SVEUĈI LI ŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
prof. dr. sc.
Ivan Dadić
dr. sc.
Goran Kos
TEORIJA I ORGANIZACIJA
PROMETNIH TOKOVA
(SKRIPTA)
Zagreb, 2007.
II
SVEUĈI LI ŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI
TEORIJA I ORGANIZACIJA
PROMETNIH TOKOVA
prof. dr. sc.
Ivan Dadić
, dipl. ing.
dr. sc.
Goran Kos
, dipl. ing.
Suradnici
mr. sc.
Predrag Brlek
Marko Ševrović
, dipl. ing.
Marko Šoštarić
, dipl. ing.
Zagreb, 2007.
IV
MeĎutim, pored svih svojih negativnosti automobil ima mnogo prednosti:
graĎen je po mjeri čovjeka, pruža osjećaj osobne slobode, a omogućuje
savladavanje širih prostora. Zahvaljujući automobilu, a i drugim sredstvima prijevoza
koji se meĎusobno ne isključuju, već naprotiv nadopunjuju tvoreći jedan jedinstveni
sistem, čovjek osvaja prostor i vrijeme na način kako mu to najbolje odgovara, tako
a zamjene za automobil po njegovim suštinskim karakteristikama (sloboda kretanja
u prostoru) ne može biti. Svakako, automobil treba usavršavati, tražiti druga
ekonomična goriva, ostvarivati po mogućnosti i automate koji bi u odreĎenim
prilikama zamijenili čovjeka. To će vjerojatno na ovaj ili onaj način s vremenom
čovjek postići, no automobila se neće odreći.
MeĎutim, težnja ljudi mora biti usmjerena na to da negativne osobine samog
postojanja i korištenja automobila svede na što manju mjeru.
Brzi rast gradova uvjetovan je u nedavnoj prošlosti upravo pojavom
sredstava masovnog prijevoza (šinskog i cestovnog), da bi masovna pojava
individualnih vozila stvorila dodatne povoljne uvjete za intenzivnije širenje urbanih
aglomeracija, što dovodi do stvaranja velikih centričnih ili policentričnih gradskih
struktura čija unutrašnja veza leži prvenstveno na cestovnim komunikacijama.
Imajući u vidu prirodu cestovnog prometa i mogućnosti njegovog rasta sve do
granice zasićenja prometnog toka (nakon čega dolazi do znatnog smanjenja brzine
pa i dužih zastoja odnosno nestabilnog prometnog toka), problem se u gradovima
sve više zaoštrava. Nestašica tekućih goriva, zagaĎivanje okoliša i smanjenje brzine
putovanja čine cestovni promet sve manje efikasnim, a posebno sve manje
društveno rentabilnim. Koncentracija najvećeg broja raznolikih ljudskih aktivnosti
nalazi se upravo u gradovima, a posebno
u središtima gradova, što ima za
posljedicu da u tim prostorima svakodnevno dolazi do zastoja u odvijanju cestovnog
prometa.
Znamo da središta gradova nisu graĎena ni planirana za odvijanje
suvremenog intenzivnog prometa, pa problem gradskih središta postaje uslijed
znatnog rasta stupnja
motorizacije izuzetno složen.
I kad bi se moglo skupim rekonstrukcijama gradskih središta osigurati
prilagodbu suvremenim potrebama prometa i
to se pokazalo društveno rentabilnim i
opravdanim, za rekonstrukciju je potrebno mnogo vremena. Osim toga cestovni
promet zahtijeva velike površine za kretanje i mirovanje, kojih izuzev u podzemlju -
ima vrlo malo na raspolaganju.
Površine za potrebe prometa u kretanju i mirovanju često mogu biti i znatno
veće od ukupno raspoloživog prostora u centru grada, iz čega se može zaključiti da
se ovaj problem samo rekonstrukcijom ne može i ne smije rješavati.
Rješenje očigledno treba tražiti prvenstveno u ograničenju upotrebe
individualnih vozila u centrima gradova, uvoĎenju učinkovitijeg javnog gradskog
masovnog prijevoza, kao i razumnog pristupa rekonstrukciji gradskih središta u
svrhu postizanja potrebne podloge za kvalitetno organiziranje prometnih tokova.
