ZESZY TY N A U K O W E PO LITE C H N IK I ŚLĄ SK IEJ
"Seria: T R A N S P O R T z. 52
2004 N r kol. 162J
M ariusz K A C Z M A R E K Jerem i R Y C H L E W S K I2
d e t e k c j a j a k o n i e z b ę d n y e l e m e n t s y s t e m u
ZM IE N N O C Z A SO W E J SY G N A L IZA C JI ŚW IE T L N E J W M IA ST A C H
S treszczenie. O ptym alne sterow anie ruchem ulicznym w iąże się z dostosow yw aniem program ów sterujących do sytuacji ruchow ej. Szczególne znaczenie m a detekcja na skrzyżow aniach z sy g n alizacją zm iennoczasow ą, od odczytów czujników zależy bow iem długość o tw arcia w lotów , a w ięc rów nież długość każdego cyklu. P raw id ło w e sterow anie ruchem przez zm iennoczasow ą sygnalizację św ietlną w ym aga najczęściej stosow ania kilku czujników pojazdów d la każdego w lotu. W m iastach gęsta sieć ulic i kan alizacja skrzyżow ań w ym uszają zastosow anie konkretnych czujników do sterow ania kilk o m a grupam i sygnałow ym i jed n o cześn ie, a niektóre czujniki s ą lokalizow ane w rejonie sąsiednich skrzyżow ań. O pis pow stałego w ten sposób system u detekcji, w raz z k lasy fik ac ją priorytetu m ożliw ego do osiągnięcia na sygnalizacji św ietlnej je s t tem atem niniejszego referatu.
DETECTION A S A N E C E SSA R Y ELEM ENT OF TRAFFIC R E SPO N SIV E TRAFFIC LIGHTS M A N A G E M E N T SYSTEM
Sum m ary. O ptim al street traffic m anagem ent requires traffic lig h ts’ program s to adapt to current traffic array. On ju n ctio n s w ith traffic responsive traffic m anagem ent detection plays a special role, because length o f a “g o ” signal, and consequently length o f a traffic lights cycle, depends on readings from the detectors. P roper traffic m anagem ent by an acyclic program requires usually several detectors to serve one signal. In cities density o f street netw ork and canalisation o f ju n ctio n s prom pts utilisation o f som e detectors to serve several signal groups and location o f detectors som etim es on neighbouring ju n ctio n s. A description o f a detections system thus created w ith a definition o f a scale o f priority possible to obtain on junctions w ith traffic lights is the topic o f this paper.
1. W PR O W A D Z E N IE
D etekcja ruchu je s t nieodzow nym elem entem inteligentnego sterow ania ruchem . Pozw ala on a na sta łą optym alizację program u sygnalizacji św ietlnej uw zględniając chw ilow ą zm ienność ruchu, zarządzanie m iejscam i parkingow ym i w łącznie z inform acją o lokalizacji w olnych m iejsc, inform ow anie kierow ców o zatorach i w ypadkach, sterow anie p ręd k o ścią na drogach ruchu szybkiego, realizow anie priorytetu przez pojazdy transportu zbiorow ego, inform ow anie pasażerów o rzeczyw istym rozkładzie jazd y , pom iar param etrów ruchu, spraw dzanie p rzestrzegania przepisów i w iele innych udogodnień popraw iających jak o ść
1 Zakład Badań O peracyjnych i Sztucznej Inteligencji, Instytut Informatyki Politechniki Poznańskiej, Piotrowo 3a, 61-138 Poznań, tel. (61) 6652128, e-mail: mariusz.kaczmarek@ cs.put.poznan.pl
2 Zakład Dróg Kolejowych, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Poznańskiej, Piotrowo 5, 61-138 Poznań, tel. (61) 6652407, e-mail: jeremi.rychlewski@ put.poznan.pl
234 M . K aczm arek, J. Rychlew ski
transportu. W dużych m iastach, na obszarach zurbanizow anych i w rejonie w ęzłów transportow ych złożoność system ów sterow ania ruchem i gęstość sieci drogow ej pow odują przenikanie się obszarów detekcji. K iedy inform acja z pojedynczego czujnika m oże w pływ ać na algorytm sterow ania kilku sterow ników , ja k to m a często m iejsce w w yżej w ym ienionych lokalizacjach, określenie system u detekcji staje się uzasadnione.
