Abstrakt: Malé okružné križovatky vybudované v extraviláne môžu plniť svoju funkciu len za určitých podmienok. Pri nerovnomernom zaťažení jednotlivých vstupov dochádza k jej postupnému zlyhávaniu a aj v dôsledku zvyšujúcej sa intenzity. Na zmenu organizácie dopravy je možné využiť v Slovenských podmienkach technické predpisy 102 v spolupráci s dopravno-plánovacím softvérom. Pri prekročení kapacity na malej okružnej križovatke je vhodné sa zaoberať jej zmenou na iný typ križovatky. Najčastejšie sa využíva možnosť prestavby na svetelne riadenú križovatku, ktorá má vyššiu kapacitu oproti malej okružnej križovatke. Týmto spôsobom je možné zabezpečiť vyššiu plynulosť dopravy nielen na križovatke ale aj na nadväzujúcich okolitých komunikáciách.
Kľúčové slová: okružná križovatka, svetelne riadená križovatka, dopravný prieskum, simulácia, čas zdržania
JEL: L910
The change of small roundabout to traffic signal controlled junction between the city of Hlohovec and Leopoldov, using transport planning software
Abstract: Small roundabouts built in extravilan can meet their function only within specific conditions. When each entrance starts to be overloaded due to the increasing intensity, it results to gradually failure of junction. To change transport organisation it is possible to use Technical Conditions TC 102 in cooperation with transport planning software. It is necessary to be also interested in changing a small roundabout to different type of junction, when capacity is overloaded. The most common solution is rebuild a roundabout to traffic signal controlled junction, which has higher capacity. In this case, it is possible to ensure better fluency of traffic on a junction as well as on lateral surrounding communication.
Keywords: roundabout, traffic- light junction, traffic survey, simulation, delay time
1 Úvod
Okružné križovatky v porovnaní s klasickými neriadenými križovatkami zabezpečujú vyššiu bezpečnosť cestnej premávky a kapacitu. Dôvodom sú nízke rýchlosti vozidiel pri prejazde križovatkou (20 km/h – 40km/h), eliminovanie ľavých odbočení a priameho prejazdu ( len pravé odbočenia) a zníženie počtu kolíznych bodov. Malé okružné križovatky nie je vhodné budovať na cestách, kde dopravné zaťaženie na niektorých vstupoch je výrazne vyššie ako na iných. Toto vyššie zaťaženie v jednom smere môže spôsobovať rozsiahle dopravné kongescie na iných smeroch resp. vstupoch, z dôvodu vzniku príliš malej medzery na bezpečné zaradenie sa vozidla na okruh malej okružnej križovatky.
Riešená križovatka je štvorramenná malá okružná križovatka. Nachádza sa medzi mestami Leopoldov a Hlohovec. Križuje sa tu cesta II. triedy s Priemyselnou ulicou. Vstup č. 3 a vstup č. 4 majú pripájací pruh na priebežný jazdný pruh na výjazde. Na vstupe č. 2 je prítomný priechod pre chodcov. Medzi vstupmi 3-4 a 4-1 sa nachádzajú spojovacie vetvy. V bezprostrednom okolí križovatky sa vyskytujú rôzne záujmové body.
Zdroj: Vlastné spracovanie [3]
Obr. 1. Pohľad na riešenú okružnú križovatku s vyznačenými vstupmi
Vstup č. 1 tvorí cesta II/513, ktorá už svojim významom naznačuje veľké množstvo automobilovej dopravy pretože tu prichádzajú vozidlá z Leopoldova, Trnavy, Serede a je tam prítomné aj veľmi dôležité napojenie na diaľnicu D1.
Vstup č. 2 vyúsťuje z mestskej časti Šulekovo, konkrétne z priemyselnej časti, kde leží niekoľko výrobných firiem ako je Faurecia Interior Systems, Peter Wetter Slovakia, Coavis Slovakia, Plastic Omnium a obecný zberný dvor pre mesto Hlohovec a miestnu časť Šulekovo, ako aj pre iných obyvateľov okolitých miest.