Ovo
j rekonstrukciji treba prethoditi izrada i prihvaćanje kvalitetnih studija i
projekata za odvijanje prometnih tokova odnosno organizaciju kretanja vozila u
uličnoj mreži centra grada, kao i odvijanju i organizaciji javnog gradskog prijevoza.
Naime, kvalite
tnom organizacijom prometnih tokova u postojećoj mreži ulica, može
se često uz neznatne rekonstruktivne zahvate osjetno pospješiti odvijanje prometa.
Osnovna pravila organizacije prometnih tokova moraju biti uvijek prisutna
kod prijedloga rekonstrukcije od
nosno prijedloga prostornih planova središnjih
dijelova grada kako bi se prometne potrebe mogle zadovoljiti u odnosu na druge
često prioritetnije potrebe, kao što su ureĎenje pješačkih zona, smanjenje buke,
V
aerozagaĎenja - devastacija ambijenta. Iako ponekad ima suprotnih mišljenja o
devastaciji izgleda starih prostornih ambijenata parkiranim automobilima, mišljenja
smo da su ti prostori najčešće graĎeni po mjeri čovjeka i najprivlačniji ako su
ukrašeni životom ljudi odnosno ako omogućuju da i danas ljudi u njima ostvare svoje
socijalne i druge potrebe.
Mislimo da bi u osnovi trebalo uvijek prije bilo kakve, a posebno ozbiljnije
primjene regulativne nadogradnje pomoću raznih tehničkih sistema (ili kao njihov
prethodni i sastavni dio) za automatsko upravljan
je prometom analizirati mogućnosti
usmjerenja prometnih tokova.
Jedino se cjelokupnim sagledavanjem ukupne problematike organizacije i
regulacija prometnih tokova uz suvremena sredstva za automatsko upravljanje
prometom mogu postići optimalna rješenja. Praksa je kod nas u tom pogledu dosta
stihijna. Radimo uglavnom tako da semaforske ureĎaje postavljamo na uličnu
mrežu, koje nakon toga povezujemo u sisteme koordiniranog rada sve do primjene
suvremenih sistema automatske regulacije prometa ne vodeći dovoljno računa o
organizaciji prometnih tokova u mreži prometnica. Često puta zbog naknadnih
povremenih intervencija (zatvaranje pojedinih ulica za promet radi pješačkih zona)
činimo greške jer narušavamo osnovnu prethodnu logiku organizacije prometnih
tokova, ko
ja bez tih elemenata mreže često može zahtijevati i drukčiju organizaciju.
Slični problemi javljaju se i kod izrade prostornih planova centra gradova,
posebno onih detaljnijih, u okviru kojih se nedovoljno radi na sanaciji postojećih
prometnih problema.
Os
nova svake organizacije prometnih tokova u mreži ulica treba se u
pravilu svesti na to da se uz što ravnomjernije opterećenje ulične mreže sa
čvorištima u razini poveća propusna moć čvorova.
Propusna moć čvorova može se znatno povećati izmeĎu ostalog
organizacijom prometnih tokova izbjegavanjem ili smanjenjem samopresijecanja ili
bespotrebnog presijecanja prometnih tokova.
Bespotrebno presijecanje
možemo najlakše uočiti ako zamislimo da se
jedno ili grupa vozila A iz zone “i” kreće prema zoni “j”, a istovremeno iz zone “j”
prema zoni “i” takoĎer kreće jedno ili grupa vozila B, te ako se stjecajem raznih
okolnosti putanje tih vozila presijecaju
. Moguće su prometne situacije kada se
putanje prometnih tokova izmeĎu dva para zona takoĎer bez potrebe presijecaju.
