TEMA 6 REGULISANJE SAOBRAAJA SVETLOSNIM SIGNALIMA Nastavna pitanja: 1. Potreba za uvoenjem svetlosnih signala 2. Vrste i znaenje svetlosnih signala 3. Postavljanje ureaja za davanje svetlosnih signala 4. Obeleavanje ureaja za davanje svetlosnih signala 5. Kriterijumi za uvoenje svetlosnih signala 6. Projektovanje naina rada signala 7. Koordinacija rada svetlosnih signala 1. Potreba za uvoenjem svetlosnih signala 1. Navedite osnovne razloge (potrebe) uvoenja svjetlosnih signala? Porastom stepena motorizacije javljaju se i prvi svetlosni ureaji za upravljanje saobraajem Krajnje pojednostavljeno reeno, osnovni razlog upotrebe svetlosnih signala za upravljanje saobraajem jeste meusobno vremensko razdvajanje konfliktnih saobraajnih tokova vozila i peaka na karakteristinim mestima. Uvoenje prvih svetlosnih signala je opravdavano zahtevima da se povea nivo bezbednosti saobraaja, to se, u osnovi, svodilo na smanjenje broja konfliktnih taaka na raskrsnicama. U Londonu, na raskrsnici ulica Dord i Brid, 1868. godine, uveden je prvi svetlosni signal slian dananjem. Imao je dva signalna pojma: zabranjeno kretanje i dozvoljeno kretanje. Nou i u sumrak koriene su gasne svetiljke. U Klivlendu (SAD), 1914. godine, a u Njujorku i ikagu 1918. godine, uvode se prvi elektromehaniki svetlosni signali sa runim komandama. Tropozicioni svetlosni signali uvode se 1930. godine u SAD. Najee su to raskrsnice, ali esto i drugi elementi putne mree, kao to su pruni prelazi, tuneli, mostovi itd. Kasnije, primena svetlosnih signala je pravdana potrebom da se eliminiu ili ublae zastoji u zonama raskrsnica. Savremeni uslovi okruenja (energetska kriza, kriza vremena itd.) nameu sve vie potrebu reavanja problema kretanja saobraajnih tokova sa aspekta ekonomskih pokazatelja, tj. minimizacije trokova kretanja, izraenih preko potronje goriva, vremenskih gubitaka putnika u vozilima, peaka itd. Nakon II svetskog rata, broj instalisanih sistema svetlosne signalizacije naglo se poveava, to je prvenstveno uzrokovano naglim porastom motorizacije, odnosno veliine i uestalosti saobraajnih kretanja. Danas u visokorazvijenim zemljama (a time i izuzetno motorizovanim), gde na 2-4 stanovnika u proseku dolazi po jedno vozilo, na svakih 1000-2000 stanovnika u proseku doe po jedna signalisana raskrsnica. 1

Prema istraivanjima u Beogradu (podaci iz l983.god.), prosene brzine vozila na mrei kreu se u rasponu od 17 do 35 km/h, s tim to rastu udaljavanjem od centra grada. Samo poveanje srednje brzine sa 20 na 30 km/h doprinelo bi smanjenju potronje energije i do 12%. Primera radi, eliminisanje samo jednog zaustavljanja pri brzini od 40 km/h obezbedilo bi utedu energije (pogonskog goriva) da se savlada dodatno rastojanje od oko 350 metara. Jedan od razloga primene svetlosnih signala se odnosio i na mogunost povezivanja signala i reenje problema koordinisanog upravljanja saobraajem na odreenom potezu saobraajnice ili pak u odreenoj ulinoj zoni. Svi navedeni pokazatelji ukazuju, bez obzira na to da li je re o lokalnom, linijskom ili zonskom regulisanju, da osnovne razloge primene svetlosnih signala treba traiti u mogunosti znaajnog poboljanja uslova kretanja tokova i potrebi fleksibilnog upravljanja tokovima. Svetlosni signali, integrisani sa ostalim savremenim informativnim i drugim tehnologijama, znaajno doprinose postizanju eljene ravnotee izmeu zahteva (potranje) i mogunosti (ponude) saobraajnog sistema. 2. U emu se ogledaju efekti primjene svjetlosnih signala? Efekti primene svetlosnih signala se ogledaju u boljem iskorienju kapaciteta postojee uline i putne mree, smanjenju ukupnog ekanja na mrei, smanjenju broja zaustavljanja, poveanju bezbednosti kretanja, mogunosti promene reima kretanja i mogunosti davanja prioriteta pojedinim uesnicima u toku. Vrste i znaenje svetlosnih signala 3. ta ubrajamo u svjetlosne saobraajne signale? U svetlosnu saobraajnu signalizaciju spadaju svetlosni saobraajni znakovi i svetlosne oznake. Regulisanje razliitih vidova saobraaja se obavlja ureajima za davanje svetlosnih signala sa trobojnim, dvobojnim i jednobojnim svetlom. U svetlosne saobraajne znakove spadaju: svetlosni znakovi za regulisanje kretanja vozila, svetlosni znakovi za regulisanje kretanja peaka, svetlosni znakovi za oznaavanje prelaza preko eleznike pruge u nivou, svetlosni znakovi za oznaavanje radova na putu, drugih zapreka i oteenja kolovoza koji predstavljaju opasnost za uesnike u saobraaju i svetlosni znakovi za regulisanje kretanja tramvaja. Svetlosne oznake su smerokazi sa refleksnim staklima ili reflektujuim materijama, razna rasvetna tela i metalni elementi s reflektujuim materijama. Ureaji za davanje svetlosnih signala sa trobojnim svetlima imaju tri polja sa soivima krunog oblika, crvene, ute i zelene boje.