Vstup č. 3 vychádza z mesta Hlohovec, do ktorého sa vchádza po moste ponad rieku Váh. Za mostom je ďalšia okružná križovatka, ktorá umožňuje zmeniť smer vľavo do Piešťan po ceste II/507 alebo napojenie na II/514 do Topoľčian.
Na vstupe č. 4 sa rozprestiera hypermarket Tesco a obchodné centrum Váh, ktoré navštevuje veľké množstvo obyvateľov z okolitých miest a obcí či už je to za prácou alebo za účelom nakupovania.
2 Dopravný prieskum riešenej okružnej križovatky
Prieskum riešenej okružnej križovatky bol uskutočnený v stredu 13. 9. 2017 a trval nepretržitých 12 hodín. Začiatok bol v skorých ranných hodinách od 06:00 a trval do popoludňajších 18:00 hod. Počasie v priebehu prieskumu bolo slnečné, no ku koncu sa podmienky zhoršili kedy vystúpila oblačnosť a začal fúkať vietor. Zaznamenávané dopravné prostriedky boli rozdelené podľa druhu na:
- OA – osobný automobil,
- NA – nákladná automobil,
- TNA – ťažký nákladný automobil,
- M – motocykel,
- C – cyklista. [1]
V priebehu smerového dopravného prieskumu bola špičková štvrťhodina zaznamenaná v čase od 7:30 do 7:45 v počte 588 skutočných vozidiel, čo je v prepočte 647,5 jednotkových vozidiel. Špičková hodina bola v čase od 6:45 do 7:45 s počtom 2084 skutočných vozidiel a to je 2304 jednotkových vozidiel.
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 2. Kartogram zaťaženia križovatky pre špičkovú hodinu
Kartogram zaťaženia sa nachádza na obrázku č. 2, na ktorom je viditeľné, že najviac zaťaženým vstupom v priebehu špičkovej hodiny je vstup č. 3 s počtom vozidiel 1 126. Najmenej zaťažený vstup počas špičkovej hodiny bol vstup č. 4 so 44 vozidlami. Celková intenzita dopravy počas 12-hodinového dopravného prieskumu bola 19 717 skutočných vozidiel, čo predstavuje 22 457,5 jednotkových vozidiel. Skladbu dopravného prúdu je možné vidieť na nasledujúcom obrázku.
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 3. Kruhový diagram zloženia dopravného prúdu
3 Mikrosimulácia križovatiek na dopravnej sieti
Na simuláciu križovatiek bolo použité programové vybavenie TSS-Aimsun. Dopravná sieť je vytvorená pomocou vhodného mapového podkladu v príslušnej mierke. Pre každú situáciu bolo vykonaných 10 simulácií z ktorých bol následne zostavený priemer a zaznamenané dopravné charakteristiky. Pre správne nastavenie modelu bol urobený kapacitný prepočet malej okružnej križovatky a nastavené požadované rýchlosti podľa skutočnosti. Na nasledujúcom obrázku sa nachádza záznam simulácie súčasnej situácie dopravy rannej dopravnej špičky. [4]
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 4. Malá okružná križovatka v programe TSS-Aimsun
Ako je možné vidieť na obr. 4 dochádza pri simulácií k vytvoreniu dopravných kongescií a to hlavne z mesta Hlohovec a Leopoldov. Táto cesta spája tieto mestá s diaľnicou D1. Tieto kongescie sa vyskytujú počas pracovných dní v rannej ale aj poobedňajšej časti dňa. Kapacitný prepočet malej okružnej križovatky podľa TP 102 ukázal prekročenie kapacity na vstupoch do križovatky. Z tohto dôvodu bol vytvorený návrh svetelne riadenej križovatky a jej následný kapacitný výpočet. Svetelne riadená križovatka môže byť doplnená aj o preferenciu hromadnej dopravy, čím sa môže skrátiť cestovný čas k zastávke autobusov. Táto zastávka sa nachádza pri obci Šulekovo. Pre zostrojenie signálneho plánu je potrebné urobiť dopravno-technický výpočet podľa TP 102. Dopravno-technický výpočet riadenia dopravy na križovatke so svetlenou signalizáciou by mal zahŕňať hlavne, stanovenie medzičasov, určenie dĺžky cyklu a dĺžok jednotlivých zelených signálov, preukázanie stupňa kvality jednotlivých skupín účastníkov dopravy a preukázanie kapacity križovatky [1]
