehod, která je dána vztahem:

Zstř =

Z , n

kde:

Zstř je střední závaţnost nehod,

(5.5)

Z je číslo závaţnosti nehod a 182


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

n je počet sledovaných nehod. Pomocí čísla závaţnosti nehod je dále moţno stanovit relativního stupně bezpečnosti, který je dán vztahem:

Z  10 6 Sr = , 365  I kde:

(5.6)

Sr je relativní stupeň bezpečnosti, Z je číslo závaţnosti nehod a I je intenzita dopravy (voz/24 hod.).

 vyjádření závažnosti následků nehod pomocí jejich ekonomického hodnocení Hodnotící parametr je sestaven jako součet hodnot následků hodnot vyjádřený v Kč. Vzhledem k tomu, ţe údaje o ekonomickém ohodnocení ztrát z následků dopravních nehod jsou k dispozici, lze tuto metodu označit jako efektivnější a objektivnější neţ metodu výpočtu čísla závaţnosti nehod. Po dosazení hodnoty E, vyjadřující ekonomické ohodnocení ztrát z následků dopravních nehod (pro rok 1999 to bylo např. 36 217,-) za hodnoty N0 do vztahů pro výpočet ukazatele relativní nehodovosti a ukazatele hustoty nehod, získáme ukazatele relativních ztrát (Kč / vozkm/ rok) a ukazatel hustoty ztrát (Kč / km / rok).

5.7 Predikce dopravních nehod Jednou z nevýhod hodnocení bezpečnosti silničního provozu na základě statistiky dopravní nehodovosti je skutečnost, ţe jsou hodnoceny nehody, které se jiţ udály. Přes nespornou objektivnost a statistickou průkaznost této metody je však nutno zohlednit i následky těchto uskutečněných nehod, a to ať materiální nebo i zdravotní. Proto se jiţ řadu let vyvíjí metody, které by dokázaly prognózovat dopravní nehody a tak hodnotit bezpečnost silničního provozu na daném úseku komunikace nebo v lokalitě (např. křiţovatky) dříve, neţ k těmto nehodám dojde. Nejednotný náhled na problematiku predikce dopravní nehodovosti dal vzniknout několika metodám, které lze rozdělit do dvou hlavních skupin. První skupinu představují metody, kdy je hodnocení bezpečnosti vyjádřeno pomocí vypočtených koeficientů. Jedná se především o 15:

183


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

metodu koeficientu bezpečnosti a

metodu souhrnného koeficientu nehodovosti

Autor: Ing. Václav Škvain

Druhou skupinu pak představují metody, jejichţ výstupem je predikovaná nehodovost vyjádřena počtem nehod, počtem úmrtí nebo relativní či absolutní nehodovostí za daný časový úsek. Souhrnně je lze nazvat metodami určení pravděpodobnosti vzniku dopravní nehody. Tyto metody obecně definují pravděpodobný počet dopravních nehod, případně počet zraněných osob nebo smrtelných zranění, a to buď na daném úseku komunikace, nebo v dané oblasti. Mezi výpočtové modely predikující počet dopravních nehod nebo zranění lze zařadit:  Smeedův model pravděpodobného počtu usmrcených osob  modely predikce počtu dopravních nehod 5.7.1 Metoda koeficientu bezpečnosti Metoda koeficientu bezpečnosti je jednou z jednodušších metod hodnocení bezpečnosti silničního provozu. Obecně vychází z předpokladu, ţe hlavní charakteristikou reţimu jízdy vozidla je jeho rychlost. Nepředvídaná změna rychlosti pohybu vozidla v důsledku objektivní změny hlavních návrhových prvků nebo charakteristik komunikace pak určuje pravděpodobnost vzniku dopravní nehody. Koeficient bezpečnosti se pak určuje jako poměr ještě přípustné bezpečné rychlosti jízdy na daném úseku komunikace, kterou umoţňují návrhové prvky komunikace a rychlosti, kterou můţe vozidlo do daného úseku vjíţdět. Tento poměr je dán vztahem:

Kb = kde:

V0 , Vvstup

(5.7)

Kb je koeficient bezpečnosti, V0 je ještě přípustná bezpečná rychlost na daném úseku komunikace v km/h, Vvstup je vstupní rychlost do daného úseku komunikace v km/h.

