Projekty a granty

Analýza úrovňových křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu a tvorba kapacitních výpočtových metod

SP2021/75

Rozbor stavu problematiky v ČR a ve světě (cca 1500-3500 znaků): Úrovňové křižovatky lze standardně rozdělit na průsečné (čtyřramenné, obvykle s hlavní pozemní komunikací vedenou přímo), stykové (tříramenné, hlavní komunikace opět přímá) a okružní (mini, jednopruhové, dvoukruhové a v dnešní době turbo-okružní křižovatky). Dále se dělí také na neřízené a na řízené prostřednictvím světelného signalizačního zařízení. V rámci zmíněných typů křižovatek lze klasifikovat (pro tento projekt podstatné) tzv. atypické křižovatky pozemních komunikací, mezi něž se řadí mimo jiné křižovatky s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu. Přes četný výskyt typu křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu, na něž je projekt zaměřen, v praxi neexistuje v současně platných technických podmínkách, konkrétně TP 188 Posuzování kapacity křižovatek a úseků pozemních komunikací [2], postup pro kapacitní výpočet. Co se týče stavebního hlediska není tento typ detailně řešen v žádné z platných norem, respektive v normě ČSN 73 6102 Projektování křižovatek na pozemních komunikacích [1] je zmínka o předmětném typu křižovatek pouze v rámci části 5.2.3.9.7.1 příslušné normy v rámci řešení problematiky připojovacích pruhů vlevo od průběžného jízdního pruhu. Ve slovenské normě STN 73 6102 [3] není příslušný typ křižovatek řešen vůbec. Z pohledu řešení kapacitní problematiky v zahraničí lze uvést v rámci možností výpočtů pro Českou republiku několik zdrojů a sice z pro Českou republiku blízké Slovenské republiky [4], dále z Německa [5], a také z USA [6]. Kapacitní výpočty na Slovensku, které jsou nejblíže českým podmínkám, jsou řešeny na základě technických podmínek TP 102 Výpočet kapacít pozemných komunikácií [4] původně značenými jako TP 16/2015. Tyto technické podmínky lze vhodně využít pro porovnání výpočtů s českými. Problematika křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu zde však není řešena a TP 102 jsou uzpůsobeny konvenčním druhům křižovatek. V rámci kapacitní problematiky USA je zásadním předpisem Highway Capacity Manual [6] v němž se nachází kapacitní výpočty v rámci neřízených úrovňových křižovatek. Křižovatky s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu jsou však specifickým řešením, s nímž tento manuál pro kapacitní výpočty neuvažuje. Totéž platí pro německý manuál výpočtu kapacit Handbuch für die Bemessung von Strassenverkehrsanlagen. [5] Výše citované zdroje se tedy zabývají pouze standardními projekčními a výpočtovými metodami. Pro posouzení vhodnosti navržených stavebních prvků na křižovatkách lze vhodně využít videoanalýzu konfliktních situací, která je popsaná v [7] a byla vyvinuta na VŠB - Technické univerzitě Ostrava. Pro kapacitní posouzení lze mimo výpočetních metod dle technických norem či technických podmínek použít mikrosimulačních modelů silničního provozu na křižovatkách, např. s využitím programu PTV VISSIM a PTV VISWALK (viz např. práce [8], [9], [10] a [11]). Předložený návrh projektu SGS tematicky navazuje na přechozí SGS SP2019/95 a SP2020/31 a bude rozšířena o detailní analýzu a nové kapacitní výpočty speciálních typů křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu. Aplikace poznatků bude probíhat jak na stykových, tak na průsečných křižovatkách. Minimálně 5 citací cizích prací hodnocených v „Rozboru problematiky…“. Je možné uvést navíc odkazy na relevantní vlastní výsledky, pokud jsou v „Rozboru…“ diskutovány: [1] ČSN 73 6102 Projektování křižovatek na pozemních komunikacích (ed.2). Česká státní norma, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2012. [2] TP 188. Posuzování kapacity křižovatek a úseků pozemních komunikací. Technické podmínky, MD ČR a ŘSD ČR, 2018. [3] STN 73 6102 Projektovanie križovatiek na pozemných komunikáciách. Slovenská technická norma, Slovenský ústav technickej normalizácie, 2004. [4] TP 102. Výpočet kapacít pozemných komunikácií. Ministerstvo dopravy, výstavby a regionálneho rozvoja SR, 2015. [5] HBS 2015. Handbuch zür Bemessung von Strassenverkehrsanlangen, FSGV Verlag GmbH, Köln, 2015. ISBN 978-3-941790-35-3. [6] Highway capacity manual (HCM). Washington, D.C.: Transportation Research Board, National Research Council, 2010, ISBN 9780309160773. [7] KŘIVDA Vladislav, PETRŮ Jan, MAHDALOVÁ Ivana, ŽITNÍKOVÁ Kateřina. Hodnocení stavebních prvků křižovatek s využitím videoanalýzy. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2016, 184 s. Monografie. ISBN 978-80-248-3995-0. [8] MÁCHA David. Návrh úprav na křižovatce Martinovská - Provozní - 1. čs armádního sboru v Ostravě. Diplomová práce, VŠB-TU Ostrava, 2017. Vedoucí práce doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. [9] NOVÁK Jakub. Návrh úprav na křižovatce 17. listopadu - K Myslivně - nábřeží SPB v Ostravě. Diplomová práce, VŠB-TU Ostrava, 2017. Vedoucí práce doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. [10] PLOCOVÁ Kristýna. Mikrosimulační model křižovatky Pavlovova - Výškovická v Ostravě. Diplomová práce, VŠB-TU Ostrava, 2019. Vedoucí práce doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. [11] FIBICH David. Mikrosimulační model křižovatky Výškovická - Nákupní v Ostravě. Diplomová práce, VŠB-TU Ostrava, 2019. Vedoucí práce doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. Přehled použitých metod (cca 500-1500 znaků): Analýza stávajících metod - S využitím současných ČSN a TP budou analyzovány chybějící parametry křižovatek (podrobná geometrie, nájezdové úhly, vliv vzájemné vzdálenosti sousedních křižovatek atp.). Obdobně budou analyzovány stávající kapacitní metody. Výsledky budou sloužit k posouzení vhodnosti stavebních prvků a ke kapacitnímu posuzování. Sčítání intenzit dopravy - Bude využito sčítací zařízení (např. NC200 a Icoms) a ručního sčítání. V rámci sčítání intenzit dopravy bude pořízen videozáznam. Výsledky budou sloužit ke kapacitnímu posouzení a jako podklad pro tvorbu nových kapacitních výpočtů. Specifický dopravní průzkum - Průzkum bude zaměřen na bezpečnost provozu a psychologii řidičů s vazbou na užití fyzických stavebních prvků. Výsledky budou sloužit pro tvorbu bezpečnostních koeficientů v rámci tvorby kapacitních výpočtů. Fotodokumentace a videoanalýza konfliktních situací - Na vybraných křižovatkách v ČR i zahraničí bude pořízena jak detailní fotodokumentace křižovatek (použité uspořádání, stavební prvky atp.), tak videozáznamy provozu na křižovatkách. Výsledky budou sloužit jak pro analýzy nevhodně navržených stavebních prvků, tak pro kapacitní posouzení. Mikrosimulační modely - Bude využito programu PTV VISSIM a PTV VISWALK. Výsledky budou sloužit hlavně pro kapacitní posouzení křižovatek a porovnání s novými kapacitními výpočty. Rozsah prací je závislý na počtu navštívených křižovatek - předpokládá se analýza (tj. přesné sčítání intenzit, videoanalýzy a modely) v rámci cca 10 křižovatek daného typu. Harmonogram prací: - leden – březen: analýzy stávající tuzemské i zahraniční legislativy, analýza metod měření, přípravné práce pro měření - duben – červenec: realizace měření v ČR a zahraničí (sčítání dopravy, pořizování fotodokumentace a videozáznamů) - květen – říjen: analýzy naměřených hodnot, vytváření mikrosimulačních modelů, tvorba nových kapacitních postupů vč. posouzení kapacity výpočetními metodami a s využitím modelů - září – listopad: příprava a publikování výsledků - do 14. 12. 2021 věcné a finanční ukončení projektu - do 15. 01. 2022 podání závěrečné zprávy Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu: Ing. David Mácha (odpovědný řešitel, prezenční doktorand, téma disertační práce: Kapacitní posouzení křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu s využitím mikrosimulace) - bude provádět sčítání dopravy, kapacitní posuzování a tvorbu modelů se zaměřením na analýzy křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu, tvorba a publikování odborných článků Ing. David Fibich (prezenční doktorand, téma disertační práce: Využití dopravních modelů při výstavbě logistických center) - bude provádět sčítání dopravy, kapacitní posuzování a tvorbu podkladů pro mikrosimulační modelování, podíl na tvorbě odborných článků Ing. Zuzana Široká (prezenční doktorand, téma disertační práce: Hodnocení účinnosti dopravně inženýrských opatření pro zklidňování dopravy na pozemních komunikacích) - bude provádět sčítání dopravy a doplňkové práce v rámci projektu. Sčítání dopravy bude probíhat formou ručního sčítání dopravy v terénu (na předmětných křižovatkách). Doplňkovými činnostmi je myšlena především videoanalýza konfliktních situací z pořizovaného videozáznamu v rámci dopravního průzkumu a pomocné práce při instalaci a