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 5. Signálny plán svetelne riadenej križovatky
Na obr. 5 je možné vidieť zostrojený signálny plán pre trojtaktné riadenie svetelnej križovatky. Dĺžka cyklu je na úrovni 60 sekúnd. Najdlhšia fáza zelenej vychádza pre tretí takt a to v dĺžke 30 sekúnd. Tento takt bol vypočítaný pre cestu spájajúcu mestá Hlohovec a Leopoldov, pričom táto cesta bola zvolená za hlavú, vzhľadom na vysokú intenzitu dopravy. [1,6]
Prvý takt má dĺžku 9 sekúnd, pričom je možné odbočiť vpravo a doľava a ešte prejsť priamo križovatkou zo vstupov 2 a 4. Druhý takt bol iba pre ľavé odbočenie z hlavnej cesty a to na vstupoch 1 a 3. Na nasledujúcom obrázku je možné vidieť prejazd vozidiel križovatkou pri treťom takte.
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 6. Návrh svetelne riadenej križovatky
Medzi zaznamenávané parametre patrili hlavne čas zdržania, čas státia, počet zastavení, rýchlosť, intenzitu, hustotu a cestovný čas. Na obrázkoch 7 a 8 je možné vidieť priebeh jednotlivých zaznamenávaných parametrov. Súčasná situácia sa nachádza vždy vľavo a návrh svetelne riadenej križovatky je vpravo. [2]
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 7. Priebeh času zdržania v závislosti od času
Z obr. 7 je zrejmé, že čas zdržania dosahuje oveľa nižšie hodnoty pri svetelne riadenej križovatke ako pri súčasnej situácií. Dôvodom tejto pozitívnej zmeny je nevytváranie dopravných kongescií a väčšia plynulosť dopravy na križovatke. [6]
Zdroj: Vlastné spracovanie
Obr. 8. Priebeh času státia v závislosti od času
Priebeh časov státia s rozdelením na jednotlivé kategórie vozidiel je zobrazený v podobe grafu na obrázku č. 8. Ako je možné vidieť, čas státia je oveľa vyšší pri malej okružnej križovatke ako pri križovatke riadenej svetelnou signalizáciou. Tento fakt je spôsobený častým zastavovaním vozidiel v dopravnej kongescii.
Na základe výstupov simulácií bolo možné urobiť celkové porovnanie zaznamenávaných parametrov. V tabuľke 1 sa nachádza percentuálne vyjadrenie zvýšenia alebo zníženia hodnoty súčasného stavu okružnej križovatky oproti navrhovanej križovatky so SSZ.
Tab. 1. Porovnanie výsledkov simulácie OK a križovatky so SSZ
Zdroj: Vlastné spracovanie
Z tabuľky 1 je zjavné, že čas zdržania sa znížil z pôvodných 102,55 s/km na 28,23 s/km čo predstavuje zníženie o 72,47 %. Toto zníženie je možné hodnotiť veľmi prínosné pre užívateľov danej dopravnej siete. Dôležitým ukazovateľom je až zníženie cestovného času a to až cez 50%. So znížením cestovného času, času zdržania a ďalších ukazovateľov súvisí aj zníženie množstvo produkovaných emisií ako napr. CO2, NOX, PM, a ďalšie. [7,8]
Čas zdržania podľa TP 102 pri malej okružnej križovatke je v priemere na úrovni 33,69 s, avšak v simulácií dosahuje hodnotu až 102,55 s/km. Pri svetelne riadenej križovatke je podľa TP 102 čas zdržania na úrovni 21,03 s a v simulácii dosahuje hodnotu 28,23 s/km. Pri porovnaní technických predpisov s vykonanými simuláciami je možné konštatovať menší rozdiel pri svetelne riadenej križovatke ako pri malej okružnej križovatke. Kapacitný výpočet podľa TP 102 je vhodné porovnať so skutočnosťou, ktorá je často odlišná. Vhodné je to ešte porovnať so simuláciou v dopravno-plánovacom softvéri, z dôvodu dosahovania rôznych výsledkov pri porovnaní s technickými predpismi. Pri zmene organizácie dopravy nestačí len dopravno-kapacitné posúdenie, ale danú križovatku alebo vybranú dopravnú sieť porovnať aj so simuláciou v dopravno-plánovacom softvéri.
