Ireneusz Celi!ski
Politechnika /l4ska, Wydzia8 Transportu
DELIMITACJA SIECI DROGOWEJ W ASPEKCIE
ORGANIZACJI I STEROWANIA RUCHEM
R:kopis dostarczono, marzec 2013
Streszczenie: W artykule przedstawiono wybrane charakterystyki ruchu umo>liwiaj4ce zasadn4
delimitacj: obszaru sieci drogowej. Przedmiotowa delimitacja mo>e byB wykonywana na potrzeby zarz4dzania, organizacji i sterowania ruchem drogowym. Przedstawione charakterystyki ruchu otrzymano wykorzystuj4c funkcjonalnoFci zbudowanego modelu mikrosymulacyjnego, odwzorowuj4cego sieB drogow4 miasta Katowice. Na podstawie zarejestrowanych charakterystyk, zdefiniowano poj:cie p8ywów obszarowych w sieci drogowej. Termin ten wprowadzono poprzez analogi: do terminologii stosowanej w piFmiennictwie angloj:zycznym: „tidal flow” odnosz4cym si: do pasów ruchu o zmiennych kierunkach. W tym aspekcie stosowany jest równie> inny termin: „reversible lane” (ang.). Na bazie obserwacji p8ywów obszarowych w sieci drogowej zdefiniowano konsekwentnie kolejne terminy: asocjacji i dysocjacji. Odnosz4 si: one do chwilowych charakterystyk, wydzielonych podobszarów w ramach sieci drogowej tzw. re>imów przestrzennych (komórek sieci). W artykule zwrócono uwag: równie>, na inne charakterystyki ruchu, mog4ce stanowiB kryteria dla celów zasadnej delimitacji sieci drogowej, a oparte na klasycznych miarach opisu strumieni i potoków ruchu. Przedstawiono równie>, w tym kontekFcie wykresy, dla stosowanych w ró>nych dziedzinach wiedzy tzw. wspó8czynników wspólnoFci (zwi4zki ruchu, ang. common factors). Prowadzone badania w zakresie przedmiotowej problematyki maj4 szeroki i z8o>ony charakter. Zasadniczym ich celem jest okreFlenie metody umo>liwiaj4cej zasadn4 delimitacj: sieci drogowej w aspekcie zarz4dzania, organizacji i sterowania ruchem w czasie rzeczywistym.
S'owa kluczowe: modele mikrosymulacyjne, charakterystyki ruchu, sieB drogowa
1. WST*P
W artykule omówiono jeden z wielu, mo>liwych do realizacji technicznej, sposobów delimitacji obszaru sieci drogowej. Delimitacji, której podstaw: nie stanowi4 elementy infrastruktury sieci, lecz charakterystyki opisuj4ce ruch drogowy. Zagadnienie delimitacji obszarów: gruntów rolnych i leFnych, sieci technicznych, zabudowy miejskiej, infrastruktury technicznej itd. jest przedmiotem zainteresowania wielu ró>nych dziedzin wiedzy [1,2,8,12,18,20,21,29,34]. Problem ten rozwi4zywany jest w ramach m. in.: gospodarki leFnej, przestrzennej, sieci transportowych, socjologii, sieci informatycznych i wielu innych. W wi:kszoFci przypadków, delimitacja obszaru dotyczy jednak opisu
zjawisk stacjonarnych. Problematyka analizy przestrzennej ruchu drogowego jest stosunkowo s8abo rozpoznana [12,29]. Istnieje potrzeba poszukiwania uniwersalnych metod umo>liwiaj4cych delimitacj: sieci drogowych w oparciu o chwilowe charakterystyki ruchu. Metody takie mog4 prowadziB do optymalizacji: zarz4dzania, organizacji i sterowania ruchem drogowym. Problematyka ta jest istotna zw8aszcza w kontekFcie wyczerpywania si: przepustowoFci sieci drogowych.
W za8o>eniu, przedstawiony w artykule sposób delimitacji sieci ma s8u>yB dla celów zasadnego: zarz4dzania, organizacji i sterowania ruchem drogowym. Docelowym zastosowaniem metody jest rozwi4zanie problemu implementacji zasadnego systemu ATCS (ang. Advanced traffic Control Systems) dla analizowanej w artykule sieci drogowej, dzia8aj4cego w czasie rzeczywistym. Problematyka delimitacji sieci drogowej (szerzej: transportowej) poruszana by8a, dla przyk8adu, wielokrotnie w zagadnieniach zwi4zanych z modelowaniem ruchu. Dotyczy to zw8aszcza zagadnienia budowy czterostopniowego modelu ruchu [4,5,6,11,13,16]. W tym zagadnieniu obszar na którym rozpi:ta jest sieB drogowa dzielony jest najcz:Fciej na podstawie kryterium jednorodnoFci infrastruktury spo8ecznej lub ekonomicznej (w tym transportowej) [4,5,6,11,13,16,22,23]. Delimitacja obszaru: miasta, aglomeracji, regionu itd. w tym kontekFcie mo>e s8u>yB równie> dla celów zasadnego podzia8u sieci drogowej. SieB drogowa w ramach dzia8ab zwi4zanych z organizacj4 i zarz4dzaniem ruchem jest równie> kategoryzowana w sposób arbitralny na podstawie funkcji jak4 pe8ni dany odcinek drogi/ulicy, lub w zale>noFci od zidentyfikowanego obci4>enia ruchem (np. Generalny Pomiar Ruchu, GPR 2010) [4,36]. Innym sposobem podzia8u obszaru sieci jest klasyfikacja dróg z uwagi na ich parametry techniczne [4,36]. Sposoby delimitacji sieci drogowych, szerzej obszarów miejskich przedstawiono równie> w opracowaniach [1,2,12,20,21,29,34].
W tym artykule podstawowym kryterium delimitacji sieci drogowej s4 wybrane charakterystyki ruchu, w tym parametryzuj4ce oddzia8ywania pomi:dzy pojazdami. W sieci drogowej mo>na wyró>niB oddzia8ywania o charakterze: podstawowym, strukturalnym i przestrzennym. Oddzia8ywania podstawowe dotycz4 interakcji pomi:dzy pojazdami w strumieniach ruchu. Oddzia8ywania strukturalne dotycz4 wzajemnego wp8ywu elementów infrastruktury drogowej. Tego typu interakcje mog4 zachodziB np. w uk8adach: skrzy>owanie-skrzy>owanie. Charakterystyki sieci drogowej mog4 byB agregowane w ustalonych re>imach obszarowych, b:d4c podstaw4 do analizy oddzia8ywab przestrzennych. Oddzia8ywania w sieci drogowej okreFlano na bazie identyfikowanych w obszarze sieci zak8óceb w ruchu. Charakterystyki obszarowe sieci drogowej okreFlono na bazie klasycznych miar strumieni ruchu takich jak intensywnoFB, g:stoFB, kolejki itp. Nale>y zauwa>yB, >e iród8em danych dla takich charakterystyk mo>e byB m. in. model mikrosymulacyjny sieci drogowej. Ka>dy pojazd generowany w sieci drogowej reprezentowanej w modelu mikrosymulacyjnym ma przypisywany indywidualny numer identyfikacyjny i skojarzony z nim wpis w rejestrze pojazdów. Rejestr pojazdu (tablica lub inna struktura danych) umo>liwia zapisywanie parametrów ruchu pojazdów w trakcie symulacji w przestrzeni sieci drogowej. Zapisywane s4 równie> identyfikatory pojazdów oddzia8ywuj4cych z danym pojazdem, dla którego generowany jest wpis w rejestrze. Zasadniczym problemem w tym kontekFcie jest okreFlenie szybkiej metody analizy rejestru pojazdów i sposobu jego przetwarzania. Analiza rejestru mo>e byB zatem iród8em okreFlenia charakterystyk oddzia8ywania w sieci drogowej jak równie> innych parametrów ruchu. W metodzie proponowanej w artykule analizowano zak8ócenia ruchu ka>dego
pojazdu symulowanego w wybranej sieci drogowej. Wobec trudnoFci metodycznych zwi4zanych z definicj4 zak8ócenia ruchu- jako takie przyj:to zmniejszenie pr:dkoFci o zadany poziom pomi:dzy kolejnymi krokami symulacji przy wyst:powaniu okreFlonych okolicznoFci towarzysz4cych (np. rodzaj manewru, parametry pojazdów s4siednich w strumieniu ruchu itd.). Jest to istotne uproszczenie tego zagadnienia. Procedura analizy rejestru pojazdów mo>e byB realizowana w czasie rzeczywistym lub po wykonaniu symulacji. Zidentyfikowane na bazie analizy zawartoFci pliku rejestru oddzia8ywania pomi:dzy pojazdami uczestnicz4cymi w symulowanym ruchu i inne charakterystyki mog4 byB agregowane z poziomu pojedynczych pojazdów i nast:pnie sumowane w ramach: strumieni ruchu, potoków iród8owo-celowych identyfikowanych w sieci drogowej. Innym sposobem agregacji mo>e byB porz4dkowanie oddzia8ywania mi:dzy pojazdami w odniesieniu do przestrzeni sieci drogowej, w której zidentyfikowano tego typu zdarzenia. Wymienione sposoby agregacji mog4 byB ponadto analizowane dynamicznie, rejestr pojazdów w modelu mikrosymulacyjnym aktualizowany jest w zadeklarowanym sta8ym kroku czasu.
Analizy pliku rejestru wi4>4 si: z przetwarzaniem du>ej iloFci danych rz:du 0,5 GB dla jednej minuty symulacji (przypadek sieci drogowej prezentowanej w artykule). W pliku tego typu rejestrowanych jest do 3 milionów zdarzeb zachodz4cych w symulowanej sieci. Z tego te> powodu, prezentowane w artykule analizy, wykonano na bazie przetwarzania pliku rejestru po zakobczeniu symulacji. W tym aspekcie prezentowana metoda predestynowana jest do zastosowab w odniesieniu do planowania zmian w zakresie zarz4dzania i organizacji ruchu drogowego. W przypadku wykorzystania sprz:tu o du>ej mocy obliczeniowej i optymalizacji kodu programów przetwarzaj4cych pliki rejestru - b:dzie mo>liwe przystosowanie prezentowanej metody do sterowania ruchem drogowym w czasie rzeczywistym. Obecnie przetwarzanie danych uzyskanych na podstawie jednej minuty symulacji w metodzie prezentowanej w artykule na komputerze wyposa>onym w dwa niezale>ne rdzenie o taktowaniu 2,5 GHz i 4 GB RAM, trwa od 15 do 30 minut. W odniesieniu do problematyki sterowania ruchem jest to okres zbyt d8ugi. Czas ten przewy>sza wielokrotnie Frednie d8ugoFci cykli sygnalizacji Fwietlnych stosowanych w praktyce. Z drugiej strony jednorodnoFB ruchu w godzinie szczytu komunikacyjnego nie utrzymuje si: z regu8y w tak d8ugich okresach. Wynika to z faktu, >e zw8aszcza w sieciach g:stych niejednorodnoFB ruchu w czasie charakteryzuje si: zwi:kszon4 dynamik4.
