2. Przepustowość odcinków drogowych (patrz także pytanie nr III_4).
Autostrady i drogi wielopasowe
Procedury obliczeniowe dla autostrad i dróg wielopasowych są prawie identyczne. Różnice dotyczą jedynie poprawek przy obliczaniu prędkości. W drogach wielopasowych mamy typ przekroju drogi i gęstość wjazdów, a dla autostrad liczbę pasów ruchu i gęstość węzłów na kilometr. Współczynnik wpływu szerokości pasa ruchu i odstępu przeszkód bocznych występuje w obu metodach lecz brane są z innych tablic. Bardzo zbliżona jest charakterystyka warunków drogowo - ruchowych zwanych wyjściowymi. Procedury analiz prowadzą do:
wyznaczenia PSR (determinowanego przez kryterium gęstości ruchu) przy danej geometrii oraz natężeniu i strukturze ruchu, lub do:
określenia liczby pasów przy danych war. drogowo - ruchowych, lub do:
określenia natężenia krytycznego przy danych geometrycznych i strukturze ruchu.
Procedura określenia PSR obejmuje:
1) zebranie danych wejściowych (dane geometryczne, prędkość ruchu swobodnego pomierzona Vswr lub wejściowa obliczona Vswo, natężenie ruchu),
2a) jeśli znamy Vswo to:
3a) dostosowanie prędkości Vswo z uwagi na (szerokość pasów ruchu ∆Vw, liczbę pasów ruchu ∆Vn, gęstość węzłów ∆Vgw, odstęp przeszkód bocznych ∆Vwp),
4a) określenie Vswr,
2b) jeśli jest pomierzona wartość Vswr to:
3b) dostosowanie natężenia ruchu z uwzględnieniem (wahań ruchu - współczynnik wahań k15, liczby pasów n, znajomości drogi w populacji kierowców fzd, udział pojazdów ciężkich fc)
4) ustalenie obliczeniowego natężenia ruchu Q15
5) ustalenie krzywej zależności natężenie - prędkość
6) określenie prędkości przy użyciu krzywej zależności natężenie - prędkość,
7) obliczenie gęstości na podstawie wartości natężenia i prędkości,
8) określenie PSR.
Ustalenie Vswr
Jest to średnia prędkość samochodów osobowych mierzona podczas małych i średnich natężeń ruchu (≤1300E/h/pas). Wg procedury w HCM prędkość można określić na podstawie charakterystyki geometryczno - ruchowej odcinka autostrady ze wzoru:
Vswr= Vswo- ∆Vw-∆Vwp-∆Vn-∆Vgw,
Vswo - prędkość bazowa (110 lub 120 km/h)
Ustalenie obliczeniowego natężenia ruchu
Q15=Q/(k15*n*fc*fzd) [E/h/pas]
gdzie: Q15 - natężenie 15-minutowe przeliczone na [E/h/pas],
Q - natężenie godzinne [P/h],
fc=1/[1+pc(Ec-1)+pr(Er-1)]
Ec,Er - współcz. przelicz. poj. cięż. i autobusów oraz poj. rekreacyjnych na s.o.
pc,pr - udziały pojazdów ciężkich i autobusów oraz pojazdów rolniczych w potoku ruchu.
Ustalenie PSR
Na podstawie obliczonej skorygowanej prędkości Vswr oraz obliczonego natężenia ruchu, wykonuje się krzywą zależności natężenia - prędkości w ruchu swobodnym, korzystając z krzywych tych zależności. Następnie wyznacza się Vrz,, a dalej k=Q15/Vrz (gęstość) i na jej podstawie PSR.
Drogi dwupasowe dwukierunkowe
1) zakłada się, że przepustowość dróg wielopasowych wynosi po 1700 [so/h/pas] w każdym kierunku, a w obu jest ≤ 3200 [so/h],
2) są dwa kryteria PSR:
a) procent czasu, który kierowca porusza się za innymi pojazdami,
b) średnia prędkość podróży (Vk komunikacyjna),
3) do analizy drogę dzieli się na odcinki obliczeniowe o podobnej strukturze przekroju, ruchu i terenu, o dł. ≥3km,
4) są dwie procedury:
a) dla celów planistycznych,
b) szczegółowa dla dłuższych stromych wzniesień,
5) obliczenie prędkości swobodnej.