3 Záver
Je zrejmé, že budovanie malých okružných križovatiek mimo intravilánu je komplikované a náročné. Intenzita dopravy na nich sa v priebehu pár rokov môže výrazne zmeniť a križovatka tak prestane plniť svoju funkciu. Zmenou organizácie dopravy z malej okružnej križovatky na svetelnú je možné docieliť aj pri vyššej intenzite dopravy lepšiu plynulosť dopravy a tým menším vytváraním dopravných kongescií. Z výstupov simulovanej situácie je možné konštatovať, že došlo k zníženiu piatich pozorovaných charakteristík. Najväčšie zníženie bolo zaznamenané pri čase státia a to až o 72,75 %. Zároveň sa nám podarilo zvýšiť aj rýchlosť dopravy a to z pôvodnej hodnoty 23,67 až na 45,07 km/h čo predstavuje nárast až o 90,41 %. Celkovo môžeme hodnotiť simuláciu zmeny organizácie dopravy za pozitívnu a vhodnú.
4 Literatúra
- TP 102 – Výpočet kapacít pozemných komunikácií
- TSS-TRANSPORT SIMULATION SYSTEMS: Aimsun 8 Adaptive Control Interfaces Manual
- https://sk.mapy.cz/zakladni?x=17.8079583&y=48.4321355&z=15&base=ophoto
- Černický Ľ., Kalašová A., Mikulski J.: Simulation software as a calculation tool for traffic capacity assessment, In: Communications: scientific letters of the University of Žilina. – ISSN 1335-4205. – Vol. 18, no. 2 (2016), pp. 99-103.
- Kupčuljaková, J: Possibilities of ensuring urban public transport priority, In: Archives of transport system telematics – ISSN 1899-8208 – Vol.5, 2012, s. 12-16
- Ondruš, J., Paľo, J.: The modelling of transportation and transport processes of the region of Žilina, In: Advances in transport systems telematics 2, Section V: Systems in road transport. – Katowice: Silesian University of Technology (2007) – ISBN 978-83-917156-6-6, s. 29-37
- Rievaj, V., Synák, F.: Does electric car produce emissions? In: SCIENTIFIC JOURNAL OF SILESIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY-SERIES TRANSPORT, – ISSN 0209-3324 – Vol 94, (2017), s. 187 – 197. DOI: 10.20858/sjsutst.2017.94.17
- Konečný, V., Petro, F., Berežný, R.: Calculation of emissions from transport services and their use for the internalisation of external costs in road transport, in: Perner´s contacts. – ISSN 1801-674X. – Vol. 11, December 2016, pp. 68-82
Contribution has been prepared on the basis of the grant:
VEGA no. 1/0436/18 – Externalities in road transport, an origin, causes and economic impacts of transport measures.
Príspevok bol pripravený za podpory grantu:
VEGA č. 1/0436/18 – Externality v cestnej doprave, vznik, príčiny a ekonomické dopady dopravných opatrení.
Autori:
Simona Kubíková 1, Ján Palúch 1, Mária Homolová 1
Tituly a pôsobisko autorov:
1Ing. Simona Kubíková, PhD., Žilinská univerzita, Žilina, 010 26, Univerzitná 8215/1, Slovensko, simona.kubikova@fpedas.uniza.sk
1Ing. Ján Palúch., Žilinská univerzita, Žilina, 010 26, Univerzitná 8215/1, Slovensko, jan.paluch@fpedas.uniza.sk
1Mária Homolová., Žilinská univerzita, Žilina, 010 26, Univerzitná 8215/1, Slovensko
VYTLAČIŤ