Kapacitet I NU DVOTRACNI PUTEVI HCM 1994 I Novoklasicni P

 

 

ДВОТР АЧНИ  ПУТЕВИ  Нивои анализе  •  ОПЕРАТИВНЕ И ПРОЈЕКТНЕ  АНАЛИЗЕ  Operativnim analizama utvr|uje se prakti~ni kapacitet i Nivo Usluge   na postoje}im dvotra~nim putevima pri dostignutim veli~inama i karakteristikama saobra}ajnih tokova, kao i za prora~une prakti~nog kapaciteta i Nivoa Usluge   na postoje}em ili budu}em projektovanom putu pri budu}im veli~inama i karakteristikama saobra}ajnih tokova. Ove analize sprovode posebno za odseke u prose~nim putnim i terenskim uslovima i posebno za odseke u se specifi~nim uzdu`nim nagibima.

•  АНАЛИЗЕ У ПЛАНИРАWУ НОВИХ ПУТЕВА  Analize uslova saobra}aja u planirawu novih puteva omogu}avaju planerima da odrede veli~inu PGDS-a koju mo`e prihvatiti dvotra~ni put za razli~ite Nivoe Usluga  i  i terenske uslove. S obzirom da je u planirawu dvotra~nih puteva broj traka determinisan, poboq{awe uslova saobra}aja ili pove}awe veli~ine PGDS-a na planiranom putu mogu}e je ostvariti poboq{awem projektnih elemenata, smawewem uspona, kao i dodatnom trakom na odsecima u usponu.

КАРАКТЕРИСТИКЕ  ОДВИЈАЊА САОБРАЋАЈА  НА ДВОТРАЧНИМ ПУТЕВИМА  Na dvotr~nim putevima promena traka i preticawe mogu}e je jedino uz su~eqavawe sa saobra}ajnim tokovima iz suprotnog smera. Zahtevi za preticawem rastu sa porastom veli~ine toka, a mogu}nost za izvr{ewe bezbednog preticawa opada sa porastom veli~ine toka. Za razliku od autoputeva i vi{etra~nih v i{etra~nih puteva sa neometanim tokovima, na dvotra~nim putevima saobra}ajni tok u jednom smeru uvek uti~e na tok u drugom smeru. Voza~i su prinu|eni da prilago|avaju brzinu u funkciji pove}awa veli~ine toka i smawewa mogu}nosti za preticawe. Najzna~ajnije karakteristike saobra}ajnog toka na dvotra~nim putevima su prose~na brzina i procenat vremenskih zastoja. Ove karakteristike se koriste kao pokazateqi u operativnim analizama Nivoa Usluge  na   na dvotra~nim putevima. Relativno visoka vozna brzina predstavqa zna~ajan kriterijum za projektovawe dvotra~nih puteva za daqinski saobra}aj (primarni-magistralni pravci). Na primarnim vangradskim putevima sredwa brzina saobra}ajnog toka naj~e{}e je oko 90 km/h. Prema HCM-u 1994.god., navodi se da su istra`ivawa pokazala da je brzina malo osetqiva na veli~inu saobra}ajnog toka na dvotra~nim putevima bez uspona i skre}u}eg toka. S obzirom na stav u HCM-u  1994.god., o neosetqivosti brzine na promenu veli~ine toka, (koja (koja nije dovoqno argumentovana-primedba autora ovog rada ), ), u navedenom priru~niku je, za definisawe Nivoa Usluge   na dvotra~nim

 

 

