POLITECHNIKA ŚLĄSKA W KATOWICACH
WYDZIAŁ TRANSPORTU
KATEDRA INŻYNIERII RUCHU

LABORATORIUM

PODSTAW INŻYNIERII RUCHU

WYZNACZANIE PRZEPUSTOWOŚCI

SKRZYŻOWAŃ Z SYGNALIZACJĄ ŚWIETLNĄ

Część 1

Numer ćwiczenia:
Przedmiot: Podstawy inżynierii ruchu
Rok: II
Semestr: IV
Liczba godzin: 2

Katowice 2007

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

2

1.

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z obowiązującą w Polsce metodą obliczania

przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną. Metoda ta została opracowana w
Politechnice Krakowskiej na zlecenie GDDKiA i weszła w życie w roku 2004. Umożliwia
ona wyznaczenie przepustowości pasów ruchu i ocenę warunków ruchu pojazdów na wlotach
skrzyżowań z sygnalizacją świetlną.

2.

WSTĘP TEORETYCZNY

2.1. Założenia metody

Metoda dotyczy skrzyżowań sterowanych stałoczasową, jak również akomodacyjną i

acykliczną sygnalizacją świetlną. W przypadku sygnalizacji akomodacyjnych lub
acyklicznych może być wykorzystywana do sprawdzania przepustowości dla tzw. programu
maksymalnego realizowanego w okresach występowania ruchu szczytowego oraz
chwilowych przeciążeń skrzyżowania.

Zastosowania metody:

-

analiza funkcjonowania wlotów skrzyżowań z sygnalizacją świetlną:

zwykłych (w tym skrzyżowań o poszerzonych wlotach),

skanalizowanych:



ze skanalizowanymi wlotami jednej lub obydwu krzyżujących się dróg,



z wyspą centralną,



z szerokim pasem dzielącym,



o przesuniętych wlotach,

-

projektowanie i sprawdzenie przepustowości powierzchni akumulacyjnych wewnątrz
skrzyżowania,

-

ocena sprawności skrzyżowania lub jego poszczególnych wlotów:

przy podejmowaniu decyzji o potrzebie przebudowy istniejącego skrzyżowania,

w procesie projektowania nowego skrzyżowania z sygnalizacją,

przy projektowaniu programu sygnalizacji,

przy analizie celowości zainstalowania sygnalizacji na skrzyżowaniu istniejącym,

-

szacowanie miar sprawności skrzyżowania, które można wykorzystać w obliczeniach
oddziaływań na środowisko w odniesieniu do:

zużycia paliwa,

emisji zanieczyszczeń powietrza,

poziomu hałasu,

-

analiza warunków ruchu

na wlotach o losowym dopływie pojazdów,

na wlotach, do których dopływają pojazdy w grupach tworzonych na wlotach

pobliskich skrzyżowań z sygnalizacją,

Elementy geometryczne i organizacji ruchu na skrzyżowaniu z sygnalizacją świetlną
przedstawiono na rysunku:

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

3

Przy obliczaniu przepustowości przyjęto następujące założenia:

obliczenia przepustowości prowadzi się dla ustalonych wcześniej:

(a)

rozwiązania geometrycznego skrzyżowania oraz organizacji ruchu na pasach
poszczególnych wlotów,

(b)

parametrów programu sygnalizacji świetlnej (długość cyklu i długości sygnałów
zielonych) oraz struktury programu sygnalizacji, a zwłaszcza rodzaju faz
sygnalizacyjnych (ze strumieniami o bezkolizyjnym lub kolizyjnym przebiegu),

obliczenia przepustowości są zasadniczo prowadzone oddzielnie dla poszczególnych

obliczeniowych grup pasów, do których wlicza się także pojedyncze pasy,

przepustowość wlotu może być obliczona przy uwzględnieniu przepustowości

obliczeniowych grup pasów oraz struktury ruchu na wlocie, wg tzw. krytycznej
obliczeniowej grupy pasów, czyli grupy, dla której w pierwszej kolejności wyczerpie się
przepustowość (jest to tzw. przepustowość sprowadzona wlotu),

przepustowość całego skrzyżowania może być obliczona wg tzw. krytycznego wlotu

(przepustowość sprowadzona skrzyżowania),

w obliczeniach przepustowości obliczeniowych grup pasów uwzględnia się większość

czynników geometryczno-ruchowych istotnie wpływających na przepustowość,

w obliczeniach przepustowości obliczeniowych grup pasów na poszczególnych wlotach

nie uwzględnia się:
o

wpływu sąsiednich sygnalizacji, z których ruch dopływa do wlotów (grupowania

pojazdów),

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

4

o

wpływu potencjalnego zatłoczenia na wylocie skrzyżowania (powodowanego np.

zatłoczeniem kolejnego skrzyżowania),

o

wpływu zatłoczenia powierzchni akumulacyjnych na skrzyżowaniach z wyspą

centralną i z szerokim pasem dzielącym oraz powierzchni akumulacyjnych bądź
odcinka pomiędzy wlotami na skrzyżowaniu o przesuniętych wlotach,

w obliczeniach przepustowości podstawową rolę odgrywa natężenie nasycenia, które

oblicza się kolejno dla:
o

poszczególnych relacji, niezależnie od organizacji ruchu na pasach,

o

pasów ruchu z uwzględnieniem udziału poszczególnych relacji w ruchu na pasie,

o

obliczeniowych grup pasów.

