SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

Goran Jazbec

ADAPTIVNO UPRAVLJANJE SEMAFORIZIRANIM

RASKRIJIMA KAO MJERA POBOLJANJA KVALITETE GRADSKOG PROMETNOG SUSTAVA

DIPLOMSKI RAD

ZAGREB, 2014.

SVEUILITE U ZAGREBU

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

DIPLOMSKI RAD

ADAPTIVNO UPRAVLJANJE SEMAFORIZIRANIM

RASKRIJIMA KAO MJERA POBOLJANJA KVALITETE GRADSKOG PROMETNOG SUSTAVA

Mentor: dr. sc. Miroslav Vuji

Student: Goran Jazbec, 0135214933

Zagreb, 2014.

SAETAK

Inteligentni transportni sustavi (ITS), kao grana prometne znanosti koja koristi moderne

tehnologije u optimizaciji prometnog sustava, jedan su od moguih odgovora na rastue

probleme zaguenja prometnog sustava u gradskim sredinama, te poveanog oneienja

okolia uzrokovanog prometom. Inteligentni transportni sustavi omoguuju znatno poboljanje

odvijanja prometa, uinkovitiji transport putnika i roba, poboljanje sigurnosti u prometu,

udobnost i zatita putnika, manja oneienja okolia, itd. Jedna od usluga Inteligentnih

transportnih sustava je adaptivno upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima. Kao

glavna tema ovog diplomskog rada, prikazat e se mogunosti i koristi koritenja adaptivnog

upravljanja prometom na semaforiziranom raskriju, kao jednu od mjera poboljanja kvalitete

gradskog prometnog sustava. Mogunosti i koristi sustava mogu se najbolje dokazati

implementacijom sustava na konkretno raskrije, te e se u skladu s tim izraditi dva

mikrosimulacijska modela koritenjem programa PTV Vissim, u kojima e se sustav

adaptivnog upravljanja implementirati na postojee raskrije u gradu Zagrebu. Jedan od sustava

e biti model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta, dok e drugi model biti adaptivno

upravljanje s prioritetom javnog gradskog prijevoza. Nakon evaluacije izraenih modela

adaptivnog upravljanja prometnom analizirat e se izlazni parametri kao to su vrijeme ekanja,

vrijeme putovanja, duljine repova ekanja, prosjena brzina vozila, itd. Dobivenim rezultatima

potvrdit e se postoje li opravdana oekivanja u mogunosti adaptivnog upravljanja prometom

kao jedno od moguih rjeenja sve veih prometnih problema, te kao mjera poboljanja

kvalitete gradskog prometnog sustava.

KLJUNE RIJEI: Inteligentni transportni sustavi, zaguenje prometa, adaptivno

upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima, mikrosimulacijski model, prioritet

javnog gradskog prijevoza

SUMMARY

Intelligent Transportation Systems (ITS), as a branch of transport science that uses

modern technology to optimize the transport system, are one of the possible answers to the

growing problems of traffic congestion in urban areas, and increasing environmental pollution

caused by traffic. Intelligent Transportation Systems significantly improve traffic flow, increase

the efficiency of the transport of passengers and goods, increase traffic safety, comfort and

safety of passengers, less environmental pollution, etc. One of the services of Intelligent

Transport Systems is an adaptive traffic control at traffic light intersections. As the main theme

of this graduation thesis, it will display the possibilities and benefits of using adaptive traffic

control at traffic light intersections, as one of the measures to improve the quality of urban

traffic system. Implementation of the particular intersection can best demonstrate possibilities

and benefits of the system. In this thesis it will be created a two microsimulation models using

PTV VISSIM program, in wich the adaptive traffic control will be implement in the existing

intersection in the city of Zagreb. One of the systems will be a model of adaptive traffic control

without priorities, while other will be a model of adaptive control with priority for public

transport (PT priority). After evaluation models of adaptive traffic control, it will be analyzed

the output parameters such as waiting time, travel time, queue lenght, average vehicle speed,

etc. The results will confirm whether adaptive traffic control system is one of the possible

solutions to increasing traffic problems, and to improve the quality of urban traffic system.

KEYWORDS: Intelligent Transportation Systems, traffic congestion, adaptive traffic

control at traffic light intersections, microsimulation model, priority for public transport (PT

priority).

Sadraj:

1. Uvod ....................................................................................................................................... 1

2. Temeljne veliine prometnog inenjerstva ............................................................................ 4

3. Funkcionalno podruje upravljanja prometom .................................................................... 13

3.1 Funkcionalna podruja usluga ITS-a .............................................................................. 14

3.2 Inteligentno upravljanje prometom................................................................................. 16

4. Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima .......................... 20

4.1 Analiza prometno tehnikih elemenata postojeeg stanja ........................................... 21

4.2 Analiza podataka o brojanju prometa ............................................................................. 25

4.2.1 Analiza jutarnjeg vrnog sata ................................................................................... 26

4.2.2 Analiza poslijepodnevnog vrnog sata ..................................................................... 27

4.2.3 Usporedba jutarnjeg i poslijepodnevnog vrnog sata .............................................. 29

4.3 Analiza postojeeg signalnog plana................................................................................ 32

4.4 Matrica zatitnih meuvremena ...................................................................................... 34

4.5 Analiza propusne moi raskrija .................................................................................... 37

4.6 Mikrosimulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem

prometom .............................................................................................................................. 41

4.6.1 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta ............ 47

4.6.2 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom s prioritetom javnog

gradskog prijevoza ............................................................................................................ 51

5. Evaluacija rezultata .............................................................................................................. 55

6. Zakljuak .............................................................................................................................. 61

Literatura .................................................................................................................................. 64

Popis slika, tablica i grafikona ................................................................................................. 66

1

1. Uvod

U dananjem vremenu, u svijetu u kojem broj stanovnika ima tendenciju

eksponencijalnog rasta, u kojem globalizacija uzima sve veeg maha, gdje se briu granice

drava i spajaju se u imaginarnu dravu (uniju) slobodnu za trgovinu, slobodnu za kretanje ljudi

i dobara, gdje novac vodi glavnu rije, a kapitalizam postaje glavni sustav u dravama, u takvom

svijetu promet kao znanost poprima sve znaajniju ulogu. Glavne zadae prometa u ovakvom

sustavu su organizacija prometnih tokova, smanjenje vremena putovanja bilo da se radi o

prijevozu putnika ili robe, te najvanije s ekonomskog aspekta, smanjenje trokova prijevoza

odnosno poveanje profita. Porastom broja stanovnika raste broj prijevoznih sredstava.

Analogno tome prometna potranja na prometnicama postaje vea od kapaciteta i kao rezultat

tome dolazi do zaguenja. Posljedica zaguenja prometnica je poveanje vremena provedenog

u prometu, odnosno poveanje vremena potrebnog za putovanje od poetne do zavrne toke,

ime se znatno utjee na smanjenje kvalitete ivota ljudi u smislu utjecaja na zdravlje (povean

stres, buka, itd.), utjecaja na ekologiju (poveana emisija ispunih plinova, potronja pogonskih

derivata, itd.), te samo gubljenje vremena u prometu koje bi se moglo iskoristiti na kvalitetniji

nain.

Poveana prometna potranja moe se zadovoljiti proirenjem postojeih kapaciteta, ali

zbog prostornih ogranienja, u gradskim sredinama to esto nije mogue. Samim time javlja se

potreba za novim rjeenjima. Dosadanja praksa upravljanja prometom na raskriju je u obliku

semaforiziranog raskrija s fiksnim ciklusom. Ovaj pristup je efikasan pri slabijem prometnom

optereenju gdje je propusna mo raskrija vea od prometne potranje. Kako je prometna

potranja na raskrijima u gradskim sredinama sve vea, a mogunosti proirenja raskrija

(dodavanje prometnih traka), svedena na minimum, potrebno je rjeenje za poboljanje stanja

na raskrijima, traiti u novim tehnologijama. Pod terminom nove tehnologije ponajprije se

misli na sustave adaptivnog upravljanja prometom koji pomou senzora (detektora)

postavljenih na raskrije i definiranog algoritma rada signalnog plana, upravljaju prometom na

temelju zahtjeva samih vozila.

Adaptivnim upravljanjem prometom mogue je davanje prioriteta odreenim

skupinama vozila, te definiranje razliitih uvjeta odvijanja prometa na raskriju (razliito

trajanje i izmjena faza, produljenje odnosno skraenje faza, i sl.). Algoritam adaptivnog

2

upravljanja prometnom (logika rada ureaja) mogue je izraditi na razliite naine, to najvie

ovisi o zamislima projektanta koji projektira sustav upravljanja prometom. Koristi adaptivnog

upravljanja mogu biti velike u smislu poveanja razine uslunosti raskrija, smanjenja vremena

ekanja, smanjenja duljine repa ekanja na privozima, poveanje prosjene brzine kretanja

vozila i sl.

Kako bi se prikazale neke od mogunosti primjene adaptivnog upravljanja prometom,

za ovaj diplomski rad implementirana su dva sustava adaptivnog upravljanja prometom,

pomou mikrosimulacijskog programa PTV Vissim, na raskrije avenije Marina Dria ulice

Prisavlje ulice Milke Trnine koje se nalazi u jugoistonom dijelu grada Zagreba.

Diplomski rad je koncipiran u 6 poglavlja (Uvod, Temeljne veliine prometnog

inenjerstva, Funkcionalno podruje upravljanja prometom, Primjer primjene adaptivnog

upravljanja na semaforiziranim raskrijima, Evaluacija rezultata i Zakljuak), u kojima e se

definirati adaptivno upravljanje semaforiziranim raskrijima kao mjera poboljanja kvalitete

gradskog prometnog sustava.

Poglavlje Uvod predstavlja upoznavanje s temom diplomskog rada te definiranje

problematike, odnosno predmeta rada. Takoer u uvodnom dijelu definirana je struktura

diplomskog rada, to se odnosi na broj poglavlja, nazivi poglavlja, opis poglavlja i sl.

U poglavlju Temeljne veliine prometnog inenjerstva, definirani su osnovni pojmovi

prometnog inenjerstva kao to su: promet, transport, prometni entitet, tehnologija i tehnika

prometa, protok vozila, gustoa prometnog toka, propusna mo, razina uslunosti, i sl. Ovo

poglavlje je zapravo uvod u terminologiju prometnog inenjerstva kojom e se koristiti pri

izradi diplomskog rada.

Poglavlje Funkcionalno podruje upravljanja prometom definira pojam i znaenje ITS,

te utjecaj ITS-a na prometni sustav u cjelini i na njegove pojedinane komponente. U poglavlju

su prikazana funkcionalna podruja usluga ITS-a koja su definirana prema ISO standardima.

Definirana su inteligentna raskrija, odnosno inteligentno upravljanje prometom, te njegove

prednosti i koristi u odnosu na postojee upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima.

Navedeni su sustavi adaptivnog upravljanja prometom koji se danas koriste, te njihove koristi

za prometni sustav koje se manifestiraju u obliku smanjenja vremena ekanja, smanjenja repa

ekanja i smanjenja broja zaustavljanja vozila, uz poveanje sigurnosti sudionika u prometu.

3

U poglavlju Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima,

predstavljena je problematika diplomskog rada. U tom poglavlju je napravljena kompletna

analiza postojeeg stanja analiziranog raskrija. Parametri koji su analizirani su: osnovni

prometno tehniki elementi raskrija, podaci o brojanju prometa na raskriju, postojei

signalni plan, propusna mo raskrija itd. Nakon provedene analize postojeeg stanja raskrija

prikazani su simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem

prometom. Za potrebe ovog diplomskog rada, kao prijedlog rjeenja izraena su dva

simulacijska modela: model adaptivnog upravljanja prometom i model adaptivnog upravljanja

prometom s prioritetom javnog gradskog prijevoza.