D ośw iadczenia poznańskie z w ykorzystaniem detekcji do optym alizacji program u sterow ania sy g n alizacją św ietln ą rozpoczęły się w raz z in stalacją pierw szych w zbudzanych sygnalizacji tram w ajow ych. W 1974 roku w centrum m iasta zrealizow ano sterow anie skoordynow ane sy g n alizacją św ietlną, która co praw da była stałoczasow a, ale program y były w ybierane na podstaw ie odczytów z czujników zlokalizow anych w jezdni. O becnie Poznań je s t w czołów ce polskich m iast w zakresie stosow ania zm iennoczasow ej sygnalizacji św ietlnej, zarów no na poziom ie lokalnych sterow ników , ja k też centralnego sterow ania koo rd y n acją sygnalizacji św ietlnej [5]. O dczyty z czujników różnego typu w pływ ają zarów no na pracę lokalnych sterow ników , ja k też na algorytm y system ow ego sterow ania ruchem w Poznaniu. Z darza się też, że czujniki nie są zw iązane z pojedynczym skrzyżow aniem , ale o d d ziału ją na lokalne program y kilku sterow ników .
W niniejszym referacie zaprezentow ano dośw iadczenia poznańskie zw iązane z d etek c ją ruchu ulicznego pod kątem optym alizacji pracy sygnalizacji św ietlnej, pominięto natom iast pozostałe zastosow ania detekcji.
2. D ET E K C JA RU C H U SA M O C H O W E G O
D etekcja ruchu sam ochodow ego je s t najczęściej realizow ana za p o m o cą pętli indukcyjnych w puszczonych na 2 - 5 cm w naw ierzchnię bitum iczną. Pierw szy czujnik, krótki o długości 2 - 3 m, znajduje się tuż za lin ią zatrzym ania (1-4 m - nie dalej niż długość najm niejszego pojazdu); je g o r o lą je s t zliczanie liczby pojazdów o raz detekcja pojedynczych pojazdów na w locie (ze w zględu na stosow anie linii ciągłej i charakter ruchu na wlocie w ystarczy 1 czujnik na pas [7]). N a podstaw ie liczby pojazdów sterow nik lokalny lub centralny m oże odpow iednio dobrać ram ow y program sygnalizacji. D rugi czujnik ma długość 20-30 m (zalecana długość nie w iększa niż 25 m [7]), je g o początek znajduje się w odległości 15-30 m od linii zatrzym ania. R o lą tego czujnika je s t detekcja kolejki sam ochodów (a czasam i rów nież długości tej kolejki), dodatkow o zw iększa długość św iatła zielonego po pojaw ieniu się zgłoszenia. Trzeci i ew entualnie czw arty czujnik, ob a krótkie, w y d łu żają trw anie św iatła zielonego lub zgłaszają zapotrzebow anie na zielone światło.
O statni czujnik pow inien być zlokalizow any w odległości od linii zatrzym ania równej długości ham ow ania pow iększonej o drogę p rzejechaną w czasie reakcji rów nym 1 sekundzie (dla 50 km /h - ok. 50 m; d la 70 km /h - ok. 100 m). U zasadnieniem je s z c z e dłuższej detekcji byłoby zapew nienie priorytetu, jed n ak ż e w w arunkach m iejskich taki czujnik znajdow ałby się często na sąsiednim skrzyżow aniu, stąd w Poznaniu zrezygnow ano z takiego rozw iązania.
Program sterow ania pow inien uw zględniać lokalizację czujników , w ydłużając czas zgłoszenia w zakresie um ożliw iającym pojazdow i osiągnięcie kolejnego czujnika.
Z w ykle do w ydłużenia sygnału ,je d ź ” w ystarczy w zbudzenie dow olnego czujnika.
N a zatłoczonych skrzyżow aniach należy jed n ak rozw ażyć skrócenie w ydłużenia sygnału z czujnika lub w ym óg w zbudzenia dw óch (kilku) czujników jed n o cz eśn ie [4], w ten sposób pojedynczy opóźniony kierow ca nie będzie blokow ał sygnału zielonego na innych w lotach.