Procedura obliczania przepustowości
1) określenie prędkości w ruchu swobodnym:
a) drogą pomiarów Vswr = Vpom + 0,0125(Q15/fc),
b) jeżeli prędkość obliczona analitycznie Vswr = Vsp-∆Vwp-∆Vgd,
Vsp - prędkość podstawowa (np. miarodajna),
∆Vwp - korekta ze względu na szerokość pasów i poboczy,
∆Vgd - korekta ze względu na gęstość wjazdów na km,
2) określenie obliczeniowego natężenia ruchu
Q15 = Q/(k15*fc*fs) [E/h],
fs - współczynnik ze względu na pochylenie drogi,
Q - natężenie w godzinie szczytu,
fc = 1/[1+pc(Ec-1)+pr(Er-1)]
Istnieją dwie procedury:
a) dla obliczania założonych długich i dużych spadków,
b) uproszczona gdzie Ec i Er zależą od ukształtowania terenu,
3) obliczenie mierników PSR
Vsr=Vso-0,0125*Q15-∆Vbzw
∆Vbzw - zależy od procentu odcinków bez możliwości wyprzedzania.
Metoda HCM obliczania przepustowości dróg dwupasowych dwukierunkowych.
Istota metody HCM polega na stosowaniu pojęć:
poziomu swobody ruchu PSR,
krytycznego natężenia ruchu Qki,
idealnych warunków drogowo - ruchowych.
Klasyfikacja warunków ruchu jest sprowadzona do ustalenia PSR przy istniejącym lub prognozowanym natężeniu ruchu, ponadto wyznacza się specjalną procedurę prędkości podróży. Dla dróg dwupasowych dwukierunkowych miernikami PSR są:
procent czasu blokowania,
średnie prędkość podróży,
stopień wykorzystania przepustowości.
Zestaw idealnych warunków drogowo - ruchowych.
Wg wytycznych polskich, dla dróg dwupasowych dwukierunkowych są to:
prędkość projektowa Vpr=100 km/h,
szerokość pasów ruchu w ≥ 3,75m,
pobocza o szerokości wg ≥ 1,80m, wolne od przeszkód,
brak odcinków bez możliwości wyprzedzania,
tylko samochody osobowe,
równomierność kierunkowa ruchu (50/50),
ruch nie jest zakłócony ruchem pojazdów skręcających lub skrzyżowaniami,
teren płaski.
Dla takich warunków poziom swobody PSR E osiąga wartość 2800 [p/h].
Krytyczne natężenie ruchu Qki - po przekroczeniu którego warunki ruchu będą gorsze od ustalonych dla danego poziomu. Obliczenia są wykonywane jedną z dwóch procedur obliczeniowych:
analiza zwykła dwukierunkowa - dla terenu płaskiego i falistego,
fk - wsp. wpływu rozkłady kierunkowego,
fp - wsp. wpływu szerokości pasów i poboczy,
fc - wsp. wpływu pojazdów cięzkich.
(Q/C)i - wsp. określający stosunek krytycznego natężenia ruchu Q do przepustowości dla danego PSR, ukształtowania drogi i terenu.
analiza specjalna jednokierunkowa - dla terenu górzystego,
fso - wsp. wpływu pochylenia na prędkość,
fcw - wsp. wpływu pojazdów ciężkich.
(Q/C)i - wsp. określający stosunek krytycznego natężenia ruchu Q do przepustowości dla zadanej średniej prędkości na wzniesieniu.
Przepustowość jest definiowana jako największa liczba jednostek (pojazdów lub pieszych), które może przepuścić przekrój drogi (ulicy, wlot na skrzyżowanie) w jednostce czasu. Definicja ta nie mówi nic o warunkach i bezpieczeństwie ruchu na drodze obciążonej ruchem o natężeniu równym przepustowości. Stąd w praktycznych metodach obliczania przepustowości dróg są wprowadzane takie pojęcia, jak przepustowość projektowa, praktyczna itp., związane z wymaganiami odnośnie do warunków ruchu.