Úsek komunikace se pak hodnotí dle následujících kritérií (údaj mimo závorku platí pro jednotlivé vozidlo, údaj v závorce platí pro celý dopravní proud): Tab. 5. 5. Hodnocení úseku komunikace na základě metody koeficientu bezpečnosti.

Kb  0,8 (0,85) 0,6 (0,7)  Kb  0,8 (0,85) 0,4 (0,6)  Kb  0,6 (0,7) Kb  0,4 (0,6)

úsek je bezpečný úsek je málo bezpečný úsek je nebezpečný úsek je velmi nebezpečný

184


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

Jedná se metodu původně vyvíjenou v SSSR (prof. V.F.Babkov). Princip posuzování bezpečnosti komunikace na základě dosahovaných a projektovaných rychlostí je velice jednoduchý, ale nezahrnuje ostatní vlivy, které se mohou podílet na vzniku nehody. Metoda koeficientu bezpečnosti např. nezohledňuje intenzity provozu na posuzovaných úsecích, opomíjí i vlivy technického stavu komunikace nebo jejího uspořádání (hlavní kritériem je rychlost). 5.7.2 Metoda souhrnného koeficientu nehodovosti Metodou souhrnného koeficientu nehodovosti lze na daném úseku silniční komunikace definovat potenciální nehodová místa nebo lokality. Princip metody spočívá v určení souhrnného koeficientu nehodovosti součinem jednotlivých dílčích koeficientů (K1,K2…,Kn), které vyjadřují vlivy intenzity provozu, rychlosti nebo geometrického uspořádání komunikace. Hodnoty dílčích koeficientů představují poměr mezi celkovým počtem dopravních nehod na posuzovaném úseku komunikace a středním počtem nehod na tzv. srovnávacím úseku (jedná se o přímý úsek komunikace s nulovým sklonem ve stejné šířkové kategorii se stejnými konstrukčními charakteristikami a při shodné intenzitě dopravního provozu). Jejich hodnoty jsou dle konkrétního uspořádání komunikace a dopravního zatíţení dosazeny do vztahu: K c = K1  K 2  ...  K n ,

kde:

(5.8)

Kc je souhrnný koeficient nehodovosti, K1,K1 aţ Kn jsou tabelární hodnoty dílčích koeficientů.

Úsek komunikace se pak hodnotí dle následujících kritérií: Tab. 5. 6. Hodnocení úseku komunikace na základě metody souhrnného koeficientu nehodovosti

Kc  10 10  Kb  20 20  Kb  40 Kb  40 Výhodou

metody

souhrnného

úsek je bezpečný úsek je málo bezpečný úsek je nebezpečný úsek je velmi nebezpečný koeficientu

nehodovosti

je

její

všeobecná

jednoduchost (hodnoty dílčích koeficientů lze dohledat v tabulkách) a to, ţe zohledňuje intenzity provozu na posuzovaných úsecích i vlivy technického stavu komunikace nebo jejího uspořádání v kaţdém posuzovaném úseku. Mezi nevýhody lze však zařadit fakt, ţe podobně

185


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

jako metoda koeficientu bezpečnosti neposkytuje údaje o počtu dopravních nehod za určité období. 5.7.3 Smeedův model pravděpodobného počtu usmrcených osob Metoda britského prof. R. J. Smeeda, také nazývána Smeedův zákon (Smeed´s law), byla poprvé zveřejněna v 50. letech 20. století. Smeedův zákon definuje na základě vztahů mezi

celkovým

počtem

registrovaných

motorových

vozidel

a

počtem

obyvatel

pravděpodobný počet osob usmrcených při dopravních nehodách. Empirická závislost mezi uvedenými faktory je dána vztahy 17: 1 3

D = 0,0003  (n  p ) , 2

(5.9)

nebo

D n = 0,0003 3 , p p kde:

(5.10)

