Instrukcja_pir_SBS3-2007

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z obowiązującą w Polsce metodą obliczania

przepustowości  skrzyżowań  bez  sygnalizacji  świetlnej.  Metoda  ta  została  opracowana  w
Politechnice  Krakowskiej  na  zlecenie  GDDKiA  i  weszła  w  życie  w  roku  2004.  Umożliwia
ona  wyznaczenie  przepustowości  i  ocenę  warunków  ruchu  na  podporządkowanych  wlotach
skrzyżowań  bez  sygnalizacji,  działających  na  zasadzie  podporządkowania  ruchu  znakami:
„Ustąp pierwszeństwa przejazdu” lub „Stop”.

2.

WSTĘP TEORETYCZNY

2.1.

Wyznaczanie przepustowości rzeczywistej pasa ruchu - C

Przepustowość pasa ruchu (C

) – natężenie potoku pojazdów wjeżdżających na

skrzyżowanie przy pełnym nasyceniu pasa ruchem i wykorzystaniu wszystkich możliwych do
zaakceptowania odstępów czasu w potoku nadrzędnym przez pojazdy relacji korzystających z
danego j-tego pasa.

Przepustowość rzeczywista pasów wydzielonych:
Jeżeli z pasa ruchu na wlocie korzystają pojazdy tylko jednej relacji, przepustowość takiego
pasa równa jest przepustowości relacji:

Przepustowość rzeczywista pasów wspólnych:
W przypadku, gdy z j-tego pasa ruchu korzystają pojazdy dwóch lub trzech relacji, to jego
przepustowość oblicza się ze wzoru:

∑

100

[P/h]

gdzie:
m

- procentowe udziały natężenia r-tej relacji w natężeniu na j-tym pasie [%],
(relacje: L – lewo, W – wprost, P – prawo),

- przepustowość r-tej relacji korzystającej z j-tego pasa ruchu.

2.2.

Wyznaczanie przepustowości rzeczywistej wlotu - C

Przepustowość rzeczywista wlotu (C

) – wielkość potoku pojazdów wjeżdżających z

danego wlotu wl na skrzyżowanie określona w sytuacji, gdy przynajmniej na jednym z pasów
tego wlotu natężenie ruchu osiągnęło wartość równą przepustowości pasa, czyli na danym
pasie wystąpił stan pełnego nasycenia ruchem.

Przepustowość rzeczywista wlotu jednopasowego:
Gdy na wlocie występuje tylko jeden pas ruchu, to przepustowość tego wlotu jest równa
przepustowości tego pasa:

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

Przepustowość rzeczywista wlotu wielopasowego:
Jeżeli na wlocie występują dwa lub trzy pasy ruchu o przepustowościach C

, a z

poszczególnych pasów korzysta m

[%] potoku na wlocie, to wówczas przepustowość

rzeczywista wlotu równa jest:

















⋅

100

min

gdzie:
C

- przepustowość j-tego pasa ruchu na wlocie,

- procentowy udział natężenia j-tego pasa w natężeniu wlotu [%].

Dla każdego j-tego pasa na wlocie wyznacza się wyrażenie:

⋅

100

, a następnie jako

przepustowość wlotu C

przyjmuje się najmniejszą wartość z tych wyrażeń.

Tak obliczona przepustowość odpowiada sytuacji, gdy w miarę wzrostu ruchu na wlocie na
jednym z jego pasów wystąpi stan nasycenia ruchem. Pas ten nazywamy krytycznym.