putevima primarna uloga dodeqena PROCENTU VREMENSKIH ZASTOJA, a sekundarna uloga BRZINI TOKA i RELACIJI TOK/KAPACITET. RELACIJI Procenat vremenskih zastoja je proceweni deo od ukupne veli~ine toka izra`en u procentima u kojima voza~i zbog nemogu}nosti bezbednog preticawa zastaju tj. voze u koloni za vreme putovawa na posmatranim deonicama dvotra~nog dvotra~nog puta. Smatra se da su voza~i u zastoju kada voze iza vo|e kolone brzinom mawom od `eqene, ili ako se kre}u u vremenskim intervalima sle|ewa mawim od 5 sekundi. Procenat vremenskih zastoja odra`ava se na kvalitet usluge. Kod mawih veli~ina saobra}ajnog toka voza~i gotovo nikada nisu u zastoju budu}i da su sredwe vrednosti vremenskih intervala sle|ewa vozila i mogu}nost preticawa velike. Procenat vremenskih zastoja za male tokove prakti~no je blizak nuli. Kada se veli~ina toka pribli`ava prakti~nom kapacitetu, zahtevi za preticawem znatno prema{uju mogu}nosti za preticawem, {to se odra`ava na stvarawe velikih kolona, a vozila su u zastojima blizu 100% vremena vo`we na posmatranoj deonici. Osnovni odnosi izme|u prose~ne putne ili sredwe prostorne brzine toka i procenata vremenskih zastoja u prakti~no idealnim putnim i saobra}ajnim uslovima prikazani su na slici 10.1.

Практично Идеални Услови  Pod prakti~no idealnim uslovima za odvijawe saobra}aja na dvotra~nim putevima podrazumevaju se: Prose~na brzina > 95 (km/h);   ≥ 3,50 [irina traka (m);   Slobodna bankina {irine ≥ 1,75 (m); Bez zona zabrawenog preticawa na putu; Saobra}ajni tok putni~kih automobila; Raspodela toka po po smerovima 50/50; Bez ometawa saobra}aja signalizacijom signalizacijom kojom se ograni~ava br brzina zina ili skretawem vozila; (8) Ravni~arski teren.

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

Prakti~ni kapacitet dvotra~nih vangradskih puteva pod prakti~no idealnim uslovima prema HCM-ovim publikacijama od 1950. i 1965. godine, tj. sve do 1985. godine iznosio je 2.000 (PA/h u oba smera), a tek u izdawima 1985. i 1994. godine definisan je na veli~inu 2.800 ( PA/h u oba smera) pri brzini od oko 72 (km/h) i gustini od oko 19,45 (PA/km/traci). Prema rezultatima istra`ivawa koja su obavqena od strane Saobra}ajnog fakulteta i Instituta za puteve u periodu od 1969. do 1975. godine utvr|en je kapacitet za deonice dvotra~nih puteva za dvosmerni saobra}ajni tok, pri prakti~no idealnim uslovima u iznosu od 2.860 PA/h u oba smera. Pored citiranih doma}ih istra`ivawa vezanih za kapacitet dvotra~nog puta i brzinu pri kapacitetu u prakti~no idealnim uslovima, vr{ena su merewa max. protoka na specifi~nim usponima dvotra~nih puteva. Razlog ovih merewa bio je prema HCM-1965.g. drasti~no prenagla{en uticaj veli~ine i du`ine uspona na kapacitet dvotra~nih puteva. Tako je po HCM-1965.g., uspon od 7% dug preko 800 ( m) pri u~e{}u komercijalnih vozila od 20%, kapacitet dvotra~nog puta svodio na vrednost od 100 (voz/h u oba smera). Na osnovu citiranih doma}ih istra`ivawa koja su sprovedena u periodu 1969. - 1975.godine, utvr|en je realan (vi{estruko mawi) uticaj uspona na kapacitet. Na osnovu utvr|ene sredwe vrednosti kapaciteta deonica dvotra~nog puta pri prakti~no idealnim uslovima  C =2860 (PA/h/u oba smera)  i veli~ine osnovnog kapaciteta jednog smera osnovnog odsekao2-tr  ~etvorotra~nog autoputa u prakti~no idealnim uslovima CoAP=2 x 2200 (PA/h/u jednom smeru) utvr|en je faktor F1 uticaja dvosmernog saobra}aja na kapacitet

 

 

zbog nemogu}nosti postizawa gustine zasi}enog toka. Vrednost faktora F1  utvr|ena je na osnovu slede}ih relacija: CoAP (2 trake u jednom smeru)=4400 PA/h/smeru   Co 2-tr   (2 trake u oba smera )=2860 PA/h/oba

Iz odnosa Co 2-tr  /CoAP proizlazi F1=2860/4400  tj. F1=0.65 

smera 

Na osnovu izlo`enog 1979.g. definisan je osnovni obrazac za prora~un prakti~nog kapaciteta deonica dvotra~nog puta koji glasi: [10.1.]  C=C0xNxF1xF2xF3xF4xf 1  (voz/h u oba smera)................. S obzirom da je Co=2200, N=2 i F1=0.65; obrazac [10.1.] dobija slede}i oblik [10.2.] 