obsluze technických prostředků. Ing. Jakub Novák (kombinovaný doktorand, téma disertační práce: Kapacitní posouzení atypických křižovatek se zalomenou předností s využitím mikrosimulace) - bude provádět specializované úkony v rámci mikrosimulačního modelování - člen se specializuje na simulační vlastnosti automobilové dopravy (program PTV VISSIM) doc. Ing. Vladislav Křivda, Ph.D. (školitel) - kontrola plnění cílů a harmonogramu, odborný dozor a konzultant Předchozí dosažené výsledky členů týmu - studentů: Odpovědný řešitel Ing. David Mácha a další řešitelé Ing. Jakub Novák a Ing. David Fibich mají výsledky v RIV (viz [1], [2], [3], [4], [5] a [6]), články v tisku (viz [7] a [8]) a aktivní účast na mezinárodních konferencích „11. Architektura v perspektivě“ a „12. Architektura v perspektivě“. Tito řešitelé jsou také v současné době řešiteli projektu SGS SP 2020/31. [1] MACHA David, NOVAK Jakub, KRIVDA Vladislav, PETRU Jan. Problematika bezpečnosti v centru města. In: 11. Architektura v perspektivě 2019. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2019, s. 114-117. ISBN: 978-80-248-4331-5 [2] NOVAK Jakub, MACHA David, KRIVDA Vladislav, PETRU Jan. Využívání dopravních modelů v intravilánu. In: 11. Architektura v perspektivě 2019. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2019, s. 134-136. ISBN: 978-80-248-4331-5 [3] MACHA David, NOVAK Jakub, KRIVDA Vladislav, PETRU Jan. Problematika kapacitního řešení křižovatek center měst a území obcí. In: 12. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2020, s. 121-124. ISBN: 978-80-248-4450-3 [4] NOVAK Jakub, MACHA David. Problematika křižovatek se zalomenou předností. In: 12. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2020, s. 158-160. ISBN: 978-80-248-4450-3 [5] PLOCOVA Kristyna, FIBICH David, MACHA David, NOVAK Jakub. Prvky zklidňování dopravy v centrech měst. In: 12. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2020, s. 125-128. ISBN: 978-80-248-4450-3 [6] KRIVDA, Vladislav, Jan PETRU, David MACHA, Kristyna PLOCOVA a David FIBICH. An Analysis of Traffic Conflicts as a Tool for Sustainable Road Transport. Sustainability [online]. 2020, 12(17) [cit. 2020-12-10]. ISSN 2071-1050. Dostupné z: doi:10.3390/su12177198 [7] MACHA David, KRIVDA Vladislav, PETRU Jan, NOVAK Jakub. Analysis of intersection with traffic lights and tram traffic. In: 20th International Scientific GeoConference SGEM 2020. Varna: 2020. In print. [8] PLOCOVA Kristyna, FIBICH David. Design traffic lights for atypical intersection. In: 20th International Scientific GeoConference SGEM 2020. Varna: 2020. In print. ROZPOČET: Tuzemské cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - Ostrava, Brno, Praha, Opava, atd. - 36.150,- Kč Zahraniční cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - Slovensko, příp. Polsko - 35.000,- Kč Korektura článku Jimp - 5.000,- Kč Vložné na konference - 25.000,- Kč Stipendia studentů - 100.000,- Kč Režie - 22.350,- Kč SUMA: 223.500,- Kč Zdůvodnění požadavků: Tuzemské cesty budou sloužit k detailním analýzám vybraného speciálního typu křižovatek - křižovatky s připojovacím pruhem vlevo do průběžného jízdního pruhu, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek (např. na silnicích I. třídy) hromadnou dopravou Zahraniční cesty budou sloužit k detailním analýzám vybraného speciálního typu křižovatek s připojovacím pruhem vlevo od průběžného jízdního pruhu v zahraničí, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek hromadnou dopravou Korektura článku Jimp - překlad bude zajištěn vlastními silami, pro zvýšení úspěšnosti přijetí článku bude potřeba provést odbornou korekturu v odpovídající kvalitě Vložné na konferenci - jedná se o vložné na mezinárodní konferenci Architektura v perspektivě 2021 (alternativně na konferenci International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM) Stipendia: - Ing. David Mácha (prezenční doktorand) - 65.000,- Kč - Ing. David Fibich (prezenční doktorand) - 20.000,- Kč - Ing. Zuzana Široká (prezenční doktorand) - 10.000,- Kč - Ing. Jakub Novák (kombinovaný doktorand) - 5.000,- Kč Výše stipendia prezenčního doktoranda Ing. Davida Máchy je opodstatněna časovou náročností velkého množství dopravních průzkumů prováděných v rámci projektu, a jejich následným časově náročným vyhodnocováním.

2021

2021

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Mácha David Ing.