D je pravděpodobný počet usmrcených osob, D/p je pravděpodobný počet usmrcených osob na jednoho obyvatele, n je počet registrovaných motorových vozidel a p je počet obyvatel. Z uvedených vztahů (5.9) a (5.10) vyplývá, ţe nárůst počtu automobilů vede ke

zvyšování počtu usmrcených osob na jednoho obyvatele, ale zároveň se sniţuje počet usmrcených na jedno vozidlo. V poslední době se však díky dopravní politice, která je stále více zaměřena na bezpečnost provozu a modernějším bezpečnostním prvkům ve vozidlech v porovnání s 50. lety 20. století, ukazuje, ţe Smeedův zákon v původní podobě jiţ neodpovídá současným trendům, kdy i přes vzrůstající stupeň motorizace dochází ke stále méně dopravním nehodám s fatálními následky a jejich skutečný počet je niţší neţ pravděpodobný počet odhadnutý pomocí Smeedova pravidla. Proto dochází ke snahám Smeedův zákon upravit tak, aby více odpovídal současným trendům a bylo jej moţno stále vyuţít k dopravně – inţenýrským analýzám (např. náhradou počtu registrovaných vozidel za ujetou vzdálenost na osobu, zahrnutím dalších ovlivňujících faktorů apod.). 5.7.4 Modely predikce počtu dopravních nehod V první řadě je nutno si uvědomit, ţe jednotná metodika predikce počtu dopravních nehod v podstatě neexistuje. Kaţdý model je pouţitelný vţdy jen pro určitou oblast a jeho 186


Kapitola V. Kapitola II.

Dopravní nehodovost

Autor: Ing. Václav Škvain

aplikace v jiných lokalitách můţe poskytovat zkreslené výsledky. Je to dáno především odlišnými zvyky řidičů a jejich chováním v dopravním provozu a v některých případech, zejména při aplikaci zahraničních modelů, také odlišnými návrhovými standardy. Predikční modely, které se ve světě vyuţívají lze v zásadě rozdělit do dvou základních skupin. Jedná se o: 

modely predikující počet nehod na komunikacích,

modely predikující počet nehod na křižovatkách. Obecně však mají predikční modely nehodovosti následující tvar 20:

E(k) = f x i ,  j , kde:

(5.11)

E (k) je očekávaný počet dopravních nehod, xi, kde (i=1, 2, 3, …, n) jsou rizikové faktory (proměnné veličiny) ovlivňující nehodovost, jedná se o tzv. modifikační faktory a j jsou koeficienty získané při kalibraci modelu na konkrétní lokalitu. Tento obecný vztah (5.11) se pouţívá pro stanovení počtu nehod za danou časovou

jednotku (obvykle počet nehod za rok). Hlavním problémem při formulaci modelu je nalezení správných hodnot koeficientů  j. Rizikové faktory (modifikační) xi jsou pak faktory přímo ovlivňující nehodovost. Mezi hlavní faktory patří: 

intenzita dopravy,

délka posuzovaného úseku komunikace,

rychlostní limit nebo střední rychlost,

počet pruhů na komunikaci v obou směrech,

počet pruhů na komunikace v jednom směru,

šířkové uspořádání komunikace,

lokální omezení rychlosti,

počet křiţovatek, sjezdů,

vybavenost komunikace pruhy nebo pásy pro cyklisty,

vybavenost komunikace chodníky,

existence středních dělících pásů,

moţnost parkování v prostoru komunikace,

zastávky hromadné dopravy osob a

vyuţití okolního území.

187


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

Jedná se pouze o základní výčet ovlivňujících elementů, jejichţ počet se můţe v případě nestandardních podmínek navýšit (např. na křiţovatkách o vliv počtu odbočovacích pruhů, směrovacích a ochranných ostrůvků, existence SSZ nebo počtu větví, apod.). Základní vztahy mezi jednotlivými prvky vyjadřuje obr. 95 21. Nejsilnější míra korelace je vyjádřena spojnicemi s tloušťkou dle míry korelace. Znamená to, ţe např. vícepruhová komunikace znamená z hlediska dopravní nehodovosti zvýšené riziko. To se však významně sniţuje realizací středních dělících pásů. Ze schématu je dále patrné, ţe hlavním faktorem ovlivňující bezpečnost na komunikace je intenzita provozu (RPDI).

Obr. 5. 6. Vzájemná míra ovlivnění (korelace) jednotlivých zařízení a opatření na komunikaci z hlediska dopravní nehodovosti.

188


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

Obr. 5. 7. Algoritmus při vytváření predikčního modelu pro komunikace nebo křižovatky (zdroj 19).

