1. Jaki jest obszar zainteresowania IRD?

Obszar zainteresowania IRD obejmuje procesy ruchu drogowego, projektowanie, realizację i eksploatację systemów transportowych oraz urządzeń komunikacyjnych, a także organizację i sterowanie ruchem.

2. Jak zmieniał się obszar zainteresowania IRD?

Na początku swej historii IRD zajmowała się planowaniem geometrycznym i projektowaniem ulic oraz organizacją ruchu celem uczynienia go bezpiecznym, dogodnym i ekonomicznym. W latach następnych IRD zajęła się również pomiarem ruchu, badaniem praw jego powstawania i wykorzystaniem nabytej w ten sposób wiedzy w jego organizacji. Obecnie obszar zainteresowania IRS objął również ograniczenie ujemnego wpływu ruchu na środowisko.

3. Dlaczego IRD jest empiryczną dziedziną wiedzy?

IRD jest empiryczną dziedziną wiedzy ponieważ większość praw ruchu i zasad rozwiązywania problemów została wykryta i sformułowana na podstawie obserwacji i badań ruchu oraz wypadków.

4. Dlaczego IRD jest interdyscyplinarną dziedziną wiedzy?

IRD jest dziedziną interdyscyplinarną ponieważ stwarza konieczność wykorzystania wiedzy z zakresu wielu innych dyscyplin, jak:

- matematyka matematyczne modelowanie ruchu

- fizyka kinematyka i dynamika ruchu, akustyka

- psychologia psychologia komunikacyjna

- medycyna skutki wypadków, wpływy hałasu i spalin na zdrowie

- pedagogika wychowanie drogowe, szkolenie kierowców

- prawo przepisy ruchu, egzekwowanie przestrzegania przepisów

- ekologia wpływy ruchu na otoczenie, efektywne wykorzystanie energii

- ekonomia koszty ruchu i wypadków, efektywne wykorzystanie urządzeń

- urbanistyka powiązanie układu komunikacyjnego z zagospodarowaniem przestrzennym

- budowa maszyn budowa pojazdów

- automatyka sterownie ruchem, systemy informacji

- elektrotechnika oświetlenie, urządzenia do sterowania

- transport polityka komunikacyjna, integracja podsystemów transportowych

- inżynieria budowlana budowa i utrzymanie dróg, ulic, parkingów itp.

5. Na czym polega systemowe podejście do problemów IRD?

Systemowe podejście do problemów IRD polega na traktowaniu obiektu zainteresowań jako systemu, którego elementami jest człowiek, pojazd, droga.

6. Na czym polega sprzeczność celów IRD?

Podstawowym celem inżynierii jest zapewnienie bezpiecznego, sprawnego i ekonomicznego przemieszczania się osób i towarów przy ograniczeniu ujemnego wpływu transportu na środowisko. Te kryteria często są sprzeczne. Jeśli transport jest bezpieczny, może nie być sprawny; jeśli jest przyjazny dla środowiska, może być nieekonomiczny.

7. Jakie są podstawowe działy IRD?

1. Badania i analizy ruchu.

a) Charakterystyka (pojazd, człowiek, droga)

- wymiary, zwrotność

- elementy dynamiczne

- parametry techniczne pojazdu

- jak człowiek zachowuje się w środowisku, cechy psychologiczne (czas reakcji, wzrok, granica

postrzegania, pole widzenia)

- cele podróży, zagospodarowanie terenu

b) Badania

- makro analiza ruchu jak ruch powstaje, po co ludzie jeżdżą, gdzie, skąd, dokąd

- mikro analiza ruchu pomiary natężenia, prędkości, gęstości, liczby zatrzymań

c) analizy i interpretacje

- metody statystyczne

- elektroniczne maszyny cyfrowe (EMC)

- metody stochastyczne

2. Organizacja i zarządzanie ruchem

a) Zarządzenia i przepisy dotyczące pojazdów, kierowców, prędkości, parkowania,

wyprzedzania, itp.

b) Urządzenia

- znaki pionowe i poziome

- sygnalizacja

- kanalizacja

c) Zabezpieczanie ruchu.