C zujniki m o g ą być też zlokalizow ane na skrzyżow aniu lub na je g o w ylocie. Istotną rolę w program ie sterow ania m ogą odgryw ać czujniki badające zajętość w ew nętrznych segm entów skrzyżow ań z w y sp ą cen traln ą [3]. K ontrola kolejki pojazdów skręcających w lew o, przepuszczających ruch przeciw bieżny na w prost, m oże rozw iązać dylem at o ptym alnego czasu m iędzyzielonego (um ożliw iającego zjazd pojazdom ze skrzyżow ania, bez
D etekcja ja k o niezbędny elem ent system u zm iennoczasow ej sygnalizacji św ietlnej... 235
zachęcania do w jeżdżania na czerw onym św ietle), pozw ala rów nież popraw ić w arunki ruchu na ciasnych skrzyżow aniach z w y sp ą centralną [5]. W razie n iebezpieczeństw a pow stania zatoru sięgającego kolejnego skrzyżow ania należy na tym skrzyżow aniu zainstalow ać czujniki w yjazdow e, które w odpow iedniej chw ili w yelim in u ją dopływ pojazdów - czujniki takie pow inny być w stanie odróżnić zator od kolum ny przejeżdżających pojazdów .
L okalizacja czujników je s t rów nież uzależniona od lokalnych przyzw yczajeń kierowców . W w ielu m iastach niektórzy kierow cy zatrzym ują się w takiej odległości od linii zatrzym ania, że czujnik nie reaguje. Z achow yw anie dużych odstępów m iędzy pojazdam i może pow odow ać w yłączenie św iatła zielonego z pow odu zbyt długiej absencji pojazdów na czujnikach. W ażnym elem entem m oże się okazać rów nież kontrola jak o ści w ykonania oznakow ania poziom ego, a zw łaszcza linii zatrzym ania.
D etekcja ruchu na skrzyżow aniu m oże być rów nież realizow ana za p o m o cą kam er wideo zaw ieszonych na słupach ośw ietleniow ych [2], R ozw iązanie to elim inuje konieczność nacinania naw ierzchni w celu zainstalow ania czujników , m ożna j e w ięc zastosow ać na wlotach z n aw ierzch n ią b etonow ą lub kostkow ą. W ideodetekcję charakteryzuje m niejsza aw aryjność i w ięk sza trw ałość. Z punktu w idzenia sygnalizacji zm iennocyklicznej istotną zaletą je s t natom iast m ożliw ość zm iany program u odczytu w trakcie eksploatacji, a w ięc elastyczność w w yczulaniu na dane potrzebne do sterow ania ruchem . D o zalet w ideodetekcji zaliczyć należy też rozpoznaw anie w iększej gam y uczestników ruchu, w tym row erzystów . Przykład zasięgu detekcji za p o m o cą kam er w ideo zastosow anej na R ondzie K aponiera w Poznaniu pokazuje rys. 1.
3. D ETEK C JA P O JA Z D Ó W T R A N SPO R T U ZB IO R O W EG O
Ze w zględu na m ałą w porów naniu z ruchem sam ochodow ym intensyw ność ruchu pojazdów transportu zbiorow ego z jed n ej strony i pożądany p riorytet z drugiej, czujniki powinny um ożliw iać śledzenie konkretnych pojazdów i rozpoznanie kierunku poruszania się na skrzyżow aniach.
U kład czujników dla transportu zbiorow ego pow inien się składać z czujnika w jazdow ego, czujnika w yjazdow ego i opcjonalnie z czujników pośrednich lub zew nętrznych.
Każdy czujnik pow inien zliczać pojazdy, co pozw ala na dostosow anie długości św iatła zezw alającego na ja z d ę do rzeczyw istego zapotrzebow ania. Pierw szy czujnik - w jazdow y - powinien się znajdow ać w odległości od linii zatrzym ania dającej sterow nikow i czas konieczny dla żądanej reakcji. O dległość tę, o siąg ającą niekiedy kilkaset m etrów , m ożna obliczyć w edług w zoru (1):
L , = Vproj * [m ax(Tmz, + Tminzieli) + Th + Tr + Tb ] (1) gdzie:
L| - odległość czujnika w jazdow ego od linii zatrzym ania, m;
Vpr0j - prędkość projektow a przy zbliżaniu się do skrzyżow ania, m /s;
T mzi - czas m iędzyzielony m iędzy g ru p ą i oraz sygnałem objętym priorytetem , s;
Tminzieli m inim alna długość sygnału ,je d ź ” łącznie z sygnałem zielonym lub białym migającym d la grupy i, s;
i - d ow olna grupa kolizyjna z sygnałem objętym priorytetem ; Th - czas ham ow ania z prędkości projektow ej do zera, s;
T r - czas reakcji, s;
Tb - dodatkow y czas ew akuacji przy priorytecie bezw zględnym (np. dla przejazdów kolejowych kategorii B m inim um 6 sekund [11]), s.