2. MODEL SIECI DROGOWEJ
W celu sprawdzenia mo>liwoFci zastosowania przedmiotowego sposobu delimitacji sieci drogowych pod k4tem zasadnego: zarz4dzania, organizowania i sterowania ruchem, zbudowano model mikrosymulacyjny du>ej sieci drogowej (miasto zamieszkiwane przez 300 tys. ludzi). Modelowanie obiektów Fwiata rzeczywistego poprzez dobór ich zamienników jest powszechnie uznan4 i akceptowan4 metod4 analizy systemów transportowych [4,5,6,11,13,17,22,23]. Dla celów realizacji przedmiotowego modelu wybrano sieB drogow4 miasta Katowice. Wybór tej sieci podyktowany jest stosunkowo dobrym jej rozpoznaniem w ramach poprzednich, zrealizowanych prac
naukowo-badawczych. W modelu mikrosymulacyjnym odwzorowano ok. 90% powierzchni miasta Katowice obj:tej sieci4 drogow4, w tym wszystkie podstawowe arterie drogowe (DT/, A4, wszystkie DK). Rozmiar modelu podyktowany jest za8o>eniem holistycznego podejFcia do problemu. Zak8ada si:, ze „obraz” ruchu drogowego analizowany w tak du>ym modelu, na ca8ym obszarze jednoczeFnie - nie jest prost4 sum4 jego sk8adowych cz:Fci. W tym podejFciu podj:ta zosta8a próba jednoczesnej oceny, ca8ego, zwartego obszaru sieci drogowej, rozpi:tej na powierzchni kilkudziesi:ciu kilometrów kw. Model zrealizowano z wykorzystaniem programu do mikrosymulacji ruchu drogowego VISSIM [27][28]. W trakcie budowy modelu mikrosymulacyjnego wykorzystano dane uzyskane w ramach innych zakobczonych prac n-b oraz innych opracowab dziedzinowych [6,13,36]. Analizowana sieB, jest stosunkowo du>a, sk8ada si: na ni4 ponad 600 km dróg, ró>nej klasy technicznej (w tym jedna autostrada powi4zana licznymi w:z8ami z sieci4 uliczn4, jedna trasa Frednicowa). W mieFcie zarejestrowanych jest ponad 220 tys. pojazdów osobowych. W regionie stanowi4cym otoczenie tej sieci (woj. Fl4skie) zarejestrowanych jest ponad 4 miliony pojazdów [44]. Przedmiotowa sieB drogowa le>y na skrzy>owaniu dwóch transeuropejskich korytarzy transportowych, przebiegaj4cych w pobli>u osi po8udnikowej i dok8adnie w linii osi równole>nikowej miasta. W przedmiotowej sieci zlokalizowane s4 charakterystyczne odcinki dróg: DT/ (Drogowa Trasa /rednicowa) oraz odcinek autostrady A4. Oba wymienione odcinki dróg opasuj4 Fcis8e centrum administracyjno-gospodarcze miasta. Odcinek DT/ charakteryzuje si: ponadto najwi:kszym ruchem Frednio-dobowym w skali ca8ej Polski, ponad 100 tys. pojazdów/dob: (maksymalnie nawet do 150 tys. poj./dob:). W modelu uwzgl:dniono ponad 300 skrzy>owab, ró>nej wielkoFci, wyst:puj4cych w tej sieci drogowej. W liczbie wszystkich skrzy>owab zlokalizowanych w mieFcie, 58% posiada sygnalizacj: Fwietln4, co w warunkach polskich oznacza bardzo du>y udzia8. Z uwagi na ma84 liczb: wariantów tras umo>liwiaj4cych przemieszczanie si: w tej sieci w uk8adach W-E i N-S, nak8adanie si: relacji z ulic w uk8adzie po8udnikowym na równole>nikowe, du>4 liczb: dróg jednokierunkowych, ograniczon4 ich dost:pnoFB, wydzielone strefy parkowania, inne ograniczenia ruchu, wybrano statyczny opis rozk8adu ruchu. Pozyskane z wczeFniejszych prac n-b dane dot. wi:iby ruchu pos8u>y8y do jak najbardziej wiarygodnego obci4>enia mikromodelu przedmiotowej sieci drogowej potokami iród8owo-celowymi (ang. origin-destination, O-D), zidentyfikowanymi w tym rejonie. W pracy n-b [13] potoki O-D rozpoznano na obszarze niemal ca8ej konurbacji górnoFl4sko-zag8:biowskiej (obszar zamieszkiwany przez blisko 2 mln mieszkabców). Zdecydowano si: na roz8o>enie zidentyfikowanych w mieFcie ponad 600 g8ównych potoków O-D na trasy statyczne w liczbie blisko 1300. Rozk8ad potoków O-D na sieB drogow4 wykonano statycznie w oparciu o punkty zlokalizowane na drogach wlotowych/wylotowych w granicach miasta oraz wi:ksze kolektory ruchu w tym obszarze o znanej pojemnoFci. Na osnowie tych punktów rozpi:to wi:ib: ruchu. W przysz8oFci planowane jest w odniesieniu do tras w tej sieci wykorzystanie rozk8adów dynamicznych. Prezentowany model jest ca8y czas systematycznie uzupe8niany. W pierwszym etapie wprowadzona zosta8a infrastruktura liniowa i punktowa sieci drogowej. W kolejnym wprowadzono wybrane skrzy>owania wyposa>one w sygnalizacj: Fwietln4 sta8oczasow4. Nadal uaktualniane s4 dane odnoFcie systemów sterowania zlokalizowanych w ostatnich latach w obszarze miasta. W tym zakresie w analizowanej sieci jest zaimplementowanych kilka oryginalnych rozwi4zab- tym niemniej o charakterze wyspowym. W dalszej perspektywie planowane jest
wprowadzenie do modelu tras transportu zbiorowego. Z uwagi na rozmiar zadania prezentowany model nale>y traktowaB, jako pewne chwilowe przybli>enie stanu istniej4cego, zw8aszcza w zakresie sterowania w obszarze analizowanej sieci drogowej. Ponadto z uwagi na holistyczne podejFcie do modelowania sieci drogowej nie wykorzystano maksymalnej dok8adnoFci odwzorowania infrastruktury liniowej i punktowej - oferowanej przez oprogramowanie mikrosymulacyjne. W tym zakresie ograniczono si: do odwzorowania istniej4cej sieci drogowej na bazie jej reprezentacji rastrowej udost:pnianej w popularnych serwisach geodezyjnych i informacyjnych [37,38,39,40]. Maksymalna oferowana dok8adnoFB w przypadku zdj:B lotniczych wynosi oko8o 0,25 metra. W najbli>szym czasie w analizowanym obszarze udost:pnione zostan4 znacznie dok8adniejsze dane w tym równie> opcje tzw. StreetView (trwaj4 prace).
3. DELIMITACJA SIECI- UWAGI PRAKTYCZNE
Najprostsze formy delimitacji obszaru sieci drogowej wykonywane s4 w oparciu o arbitralne podzia8y administracyjne lub proste metody wskainikowe [1,2,18,20,21,29,34]. Tym niemniej te formy delimitacji sprawdzaj4 si: wy84cznie w przypadku rozleg8ych obszarów takich jak pabstwa i regiony. Ewentualnie mog4 byB pomocne w delimitacji ma8ych obszarów w oparciu o opis zjawisk stacjonarnych. Metody tego typu s4 w8aFciwe z punktu widzenia potrzeb indeksacji statystycznej, szerzej opisowej. W przypadku miejskich lub aglomeracyjnych (konurbacyjnych) sieci drogowych tego typu metody, zw8aszcza dla potrzeb sterowania ruchem s4 zupe8nie nieprzydatne. W tym zakresie istnieje potrzeba okreFlenia metody delimitacji dla zjawisk o charakterze dynamicznym, zmiennych nie tylko w rytmie dobowym, ale i godzinnym. Ponadto elementy analizy: potoki i strumienie ruchu nie s4 równie> strukturami jednorodnymi (struktura rodzajowa i kierunkowa). Delimitacja sieci drogowej w proponowanej metodzie odbywa si: z wykorzystaniem m. in. charakterystyk skonstruowanych na bazie analizy miejsca wyst4pienia zdarzenia w jej obszarze w trakcie symulacji ruchu pojazdów. Zdarzenie dotyczy ka>dej zmiany obserwowanych parametrów dla wszystkich lub wybranych pojazdów (lub ich grup) uczestnicz4cych w symulowanym ruchu drogowym. Delimitacja mo>e zostaB wykonana w sposób ci4g8y, z dok8adnoFci4 do dowolnego punktu w przestrzeni (dok8adnoFB zale>y od wykorzystanego do budowy modelu podk8adu rastrowego, b4di wektorowego) lub dyskretny. Podzia8 dyskretny sieci drogowej wykonywany jest na bazie zadeklarowanej uprzednio struktury, sta8ej lub zmiennej, tzw. siatki delimitacji. Siatka ta mo>e byB struktur4 jednorodn4 zbudowan4 na bazie tablicy opisuj4cej komórki o sta8ych wymiarach. W praktyce dla ró>nych topologii sieci drogowych lepszym rozwi4zaniem mo>e byB stosowanie siatek delimitacji niejednorodnych (ten przypadek nie by8 rozpatrywany w badaniach). Przy czym z uwagi na proponowane rozwi4zania dla ka>dej sieci drogowej nale>y rozpatrywaB ró>ne siatki delimitacji- uwzgl:dniaj4ce ró>ne pola powierzchni re>imów przestrzennych.
