Odborná příloha č. 09-01 - Rešerše literatury

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava
Fakulta stavební, Katedra dopravního stavitelství
Ludvíka Podéště 1875/17
708 33 Ostrava – Poruba
Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost
a plynulost provozu na okružních křižovatkách
a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Projekt výzkumu a vývoje č. CG911-008-910
Ministerstvo dopravy, Česká republika
Odpovědný řešitel: doc. Ing. Ivana Mahdalová, Ph.D.
Odborná příloha č. 09-01
(příloha k roční zprávě projektu za rok 2009)
Rešerše literatury
Leden 2010
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Příloha 09-01 – Rešerše literatury
09-01-1 Návrh geometrického tvaru stavebních prvků okružní
křižovatky
Roundabouts: An Informational Guide [12] – směrnice Federálního ministerstva dopravy
USA pro navrhování okružních křižovatek z roku 2000 o celkovém rozsahu 268 stran
pojednává velmi komplexně celou oblast navrhování okružních křižovatek. Bezpečnosti
provozu na okružních křižovatkách je zde věnována samostatná kapitola 5 Safety
(Bezpečnost) o rozsahu 26 stran, která zahrnuje i pasáž věnovanou predikci dopravních nehod
a odkazuje na britský predikční model Maycock – Hall. Podrobná pravidla pro optimalizaci
geometrického uspořádání včetně odůvodnění jsou obsažena v samostatné kapitole 6
Geometric Design (Návrh geometrie) o rozsahu 54 stran. Výběr z nejvýznamnějších pasáží
této směrnice je uveden v příloze 09-02 této odborné zprávy.
Design Manual [5] – technická příručka pro projektování vydaná Ministerstvem dopravy
státu Washington v roce 2008. Návrhu okružních křižovatek je věnována samostatná kapitola
915 Roundabouts (Okružní křižovatky) o rozsahu 43 stran. Podrobně se zde popsán návrh
geometrie okružní křižovatky i předepsaný postup ověření kvality návrhu pomocí analýzy
nejrychlejších jízdních drah, konstrukce vlečných křivek a rozhledových poměrů pro všechny
přípustné pohyby v křižovatce. Manuál doplňuje federální směrnici Roundabouts: An
Informational Guide.
Recomendaciones sobre glorietas [11] – španělská směrnice pro projektování okružních
křižovatek vydaná Ministerstvem veřejných prací, Generálním ředitelstvím cest v roce 1999
ze zabývá poněkud podrobněji geometrií návrhu z hlediska bezpečnosti. Uvažuje rovněž
s trajektorií pro nejrychlejší průjezd vozidla a nepřipouští „kolmé“ vjezdy orientované na
středový ostrov. Požaduje se, podobně jako např. ve Velké Británii, dodržení určitého
nájezdového úhlu – viz obr. 1.
Obr. 1 Znázornění trajektorie průjezdu vozidla na okružní křižovatce podle španělské směrnice
Recomendaciones sobre glorietas
1
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Empfehlungen Kreisverkehrsplätze [6] – směrnice pro projektování okružních křižovatek
vydaná Baudepartement Kanton Aargau ve švýcarském kantonu Aargau mimo jiné konstatuje
vztah mezi geometrií a bezpečností provozu a požaduje ověřování velikosti vjezdového úhlu α
a velikosti úhlu vychýlení β na trajektorii přímého průjezdu kolem středového ostrova – viz
následující obr. 2. Požaduje se při ostrých vjezdových úhlech α < 70 grad z důvodu bezpečnosti
hodnota úhlu vychýlení β ≥ 40 grad.
Obr. 2 Označení základních rozměrů na okružní křižovatce podle švýcarské směrnice Empfehlungen
Kreisverkehrsplätze
Merkblatt für die Anlage von Kreisverkehren [9] – v ČR často zmiňovaná německá
směrnice z roku 2006 věnuje geometrii okružní křižovatky několik schématických obrázků
bez podrobnějšího odůvodnění parametrů stavebních prvků a celkového geometrického
uspořádání ve vztahu k bezpečnosti a plynulosti dopravního provozu.