Poglavlje Evaluacija rezultata namijenjeno je za analizu rezultata dobivenih na temelju

izraenih simulacijskih modela postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem prometom.

Podaci na temelju kojih je napravljena analiza su: vremena ekanja vozila na pojedinim

privozima, razine uslunosti pojedinih smjerova kretanja vozila, prosjene brzine vozila,

duljine repova ekanja, te vremena putovanja i vremena ekanja tramvaja na raskriju.

U poglavlju Zakljuak prikazuju se dobiveni zakljuci koji su doneseni na temelju

izlaznih parametara simulacijskih modela. Navedenim zakljucima potvruju se koristi

adaptivnog upravljanja prometom na semaforiziranim raskrijima navedene u uvodu

diplomskog rada.

Na kraju diplomskog rada nalaze se prilozi:

Prilog I: Situacijski plan detektora u modelu adaptivnog upravljanja prometom bez

prioriteta (M 1:1000);

Prilog II: Algoritam simulacijskog modela adaptivnog upravljanja prometom bez

prioriteta;

Prilog III: Situacijski plan detektora u modelu adaptivnog upravljanja prometom s

prioritetom javnog gradskog prijevoza (M 1:1000);

Prilog IV: Algoritam simulacijskog modela adaptivnog upravljanja prometom s

prioritetom javnog gradskog prijevoza.

4

2. Temeljne veliine prometnog inenjerstva

Prometno inenjerstvo je sustavska primjena zajednikih prometnih naela, koncepata,

modela i matematiko-statistikih metoda u prometnom planiranju, funkcionalnom dizajnu,

operativnom voenju i upravljanju dijelova prometnog sustava s ciljevima uinkovitog,

sigurnog, brzog, udobnog, ekonominog i ekoloki pogodnog prijevoza i prijenosa ljudi, roba i

informacija [1].

Temeljna zadaa prometnog inenjerstva, prema definiciji prometnog inenjerstva, bila

bi analiza prometnog sustava, definiranje nedostataka prometnog sustava, te razvoj i primjena

rjeenja koja bi poveala uinkovitost, sigurnost, ekonominost, udobnost, i sl., dok bi

istovremeno smanjila utjecaj prometnog sustava na ekologiju, te smanjila vrijeme putovanja i

cijene usluga. Kako bi se postigli navedeni rezultati, odnosno poboljanja, nuno je koristiti

odgovarajua tehnika sredstava i sustave cjelovitog upravljanja prometom. Za uspjenu

analizu, definiranje i rjeavanje nedostataka prometnog sustava, prometni inenjeri moraju

ovladati pristupom i metodama prometnog inenjerstva, uz prijeko potrebno znanje iz drugih

tehnikih disciplina. Polazei od opih inenjerskih znanja i spoznaja iz srodnih podruja,

prometni inenjeri sustavno pronalaze, definiraju i rjeavaju prometne probleme u svojoj

domeni.

Bitno je da prometni inenjer prilikom rjeavanja problema prometnog sustava ne ulazi

u domene drugih tehnikih disciplina, kao to je graevinarstvo ili strojarstvo. Prometni

inenjer ne rjeava probleme graevinskog tipa, kao to su izgradnja objekata i prometnica, ili

izbor adekvatnog materijala za izgradnju, ve mora biti ukljuen u projektiranje i funkcionalni

dizajn, jer sa svojim znanjem iz prometnog inenjerstva moe dati kvalitetna rjeenja koja

udovoljavaju utvrenim prometnim zahtjevima i prognozi potranje.

Nakon definiranja temeljne zadae prometnog inenjerstva, potrebno je definirati

temeljne veliine prometnog inenjerstva. U temeljne veliine prometnog inenjerstva spadaju:

promet, transport, logistika, tehnologija prometa, tehnika prometa, prometna infrastruktura,

prometni tok, protok vozila, gustoa prometnog toka, itd.

5

Promet je sustav i proces ija je svrha obavljanje prijevoza i/ili prijenosa transportiranih

entiteta (ljudi, roba ili informacija) u odgovarajuim prometnim entitetima zauzimanjem dijela

kapaciteta prometnice prema utvrenim pravilima i protokolima [1]. Definicija prometa u

skraenoj verziji bi bila da je promet sustav interakcije prometnih entiteta, transportiranih

entiteta i mrene infrastrukture. Slikoviti prikaz interakcije navedenih elemenata prikazan je na

slici 1.

Prometni entitet ili vozilo u najirem smislu predstavlja svaki entitet koji je prilagoen

kretanju odreenom prometnicom, odnosno medijem [1]. U skupinu prometnih entiteta spadaju

objekti za prijevoz ili prijenos transportiranih entiteta, kao to su cestovna vozila, eljeznika

vozila, brodovi, zrakoplovi, bicikli, pjeaci, itd. Za prometne entitete se esto u literaturama

koristi termin prometna suprastruktura. Transportirani entiteti su objekti koji se prevoze ili

prenose pomou prometnih entiteta. U transportirane entitete spadaju ljudi, roba i informacije.

Kako bi se prijevoz transportiranih entiteta mogao realizirati, nuno je postojanje mrene

infrastrukture po kojoj se prometni entiteti mogu kretati. Mrena infrastruktura omoguuje

pruanje prometne usluge, a odnosi se na cestovne prometnice, eljeznike pruge, zrane i

vodne puteve, telekomunikacijske vodove i sl. Mrena infrastruktura se u literaturama takoer

definira i kao prometna infrastruktura. Prema izvoru [1], prometnu infrastrukturu ine prometni

putovi, vorita, objekti i oprema koja je fiksirana za odreeno mjesto i slui odvijanju prometa,

odnosno proizvodnji prometne usluge.

Vozila, brodovi

zrakoplovi itd.

Ljudi, roba,

informacije

Mrena infrastruktura(prometnice)

Aktivnosti

Tran

spor

t Promet

Slika 1: Temeljna povezanost prometa, transporta i sustava aktivnosti

Izvor [Bonjak, I., Badanjak, D.: Osnove prometnog inenjerstva, Sveuilite u Zagrebu, Zagreb, 2005.]

6

Transport (prijevoz1) je specijalizirana djelatnost koja pomou prometne suprastrukture

(prometnih entiteta) i prometne infrastrukture omoguuje proizvodnju prometne usluge. Izraz

transport ima meunarodno znaenje, nastao je od lat. rijei transportare koja znai prenositi i

novolatinske rijei transportus znaenju prijevoz, prevoenje, prenoenje [2].

Transport se moe definirati kao djelatnost pruanja prometne usluge. Obavljajui

prometnu usluge (prevozei robu), transport organizirano savladava prostorne i vremenske

udaljenosti. Transport nije vezan samo za odreeno mjesto, ve je njegova uloga u

prevladavanju udaljenosti i odreenim vremenskim periodima. Kao takva, prometna usluga se

ne moe skladititi, kao to je to sluaj u drugim djelatnostima s gotovim proizvodima. U

hrvatskom jeziku se rije transport esto poistovjeuje s rijei promet, to nije pravilno. Promet

je iri pojam od transporta, i ne odnosi se na isto znaenje, pa samim time te dvije rijei nisu

sinonimi.

Prijevozna logistika obuhvaa planiranje, upravljanje i nadzor nad svim fizikim

procesima premjetanja robe (putnika) i svim logistikim procesima koji se odnose na tok

informacija od izvorita do odredita [3]. Logistika je iri pojam od prometa, to je slikovito

prikazano na slici 2, te se odnosi na sve aktivnosti prije, za vrijeme i nakon samog prijevoza, s

ciljem smanjenja cijena, trokova i mari. Logistika zapravo podie kvalitetu prometne usluge

na viu razinu, dok istovremeno smanjuje cijenu prometnih usluga i poveava dostupnost

krajnjim korisnicima.

Slika 2: Prikaz odnosa pojmova prijevoz, promet i logistika

Izvor [Protega, V.: Prijevozna logistika I, materijali s predavanja, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, ak.

godina 2013./14.]

1 Rijei transport i prijevoz = sinonimi.

7

Tehnologija prometa je sintagma koja oznaava znanstveno polje i djelatnost

proizvodnje prometnih usluga. U okviru tehnologije prometa istrauju se procesi pripreme,

provedbe i zavravanja prijevoza i prijenosa, odnosno zakonitosti eksploatacije i preventivnog

odravanja prometne infrastrukture i suprastrukture. Opa tehnologija prometa prouava

temeljne zakonitosti prijevoza ili prijenosa transportnih entiteta neovisno o prometnoj grani ili

modu prijevoza ili prijenosa. Na poopenoj razini mogu se identificirati tehnologije vezane uz

putniki promet, teretni promet i informacijski promet [1].

Tehnika prometa je orijentirana na projektiranje, konstrukciju, izgradnju i investicijsko

odravanje prometne infrastrukture (prometnice, fiksni objekti i ureaji) i suprastrukture

(prijevozna i prekrcajna sredstva, itd.) [1].

Za potrebe analize raskrija, prometnica i prometnih (gradskih) mrea potrebno je

definirati prometne veliine kao to su: prometni tok, protok vozila, propusna mo, gustoa

prometnog toka, razina uslunosti, stupanj optereenja, stupanj zasienja, itd. Pri analizi

raskrija u ovome diplomskom radu bit e koritena veina navedenih prometnih veliina. Neke

od veliina e biti detaljno definirane u poglavljima koja slijede, dok e se osnovne prometne

veliine kao to su prometni tok, protok vozila, gustoa prometnog toka, propusna mo, vrijeme

ekanja, razina uslunosti, definirati u nastavku.

Prometni tok ini niz prometnih entiteta (vozila) to se organizirano kreu prometnicom

uz odgovarajue razmake tako da ne dolazi do kolizije (ili je vjerojatnost kolizije prihvatljivo

mala) [1]. Jednostavnije definirano, prometni tok ini vie vozila koja se kreu prometnim

putem u nekom odreenom poretku. Prometni tok je osnovna prometna veliina iz koje se mogu

analizirati i izvoditi druge prometne veliine. Postojanje prometnog toka je primarni uvjet za

provoenje analize raskrija, prometnica ili mrea. Termin prometni tok definiran je i Zakonom

o sigurnosti prometa na cestama [4], te glasi: prometni tok je istodobno kretanje vie vozila

cestom u istom smjeru.

Protok vozila predstavlja broj vozila koja prou kroz promatrani presjek prometnice u

jedinici vremena u jednom smjeru za jednosmjerne prometnice ili u oba smjera za dvosmjerne

prometnice [5]. Za odreivanje protoka vozila najee se uzima broj vozila koja prijeu

odreeni presjek ceste u jednome satu. Jednadba za izraun protoka vozila glasi:

Q = G V [voz/h] [6]

8

gdje je: Q protok vozila [voz/h],

G gustoa prometnog toka [voz/km],

V brzina prometnog toka [km/h].

U prometnim analizama koriste se vee vremenske jedinice od jednog sata, kao to su

PDP (prosjeni dnevni promet) i PGDP (prosjeni godinji dnevni promet). PDP je prosjeni

dnevni promet koji oznaava broj vozila koja prijeu odreeni presjek ceste u vremenskom

periodu od 24 sata ili jednog dana. PGDP je prosjeni godinji dnevni promet i on oznaava

broj vozila kroz odabrani presjek ceste u vremenskom periodu od 365 dana. PGDP je esto

koriten podatak o protoku vozila u opsenijim prometnim analizama, kao to su prometne

studije gradova, upravo zbog varijacija broja vozila na dnevnoj i mjesenoj bazi. Izraun

PGDP-a je prilino jednostavan, a formula za izraun glasi:

PGDP =

365 [vozila/dan]. [6]

Koncentracija ili gustoa prometnog toka je koliina ili broj entiteta to se nalazi na

promatranom mrenom elementu u odreenom vremenu promatranja [1]. Neto jednostavnija

definicija proizlazi iz izvora [5]. Gustoa prometnog toka je broj vozila na jedinicu duljine

prometnice, po prometnoj traci, po smjerovima za jednosmjerne prometnice, odnosno u oba

smjera za dvosmjerne prometnice. Pojam gustoe vezan je prostorno za odsjek ili prometnu

dionicu, a vremenski za trenutno stanje.

