Projekty a granty

Analýza průpletových úseků na mimoúrovňových křižovatkách

SP2023/093

Rozbor stavu problematiky v ČR a ve světě (cca 1500-3500 znaků): Mimoúrovňové křižovatky pomáhají v dnešní době řešit těžkou situaci v nadměrném provozu a narůstajících intenzit. Toto nejbezpečnější křížení komunikací zajišťuje průjezdnost v místech, kde je doprava přetížená, tvoří se kongesce a dochází k dopravním komplikacím. Dochází ke křížení v různých výškových úrovních a je snížen počet kolizních bodů [1] [2]. Mimoúrovňová křižovatka je místem, kde se kříží dvě nebo více komunikací různých kategorií. Výhodou těchto křižovatek je snížení dopravních nehod, snížení počtu zastavení a zvýšení komfortnosti v podobě vyšší rychlosti průjezdu. Jednou z nevýhod těchto křižovatek je jejich prostorová náročnost a nákladnost vzhledem k výstavbě. Ideální mimoúrovňovou křižovatkou je taková křižovatka, která má vyřešeny všechny jízdní směry, má dostatečnou kapacitu a je především bezpečná. Ačkoliv mimoúrovňová křižovatka je navržena v souladu s normami, chybně navržená mimoúrovňová křižovatka je odhalena až po prozkoumání chování dopravního proudu. Následkem půzkumu lze rozpoznat nedokonalá místa [1] a pouze se lze z toho poučit. Řešením by bylo prozkoumat navrženou křižovatku mikrosimulací v programu PTV Vissim před výstavbou, ze které lze vysledovat problémová místa a opravit návrh. Častým problémem jsou délky odbočovacích a připojovacích pruhů [4] [6], nedostatečné rozhledové poměry a také nedostatečně dlouhý průpletový úsek [3]. Mimoúrovňové křižovatky jsou používané po celém světě, odlišnosti jsou pouze v maličkostech jako jsou typy ramp, kdy v České republice a na Slovensku jsou velmi používané vratné rampy, ve světě jsou aplikovány minimálně. V celosvětovém měřítku je realizace přímých ramp nejčastější. S problematickou průpletových úseků se setkávají také v USA a jinde ve světě. Jednou z částí mimoúrovňové křižovatky je průpletový úsek, kde dochází k připojení jedné rampy a přechází v druhý jízdní pruh do místa, kde se druhý jízdní pruh odpojuje a přechází v druhou rampu. V tomto úseku dochází k tzv. průpletu. Průpletový úsek může být špatně zvolen a navržen vzhledem ke své délce a také nemusí kapacitně vyhovovat [5] [7] [8]. Z uvedeného je jednoznačné, že pro současný stav je nutné navrhnout řešení na vzorových několika lokacích, které povede ke zlepšení a bude přínosem pro budoucí návrhy. Pro kapacitní posouzení pomocí intenzit lze mimo výpočetních metod dle technických norem či technických podmínek použít mikrosimulačních modelů silničního provozu na křižovatkách, např. s využitím programu PTV VISSIM. V tomto programu lze ověřit případné nedostatky již v návrhu. Problematikou mimoúrovňových křižovatkou se zabývají v článcích [9] [10] [11] [12]. Minimálně 5 citací cizích prací hodnocených v „Rozboru problematiky...“. Je možné uvést navíc odkazy na relevantní vlastní výsledky, pokud jsou v „Rozboru...“ diskutovány: [1] Krivda, V., Petru, J., Macha, D., Plocova, K., Fibich, D. An analysis of traffic conflicts as a tool for sustainable road transport (2020) Sustainability (Switzerland), 12 (17), art. no. 7198, DOI: 10.3390/su12177198TP 188. Posuzování kapacity křižovatek a úseků pozemních komunikací. [2] 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. [3] KŘIVDA Vladislav, PETRŮ Jan a kol. Hodnocení stavebních prvků křižovatek s využitím videoanalýzy. Ostrava: VŠB – Technická univerzita Ostrava, 2016, 184 s. Monografie. ISBN 