METODYKA PROWADZENIA BADAŃ

Kwestia sprawności wydzielonych pasów autobusowych w warunkach polskich jest ciągle otwartym tematem badań. Wynika to z faktu, że w Polsce są to ciągle rozwiązania nowe, stosowane w zaledwie kilku miastach. Chociaż korzyści możliwe do osiągnięcia w wyniku zastosowania pasów autobusowych są powszechnie znane, to w praktyce nie ma zbyt wielu rozwiązań, o których można powiedzieć, że stanowią modelowy przykład wydzielenia pasa autobusowego. Wynika to głównie z istniejących uwarunkowań, często także z braku odwagi oraz konsekwencji przy wdrażaniu tego typu rozwiązań.

Dotychczasowe badania skupiają się głównie na efektach o charakterze ogólnym, jak skrócenie średniego czasu przejazdu ciągu komunikacyjnego z pasem autobusowym i zazwyczaj mają charakter lokalny. Dlatego prowadzenie badań sprawności pasów autobusowych w powiązaniu z warunkami ruchu, prowadzące do uzyskania wniosków o znaczeniu ogólno-użytkowym wydaje się uzasadnione. Celem prowadzonych badań, jest między innymi określenie, jakie parametry funkcjonalne (w tym: średnie prędkości przejazdu i wielkości jego rozrzutu, średnie prędkości komunikacyjne) można uzyskać przy zastosowaniu pasów autobusowych, w określonych warunkach, przy działaniu poszczególnych czynników wpływających na ruch autobusów.

Efekty pasów autobusowych mogą dotyczyć zarówno krótkiego odcinka w obrębie skrzyżowania, mogą też dawać skumulowany efekt na całym ciągu komunikacyjnym. Dlatego zdecydowano się na przeprowadzenie badań dwustopniowych:

 badania w skali mezo – prowadzone w autobusach, z wykorzystaniem ręcznych odbiorników GPS, obejmujące badania czasu trwania poszczególnych procesów ruchu (przejazd odcinka, wymiana pasażerów, oczekiwanie na możliwość wjazdu oraz odjazdu z przystanku, zatrzymanie na skrzyżowaniu) na ciągach z pasami autobusowymi;

 badania w skali mikro – wykorzystujące połączenie różnych tradycyjnych technik pomiarowych w obrębie wybranych odcinków międzyprzystankowych, obejmujące szczegółowe badania czasu trwania poszczególnych procesów ruchu oraz uwzględniające wielkość, zmienność i strukturę natężeń ruchu oraz straty czasu pojazdów.

Obecnie wielu zarządców i operatorów komunikacji miejskiej wykorzystuje technikę GPS do pozycjonowania pojazdów oraz określania czasów trwania kursu. Automatyczne pomiary bazują na rejestracji śladu pojazdu, czasami dodatkowo obejmują momenty otwarcia i zamknięcia drzwi pojazdu. Zastosowanie ręcznych odbiorników GPS daje możliwość szczegółowego ujęcia procesów zachodzących podczas przejazdu – w tym rozdzielenia czasu postoju na czas wymiany pasażerów oraz czas oczekiwania na możliwość odjazdu, a także rejestracji innych zachowań, takich jak na przykład zjazd z pasa autobusowego. Pomiar w pełni zautomatyzowany nie pozwala na aż tak szczegółowy opis przejazdu autobusu.

Przyjęta technika prowadzenia pomiarów umożliwia powiązanie czasów trwania przejazdu poszczególnych fragmentów odcinka z warunkami ruchu na pasach autobusowych oraz w całym przekroju jezdni. Elementem innowacyjnym jest tutaj zwłaszcza pomiar czasu traconego w kolejce oraz czasu rozładowania kolejki na pasie autobusowym na wlocie skrzyżowania w powiązaniu z długością kolejki, wyrażoną przez liczbę pojazdów.

4. ZRÓŻNICOWANIE WARUNKÓW RUCHU AUTOBUSÓW NA PRZYKŁADZIE CIĄGU AL. 29-GO LISTOPADA – AL. TRZECH WIESZCZÓW W KRAKOWIE

W niniejszym referacie przedstawiono tylko część wyników badań własnych nad warunkami ruchu autobusów po wydzielonych pasach autobusowych. Skupiono się głównie na próbie określenia możliwości funkcjonalnych pasów w warunkach stosunkowo niewielkiego ich wykorzystywania przez pojazdy inne niż transportu zbiorowego. W pierwszej kolejności

przeprowadzono analizę prędkości przejazdu poszczególnych odcinków ciągu komunikacyjnego wzdłuż al. 29-go Listopada – al. Trzech Wieszczów w Krakowie. Następnie, ograniczono się do dwóch odcinków, na których w krótkich odstępach czasu obserwowane były najlepsze warunki, sprzyjające niezakłóconemu ruchowi autobusów.