TP 04/2004 Projektovanie okružných križovatiek na cestných a miestnych
komunikáciách [15] – slovenské technické podmínky Ministerstva dopravy, pošt a
telekomunikácií SR vydaná v roce 2004 uvádí stručně parametry geometrických prvků bez
bližší specifikace vztahu geometrie a bezpečnosti dopravy v kapitole 4 Zásady návrhu
okružnej križovatky.
TP 135 Projektování okružních křižovatek na silnicích a místních komunikacích [16] –
technické podmínky Ministerstva dopravy z roku 2005 popisují stručně základní zásady pro
navrhování jednotlivých geometrických parametrů okružních křižovatek v kapitole 5 Zásady
návrhu, a to ve srovnatelném rozsahu, jako již zmiňovaná německá směrnice.
09-01-2 Modely pro predikci dopravních nehod
Britský model Maycock – Hall [8] – publikovaný výsledek výzkumného projektu Crashes at
four-arm roundabouts (Nehody na čtyřramenných okružních křižovatkách), TRRL
Laboratory Report LR 1120, z roku 1984. Model predikuje vznik jednotlivých druhů nehod
v závislosti na intenzitě dopravy a geometrii okružní křižovatky. Tento model je prezentován
v příloze 09-03 (část A) odborné zprávy.
2
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Australský model Arndt – Troutbeck [1] – publikovaný výsledek výzkumu Relationship
Between Roundabout Geometry and Accident Rates (Vztah mezi geometrií okružní křižovatky
a počtem nehod), Queensland Department of Transport, Australia, 1998. Model predikuje
vznik jednotlivých druhů nehod v závislosti na intenzitě dopravy a geometrii okružní
křižovatky. Model je prezentován v příloze v příloze 09-03 (část B) odborné zprávy.
Švédský model Brüde – Larsson [2] – výsledek výzkumného projektu publikovaný
výzkumným institutem VTI (Swedish National Road and Transport Research Institute) v
článku What roundabout design provides the highest possible safety? zveřejněném v časopise
Nordic Road and Transport Research v roce 2000. Model predikuje nehodovost (t.j. počet
nehod na 1 mil. vozidel) na okružní křižovatce v závislosti na počtu paprsků, dovolené
rychlosti a počtu pruhů na okružním pásu. Tento model prezentuje příloha v příloze 09-03
(část C) odborné zprávy.
09-01-3 Další literatura vztahující se k řešené problematice
Straßenverkehrs-Ordnung (StVO) [14] – pravidla provozu na pozemních komunikacích
v Německu ve znění, které platí od 1.9.2009. K jízdě na okružní křižovatce se vztahuje pouze
jeden krátký odstavec. Pravidla pro průjezd vícepruhovou okružní křižovatkou stanovena
nejsou. Rozměrná vozidla mají povoleno přejíždět středový ostrov. Podrobnosti jsou uvedeny
v příloze 09-04 odborné zprávy.
California Driver Handbook 2009 [3] – Kalifornská příručka řidiče vydaná Department of
Motor Vehicles, Sacramento, 2009. Jízdu okružní křižovatkou upravuje samostatný oddíl
Roundabouts (Okružní křižovatky) v kapitole Laws and Rules of the Road (Zákony a pravidla
na pozemních komunikacích). Jsou zde stanovena pravidla pro užití jízdních pruhů pro různé
dopravní pohyby na okružní křižovatce s více jízdními pruhy. Tato pravidla platí ve státě
Kalifornie. Podrobnosti jsou uvedeny v příloze 09-04 odborné zprávy.
V různých státech USA platí samostatná pravidla provozu na pozemních komunikacích,
v některých státech vlastní pravidla nemají. Seznam pravidel pro státy USA je dostupný
online z URL http://www.mit.edu/~jfc/laws.html (citováno 9.1.2010).
The Highway Code [17] – britská pravidla silničního provozu věnují užívání okružní
křižovatky sedm samostatných paragrafů a poměrně podrobně stanovují pravidla pro jízdu na
okružní křižovatce. Je však nutné vzít na vědomí, že ve Velké Británii se jezdí vlevo.
Podrobnosti jsou uvedeny v příloze 09-04 odborné zprávy.