Wa>n4 cech4 charakterystyczn4 oprogramowania wykorzystywanego dla celów mikrosymulacji ruchu jest wysoka dok8adnoFB odwzorowania parametrów fizycznych infrastruktury liniowej i punktowej, rzeczywistej sieci drogowej. W odniesieniu do
przestrzeni dochodzi ona do 1 milimetra. W skali czasu dok8adnoFB symulacji wynosi od 1 milisekundy do 1/10 sekundy (zale>nie od producenta programu i parametrów konfiguracji symulacji). W praktyce, zw8aszcza analizy przestrzenne sieci drogowej, nie wymagaj4, a> tak du>ej dok8adnoFci. Przedmioty analizy ruchu drogowego charakteryzuj4 si: okreFlonymi wymiarami w przestrzeni 2D lub 3D. Ponadto przy budowie modelu sieci mog4 wyst:powaB pewne problemy odwzorowania skali w przypadku wykorzystywania podk8adów rastrowych na bazie ortofotomap (zniekszta8cenia). Z kolei opracowywanie tak du>ej sieci na bazie bardzo dok8adnych podk8adów geodezyjno-kartograficznych jest zbyt pracoch8onne (dlatego nie by8o stosowane). W oparciu o wymienione funkcjonalnoFci programów mikrosymulacyjnych istnieje mo>liwoFB okreFlenia wybranych charakterystyk ruchu drogowego w modelu sieci z dok8adnoFci4 do dowolnego miejsca w czasie i przestrzeni (x, y, z, t -miejsc w czasoprzestrzeni, w których zlokalizowano elementy infrastruktury drogowej i gdzie wyst4pi8o zdarzenie w ruchu). ZwróciB nale>y uwag: na to, >e programy tego typu oferuj4 równie> pomiar wysokoFci oraz pochylenia odcinków dróg (st4d wymiar przestrzenny ruchu, a nie tylko obszarowy). W praktyce podzia8 dyskretny sieci na mniejsze podobszary tzw. re>imy przestrzenne nie powinien zmierzaB do punktowych elementów sieci (ox 0, oy 0, gdzie: x, y- zmienne: d8ugoFB i szerokoFB opisuj4ce obszar sieci). Po pierwsze z uwagi na dok8adnoFB odwzorowania infrastruktury transportu (kwestia podk8adów stosowanych do odwzorowania geometrii sieci drogowej), po wtóre z uwagi na mo>liwoFci techniczne procesów organizacji i sterowania ruchem drogowym. W praktyce organizacja i sterowanie ruchem mo>e dotyczyB wy84cznie dyskretnych odcinków dróg i ulic. Obecnie, sterowanie dowolnym przekrojem sieci drogowej nie jest realizowalne techniczne przy istniej4cym poziomie technicznym infrastruktury i systemów sterowania.
W artykule zamiennie u>ywane jest okreFlenie re>im przestrzenny i komórka sieci drogowej. Poj:cia te s4 w zasadzie równowa>ne, poza przypadkami podzia8ów obszarów sieci drogowych w oparciu o figury niesymetryczne, gdzie odpowiednim s8owem powinien byB re>im (komórka kojarzona jest w zagadnieniach technicznych z w8aFciwoFci4 symetrii). Takie rozszerzenie metody (o dowolne kszta8ty re>imów przestrzennych) jest kwesti4 istotnego zwi:kszenia nak8adów pracy na wykonanie oprogramowania o cechach komercyjnych.
Delimitacja sieci drogowych, zdaniem autora, powinna byB prowadzona w oparciu o kilka podstawowych przes8anek. Po pierwsze, najmniejszymi obiektami w modelu sieci drogowej, których ruch mo>e byB organizowany, b4di sterowany s4 pieszy i pojazd osobowy. Po drugie, o rozmiarach re>imów przestrzennych decyduj4 cele i logika stosowana w metodach/algorytmach organizacji i sterowania ruchem drogowym. Z uwagi na pierwsz4 przes8ank:, docelowe re>imy przestrzenne nie powinny byB mniejsze ni> pole powierzchni, zajmowane przez jeden pojazd wraz z minimalnymi buforami. Kwesti4 pochodn4 dla tego stwierdzenia jest koniecznoFB poszukiwania w ramach analiz sieci zasadnej siatki delimitacji. W odniesieniu do pieszego powinna byB to powierzchnia zajmowana przez przejFcie dla pieszych wraz z azylem i powierzchniami akumuluj4cymi. Definiuje to najmniejsz4 jednostk: analizy przestrzennej (tzw. re>im) sprowadzon4 do pola
powierzchni o wymiarach od oko8o 16,5 m2 do 21 m2. W pierwszym przypadku wymiar
16,5 m2 dotyczy pasów ruchu o szerokoFci 2,75 metra. W drugim przypadku pasów o
szerokoFci ruchu 3,5 metra. Przyj:to d8ugoFci pojazdu: 6 metrów z dwoma buforami, po 1 metr ka>dy. Odpowiada to w przybli>eniu warunkom kongestii ruchu w g:stych sieciach
drogowych. W praktyce aspekt doboru siatki delimitacji do wymiarów obszaru jest znacznie bardziej z8o>ony z uwagi na niejednorodn4 struktur: sieci drogowych w przestrzeni. Omówienie tego zagadnienia przekracza ramy niniejszego artyku8u.
Kolejnym mo>liwym wariantem delimitacji jest uwzgl:dnienie logiki organizacji i sterowania ruchem. Mo>na sformu8owaB pytanie: jakimi obiektami (w domyFle zajmowanymi przez nie obszarami) organizator czy zarz4dca sieci drogowej mo>e realnie dysponowaB? W praktyce w przypadku zaistnienia potrzeby sterowania pojedynczymi obiektami „punktowymi” infrastruktury drogowej, re>imy przestrzenne winny odpowiadaB wymiarom pól powierzchni skrzy>owab wraz z przyleg8ym obszarem obejmuj4cym zasi:g maksymalnych kolejek generowanych na wlotach tych obiektów. W praktyce obszar taki nale> podzieliB na wloty tak, aby mo>na sterowaB ruchem na pojedynczym pasie ruchu. W tym przypadku wymiary re>imów przestrzennych mog4 si: zmieniaB od oko8o 40 metrów kwadratowych (przy nie wyst:powaniu kolejek na wlotach) do obszarów o polach powierzchni b:d4cych kwadratami odleg8oFci mi:dzyw:z8owych w sieci drogowej. W praktyce zasadn4 technik4 jest ustalenie maski podzia8u sieci drogowej na re>imy przestrzenne i prowadzenie analiz obszarowych w oparciu o tak wyznaczon4 macierz komórek delimitacji. Podzia8 jednorodny nie jest w tym przypadku zasadny. Na Fwiecie istnieje niewiele sieci drogowych zrealizowanych w oparciu o jednorodne struktury topologiczne (wyst:puj4 g8ównie w miastach budowanych wspó8czeFnie od podstaw, a zlokalizowanych w wi:kszoFci na pó8kuli zachodniej). Warto nadmieniB, >e z uwagi na charakterystyki ruchu drogowego (procesy stochastyczne) w aplikacjach praktycznych powinny byB stosowane maski podzia8u sieci drogowej dynamiczne (siatka podzia8u zmienna w czasie-zgodna z rejestrowanymi np. na detektorach wahaniami nat:>enia ruchu). W artykule przedstawiono w celu uproszczenia analizy przestrzenne wykonywane w oparciu o podzia8 statyczny sieci drogowej na re>imy przestrzenne. Ponadto zastosowano sta8e pole powierzchni dla wszystkich jednostek delimitacji przestrzennej. Sta8e w sensie jednego rozmiaru dla danego interwa8u lub okresu obserwacji - ka>da kolejna analiza mo>e byB wykonana dla innej wielkoFci re>imów przestrzennych.
4. CHARAKTERYSTYKI OBSZAROWE SIECI DROGOWEJ
W artykule wybrane analizy sieci drogowej przeprowadzono na podstawie wyników uzyskanych w modelu mikrosymulacyjnym zrealizowanym w programie VISSIM [27][28], po czym odniesiono je do jej obszaru. Wybór programu podyktowany zosta8, z jednej strony jego funkcjonalnym interfejsem, z drugiej oferuje on szeroki wachlarz charakterystyk - w tym elastyczny rejestr pojazdów. Zrealizowany w modelu obszar sieci dla miasta Katowice, w formie ikonicznej reprezentacji przedstawiono na rysunku nr 1.
Rys. 1. Obszar sieci drogowej miasta Katowice z oznaczeniem g8ównych arterii i Dworca PKP qród8o: opracowanie w8asne.
Wykorzystuj4c model sieci drogowej przedstawiony graficznie na rys. 1 mo>na wykonywaB analizy prowadz4ce do uzyskania charakterystyk obszarowych ruchu (w tym oddzia8ywania w przestrzeni) w oparciu o parametry takie jak: zak8ócenie, nat:>enie, g:stoFB, d8ugoFci kolejek, zmiana pr:dkoFci, zmiana pasa ruchu itp. Mo>na stosowaB równie> charakterystyki takie jak wspólnoFB ruchu (zwi4zki ruchu tego typu zdefiniowano mi:dzy innymi w [30,31]). Jakkolwiek badanie rozk8adu liczby zak8óceb mo>e nasuwaB uzasadnione w4tpliwoFci merytoryczne. W przypadku tego typu analiz (obszarowych) mo>na stosowaB delimitacj: ci4g84 (wymiary pola powierzchni ka>dego re>imu przestrzennego zbli>one do pola powierzchni opisanego wymiarem jednostki skali odwzorowania infrastruktury w modelu). Wy>ej zaznaczono, >e podzia8 taki nie znajduje praktycznego zastosowania. Mo>na równie> stosowaB delimitacj: obszaru sieci drogowej w oparciu o siatki podzia8u, sta8e i zmienne (dynamicznie). Ponadto w ramach siatek delimitacyjnych mo>liwe jest definiowanie niejednorodnych re>imów przestrzennych (o ró>nych polach powierzchni, na bazie figur niesymetrycznych). Rys. 2a demonstruje przyk8ad analizy obszarowej przedmiotowej sieci drogowej, gdzie obliczenie wartoFci przedstawionych charakterystyk wykonano w odniesieniu do rzeczywistego punktu zaistnienia oddzia8ywania w ruchu drogowym (delimitacja ci4g8a, bez stosowania podzia8u na re>imy). Rys. 2b demonstruje przyk8ad analizy obszarowej w oparciu o jednorodn4 siatk: delimitacyjn4 re>imów przestrzennych (delimitacja dyskretna).
a) b)
Rys. 2. Podzia8 sieci, przyk8ady: a) delimitacja ci4g8a, b) re>imy-delimitacja dyskretna qród8o: opracowanie w8asne.