C=2.860xF2xF3xF4xf 1 (voz/h u oba smera).........................

[10.2.] 

gde je :  N  - broj saobra}ajnih traka u oba smera; F1  - faktor uticaja dvosmernog saobra}aja na prakti~ni kapacitet zbog nemogu}nosti postizawa gustine zasi}enog toka; F2  - faktor uticaja {irine trake na prakti~ni kapacitet; F3  - faktor uticaja nepokretnih bo~nih smetwi na prakti~ni kapacitet; F4  - faktor uticaja veli~ine i du`ine uzdu`nog nagiba na prakti~ni kapacitet; f 1 

- faktor uticaja u~e{}a komercijalnih vozila u toku na prakti~ni kapacitet.

Istim istra`ivawima utvr|ena je brzina pri kapacitetu u rasponu od 60 do 70 (km/h), a iz odnosa izme|u q= 2.860 (PA/h)  i V= 60 - 70 (km/h) izra~unate su i vrednosti gustine pri kapacitetu. Utvr|ene vrednosti gustina iznosile su izme|u 40,8 (PA/km/u oba smera) i 47,6 (PA/km/u oba smera), odnosno izme|u 20,4 (PA/km/traci) i 23,8 (PA/km/traci).

МЕТОДОЛОГИЈА АНАЛИЗЕ НИВОА УСЛУГЕ  Nivo Usluge  je kvalitativna mera kojom se opisuju uslovi saobra}aja na osnovnom segmentu dvotra~nog puta za dvosmerni saobra}aj.  saobra}aj.  Primarnu ulogu u definisawu Nivoa Usluge   osnovnih odseka dvotra~nih puteva imaju BRZINA TOKA, kao direktno merqiv pokazateq i PROCENAT VREMENSKIH ZASTOJA,  kao analiti~ki utvr|en pokazateq, dok sekundarnu ulogu ima RELACIJA TOK/KAPACITET, kao koli~nik izme|u protoka (direktno merivog) i kapaciteta (analiti~ki definisanog pokazateqa). Pokazateqi Nivoa Usluge  odre|uju  odre|uju se za 15-minutne vr{ne tokove i utvr|uju na segmentima dovoqne du`ine. Promene u repernim vrednostima brzina toka i veli~ina toka po Nivoima Usluge   koje su u~iwene u HCM-1994.godine u znatnoj meri su saglasne sa rezultatima doma}ih istra`ivawa od pre 25 godina. Ovo se pre svega odnosi na vrednosti kapaciteta i brzine pri kapacitetu osnovnog segmenta dvotra~nog puta u prakti~no idealnim uslovima. Prema HCM-1994. godine brzini toka je oduzeta primarna uloga u definisawu Nivoa Usluge . Me|utim, u doma}im preporukama brzini toka je i daqe dodeqena uloga primarnog pokazateqa, zajedno sa procentom vremenskih zastoja. Zato se u ovom radu najpre izla`u vrednosti brzina pri pojedinim Nivoima Usluge . Vrednosti brzina po Nivoima Usluge   zasnovane su na dvore`imskoj funkcionalnoj funkcionalnoj zavisnosti brzina od veli~ine toka. TOKA u kome uslovi saobra}aja odgovaraju Nivou Usluge  A  (1.) RE@IM SLOBODNOG TOKA 

 

 

U ovom re`imu brzine ne zavise od veli~ine toka, ve} su u funkciji tehni~koeksploatacionih karakteristika puta i karakteristika sistema “vozilo-voza~”, tj. u funkciji slobodne brzine (Vsl ). TOKA glasi : Op{ti obrazac za brzinu toka u RE@IMU SLOBODNOG TOKA 

Vsl  ≥  V NU”A” ; V NU”A”  = F (Vsl)............................................

[10.3.] 