- 10-15% skoordynowanych skrzyżowań

- ograniczenie skrętu w lewo

3. Planowanie systemów komunikacyjnych.

a) Inwentaryzacja (ocena stanu, ruch + sieć drogowa)

b) Prognoza ruchu (przewidywany ruch na sieci, wzrost motoryzacji)

c) Planowanie systemu sieci drogowej

d) Analiza systemu (ocena rozwiązań)

4. Projektowanie geometryczne dróg i ulic.

a) Kryteria projektowania,

b) Charakterystyka drogi,

c) Analiza ekonomiczna.

5. Urządzenia postojowe.

6.Prawodawstwo i administracja.

8. Co to jest przebieg prędkości?

Przebieg prędkości v(t) wykres zmian prędkości pojazdu w kolejnych chwilach czasu przejazdu przez dany odcinek drogi.

9. Co to jest profil prędkości?

Profil prędkości v(x) wykres zmian prędkości pojazdu wzdłuż odcinka drogi, po którym porusza się pojazd.

10. Prędkość podróży

Prędkość podróży v_t średnia z przebiegu prędkości. Efektywna prędkość pojazdu na danym odcinku.

,gdzie t_c - całkowity czas jazdy z wliczonym czasem zatrzymań

11. Prędkość odcinkowa

Prędkość odcinkowa v_x średnia z profilu prędkości (liczona na drodze). Średnia prędkość z jaką pojazd przejechał dany odcinek drogi z pominięciem czasu zatrzymań.

,gdzie t_j - czas jazdy z odliczeniem czasów zatrzymań

12. Podaj związek prędkości odcinkowej i prędkości podróży

gdzie:

wartość średnia prędkości odcinkowej

wartość średnia prędkości podróży

wartość średnia wariancji prędkości podróży

13. Która z prędkości, podróży czy odcinkowa jest większa? Kiedy będą równe?

Ponieważ występuje zależność:

prędkość odcinkowa jest większa, oprócz sytuacji, gdy pojazd porusza się ze stałą prędkością. Wtedy wariancja prędkości podróży
= 0, a
=
.

14. Jakie znasz rodzaje obserwacji ruchu drogowego?

• Obserwacja lokalna obserwator stoi w miejscu, rejestruje pojazdy przekraczające przekrój jezdni

• Obserwacja chwilowa obserwator wykonuje zdjęcie pokazujące stan ruchu w danej chwili

• Obserwacja ruchoma obserwator przemieszcza się w czasie i przestrzeni

• Obserwacja quazilokalna dwa pomiary wykonywane obok siebie

• Obserwacja quazichwilowa dwa zdjęcia jedno po drugim lub zapis na kamerze

15. Co to jest parametr ruchu drogowego, a co estymator?

Parametr jest to wielkość charakterystyczna dla procesu ruchu, na ogół będąca wartością zmienną (np. V(x), V(t), λ(t), pozim hałasu, liczba wypadków), których zbiór tworzy próbę.

Estymator zaś to parametr obliczony z próby w celu scharakteryzowania populacji wyników, będący konkretną wartością, stosowany do prezentacji wyników lub tworzenia modelu systemu transportowego czy wnioskowania statystycznego. Estymatory to miedzy innymi: moda, mediana, wartość oczekiwana, średnia, wariancja czy odchylenie standardowe czyli momenty 1⁰ i 2⁰

(np.
, E(Q), E(M(x­­_i,t_o,t₁)))

16. Wymień parametry opisujące wielkość strumienia w obserwacji chwilowej i lokalnej

Parametry opisujące wielkość strumienia w obserwacji lokalnej:

• odstępy czasu między pojazdami: Δt

• strumień jednostkowy pojazdów: Φ_xi(t)

• liczba pojazdów: M(x_i , t_o , t₁)

• natężenie strumienia ruchu:

• intensywność strumienia ruchu:

Parametrami opisującym wielkość strumienia w obserwacji chwilowej są

• odstępy drogi między pojazdami: Δx

• strumień jednostkowy pojazdów: Ψ_xi(t)

• liczba pojazdów: N(t_i , x_o , x₁)

• gęstość strumienia ruchu:

• koncentracja strumienia ruchu:

17. Wymień estymatory opisujące wielkość strumienia w obserwacji chwilowej i lokalnej

w obserwacji lokalnej

E( Φ_xi(t) )

E( M(x_i , t_o , t₁) )

E( Q )

w obserwacji chwilowej

E( Ψ_xi(t) )

E( N(t_i , x_o , x₁) )

E( Η )

Gdzie: E() wartość oczekiwana

18. Podaj związek i warunek jego obowiązywania między parametrami opisującymi wielkość strumienia, a ich estymatorami

Aby związki obowiązywały muszą być stacjonarne (jednorodne dla obserwcji chwilowych) czyli momenty 1⁰ i 2⁰ muszą być niezależne od czasu.

λ(t) = λ = const.

E( Φ_xi(t) ) = λ Δt

E( M(x_i , t_o , t₁) ) = λ t

E( Q ) = λ

k(x) = k = const.

E( Ψ_xi(t) ) = Η Δt

E( N(t_i , x_o , x₁) ) = Η t

E( K ) = Η

Stacjonarność strumienia w czasie stwierdzić można na podstawie:

- testów stochastycznych (test Wilcoxona).

- testów niezależności - jeśli wybrana cecha strumienia (np. odstępy między pojazdami) jest niezależna, tzn., że nie zależy od czasu, a więc strumień jest stacjonarny

- obserwacji funkcji strumienia od czasu Φ_xi(t) (lub Ψ_ti(x)) - strumień stacjonarny można aproksymować linią prostą.

19. Wymień parametry opisujące przemieszczanie się pojazdów w obserwacji lokalnej i chwilowej.

• Obserwacja lokalna

g_l(v) funkcja gęstości prawdopodobieństwa rozkładu prędkości

G_l(v) dystrybuanta rozkładu prędkości

wartość oczekiwana prędkości strumienia

średnia wartość prędkości (estymator)

• Obserwacja chwilowa

g_m(v) funkcja gęstości prawdopodobieństwa rozkładu prędkości

G_m(v) dystrybuanta rozkładu prędkości

wartość oczekiwana prędkości

średnia wartość prędkości (estymator)

20. Wymień związek pomiędzy wartościami oczekiwanymi (lub średnimi) prędkości pojazdów w obserwacjach chwilowych i lokalnych.

gdzie:

E_l(v) - wartość oczekiwana prędkości w obserwacji lokalnej

E_m(v) - wartość oczekiwana prędkości w obserwacji chwilowej

- wariancja wartości oczekiwanej predkości w obserwacji chwilowej

21. Które z wartości oczekiwanych prędkości strumienia pojazdów w obserwacjach chwilowych czy lokalnych jest większa? Kiedy będą równe?

Zgodnie ze wzorem

większa jest wartość oczekiwana prędkości w obserwacji lokalnej (o ile
nie może być ujemne !nie o ile tylko nie może być ujemne bo coś do ² zawsze jest dodatnie!).

22. Podaj podstawowe równanie ruchu drogowego

λ = κE_m(v)

gdzie:

λ - intensywność strumienia ruchu

κ - koncentracja strumienia ruchu

E_m(v) - wartość oczekiwana prędkości w obserwacji chwilowej

23. Podaj związek pomiędzy intensywnością i koncentracją strumienia pojazdów

Związek między intensywnością i koncentracją strumienia pojazdów ujmuje fundamentalne równanie ruchu drogowego:

λ = κE_m(v)

gdzie:

λ - intensywność strumienia ruchu

κ - koncentracja strumienia ruchu

E_m(v) - wartość oczekiwana prędkości w obserwacji chwilowej

24. Co to jest i po co wprowadzono współczynniki przeliczeniowe pojazdów rzeczywistych i umownych?

Współczynniki przeliczeniowe wyrażają zróżnicowane własności techniczno-ruchowe różnych rodzajów pojazdów, w stosunku do samochodu osobowego, przyjętego za umowny pojazd porównawczy. Umożliwiają przeliczenie natężenie ruchu wyrażonego w pojazdach rzeczywistych(P) na natężenie w pojazdach umownych(E). Współczynniki te wprowadzone zostały, aby ujednolicić strukturę strumienia pojazdów, co umożliwia policzenie takich wielkości jak przepustowość. Zależą od cech strumienia cech zachowania pojazdów i ich parametrów (zajmowany obszar, przyspieszenie, liczba pasażerów, dynamika)

25. Narysuj i zinterpretuj statyczną charakterystykę strumienia pojazdów

Wraz ze wzrostem koncentracji ruchu κ maleje jego prędkość v. Koncentracja zmienia się w granicach od 0 (kiedy intensywność λ jest równa 0 i ruch nie występuje) do pewnej maksymalnej wartości κ_max (odpowiadającej sytuacji, gdy samochody stoją w korku, a prędkość jest równa 0). Pomiędzy tymi granicami znajduje się koncentracja optymalna κ_opt przy której występuje maksymalna intensywność strumienia λ_max, równa przepustowości drogi. Sytuacja ta zachodzi przy pewnej optymalnej prędkości v_opt. Przy większej koncentracji strumienia ruch jest wymuszony i odbywa się z mniejszą prędkością.

Warunki brzegowe:

ၬ=0 dla ၫ=0

ၬ=0 dla ၫ= ၫmax

v=v_c dla ၫ=0

v=0 dla ၫ= ၫmax

lim_x→0(dv/dၫ)=0 lub lim_x→0(dλ/dၫ)=V

26. Podaj równanie stanu i narysuj funkcję λ=f[E_m(v)], λ=f(k), E_m(v)=f(k).

λ = κE_m(v) równanie stanu

gdzie:

λ - intensywność strumienia ruchu

κ - koncentracja strumienia ruchu

E_m(v) - wartość oczekiwana prędkości w obserwacji chwilowej

λ=f[E_m(v)]

27. Wyjaśnij pojęcie przepustowości

Przepustowość C
teoretycznie określona największa liczba pojazdów jaka w określonych warunkach geometrycznych i ruchowych, dogodnych warunkach atmosferycznych i zapewnieniu bezpieczeństwa ruchu, może przejechać przez określony przekrój jezdni.

28. Wymień czynniki drogowe i ruchowe wpływające na przepustowość odcinków dróg zamiejskich

• Czynniki drogowe

- szerokość jezdni

- liczba i szerokość pasów ruchu

- szerokość chodnika, poboczy i pasa zieleni

- przeszkody boczne i ich oddalenie od pasa jezdni

- rozwiązanie przestrzenne

- dodatkowe pasy ruchu

- przebieg drogi w planie i w profilu (klasa techniczna drogi, prędkość projektowa, promienie łuków poziomych)

- widoczność na wyprzedzanie

• Czynniki ruchowe

- struktura kierunkowa ruchu (obciążenie ruchem poszczególnych pasów)

- struktura rodzajowa ruchu (zwłaszcza udział ruchu ciężkiego)

- prędkość ruchu, zatrzymania, utrudnienia

- wahania ruchu (nierównośći)

- parkowanie (dowolne lub zakaz)

- organizacja ruchu na jezdni (oznakowanie itp.)