4.1. Zakres obszarowy prowadzonych analiz

Ciąg komunikacyjny wzdłuż al. 29-go Listopada – al. Trzech Wieszczów – ul. Konopnickiej (rys. 1A) należy do najważniejszych elementów sieci komunikacji autobusowej w Krakowie. W godzinie szczytu korzysta z niego ponad 40 autobusów komunikacji miejskiej oraz ponad 60 innych pojazdów komunikacji zbiorowej. Jest to najdłuższy ciąg z pasami dla autobusów w mieście – 5,4 oraz 5,6 [km] (w zależności od kierunku), z czego suma długości odcinków z pasami autobusowymi to odpowiednio: 3,8 i 4,1 [km]. Są to pasy zlokalizowane po prawej stronie przekroju 2x3, zgodnie z prawem mogą z nich korzystać pojazdy komunikacji zbiorowej, taksówki, policja i straż miejska, a na wyznaczonych odcinkach – także wszystkie pojazdy skręcające w prawo na najbliższym skrzyżowaniu.

przystanek

odcinek od miejsca w którym dopuszczono ruch pojazdów skręcających w prawo do linii

zatrzymań – 85m odcinek tylko dla KZ i taxi - od przystanku do miejsca w którym na PA dopuszczono ruch pojazdów skręcających

w prawo– 115m

odcinek tylko dla KZ i taxi od linii zatrzymań do

przystanku – 140m odcinek tylko dla KZ i taxi - od przystanku do miejsca w którym na PA dopuszczono ruch pojazdów skręcających

w prawo– 345m odcinek od miejsca w którym

dopuszczono ruch pojazdów skręcających w prawo do linii

zatrzymań – 55m

odcinek tylko dla KZ i taxi od linii zatrzymań do

przystanku – 35m odcinek od linii zatrzymań

do zjazdu – 65m

Rys. 1A: Pasy autobusowe w ciągu al. 29-go Listopada i al. Trzech Wieszczów w Krakowie; 1B: pasy autobusowe w al. 29-go Listopada (w stronę Nowego Kleparza).

Badaniami szczegółowymi objęto dwa następujące po sobie odcinki w al. 29-go Listopada. Są to: odcinek „Opolska Estakada” – Uniwersytet Rolniczy” o długości 340 [m]

oraz odcinek „Uniwersytet Rolniczy” – „Biskupa Prandoty” o długości 500 [m] (rys. 1B).

Na pierwszym z odcinków jest zlokalizowane skrzyżowanie z sygnalizacją świetlną (z ul. Wileńską), nie ma natomiast żadnych zjazdów. Z kolei na drugim jest jedno skrzyżowanie trzy-wlotowe z sygnalizacją (z ul. Prandoty) oraz przesunięty względem niego zjazd w osiedle, działający na zasadzie „skrętu w prawo”. Funkcjonują także 3 zjazdy publiczne (także „skręty w prawo”), jednak obecnie, o bardzo małym znaczeniu. Na obu odcinkach nie ma żadnych innych znacznych utrudnień, takich jak parkowanie na chodniku.

Na skrzyżowaniach nie ma zapewnionego priorytetu dla autobusów, o tym czy autobus trafi na sygnał zielony decyduje jedynie zgłoszenie na przystanku zlokalizowanym na początku

A B

każdego z odcinków i w mniejszym stopniu czas postoju na tym przystanku. Ponieważ autobusy pojawiają się z różnych kierunków, równomierność zgłoszeń jest stosunkowo niska.

4.2. Zróżnicowanie prędkości przejazdu kolejnych odcinków międzyprzystankowych

Analizę porównawczą warunków ruchu autobusów na poszczególnych odcinkach międzyprzystankowych oparto na porównaniu prędkości przejazdu (stosunek czasu przejazdu odcinka międzyprzystankowego do jego długości). Czas przejazdu był liczony od momentu odjazdu z przystanku na początku każdego odcinka do momentu zatrzymania na przystanku oznaczającego jego zakończenie. Obliczona w ten sposób prędkość przejazdu jest de facto prędkością uśrednioną, uwzględniającą przyspieszanie przy odjeździe z przystanku oraz hamowanie przed kolejnym przystankiem. Prędkość przejazdu została skonfrontowana z prędkością komunikacyjną, uwzględniającą zatrzymania na przystankach (wymiana pasażerów, oczekiwanie na możliwość odjazdu).