Na rys. 2a zaprezentowano wykres obrazuj4cy miejsca w analizowanej sieci drogowej w których dochodzi do interakcji potoków charakteryzuj4cych si: w skali ca8ego obszaru najwi:kszymi zak8óceniami ruchu (ka>dy potok zaznaczono w innym kolorze, na rysunku sklasyfikowano pierwsze 10 potoków w tym rankingu). Miejsce ka>dej interakcji potoków delimitowane jest dok8adnie co do miejsca jego wyst4pienia na ulicy. Na rys. 2b zaprezentowano rozk8ad liczby zak8óceb w analizowanej sieci drogowej w oparciu o jednorodn4 siatk: delimitacji, gdzie zastosowano szerokoFB siatki podzia8u L=160 metrów. Pole powierzchni re>imu przestrzennego równe jest 25 600 metrów kw. Na rys. 3 zaprezentowano inn4 charakterystyk: tzw. wspólnoFB potoków ruchu w analizowanej sieci drogowej oraz rozk8ad liczby kolejek w obszarze sieci drogowej.
a) b)
Rys. 3. Inne charakterystyki: a) wspólnoFB ruchu -delimitacja ci4g8a b) kolejki-delimitacja dyskretna
Na rys. 3a zaprezentowano charakterystyk: tzw. wspólnoFci potoków ruchu w analizowanej sieci drogowej. Na rysunku tym gruboFB czerwonej linii odpowiada liczbie potoków wspólnych w danym przekroju sieci. Ten rysunek demonstruje, które odcinki dróg stanowi4 arteri: w danej sieci drogowej i w jakim stopniu spe8niaj4 tego typu funkcj: (akumuluj4 potoki z ró>nych obszarów sieci). Przy czym w tym przypadku wykres taki umo>liwia wyró>nianie ci4gów drogowych o podobnych charakterystykach z mo>liwoFci4 jego wariantowania pod k4tem poszukiwanych w sieci potoków ruchu. Na rysunku 3b zaprezentowano rozk8ad liczby kolejek (kolor: czerwony- kolejki maksymalne, niebieski-minimalne, >ó8ty- Frednie) w obszarze analizowanej sieci drogowej. Jak widaB pewne charakterystyki w sposób naturalny winny byB prezentowane w sposób ci4g8y, pewne powinny byB realizowane na bazie delimitacji sieci drogowej w oparciu o jednorodn4 siatk: delimitacji. Dzielenie kolejek na wlotach nie ma praktycznego zastosowania poza projektowaniem rozmieszczenia elementów infrastruktury technicznej transportu (aby nie ograniczaB dost:pnoFci do drogi). WspólnoFB ruchu (w sensie wspó8dzielonych elementów infrastruktury drogowej) jest cech4 charakterystyczn4 dla ka>dego przekroju infrastruktury gdzie si: on odbywa, kolejki z kolei nie wsz:dzie powstaj4 (z regu8y w w:z8owych elementach sieci). Przedmiotowa sieB mo>e byB ponadto delimitowana w oparciu o re>imy przestrzenne zmienne w czasie i zmienne co do pola powierzchni pojedynczego re>imu. Trudno „a priori” wybraB zasadny sposób podzia8u sieci drogowej (arbitralny dobór struktury i parametrów siatki delimitacji sieci). Powinien to byB proces iteracyjny, prowadzony „a posteriori” maj4cy na uwadze cel delimitacji sieci i stosowane kryterium (charakterystyka ruchu lub inny parametr). Inne kryteria delimitacji powinny wynikaB z uwagi na potrzeby organizacji ruchu inne z uwagi na sterowanie ruchem (inny horyzont operacyjny). W pierwszym przypadku intuicyjnie mo>na oczekiwaB, >e w8aFciwe re>imy przestrzenne b:d4 wi:ksze. Innym sposobem delimitacji jest wyró>nianie logicznych re>imów przestrzennych w oparciu o wybrane kryteria (w tym wypadku rodzaj sterowania sygnalizacj4 Fwietln4). Taki podzia8 prezentuje rys. 4.
Rys. 4. Podzia8 sieci drogowej w oparciu o istniej4ce lub planowane re>imy dla zdefiniowanej logiki sterowania (cztery hipotetyczne podobszary ATCS w analizowanej sieci)
Na rys. 4 pokazano podzia8 obszaru sieci drogowej miasta Katowice na pi:B wyró>nionych re>imów przestrzennych. Kryterium decyzyjnym w tym przypadku jest przynale>noFB elementów sieci drogowej (b4di nie) do jednego z czterech obszarów sterowania centralnego (obszary tzw. strefy) lub do otoczenia zewn:trznego. Na rys. 4 (grube linie koloru czerwonego) pokazano cztery takie obszary nale>4ce do hipotetycznego systemu ATCS (84czone w trakcie dzia8ania systemu np. w ramach logiki typu mariage&divorce). W ten sposób w trakcie dalszej analizy jest mo>liwe zestawianie charakterystyk ruchu i innych miar efektywnoFci sieci drogowej w oparciu o zdefiniowane wczeFniej re>imy przestrzenne (oraz w odniesieniu do pola ich powierzchni). W tym kontekFcie dla analizowanej sieci drogowej obliczane s4 wskainiki oddzia8ywania w zdefiniowanych re>imach przestrzennych. Analiza takich wartoFci mo>e pos8u>yB celem zmiany parametrów sterowania sygnalizacj4 Fwietln4 w ramach poszczególnych podobszarów systemu ATCS. Dla przyk8adu: zwi:kszanie miar oddzia8ywania ruchu w relacji podobszar strefy otoczenie powinien byB przes8ank4 w kierunku zmniejszenia wartoFci PI (ang. performance index) w strefie, mimo i> w takim re>imie istniej4 rezerwy przepustowoFci (przy braku tych rezerw w jej otoczeniu). Kwesti4 z8o>on4 jest w tym kontekFcie sposób identyfikacji rezerw przepustowoFci w otoczeniu zewn:trznym strefy. W modelu mikrosymulacyjnym, zw8aszcza w prezentowanym podejFciu holistycznym- nie stanowi to problemu. Analizowana jest jednoczeFnie ca8a wprowadzona do modelu symulacyjnego sieB. W realizacji fizycznej proponowanej metody w rzeczywistej sieci drogowej wymaga8o to b:dzie zastosowania pewnych dodatkowych rozwi4zab w zakresie systemów monitorowania i detekcji ruchu poza obszarem strefy sterowania obszarowego. Mo>e to byB zrealizowane w oparciu o cz:Fciowy system detekcji w otoczeniu strefy ew. jakikolwiek inny system oparty np. o metody prognostyczne na bazie ograniczonej liczby punktów detekcji [25].
5. STANY FUNKCJONALNE RE1IMÓW
PRZESTRZENNYCH SIECI DROGOWEJ
Podzia8 sieci drogowej na re>imy przestrzenne, z wykorzystaniem funkcjonalnoFci modeli symulacyjnych, umo>liwia okreFlanie dla tak zdefiniowanych podobszarów nowych charakterystyk ruchu. W literaturze, zmiennoFB czasowo-przestrzenn4 charakterystyk ruchu drogowego w pewnych FciFle okreFlonych przypadkach organizacji ruchu drogowego bywa definiowana jako „tidal flow”(ang. ew. tidal flow line, reversible flow line) [9,23,42,43]. Czasem termin ten dotyczy równie> zmian kierunkowoFci pasów ruchu stosowanych przy zamkni:ciach drogowych, zwi4zanych np. z prowadzonymi robotami. Fakt, >e np. szczyty komunikacyjne mog4 si: przemieszczaB w czasie obserwacji oraz w przestrzeni sieci drogowej (w sensie miejsca koncentracji, ich rozk8adu obszarowego) nazywane bywa mianem p8ywów w sieci drogowej. Przy czym zwykle odnosi si: je do pojedynczych przekrojów sieci, cz:sto konkretnych, nielicznych pasów ruchu lub dróg. W tych przekrojach nast:pnie w zale>noFci od kierunku „p8ywu”, dysponuje si: kierunkowoFci4 pasów ruchu. Dostosowuje si: kierunkowoFB pasa ruchu do
aktualnych parametrów ruchu z wykorzystaniem np. specjalizowanej sygnalizacji Fwietlnej. W praktyce jest to arbitralny podzia8 przepustowoFci przekroju ca8ej drogi w dwóch przeciwnych relacjach. W tych przekrojach przemieszczaj4 si: asymetryczne strumienie ruchu jak równie> zmienna jest ich organizacja (dopuszczalny kierunek ruchu, zale>ny od pory doby, typu systemu sterowania). /ciFlej p8ywy te mog4 byB przemieszczane zamiennie po wspólnych (wspó8dzielonych) elementach infrastruktury transportu w zale>noFci od potrzeb (w funkcji czasu i przestrzeni sieci drogowej) [9,23,42,43]. PodkreFlona powinna byB tu Fcis8a analogia do p8ywów morskich- gdzie praktycznie, ka>dy obszar sieci drogowej mo>e zmieniB rytmicznie charakterystyki ruchu w czasie i przestrzeni. G8ownie dotyczy to dominuj4cego kierunku oddzia8ywania. Obszar sieci drogowej charakteryzuje si: ró>nym dla ró>nych komórek sieci potencja8em generuj4cym i absorbuj4cym w ci4gu doby. Podobnie, stosuj4c analogi:, przy podziale sieci drogowej na re>imy przestrzenne mo>na dla nich wyró>niB charakterystyczne p8ywy (z i do obszaru). Zastosowana w artykule metoda holistyczna umo>liwia obserwacj: tego typu charakterystyk na du>ym obszarze sieci drogowej jednoczeFnie. Delimitacja obszaru sieci drogowej na re>imy przestrzenne i mo>liwoFB identyfikacji ka>dego pojazdu w modelu mikrosymulacyjnym z du>4 dok8adnoFci4 przestrzenn4 – umo>liwiaj4 badanie tych p8ywów. W pewnych interwa8ach dany re>im przestrzenny sieci mo>e stanowiB iród8o p8ywów (generator potoków ruchu rozprzestrzeniaj4cych si: na przyleg8y obszar sieci, potencja8 dominuj4cy w sieci). W innych interwa8ach doby - re>im taki mo>e byB ujFciem (kolektorem, absorbentem) dla potoków z obszaru przyleg8ej sieci. W tym aspekcie rozwa>ane mog4 byB ponadto w8aFciwoFci poszczególnych granic pomi:dzy re>imami przestrzennymi. Charakterystyk: p8ywów mo>na zdefiniowaB dla dowolnego re>imu przestrzennego w sieci drogowej, w którym odbywa si: ruch pojazdów. Podobnie jak w przypadku „tidal flow line” (ew. reversible lane) komórka sieci drogowej mo>e ruch przyjmowaB lub ruch generowaB, ew. znajdowaB si: stanie pewnej umownej „równowagi”. W tym uj:ciu, jeFli dysponuje si: tego typu danymi, optymalizacja ruchu w sieci drogowej sprowadza si: do takiej formy sterowania ruchem, która dostosowuje parametry programów sygnalizacji do kszta8tu trójwymiarowej funkcji, b:d4cej superpozycj4 p8ywów w ka>dej komórce sieci (nie jest to przedmiotem zainteresowania niniejszego artyku8u).
