MIARY EFEKTYWNOŚCI RUCHU NA
SKRZYŻOWANIU Z SYGNALIZACJĄ

AGNIESZKA KOPROWSKA

PATRYK PAWELCZYK

MIARY EFEKTYWNOŚCI

Efektywność funkcjonowania skrzyżowania, w tym jakość warunków ruchu są oceniane

przy użyciu miar efektywności, które można podzielić na 3 grupy:

1.

Związane z przepustowością:



przepustowość C [E/h], rezerwa przepustowości ∆C [E/h],



stopień obciążenia X = Q/C,



prawdopodobieństwo rozładowania przeciążenia (przejazdu pojazdów dojeżdżających);

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI

2.

Związane z tworzeniem się kolejek pojazdów:



średnie przeciętne straty czasu [s/E], [s/P],



średnie straty zatrzymania [s/E],



poziom swobody ruchu PSR (miernik jakościowy),



liczba zatrzymań [z],



kolejka pojazdów na początku sygnału zielonego (na końcu sygnału czerwonego) [P],



średnia długość kolejki [P],



maksymalna długość kolejki [P],



maksymalna kolejka w okresie przeciążenia [P],



średnie straty czasu pieszych [s/PS],



straty czasu przypadające na osobę [s/O],



łączne straty czasu wynikające z zatrzymań [E/h];

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI

3.

Związane z oddziaływaniem na środowisko:



zużycie paliwa [g/100 m], [1/100 km],



emisję CO

2

, CO, NO

x

, CH [g/stop], [g/100 m],



koszt emisji.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI

Wymienione miary mogą być obliczane dla: pasów ruchu, wlotu oraz całego skrzyżowania

i wykorzystywane do klasyfikacji warunków ruchu według poziomów swobody (PSR). Straty
czasu, liczba zatrzymań i długość kolejek pojazdów są miarami bezpośrednio odczuwalnymi
przez kierowców.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI



Strata czasu jest to dodatkowy czas potrzebny na przejechanie skrzyżowania z
sygnalizacją świetlną w porównaniu z czasem przejazdu przez skrzyżowanie bez zakłóceń
(bez zatrzymania na wlocie). W ocenie warunków ruchu na skrzyżowaniu z sygnalizacją są
stosowane średnie ogólne straty zatrzymania pojazdu w kolejce, a także tzw. straty
geometryczne związane z wydłużeniem drogi przejazdu przez skrzyżowanie (np. na
rondach).



Liczba zatrzymań jako przypadająca średnio na pojazd lub łączna wszystkich pojazdów, z
uwzględnieniem wielokrotnych zatrzymań pojazdów, a udział pojazdów zatrzymanych w
ogólnej liczbie pojazdów przejeżdżających skrzyżowanie dobrze charakteryzują płynność
ruchu.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI



Długość kolejki wyrażana jest liczbą pojazdów o najczęściej jej wielkość rejestrowana jest
na początku (kolejka maksymalna) i końcu (kolejka pozostająca) sygnału zielonego. Jest
istotna przy wymiarowaniu stref akumulacji dodatkowych pasów ruchu oraz przy
projektowaniu koordynacji sygnalizacji. Kolejki pozostające (świadczące o przeciążeniu
wlotu) są ważną miarą w ocenie jakości sterowania.



Stopień obciążenia X należy do podstawowych parametrów w estymatorach strat czasu,
liczby zatrzymań i długości kolejek. Sprawność skrzyżowania pogarsza się gwałtownie, gdy
stopień obciążenia X przekracza X ≥ 0,7 a zwłaszcza gdy X ≥ 0,9.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

MIARY EFEKTYWNOŚCI

W analizie warunków ruchu istotną rolę odgrywa okres analizy t

a

, który powinien

cechować się stałym dopływem pojazdów. Typowe okresy analizy stosowane w analizach
(m.in. HCM i HBS) to t

a

= 0,25 h lub t

a

= 1 h.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

STRATY CZASU

Podstawową miarą w ocenie warunków ruchu są straty czasu pojazdów. Do głównych

przyczyn powstania strat czasu i zatrzymań pojazdów strumienia priorytetowego na
skrzyżowaniu z sygnalizacją należą:



okresy nadawania sygnału czerwonego i czasy międzyzielone, które powodują
przerwy w ruchu pojazdów niezależnie od jego charakteru,



losowość dopływów pojazdów strumienia do wlotu,



przeciążenie (pojawiające się zazwyczaj w okresie szczytowego ruchu), gdy natężenie
dopływających pojazdów przekracza przepustowość przez kilka cykli sygnalizacji lub dłużej

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

STRATY CZASU

Pierwsza przyczyna (o stałym charakterze) ujmowana jest w członie deterministycznym

wzoru na obliczanie strat czasu (9.19), zaś dwie następne w członie losowym (9.20).

Średnie straty czasu przypadające na pojazd w obliczeniowej grupie pasów w przyjętym

okresie analizy t

a

(o stałym natężeniu napływu) szacuje się według następujących wzorów:

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

STRATY CZASU

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

STRATY CZASU

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

Człon deterministyczny jest obliczany przy
założeniu regularnych przybyć pojazdów (stałe
odstępy czasowe) i jest proporcjonalny do długości
sygnału czerwonego. Ich elementy pokazuje rys.
9.13.