Nivo Usluge A na osnovnim segmentima dvotra~nih puteva u prakti~no idealnim uslovima na osnovnim vrstama terena ostvaruje se pri % vremenskih zastoja (%VZ NU”A”  ≤  30 %), pri veli~ini protoka (q  NU”A”) i brzini toka (V NU”A”), koje su u funkciji terenskih uslova, odnosno brzine brzine slobodnog slobodnog toka (Vsl) i osnovnog kapaciteta (C0 ), tj., q  NU”A” =F(Vsl;C0 ) i  V NU”A”  = F (Vsl).

Tako se za segmente s obzirom na 3 vrste terena ostvaruju slede}e vrednosti : (I)  Za segmente u prakti~no prakti~no idealnim idealnim uslovima uslovima na ravni~arskom ravni~arskom terenu VSL=100(km/h); C0=2860(PA/h); q  NU”A”≤430(PA/h); V NU”A”≥95(km/h)..... [10.3a.]  (II)  Za segmente u prakti~no prakti~no idealnim idealnim uslovima na brdovitom terenu VSL=90(km/h); C0 =2770(PA/h.); q  NU”A”≤415(PA/h); V NU”A”≥85(km/h)..... [10.3b.]  (III) Za segmente u prakti~no idealnim uslovima na planinskom terenu VSL=80(km/h); C0=2600(PA/h); q  NU”A”≤390(PA/h); V NU”A” ≥75(km/h)...... [10.3c.] 

Na segmentima koji su lo{iji od prakti~no idealnih, grani~ne veli~ine toka pri Nivou Usluge  A  ni`e su od napred datih u prakti~no idealnim uslovima. U ovim slu~ajevima veli~ina toka pri Nivou Usluge  A (voz/h)  u funkciji je terenskih uslova, odnosno brzine slobodnog toka (Vsl) i prakti~nog kapaciteta C (voz/h), tj., q  NU”A”=F(Vsl ;C ). (2.)

RE@IM NORMALNOG TOKA  TOKA  u kome uslovi saobra}aja odgovaraju Nivoima Usluge   B, C, D i E. 

U ovom re`imu brzina toka, pored tehni~ko-eksploatacionih karakteristika puta i karakteristika sistema “vozilo-voza~”, zavise i od veli~ine toka. TOKA glasi : Op{ti obrazac za brzinu toka u RE@IMU NORMALNOG TOKA 

V=V NU”A”-K(q-q  NU”A”); K=(V NU”A”-Vc)/(C-q  NU”A”)...........................  C ≥ q > q

[10.4.] 

 

 NU”A” koji va`i u domenu Vrednosti V NU”A”, q  NU”A” , Vc i  C  zavise od tehni~ko-eksploataci tehni~ko-eksploatacionih onih karakteristika karakteristika puta, karakteristika terena i karakteristika toka.

Obrasci za analizu brzine toka na osnovnim segmentima dvotra~nog puta u prakti~no idealnim uslovima na tipi~nim terenima glase : (I)  Za segmente u prakti~no idealnim uslovima na ravni~arskom terenu Vsl  =100 (km/h) i VC = 72,5 (km/h) V = 95 - 0,009 (q - 430) ............................................................

[10.4a.] 

(II)  Za segmente u prakti~no prakti~no idealnim uslovima uslovima na brdovito brdovitom m terenu Vsl  =90 (km/h) i VC = 70 (km/h) V = 85 - 0,006 (q - 415). ...........................................................

[10.4b.] 

(III) Za segmente u prakti~no idealnim uslovima uslovima na planinskom terenu

 

 

Vsl  =80 (km/h) i  VC = 62 (km/h) [10.4c.] 

V = 75 - 0,006 (q - 390). ...........................................................

Na segmentima dvotra~nog puta koji su lo{iji od prakti~no idealnih, vrednosti koeficijenta K i toka pri Nivou Usluge  A  (voz/h) razli~iti su od napred datih u prakti~no idealnim uslovima. uslovima. U ovim slu~ajevima K = f (Vsl, C, q  NU”A” ); q  NU”A” = F (Vsl, C).