Mo>na zdefiniowaB równie> 2n stanów dodatkowych opisuj4cych ka>da komórk: sieci
drogowej gdzie n- oznacza liczb: s4siednich dla danej komórki re>imów przestrzennych. Wyst:puje tu równie> analogia do potencja8ów generuj4cych i absorbuj4cych w rejonach komunikacyjnych w zagadnieniach modelowania ruchu drogowego. W tym jednak przypadku, z uwagi na funkcjonalnoFci programów symulacyjnych istnieje znacznie szersza mo>liwoFB wykonywania analiz. Dok8adnoFB analizy w tym przypadku nie jest specjalnie ograniczona. Ide: p8ywów dla re>imów przestrzennych pokazano na rys. 5.
Rys. 5. P8ywy dla wyró>nionego re>imu ij obszaru sieci drogowej qród8o: opracowanie w8asne.
Rys. 5, przedstawiaj4cy jednorodny podzia8 sieci drogowej na re>imy przestrzenne (sta8a siatka delimitacji), demonstruje fakt, >e wyró>niona komórka ij (na rysunku oznaczona czerwon4-przerywan4 lini4) w modelu mikrosymulacyjnym sieci drogowej w chwili czasu t jest iród8em (generatorem) dla czterech potoków (lub strumieni) ruchu wyp8ywaj4cych do innych s4siednich komórek sieci. Pomini:to w tym opisie cztery inne komórki, pozbawione ci4g8ych granic z analizowan4 komórk4. W przypadku podzia8u obszaru sieci drogowej siatk4 heksagonaln4 mo>e to byB szeFB potoków/strumieni ruchu itd.) o nat:>eniu !"#$%&"'$(&)* , gdzie zmienne ki l opisuj4 „kierunki” migracji w sieci po
zmiennych identyfikuj4cych poszczególne komórki jej obszaru: x, y (i, j- pomocnicze
zmienne indeksowe). Indeks górny „wy” oznacza pojazdy wyje>d>aj4ce z komórki,
analogicznie „we” oznacza pojazdy wje>d>aj4ce do komórki. W tym samym czasie wyró>niona na rysunku 5 komórka jest ujFciem (absorbentem) dla innych czterech potoków (strumieni) ruchu wp8ywaj4cych do niej !"#$%&"'$(&)+ . JednoczeFnie w analizowanej
komórce pozostaj4 potoki/strumienie o nat:>eniu równym !#')jest to tzw. ruch wewn:trzny.
Potoki ruchu mog4 wyst:powaB np. w skrajnych komórkach sieci. Taki podzia8 jest prawdziwy dla przypadku obj:cia re>imem przestrzennym ka>dego pojedynczego w:z8a w sieci drogowej (cztery „wloty” i cztery „wyloty” z komórki analizy). W innych przypadkach, gdy wyst:puje wi:cej ni> jedna droga na jednej lub wi:kszej liczbie granic obszaru re>imu, ka>de z wyra>eb !"#$%&"'$(&), , jest sum4 cz4stkowych potoków (strumieni)
ruchu, poruszaj4cych si: przez poszczególne granice mi:dzy re>imami przestrzennymi (w przypadku podzia8u w oparciu o figury czworoboczne):
!"#$%&"'$(&), - . ./0 !"#$%&"'$(&),
123 4
523 (1)
gdzie:
mo- liczba potoków ruchu w kierunkach k,l, 6 7 "89 :&9 : ; 8, na granicy o, k (-1,1),
l (-1,1);
o- liczba granic re>imu przestrzennego (2,3,4,5,6…itd.).
Prawdopodobnie podzia8 sieci bardziej szczegó8owy ni> w oparciu o re>imy heksagonalne nie b:dzie racjonalny. Opcjonalnie dla wi:kszej liczby dróg na granicy
dwóch re>imów przestrzennych mo>na zmniejszyB wymiar siatki delimitacyjnej sieci drogowej.
Powo8ywanie si: w opisie p8ywów zarówno na potoki i strumienie ruchu wynika z faktu, >e elementem analizy s4 równie> komórki skrajne sieci gdzie identyfikowane b:d4 wy84cznie potoki O-D wi:iby ruchu w obszarze analizy. Obrazem p8ywów mo>e byB trójwymiarowa funkcja opisuj4ca siec drogow4 w miejscach wyst:powania infrastruktury transportu. Przy uwzgl:dnieniu liczby pojazdów w stanie „zerowym” modelu mikrosymulacyjnego w sieci (t = 0), w ka>dej komórce ij, o wartoFci:!#')<, w kolejnych
interwa8ach pomiarowych dla modelu wartoFB !#') mo>na zapisaB jako:
!#')"= >!=& - !#')<"=& > ?!#')"?=& (2) gdzie:
?!#') - @!"#$%&"'$(&)+ A !"#$%&"'$(&)* @
WartoFB !#') jest liczb4 pojazdów pozostaj4cych w komórce, stanowi4cych w jej
obszarze ruch wewn:trzny (ew. pojazdy pozostaj4ce w spoczynku). Równania (1)-(2) mo>na rozpisaB w zale>noFci od stanu pojazdu (ruch, spoczynek) oraz ich struktury rodzajowej. Do tej wartoFci dochodzi ruch generowany jak równie> odejmowany jest ruch pojazdów akumulowanych w lokalnych kolektorach. Ka>da z analizowanych wartoFci jest ponadto zmienna w funkcji czasu, w którym mo>na obserwowaB jej przyrosty:
?!"#$%&"'$(&),"BCDBCEF& - @!
"#$%&"'$(& ),"BC&
A !"#$%&"'$(&),"BCEF& @ (3)
w równaniach (1)-(3) mo>na stosowaB inne zmienne takie jak np. g:stoFB ruchu itp. Na rysunku 6 zaprezentowano przyk8ad analizy p8ywów dla nat:>eb ruchu w modelowanej sieci drogowej. SieB drogowa miasta Katowice, jedna minuta analizy, ok. 40 tys. pojazdów.
Na rysunku 6 celowo zastosowano czarne t8o obszaru sieci w celu uwypuklenia ró>nic w nasyceniu barw na poszczególnych wykresach. Na rys. 6 w kolejnych „wierszach macierzy wykresów” przedstawiono liczb: pojazdów: pozostaj4cych w komórkach analizy, wje>d>aj4cych do komórki analizy i opuszczaj4cych jej obszar. Nasycenie barwy na danym wykresie odpowiada liczebnoFci pojazdów danego typu w obszarze analizy. Im wi:cej pojazdów w danym re>imie sieci- tym jaFniejszy w tym miejscu kolor. Podobnie jak kartogram potoków ruchu dla pojedynczego skrzy>owania, równie> wykres tego typu jest pewnym syntetycznym sposobem oceny – tym razem ca8ej sieci drogowej, w uj:ciu holistycznym. Kolumny tej macierzy wykresów przedstawionych na rys. 6 odpowiadaj4 analogicznym wartoFci4 w kolejnych interwa8ach obserwacji modelu mikrosymulacyjnego analizowanej sieci drogowej (tu: co 10 sekund, ca8y okres analizy wynosi 1 minut:). Ró>nice mi:dzy wartoFciami w poszczególnych wierszach na rys. 6 odpowiadaj4 formalnie zapisowi poszczególnych równab (1)-(2). Przedstawione powy>ej analizy mog4 byB pomocne dla analizy i zasadnej delimitacji przedmiotowej sieci drogowej.
Rys. 6. P8ywy przestrzenne dla ca8ego obszaru sieci drogowej miasta Katowice qród8o: opracowanie w8asne.