Gustoa prometnog toka dobiva se brojanjem vozila koja se u jednom trenutku nalaze

na odabranom odsjeku ceste. Brojanje vozila moe se obaviti vizualno (osobno) ili pomou

razliitih tehnolokih ureaja kao to su kamere. Gustoa prometnog toka moe se izraunati

prema formuli ope zakonitosti za idealni prometni tok:

Q = G V [voz/h], odnosno G =

[voz/km] [6]

gdje je: G gustoa prometnog toka [voz/km],

V brzina prometnog toka [km/h],

Q protok vozila [voz/h].

Propusna mo ceste je najvei broj vozila koja mogu proi u jedinici vremena kroz

promatrani presjek ceste [6]. Propusna mo je jedna od najvanijih prometnih veliina za izradu

prometnih analiza i za donoenje bitnih inenjerskih zakljuaka. U nekim literaturama umjesto

9

izraza propusna mo (C) koristi se izraz zasien tok (S). Formula za izraun propusne moi

ceste na jednom prometnom traku u broju vozila za jedan sat glasi:

C = 1000

[voz/h] [6]

gdje je: C propusna mo prometnog traka [voz/h],

V brzina vonje vozila [km/h],

a sigurnosni razmak izmeu vozila u kretanju [m].

Propusna mo se odreuje za svaki prometni trak ceste. Ukoliko postoji vie prometnih

traka na prometnici, propusna mo pojedinog prometnog traka se smanjuje proporcionalno

porastu broja prometnih traka, te se izraunava prema formuli:

Cn = n C [voz/h] [6]

gdje je: Cn propusna mo vie prometnih trakova,

n broj prometnih trakova,

redukcijski koeficijent broja prometnih trakova.

Iznos redukcijskog koeficijenta broja prometnih trakova prikazan je u tablici 1, za broj

prometnih trakova od 1 do 4.

Tablica 1: Odnos vrijednosti koeficijenta i broja prometnih trakova

Broj prometnih trakova n 1 2 3 4

Redukcijski koeficijent 1,00 0,9 0,75 - 0,78 0,60 - 0,65

Izvor [ Legac, I.: Cestovne prometnice 1, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]

Budui da prometni tok nije homogen2, pri izraunu propusne moi uzimaju se razliiti

korekcijski faktori koji u konanici smanjuju vrijednost propusne moi. Formula za izraun

propusne moi, te definiranje korekcijskih faktora bit e prikazano u nastavku u poglavlju 4.5.

Vrijeme ekanja je vrijeme u kojem sudionik u prometu miruje, odnosno eka na

prolazak raskrijem [7]. Prosjeno vrijeme ekanja vozila na raskriju (privozima) je osnovni

2 Homogen tok je u potpunosti sastavljen od jedne vrste motornih vozila koja imaju potpuno iste karakteristike.

10

element na temelju kojeg se odreuje razina uslunosti raskrija ili prometne mree. Prometnim

inenjerima je jedan od glavnih ciljeva pri rjeavanju prometnih problema (rekonstrukcijama

raskrija ili prometnih mrea), smanjivanje vremena ekanja vozila. Smanjivanje vremena

ekanja vozila donosi brojne koristi, kao to su: smanjivanje vremena putovanja, poveanje

brzine putovanja, smanjenje buke i emisije ispunih plinova, poveanje ekonomske

uinkovitosti prometnog sustava, i sl. Vrijednosti doputenih prosjenih vremena ekanja

vozila, izraenih u sekundama, za odreenu razinu uslunosti raskrija (LoS3) prikazane su u

tablici 2.

Tablica 2: Odreivanje razine uslunosti na temelju prosjenog vremena ekanja

LoS HCM 2000

A 10

B 10 - 20

C 20 - 35

D 35 - 55

E 55 - 80

F 80

Izvor [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,

Washington D.C, USA 2000.]

Razina uslunosti je prometna veliina koja ovisi o veem broju faktora kao to su:

brzina vonje, vrijeme putovanja, sloboda manevriranja, prekidi u prometu, udobnost vonje,

sigurnost vonje i trokovi iskoristivosti vozila [6]. Razina uslunosti se odreuje na temelju

vrijednosti prosjenog vremena ekanja vozila, a postoji 6 razliitih razina uslunosti koje su

klasificirane slovima od A do F:

razina uslunosti A: uvjeti slobodnog toka, s velikim brzinama, malom

gustoom i punom slobodom manevriranja,

razina uslunosti B: uvjeti slobodnog prometnog toka, s brzinama koje su samo

djelomino ograniene gustoom prometa,

razina uslunosti C: stanje stabilnog prometnog toka, s ogranienim brzinama i

ogranienom mogunou manevriranja,

razina uslunosti D: stanje prometnog toka koje se pribliava nestabilnom

toku, s bitno ogranienim brzinama i malom mogunou manevriranja,

3 LoS eng. Level of Service = razina uslunosti

11

razina uslunosti E: stanje nestabilnog toka s vonjom u koloni, pri emu je

gustoa priblina zaguenju, a protok jednak propusnoj moi, pa su mogui

povremeni zastoji,

Razina uslunosti F: stanje prisilnog toka, s brzinama koje su manje od

kritinih, a protok se kree od nule do vrijednosti koje su manje od propusne

moi [6].

Rep ekanja na semaforiziranom raskriju predstavlja broj vozila koja ekaju na

prolazak raskrijem [7]. Rep ekanja moe bitno utjecati na odvijanje prometa na raskriju, te

ga je potrebno na vrijeme uoiti i pokuati smanjiti. Posljedice repa ekanja mogue je vidjeti

ukoliko je na raskriju prekratak dodatni prometni trak za lijevo ili desno skretanje (najee

lijevo skretanje), ime vozila koja vie nisu u mogunosti ui u dodatni trak za skretanje zbog

njegove popunjenosti, ostaju na traku za ravno i time stvaraju tzv. ep koji onemoguuje

normalno odvijanje prometnog toka na raskriju. Ukoliko postoji takva situacija, potrebno je

produiti dodatni prometni trak ovisno o prometnoj potranji odreenog raskrija. Jo jedan od

problema repa ekanja manifestira se u utjecaju repa ekanja na ostala raskrija. Naime, ako su

raskrija u gradskoj sredini vrlo blizu, rep ekanja jednog raskrija moe vrlo lako utjecati na

susjedno raskrije ime onemoguuje normalno odvijanje prometnog toka na tom raskriju.

Rjeenje u tom sluaju moe se traiti u izmjeni signalnog plana raskrija, u smislu poveanja

trajanja faze za skupinu vozila koja stvaraju poveani rep ekanja.

Radi to lakeg razumijevanja kasnije analize signalnog plana potrebno je najprije

definirati termine signalni pojam, signalni plan, te njegove osnovne elemente signalnog plana

kao to su faza i ciklus.

Signalni pojam, prema Zakonu o sigurnosti prometa na cestama [4], moe imati sljedea

stanja: zeleno, uto, crveno, uto crveno, treptajue uto i treptajue zeleno. Crveno svjetlo

oznaava zabranu prolaska. Zeleno svjetlo definira slobodan prolazak, dok uto svjetlo,

upaljeno samostalno znai da vozilo ne smije prijei crtu zaustavljanja niti smije ui u raskrije,

ako se u trenutku kad se uto svjetlo pojavi, nalazi na takvoj udaljenosti od prometnog svjetla

da se moe na siguran nain zaustaviti. uto svjetlo, upaljeno istodobno s crvenim svjetlom

oznaava skoru promjenu svjetla i pojavu zelenog svjetla, ali ne mijenja zabranu prolaska koja

je dana crvenim svjetlom. uto treptavo svjetlo obvezuje sve sudionike u prometu da se kreu

uz povean oprez. Zeleno treptavo svjetlo slui za upozorenje sudionika u prometu na skori

prestanak slobodnog prolaska i na pojavu utog, odnosno crvenog svjetla [4].

12

Signalni plan je grafiki prikaz trajanja svjetlosnih signalnih pojmova [7]. Signalni plan

se jo naziva i plan izmjene signala, a prema signalnom planu moe se vidjeti redoslijed

odvijanja faza u ciklusu, smjer kretanja vozila za koje se odnosi pojedina faza, trajanje utog i

crvenog svijetla za pojedinu skupinu vozila, i sl.

Signalni ciklus je vremenski period potreban da se obavi cijela sekvenca izmjene

definiranih signalnih intervala/faza, odnosno ciklus predstavlja trajanje jednostrukog isteka

signalnog plana [9]. Ciklus se moe definirati i kao vrijeme koje protekne od trenutka paljenja

jednog signalnog pojma na raskriju (pr. zeleno za skupinu vozila V1), do ponovnog paljenja

tog istog signalnog pojma na raskriju. Na raskrijima je mogue uoiti razliito trajanje

ciklusa, ovisno o veliini raskrija, broju faza i sl. Trajanje ciklusa, kod raskrija s fiksnim

signalnim planom, najee je od 60 s do 130 s. Duljina trajanja ciklusa u ovisnosti prema broju

faza, prema HCM priruniku (Highway Capacity Manual), prikazana je na slici 3. Kod

adaptivnog upravljanja vrijeme trajanja ciklusa je promjenjivo ovisno o aktualnoj prometnoj

potranji na raskriju.

Slika 3: Prikaz duljine ciklusa u ovisnosti o broju faza

Izvor [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,

Washington D.C, USA 2000.]

Faza je dio ciklusa u kojem pojedini prometni tokovi imaju istovremeno slobodan prolaz

[7]. Na manjim raskrijima (T raskrija), ciklus se moe sastojati od dvije faze, dok je na

veim, klasinim etverokrakim raskrijima odvijanje prometa najee regulirano s tri ili etiri

faze. Postoje sluajevi u kojima se promet regulira u pet ili ak est faza, ali takvi sluajevi su

rijetki i ne preporuuju se zbog izgubljenog vremena koje se manifestira kod izmjene pojedinih

faza.

13

3. Funkcionalno podruje upravljanja prometom

Inteligentni transportni sustavi (ITS4) su vrlo mlada znanstvena disciplina koja je nastala

kao odraz razvoja tehnologije i njezine primjene u prometu. ITS ima znaenje novoga kritinog

pojma koji mijenja pristup i trend razvoja prometne znanosti i tehnologije transporta ljudi i roba

tako da se postie rjeavanje rastuih problema zaguenja prometa, oneienja okolia,

uinkovitosti prijevoza, sigurnosti i zatite ljudi i roba u prometu [10].

Jedna od definicija ITS-a prema izvoru [10], glasi: ITS je holistika, upravljaka i

informacijsko-komunikacijska (kibernetska) nadgradnja klasinog sustava prometa i transporta

kojim se postie znatno poboljanje odvijanja prometa, uinkovitiji transport putnika i roba,

poboljanje sigurnosti u prometu, udobnost i zatita putnika, manja oneienja okolia, itd.