Rys. 1. Detekcja za pomocą kamer wideo zastosowana na Rondzie Kaponiera w Poznaniu Fig. 1. Detection utilising video recorders applied on Kaponiera roundabout in Poznań
D la priorytetu częściow ego um ożliw iającego w łączenie sygnału ,je d ź ” pomiędzy dw om a dow olnym i fazam i w zór redukuje się do postaci (2):
L , = Vproj * [max(ATmzi) + Th + T r ] (2)
ATm a= T razi- r n in ( T mzij) > 0 (
3
)D etekcja ja k o niezbędny elem ent system u zm iennoczasow ej sygnalizacji św ietlnej. 237
gdzie:
ATmzi - k rytyczna różnica czasów m iędzyzielonych, s.
i - d ow olna grupa z fazy kończącej;
j - d ow olna grupa z fazy następującej kolizyjna z g ru p ą o b ję tą priorytetem ; Tmzij - czas m iędzyzielony m iędzy g ru p ą i oraz g ru p ą j, s;
T mzj —czas m iędzyzielony m iędzy g ru p ą i oraz g ru p ą o b jętą priorytetem , s.
Przy w ydłużaniu sygnału „jedź” w celu przepuszczenia pojazdu priorytetow ego lokalizacja czujnika pow inna je d y n ie zapobiegać w yłączeniu danego sygnału lub innych sygnałów z tej samej fazy.
Jeżeli to r tram w ajow y rozw idla się, czujnik w jazdow y pow inien być selektyw ny.
C zujnik w yjazdow y inform uje o opuszczeniu o d cin k a objętego d ete k c ją przez dany pojazd. D la sterow nika sygnalizacji św ietlnej optym alną lokalizacją tak ieg o czujnika je s t w ięc odcinek toru tuż z a lin ią z a tr z y m a n ia - w ten sposób w m om encie pojaw ienia się pojazdu nad czujnikiem , o ile n ie m a dalszych pojazdów , następuje w yłączenie św iatła „jed ź” (założenie w ym aga jed n ak , aby m otorniczow ie nie przejeżdżali linii zatrzym ania w czasie trw ania sygnału „stój”). M ożna rów nież zlokalizow ać czujnik reagujący na określony elem ent przodu pojazdu przed lin ią zatrzym ania uznając zanik odczytu za m om ent w yłączenia św iatła „jedź” . Błędnym rozw iązaniem je s t natom iast ustaw ienie przed lin ią zatrzym ania czujnika reagującego na cały pojazd - w tedy o obsłużeniu pojazdu dostajem y inform ację dopiero w mom encie zjazdu końca pojazdu, co oznacza stratę około 6 sekund.
Jeżeli przed lin ią zatrzym ania znajduje się przystanek, to odległość czujnika w jazdow ego od linii zatrzym ania Li należy określić zgodnie ze w zorem (4):
L, = Vpr0J * [rnax(Tmzi + Tm-nzicli) + Tr + T b - T p - ^ - ] > 0 (4)
gdzie:
T p - czas postoju na przystanku, s.
Jeżeli Li < 0, to czas obsługi pasażerów je s t dłuższy od w y p rzed zen ia czasow ego w ym aganego przez sterow nik, a w ięc w ystarczy zastosow ać pojedynczy czujnik reagujący na określony fragm ent pojazdu tuż przed lin ią zatrzym ania. R ozw iązanie to je s t słuszne przy założeniu braku priorytetu dla pojazdów uszkodzonych i technicznych. Przy jednolitym taborze m ożna zastosow ać zw ykły pojedynczy czujnik w odległości od linii zatrzym ania m inim alnie m niejszej od długości pojazdu; ze w zględu na konieczność odnow y taboru rozw iązanie takie należy je d n a k uznać za ryzykow ne.