Wydaje si:, >e mo>na w tym kontekFcie (rys. 6) zaproponowaB pewne umowne wyró>nienie stanów funkcjonalnych re>imów (komórek) przestrzennych sieci drogowej, korzystaj4c z analogii do poj:B funkcjonuj4cych w innych dziedzinach wiedzy. Podobnie jak ma to miejsce w biologii, chemii, socjologii, medycynie itd., gdzie analizowane s4 mechanizmy oddzia8ywania pomi:dzy z8o>onymi strukturami organizmów >ywych (wielokomórkowe organizmy >ywe, spo8eczebstwo jako zbiór ró>nych grup spo8ecznych, ludzki organizm). Mo>na zdefiniowaB na bazie proponowanej analogii stany funkcjonalne re>imów przestrzennych sieci drogowej i okreFliB je mianem: asocjacji, dysocjacji i stabilnej pracy (w biologii: homeostazy). Jeden z wymienionych stanów funkcjonalnych mo>e byB okreFlony dla dowolnych re>imów przestrzennych sieci drogowej. Pewne problemy mo>e wzbudzaB taka klasyfikacja dla przypadków wyst:powania wi:kszej liczby granic pomi:dzy re>imami przestrzennymi. Stan funkcjonalny re>imu przestrzennego nie powinien byB prost4 sum4 kierunków p8ywów na jego granicach. OczekiwaB nale>y, >e w8aFciwym sposobem post:powania w tym przypadku powinno byB uwzgl:dnianie wag poszczególnych dróg/ulic 84cz4cych re>imy przestrzenne (np. w formie klasy b4di kategorii danej drogi). Stanem asocjacji re>imu przestrzennego, w tym kontekFcie, mo>na opisaB sytuacj: gdzie nast:puje „wi4zanie si:” pojedynczych komórek sieci drogowej w zespo8y obszarowe (asocjaty). W zjawisku asocjacji re>imów przestrzennych mo>na wyró>niB ponadto w8asnoFB podatnoFci danego obszaru na integracj: z innymi obszarami sieci drogowej (zale>n4 od parametrów: infrastruktury, sterowania, organizacji i zarz4dzania ruchem). W tym sensie mo>na wyró>niB asocjaty: silne i s8abe. Podobnie jak w nauce o chemii, asocjacja re>imów przestrzennych powoduje zmian: w8aFciwoFci takich po84czonych struktur. Dwa re>imy przestrzenne funkcjonuj4ce np. w ramach jednej logiki
sterowania wykazuj4 inne w8aFciwoFci ani>eli w przypadku braku sterowania lub funkcjonowania poza wzajemnym uk8adem powi4zab. Podobnie w konsekwencji podj:tej wy>ej próby definicji stanów funkcjonalnych, mo>na spróbowaB zdefiniowaB zjawisko dysocjacji re>imów przestrzennych Dysocjacja b:dzie okreFlana, jako proces rozpadu zwi4zków pomi:dzy re>imami przestrzennymi sieci drogowej pod wp8ywem aktualnych warunków ruchu (charakterystyk ruchu, sterowania i organizacji, zdarzeb losowych). Dysocjacja w tym wypadku b:dzie obrazem zaniku ruchu pomi:dzy dwoma re>imami przestrzennymi. Procesy dysocjacji i asocjacji re>imów mog4 zachodziB „naturalnie” na skutek zmian charakterystyk ruchu (np. zator drogowy odcina jakiF fragment sieci, faza ruchu o d8ugim czasie trwania sygna8u zielonego 84czy dwa re>imy itp.) lub mog4 byB sterowane w sposób celowy np. zmianami stanów sygnalizacji Fwietlnej. Dla przyk8adu zaistnienie zdarzenia drogowego w danym re>imie mo>e skutkowaB celow4 jego dysocjacj4 w ramach logiki sterowania systemu obszarowego. Wydaje si:, >e z uwagi na du>e podobiebstwo sieci drogowej do >ywego organizmu, proponowana analogia jest zasadna.
Rys. 7. Ilustracja potencja8ów granicznych dla pojedynczego re>imu sieci drogowej qród8o: opracowanie w8asne.
Nale>y zauwa>yB, >e z uwagi na sposób delimitacji sieci drogowej oraz jej organizacj: i inne parametry np. sterowania mo>na wyró>niB re>imy przestrzenne o charakterze zamkni:tym lub otwartym. Podobnie poprzez analogi: do definicji istniej4cych w biologii, okreFliB mo>na stan stabilny (swoist4 „homeostaz:”) re>imu przestrzennego, jako zdolnoFB utrzymywania zadanych parametrów wewn:trznych ruchu drogowego w obszarze komórki. Poj:cie to podobnie jak w nauce o biologii dotyczy zdolnoFci do samoregulacji procesów „ruchu” w ramach obszaru re>imu. Wykorzystana wy>ej analogia nie jest pe8na z uwagi na fakt, >e w odniesieniu do re>imów przestrzennych sieci drogowej celem nie jest utrzymanie stanu stabilnego wewn4trz tej struktury, ale równie>, a mo>e przede wszystkim zapewnienie maksymalnego przep8ywu przez komórk:. W tym znaczeniu nale>y bardziej upatrywaB tego celu w zadaniu podtrzymania sta8ych parametrów strumieni ruchu na okreFlonym poziomie. Jak najwi:kszej p8ynnoFci ruchu, jak najmniejszych kolejek itp. Pomi:dzy komórkami (re>imami) sieci drogowej mo>na wyró>niB pewne bariery (potencja8y graniczne), które decyduj4 o stanie funkcjonalnym (dla siatki heksagonalnej
pokazanej na rys. 7. mo>na wyró>niB szeFB takich wartoFci Pi). Poprzez regulacj: tej
w8aFciwoFci zwi4zanej z oddzia8ywaniem dwóch re>imów (na ca8ej ich granicy) mo>na regulowaB zjawiskiem asocjacji i dysocjacji poszczególnych re>imów przestrzennych. W tym sensie delimitacja sieci drogowej mog8aby byB prowadzona w oparciu o po8o>enie geograficzne sygnalizatorów na wlotach wszystkich skrzy>owab. Poni>ej w tablicy 1 opisano w zarysie mo>liwe stany funkcjonalne komórek sieci drogowej w zale>noFci od aktualnych wartoFci p8ywów. Nale>y zauwa>yB, >e w przypadku sieci drogowej p8ywy nie musz4 mieB dominuj4cego kierunku. W odró>nieniu od innych zjawisk (np. p8ywów morskich) proces nie przebiega dla ruchu drogowego w jednorodnym Frodowisku.
W nawi4zaniu do uproszczonego opisu zaprezentowanego w tablicy 1, mo>na zbudowaB siatki przejFB dla stanów funkcjonalnych ka>dego re>imu przestrzennego jak i dla ca8ej sieci. Siatki przejFB tego typu mog4 stanowiB odpowiedniki planów sygnalizacji Fwietlnej. Korzystaj4c z tych siatek mo>na w dalszej kolejnoFci wyznaczaB logik: sterowania w sieci drogowej. Mo>na w tym celu stosowaB znan4 z systemów ATCS logik: mariage&divorce lub us8ugi z katalogu architektury ITS. Komórki silnie dysocjacyjne mo>na wy84czaB poza obszar sterowania ACTS lub traktowaB je, jako globalne i lokalne kolektory ruchu (z zale>noFci od charakterystyki procesu dysocjacji). Komórki wykazuj4ce asocjacje nale>y w84czaB w obszar sterowania ruchem. Wszystkie z wymienionych operacji: 84czenie re>imów i roz84czanie powinny byB prowadzone w oparciu o sterowanie
potencja8ami G#'5 na granicach pomi:dzy poszczególnymi re>imami z uwzgl:dnieniem
globalnej wartoFci indeksu PI dla systemu ATCS. Metoda tego typu, w aspekcie sterowania ruchem, predestynowana jest wi:c dla obszarów sieci drogowych o du>ym rozmiarze, jak równie> z du>ym udzia8em skrzy>owab wyposa>onych w sygnalizacj: Fwietlna. Na skrzy>owaniach z sygnalizacj4 Fwietln4 mog4 byB oparte granice re>imów przestrzennych. Innym sposobem mo>e byB rozwi4zanie sterowania ruchem w oparciu o re>imy wyznaczone na podstawie opisanych wy>ej charakterystyk obszarowych i zasadnej delimitacji obszaru sieci. W takim przypadku powinien byB w ramach sieci ustalony zbiór offsetów dla sygnalizacji wynikaj4cy z ró>nicy odleg8oFci pomi:ty granicami re>imów a lokalizacj4 sygnalizatorów wjazdowych/wyjazdowych z i do tych struktur.
Tablica 1
Wybrane stany funkcjonalne re4imów przestrzennych
Lp. !
#') !#')+ !#' )*
Opis wybranego stanu komórki (re>imu) z punktu widzenia przyleg8ej sieci drogowej
1 0 0 0 SieB pusta, nieobci4>ona ruchem pojazdów, stan wyjFciowy symulacji
2 const const const Re>im przestrzenny funkcjonuje stabilnie. Przy czym warunki ruchu okreFlaj4 obserwowane charakterystyki. Fakt
przyjmowania pojazdów przez komórk: oraz ich „ekspediowania” nale>y traktowaB jako stan asocjacji z
przyleg8ym obszarem sieci drogowej
3 + + + Komórka w stanie silnej asocjacji, roFnie oddzia8ywanie obustronne, roFnie równie> ruch wewn:trzny, komórka w
tym stanie funkcjonalnym wymaga zmniejszenia bariery potencja8u w stosunku do przyleg8ego otoczenia w zale>noFci od wartoFci ruchu generowanego. W zale>noFci od kierunków p8ywów na poszczególnych granicach mo>na zdefiniowaB ró>ne strategie sterowania. W przypadku braku rezerw przepustowoFci w przyleg8ych komórkach sieci, stan ten mo>e szybko powodowaB dysocjacj: ca8ych obszarów sieci drogowej. Zw8aszcza je>eli w danej sieci istnieje ma8a
liczba wariantów tras
4 + - + Komórka w stanie asocjacji, dominuj4 potoki generowane w obszarze, które znajduj4 ujFcie w przyleg8ym obszarze
sieci.
Komórka obci4>a przyleg8e obszary sieci, asocjacja roFnie. Asocjacja w tym przypadku nie wykazuje symetrii. 5 + + - Komórka w stanie asocjacji, dominuj4 potoki generowane
w obszarze ale komórka jeszcze nie obci4>a przyleg8ych obszarów sieci. Tego typu komórka wykazuje objawy rosn4cej asocjacji przy chwilowej asymetrii tego procesu. 6 + - - Komórka w stanie dysocjacji, dominuje ruch wewn:trzny, ruch w re>imie nie wp8ywa na sieB i „vice versa”, mo>na j4
np. od84czyB logicznie od sieci, mo>e staB si: kolektorem dla przyleg8ych obszarów sieci. Stan ten mo>e jednak równie> wyst:powaB w przypadku rozleg8ego zatoru przy
ma8ej liczbie po84czeb pomi:dzy komórkami sieci drogowej.