Iz definicije ITS-a moe se zakljuiti da ITS ima irok spektar djelovanja u prometnom

sustavu, te da se primjenom ITS-a mogu postii razne koristi (slika 4) u prometno-tehnikom

smislu, ekolokom i ekonomskom smislu, ali i u smislu poveanja sigurnosti roba i putnika u

prometnom sustavu. Na slici 5 moe se vidjeti da ITS nije jednoznani pojam ve da je ITS

napredan koncept rjeavanja prometnih problema, znanstvena disciplina, skup tehnologija, ali

i tzv. pokret ITS udruga. ITS zauzima sve vanije mjesto u prometu kao znanost koja prua

mnoge koristi za cjelokupni prometni sustav.

Slika 4: Shematski prikaz uinaka ITS-a

Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]

4 ITS eng. Intelligent transport systems inteligentni transportni sustavi

14

ITS

napredni koncept

rjeavanja prometnih problema

znanstvena

disciplina

(studijski program)

skup tehnologija "pokret" ITS udruga

Slika 5: Shematski prikaz znaenja termina ITS

Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]

3.1 Funkcionalna podruja usluga ITS-a

Pojam ITS prvi put je uao u upotrebu 90-tih godina 20. stoljea. Od tada pa do danas

ITS se razvija u sve veim razmjerima i poprima sve znaajniju ulogu u prometnom sustavu. U

domeni ITS-a razvijaju se inteligentna vozila, inteligentne prometnice, beine "pametne"

kartice za plaanje cestarina, dinamiki navigacijski sustavi, adaptivni sustavi semaforiziranih

raskrija, uinkovitiji javni prijevoz, brza distribucija poiljaka podrana Internetom,

automatsko javljanje i pozicioniranje vozila u nezgodi, biometrijski sustavi zatite putnika, itd.

Svrha navedenih usluga je poboljanje performansi prometnog sustava odnosno kvalitete

transportnih usluga za krajnje korisnike [10].

Prema ISO5 klasifikaciji (ISO 14813-1:2007) postoji 11 funkcionalnih podruja usluga

ITS-a [11]:

1. informiranje putnika,

2. upravljanje prometnom i operacijama,

3. usluge u vozilima,

4. prijevoz tereta,

5. javni prijevoz,

6. izvanredna stanja,

7. elektronika plaanja u prometu,

5 ISO eng. International Standardization Organization Meunarodna organizacija za standardizaciju

15

8. osobna sigurnost u cestovnom prometu,

9. nadzor vremenskih uvjeta i okoline,

10. upravljanje i koordinacija u sluajevima nesrea,

11. nacionalna sigurnost.

Za problematiku ovog diplomskog rada najvanije funkcionalno podruje je upravljanje

prometom i operacijama. U navedeno podruje spadaju: voenje prometa, upravljanje

incidentnim situacijama u prometu, upravljanje potranjom, upravljanje i odravanje

transportne infrastrukture, te identifikacija prekritelja. Od navedenih usluga najvanija usluga

vezana za temu ovog diplomskog rada je usluga voenja prometa koja se odnosi na upravljanje

prometnim tokovima u mrei gradskih prometnica, ali i izvan gradova. U domenu usluge

voenja prometa pripadaju: adaptivno upravljanje prometnim svjetlima, promjenjive prometne

poruke, kontrola pristupa autocesti, kontrola brzine, upravljanje parkiranjem itd [10].

Slika 6: ITS kao nadogradnja klasinom prometnom sustavu

Izvor [www.etsi.org]

16

Neke od usluga ITS-a koje su dio funkcionalnih podruja usluga, slikovito su prikazane

na slici 6, na kojoj se moe vidjeti iroki spektar utjecaja ITS usluga na prometni sustav u

cjelini, ali i na njegove pojedinane komponente.

3.2 Inteligentno upravljanje prometom

Upravljanje je unaprijedno voenje koje se primjenjuje kada je potrebno otkloniti

poremeajna djelovanja prije nego to ona pogoraju ponaanje sustava. Upravljanje prometom

odreuje razinu usluge kojom se ponueni prometni volumen moe analizirati na odreenoj

prometnici [10]. Brzina u mrei definirana je navedenim izrazom:

vm=f(Cm, PV, MT)t [10]

gdje je:

vm brzina na mrei,

Cm operativni kapacitet mrenih elemenata,

PV prometni volumen,

MT upravljanje prometom,

t vremenski okvir promatranja.

Inteligentnim upravljanjem prometom omoguuje se poveanje operativnog kapaciteta,

te davanje prednosti pojedinim skupinama vozila. Kljune operativne zadae upravljanja

prometom su [10]:

kontrola pristupa na mreu,

ublaavanje posljedica zaguenja na prometnicama i njihovim sueljima

prema drugim modovima,

rjeavanje uskih grla zbog incidentnih dogaaja,

postizanje zadovoljavajue razine sigurnosti u prometu,

prometna logistika specijalnih sportskih, politikih, vjerskih, zabavnih

dogaaja,

17

kontrola nepovoljnih utjecaja na odvijanje prometnog toka (vremenske

neprilike, agresivna vonja, itd.),

preraspodjela modova prema koritenju uinkovitijih modova javnog

prijevoza.

Inteligentna raskrija su napredna rjeenja adaptivnog upravljanja prometnim svjetlima

na raskriju koja primjenjuju napredne detektore i kontrolne algoritme ime se znatno poveava

uinkovitost i fleksibilnost raskrija. Detektori prikupljaju i alju podatke o prolazu i brzini

vozila, te identificiraju nadolazee vozilo koje se nalazi u zoni dileme6, ime upravljaki

sustav prilagoava promjenu svjetlosnih signala. Posebno je vaan sigurnosni uinak na

proputanje vozila urnih slubi, te na raskrijima gdje su vee brzine vozila [10]. Sustav

inteligentnog raskrija povezan je s mnogim drugim podsustavima, kao to su: upravljanje

gradskim prometom, prioriteti javnom prijevozu, nadzor prometnih prekraja, i sl. (slika 7).

Inteligentno raskrije(kontrolor+signalna

oprema)

Prometni podaci s detektora

Razmjena drugih

podataka

Upravljanje gradskim prometom

Prioriteti javnom

prijevozu

Nadzor prometnih prekraja

Slika 7: Shematski prikaz povezanosti inteligentnog raskrija s drugim podsustavima

Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]

Inteligentna vozila i inteligentne prometnice omoguuju bitno viu razinu mrenih

performansi i kvalitete usluge za krajnje korisnike u odnosu na dosadanja rjeenja voenja

prometnog toka.

6 Zona dileme je zona ispred raskrija u kojoj voza odluuje hoe li stati ili proi raskrije u trenutku trajanja utog signalnog pojma.

18

U odnosu na ustaljeni, odnosno fiksni nain rada semafora, adaptivni sustav upravljanja

je kompleksniji, ali bitno uinkovitiji jer smanjuje ukupne vremenske gubitke i ostale

pokazatelje kvalitete sustava, kao to su vremena ekanja, veliine repa ekanja, prosjena

vremena putovanja zonom, rizik nastajanja prometnih nezgoda, maksimalno individualno

ekanje, maksimalna duljina repa oko raskrija, itd.

Danas se koriste razliiti sustavi adaptivnog upravljanja prometom, a neki od

najpoznatijih su [12]:

SCOOT (Split Cycle Offset Optimization Technique),

SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System),

LA ATCS (LA DOT Adaptive Traffic Control System),

RHODES (Real Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System),

ACS-Lite,

OPAC (Optimization Policies for Adaptive Control),

InSync.

Slika 8: Prikaz koristi pojedinih sustava adaptivnog upravljanja prometom

Izvor [Curtis, E.: Adaptive Signal Control Technology Overview, U.S. Department of Transportation, Federal

Highway Administration Office of Operations/Resource Center, 2010.]

19

Koristi pojedinih sustava adaptivnog upravljanja, izraeni kroz pokazatelje vremena

putovanja, vremena ekanja vozila, te broja zaustavljanja, prikazani su na slici 8. Pozitivni

uinci, odnosno koristi adaptivnog upravljanja prometom mogu se dodatno poveati

kombinacijom adaptivnog sustava upravljanja prometom s drugim ITS rjeenjima (tablica 3),

kao to su [10]:

predputno i putno informiranje vozaa,

upravljanje potranjom,

upravljanje javnim prijevozom,

upravljanje urnim slubama.

Tablica 3: Prikaz koristi integracije adaptivnog upravljanja prometom s drugim ITS rjeenjima

Adaptivno voenje prometa (ATC)

ATC + informiranje

vozaa (DRI) ATC+DRI+upravljanje

potranjom (DM)

utede vremena za osobna vozila

do 20%

do 22% (na itavom putu)

>22%

utede vremena javnog prijevoza

do 15%

do 20%

>20%

smanjenje oneienja okolia

5-7% lokalno

do 18% lokalno

do 8% globalno

do 21% lokalno

do 11% globalno

Izvor [Bonjak, I.: Inteligentni transportni sustavi ITS I, Fakultet prometnih znanosti, Zagreb, 2006.]

Osim navedenih koristi koje se manifestiraju u obliku smanjenja vremena putovanja

vozila, vremena ekanja, te broja zaustavljanja, adaptivno upravljanje prometom pozitivno

utjee i na sigurnost u prometu. Smanjenje broja stradalih u prometnim nesreama i bri odziv

urnih slubi predstavljaju najvee koristi od uvoenja ITS-a. Neka od ITS rjeenja koja znatno

smanjuju broj prometnih nesrea su [10]:

"Adaptive Signal Control" (adaptivno upravljanje signalizacijom): 18 % (SAD) do

30 % (EU),

"Speed Enforcement" (kamere za kontrolu brzine): 20 % (SAD) do 50 % (GB),

"Collision Warning" (upozoravanje na koliziju/sudar): 20 % do 50 %,

reduciranje vremena odziva i dolaska urnih slubi: 20 % do 40 %.

Kao posljedica smanjenja broja nesrea za oekivati je da e se smanjiti broj ozlijeenih

i broj smrtno stradalih sudionika u prometu to bi trebalo biti znaajan poticaj za koritenje ITS

usluga u jo veem obujmu u odnosu na dosadanje stanje.

20

4. Primjer primjene adaptivnog upravljanja na semaforiziranim

raskrijima

Adaptivno upravljanje je upravljanje prometom na semaforiziranim raskrijima na

temelju zahtjeva sudionika u prometu. Adaptivnim upravljanjem utjee se na signalni ciklus

tako da se vremenski ustaljen ciklus zamjenjuje ciklusom promjenjivog trajanja ovisno o

prometnoj potranji na raskriju [14]. Zahtjevima korisnika, preko detektorskih petlji, kamera,

senzora i sl., definira se redoslijed izmjene faza u ciklusu, trajanje pojedinih faza, davanje

prioriteta pojedinim skupinama vozila i sl..

Adaptivnim upravljanjem mogue je postii bolju propusnu mo raskrija, smanjiti

vremena ekanja na privozima, te samim time poveati razinu uslunosti raskrija. Kako bi se

to bolje prikazale prednosti adaptivnog upravljanja na semaforiziranim raskrijima, te utjecaj

adaptivnog upravljanja na poboljanje kvalitete gradskog prometnog sustava, potrebno je sustav

implementirati na postojee raskrije. Za ovaj diplomski rad izabrano je raskrije avenije

Marina Dria ulice Prisavlje ulice Milke Trnine koje se nalazi u jugoistonom dijelu grada

Zagreba. Smjetaj raskrija na karti prikazan je na slici 3. Na navedenom raskriju bit e

implementirana dva simulacijska modela adaptivnog upravljanja prometom na raskriju, ime

e se prikazati razliite mogunosti koritenja adaptivnog upravljanja prometom na raskrijima.