Modern Roundabout Practice in the United States, NCHRP Synthesis 264 [10] – zpráva
výzkumného projektu „Praxe moderních okružních křižovatek ve Spojených státech“
řešeného v rámci National Cooperative Highway Research Program vydaná Transportation
Research Board v USA v roce 1998 přináší mimo jiné přehled o roční frekvenci nehod na
okružních křižovatkách v některých zemích, který shrnuje tab. 1.
3
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Tab. 1 Roční průměrná frekvence nehod na okružních křižovatkách
země
USA
Nizozemsko
Austrálie
Francie
typ OK
počet OK
malá/střední
velká
malá s 1 pruhem na okruhu,
D=30 m
NEUVEDENO
D < 30 m
D = 30 – 50 m
D = 50 – 70 m
D = 70 – 90 m
D > 90 m
ovál
údaje
za rok
8
3
průměrný počet nehod za
rok na OK
2,4
15,3
181
2,4
1992
230
2,29
0,69
1,54
1,58
1,81
3,8
4,4
1990
celkem 83
1997
1986
Roundabouts in the United States, NCHRP REPORT 572 a Appendixes NCHRP w94
[13] – zpráva výzkumného projektu „Okružní křižovatky ve Spojených státech“ řešeného
v rámci National Cooperative Highway Research Program vydaná Transportation Research
Board v USA v roce 2007 přináší mimo jiné přehledné srovnání všech tří zmíněných
významnějších predikčních modelů – viz příloha 09-03.
Experimental Validation of Accident Prediction Models for Roundabouts [4] – článek
autorů z University of Catania publikovaný v roce 2007 na webových stránkách italské
společnosti pro silniční infrastrukturu Societá Italiana Infrastrutture Viarie (SIIV) uvádí
závěry experimentálního ověření použitelnosti britského a australského predikčního modelu
pro predikci nehod na okružních křižovatkách v Itálii. Oba modely byly ověřovány na pěti
konkrétních okružních křižovatkách srovnáním vypočteného počtu nehod se skutečným
počtem nehod, které se na sledovaných okružních křižovatkách staly. Experimentální ověření
přitom nepřineslo jednoznačné závěry, protože ve čtyřech z pěti případů byl výrazně
věrohodnější model australský a v jednom případě vyšel naopak jako výrazně věrohodnější
model britský.
Transferability of Overseas Crash Prediction Models to New Zealand [18] – článek
autorů Turner, Persund a Chou publikovaný v roce 2007 na webových stránkách
novozélandské společnosti Institution of Professional Engineers New Zealand (IPENZ), její
odborné skupiny Transportation Group (IPENZ-TG), popisuje možnost přenositelnosti
predikční nehodových modelů mezi různými zeměmi srovnáním vypočtených a reálných
hodnot počtů nehod evidovaných na okružních křižovatkách v USA, Franci a na Novém
Zélandu. Autoři konstatují, že problém spočívá v různém systému evidence nehod
v jednotlivých zemích. Uvádějí přitom, že je možné stanovit vhodný přepočtový koeficient,
kterým lze kalibrovat predikční model platný v jedné zemi tak, aby poskytoval relevantní
výsledky predikce nehod na okružních křižovatkách pro jinou zemi s odlišným způsobem
statistické evidence nehod.