Na rysunkach nr 2 i nr 3 przedstawiono średnie prędkości przejazdu poszczególnych odcinków w typowy dzień roboczy, w okresie szczytu porannego, obliczone na podstawie pomiarów wykonanych w autobusach z wykorzystaniem ręcznych odbiorników GPS [1].

23,8

OPOLSKA EST. - UNIW. ROLNICZY UNIW. ROLNICZY - BP. PRANDOTY BP. PRANDOTY - CMENTARZ CMENTARZ - NOWY KLEPARZ NOWY KLEPARZ - GROTTGERA GROTTGERA - PL. INWALIDÓW PL. INWALIDÓW - AGH AGH - CRACOVIA CRACOVIA - JUBILAT JUBILAT - KONOPNICKIEJ KONOPNICKIEJ - MOST GRUNW.

Prędkość [km/h]

średnia prędkość przejazdu odcinka średnia prędkość komunikacyjna

Rys. 2. Porównanie średnich prędkości przejazdu odcinków między-przystankowych na tle średniej prędkości komunikacyjnej na ciągu al. 29-go Listopada - al. Trzech Wieszczów – ul. Konopnickiej w Krakowie.

11,4

MOST GRUNW. - MOST GRUNW. I MOST GRUNW. I - KONOPNICKIEJ KONOPNICKIEJ - JUBILAT JUBILAT - CRACOVIA CRACOVIA - AGH AGH - PL. INWALIDÓW PL. INWALIDÓW - GROTTGERA GROTTGERA - NOWY KLEPARZ NOWY KLEPARZ - CMENTARZ CMENTARZ - BP. PRANDOTY BP. PRANDOTY - UNIW. ROLNICZY UNIW. ROLNICZY - OPOLSKA EST.

Prędkość [km/h]

średnia prędkość przejazdu odcinka średnia prędkość komunikacyjna

Rys. 3. Porównanie średnich prędkości przejazdu odcinków między-przystankowych na tle średniej prędkości komunikacyjnej na ciągu ul. Konopnickiej - al. Trzech Wieszczów – al. 29-go Listopada w Krakowie.

Na rysunkach 2 i 3 słupki bez kreskowania odpowiadają odcinkom, na których wydzielono typowe pasy autobusowe przykrawężnikowe (na całej ich długości lub na dominującej części), z których na wlotach skrzyżowań korzystają pojazdy skręcające w prawo. Z kolei kreskowaniem poziomym zaznaczono słupki odpowiadające odcinkom z niewielkim udziałem lub w ogóle bez pasa autobusowego. Natomiast kreskowaniem ukośnym oznaczono odcinki, na których pas autobusowy powinien w największym stopniu spełniać swoją funkcję, gdyż liczba dodatkowych pojazdów wjeżdżających na niego w celu wykonania skrętu w prawo jest znikoma – umownie przyjęto, że nie przekracza ona 50 [P/h].

W badaniach stwierdzono znaczne zróżnicowanie średnich prędkości przejazdu na poszczególnych odcinkach. Z kolei niezbyt wysokie prędkości przejazdu przyczyniły się do niskich wartości średniej prędkości komunikacyjnej na poziomie 17-18 [km/h]. Oznacza to, że albo potencjalne, spodziewane możliwości pasów autobusowych nie są należycie wykorzystywane, albo w warunkach miejskich nie da się osiągać lepszych efektów. Powstaje pytanie, jakie efekty można uzyskać dzięki wydzielonym pasom w warunkach miejskich?

Aby móc ocenić faktyczne możliwości pasów autobusowych, w dalszej części referatu przeanalizowano czasy przejazdu autobusów po odcinkach, na których nie ma istotnych skrętów w prawo, a więc występują stosunkowo niewielkie zakłócenia wynikające z ruchu pojazdów innych niż komunikacji zbiorowej.