Slika 9: Prikaz poloaja raskrija na karti

Izvor: www.geoportal.dgu.hr

21

Implementacijom sustava na postojee raskrije dobit e se podaci na temelju kojih e

se moi napraviti analize. Za implementaciju sustava koristit e se mikrosimulacijski program

PTV Vissim u kojem e se napraviti simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim

upravljanjem prometnom. Da bi se izradili simulacijski modeli potrebno je analizirati osnovne

elemente postojeeg stanja raskrija kao to su: ope karakteristike i poloaj raskrija, broj

vozila (na temelju podataka o brojanju prometa), analiza postojeeg signalnog plana, i sl. Na

temelju dobivenih podataka potrebno je izraditi matricu zatitnih meuvremena, definirati sve

realno mogue faze na raskriju, definirati broj i poloaj detektorskih petlji, definirati logike

uvjete, te izraditi algoritam rada sustava adaptivnog upravljanja prometom.

4.1 Analiza prometno tehnikih elemenata postojeeg stanja

Raskrije Marina Dria ulice Prisavlje ulice Milke Trnine sastoji se od etiri

privoza, od kojih se glavni smjer kretanja vozila, odnosno glavna cesta protee od sjevera prema

jugu i obrnuto. Taj glavni smjer kretanja vozila predstavlja avenija Marina Dria. Sporedni

privozi su spojeni na glavni privoz pod priblino pravim kutem od 90, a predstavljaju ih ulica

Prisavlje sa zapada i ulica Milke Trnine s istoka. Na raskriju se nalaze dva pjeaka prijelaza

koja prelaze preko istonog i zapadnog privoza, dok se ispod sjevernog privoza nalazi

pothodnik za pjeake. Kako se raskrije ne nalazi u strogom centru grada, koncentracija pjeaka

na raskriju nije velika, te sami broj pjeaka ne predstavlja problem pri daljnjoj analizi. Kroz

raskrije prolazi i tramvajska pruga koja je odvojena od prometnih traka, a protee se avenijom

Marina Dria. Na sjevernom privozu nalaze se tramvajska stajalita za jedan i drugi smjer

kretanja tramvaja. U neposrednoj blizini raskrija nalaze se i autobusna stajalita koja su

smjetena iza raskrija i imaju izvedena ugibalita te tako ne utjeu na odvijanje prometnog

toka. Prikaz raskrija izraen programom AutoCad moe se vidjeti na slici 10. Na temelju

ovakvog prikaza raskrija moe se jasno vidjeti prostorni obuhvat raskrija koje se analizira.

Isto tako mogu se vidjeti osnovni elementi raskrija kao to su oblik raskrija, veliina raskrija,

broj privoza, broj prometnih traka, raspodjela prometnih traka po privozu, broj i poloaj

pjeakih prijelaza i dr.

22

Slika 10: Prostorni obuhvat predmeta analize raskrija

Na slici 11, na kojoj je prikazana raspodjela prometnih traka na raskriju, moe se vidjeti

broj traka pojedinog privoza te namjenu traka. Zapadni privoz koji je numeriran brojem 1,

sastoji se od tri prometne trake od koje je jedna prometna traka za lijeva, jedna za ravno i jedna

za desno skretanje. Juni privoz se sastoji od tri prometne trake za ravno i jedne za lijevo

skretanje. Na tom privozu postoji i zasebna traka za desno skretanje, ali ona je odvojena od

spomenutih traka i njezin tok nije reguliran semaforima pa ona ne utjee na daljnju analizu.

23

Istoni privoz se sastoji od tri prometne trake kao i zapadni privoz, te ima po jednu prometnu

traku za lijevo, desno i ravno. Posljednji privoz je sjeverni privoz koji je numeriran brojem 4, a

sastoji se od dvije prometne trake za ravno, jedne za ravno i desno i jedne prometne trake za

lijevo skretanje.

Slika 11: Raspodjela prometnih traka na raskriju

Stvarni situacijski prikaz pojedinih privoza moe se vidjeti na slikama 12, 13, 14, 15.

Isto tako, na slikama se moe vidjeti poloaj semaforskih lanterni i prometnih znakova na

pojedinom privozu.

Slika 12: Sjeverni privoz raskrija

24

Slika 13:Juni privoz raskrija

Slika 14: Zapadni privoz raskrija

25

Slika 15: Istoni privoz raskrija

4.2 Analiza podataka o brojanju prometa

Brojanje prometa predstavlja jedan od glavnih ulaznih podataka pri prometnom

planiranju i projektiranju. Podaci dobiveni brojanjem prometa predstavljaju stvarnu, trenutanu

sliku dinamike prometnih tokova na raskriju. Iz takvih podataka dobiva se tona slika o

prometnim zahtjevima unutar zone promatranog raskrija. Prilikom brojanja prometa vrlo je

bitno odrediti vremenski period brojanja koji mora obuhvatiti vrne periode, tj periode u kojima

je najvee prometno optereenje. Brojanja se mogu provoditi tijekom jednog ili vie dana,

kontinuirano ili prekidno. Isto tako, unutar dana moe se obaviti brojanje prometa u pojedinim

vremenskim intervalima ili kontinuirano tijekom cijelog dana. Postoje razliiti naini brojanja

prometa na raskrijima. Neki od postojeih naina brojanja prometa su: runo, automatsko,

kamerom, satelitsko, i slino [15].

Brojanje prometa za ovaj diplomski rad obavljeno je runo u dva vremenska intervala,

jutarnjem i poslijepodnevnom. Brojanje prometa obavljeno je u utorak 19.11.2013. godine.

Vrijeme na dan brojanja je bilo oblano bez padalina, te kao takvo ne utjee na kvalitetu

dobivenih podataka (brzina vozila, razmak izmeu vozila i sl.). Skupine vozila u koje su

razvrstana vozila su automobili, teka teretna vozila, autobusi i tramvaji.

26

4.2.1 Analiza jutarnjeg vrnog sata

Brojanje prometa za jutarnji vrni sat obavljeno je u vremenskom periodu od 06:15 do

09:30 sati. Odabran je dui vremenski interval brojanja prometa kako bi se dobili to detaljniji

i kvalitetniji podaci za daljnju analizu. Rezultati brojanja prometa u jutarnjem terminu brojanja

prikazani su u tablici 4. Na temelju tih podataka napravljen je grafikon koji jasnije pokazuje

vrijednosti dobivene brojanjem. Na grafikonu 1 moe se vidjeti ukupan broj vozila po 15

minutnim intervalima. Vrijednosti broja vozila, od poetka brojanja, rastu svakim intervalom

sve do intervala 07:30 07:45 h, koji predstavlja vrni interval u jutarnjem vremenskom

periodu brojanja prometa. Nakon tog intervala vrijednosti broja vozila se smanjuju. U vrnom

15 minutnom intervalu izbrojano je 1751 vozilo, dok ukupan broj vozila u jutarnjem vrnom

satu iznosi 6463 vozila.

Tablica 4: Prikaz rezultata brojanja prometa za jutarnje brojanje

Smjer

Vrijeme l i jevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv lijevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv

6:30 6 2 0 153 13 1 4 22 0 0 2 2 13 0 0 332 4 0 2 5 0 0 5 0

6:45 8 1 0 195 3 0 4 24 0 0 0 0 16 0 0 517 14 2 4 9 0 0 2 0

7:00 20 0 0 281 8 5 8 41 0 0 1 0 36 0 0 593 9 1 5 14 0 0 3 0

7:15 23 0 0 339 8 4 6 41 1 0 3 0 27 0 0 691 10 1 5 34 0 0 3 3

7:30 24 1 0 414 4 5 6 45 0 0 6 0 54 0 0 768 9 0 6 43 0 0 3 0

7:45 30 0 0 515 5 2 2 87 1 0 1 0 62 0 0 697 7 2 4 103 0 0 1 0

8:00 31 0 0 468 8 0 7 104 1 0 2 0 88 0 0 543 10 1 6 81 0 0 2 0

8:15 43 0 0 445 14 2 4 84 1 0 2 0 53 0 0 509 8 2 6 65 0 0 4 0

8:30 21 0 0 398 9 1 5 78 1 0 6 0 67 0 0 520 15 1 6 71 0 0 6 0

8:45 24 0 0 411 10 1 6 57 1 0 6 1 61 0 0 525 9 1 5 37 0 0 3 0

9:00 26 3 0 392 12 3 6 60 0 0 4 0 38 0 0 498 12 0 5 34 0 0 8 0

9:15 34 1 0 321 11 3 6 47 0 0 3 1 34 0 0 409 14 1 7 15 0 0 1 0

9:30 25 0 0 348 8 0 5 57 1 0 1 0 49 0 0 439 12 0 4 13 0 0 12 0

4 - 3 4 - 2 4 - 1 4 - 4 2 - 1 2 - 4 2 - 3 2 - 2

PRIVOZ SJEVER PRIVOZ JUG

l i jevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus lijevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus

15 1 0 4 0 0 19 1 1 12 0 0 5 0 0 11 0 0 635

45 1 0 2 0 0 44 1 0 13 1 0 4 0 0 30 0 0 940

48 0 0 6 0 0 39 0 0 16 0 0 7 0 0 23 0 0 1164

65 1 0 10 0 0 40 0 0 24 0 0 10 0 0 32 1 0 1382

58 2 0 17 0 0 58 0 0 31 0 0 11 0 0 48 0 0 1613

48 1 0 24 0 0 58 0 0 37 0 0 21 0 0 43 0 0 1751

42 0 0 32 0 0 127 0 0 38 0 0 25 0 0 32 0 0 1648

52 0 0 26 0 0 62 1 0 18 0 0 20 0 0 30 0 0 1451

34 0 0 17 0 0 71 0 0 26 0 0 28 0 0 29 0 0 1410

45 0 0 20 0 0 56 1 0 26 0 0 24 0 0 31 0 0 1361

53 1 0 17 0 0 68 1 0 20 0 0 24 0 0 33 0 0 1318

52 0 0 8 0 0 62 1 0 14 0 0 14 0 0 30 0 0 1089

48 2 0 16 1 0 60 1 0 28 0 0 23 0 0 24 0 0 1177

3 - 1 3 - 41 - 4 1 - 3 1 - 2 3 - 2 Ukupno

PRIVOZ ZAPAD PRIVOZ ISTOK

27

Na grafikonu 1 crvenom bojom su oznaeni intervali koji predstavljaju jutarnji vrni sat,

pa se moe zakljuiti da je jutarnji vrni sat na analiziranom raskriju u periodu od 07:15

08:15 sati. Dobiveni podaci nisu iznenaujui jer upravo u tom vremenskom periodu najvie

ljudi putuje na posao pa se manifestira vea koncentracija vozila na raskriju.