Folprechtova videoanalýza konfliktních situací [7] – u okružních křižovatek vykazující
velký počet dopravních nehod, a to především u těch, kde jsou nehody evidentně zapříčiněné
geometrickým uspořádáním okružní křižovatky, lze provést analýzu a vyhodnocení
konfliktních situací použitím metodiky Folprechtovy videoanalýzy konfliktních situací, která
byla vyvinuta v 70. letech doc. Ing. Janem Folprechtem, Ph.D. a v letech 1998 až 2009
4
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
zdokonalena pracovníky Laboratoře silniční dopravy, VŠB – Technické univerzity Ostrava
pod vedením Ing. Vladislava Křivdy, Ph.D. Podle této metodiky je konfliktní situace (KS)
takový okamžik a situace v silničním provozu, kdy vzniká (nebo může vzniknout) pro některé
jeho účastníky větší než obvyklá míra nebezpečí. Každé dopravní nehodě předchází konfliktní
situace; dopravní nehoda je vlastně důsledek takové KS, kdy se nepodařilo míru nebezpečí
střetu vozidla s okolím odvrátit. KS jsou tedy potenciální nehodové situace. Výskyt KS
v silničním provozu je jev poměrně velmi četný a vždy existují (a budou) existovat v každém
místě silniční sítě nějaké skryté faktory, které za určitých podmínek (provozních, stavebních,
povětrnostních aj.) se mohou projevit jako faktory dopravních nehod (resp. chybného chování
účastníků silničního provozu). Tyto skryté faktory lze odkrýt právě při sledování KS, tzn., že
dopravní projektant nikdy nemůže s naprostou jistotou své dopravní řešení považovat za
naprosto bezpečné a vyhovující. Právě sledování KS může ujistit o jeho nezávadnosti. Ke
sledování a hodnocení KS se používá videoaparatura. S její pomocí lze přenést reálnou
dopravní situaci z ruchu ulice do klidu kanceláře dopravního inženýra a tam ji analyzovat
opakovaně a třeba i zpomaleně. Eliminují se tak rušivé vlivy silničního provozu (hluk, prach,
emise, vibrace, intenzita provozu atp.) a počasí (teplota, vítr, déšť atp.). Posuzování KS lze
navíc konzultovat kolektivně. Ze záznamu lze mimo KS zjišťovat a zaznamenávat také
základní charakteristiky dopravního provozu v daném místě (tj. zejména intenzita a složení
dopravních proudů, popř. hustota, rychlost, zdržení, délky front apod.) atp.
Pozorované konfliktní situace jsou zaznamenávány trojmístným klasifikačním symbolem,
který je složen z číslice, písmen(a) a další číslice (charakterizuje účastníky konfliktu, způsob
konfliktu a míru závažnosti konfliktu). První číselný znak udává tedy stupeň závažnosti KS
podle tohoto dělení:
1. nejnižší stupeň – situace, které lze považovat za potenciální KS, tj. kdy jde
o porušování dopravních předpisů v té chvíli osamoceným účastníkem dopravy (tj. bez
přítomnosti jiných, které by mohla taková akce ohrozit,
2. stupeň – situace, kdy lze pozorovat narušení plynulosti provozu, tzn. anomálie,
které nevyvolávají násilnou reakci, ale váhání, agresivita či prosté chybné jednání je
zřejmé a má za následek reakci dalších účastníků,
3. nejvyšší stupeň – situace, kdy jedině prudká úhybná akce (ostré brzdění nebo náhlé
vybočení) zamezí střetu.
Jako veličinu, která dává určitou představu o míře nebezpečnosti provozu na daném místě, je
možno použít ukazatel relativní konfliktnosti, který nám udává počet konfliktních situací na
100 vozidel, resp. na 100 chodců. Tímto způsobem lze určit ukazatel relativní konfliktnosti
nejen pro celou sledovanou křižovatku, resp. sledované místo, ale také pro určitý typ vzniklé
konfliktní situace. Z komparace ukazatelů relativní konfliktnosti z různých míst lze ukazovat
na míru nebezpečnosti dotyčných lokalit. Vhodné je také srovnání koeficientů zjištěných na
témže místě v různém období. Výsledné počty jednotlivých druhů KS lze sčítat v rámci jejich
kategorií a jejich četnost vztahovat k intenzitám dotyčných (nebo veškerých) dopravních
proudů. Zanesením značek do půdorysného schématu dotyčné lokality se velmi dobře ozřejmí
místa jejich kumulací a tím i jejich příčiny. Z toho lze pak vyvodit i formu možných opatření,
které by uvedenému chování zabránily. Četnost výskytu je ukazatelem váhy (míry vlivu)
příčin, které logicky vyplývají z typů KS. Projektant tak může pouhým posouzením těchto
výstupů provést odpovědný návrh na úpravu. Na základě pozorování a analýzy KS lze tak
činit závěry o míře nebezpečnosti sledovaného místa a tedy i činit opatření ke zvýšení
bezpečnosti. Podrobnosti o Folprechtově videoanalýze konfliktních situací lze nalézt i v další
literatuře.
5
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
Literatura:
[1]
ARNDT, O. K. and TROUTBECK, R. J. Relationship Between Roundabout Geometry
and Accident Rates. Final Report. Brisbane : Department of Main Roads, Queensland,
Australia, 1998.