978-80-248-3995-0. [4] ČSN 73 6102 Projektování křižovatek na pozemních komunikacích (ed.2). Česká státní norma, Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2012. [5] TP 188. Posuzování kapacity křižovatek a úseků pozemních komunikací. Technické podmínky, MD ČR a ŘSD ČR, 2018. [6] STN 73 6102 Projektovanie križovatiek na pozemných komunikáciách. Slovenská technická norma, Slovenský ústav technickej normalizácie, 2004. [7] TP 16/2015 Výpočet kapacít pozemných komunikácií. Technické podmienky, Ministerstvo dopravy, výstavby a regionálného rozvoja SR, 2015. [8] Highway capacity manual (HCM). Washington, D.C.: Transportation Research Board, National Research Council, 2010, ISBN 9780309160773. [9] Shokry, Sherif & TANAKA, Shinji & Nakamura, Fumihiko & Ariyoshi, Ryo & Miura, Shino. (2017). A Comparative Study on At-grade Intersections and Grade Separated Intersections in Terms of Land Use Interaction. [10] STANIĆ, Branimir, Vladan TUBIĆ a Nikola ČELAR. Design and evaluation of a grade-separated intersection: a case study of the proposed Belgrade ‘Hipodrom’. Transportation Planning and Technology [online]. 2011, 34(6), 625-636 [cit. 2022-12-16]. ISSN 0308-1060. [11] CHEN, Shao-kuan, Bao-hua MAO, Shuang LIU, Quan-xin SUN, Wei WEI a Lin-xia ZHAN. Computer-aided analysis and evaluation on ramp spacing along urban expressways. Transportation Research Part C: Emerging Technologies [online]. 2013, 36, 381-393 [cit. 2022-12-16]. ISSN 0968090X. [12] SHREE N, Adhithya, Kumar SUNIL C. C., Devendra V a Giriraja C., V. FRAME BY FRAME ANALYSIS FOR COUNTING OF VEHICLES FROM AERIAL VIDEO. 3rd IEEE International Conference on Communication and Electronics Systems (ICCES). Coimbatore, INDIA, 2018, 2018, 883-886. Přehled použitých metod (cca 500-1500 znaků): Analýza stávajících metod – S využitím současných ČSN a TP budou analyzovány návrhové prvky průpletových úseků křižovatek (nájezdové úhly, poloměry oblouků, délky úseků a umístění 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 (NC200 a Icoms), příp. ručního sčítání. V rámci sčítání intenzit dopravy bude pořízen videozáznam, který bude zpracován pomocí nástroje „DATA FROM SKY“. Výsledky budou sloužit ke kapacitnímu posouzení průpletových úseků a k posouzení správného typu průpletu a stavebních prvků atp. Specifický dopravní průzkum – Průzkum bude zaměřen na monitorování dopravy s využitím UAV technologie. Fotodokumentace a videoanalýza konfliktních situací – Na vybraných křižovatkách v ČR i zahraničí bude pořízena jak detailní fotodokumentace průpletových úseků (nájezdové úhly, poloměry oblouků, délky úseků a umístění atp.), tak provozu. Výsledky budou sloužit pro analýzy nevhodně navržených průpletových úseků, ale také pro kapacitní posouzení. Mikrosimulační modely – Bude využito programu PTV VISSIM. Výsledky budou sloužit hlavně pro posouzení provozu daných křižovatek a průpletových úseků. Dojde také k využití při kapacitním posouzení. 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, přípravné práce pro měření (vybírání vhodných mimoúrovňových křižovatek) a příprava mikrosimulačních modelů pro zadávání intenzit dopravy - duben–červenec: dopravní průzkumy v ČR a zahraničí (dopravní a specifické průzkumy, pořizování fotodokumentace a videozáznamů) - květen–říjen: analýzy již naměřených křižovatek (geometrie, nájezdové úhly atp.), vytváření mikrosimulačních modelů, posouzení kapacity výpočetními metodami a s využitím modelů; příprava pro publikování - červenec–listopad: příprava a publikování výsledků - do 14. 