RELACIJA IZME\U % VREMENSKIH ZASTOJA (V Z ) I TOKA TOKA PO NIVOIMA USL USLUGE UGE NA OSNOVNIM SEGMENTIMA DVOTRA^NIH PUTEVA U PRAKTI^NO IDEALNIM USLOVIMA BEZ ZABRANE PRETICAWA

100

E

90

  I   K   N S   I   N  A   V  I  T  S   P L  O   K  I

 D    B  R   I   ^ A  R   V  N   R A

80

70

D

60

C

    Z     V 50     %

40

B

30

 A       0       0       0       7       5       0       7       7       7      <      <      <       B       B       B     q    q    q

       0        5       0      9       1          3         3        4       4       <       <       <

20

      A

      A

      A

     q        q       q  

      0       6       6       1      <       D     q

      0       0       0       3       9       2       2       1       1       1       1       1      <      <      <       C       C       C     q    q    q

      0       0       6       2      <       E     q

      0      0       7      3       7      8       1      1       80 > 70 > 65 > 40-65 > 40-65

(km/h) 

Основни  образац  за  анализу  брзина  при  капацитету  на  сегментима  двотрачног  пута  на  специфичним уздужним нагибима 

Osnovni obrazac za analizu brzina pri kapacitetu na segmentima dvotra~nog puta na specifi~nim nagibima glasi: (va`i do V=65 (km/h) 2

Vc = [ 25 + 3,75 (C/1000)  ] x 1,609....................................

[10.5.] 

 

 

Uslovi vo`we na du`im usponima dvotra~nih puteva bitno su razli~iti od onih na du`im odsecima (segmentima) na prose~nom terenu. Zna~ajan uticaj na brzinu vozila na usponu ima formirawe kolone iza sporih vozila, pri ~emu operacije preticawa postaju sve te`e. Daqe, za razliku od odseka (segmenata) na prose~nom terenu, gde se prose~na brzina putovawa pri kapacitetu mo`e odrediti, brzina pri kapacitetu za odseke u specifi~nim nagibima zavisi od veli~ine i du`ine nagiba, veli~ine toka i u~e{}a te{kih vozila u toku.

Operacije na padu nisu posebno tretirane u postupcima analize Nivoa Usluge . Operacije na blagom nagibu u smeru pada nivelete (mawe od 3%) mogu se pribli`no izjedna~iti sa onim na ravni~arskom putu. Na ve}im nagibima, operacije na padu su negde u sredini izme|u onih opa`enih na putu u horizontali i na usponu za ekvivalentni tok i putne karakteristike. To se posebno odnosi na kamione. Najvi{i kvalitet saobra}ajne usluge ostvaruje se kad voza~i mogu voziti `eqenom brzinom.

Generalni opis uslova u toku po Nivoima Usluge NIVO USLUGE  A

Predstavnik najvi{eg kvaliteta uslova saobra}aja je Nivo Usluge   A sa prose~nim brzinama koje se u prakti~no idealnim uslovima pribli`avaju 95 (km/h)  na dvotra~nim putevima. Zahtevi za preticawem su znatno ispod mogu}nosti preticawa i gotovo da se ne stvara kolona sa vi{e od tri vozila. Voza~i ne usporavaju vi{e od 30% vremena radi sporih vozila. Maksimalna veli~ina toka pri prakti~no idealnim uslovima je 430 ( PA/h u oba smera). NIVO USLUGE  B Nivo Usluge   B  karakteri{e podru~je saobra}ajnog toka sa brzinama u prakti~no idealnim uslovima od 92 (km/h) ili malo vi{im na ravnom terenu. Zahtevi za preticawem potrebni za

odr`avawe `eqene brzine postaju zna~ajni i pribli`no su jednaki preticajnim mogu}nostima na ni`oj granici Nivoa Usluge  B  B. Voza~i usporavaju u proseku do 45% vremena. Za Nivo Usluge   B  veli~ina toka iznosi do 770 (PA/h  u oba smera) u prakti~no idealnim uslovima. Iznad te veli~ine toka broj vozila u koloni koja se formira u saobra}ajnom toku po~iwedramati~no da se pove}ava. NIVO USLUGE C

Daqe pove}awe toka karakteri{e Nivo Usluge   C  rezultuju}i   rezultuju}i u zna~ajnom pove}awu kolona, du`ini kolona i frekvenciji smetwi u preticawu na ravni~arskim terenima. Prose~na brzina u prakti~no idealnim uslovima jo{ prelazi 87 (km/h), uprkos ~iwenici da zahtevi za preticawem prema{uju preticajne mogu}nosti. Kod ve}ih tokova pojavquju se nizovi vozila u koloni, {to uzrokuje zna~ajne redukcije preticajnih mogu}nosti. Iako je saobra}ajni tok stabilan, postaje osetqiv na zastoje radi toka koji skre}e i radi sporih vozila. Procenat vremenskih zastoja je do 60%. Veli~ina saobra}ajnog toka pri Nivou Usluge C iznosi oko 1.230 (PA/h u oba smera) sm era) pod prakti~no idealnim uslovima. NIVO USLUGE  D