4.3. Zróżnicowanie czasu przejazdu odcinków międzyprzystankowych, w warunkach niewielkich zakłóceń wynikających z ruchu innych pojazdów

Analizę możliwości funkcjonalnych pasów autobusowych skoncentrowano na odcinkach, na których teoretycznie najłatwiej jest zapewnić korzystne warunki przejazdu autobusów i na których nie ma dużej liczby pojazdów wykorzystujących pas do skrętu.

Pomiary były wykonywane w okresie szczytu porannego (6:30 – 9:30) i szczytu popołudniowego (14:30 – 17:30) w typowym dniu roboczym (listopad 2010r.). Objęły one rejestrację momentów: zatrzymań autobusów przed przystankami (spowodowanych brakiem możliwości zajęcia miejsca na przystanku), rozpoczęcia i zakończenia wymiany pasażerów, odjazdów z przystanków, a także momentów zatrzymania i ruszania z kolejki na wlotach skrzyżowań, oraz przecięcia linii zatrzymań. Pomiarem objęto wszystkie autobusy komunikacji miejskiej korzystające z badanych odcinków. Rejestrowano także długości kolejek, zaś uzupełnienie stanowiły standardowe pomiary natężeń ruchu pojazdów na poszczególnych pasach z podziałem na strukturę rodzajową. Przyjęta procedura badawcza umożliwiła pozyskanie szczegółowego obrazu ruchu autobusów poruszających się po analizowanych odcinkach, wraz z określeniem potencjalnych wpływów wybranych czynników zewnętrznych. W wyniku przeprowadzonych pomiarów, możliwe było wyznaczenie czasów przejazdu obu odcinków, z podziałem na czas przejazdu odcinka, czas tracony na przystanku, czas wymiany pasażerów, czas zatrzymania w kolejce, oraz czas rozładowania kolejki. Dodatkowo, czas przejazdu odcinka został podzielony na czasy przejazdu poszczególnych jego składowych oraz czas zatrzymania w kolejce i czas rozładowania kolejki. Z kolei na podstawie czasów przejazdu obliczono uśrednione wartości prędkości przejazdu (uwzględniające przyspieszanie i hamowanie w obrębie przystanków).

W tablicy 1 przedstawiono czasy przejazdu obu odcinków. Ze względu na liczebności prób pomiarowych, zrezygnowano z prezentacji wyników dla poszczególnych godzin analizy.

Uzyskane wyniki wskazują na bardzo duże zróżnicowanie czasu przejazdu. Świadczą o tym stosunkowo wysokie wartości odchyleń standardowych, a także szerokie przedziały ufności dla średniego czasu przejazdu. Oznacza to, że potencjał pasów autobusowych nie jest właściwie wykorzystywany. Podczas pomiarów nie zaobserwowano utrudnień przejazdu autobusów poza skrzyżowaniami, dlatego w dalszej analizie skupiono się na określeniu wpływu warunków ruchu na wlotach skrzyżowań na czas przejazdu odcinków.

Tablica 1. Zestawienie czasów przejazdu odcinków między-przystankowych (szczyt poranny i popołudniowy).

Czas przejazdu [sekundy]

95% przedział ufn.

Odcinek Czas analizy Liczba

obserwacji Min Max Wartość

W kolejnym, uszczegółowionym etapie analizy zbadano wpływ zatrzymań w kolejce i na linii zatrzymań oraz wpływ długości kolejek na czas przejazdu odcinków pomiarowych.

Wyróżniono trzy możliwe sytuacje:

 swobodny przejazd autobusu przez skrzyżowanie bez zatrzymania,

 zatrzymanie na sygnale czerwonym, na pierwszym miejscu w kolejce (bez kolejki),

 zatrzymanie na sygnale czerwonym, na miejscu dalszym niż pierwsze w kolejce.

Nie zaobserwowano natomiast sytuacji, w której autobus zgłaszający się na sygnale zielonym zatrzymał się w kolejce. Wyniki obliczeń zamieszczono w tablicy 2.

Tablica 2. Zestawienie czasów przejazdu odcinków z podziałem na warunki przejazdu skrzyżowania.