Takvim bespotrebnim presijecanjem
stvorili smo jedno ili više suvišnih čvorišta, na
kojima bi u slučaju da su promatrani prometni tokovi zasićeni došlo do paralize ili
potrebe za znatnim intervencijama na križanju radi povećanja propusne moći ili
bespotrebne izgradnje neniveliranog
čvora. Ovako promatrano, problem je
jednostavan i logično se ne bi smio pojaviti u praksi. MeĎutim, analizom organizacije
prometnih tokova u mreži ulica možemo uočiti da su ovi slučajevi vrlo česti. Svakako
da problem nije u tome ako se samopresijecanje odnosno bespotrebno presijecanje
prometnih tokova manjeg intenziteta dozvoli, a nekada se i mora dozvoliti u cilju
izbjegavanja bespotrebnog presijecanja intenzivnijih prometnih tokova ili ukoliko se
to zbog nekih drugih interesa
ili okolnosti dešava na slabo opterećenim čvorovima,
što onda ima neznatne posljedice kako za sigurnost tako i za produženje čekanja
vozila na križanjima. Bespotrebno presijecanje prometnih tokova javlja se i u vidu
bespotrebnog preplitanja (ili simultanog ulijevanja i izlijevanja), kao i bespotrebnog
ulijevanja i odlijevanja tokova koje u sistemu jednosmjernih ulica ili križanja s
kružnim tokom odvijanja prometa nužno postoji.
Autor
VII
4.3.2
Satna neravnomjernost protoka vozila u periodu cijele
godine (8760 sati)
………………………………………………………….…….
51
4.3.3
Dnevna neravnomjernost protoka vozila u periodu sedam
dana
...................................................................................................................
56
4.3.4
Dnevna neravnomjernost protoka vozila u periodu jednoga
mjeseca
...........................................................................................................
57
4.3.5
Dnevna neravnomjernost protoka vozila u periodu cijele
godine
...............................................................................................................
58
4.3.6
Mjeseĉna neravnomjernost protoka vozila u periodu
godine
...............................................................................................................
59
4.3.7
Neravnomjernost protoka po manjim vremenskim
jedinicama od jednog sata u vršnom satu
......................................
60
5
TEORIJSKE RELACIJE IZMEĐU OSNOVNIH
PARAMETARA PROMETNOG TOKA
................................................
63
5.1
EMPIRIJSKI MODELI OVISNOSTI SREDNJE PROSTORNE
BRZINE TOKA O GUSTOĆI TOKA
............................................................
64
5.1.1
Linearni model “brzina-gustoća”
..........................................................
64
5.1.2
Loga
ritamski model “brzina-gustoća”
...............................................
65
5.1.3
Eksponencijalni model “brzina-gustoća”
.........................................
66
5.1.4
Ostali modeli “brzina-gustoća”
..............................................................
67
5.1.5
Fenomen histereze u prometnom toku
…………………….…………
68
5.2
EMPIRIJSKI MODELI OVISNOSTI PROTOKA O
GUSTOĆI
…..............................................................................................................
69
5.2.1
Parabo
liĉni model “tok-gustoća”
..........................................................
70
5.2.2
Model “tok-gustoća” temeljen na logaritamskoj i
eksponencijalnoj o
visnosti brzine i gustoće
...................................
71
5.2.3
Model “tok-gustoća” na putu na kojemu postoji usko grlo
.....
72
5.2.4
Ostali modeli “tok-gustoća“
....................................................................
74
5.3
EMPIRIJSKI MODELI OVISNOSTI SREDNJE PROSTORNE
BRZINE OD PROTOKA
……………………………………………………………..
74
5.3.1
Parabo
liĉni model “brzina-tok“
..............................................................
74
5.3.2
Relacije
“brzina-tok” koje se koriste u inţenjerskoj praksi
....
75
5.3.3
Ostali modeli
“brzina-tok ”
.......................................................................
77
5.4
DETERMINISTIĈKI MATEMATIĈKI MODELI
.......................................
78
5.4.1
Mikro
skopski matematiĉki modeli za opisivanje kolonskog
prometa pomoću modela razmaka
....................................................
79
5.4.2
Makroskopski promatranja u opisivanje prometnog toka
.......
80
5.4.3
Pojmovi “vala“ i “šok vala“
......................................................................
81
5.5
STOHASTIĈKI MATEMATIĈKI MODELI
................................................
83
5.5.1
Opisivanje osnovnih parametara prometnog toka pomoću
raspodjele vjerojatnosti sluĉajnih varijabli
.......................................
83
5.5.2
Opisivanje prometnog toka pomoću Poisonove raspodjele
84
5.5.3
Opisivanje prometnog toka pomoću binomne raspodjele
…...
85