Grafikon 1: Prikaz rezultata jutarnjeg brojanja prometa prema 15 minutnim intervalima

4.2.2 Analiza poslijepodnevnog vrnog sata

Brojanje prometa za poslijepodnevni vrni sat obavljeno je u vremenskom periodu od

15:00 do 18:15 sati. Isto kao i u jutarnjem brojanju prometa, za poslijepodnevno brojanje

odabran je dui vremenski interval brojanja prometa kako bi se dobili kvalitetniji podaci za

analizu. Rezultati brojanja prometa u poslijepodnevnom terminu prikazani su u tablici 5. U

vrnom 15 minutnom intervalu izbrojano je 1894 vozila, dok ukupan broj vozila u

poslijepodnevnom vrnom satu iznosi 7127 vozila.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

635

940

1164

1382

16131751

1648

1451 1410 1361 1318

10891177

Bro

j vo

zila

15 minutni vremenski intervali

Vrijednosti jutarnjeg brojanja prometa

28

Tablica 5: Prikaz rezultata brojanja prometa za poslijepodnevno brojanje

Smjer

Vrijeme l i jevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv lijevo Tv bus ravno Tv bus tram desno Tv bus pl.kru. Tv

15.15 52 0 0 534 8 3 5 88 0 0 3 0 41 0 0 395 5 0 5 17 0 0 8 0

15:30 30 0 0 658 10 1 7 71 0 0 6 0 48 0 0 402 5 0 6 20 0 0 17 0

15:45 38 0 0 686 8 3 6 97 0 0 2 0 44 0 0 451 7 1 6 19 0 0 24 1

16:00 34 0 0 671 6 1 4 112 0 0 5 1 49 0 0 427 11 2 5 23 0 0 18 1

16:15 38 0 0 704 4 1 6 85 0 0 3 0 55 0 0 496 8 2 6 22 0 0 17 0

16:30 47 0 0 777 6 3 5 77 1 0 2 0 61 1 0 489 5 3 6 32 0 0 20 0

16:45 49 0 0 746 5 1 4 96 0 0 2 1 54 0 0 418 4 4 6 26 0 0 20 0

17:00 35 0 0 664 11 1 7 99 0 0 7 0 47 0 0 407 5 4 5 26 0 0 18 0

17:15 37 1 0 612 6 2 6 68 0 0 6 0 32 0 0 403 10 1 6 28 0 0 9 0

17:30 36 0 0 561 3 2 6 77 0 1 4 0 43 0 0 407 4 1 7 25 0 0 27 0

17:45 39 0 0 511 5 1 6 73 0 1 2 0 43 0 0 397 7 0 5 24 0 0 11 0

18:00 33 0 0 457 5 0 6 81 0 0 4 0 30 0 0 377 5 2 7 20 0 0 12 0

18:15 38 0 0 368 4 2 5 66 0 0 5 0 47 0 0 320 6 0 5 22 0 0 11 0

PRIVOZ SJEVER PRIVOZ JUG

4 - 3 4 - 2 4 - 1 4 - 4 2 - 1 2 - 4 2 - 3 2 - 2

l i jevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus lijevo Tv bus ravno Tv bus desno Tv bus

64 0 0 20 0 0 98 1 0 44 0 0 22 0 0 35 0 0 1448

38 0 0 13 0 0 100 0 0 53 0 0 41 0 0 54 0 0 1580

39 0 0 22 0 0 95 0 0 52 0 0 36 0 0 28 2 0 1667

36 0 0 12 0 0 111 1 0 60 0 0 31 0 0 43 0 0 1664

63 0 0 11 0 0 149 0 0 62 0 0 36 0 0 35 0 0 1803

46 0 0 15 0 0 156 1 0 66 0 0 42 0 0 33 0 0 1894

51 0 0 17 1 0 123 0 0 67 0 1 39 0 0 31 0 0 1766

57 0 0 14 0 0 103 1 0 53 0 0 32 0 0 41 0 0 1637

47 1 0 9 0 0 93 0 0 47 0 0 22 0 0 35 0 0 1481

53 0 0 11 0 0 97 0 0 45 0 0 25 0 0 39 0 0 1474

58 0 0 14 0 0 78 0 0 46 0 0 30 0 0 37 0 0 1388

47 0 0 6 0 0 77 0 0 30 0 0 19 0 0 35 0 0 1253

39 1 0 20 0 0 76 0 0 29 0 0 15 0 0 19 0 0 1098

PRIVOZ ZAPAD PRIVOZ ISTOK

Ukupno1 - 4 1 - 3 1 - 2 3 - 2 3 - 1 3 - 4

Ukupan broj vozila po 15 minutnim intervalima prikazan je na grafikonu 2. Vrijednosti

broja vozila, od poetka brojanja prometa, rastu svakim sljedeim intervalom sve do intervala

16:15 16:30 h, koji predstavlja vrni interval u poslijepodnevnom vremenskom periodu

brojanja prometa. Nakon tog intervala vrijednosti broja vozila se smanjuju sa svakim sljedeim

15 minutnim intervalom. Na grafikonu 2 crvenom bojom su oznaeni intervali koji

predstavljaju poslijepodnevni vrni sat, pa se moe zakljuiti da je poslijepodnevni vrni sat na

analiziranom raskriju u periodu od 15:45 16:45 sati.

29

Grafikon 2:Prikaz rezultata poslijepodnevnog brojanja prometa prema 15 minutnim intervalima

Na grafikonu 2 crvenom bojom su oznaeni intervali koji predstavljaju poslijepodnevni

vrni sat, pa se moe zakljuiti da je poslijepodnevni vrni sat na analiziranom raskriju u

periodu od 15:45 16:45 sati. U vrnom 15 minutnom intervalu izbrojano je 1894 vozila, dok

ukupan broj vozila u poslijepodnevnom vrnom satu iznosi 7127 vozila.

4.2.3 Usporedba jutarnjeg i poslijepodnevnog vrnog sata

Za daljnju analizu potrebno je usporediti vrijednosti dobivene brojanjem prometa za

jutarnji i poslijepodnevni vrni sat. Bitno je odrediti u kojem je vrnom satu vee prometno

optereenje, te koji su smjerovi kretanja vozila najoptereeniji za pojedini vrni sat.

Usporedba broja vozila u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu prikazana je na

grafikonu 3.. Na temelju te usporedbe moe se vidjeti da je u poslijepodnevnom vrnom satu

kroz raskrije prolazi 7127 vozila, dok u jutarnjem vrnom satu kroz raskrije prolazi 6463

vozila. Iz ovog podatka moe se zakljuiti za je za vrijeme poslijepodnevnog vrnog sata vee

prometno optereenje raskrija te e se upravo te vrijednosti koristiti za daljnju analizu i

proraune.

Grafikon 3: Usporedba ukupnog broja vozila u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

15.15 15:30 15:45 16:00 16:15 16:30 16:45 17:00 17:15 17:30 17:45 18:00 18:15

14481580

1667 16641803

18941766

1637

1481 14741388

1253

1098

Vrijednosti popodnevnog brojanja prometa

30

Kako bi se to bolje prikazalo optereenje pojedinih smjerova kretanja u jutarnjem i

poslijepodnevnom vrnom satu, izraen je teinski dijagram na temelju podataka o brojanju

prometa. Teinski dijagram predstavlja krvnu sliku raskrija, odnosno prikazuje ukupan broj

vozila koja su izbrojana u jutarnjem i poslijepodnevnom vrnom satu te njihove smjerove

kretanja. Dijagram za jutarnji vrni sat prikazan je na slici 16, te se na njemu moe vidjeti da je

u tom periodu najoptereeniji smjer kretanja od juga prema sjeveru, dok je na slici 17 vidljivo

da je za poslijepodnevni vrni sat najoptereeniji smjer kretanja od sjevera prema jugu. Iz oba

dijagrama moe se vidjeti da su smjerovi kretanja vozila u smjeru sjever jug i jug sjever,

dominantni pravci kretanja vozila, te da sporedni privozi imaju znatno manji udio kretanja

vozila.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

jutarnji vrni sat podnevni vrni sat

1613 1664

1751 1803

1648 1894

14511766

Bro

j vo

zila

45 - 60

30 - 45

15 - 30

0 - 15

Interval (min)

31

Slika 16: Prikaz teinskog dijagrama za jurarnji vrni sat

Slika 17: Prikaz teinskog dijagrama za poslijepodnevni vrni sat

32

4.3 Analiza postojeeg signalnog plana

Promet na analiziranom raskriju regulira se pomou svjetlosne signalizacije. Na

raskrije nisu postavljeni senzori i detektorske petlje, te se odvijanje prometa regulira fiksnim

ciklusom. Postojei signalni plan odvija se u tri faze, a signalne grupe koje imaju prednost

prolaska u pojedinoj signalnoj fazi prikazane su na slici 18. Trajanje ciklusa iznosi 130 s, dok

je ukupno izgubljeno vrijeme u ciklusu, prema postojeem signalnom planu 17 s (5 + 6 + 6).

Trajanje utog svijetla je 3 s na svim privozima, dok je trajanje signala uto crveno 2 s.

Slika 18: Raspored signalnih grupa u postojeem signalnom planu

Na postojeem signalnom planu prikazanom na slici 19, moe se vidjeti trajanje zelenog

svijetla za pojedinu signalnu grupu, te iznos zatitnog meuvremena izmeu pojedinih

signalnih faza. Trajanje zelenog svijetla za grupe vozila V2 i V4 u prvoj fazi je 66 s. Zeleno

svijetlo za pjeake P1 i P3 i tramvaje T2 i T4, koji se takoer kreu u prvoj fazi, smanjeno je

zbog zatitnog meuvremena i iznosi 53 s za tramvaje i 48 s za pjeake. U drugoj fazi trajanje

zelenog svijetla za grupe vozila V2L i V4L iznosi 21 s, dok za grupe vozila V1D i V3D svijetli

dopunska zelena strelica u trajanju od 28 s. U treoj, ujedno i zadnjoj fazi ciklusa, trajanje

zelenog svijetla za grupe vozila V1 i V3 iznosi 23 s. Na slici 20 prikazan je poloaj semaforskih

laterni na raskriju iz kojeg se moe vidjeti smjetaj laterni za pjeake, vozila i tramvaje.

33

Slika 19: Prikaz postojeeg signalnog plana

Slika 20: Poloaj semaforskih laterni na raskriju

34

4.4 Matrica zatitnih meuvremena

Zatitno meuvrijeme predstavlja vrijeme izmeu dvije konfliktne signalne grupe koje

slijede uzastopno. Matrica zatitnih meuvremena je matrica koja sadri vrijednosti svih

zatitnih vremena konfliktnih signalnih grupa na raskriju. Iz same definicije proizlazi i uloga

zatitnog meuvremena, a to je omoguavanje sigurnog naputanja raskrija vozila koje je ulo

u raskrije na kraju zelenog vremena, u odnosu na vozilo koje e dobiti dozvolu za prolazak

[7].

Zatitno meuvrijeme izraunava se prema formuli:

= + = +Sp+lv

[8]

gdje je:

tz zatitno meuvrijeme,

tk provozno vrijeme, odnosno vrijeme od trenutka kraja zelenog svijetla do poetka

vremena pranjenja,

tp vrijeme pranjenja, odnosno vrijeme potrebno da vozilo prijee put pranjenja Sp

(toku kolizije Tk), brzinom pranjenja vp,

tN vrijeme naleta, odnosno vrijeme potrebno da sudionik kojem se upali zeleno svijetlo

prijee put naleta SN, brzinom naleta vn [7].

Slika 21: Prikaz parametara koji se uzimaju pri izraunu zatitnog meuvremena

Izvor: [Lanovi, Z.: Materijali za predavanja iz kolegija Cestovna telematika, Fakultet prometnih znanosti,

Zagreb ak. godina 2013./14.]

35

Matrica zatitnih meuvremena vrlo je vana jer se na temelju te matrice mogu odrediti

potrebna zatitna meuvremena pri izmjeni svih realno moguih faza u ciklusu. Parametri koji

se uzimaju za izraun zatitnog meuvremena prikazani su na slici 21. U konkretnom primjeru

analiziranog raskrija, linije pranjenja i naleta na temelju kojih je izvreno raunanje zatitnih

meuvremena za konfliktne signalne grupe unutar raskrija mogu se vidjeti na slici 22.