C zujniki pośrednie i zew nętrzne pełnią funkcje pom ocnicze. C zujniki zew nętrzne badają zapełnienie punktów kolizji na skrzyżow aniu o raz torów w ylotow ych, np. w razie lokalizacji przystanków za skrzyżow aniem lub m ałych pow ierzchni akum ulacji przed kolejnym skrzyżow aniem . C zujniki pośrednie p o zw alają z w ięk szą d o k ład n o ścią określić mom ent w yłączenia sygnału J e d ź ” w grupach kolizyjnych.
A ltern aty w ą dla punktow ych czujników s ą czujniki długie lub odcinki izolow ane.
Początek takiego czujnika m ożna określić na podstaw ie w zoru (1) lub (2), koniec pow inien być zlokalizow any w odległości od linii zatrzym ania m niejszej od najkrótszej przew idyw anej długości pojazdu. D ługość o dcinka izolow anego pow inna być obustronnie pow iększona o odległość przodu i tyłu pojazdu do najbliższej osi.
4. D ETEK C JA PIE SZ Y C H I R O W E R ZY ST Ó W
W Poznaniu detekcja pieszych odbyw a się w yłącznie na bazie przycisków . K onieczność n aciśnięcia przycisku stanow i utrudnienie, w iążące się ze stra tą czasu (średnio
238 M. K aczm arek, J. Rychlewski
2,5 sekundy), k o n ieczn o ścią znalezienia w łaściw ego przycisku (pod właściwym sygnalizatorem - lokalizacja korzystna dla m onterów , ale nie zaw sze d la pieszych [9]) ; problem em nieczynnych czujników (aw aria lub w andalizm ). W iększość pieszych p rzyzw yczaiła się ju ż do konieczności zgłaszania się, jeże li jed n a k stoi grupa osób, to zak ła d ają (nie zaw sze słusznie), że ktoś ju ż to zrobił. M ożliw ości popraw y jak o ści detekcji należy upatryw ać w um ieszczaniu przycisków po obu stronach przejścia (ew entualnie na środku), czytelnym w skazaniu przyjęcia zgłoszenia, m ożliw ości w ydłużenia światła zielonego, szybszym usuw aniu aw arii i w andaloodporności. Istotnej popraw y jak o ści można też o czekiw ać po detekcji opartej na czujnikach obecności.
P rzejście przez ulicę dw ujezdniow ą w iąże się z k o n iecz n o ścią zgłoszenia na dwóch czujnikach. R ozw iązanie takie stanow i dla pieszych utrudnienie ze w zględu na konieczność dojścia do przycisku, czasam i rów nież pow oduje konieczność długiego czekania na obu przejściach ze w zględu na spóźnienie się ze zgłoszeniem . Z tego pow odu należy przyjąć zasadę, że w łączenie zgłoszenia na pierw szym przejściu o znacza rów nież zgłoszenie się, z odpow iednim opóźnieniem , na drugim przejściu. D etekcję na w yspie należy zachow ać.
D etekcja ruchu row erow ego odbyw a się, w zależności od sytuacji, analogicznie do detekcji pieszych lub sam ochodów . Do opisanych w yżej w ad przycisków należy dodać opóźnienie zw iązane z koniecznością zatrzym ania row eru - stosow anie przycisków jako detekcji row erow ej w szerokim zakresie pow oduje istotne pogorszenie jak o ści ruchu row erow ego. Z nacznie lepszym rozw iązaniem je s t detekcja analogiczna do sam ochodowej;
nie została ona je d n a k w P oznaniu zastosow ana.
Istotnym problem em je s t detekcja ruchu row erow ego w jezd n i - często czujniki nie są bow iem w yczulone na row ery [9], W rezultacie dochodzi do sytuacji, w której rowerzysta stoi przy linii zatrzym ania czekając ... na sam ochód, lub, częściej, przejeżdża na czerwonym św ietle. R ozw iązaniem problem u je s t odpow iednie w budow anie i w yczulenie czujników .
5. JA K O Ś Ć C ZU JN IK Ó W
Jakość czujników m a istotny w pływ na stopień w ykorzystania m ożliw ości, jak ie daje sygnalizacja zm iennoczasow a, i na jak o ść obsługi. Źle działający czujnik m oże spowodować pom ijanie danej grupy sygnałow ej w sterow aniu ruchem , co w iąże się na początku ze stratami czasu, a później z łam aniem praw a. Szczególnie piesi reag u ją na błędy program u sygnalizacji lub detekcji nagm innym przechodzeniem na czerw onym św ietle.