STRATY CZASU

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

Człon losowy determinowany jest

losowością dojazdów pojazdów, a
zwłaszcza przeciążeniem cyklu,
reprezentowanym przez kolejkę
pozostającą, tzn. średnią liczbą pojazdów
pozostających na końcu sygnału zielonego.
Losowość przybyć pojazdów na wlot
skrzyżowania powoduje, iż nawet w
przypadku, gdy średnie natężenie
strumienia dopływającego jest w okresie
analizy mniejsze od przepustowości (X <
1,0), występuje pewna liczba cykli
przeciążonych. Przypadek ten ilustruje
rysunek 9.14 który pokazuje w układzie
droga-czas hipotetyczne trajektorie
pojazdów przybywających w regularnych
odstępach w ciągu 2 cykli sygnalizacji.

STRATY CZASU

Zgodnie z wytycznymi wpływ rodzaju sterowania na straty czasu nie jest duży. Analizę

strat czasu dla sygnalizacji akomodacyjnej można prowadzić jak dla sygnalizacji stałoczasowej
według ww. wzorów nie uwzględniając strat czasu wynikających z koordynacji. Wpływ
koordynacji sygnalizacji świetlnych, powoduje regularne dojazdy pojazdów w kolumnach,
uwzględnia się w obliczeniach strat czasu przez zastosowanie współczynnika koordynacji f

k

korygującego pierwszy składnik strat czasu d

1

.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ, Warszawa 2008 oraz Metody
obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną (autorzy: J. Chodur, M. Tracz i
inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

STRATY CZASU

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną (autorzy: J.
Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

STRATY CZASU

Wartość współczynnika r

s

zależy od rodzaju sterowania. W przypadku sygnalizacji

cyklicznej stałoczasowej jego wartość jest stała i wynosi 0,5 niezależnie od X [-]. Dla
sygnalizacji akomodacyjnej lub acyklicznej wielkość r

s

uzależniona jest od jednostkowego

wydłużenia sygnału zielonego δ i stopnia obciążenia X.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ, Warszawa 2008 oraz Metody
obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną (autorzy: J. Chodur, M. Tracz i
inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

STRATY CZASU

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną (autorzy: J.
Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

STRATY CZASU

Wartość współczynnika w

s

zależą od usytuowania skrzyżowania w sieci ulic (odosobnione

lub w pobliżu innej sygnalizacji).

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ, Warszawa 2008 oraz Metody
obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną (autorzy: J. Chodur, M. Tracz i
inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

STRATY CZASU

Straty czasu obliczone według wzorów (9.19) i (9.20) są średnimi ogólnymi stratami czasu

obejmującymi straty postoju w kolejce (zatrzymania) oraz straty zwalniania i przyspieszania
przy dojeździe (rys. 9.13) i opuszczaniu kolejki. Łączne straty czasu wszystkich pojazdów w
obliczeniowej grupie pasów w okresie analizy t

a

[h] można wyliczyć, mnożąc jednostkowe

straty d (9.18) przez liczbę pojazdów w okresie t

a

.

Źródło: Inżynieria ruchu drogowego, Teoria i praktyka, WKiŁ,
Warszawa 2008

ZADANIE 1



Zad 1



Obliczyć straty czasu wynikające z losowych wahań ruchu i okresowych przeciążeń
obliczeniowych grup pasów, zakładając, że skrzyżowanie jest ze sterowaniem
stałoczasowym, stopień obciążenia sąsiedniego skrzyżowania z sygnalizacją świetlną X

s

wynosi 0,5 [-], udział efektywnego sygnału zielonego w cyklu sygnalizacji wynosi 0,7, typ
dopływu pojazdów 3. Przepustowość obliczeniowa grupy pasów wynosi 769 P/h, podokres
analizy wynosi 1 h. Natężenie ruchu wynosi 593 P/h oraz cykl sygnalizacji wynosi 90 s.

ZADANIE 1

Dane:



rs=0,5  tab. 6.1 Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną
(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.



X

s

=0,5

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną
(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

ZADANIE 1



w

s

= 0,858  tab. 6.2 Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną

(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.



λ=0,7



typ dopływu 3



C=769 P/h



t

a

= 1 h



Q=593 P/h



X=0,771 



 

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną
(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

ZADANIE 1



P]



 

ZADANIE 2



Zad 2



Na podstawie danych z zadania 1 obliczyć średnie straty czasu. Ruch przebiega bez
kolejek.



 



P]



Typ dopływu 3



f

k

=1,0  tab. 6.4 Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną

(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.



 

ZADANIE 2



P]



Dodatkowo:



 

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną
(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

ZADANIE 3



Zad 3



Korzystając z niektórych wartości z zadania 1 i 2 obliczyć długość kolejki pozostającej.
Jednakże zakładając, że skrzyżowanie jest odosobnione oraz z sterowaniem
stałoczasowym.



 

Źródło: Metody obliczania przepustowości skrzyżowań z sygnalizacją świetlną
(autorzy: J. Chodur, M. Tracz i inni) GDDKiA, Warszawa 2004.

ZADANIE 3



C= 769 P/h



t

a

=1 h



X=0,771



r

s

=0,5



w

s

=1,0



 

Dziękujemy za uwagę

Agnieszka Koprowska

Patryk Pawelczyk