- obecność komunikacji zbiorowej (przystanki, ich rodzaje i usytuowanie)

- kolizje z ruchem pieszym

- organizacja świetlna

• Umiejętności i nawyki kierowców

• Wielkość miasta i lokalizacja w mieśc

29. Podaj metodę teoretycznego, „modelowego” wyznaczania przepustowości pasa ruchu.

Początkowo przepustowość dróg próbowano obliczać teoretycznie wychodząc z min.odstepu między kolejnymi pojazdami.Odstęp ten obliczany z warunków bezpieczeństwa ruchu,z zalieżności:

l_b= ((1/a₂-1/a₁)v­_poj²/2)+t_r*v_poj+l₀;

l_b-bezpieczny odstęp;

a_1,a₂-opóźnienie pojzadu pierwszego,drugiego przy hamowaniu awaryjnym;

t_r-czas reakcji drugiego kierowcy;

l₀-dł.1-szego poj.

Teoret.przep.jednego pasa ruchu:

C_t=3600v_poj/l_b;funkcja ta osiąga max.przy takiej wartości v,dla której przjedzie najwięcej aut.

30. Co to jest poziom swobody ruchu?

Poziom swobody ruchu - jakościowa miara warunków ruchu uwzględniająca odczucia kierowców i innych użytkowników dróg. W skali oznaczanej od A do F.

A - najlepsze warunki ruchu - ruch swobodny, małe natężenie, duża swoboda manewrowania

F - najgorsze warunki ruchu - ruch wymuszony, natężenie przekracza przepustowość przekroju, w skrajnym przypadku prędkość i natężenie spadają do 0.

31. Wymień parametry wykorzystywane do wyznaczania poziomów swobody ruchu

-gęstośc ruchu[P/km/pas]

-średnia prędkość podróży[km/h]

-intensywnośc ruchu[P/h]

-procent czasu blokowania[%]

-prędkość ruchu swobodnego [km/h]

-wykorzystanie przepustowości

Dla HCM 85

- procent czasu blokowania[%]

- średnia prędkość podróży[km/h]

- krytyczne natężenie ruchu [P/h]

32. Podaj zasadę wyznaczania przepustowości odcinków międzywęzłowych

Odcinek międzywęzłowy odcinek autostrady, na którym odbywa się w sposób niezakłócony włączaniem się do ruchu, wyłączaniem się z ruchu lub przeplataniem.

gdzie:

współczynnik uwzględniający poziom swobody ruchu zależny od prędkości projektowej pożądanego poziomu swobody ruchu; f_q =0,33
1

f_p wpływ szerokości pasa i odległości przeszkód bocznych; f_p=1
0,49

f_CA współczynnik uwzględniający obecność samochodów ciężarowych i autobusów

%_C­ procentowy udział pojazdów ciężarowych w strumieniu ruchu

E_C = 2
12 współczynnik przeliczeniowy dla pojazdów ciężarowych

%_A procentowy udział autobusów w strumieniu ruchu

E_A = 1,6
6,5 współczynnik przeliczeniowy dla autobusów

f_zd współczynnik znajomości drogi; f_zd=1
0,75

dla wielu n pasów ruchu w HCM:

C_ov = 2000 ^poj/_h dla v_proj
100 km/h przepustowość wyjściowa

C_ov = 1900 ^poj/_h dla v_proj < 100 km/h przepustowość wyjściowa

n - liczba pasów w jednym kierunku

33. Podaj zasadę wyznaczania przepustowości skrzyżowań sterowych sygnalizacją.

Przepustowość wlotów skrzyżowania sterowalnego C nazywamy liczbę pojazdów, które w pewnym przedziale czasu mogą przejechać przez to skrzyżowanie, jest ona zależna od czasów otwarcia wlotu i od max intensywności ruchu, z jaką pojazdy mijają linię stop w czasie emisji sygnału zielonego.

gdzie:

S intensywność nasycenia - taka intensywność pojazdów określona na linii STOP, która byłaby osiągnięta, gdyby na wlocie cały czas była kolejka pojazdów, a długość sygnału zielonego byłaby równa długości cyklu
hz - godzina sygnału zielonego

S = S₀ f₁ f₂ S₀ = 525 w w = (5,2m;15,5m)

g = t_ziel + a - l efektywność sygnału zielonego

t_ziel­ - sygnał zielony

a - sygnał żółty

l - czas tracony w fazie

c ilość cykli

---