7 - + + Komórka w stanie silnej asocjacji, mo>na przy ma8ym ruchu wewn:trznym zwi:kszyB priorytet dla potoków tranzytowych poruszaj4cych si: przez obszar komórki,
mo>na traktowaB t4 komórk:, jako kolektor w sieci. Stosuj4c analogi: do terminu „w4skie gard8o” b:dzie to
jego przeciwiebstwo
8 - - + Komórka w stanie asocjacji, komórka obci4>a przyleg8e obszary sieci, asocjacja maleje zanikaj4c przy zmniejszaj4cym si: ruchu wewn:trznym, mo>na j4 od84czyB logicznie od sieci lub wykorzystaB, jako kolektor
ruchu
9 - + - Komórka w stanie asocjacji, akumuluje ruch z przyleg8ych obszarów, komórki tego typu s4 kolektorami dla ca8ej sieci 10 - - - Komórka w stanie silnej dysocjacji, maleje ruch
wewn:trzny, ruch w
re>imie nie wp8ywa na sieB i „vice versa”, mo>na j4 od84czyB logicznie od sieci lub zmieniB parametry sterowania lub traktowaB j4 jako kolektor dla z punktu
widzenia rozleg8ych obszarów sieci drogowej „+”- wartoFB roFnie;„-’’ - wartoFB maleje; „const”- sta8a wartoFB>0;
6. SCHEMAT BLOKOWY DELIMITACJI SIECI
Dysponuj4c na bazie wyników z mikrosymulacji, charakterystykami oddzia8ywania w sieci drogowej oraz innymi danymi parametryzuj4cymi obszar analizy mo>na próbowaB przeprowadziB procedur: jej delimitacji i kwantyfikacji. Jak zaznaczono wy>ej procedura taka powinna mieB charakter iteracyjny. Dla przyk8adu, delimitacja sieci w efekcie przeprowadzenia, której cz:FB jakiejkolwiek kolejki na odcinku mi:dzy skrzy>owaniami znajdzie si: w dwóch ró>nych obszarach nie ma wi:kszego sensu. Prawdopodobnie mog4 wyst4piB przypadki delimitacji, gdzie >adna z mo>liwych siatek delimitacji nie pozwoli na unikni:cie podzia8u kolejki pomi:dzy ró>nymi re>imami przestrzennymi. Tym niemniej w procesie iteracyjnym nale>y zminimalizowaB liczb: takich b8:dnych przypadków. Tego typu b8:dy mo>na okreFliB mianem logicznych. Podobnie dla wielu innych charakterystyk obszarowych sieci proces iteracyjny delimitacji powinien minimalizowaB globaln4 wartoFB wariancji charakterystyk w poszczególnych re>imach przestrzennych. Tzn. wartoFci charakterystyk z punktu globalnego widzenia sieci nie powinny zale>eB od sposobu jej podzia8u (zaleta podejFcia holistycznego). W przypadku delimitacji ci4g8ej lub dla delimitacji dyskretnej dla bardzo ma8ych re>imów przestrzennych problem ten nie wyst:puje. Poszczególne kroki schematu blokowego delimitacji mog4 przedstawiaB si: w sposób nast:puj4cy:
1. Wybór celu delimitacji: zarz4dzanie, organizacja i sterowanie ruchem. Cel delimitacji implikuje rozmiar lub/i kszta8t komórki siatki delimitacji obszaru sieci drogowej. W przypadku organizacji i zarz4dzania ruchem mo>na oczekiwaB, >e zasadna b:dzie delimitacja w oparciu o wi:ksze rozmiary komórek. W przypadku sterowania ruchem rozmiar komórki siatki delimitacji powinien zapewniaB mo>liwoFB kontroli re>imów przestrzennych, w których znajdowaB si: b:d4 krótkie kolejki, np. pojazdów poruszaj4cych si: w kierunku dopuszczanym za pomoc4 strza8ki kierunkowej.
2. Kolejnym krokiem jest wybór charakterystyki lub zbioru charakterystyk, która stanowi kryterium dla celu organizacji b4di sterowania ruchem drogowym,
3. W tym kroku nast:puje okreFlenie rodzaju delimitacji czy ma ona odbywaB si: z dok8adnoFci4 do punktu w obszarze sieci drogowej lub te> z dok8adnoFci4 do zadeklarowanej siatki delimitacji. Krok ten mo>e byB powi4zany z wyborem charakterystyki, która z góry narzuca8a b:dzie zasadny sposób delimitacji.
4. Kolejnym krokiem mo>e byB analiza b8:dów logicznych delimitacji. Dotyczy to np. wspomnianego wy>ej podzia8u pojedynczej kolejki na ró>ne re>imy przestrzenne, generowanie charakterystyk w obszarze gdzie nie wyst:puje infrastruktura drogowa itp. Ten drugi przypadek mo>e wyst:powaB przy jednorodnej siatce delimitacji obszaru, gdy jedna z komórek obejmie ma8ym fragmentem ulic: o du>ym obci4>eniu ruchem (powstaj4 wtedy re>imy obszarowe ze sztucznym obci4>eniem ruchem).
Rys. 8. Schemat blokowy procedury delimitacji sieci drogowej qród8o: opracowanie w8asne.
5. W tym kroku mo>na zweryfikowaB korzystaj4c z procedury iteracyjnej wartoFB globalnej wariancji badanej charakterystyki przy zmianie rozmiaru komórki siatki delimitacji w zakresie wartoFB wi:kszych i mniejszych od zadeklarowanego rozmiaru wyjFciowego. Ma8e wartoFci globalnej wariancji powinny stanowiB kryterium przyj:cia wyznaczonego sposobu delimitacji, du>e wartoFci powinny skutkowaB powrotem do ponownego okreFlenia rozmiaru komórki siatki delimitacji lub zmiany sposobu delimitacji i jej charakterystyki. W praktyce przedstawiony sposób delimitacji mo>e byB znacznie bardziej skomplikowany. Zasadnym mo>e byB, przy sta8ym wymiarze powierzchni komórki siatki delimitacji, wariantowanie granic pojedynczych komórek- w celu dopasowania ich do topologii infrastruktury transportu.
6. Wyznaczona siatka delimitacji stanowi podstaw: dla celów podzia8u sieci drogowej pod k4tem organizacji, zarz4dzania i sterowania ruchem drogowym. W tym celu na bazie wartoFci charakterystyk uzyskanych w poszczególnych re>imach przestrzennych mo>e nast4piB ich kwantyfikacja w obszarze sieci poprzez wprowadzenie syntetycznego wskainika dla ca8ej komórki. Takie wskainiki mog4 stanowiB równie> kryteria sterowania ruchem drogowym.
WYBÓR PRZETWARZANEJ CHARAKTERYSTYKI LUB ZBIORU CHARAKTER. ! CI}G~A DYSKRETNA WYBÓR CELU DELIMITACJI: ZARZ}DZANIE, ORGANIZACJA, STEROWANIE RUCHEM B~DY LOGICZNE TAK NIE ANALIZA GLOBALNEJWA RTO/CI WARIANCJI CHARAKTERY-STYKI RODZAJ DELIMITACJI WYBÓR PRAMETRÓW SIATKI AKCEPTACJA PODZIA~U DLA WYBRANYCH ZA~OE !V 0
7. WNIOSKI I UWAGI KO7COWE
Praktyczne znaczenie zasadnej delimitacji sieci drogowej na re>imy przestrzenne jest istotne z uwagi na obserwowany w ostatnich latach gwa8towny wzrost ruchu oraz towarzysz4c4 temu procesowi wzrost jego niejednorodnoFci przestrzenno-czasowej przy jednoczesnym wyczerpywaniu si: przepustowoFci sieci ulic. Zauwa>alna jest dysproporcja pomi:dzy wzrostem poziomu ruchu, a rozwojem infrastruktury transportu drogowego i jego wyposa>enia technicznego. W tym sensie nale>y wykorzystywaB, ka>d4 dost:pn4 przestrzeb w ramach istniej4cych sieci drogowych. Przede wszystkim operator systemu ATCS mo>e dysponowaB informacj4 w przedmiocie rozk8adu charakterystyk asocjacji/dysocjacji komórek w sieci drogowej. Mo>e to byB jednoznaczn4 przes8ank4 do konstruowania w sposób dynamiczny obszaru strefy sterowania systemu ATCS. Obszar ten ponadto mo>e byB rekonfigurowany w okreFlonym interwale czasu (odpowiednim do wspó8dzia8ania z systemem sterowania). Nie jest to identyczne podejFcie z istniej4c4 logik4 mariage&divorce w systemach ATCS. W tym przypadku otrzymuje si: pewn4 informacj: przestrzenn4 dla re>imu, a nie w odniesieniu do pojedynczych elementów infrastruktury.
Problematyczna jest implementacja proponowanej funkcjonalnoFci modeli
mikrosymulacyjnych ruchu w oparciu o pomiar zak8óceb w rzeczywistych sieciach drogowych. W praktyce mo>e tego typu podejFcie byB zrealizowane np. dopiero po wyposa>eniu praktycznie wszystkich pojazdów znajduj4cych si: w danej sieci drogowej w jednostki typu OBU (ang. On Board Unit) i CVC (ang. central vehicle computer). Mo>na oczekiwaB, >e takie zmiany mog4 nast4piB nie pr:dzej ni> za dwie dekady. Mo>na próbowaB oprzeB dzia8anie tego typu systemu delimitacji równie> o rejestratory ruchu zlokalizowane na pasach ruchu drogowego [24]. Mo>na równie> wykorzystaB proponowan4 metod: delimitacji stosuj4c systemy znaków zmiennej treFci VMS (ang. variable-message sign). DodaB nale>y, >e tego typu logika delimitacji mo>e funkcjonowaB w odniesieniu do dowolnie zdefiniowanego obszaru sieci drogowej. Ponadto kierunek zmian zachodz4cych w poszczególnych komórkach (przejFcia asocjacja dysocjacja i inne; analizy w oparciu o poszczególne granice re>imu z komórkami s4siednimi) mog4 byB wykorzystywane w celu przewidywania przysz8ych stanów sieci, a co za tym idzie przygotowywanie przysz8ych planów sygnalizacji. Zalety przedstawionej metody mog4 byB zw8aszcza istotne przy wspó8dzieleniu informacji pochodz4cych z systemu sterowania ruchem z systemem zarz4dzania przestrzeni4 parkingow4. Charakterystyki p8ywów w sieci drogowej mog4 uwzgl:dniaB pojazdy pozostaj4ce w spoczynku. W tym aspekcie mo>liwe jest zasadne obci4>anie sieci ruchem pojazdów poszukuj4cych miejsca postojowego w odniesieniu do komórek wykazuj4cych silne w8aFciwoFci dysocjacyjne. Oznacza to lepsze wyt8umienie w sieci drogowej, w godzinach szczytu, ruchu ja8owego. Obecnie w godzinach ruchu szczytowego kilka procent pojazdów stanowi4 te, które cyrkuluj4 w sieci w poszukiwaniu miejsc parkingowych (ruch ja8owy). Implementacja metody delimitacji sieci drogowych mo>e byB przeprowadzona w oparciu o specjalizowane uk8ady modelowania i sterowania ruchem w transporcie [14].