Struktura procesu při vytváření modelu probíhá podle osvědčeného schématu (viz obr. 5.7). Jedná se dlouhodobý proces, zejména při formulaci modifikačních faktorů a procesu ověřování, kdy je třeba tyto kroky provádět na konkrétních komunikacích a křiţovatkách za pouţití různých metod (Poissonova distribuce, lineární regrese a další) a kde se můţe osvědčit typologie dopravních nehod a kolizní diagramy.  modely predikující počet nehod na komunikacích Existuje celá řada variací obecného vztahu pro predikci nehod. Od jednodušších modelů, kdy jako hlavní rizikový faktor je intenzita vozidel:

E(k) =   L1  Q2 ,

(5.12)

po komplexní modely zohledňující celou řadu činitelů ovlivňující vznik dopravní nehody:

E(k) =   L1  Q 2  e i x i , kde:

(5.13)

E (k) je očekávaný počet dopravních nehod, L je délka sledovaného úseku komunikace (km), Q je intenzita dopravy (nebo její funkční vyjádření, např. RPDI), xi, kde (i=1, 2, 3, …, n) jsou rizikové (modifikační) faktory ovlivňující nehodovost, , 1, 2 a γi jsou koeficienty získané při kalibraci modelu na konkrétní lokalitu

189


Dopravní nehodovost

Kapitola V. Kapitola II.

Autor: Ing. Václav Škvain

 příklady modelů predikující počet nehod na komunikacích Model pro rakouské dálnice:

E(k) = 2,4 10 4  L0,89  Q1,05  0,99 PHGV

(5.14)

Model pro nizozemské dálnice:

E(k) = 0,55  L1,00  Q0,32

(5.15)

kde:

E (k) je očekávaný počet dopravních nehod za den, L je délka sledovaného úseku komunikace (km), Q je intenzita dopravy (RPDI), PHGV je procentuální podél těţkých nákladních vozidel.

 modely predikující počet nehod na křižovatkách I v případě modelů predikujících počet nehod na křiţovatkách existuje celá řada variací obecného základního vztahu. Proti modelům predikující počet nehod na komunikacích zde vstupuje jako další proměnná intenzita dopravy na vedlejších větvích křiţovatek. Jeden z nejvhodnějších modelů predikujících počet nehod na křiţovatkách je (Mountain, Maher a Fawaz, 1998) dán vztahem:

E(k) =   Q1  Q2 ,

(5.16)

Komplexnější modely mohou zohledňovat i ostatní činitele ovlivňující vznik dopravní nehody (Bauer, Harwood):

E(k) =   Q11  Q2 2  e i x i , kde:

(5.17)

E (k) je očekávaný počet dopravních nehod, L je délka sledovaného úseku komunikace (km), Q je intenzita dopravy (nebo její funkční vyjádření, např. RPDI), xi, kde (i=1, 2, 3, …, n) jsou rizikové (modifikační) faktory ovlivňující nehodovost, , 1, 2 a γi jsou koeficienty získané při kalibraci modelu na konkrétní lokalitu

Jedná se o základní modely, pouţívané pro predikci dopravních nehod. V současné době se vyvíjí metody zaloţené např. pouze na lineární regresní analýze, nebo Poissonově rozdělení. Jedná se však o zdlouhavý proces, kdy je nutno výsledky predikce dlouhodobě ověřovat.