2.3. Metodologia oceny warunków ruchu

Sposób określania warunków ruchu opiera się na następujących założeniach:

ocena warunków ruchu obejmuje wszystkie pasy podporządkowane skrzyżowania bez

sygnalizacji świetlnej,

klasyfikacja warunków ruchu bazuje na koncepcji poziomów swobody ruchu (PSR),

przyjęto 4 poziomy swobody ruchu,

podstawową miarą zastosowaną w celu klasyfikacji warunków ruchu są średnie straty

czasu przypadające na pojazd,

rednie straty czasu pojazdów na j-tym pasie ruchu wyznaczone są na podstawie

przepustowości pasa i stopnia jej wykorzystania,

straty czasu pojazdów na wlocie lub skrzyżowaniu są wyliczane jako średnie ważone ze

strat czasu pojazdów na poszczególnych pasach ruchu lub wlotach, przy czym wagami są
natężenia ruchu na pasach lub wlotach,

poziomom  swobody  ruchu  można  przypisać  natężenie  krytyczne  będące  progowymi
wartościami  umożliwiającymi  ocenę  warunków  ruchu  na  podstawie  natężeń  ruchu.
natężenia  ruchu  mniejsze  od  natężenia  krytycznego  dla  danego  poziomu  swobody  ruchu
gwarantują występowanie warunków odpowiadających temu poziomowi lub poziomowi o
niższym numerze,

natężenia  krytyczne  oblicza  się  na  podstawie  przepustowości  i  wyznaczonej  krytycznej
wartości  rezerwy  przepustowości  dla  każdego  poziomu  swobody  ruchu.  Krytyczne
wartości  rezerwy  przepustowości  odpowiadają  granicznym  wartościom  średnich  start
czasu dla poszczególnych poziomów swobody ruchu

2.4. Wyznaczenie strat czasu

Strata czasu – dodatkowy czas potrzebny na przejechanie skrzyżowania – w stosunku do
czasu przejazdu przez skrzyżowanie bez zakłóceń – związany z opóźnianiem przy dojeździe
do kolejki oraz oczekiwaniem pojazdu w kolejce.

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

Średnie straty czasu przypadające na pojazd (d

) – straty czasu, jakie przeciętnie ponosi

każdy z pojazdów wjeżdżających na skrzyżowanie z danego pasa w okresie analizy (z
uwzględnieniem pojazdów, które przejeżdżają bez zatrzymania). Straty te mogą być także
obliczane dla poszczególnych wlotów (d

) oraz dla całego skrzyżowania (d

Straty czasu na pasie ruchu - d

Procedura szacowania strat czasu wymaga wcześniejszego wyznaczenia wartości
przepustowości j-tego pasa C

oraz stopni wykorzystania przepustowości (stopni obciążenia)

dla poszczególnych pasów według zależności:

[-]

gdzie:
Q

- natężenie ruchu na j-tym pasie [P/h],

- przepustowość j-tego pasa ruchu [P/h].

Wartość średniej straty czasu d

na pasie ruchu w zależności od stopnia wykorzystania

przepustowości j-tego pasa ruchu -

dla różnych jego przepustowości C

można odczytać z

odpowiednich wykresów.

Straty czasu na wlocie - d

Znajomość wartości średnich strat czasu dla wszystkich pasów ruchu na wlocie umożliwia
obliczenie średnich strat czasu d

dla całego wlotu. Jest ona obliczana jako średnia ważona

wyznaczonych strat czasu dla pasów ruchu według wzoru:

]

[s/P

∑

⋅

Straty czasu na skrzyżowaniu - d

Jednym z kryteriów wyboru typu skrzyżowania, organizacji ruchu i sposobu sterowania na
skrzyżowaniu jest średnia strata czasu dla całego skrzyżowania d

. Oblicza się ją ze wzoru:

]

[s/P

∑

⋅

gdzie:
Q

- natężenie ruchu na wlocie skrzyżowania [P/h].

Przy interpretacji wyników obliczeń strat czasu należy uwzględnić założenie, że pojazdy
relacji rzędu 1 (relacje AW, AP, BW oraz BP) mogą nie ponosić strat czasu (w sytuacji, gdy
relacje skrętu w lewo z drogi z pierwszeństwem przejazdu korzystają z wydzielonych pasów).