S terow nik sygnalizacji zm iennoczasow ej, oprócz sterow ania w skazaniam i sygnaliza
torów , pow inien rów nież analizow ać działanie czujników . Brak zgłoszeń od dowolnego czujnika w zdeklarow anym odstępie czasu pow inien oznaczać je g o aw arię. W takim przypadku sterow nik pow inien w ysłać sygnał do zarządcy sygnalizacji o raz, w zależności od program u i grupy, której aw aria dotyczy, przejść na tryb stałoczasow y lub założyć ciągłe zgłoszenie z tego czujnika. Z adeklarow any czas w yznaczający aw arię pow inien być uzależniony od pory dnia; należy rów nież pam iętać o konieczności je g o m odyfikacji w razie tym czasow ego zam knięcia pasa lub chodnika dla ruchu. W ażne je s t, żeby sterownik analizow ał zgłoszenia od każdego czujnika osobno - w przeciw nym razie m oże się okazać, że pieszy m oże zgłosić chęć przejścia ... jed y n ie po drugiej stronie jezdni.
Z astosow anie „niezaw odnych” [10] czujników m oże rów nież pozw olić dostosowywać długość czasów m iędzyzielonych do aktualnej sytuacji na skrzyżow aniu, z red u k cją czasu m iędzyzielonego w łącznie. O becnie stosow ane w Poznaniu czujniki nie d a ją jednak w ystarczającej gw arancji jak o ści odczytu.
p e te k c ja i3*40 n ' ezt>ędny elem ent system u zm iennoczasow ej sygnalizacji św ietlnej... 239
6 p r i o r y t e t d l a p o j a z d ó w t r a n s p o r t u z b i o r o w e g o
P riorytet je s t w jęz y k u polskim synonim em pierw szeństw a, w inżynierii ruchu używ a się go jednak w znaczeniu uprzyw ilejow ania [1], W tym znaczeniu g ru p a sygnałow a m ająca iorytet dostaje św iatło ,je d ź ” poza kolejnością lub w w iększym w y m iarze, niż to w y n ik a z nroporcji intensyw ności ruchu lub w ym ogów Instrukcji o D rogow ej Sygnalizacji Św ietlnej [10]. W program ach sygnalizacji stałoczasow ej priorytet m ożna realizow ać poprzez wydłużenie sygnału ponad czas w ynikający z obliczeń przepustow ości, d łu ższą od proporcjonalnej do potrzeb obsługę w ybranych grup sygnałow ych w sytuacji przesycenia skrzyżowania, elim inację kolizyjnych relacji m ających pierw szeństw o i zapalanie sygnału jed ź” kilka razy w cyklu. Z a priorytet w sygnalizacji stałoczasow ej należy rów nież uznać koordynację z sąsiednim i skrzyżow aniam i. P riorytet na skrzyżow aniach z sygnalizacją zm iennoczasow ą m oże w ynikać zarów no z rozw iązań identycznych ja k w sygnalizacji stałoczasowej, ja k też z w ykorzystania w skazań czujników . Skalę priorytetu zw iązanego z detekcją pojazdów transportu zbiorow ego pokazuje tablica 1.