2.2. Rozkład ruchu w obliczeniowej grupie pasów

Obliczeniowa grupa pasów ruchu – pasy ruchu, które są analizowane w obliczeniach
przepustowości wspólnie i na których pojazdy jednej, dwóch lub trzech relacji tworzą
wspólne lub zależne od siebie kolejki pojazdów. Mogą to być pasy ruchu:

-

prowadzące relacje na wprost lub relacje na wprost i skrętne,

-

przeznaczone tylko dla relacji w lewo lub w prawo,

-

przeznaczone dla relacji w lewo i w prawo.

Dwa lub więcej pasów ruchu należy do tej samej obliczeniowej grupy pasów, jeśli pojazdy co
najmniej jednej z relacji mogą wykonać zamierzony manewr z każdego z tych pasów.

Przykłady grup pasów przedstawiono w tablicy:

Jeżeli grupę tworzy więcej niż jeden pas ruchu, to w przypadku gdy takie dane nie są

dostępne z pomiaru, należy dokonać rozkładu natężenia ruchu relacji korzystającej z więcej
niż jednego pasa na poszczególne pasy.

Przy wyborze pasa ruchu dla relacji występującej na więcej niż jednym pasie w grupie

obliczeniowej kierujący pojazdami biorą pod uwagę obciążenie pasów, wybierając pasy mniej
obciążone o krótszej kolejce, oraz przeznaczenie pasów, wybierając raczej pasy
nieprowadzące kolizyjnej relacji. Taki wybór powoduje wyrównanie warunków ruchu
pomiędzy pasami tej samej grupy obliczeniowej. Można z pewnym uproszczeniem
stwierdzić, że wybór pasa z uwagi na możliwość jak najszybszego zjazdu ze skrzyżowania, z

możliwie najmniejszymi stratami czasu, powoduje wyrównanie stopni nasycenia

S

Q

Y

=

pasów w obrębie obliczeniowej grupy pasów.

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

5

Procedura obliczeniowa:

Przyjęto następujące oznaczenia:
Q

r

- całkowite natężenie relacji r w obliczeniowej grupie pasów,

Q

rj

- natężenie relacji r na pasie j,

S

rj

- natężenie nasycenia relacji r na pasie j,

Y

- stopień nasycenia obliczeniowej grupy pasów,

n

gr

- liczba pasów w grupie obliczeniowej,

m

r

- liczba pasów w grupie obliczeniowej wspólnych z relacja r,

n

r

- liczba wydzielonych pasów w obliczeniowej grupie z relacją r.

Przykłady określania liczby pasów wydzielonych i wspólnych w grupie pasów:

Do określenia rozkładu natężeń ruchu prowadzą następujące kroki:

Krok 1. Wstępny rozkład natężenia ruchu relacji korzystających z więcej niż jednego pasa:



natężenie relacji r na pasie wydzielonym:

r

r

r

rj

m

n

Q

Q

⋅

+

=

5

,

0



natężenie relacji r na pasie wspólnym:

r

r

r

rj

m

n

Q

Q

⋅

+

⋅

=

5

,

0

5

,

0

Krok 2. Przybliżona wartość stopnia nasycenia pasa ruchu w grupie:















+

+

⋅

=

∑

∑

∑

j

j

Pj

Pj

j

Wj

Wj

Lj

Lj

gr

S

Q

S

Q

S

Q

n

Y

1

Krok 3. Natężenia relacji na poszczególnych pasach ruchu:



natężenie relacji r na pasie wydzielonym:

rj

rj

S

Y

Q

⋅

=

przykład:



natężenie relacji r na pasie wspólnym (gdy m

r

= 1 – jeden pas wspólny w grupie):

∑

−

=

wy

wy

r

r

wsp

r

Q

Q

Q

,

,

przykład:

gdzie:

∑

wy

wy

r

Q

,

- suma natężeń rozważanej relacji r na wydzielonych pasach z tą relacją

Podstawy Inżynierii Ruchu – laboratorium

6



natężenie relacji na wprost W na pasie wspólnym (gdy m

W

= 2 – dwa pasy wspólne dla

relacji na wprost w grupie):















−

⋅

=

rj

rj

Wj

Wj

S

Q

Y

S

Q

przykład:

gdzie:

Q

rj

- natężenie ruchu relacji skrętnej na pasie j wspólnym z relacją na wprost,

S

rj

- natężenie nasycenia relacji skrętnej na pasie j wspólnym z relacją na wprost.

Należy sprawdzić, czy suma obliczonych natężeń relacji na wprost na poszczególnych
pasach

∑

j

Wj

Q

równa jest zadanemu natężeniu relacji na wlocie Q

W

. Jeżeli suma natężeń

∑

j

Wj

Q

odbiega od zadanego natężenia Q

W

, wówczas poprawione natężenie relacji na

wprost na poszczególnych pasach równe jest:

∑

⋅

j

Wj

W

Wj

Q

Q

Q

.

Krok 4. Powtórne obliczenie stopnia nasycenia Y przy zastosowaniu natężenia Q

Wj

obliczonego w kroku (3).

Jeśli powtórnie obliczona wartość Y różni się zasadniczo (więcej niż o 0,005) od wartości Y z
kroku 2, to należy powtórzyć obliczenia wymienione w kroku 3.

3. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Studenci wykonują ćwiczenia w następującej kolejności:

1.

Narysowanie schematu skrzyżowania (numeracja pasów i wlotów) i określenie
obliczeniowych grup pasów.

2.

Rozkład natężenia ruchu na pasy dla tych obliczeniowych grup, gdzie to konieczne.

4. LITERATURA

„Metoda obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną” – instrukcja
obliczania. GDDKiA, Warszawa 2004.