Kod Nivoa Usluge    D  saobra}ajni tokovi su u podru~ju nestabilnog toka. Dva suprotna saobra}ajna toka nu`no po~iwu delovati odvojeno uz ve}e saobra}ajne tokove, s tim da preticawe postaje ekstremno te{ko. Zahtevi za preticawem su vrlo visoki, dok se preticajne mogu}nosti pribli`avaju nuli. Kolona sa 5 do 10 vozila je uobi~ajena, premda je mogu}e odr`ati brzinu i iznad iznad 80(km/h)  pod prakti~no idealnim uslovima. Delovi zona sa zabrawenim preticawem du` deonice puta imaju uticaj na preticawe. Vozila koja skre}u i/ili putna skretawa prouzrokuju {ok-talase u saobra}ajnom toku. Procenat vremenskih zastoja dosti`e 75%. Maksimalna veli~ina saobra}ajnog toka za Nivo Usluge    D  iznosi 1.830(PA/h u oba smera) pod prakti~no idealnim uslovima. To je najve}a veli~ina toka koja se mo`e odr`ati u du`em vremenu na du`oj deonici u ravni~arskom terenu, uz ve}u verovatno}u mogu}nosti sloma (prekida saobra}aja).

 

 

NIVO USLUGE  E

Uslovi odvijawa saobra}ajnog toka na dvotra~nom putu za Nivo Usluge   E   imaju procenat vremenskih zastoja ve}i od 75%. U prakti~no idealnim uslovima brzina }e pasti ispod 80 (km/h). Prose~na brzina putovawa na putevima gde uslovi nisu prakti~no idealni je ni`a, ~ak do 40 (km/h)  na dugim usponima. Preticawe nije mogu}e u uslovima Nivoa Usluge    E,  a intenzivno se stvaraju kolone pri pojavi sporih vozila ili neke druge smetwe. Najve}a mogu}a veli~ina saobra}ajnog toka za Nivo Usluge E odre|uje kapacitet puta. Pod prakti~no idealnim uslovima kapacitet iznosi 2.860 (PA/h  u oba smera). U ostalim uslovima nepovoqnijim od prakti~no idealnih kapaciteti su ni`i. Saobra}ajni (operativni) uslovi na vangradskom putu, posmatrani na terenu, retko se odvijaju uslovima kapaciteta i to pre svega zbog nedostatka zahteva. Raspodela saobra}ajnog toka pousmerovima uti~e na kapacitet dvotra~nog puta. Ukupni kapacitet dvotra~nog puta smawuje se zavisno od odstupawa od raspodele 50/50 po smerovima. NIVO USLUGE F Nivo Usluge   F   predstavqa nagomilan saobra}ajni tok sa saobra}ajnim zahtevima koji

prema{uju prakti~ni kapacitet. kapacitet. Posledica toga je da je veli~ veli~ina ina realizovanog toka mawa od kapaciteta, a ostvarene brzine su ispod brzina pri kapacitetu. Naime, Nivo Usluge   F  retko  retko se odr`ava na du`im deonicama u ravni~arskom terenu. 

МЕТОДОЛОГИЈА УТВРЂИВАWА ПРАКТИЧНОГ  КАПАЦИТЕТА И НИВОА УСЛУГЕ  ТРАДИЦИОНАЛНО КЛАСИЧНИ ОБРАСЦИ  Metodologijom analize kapaciteta i Nivoa Usluge   za odseke u prose~nim putnim i terenskim uslovima ocewuju se prose~ne operativne karakteristike du` deonice puta u prose~nim uslovima terena, geometrije i saobra}aja. Teren mo`e biti ravni~arski, brdovit ili planinski. Ovaj postupak se primewuje na segmentima puta dugim najmawe 3,20( km)  u uzdu`nim nagibima