190


Literatura 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Inteligentní dopravní systémy (Přibyl P. Svítek M., BEN, Praha, 2002) Závěrečná zpráva projektu „ITS v dopravně-telekomunikačním prostředí ČR“ za rok 2001 (Svítek M. a kol., technická zpráva, www.lt.fd.cvu.cz. Praha, 2001). Dopravní telematika – silnice a dálnice ČR, Technické podmínky (ELTODO EG a.s., zpracováno pro ŘSD, 2005) Traffic Engineering (Roger P. Roess, Elena S. Prassas, William R. McShane, Pearson Education, Inc. 2004) Handbook of Transportation Engineering (edited by Myer Kutz, McGraw-Hill (www.digitalengineeringlibrary.com), 2004) Řídící systémy silniční dopravy (P. Přibyl, R. Mach, ČVUT, Praha, 2003) Highway Capacity Manual (Transportatin Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 2000) Traffic Flow Theory (Transportatin Research Board Special Report 165, National Research Council, Washington, D.C.1975, updated version) Handbook of Simulation: Principles, Methodology, Advances, Applications, and Practice (edited by J. Banks, John Wiley & Sons, 1998) Car-following: a historical review (Mark Brackstone, Mike McDonald, Department of Civil and Environmental Engineering, Transportation Research Group, University of Southampton, 1998) Výzkum vstupních parametrů pro efektivní modelování a simulaci ITS sluţeb na bázi proměnného dopravního značení v podmínkách České republiky (roční zpráva projektu, 2008) zákon č. 361/2000, Sb., o provozu na pozemních komunikacích a o změnách některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů a zákon č. 13/1997 Sb., o pozemních komunikacích, ve znění pozdějších předpisů Metodika identifikace a řešení míst častých dopravních nehod (ing. Josef Andres, CDV, 2001) Dopravní stavby a systémy 20, 30 (Doc. Ing. Petr Slabý, Csc., Ing. Eva Dlouhá, Csc., skripta ČVUT) Dopravné inţinierstvo (Doc. Ing. Viera Medelská, DrSc. a kol., Vydavateľstvo Alfa, 1991) The Handbook of Traffic Engineering (edited by T.F.Fwa, CRC Press, Taylor  Francis Group, 2006) "Some statistical aspects of road safety research", Journal of the Royal Statistical Society, Series A (R. J. Smeed, 1949) www.czrso.cz (webové stránky: Observatoř bezpečnosti silničního provozu) Prediction of the Expected Safety Performance of Rural Two-Lane Highways (US Department of Transportation, Federal Highway Administration, Publication No. FHWA-RD-99-207, 2000) The Prediction of Accidents on Digital Networks_Charakteristic and Issues Related to the Application of Accident Prediction Models (Dominique Lord, University of Toronto, 2000) Accident prediction models for urban roads (Poul Greibe, Danish Transport Research Institute, 2001)

191


Seznam obrázků Obr. 3. 1. Obr. 3. 2. Obr. 3. 3. Obr. 3. 4. Obr. 3. 5.

Obr. 3. 6. Obr. 3. 7. Obr. 4. 1. Obr. 4. 2. Obr. 4. 3. Obr. 4. 4. Obr. 4. 5. Obr. 4. 6. Obr. 4. 7. Obr. 4. 8. Obr. 4. 9. Obr. 4. 10. Obr. 4. 11. Obr. 4. 12. Obr. 4. 13. Obr. 4. 14. Obr. 4. 15. Obr. 4. 16. Obr. 4. 17. Obr. 4. 18. Obr. 4. 19. Obr. 4. 20. Obr. 4. 21. Obr. 5. 1. Obr. 5. 2. Obr. 5. 3. Obr. 5. 4.

Obr. 5. 5. Obr. 5. 6. Obr. 5. 7.

Definice přepravně-dopravního řetězce Definice dopravní telematiky Hierarchická struktura ITS Hierarchická struktura ITS na úrovni města (zdroj: www.eltodo.cz) Informační tabule zobrazují aktuální informace o stavu dopravy, meteorologické informace nebo částečně navigují na objízdné trasy (zdroj: www.rsd.cz) Proměnné dopravní značení na dálnici (zdroj: www.rsd.cz) Operativní realizace mobilních bariér – řízení „přílivových“ pruhů Knihovna vozidel v prostředí AutoTURN a ověření průjezdu Pouţití modelu vzniku dopravy v prostředí VISUMu společnosti PTV AG (zdroj: www.ptvag.com) Grafické rozhraní Edip – Ka vyuţívá Microsoft Excel a umoţňuje pohodlné zadávání vstupních parametrů Detailní mikrosimulace v prostředí VISSIMu společnosti PTV AG (zdroj: www.ptvag.com) Hierarchie modelů dle zobrazení detailu Třídimenzionální model základních charakteristik dopravního proudu 2D model základních charakteristik dopravního proudu Původní měřená data v Greenshieldsově modelu (zdroj: 8) Původní měřená data v Greenhieldsově modelu s aplikací grafu intenzita x hustota (zdroj: 8) Původní měřená data v Greenshieldsově modelu s aplikací grafu rychlost x intenzita (zdroj: 8) Greenbergův logaritmický model (zdroj: 8) Underwoodův exponenciální model (zdroj: 8) Pipesův zobecněný model (zdroj: 6) Edieho dvoureţimový zobecněný model (zdroj: 6) Grafické schéma měření časových a délkových mezer Diagram „dráha – čas“ vyjadřující pohyb vozidel Schéma základních vstupních parametrů „car – following“ modelu Psycho – fyzikální model v diagramu zobrazujícím délkovou mezeru a změnu rychlosti vyjadřuje změnu vzdálenosti mezi vedoucím a následujícím vozidlem Modelování jízdních pruhů a pohybů v křiţovatce pomocí celulárního automatu Zobrazení dopravní sítě v EMME/2 (zdroj: www.calido.com). Průběh simulačního studie (zdroj: 9) Postup při analýze dopravních nehod (zdroj: 13) Porovnání kolizních bodů průsečné a okruţní křiţovatky Příklad kolizního diagramu Ukázky piktogramů z typologického katalogu dopravních nehod (typ 133 – kolize najetím na jedoucí vozidlo; typ 411 – kolize při odbočování) (zdroj: 13) Podíl jednotlivých faktorů na vzniku dopravní nehody (zdroj 13) Vzájemná míra ovlivnění (korelace) jednotlivých zařízení a opatření na komunikaci z hlediska dopravní nehodovosti Algoritmus při vytváření predikčního modelu pro komunikace nebo křiţovatky (zdroj 19) 192