Obecnie problematyczna pozostaje kwestia mo>liwoFci wykorzystania proponowanej metody w celu bezpoFredniego sterowania ruchem drogowym. Czas zwi4zany z przetwarzaniem danych, przekracza co najmniej kilku-kilkunastokrotnie stosowane maksymalne d8ugoFci cyklu pracy sygnalizacji Fwietlnej. Przy czym nale>y zauwa>yB, >e
proponowane podejFcie dotyczy analizy ruchu w ca8ej lub du>ym fragmencie sieci drogowej. Umo>liwia to w przypadku rozleg8ych sieci drogowych zastosowanie kosztownych pojedynczych jednostek obliczeniowych. Efektywne wykorzystanie ca8ej dost:pnej pojemnoFci komunikacyjnej sieci drogowej wymaga ponadto u>ycia poza samym systemem ATCS równie> innych spoFród 33 us8ug ITS zdefiniowanych w referencyjnym katalogu opracowanym przez FHWA (Federal Highway Administration). Pomocny w tym zakresie mo>e byB zw8aszcza system znaków zmiennej treFci VMS. System tego typu jest predestynowany dla celów elastycznej regulacji zjawiska p8ywów w obszarze sieci drogowej.
Wa>nym zagadnieniem w odniesieniu do metody delimitacji sieci drogowych jest problem analizy sprawnoFci skrzy>owab zlokalizowanych w ci4gach [7]. W tym aspekcie proponowana metoda delimitacji mo>e pozwoliB na korelowanie wp8ywu pomi:dzy skrzy>owaniami, nie tylko s4siednimi- lub zlokalizowanymi w ci4gach, ale w szerszej perspektywie holistycznej, z punktu widzenia charakterystyk ruchu w ca8ej sieci drogowej. Z tym problemem powi4zany jest równie> problem odpowiedniego dla warunków ruchu doboru typu i projektowania elementów geometrycznych skrzy>owab miejskich [26]. Kryterium doboru skrzy>owania mo>e byB w tym aspekcie ustalane w odniesieniu nie tylko do przepustowoFci obiektu, ale równie> z punktu widzenia jego oddzia8ywania na pozosta8e elementy w sieci drogowej
Bibliografia
1. Borruso G.: Network Density Estimation: A GIS Approach for Analysing Point Patterns in a Network Space. Transactions in GIS 12(3), 2008, pp. 377–402.
2. Borruso G.: Network Density and the Delimit. of Urban Areas. Trans. in GIS 7(2), 2003, pp. 177–191. 3. Basiewicz T., Go8aszewski A., Rudzibski L.: Infrastruktura Transportu. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
4. Celibski I, Sierpibski G.: Wyznaczanie Frodków ci4>enia rejonów komunikacyjnych na potrzeby modelowania ruchu. Transport Miejski i Regionalny 1/2011, s. 2-10.
5. Celibski I., Krawiec S., Macioszek E., Sierpibski G.: The Analysis of Travellers Behaviour in the Upper Silesian Conurbation. The Archives of Transport, Vol. XXIV, No 4/2012, pp. 441-461.
6. Celibski I., ochowska R., Sobota A.: Koncepcja podzia8u obszaru na rejony komunikacyjne w aspekcie modelowania ruchu. Logistyka nr 4/2010.
7. Chodur J.: Funkcjonowanie skrzy>owab drogowych w warunkach zmiennoFci ruchu, Monografia 347, seria: In>ynieria L4dowa, Politechnika Krakowska, Kraków 2007.
8. EUROPEAN PATENT SPEC.: Method for surveying, processing and making use of data concerning the topographic conformation and the morphology of land and road network. EP 1 505 547 B1.
9. Fafieanie M., Sambell E.: Dynamic Tidal Flow Lane on Provincial Roads in the Netherlands. Univeristy of Twente, Twente2008, document pdf; ods8ona 26.06.2013.
10. Ferreira J., Condessa B., Almeida J., Pinto P.: Urban settlements delimitation in low-density areas…, Landscape and Urban Planning 97, Elsevier 2010, pp. 156–167.
11. Jacyna M.: Modelowanie i ocena systemów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
12. Jiang N., Yang X., Tang S.: Delimitation of Traffic Coordinated Control Sub-area for the Road Network Containing Freeway. Workshop on Power Electronics and ITS, 2008.
13. Karob G., Janecki R., Sobota A., Celibski I., Krawiec S., Macioszek E., Pawlicki J., Sierpibski G., Zientara T., ochowska R.: Program inwestycyjny rozwoju trakcji szynowej na lata 2008-2011. Analiza ruchu. Praca naukowo-badawcza NB-67/RT5/2009.
14. Kawalec P.: Analiza i synteza specjalizowanych uk8adów modelowania i sterowania ruchem w transporcie. T. 68, seria: Transport, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2009.
15. Krawiec S., Karob G., Celibski I., Sobota A.: Warunki ruchu w sieci drogowej konurbacji górnoFl4skiej w latach 2007-2008. Zeszyty Naukowe Politechniki /l4skiej, nr 1825, s. Transport 2010, z. 66, s. 43-56. 16. Mitchell R.B., Rapkin C.: Urban traffic-A function of land use. Columbia Univ. Press, N. York 1954. 17. Leszczybski J.: Modelowanie systemów i procesów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 1999, s.19.
18. Loo B., Yao W., Yao Sh.:The Rural-Urban Divide in Road Safety: The Case of China. The Open Transportation Journal 5, 2011, pp. 9-20.
19. Malarski M.: In>ynieria ruchu lotniczego. Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006, s. 34.
20. Okabe A, Yomono H, and Kitamura M.: Statistical analysis of the distribution of points ona network. Geographical Analysis 27: 1995, pp. 151–75.
21. Okabe A., Okunuki K., Shiode S.: The SANET Toolbox: New Methods for Network Spatial Analysis. Transactions in GIS 10(4), 2006, pp. 535–550.
22. Podoski J.: Transport w miastach. Wydawnictwo Komunikacji i ~4cznoFci, Warszawa 1997.
23. Sierpibski G., Celibski I.: Use of GSM Technology as the Support to Manage the Modal Distribution in the Cities. In: Subic A., Wellnitz J., Leary M., Koopmans L. (Eds.): Sustainable Automotive Technologies 2012. Springer, Heidelberg 2012, pp. 235-244.
24. Suda J., K8os A.: Badanie i ocena zintegrowanego detektora pojazdów. Logistyka, Nr 1/2010.
25. Towpik K., Go8aszewski A., Kukulski J.: Infrastruktura transportu samochodowego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006.
26. Tracz M,. Chodur J, Gaca S.: Capacity as criterion for intersection choice in urban conditions, Int. Symposium of Highway Geometric Design, FGSV Verlag, Mainz 2000.
27. VISSIM, Podr:cznik u>ytkownika v.5.4. PTV 2010. 28. VISSIM, User Manual. v.5.2. PTV 2009.
29. WANG L., YAN P, LI Y, LI Z.: Signal Sub-control-area Division of Traffic Complex Network based on Nodes Importance Assessment. Proceedings of the 30th Chinese Control Conference, July 22-24, 2011. 30. ochowska R., Celibski I., Sobota A., Czapkowski L.: Selected issues of a coordinated adaptive road
traffic system application within the Silesian conurbation. Transport systems telematics. TST 2010. 10th Conference, Katowice - Ustrob, October 20-23, 2010. Selected papers. Ed. Jerzy Mikulski. Berlin : Springer, 2010, s. 364-372 (Communications in Computer and Information Science ; vol. 104).
31. ochowska R.: Wyznaczanie macierzy zwi4zków ruchowych w g:stych sieciach drogowych. Zeszyty Naukowe Politechniki /l4skiej, nr kol. 1562, seria Transport, z. 44, s. 203-210, Gliwice 2002.
32. ochowska R.: Wyznaczanie macierzy zwi4zków ruchowych w z8o>onych sieciach drogowych na podstawie znajomoFci nat:>eb na odcinkach mi:dzyw:z8owych. II Konferencja Naukowo-techniczna nt. "Systemy transportowe. Teoria i praktyka", Zeszyty Naukowe Politechniki /l4skiej, nr kol. 1621, seria Transport, z.52, s. 517-524, Gliwice 2004.
33. Topic: 7th Avenue and 7th Street Reverse Lanes. Witryna: http://phoenix.gov/streets/reverselanes.html; ods8ona: 19.03.2013.
34. Yamada I and Thill J.: Local indicators of network-constrained clusters in spatial point patterns. Geographical Analysis 39, 2007, pp. 268–92.
35. Helbing D., Lämmer S., Lebacque J.: Self-Organized Control of Irregular or Perturbed Network Traffic, Optimal Control and Dynamic Games Advances in Computational MS, v. 7, 2005, pp. 239-274
36. GPR 2010; witryna: GDDKiA, www.gddkia.gov.pl; ods8ona 28.06.2013. 37. GoogleMaps; maps.google.pl; ods8ona 26.06.2013.
38. ZUMI; www.zumi.pl;od8sona 26.06.2013. 39. Geoportal; www.geoportal.gov.pl; od8sona 26.6.2013. 40. NORC; www.norc.pl; ods8ona 26.06.2013.
41. Informacja prasowa, http://zikit.krakow.pl/aktualnosci; ods8ona: 26.06.2013.
42. National Cooperative Highway Research Pr. Convertible Roadways and Lanes: Synth. 340, Washington 2004; onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_syn_340.pdf;ods8ona:28.06.2013.
43. American Association of State Highway and Transportation Officials, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, Washington; http://gdhs.digital.transportation.org/; ods8ona: 28.06.2013. 44. www.stat.gov.pl; ods8ona 28.06.2013.
AREA DELIMITATION OF ROAD NETWORK IN TERMS OF MANAGEMENT, ORGANISATION AND TRAFFIC CONTROL
Summary: This paper presents some characteristics of area traffic streams on the road network. The
performance was achieved on the basis of microsimulation model functionality of the road network of Katowice city. Based on the characteristics defined as tidal flow in the road network. This term was introduced by analogy with the terminology used in the Anglo-Saxons literature "tidal flow" or “reversible lane”. Based on observation of tidal flow in the road network area defined concepts of association and dissociation of its separate cells. It also presents other selected characteristics based on classical measures of traffic flows: flow, density, queue etc. This article also presents used characteristics in various fields of knowledge named commonality factors.