12. 2023 věcné a finanční ukončení projektu - do 15. 01. 2024 podání závěrečné zprávy Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu: Ing. Kristýna Plocová (odpovědný řešitel, prezenční doktorand, téma disertační práce: Kapacitní posouzení mimoúrovňových křižovatek s využitím mikrosimulací) - bude provádět sčítání dopravy, kapacitní posuzování a tvorbu modelů se zaměřením na mimoúrovňové křižovatky. Dále bude provádět fotodokumentaci a videoanalýzy konfliktních situací, včetně analýzy průpletových úseků. Bude se podílet na tvorbě a publikaci odborných článků. Ing. David Fibich (prezenční doktorand, téma disertační práce: Pokročilá analýza zpracování videa z UAV pro dopravní průzkumy) – bude provádět sčítání dopravy včetně pilotních prací, kapacitní posuzování a vyhodnocování videozáznamů. Ing. Zdeněk Kubiš (předpokl. prezenční doktorand od 02/2020, téma disertační práce: Optimalizace návrhových parametrů pozemních komunikací v místě železničních přejezdů) - bude provádět sčítání a vyhodnocování průzkumu dopravy z videozáznamu a posuzovat návrhové parametry pozemních komunikací. Bude se podílet na tvorbě odborných článků. Ing. Václav Škvain (kombinovaný doktorand, téma disertační práce: Posouzení zařízení pro automatizovaný sběr dat v silniční dopravě) - bude provádět specializované úkony v rámci sčítání dopravy a jejich zpracování a doplňkové práce v rámci projektu. Doplňkovými činnostmi je myšlena především pomocné práce při instalaci a obsluze technických prostředků. Bude se podílet tvorbě odborných článků. 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. Kristýna Plocová a další řešitelé Ing. David Fibich a Ing. Václav Škvain mají výsledky v RIV, články v tisku a aktivní účast na mezinárodních konferencích „Mezinárodní konference a odborná výstava TRANSPORT 2007“,„11. Architektura v perspektivě“, „12. Architektura v perspektivě“, „13. Architektura v perspektivě“, „14. Architektura v perspektivě“ a „20th International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM 2020“ a vydanou odbornou literaturu řešitelem Ing. Václavem Škvainem. Odpovědný řešitel Ing. Kristýna Plocová a řešitelé Ing. David Fibich a Ing. Václav Škvain se v roce 2022 podíleli na projektu SGS SP 2022/109. [1] 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 [2] MACHA David, NOVAK Jakub, FIBICH David, Siroka Zuzana. Possibilities of transport solutions in localities of quiet streets. In: 13. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2021, s. 126-129. ISBN: 978-80-248-4452-4 [3] PLOCOVA Kristyna, MACHA David, NOVAK Jakub. Parking areas in cities. In: 13. Architektura v perspektivě 2020. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2021, s. 133-135. ISBN: 978-80-248-4452-4 [4] KŘIVDA, Vladislav, Ivana MAHDALOVÁ, Jan PETRŮ and Václav ŠKVAIN. Alternativní uspořádání zvláštní okružní křižovatky. Czech Journal of Civil Engineering. 2015, 1(1), p. 15-20. ISSN 2336-7148. [5] PETRŮ, Jan and Václav ŠKVAIN. Problems of parking on selected streets in Prague. Perners Contact. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2013, 8(30), p. 116-129. ISSN 1801-674X. [6] ŘEZÁČ, Miloslav, Eva OŽANOVÁ, Leopold HUDEČEK and Václav ŠKVAIN. Vyhodnocení dislokace veřejného logistického centra v Moravskoslezském kraji. Doprava. Praha: Ministerstvo dopravy, 2007, 49(6), p. 22-25. ISSN 0012-5520. [7] OŽANOVÁ, Eva, Leopold HUDEČEK, Miloslav ŘEZÁČ and Václav ŠKVAIN. Studie umístění veřejného logistického centra v Moravskoslezském kraji. Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské-Technické univerzity Ostrava. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007, 7(1), p. 185-196. ISSN 1213-1962. [8] ŠKVAIN, Václav, Jan PETRŮ and Vladislav KŘIVDA. Turbo – roundabouts and their Basic Evaluation at Realized Constructions in Czech Republic. In: Structural and Physical Aspects of Construction Engineering: 3rd international conference : November 9-11, 2016, High Tatras, Slovakia. Košice: Technical University of Košice, 2017. p. 283-290. ISBN 978-80-553-2643-6. [9] PETRŮ, Jan, Vladislav KŘIVDA, Ivana MAHDALOVÁ and Václav ŠKVAIN. Video Analysis of Conflict Situations at T-Intersection with Cranked Priority. In: Applied Mechanics and Materials. Volume 719-720. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2015. p. 1000-1004. ISBN 978-3-03835-384-3. [10] KŘIVDA, Vladislav, Jan PETRŮ, Ivana MAHDALOVÁ and Václav ŠKVAIN. Traffic Simulation at Intersections with Cranked Priority. In: International Conference on Advanced Engineering Technology (ICAET 2014) : Incheon National University, Incheon, South Korea, 20.-21.12.2014. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2015. p. 1419-1423. ISBN 0-000-00000-0. [11] MAHDALOVÁ, Ivana, Vladislav KŘIVDA and Václav ŠKVAIN. Influence of Roundabout Inscribed Circle Diameter to the Traffic Safety. In: Applied Mechanics and Materials. Volume 409-410. Durnten-Zurich: Trans Tech Publications, 2013. p. 1122-1125. ISBN 978-3-03785-858-5. [12] MAHDALOVÁ, Ivana, Vladislav KŘIVDA, Václav ŠKVAIN and Jan PETRŮ. Multimediální učební pomůcky pro výuku dopravního stavitelství na katedře dopravního stavitelství, FAST, VŠB-TU Ostrava. In: Pozemné komunikácie a dráhy : súčasné a potenciálne inovatívne výstupy v dopravnom staviteľstve : 8. konferencia s medzinárodnou účasťou : zborník prednášok : Hrádok, 13. - 14. september 2012. Košice: Technická univerzita Košice, 2012. p. 5-12. ISBN 978-80-553-1084-8. [13] ŘEZÁČ, Miloslav, Leopold HUDEČEK, Eva OŽANOVÁ and Václav ŠKVAIN. Posouzení logistických center ve vybraných lokalitách Moravskoslezského kraje. In: Mezinárodní konference a odborná výstava TRANSPORT 2007. Ostrava: Sdružení pro rozvoj Moravskoslezského kraje a VŠB TU-Ostrava, 2007. p. 191-198. ISBN ISBN 978-80-248-1643 [14] 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 [15] PLOCOVA Kristyna, FIBICH David. Design traffic lights for atypical intersection. In: 20th International Scientific GeoConference SGEM 2020. Varna: 2020. In print. [16] ŘEZÁČ, Miloslav, Jiří TICHÝ and Václav ŠKVAIN. Dopravní inženýrství. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2010. ISBN 978-80-7204-730-7 [17] Ing. David Mácha, Ing. Jakub Novák, Ing. David Fibich, Ing. Kristyna Plocova. Organization of Transport in the Locality of Housing Estate in Ostrava - South. In: 14th Architecture in Perspective 2022. Ostrava: VŠB - Technical University of Ostrava, 2022, s. 95-98. ISBN: 978-80-248-4646-0 [18] Ing. David Fibich, Ing. Kristýna Plocová, Ing. Vaclav Skvain. Využití dronů v dopravní infrastruktuře. In: 14th Architecture in Perspective 2022. Ostrava: VŠB - Technical University of Ostrava, 2022, s. 222-225. ISBN: 978-80-248-4646-0 [19] Ing. Jakub Novák, Ing. David Mácha, Ing. David Fibich, Ing. Kristyna Plocova. Integration of atypical intersections into street place. In: 14th Architecture in Perspective 2022. Ostrava: VŠB - Technical University of Ostrava, 2022, s. 111-115. ISBN: 978-80-248-4646-0 ROZPOČET: Tuzemské cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - České Budějovice, Plzeň, Karlovy Vary, Ústí nad Labem atd. - 19 900,- Kč Zahraniční cesty (cestovní náklady, ubytování, stravné): - Slovensko (okolí měst Nitra, Trenčín, Trnava, Poprad, Prešov, Košice atd.) - Polsko (okolí měst Katowice, Gliwice, Tychy, Wroclav, Poznan atd.) - 74 000,- Kč Vložné na konference - 15 000,- Kč Stipendia studentů - 93 900,- Kč Pojištění dronu - 15 000,-Kč Režie - 24 200,- Kč SUMA: 242 000,- Kč Zdůvodnění požadavků: Tuzemské cesty – budou sloužit k detailním analýzám vybraného průpletového úseku na mimoúrovňových křižovatkách, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek (např. na silnicích I. třídy či dálnicích), které jsou těžko přístupné hromadnou dopravou. Na tuzemských cestách se budou podílet 2 pracovníci, a to hlavní řešitel Ing. Plocová a spoluřešitelé Ing. Kubiš nebo Ing. Fibich. Česká republika (České Budějovice, Plzeň, Karlovy Vary, Ústí nad Labem) – měření v délce 3 dnů, 8 lokalit – 19 900 Kč Zahraniční cesty – budou sloužit k detailním analýzám vybraného průpletového úseku na mimoúrovňových křižovatkách v zahraničí, předpoklad využití osobního automobilu je opodstatněn převozem techniky, složitostí dostupnosti předmětných křižovatek hromadnou dopravou. Měření bude probíhat na jednotlivých křižovatkách vzdálených od měst a bude časově náročné. Na zahraničních cestách se budou podílet 2 pracovníci, a to hlavní řešitel Ing. Plocová a spoluřešitelé Ing. Kubiš nebo Ing. Fibich. Slovensko (Poprad, Prešov, Košice), Nitra, Trnava, Trenčín) – měření v délce 6 dní, 10 lokalit - 34 300 Kč Polsko (Katowice, Gliwice, Tychy, Wroclav, Poznan) – měření v délce 7 dnů, 8 lokalit – 39 700 Kč Vložné na konferenci – je vložné na mezinárodní konferenci Architektura v perspektivě (alternativně na konferenci2023International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM). Pojištění dronu – jedná se o část nákladů na pojištění, které Katedra dopravního stavitelství platí za provoz dronů. Tato část je v předpokládané výši využitá v rámci SGS. Stipendia: - Ing. Kristýna Plocová (prezenční doktorand) – 43 900,- Kč Odůvodnění: hlavní řešitel bude provádět časově náročné standartní průzkumy v různých časových horizontech podle potřeb projektu a v různých vzdálenostech od města Ostravy (vč. zahraničí), bude provádět videoanalýzu pořízených videozáznamů a následně kapacitní zhodnocení. Bude autorem (spoluautorem) odborných článků a bude provádět doplňkové činnosti. - Ing. David Fibich (prezenční doktorand) – 5 000,- Kč Odůvodnění: spoluřešitel bude provádět specializované pilotní práce v různých časových horizontech podle potřeb projektů a v různých vzdálenostech od města Ostravy (vč. Zahraničí), bude provádět analýzu v programech „DATA FROM SKY“ a „GOODVISION“. - Ing. Václav Škvain (kombinovaný doktorand) – 5 000,- Kč Odůvodnění: bude provádět videoanalýzu pořízených videozáznamů a následně kapacitní zhodnocení. Bude spoluautorem odborných článků a bude provádět doplňkové činnosti. - Bc. Zdeněk Kubiš (od 01.02.2023 pravd. prezenční doktorand) – 40 000,- Kč Odůvodnění: spoluřešitel bude provádět dopravní průzkumy v různých časových horizontech podle potřeb projektů a v různých vzdálenostech od města Ostravy (vč.zahraničí), bude provádět analýzu v programech „DATA FROM SKY“ a „GOODVISION“. Bude autorem (spoluautorem) odborných článků a bude provádět doplňkové činnosti.

2023

2023

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Plocová Kristýna Ing.