Seznam tabulek Tab. 5. 1. Tab. 5. 2. Tab. 5. 3. Tab. 5. 4. Tab. 5. 5. Tab. 5. 6.

Počet kolizních bodů v křiţovatkách dle počtu větví Značky a symboly poţívané v kolizních diagramech. Typologie dopravních nehod (zdroj: 13) Orientační hodnoty ztrát z jedné nehody (zdroj: 13) Hodnocení úseku komunikace na základě metody koeficientu bezpečnosti. Hodnocení úseku komunikace na základě metody souhrnného koeficientu nehodovosti

Přehled vztahů (4.1) (4.2) (4.3) (4.4) (4.5) (4.6) (4.7) (4.8) (4.9) (4.10) (4.11) (4.12) (4.13) (5.1) (5.2) (5.3) (5.4) (5.5) (5.6) (5.7) (5.8) (5.9) (5.10) (5.11) (5.12) (5.13) (5.14) (5.15) (5.16) (5.17)

Vztah mezi základními parametry dopravního proudu Greenshieldsův model – vztah mezi rychlostí a hustotou je vyjádřen rovnicí Greenshieldsův model – vztah mezi intenzitou a hustotou Greenshieldsův model – vztah mezi intenzitou a rychlostí Greenbergův model – vztah mezi rychlostí a hustotou Underwoodův model – vztah mezi rychlostí a hustotou Pipesův model – základní vztah Drewův zobecněný model – základní vztah „car – following“ model – obecné vyjádření zrychlení vozidla GHR model – základní vztah model „bezpečné vzdálenosti“ – základní vztah lineární model (Helly, 1959) – zrychlení lineární model (Helly, 1959) – vzdálenost mezi vozidly Ukazatel relativní nehodovosti pro mezikřiţovatkové úseky Ukazatel relativní nehodovosti pro křiţovatky Ukazatel hustoty nehod Číslo závaţnosti nehod Střední závaţnost nehod Relativní stupeň bezpečnosti Koeficient bezpečnosti Souhrnný koeficient nehodovosti Smeedův model pravděpodobného počtu usmrcených osob – pravděpodobný počet usmrcených osob Smeedův model pravděpodobného počtu usmrcených osob – pravděpodobný počet usmrcených osob na jednoho obyvatele Obecný tvar predikčních modelů nehodovosti Obecný vztah pro predikci nehod – varianty Obecný vztah pro predikci nehod – varianty příklady modelů predikující počet nehod na komunikacích – Model pro rakouské dálnice příklady modelů predikující počet nehod na komunikacích – Model pro nizozemské dálnice model predikující počet nehod na křiţovatkách model predikující počet nehod na křiţovatkách

193


Garant:

Miloslav Řezáč

Název:

Dopravní inţenýrství

Místo, rok vydání:

Brno, 2010

Počet stran:

194

Vydalo:

AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s. r. o. Brno

Tisk:

FINAL TISK s. r. o. Olomučany

Náklad:

25 ks

Vydání:

první

Neprodejné

ISBN 978-80-7204-730-7


FAST11  

Dopravní inženýrství INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 1 © Miloslav Řezáč, Jiří Tichý, Václav Škvain, 2010 ISBN 978-80-7204-730-7 Garant: doc....

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you