T ablica 1 S kala priorytetu zw iązanego z detekcją pojazdów transportu zbiorow ego
(rezultat dyskusji na konferencjach transportow ych w Poznaniu; po d o b n a skala została przedstaw iona rów nież w [6])
Priorytet O pis
Bezwzględny S terow anie gw arantuje brak innych pojazdów na torze ja z d y . Z asada stosow ana w ruchu kolejow ym
Idealny G w arancja w łączenia św iatła ,je d ź ” tak, żeby nie spow odow ać konieczności ham ow ania. Priorytet d la tram w ajów oznacza, że św iatło J e d ź ” je s t gw arantow ane, o ile nie m a innego tram w aju n a relacji kolizyjnej
Pełny D uże praw dopodobieństw o w łączenia św iatła J e d ź ” tak, żeby nie spow odow ać konieczności ham ow ania. W razie konieczności zw olnienia lub zaham ow ania niew ielki czas oczekiw ania na św iatło „ je d ź ”
Wysoki K om prom is m iędzy m inim alizacją strat czasu pojazdów transportu zbiorow ego i potrzebam i innych użytkow ników . Z ap alan ia się św iatła J e d ź ” po skończeniu poprzedniej fazy (krótkie czasy oczekiw ania), zazw yczaj przez m ożliw ość w łączenia w różnych m om entach cyklu lub skrócenie fazy
Częściowy D robne udogodnienie dla transportu zbiorow ego. P rzyspieszenie zapalenia się św iatła J e d ź ” przez m ożliw ość w łączenia w kilku m om entach cyklu lub skrócenie faz kolizyjnych, czasy oczekiw ania niew iele m niejsze niż w sygnalizacji stałoczasow ej
Wydłużenie sygnału
W razie zgłoszenia, gdy sygnalizator w skazuje sygnał J e d ź ” , m ożliw ość w ydłużenia sygnału gw arantująca przejazd; w innych sytuacjach brak priorytetu
Brak T ak jak w sygnalizacji stałoczasow ej
Ujemny Z w iększenie strat czasu w porów naniu z sy g n alizacją stałoczasow ą
Do zobrazow ania definicji priorytetu posłużyć m oże p rzykład w lotu, na którym występuje pas dla autobusów nie m ający kontynuacji za skrzyżow aniem . Jeżeli w w yniku braku zapotrzebow ania sterow nik pom ija fazę z sygnałem ,je d ź ” dla au tobusu, to priorytet częściowy zw iązany z d etek c ją dostaje grupa przejm ująca po fazie autobusow ej m iejsce w
240 M. K aczm arek, J. R ychlew ski
cyklu. Z a p riorytet dla autobusu m ożna natom iast uznać w łączenie sygnału ,je d ź ” średnio szybciej niż w program ie stałoczasow ym .
W ielkość popraw y w arunków ruchu dla transportu zbiorow ego zależy w dużej mierze od opisanej w yżej skali priorytetu. R ealizacja pełnego priorytetu na skrzyżow aniu M ost T eatralny - R oosevelta - D ąbrow skiego w Poznaniu pozw oliła zapew nić płynny przejazd dla w iększości tram w ajów przy m aksym alnym pojedynczym opóźnieniu nie przekraczającym 20 sekund o raz zm niejszeniu średniego opóźnienia z 40 (program stałoczasow y) do 2 sekund [5][8]. Pom im o tak dobrych w arunków istnieje nadal m ożliw ość 3-krotnego zm niejszenia strat czasu przy zastosow aniu priorytetu idealnego - p riorytet ten je s t je d n a k czuły na jakość projektu, w ykonania i zastosow anych m ateriałów .
7. W N IO SK I
O siągnięcie znacznej popraw y jakości ruchu, za p o m o cą sygnalizacji zmienno- cyklicznej przedstaw ionej w publikacji [5], w ym aga zastosow ania odpow iedniej detekcji pojazdów i pieszych. D etekcja taka pow inna stanow ić system odpow iednio rozm ieszczonych czujników , charakteryzujących się m ałą aw aryjnością i w yczuleniem na różnych użytkow ników ruchu oraz spełniających dodatkow e w arunki w ynikające ze specyfiki skrzyżow ania.
Z astosow anie w ysokich stopni priorytetu w ym aga niekiedy lokalizow ania czujników w rejonie sąsiednich skrzyżow ań - jed en czujnik m oże w tedy przesyłać inform ację do kilku sterow ników . P recy zy jn a lokalizacja pojazdów , w szczególności transportu publicznego, jest niezbędna do elim inacji niepotrzebnych zatrzym ań; niedociągnięcia w zakresie lokalizacji lub jak o ści czujników m o g ą znacząco pogorszyć jak o ść ruchu, nierzadko o bniżając zakładany
stopień priorytetu.
K onieczne je s t poszukiw anie m etod popraw y detekcji ruchu pieszego i rowerowego o raz dostosow anie program ów sterow ania do jak o ści tej detekcji. N ależy wyelim inow ać sytuacje, w których ze w zględu na niew łaściw ą czułość czujnika ro w erzysta m usi czekać aż podjedzie sam ochód. P ożądana je s t redukcja konieczności naciskania przycisków przez pieszych i row erzystów do niezbędnego m inim um . W m iarę m ożliw ości należy również w prow adzić detekcję pieszych, a tym bardziej row erzystów , je s z c z e przed lin ią zatrzym ania (np. detekcja obecności).