2.5. Klasyfikacja warunków ruchu

Do celów projektowania skrzyżowań nowych oraz oceny warunków ruchu na

skrzyżowaniach istniejących stany warunków ruchu są określane przez tzw. poziomy
swobody ruchu (PSR), będące jakościową charakterystyką warunków ruchu, uwzględniającą
odczucia i oceny reprezentacji populacji kierowców. Odpowiadają one pośrednim warunkom
między ruchem o nieznacznych zakłóceniach przejazdu pojazdów przez skrzyżowanie i
ruchem na granicy nasycenia, kiedy natężenie ruchu równe jest przepustowości.

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

Podstawowym kryterium oceny jakości ruchu na skrzyżowaniach bez sygnalizacji

wietlnej jest średnia strata czasu d przypadająca na pojazd [s/P]. Cały zakres zmienności

warunków ruchu podzielony został na cztery stany, a poszczególnym stanom warunków
ruchu przypisane są średnie straty czasu pojazdów zestawione w tablicy:

Tablica. Graniczne wartości średnich strat czasu dla poszczególnych PSR:

PSR

Warunki ruchu

Średnia strata czasu d [s/P]

bardzo dobre

≤

15,0

dobre

15,1

30,0

III

przeciętne

30,1

50,0

niekorzystne

> 50,0

Zaleca się tak projektować skrzyżowania, aby warunki ruchu na wlotach, przy

prognozowanych natężeniach ruchu, nie były gorsze niż odpowiadające

II i III PSR, a

wyjątkowo

IV PSR, lecz z dodatkowymi ograniczeniami, w zależności od klasy krzyżujących

się dróg i lokalizacji skrzyżowania. Przy dopuszczeniu IV PSR średnie straty czasu nie
powinny przekraczać 75 s/P, a rezerwa przepustowości nie powinna być mniejsza niż 30 P/h.

Określenie poziomu swobody ruchu PSR j-tego pasa ruchu polega na obliczeniu

redniej straty czasu przypadającej na pojazd d

na tym pasie oraz porównaniu jej z

wartościami granicznymi zamieszczonymi w tablicy.

Analogicznie wyznacza się PSR dla poszczególnych wlotów skrzyżowania

(wyznaczenie d

oraz porównanie z wartościami granicznymi). PSR ustalony dla wlotu

należy traktować jako przybliżony z uwagi na sposób obliczenia strat czasu. Nie wyznacza się
poziomu swobody ruchu dla całego skrzyżowania.

2.7. Wyznaczenie miarodajnej długości kolejki -K

Dodatkowym parametrem przydatnym w ocenie warunków ruchu, a przede wszystkim
użytecznym przy wymiarowaniu długości strefy akumulacji dodatkowych pasów dla relacji
skrętnych jest miarodajna długość kolejki K

na pasie ruchu.

Miarodajna długość kolejki (K

) – długość kolejki wyrażona liczbą pojazdów,

której z prawdopodobieństwem 0.95 nie przekraczają kolejki pojazdów powstającej na
danym pasie ruchu w przyjętym okresie analizy.

Wartość miarodajnej długości kolejki K

na pasie ruchu w zależności od stopnia

wykorzystania przepustowości j-tego pasa ruchu -

dla różnych jego przepustowości C

można odczytać z odpowiednich wykresów.

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Studenci wykonują ćwiczenie w następującej kolejności:

Wyznaczenie przepustowości pasów ruchu.

Wyznaczenie przepustowości wlotów skrzyżowania.

Odczytanie z wykresów średnich strat czasu d

na pasie ruchu.

Wyznaczenie średnich strat czasu na poszczególnych wlotach skrzyżowania.

Wyznaczenie średnich strat czasu dla całego skrzyżowania.

Określenie poziomów swobody ruchu (PSR) dla poszczególnych pasów i wlotów
skrzyżowania.

Odczytanie z wykresów wartości miarodajnej długości kolejki K

dla poszczególnych

pasów ruchu.