Czas przejazdu [sekundy]

Oznaczenia: BZ – bez zatrzymania, ZBK – zatrzymanie bez kolejki, ZKO – zatrzymanie w kolejce

Uzyskane w ten sposób wyniki porównania, wyraźnie wskazują na zdecydowane skrócenie czasu przejazdu w sytuacji, gdy autobus nie musi się zatrzymywać na wlocie skrzyżowania. Przy zastosowaniu analizy wariancji oceniono, że różnice te są statystycznie istotne już na 1% poziomie istotności. Średnie prędkości przejazdu kształtują się na poziomie:

 „Opolska Estakada” – „Uniwersytet Rolniczy”: 30,1 (rano) i 27,3 (po południu) [km/h],

 „Uniwersytet Rolniczy” – „Biskupa Prandoty”: 32,5 (rano) i 32,1 (po południu) [km/h].

Udział przejazdów bez zatrzymania wydaje się satysfakcjonujący, jak na brak priorytetu w sygnalizacji. Częściowo jest to zasługą kierowców autobusów, którzy potrafią tak zwalniać jazdę, by z dużym prawdopodobieństwem trafić na sygnał zielony lub tak przyspieszyć, aby zmieścić się w wyświetlanym sygnale. Gdyby odciąć 20% najmniejszych i 10% największych wartości (przypadków przyspieszania jest mniej), to średnie prędkości przejazdu wyniosłyby:

 „Opolska Estakada” – „Uniwersytet Rolniczy”: 31,4 (rano) i 28,1 (po południu) [km/h],

 „Uniwersytet Rolniczy” – „Biskupa Prandoty”: 33,4 (rano) i 33,2 (po południu) [km/h].

Takie prędkości przejazdu umożliwiają osiąganie akceptowalnych prędkości komunikacyjnych, powyżej 20 [km/h]. Jednak powszechne ich osiąganie będzie możliwe

tylko w przypadku zastosowania efektywnych priorytetów w sygnalizacji, z wykorzystaniem systemu śledzenia pojazdów, poprzez przygotowanie fazy dla zbliżającego się autobusu.

4.4. Czas rozładowania kolejki na wlocie skrzyżowania z sygnalizacją

Brak priorytetów w sygnalizacji jest przyczyną strat czasu autobusów w kolejce lub bezpośrednio na linii zatrzymań na wlotach skrzyżowań. Straty czasu wynikają też z konieczności rozładowania kolejki formującej się przed autobusem na wlocie skrzyżowania.

Na analizowanych wlotach kolejki występowały stosunkowo rzadko. Na obu wlotach skrzyżowań najwięcej było przypadków zatrzymania autobusu bezpośrednio na linii zatrzymań. Maksymalne długości kolejek to 4 (skrzyżowanie z ul. Wileńską) oraz 10 pojazdów (skrzyżowanie z ul. Prandoty). Kolejki dłuższe niż 3 pojazdy stanowiły odpowiednio tylko 1 i 5% przypadków. Na wlotach obu skrzyżowań, niezależnie od długości kolejki, czas rozładowania kolejki jest funkcją liniową jej długości, a średnia strata czasu przypadająca na każdy pojazd znajdujący się przed autobusem – wyniosła 2,7 sekundy.

Dlatego ważne jest, aby zapewniać bliskie linii zatrzymań pozycje autobusów na wlotach.

5. WNIOSKI

Mimo iż pasy autobusowe kojarzą się z wysoką sprawnością komunikacji zbiorowej, to w większości przypadków nie osiągają wstępnie zakładanych, wysokich parametrów funkcjonalnych. Najwięcej przyczyn takiego stanu rzeczy jest powiązanych ze skrzyżowaniami z sygnalizacją. Nawet jeśli pasy są wykorzystywane niemal wyłącznie zgodnie z przeznaczeniem, czasy przejazdu odcinków ze skrzyżowaniami są bardzo zróżnicowane. W miarę możliwości, należy zwiększać efektywność pasów autobusowych poprzez wprowadzanie priorytetów dla autobusów w sygnalizacji oraz ograniczanie liczby pojazdów, które mogą blokować autobusy, także przez skracanie odcinków z dopuszczoną możliwością wjazdu na pas, w celu wykonania skrętu w prawo.

Piśmiennictwo

[1] Bauer M.: Analiza przyczyn niepełnej efektywności funkcjonalnej pasów autobusowych.

VIII Konf. Naukowo-Techniczna Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego, Poznań-Rosnówko 2011, s. 263-283.

[2] Bauer M.: Wpływ infrastruktury ulic na funkcjonowanie komunikacji autobusowej, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2008.

[3] Gaca S., Suchorzewski W., Tracz M.: Inżynieria ruchu drogowego. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2008.

[4] Vuchic V. R.: Urban Transit. Operations, Planning and Economics. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey 2005.