[2]
BRÜDE, U., and LARSSON, J. What Roundabout Design Provides the Highest
Possible Safety? In Nordic Road and Transport Research, No. 2, 12. ročník. Swedish
National Road and Transport Research Institute, 2000. ISSN 1101-5179. Dostupný
online z URL http://www.nordicroads.com/website/files/Nordic_nr2-2000.pdf
[3]
California Driver Handbook 2009. Sacramento : State of California, Department of
Motor Vehicles, 2009. Dostupný online z URL http://www.mit.edu/~jfc/laws.html
[4]
CANALE, S., LEONARDI, S. and PAPPALARDO, G. Experimental Validation of
Accident Prediction Models for Roundabouts. In 4th International SIIV Congress.
Palermo, 2007. Dostupný online z URL
http://sed.siiv.it/documenti/63_2848_20080110112136.pdf
[5]
Design Manual. Washongton : Washington State Department of Transportation, 2008.
Dostupný online z URL http://www.wsdot.wa.gov/publications/manuals
[6]
Empfehlungen Kreisverkehrsplätze. Aarau : Baudepartement Kanton Aargau, Abteilung
Verkehr, 2004. Dostupný online z URL
http://www.ag.ch/verkehr/de/pub/daten_und_fakten/downloads/empfehlungen_kreisverk
ehrsplae.php
[7]
KŘIVDA, V. Posouzení účinnosti okružních křižovatek. Disertační práce pod vedením
doc. Ing. Jana Folprechta, Ph.D. 2002. FS, VŠB-TU Ostrava.
[8]
MAYCOCK, G. and HALL, R.D., Crashes at four-arm roundabouts. TRRL Laboratory
Report LR 1120. Crowthorne, United Kingdom: Transport and Road Research
Laboratory,1984
[9]
Merkblatt für die Anlage von Kreisverkehren. Forschungsgesellschaft für Strassen- und
Verkehrswesen e.V., Köln, 2006, ISBN 3-937356-83-5
[10] Modern Roundabout Practice in the United States. NCHRP Synthesis 264. Washington:
Transportation Research Board, 1998. ISBN 0-309-06120-2
[11] Recomendaciones sobre glorietas. Madrid : Ministerio de Fomento, 1999. ISBN 847433-616-3
[12] ROBINSON, B.W. and comp. Roundabouts: An Informational Guide. Virginia : U.S.
Department of Transportation – Federal Highway Administration, 2000. Dostupný
online z URL http://www.tfhrc.gov/safety/00068.htm
[13] Roundabouts in the United States, NCHRP REPORT 572, Appendixes NCHRP w94.
Web-Only Document. Transportation Research Board, 2006. Dostupný online z URL
http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_w94.pdf
[14] Straßenverkehrs-Ordnung (StVO). Bonn : Bundesgesetzblatt Jahrgang 2009 Teil I
Nr. 52 S. 2631, 2009. Dostupné online z URL
http://www.verkehrsportal.de/stvo/stvo.php (citováno 9.1.2010)
6
Příloha 09-01
CG911-008-910 Vliv geometrie stavebních prvků na bezpečnost a plynulost provozu
na okružních křižovatkách a možnost predikce vzniku dopravních nehod
[15] TP 04/2004 Projektovanie okružných križovatiek na cestných a miestnych
komunikáciách. Bratislava : Ministerstvo dopravy, pôšt a telekominikácií SR, 2004.
Dostupný online z URL
http://www.ssc.sk/files/documents/technicke-predpisy/tp_04_2004_ok.pdf
[16] TP 135 Projektování okružních křižovatek na silnicích a místních komunikacích. Praha :
Ministerstvo dopravy České republiky, 2005.
[17] The Highway Code. Online version. United Kingdom: Department for Transport's.
Dostupné online z URL
http://www.direct.gov.uk/en/TravelandTransport/Highwaycode/index.htm
(citováno 15.1. 2010)
[18] TURNER, S., PERSAUND, B. a CHOU, M. Transferability of Overseas Crash
Prediction Models to New Zealand. In Technical Conference 2007 of Institution of
Professional Engineers New Zealand - Transportation Group. Tauranga, New Zealand :
2007. Dostupný online z URL
http://www.ipenz.org.nz/ipenztg/papers/2007_pdf/A3a_TurnerPersaudChou.pdf
7
Příloha 09-01