System detekcji pow inien uw zględniać lokalne przyzw yczajenia ja z d y kierow ców , w szczególności średnie odstępy m iędzy pojazdam i.
L iteratura
1. D atka S., S uchorzew ski W ., T racz M.: Inżynieria ruchu. W K iŁ, W arszaw a 1997.
2. H ryniew iecki J., R akiew icz M.: W ideodetekcja ruchu drogow ego. M ateriały II Konferen
cji N aukow o - T echnicznej „Problem y kom unikacyjne m iast w w arunkach zatłoczenia m o toryzacyjnego” , Poznań 9-11 czerw ca 1999, s. 76-83.
3. K aczm arek M ., R ychlew ski J.: Sterow anie ruchem ulicznym na rondach. Materiały II K onferencji N aukow o - Technicznej „Problem y kom unikacyjne m iast w warunkach zatło czen ia m otoryzacyjnego”, Poznań 9-11 czerw ca 1999, s. 128-135.
4. K aczm arek M ., R ychlew ski J.: Sterow anie ruchem w m inisieciach ulic w ram ach okien czasow ych. M ateriały IV K onferencji N aukow o - T echnicznej „P roblem y komunikacyjne m iast w w arunkach zatłoczenia m otoryzacyjnego” , Poznań, 21-23 m aja 2003, s. 301-309.
5. K aczm arek M ., R ychlew ski J.: Z m iennoczasow a sygnalizacja św ietlna na skrzyżowaniach w m iastach. Z eszyty N aukow e Politechniki Śląskiej, seria T ran sp o rt z. 52 (w ysłane do druku), G liw ice 2004.
D etekcja jak o niezbędny elem ent system u zm iennoczasow ej sygnalizacji św ietlnej... 241
6. K ruszyna M ., L utogniew ski J., T rzcinow icz B.: Sygnalizacje św ietlne z priorytetem dla kom unikacji zbiorow ej w e W rocław iu. Transport M iejski 7-8/2002, s. 12-16.
7. L eśko M ., G uzik J.: S terow anie ruchem drogow ym . W ydaw nictw o P olitechniki Śląskiej, G liw ice 2000.
8. R ychlew ski J.: M odelow anie sym ulacyjne sterow ania ruchem ulicznym . Praca m agisterska, Politechnika Poznańska, Poznań 1996.
9. R ychlew ski J., Beim M.: C zerw one św iatło dla row erów ? T ran sp o rt M iejski nr 2/2001 str. 19-22.
10. Instrukcja o drogow ej sygnalizacji św ietlnej. Z asady stosow ania, ko n stru k cja i w zory barw ne sygnałów . Z ałącznik nr 3 do zarządzenia M inistra T ransportu i G ospodarki M orskiej z dnia 3 m arca 1994 r. (poz. 120).
11. R ozporządzenie M inistra T ransportu i G ospodarki M orskiej w spraw ie w arunków technicznych, ja k im pow inny odpow iadać skrzyżow ania linii kolejow ych z drogam i publicznym i i ich usytuow anie. D ziennik U staw z dnia 20 m arca 1996 nr 33, poz. 144.
A bstract
This p aper presents detection as a necessary elem ent o f a traffic responsive traffic m anagem ent system . A chievem ent o f high traffic quality m ade po ssib le by traffic responsive m anagem ent requires a detection system characterised high fidelity, recognition o f different road users, and sensitivity to local traffic environm ent. A precise location o f vehicles, especially public transport vehicles, is required to elim inate unnecessary stops; im proper detector location o r quality can result in a significant drop in traffic quality, som etim es disabling achievem ent o f proposed priority. Som etim es the detectors have to be located on neighbouring ju n c tio n s - is such situations one detector can serve several controllers. An im provem ent in traffic quality on ju n ctio n s w ith traffic responsive m an ag em en t prom pts a search for better detection o f pedestrians and cyclists. A m inim isation o f num ber o f button detectors a pedestrian or cyclist m ust activate is w anted. It is reco m m en d ed that, w herever possible, pedestrians and especially cyclists should be detected b efore they reach a halt line. A car detection system should take into account local driver behaviour, especially m edium headw ay betw een cars.