Slika 22: Prikaz linija pranjenja i naleta unutar raskrija

Izraunom vrijednosti trajanja zatitnih meuvremena za sve konfliktne signalne grupe

dobivena je matrica zatitnih meuvremena prikazana u tablici 6. Kod promjene redoslijeda

odvijanja faza na raskriju, potrebno je znati vrijednosti zatitnih meuvremena kako bi se

moglo odrediti vrijeme izmeu dvije faze koje je dovoljno za sigurno odvijanje prometa na

raskriju. Kod adaptivnog upravljanja prometom potrebno je definirati izmjene svih realno

moguih faza pa e se vrijednosti zatitnih meuvremena oitavati iz matrice zatitnih

meuvremena.

36

Tablica 6: Matrica zatitnih meuvremena

V1 V1D V2 V2L V3 V3D V4 V4L T2 T4 P1 P3

V1 7 5 5 7 5 4 3 3

V1D 5 3

V2 6 6 6 6

V2L 6 6 6 4 4 4

V3 6 8 8 5 6 6 4 3

V3D 5 3

V4 6 7 6 6

V4L 6 6 6 4 4 4

T2 5 5 4 7

T4 6 8 5 8

P1 12 12 4 9

P3 7 13 13 8

N A L E T

P

R

A

N

J

E

N

J

E

Vrijednosti trajanja utog svijetla odreene su na temelju smjernica iz tablice 7. Prilazna

brzina na privozima V2 i V4 je 60 km/h pa trajanje utog svijetla iznosi 4 s, dok je doputena

prilazna brzina na privozima V1 i V3, 50 km/h, stoga trajanje utog je 3 s. U postojeem stanju

trajanje utog svijetla iznosi 4 s na svim privozima. Zatitno vrijeme za dopunsku zelenu

strelicu iznosi 3 s.

Tablica 7: Vrijednosti trajanja utog svijetla s obzirom na prilaznu brzinu

** - ovisno o vremenu

zaustavljanja pri Vdoz kod

forsiranog koenja

Trajanje utog svijetla -

smjernice

3

4

5

**

t [s]

50

60

70

> 70

Vdoz

[km/h]

Izvor: [Highway Capacity Manual (HCM), Transportation Research Bord, National Reserch Council,

Washington D.C, USA 2000.]

Za brzinu pranjenja tramvaja V2 koji ulazi u raskrije koriteno je Vp 36 km/h = 10

m/s, dok je brzina pranjenja tramvaja V4, ovisi o prijeenoj udaljenosti i akceleraciji, jer

tramvaj mora obavezno stati prije raskrija. Za akceleraciju tramvaja koritena je vrijednost a

= 1 m/s2.

37

4.5 Analiza propusne moi raskrija

Jedna od definicija propusne moi je da je propusna mo maksimalna veliina

prometnog toka koji moe prijei prometnu povrinu uz optimalne tehnoloke imbenike. Sa

stanovita semaforiziranog raskrija, propusna mo je broj vozila koja tijekom jednog sata

mogu proi u promatranoj grupi trakova, uzimajui u obzir faktore koji utjeu na njega, u

sluaju kada bi 100% vremena bilo upaljeno zeleno svijetlo [7].

Formula za izraun propusne moi glasi:

Cj = C0 NL fW fHV fg fp fBB fa fLU fLT fRT [voz/h/trak/zeleno] [8]

gdje je:

Co osnovna propusna mo,

NL - broj voznih trakova u promatranoj grupi,

fW - utjecaj irine voznih trakova,

fHV - utjecaj tekih vozila,

fg - utjecaj parkiranja,

fp - utjecaj uzdunog nagiba privoza,

fBB - utjecaj javnog prometa,

fa - utjecaj podruja na kojem se nalazi raskrije,

fLU - koritenje voznih trakova u promatranoj grupi,

fLT - utjecaj lijevih skretanja,

fRT - utjecaj desnih skretanja.

Izraun propusne moi za pojedinu grupu trakova u poslijepodnevnom vrnom satu

prikazan je u tablici 8. Izraun je napravljen na temelju podataka o brojanju prometa za

poslijepodnevni vrni sat. Koritenjem formule za izraun propusne moi i definiranjem

vrijednosti faktora koji utjeu na pojedinu grupu trakova, dobivene su vrijednosti propusne

moi za svaku grupu trakova. Izraunate su i vrijednosti faktora vrnog sata, postotka tekih

teretnih vozila i mjerodavnog prometnog optereenja.

38

Tablica 8: Izraun propusne moi za pojedinu grupu trakova u poslijepodnevnom vrnom satu

Trak

Vrsta

q[voz/h]

qmax15 [voz/h]

%HV

FVS

qmj [voz/h]

Co [voz/h] 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 3 2000 NL 1

w [m] 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3,5 fW 1 3 fW 0,94

HV [%] 0 fHV 1,00 2 fHV 0,98 0 fHV 1,00 1 fHV 0,99 0 fHV 1

ET [voz/HV] 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1

G [%] 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1

N [trake] 1 fbb 1 1 fbb 1 1 fbb 1 3 fbb 0,99 1 fbb 1

NB [voz/h] 0 fa 0,9 0 fa 0,9 0 fa 0,9 11 fa 0,9 0 fa 0,9

Nm 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95

fLT 0,95 fLT 1 fLT 1 fLT 1 fLT 0,95

fRT 1 fRT 1 fRT 0,85 fRT 1 fRT 1

C [voz/h]

Trak

Vrsta

q[voz/h] 371

qmax15 [voz/h] 112

%HV 0

FVS

qmj [voz/h] 404

Co [voz/h] 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 1 2000 NL 3 2000 NL 1

w [m] 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3 fW 0,94 3,5 fW 1 3,5 fW 1

HV [%] 0 fHV 1 0 fHV 1 0 fHV 1 0,5 fHV 1,00 0 fHV 1,00

ET [voz/HV] 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1 2 fg 1

G [%] 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1 0 fp 1

N [trake] 1 fbb 1 1 fbb 1 1 fbb 1 3 fbb 0,99 1 fbb 1

NB [voz/h] 0 fa 0,9 0 fa 0,9 0 fa 0,9 6 fa 0,9 0 fa 0,9

Nm 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95 0 fLU 0,95

fLT 0,95 fLT 1 fLT 1 fLT 1 fLT 0,95

fRT 1 fRT 1 fRT 0,85 fRT 0,95 fRT 1

C [voz/h]

3208 208

1534 5005 1534

1534 4810 1625

148

Istok - R

V3

252

1583

1615 1373

1 0

508

1373

72

172

0,83

0

43

142

272

0,94

0

68

256

168

0,88

0

42

0,92 0,9

0,92 0,88

1892 296

2944 182

512 82

791 52

V4L

0,78

196

63

0

2048 328

1 0

V1D

Zapad - L Jug - R Jug - L

Istok - L Sjever- RD Sjever - L

V1L V2 V2L

V3L V4

Zapad - D

541

127

0

1,1

V1

Zapad - R

56

18

2

0,78

Istok - D

V3D

POPODNEVNI VRNI SAT

Na temelju vrijednosti izraunatih iz tablice 8, mogu se izraunati stupnjevi optereenja

za pojedine grupe trakova. Vrijednost stupnja optereenja izraunava se kao odnos

mjerodavnog protoka qmj i propusne moi C za pojedinu grupu trakova. Izraunati stupnjevi

optereenja prikazani su u tablici 9. Iz tablice se moe oitati da je najoptereenija grupa trakova

V4 (smjer sjever - jug), za koju vrijednost stupnja optereenja iznosi Y(0,75). Ovaj podatak

potvruje i stvarna slika raskrija jer se upravo na privozu 4, na kojem se nalazi grupa trakova

V4, stvaraju najdui repovi ekanja.

39

Tablica 9: Stupnjevi optereenja za pojedinu grupu trakova

Stupnjevi

optereenja

Y(V1L) 0,16

Y(V1) 0,05

Y(V1D) 0,37

Y(V2) 0,41

Y(V2L) 0,21

Y(V3L) 0,18

Y(V3) 0,10

Y(V3D) 0,13

Y(V4) 0,75

Y(V4L) 0,13

Poslijepodnevni

vrni sat

Izraunom propusne moi i stupnjeva optereenja za svaku pojedinu grupu trakova na

raskriju, potrebno je izraunati stupanj zasienja raskrija kako bi se raunski prikazalo

postojee stanje odvijanja prometa na analiziranom raskriju.

Stupanj zasienja predstavlja odnos izmeu prometnog toka i propusne moi. To je

osnovna veliina na kojoj se temelji analiza propusne moi [7]. Stupanj zasienja izraunava se

prema formuli:

XC = Y(

) [7]

gdje je: Xc stupanj zasienja,

Y stupanj optereenja,

C vrijeme trajanja ciklusa,

L ukupno izgubljeno vrijeme u ciklusu.

U nastavku je prikazan postupak izrauna stupnja zasienja za vrijednosti koje

odgovaraju postojeem stanju na raskriju. U tablici 10, izraenom pomou programa

Microsoft Excel, prikazane su vrijednosti stupnjeva optereenja za pojedinu signalnu grupu. Na

temelju tih stupnjeva optereenja moe se izraunati stupanj optereenja raskrija Y. Nakon

izrauna, slijedi raunanje ukupnog izgubljenog vremena u ciklusu L (vrijeme u fazi tijekom

kojeg sudionicima u prometu nije dozvoljen prolaz). Nakon to se dobiju vrijednosti stupnja

optereenja raskrija i ukupnog izgubljenog vremena u ciklusu, moe se pristupiti raunanju

stupnja zasienja XC.

40

Tablica 10: Tablica za izraun stupnjeva optereenja za pojedinu signalnu fazu

Y = Y(1) + Y(2) + Y(3)

Y = 0,75 + 0,21 + 0,18

Y = 1,14

l(1-2) = max {} = 6 s

l(2-3) = max {5, 5, 5, 5} = 5 s

l(3-1) = max {6, 4, 4, 5, 7, 4} = 7 s

L = l(1-2) + l(2-3) + l(3-1)

L = 6 + 5 + 7

L = 18 s

XC = Y(

) = 1,14(

130

13018) = 1,32

Izraunom stupnja zasienja za postojee stanje u kojem se signalni plan odvija u 3 faze,

dobivena je vrijednost 1,32. Ova vrijednost prikazuje da u postojeem stanju na raskriju dolazi

do zaguenja prometa. Do zaguenja prometa dolazi kada je vrijednost stupnja zasienja vea

ili jednaka 1. U ovom sluaju stupanj zasienja iznosi 1,32 to znai da je prometna potranja

na raskriju 32% vea od propusne moi raskrija. Iz ovoga se moe zakljuiti da je stanje na

raskriju neodrivo, te da su potrebne mjere poboljanja kako bi se stanje na raskriju pribliilo

odrivom stanju, te se smanjilo zaguenje na samom raskriju.

41

4.6 Mikrosimulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim

upravljanjem prometom

Model predstavlja pogodan nain izraavanja spoznaja i naina razmiljanja o

promatranom sustavu. Glavna uloga modela je interpretacija stvarnog sustava s ciljem boljeg

razumijevanja strukture procesa unutar sustava, te opis elemenata sustava i njihovih

meusobnih odnosa unutar sustava [16].

Simulacija u uem smislu predstavlja sinonim za eksperimentiranje s raunalnim

modelom, dok u irem smislu simulacija predstavlja: postupak prikupljanja podataka u

stvarnom sustavu, istraivanja stvarnog sustava, formuliranja teorije, stvaranje konceptualnog

modela sustava, eksperimentiranje s raunalnim modelom, prikupljanje i analiziranje dobivenih

rezultata, i sl. Svrha izvoenja simulacija je: uvid u nain rada sustava, razvoj i ispitivanje

razliitih naina upravljanja sustavom, ispitivanje novih koncepata i sustava prije njihove

primjene u stvarnim uvjetima, stjecanje spoznaja o sustavu bez ometanja stvarnog sustava, itd.

[16].

Simulacijski modeli u cestovnom prometu mogu se podijeliti prema razini detalja kojom

opisuju zadani prometni sustav [17]:

mikroskopski modeli,

makroskopski modeli,

mezoskopski modeli.

Mikroskopski modeli diskretno predstavljaju prometni sustav i opisuju stanje sustava na

temelju karakteristika i ponaanja svakoga individualnog vozila. Kod ovih se modela za

modeliranje toka koriste relacije iz teorije slijeenja vodeeg vozila i relacije iz teorije

prihvaanja vremenskih praznina kojima se definira ponaanje svakog vozila u odreenoj

prometnoj situaciji (mogue ubrzanje, usporavanje, promjenu traka, pretjecanje, skretanje,

zaustavljanje itd.) [16, 17].

Makroskopski modeli kontinuirano predstavljaju prometni sustav, te prometni tok

promatraju kao kontinuum i shodno tome koriste se agregiranim parametrima kao to su protok

te prosjena brzina i gustoa toka. Makroskopski modeli za razliku od mikroskopskih, prate

iskljuivo grupe vozila. Kod ovih se modela esto rabe jednadbe analogne onima koje se

primjenjuju pri opisivanju ponaanja toka fluida i fenomena udara valova. Individualni manevri

42

kretanja, kao to je na primjer promjena prometnog traka, obino nisu eksplicitno modelirani

[16, 17].

Mezoskopski modeli diskretno predstavljaju prometni sustav analizirajui pojedinana

vozila ili grupe vozila. Mezoskopski modeli pripadaju negdje izmeu prethodno navedenih

modela jer se pri proraunu stanja sustava koriste mikropristupom i makropristupom. Kod ovih

modela uglavnom se entiteti opisuju individualnim karakteristikama dakle mikropristupom,

dok se njihovo kretanje i meudjelovanje modelira na agregiranim podacima [16, 17].

Upotreba simulacijskih modela na istraivakom i strunom podruju otvara mogunost

usporedbe varijantnih projektnih rjeenja te provjeru i vrednovanje novih naina u voenju

prometa prije nego to se eventualni nedostaci novih rjeenja odraze na terenu. Simulacijske

modele mogue je izraditi u relativno kratkom vremenskom periodu, te je mogue testiranje

vie modela za isti prometni sustav bez implementacije modela u stvarni sustav. Ta mogunost

daje projektantima potpunu slobodu izrade modela i pronalaenja optimalnog rjeenja

pojedinog prometnog sustava. Da bi se dobili relevantni izlazni pokazatelji, ulazni podaci

simulacijskih modela moraju biti toni i to je vie mogue odgovarati stvarnom stanju

analiziranog sustava. Za to realniju simulaciju cestovnoga prometnog sustava potrebno je

adekvatno modelirati sve njegove elemente: dionice i vorita s pripadajuim geometrijskim

karakteristikama, nain kontrole prometa, vrste i mogunosti vozila, osobine vozaa i

interakciju ovih elemenata koja rezultira odreenom prometnom situacijom. Nepotpuni ili

netoni ulazni podaci rezultirat e netone izlazne parametre, pa se izraeni model nee

pozitivno odraziti na stanje u stvarnom sustavu.

Vissim je mikrosimulacijski program razvijen za modeliranje gradskog prometa, javnog

prijevoza, te za analizu kretanja vozila ili tokova pjeaka. Program moe analizirati privatni i

javni prijevoz prema karakteristikama kao to su geometrija ceste, karakteristike vozila,

prometna signalizacija, ponaanje vozaa u vonji i sl. Vissim moe simulirati mree svih

veliina i sve cestovne funkcije u rasponu od individualnih raskrija do autocesta ili cijelih

gradova [18]. Neke od konkretnih primjena Vissima su:

razvoj, procjena i fino podeavanje logikih znakova prednosti,

procjena i optimizacija prometnih operacija u kombiniranoj mrei koordiniranih i

upravljanih prometnih znakova,

studije isplativosti i studije utjecaja na promet integriranih lakih eljeznica u urbane

mree ulica,

43

analiza sporog umreavanja i povezivanja podruja,

jednostavna usporedba dizajniranih alternativa ukljuujui signalizaciju sa stop

znakovima koji se nalaze na raskriju,

analize kapaciteta i operacija kompleksnih nacrta stanica lagane eljeznice i sustava

autobusa,

modeliranje i simuliranje kretanja pjeaka, ulicama i zgradama,

simuliranje i vizualiziranje interakcije izmeu cestovnog prometa i pjeaka [18].

Mikrosimulacijski program Vissim je jedan od najkoritenijih programskih alata za

analizu raskrija i prometnih mrea. Program na temelju izraene simulacije daje velik broj

podataka koji se mogu koristiti u daljnjim analizama. Neki od podataka koji se dobivaju na

temelju izraenog simulacijskog modela su: vremena ekanja vozila, vremena putovanja vozila,

razine uslunosti za pojedinu grupu vozila i za ukupno raskrije, duljina repa ekanja na

pojedinim privozima za pojedine grupe vozila, prosjena brzina vozila, i sl. Navedeni podaci

e se koristiti u usporedbi izraenih simulacijskih modela kasnije u analizi rezultata. Za ovaj

diplomski rad izraena su tri simulacijska modela, model postojeeg stanja, model adaptivnog

upravljanja bez prioriteta i model adaptivnog upravljanja s prioritetom vozila javnog gradskog

prijevoza.

Simulacijski modeli postojeeg stanja i stanja s adaptivnim upravljanjem izraeni su

koritenjem mikrosimulacijskog programa PTV Vissim u kombinaciji s programskim alatom

VisVAP7 koji predstavlja dodatni modul Vissim-u. VisVAP je program koji omoguuje izradu

algoritma primjenom objektno orijentiranog programiranja i izrade programske logike putem

dijagrama toka [19]. Nakon izraenog algoritma za odreeni simulacijski model, VisVAP

dokument pokree se pomou programa PTV Vissim koji zatim izraenu simulaciju

implementira na nain na koji je to definirano algoritmom.

7 VisVAP - eng. VAP - Vehicle Actuated Programming

44

Koraci implementacije izraenih dodatnih datoteka u simulacijski model prikazani su

na slici 23. Logika rada pojedinog signalnog ureaja (definirana ASCII datotekom ekstenzije

*.pua) i dijagram toka algoritma adaptivnog upravljanja, (datoteka koja sadri C++ kod

algoritama ekstenzije *.vap), unose se u simulacijski model, te se pokretanjem simulacije prati

definirani dijagram toka algoritma adaptivnog upravljanja [14], [19]. Prikaz programskog

suelja VisVAP-a, te dijela izraenog algoritma za potrebe modela adaptivnog upravljanja dan

je na slici 24.

Slika 23: Prikaz koraka komplementiranja simulacijskog modela potrebnim datotekama

Izvor [PTV Planung Transport Verkehr AG: VisVAP 2.16 User Manual, 2006.]

Za kompletno funkcioniranje simulacije potrebno je izraditi tekstualni dokument *.pua

u kojem se definira izmjena svih realno moguih faza koje e model koristiti, trajanje pojedinih

faza, trajanje zatitnog meuvremena izmeu pojedinih faza i sl. Prikaz dijela *.pua dokumenta

definiranog za izradu simulacijskih modela adaptivnog upravljanja prometom dan je na slici

25.

45

Slika 24: Prikaz programskog suelja programa PTV VisVAP

Slika 25: Prikaz dijela *.pua dokumenta

46

Model postojeeg stanja izraen je na temelju podataka dobivenih provedenom

analizom postojeeg stanja raskrija. Za izradu simulacijskog modela koriteni su podaci o

brojanju prometa za poslijepodnevni vrni sat. Isti podaci koriteni su pri izradi ostalih dvaju

simulacijskih modela s adaptivnim upravljanjem prometom. Model postojeeg stanja je vrlo

vaan jer se rezultati dobiveni evaluacijom modela s adaptivnim upravljanjem prometom,

usporeuju s rezultatima postojeeg stanja kako bi se moglo zakljuiti postoje li poboljanja ili

pogoranja vrijednosti odreenih simulacijskih parametara.

Slika 26: Prikaz ueg podruja raskrija izraenog programom PTV Vissim

Na slici 26 moe se vidjeti ue podruje raskrija simulacijskog modela postojeeg

stanja, dok je na slici 27 prikazan cjeloviti model postojeeg stanja, na koji su u kasnijoj analizi

implementirani sustavi adaptivnog upravljanja prometom.

47

Slika 27: Prikaz izraenog simulacijskog modela u programu PTV Vissim

4.6.1 Mikrosimulacijski model adaptivnog upravljanja prometom bez prioriteta

Model adaptivnog upravljanja prometnom bez prioriteta izraen ja na nain da vozila,

preko detektorskih petlji, najavljuju svoju prisutnost na privozu, te ukoliko se u posljednjim

sekundama faze, u zoni dileme, detekcijom na detektorskoj petlji, ustanovi da vozilo ne moe

napustiti raskrije za vrijeme regularnog trajanja faze, produljuje se trajanje trenutne faze kako

bi se osigurao slobodan prolaz raskrijem izbjegavajui stanje prisilnog koenja ili prolaska

vozila kroz signale koji sugeriraju nedoputen prolaz raskrijem (uto i crveno svijetlo).

48

Produljenja faza uglavnom se definiraju u vrijednostima od 1 do 2 sekunde za unutarnje

detektore, te od 3 do 5 sekundi za vanjske detektore. Detektori se mogu ugraivati u kolnik ili

biti izvan njega. Detektori koji se ugrauju u kolnik mogu biti: induktivni, magnetni,

pneumatski, piezo, optika vlakna itd. Izvan kolnika postavljaju se ultrazvuni, radarski,

aktivni/pasivni infracrveni, laserski, video detektori, itd. [7].

Neke od funkcija detektora koji se koriste u prometu su [7], [22]:

detekcija prisutnosti vozila,

najava vozila,

produetak zelenog svjetla

brojanje i struktura prometnog toka,

karakteristike prometnog toka (brzina, intervali, zastoji, rep ekanja i sl.),

identifikacija posebnih vozila (JGP, VIP rute i sl.),

prepoznavanje odnosno itanje registarskih oznaka,

identifikacija za elektronsku naplatu cestarine,

mjerenje teine i broja osovina,

klasifikacija vozila,

mjerenje brzine i smjera kretanja vozila,

detekcija incidenata,

odreivanje vremenskih uvjeta (meteo-stanice), itd.

Simulacijski model adaptivnog upravljanja bez prioriteta radi pomou 32 detektora

(slika 28) koja su smjetena na raskrije. Svaki od detektora ima odreenu ulogu, te je smjeten

na odgovarajuu udaljenost od zaustavne linije. Detektori na privozima koji su smjeteni do

zaustavne linije su unutarnji detektori i slue za produljenje trenutne faze za 1 sekundu na svim

privozima. Druga skupina detektora su vanjski detektori i namjena im je produljenje trenutne

faze za 3 sekunde na istonom i zapadnom privozu, te 4 sekunde na sjevernom i junom

privozu. Na tramvajskim prugama takoer su postavljeni unutarnji i vanjski detektori i to za

produljenje od 2 sekunde za unutarnje detektore i 4 sekunde za vanjske detektore.

49

Slika 28: Poloaj detektorskih petlji za simulacijski model adaptivnog upravljanja bez prioriteta

Udaljenost detektora od zaustavne linije ovisi o brzini vozila koja je doputena na

analiziranom privozu, o prosjenoj duljini vozila, te o broju sekundi produljenja faze. Izraun

udaljenosti pojedinog detektora od zaustavne linije za ovaj simulacijski model prikazan je u

tablici 11.