2

4. Ukratko objasnite ureaje sa trobojnim svjetlom i njihovu primjenu? Ureaji sa trobojnim svetlima slue za regulisanje saobraaja motornih vozila i bicikala. Ureaji sa trobojnim svetlima vozaima signaliu etiri signalna pojma prema sledeem: crveno svetlo znai zabranu prolaza vozaima na koje se odnosi signal; crveno i uto svetlo istovremeno oznaavaju da e se uskoro pojaviti zeleno; zeleno svetlo znai dozvolu prolaza vozaima na koje se odnosi signal; uto svetlo oznaava da e se uskoro pojaviti crveno svetlo. Redosled (odozgo prema dole) postavljanja je: crveno, uto, zeleno. Ureaji za regulisanje saobraaja motornih vozila primenjuju se sa razliitim dimenzijama soiva i to: ureaji sa soivom prenika 300 mm, koji se koriste na autoputevima, ulaznim raskrsnicama u gradsko podruje te na gradskim saobraajnicama sa vie traka za jedan smer ako se postavljaju iznad kolovoza ili u drugim sluajevima ako to razlozi bezbednosti zahtevaju, ureaji sa soivom prenika 200 mm, koji se pretno koriste u gradskim uslovima. Mogu biti sa punim svetlima ili sa strelicama (obine i kombinovane). Svetlosni ureaji za regulisanje konflikata biciklistikog saobraaja sa ostalim vidovima saobraaja se primenjuju kada za bicikliste nije predviena staza pored peakog prelaza. U sluaju postojanja staze, ureaji za bicikle se ne postavljaju ve se regulisanje saobraaja bicikala obavlja ujedno sa peacima. 5. Ukratko objasnite ureaje sa dvobojnim svjetlom i njihovu primjenu? Ureaji sa dvobojnim svetlima imaju dva soiva (krunog ili kvadratnog oblika), crvene ili zelene boje, a postavljeni su odreenim redosledom. Dimenzije soiva na biciklistikim ureajima su uvek 200 mm. U soivu je ucrtana silueta bicikla, a boja siluete analogna je reenjima strelica na trobojnim semaforima za vozila. Dvobojni ureaji reguliu saobraaj peaka i saobraaj motornih vozila voenjem po trakama, a signaliu dva signalna pojma, i to: crveno svetlo oznaava uesnicima zabranjen prolaz; zeleno svetlo oznaava uesnicima dozvoljen prolaz. Ureaji za regulisanje peakog saobraaja na soivima imaju ucrtanu siluetu peaka (na crvenom u stanju mirovanja, a na zelenom u pokretu). Soiva mogu biti krunog ili kvadratnog oblika, dimenzije 200 mm i postavljeni jedno iznad drugog (crveno gore, zeleno dole). Ureaji za voenje saobraaja po trakama se koriste na mestima gde jedna ili vie saobraajnih traka u toku dana menja smer kretanja. Ovi ureaji na soivima crvene boje imaju ukrtene linije, dok na soivima zelene boje imaju simbol strelice okrenute sa vrhom nadole. Soiva mogu biti kruna ili kvadratna, dimenzije 300 mm. 6. Ukratko objasnite ureaje sa jednobojnim svjetlom i njihovu primjenu? Ureaji sa jednobojnim svetlima se mogu koristiti za regulisanje tramvajskog saobraaja, saobraaja motornih vozila na prelazu preko eleznike pruge u nivou, kao upozorenje uesnicima u saobraaju na opasna mesta na putu i za davanje dodatnih obavetenja uesnicima u saobraaju. Ovi ureaji mogu da imaju jedno, dva ili vie polja. 3

Ureaji sa jednim poljem se koriste za regulisanje skretanja vozila na raskrsnicama, upozorenje uesnika u saobraaju na opasna mesta na putu i regulisanje skretanja tramvaja Ureaji sa dva polja se koriste za regulisanje tramvajskog saobraaja. Soiva su prenika 200 mm, simboli su bele boje, a ostala povrina zatamnjena. Ureaji sa dopunskim svetlima sa tri i vie polja slue za obavetavanje uesnika u saobraaju o preporuenim brzinama na odreenom potezu. Soiva na ovim ureajima su zelene boje, dok je brojka (simbol) preporuene brzine bele boje. Oni imaju naroitu primenu na koordinisanim potezima. Brojka simbolie brzinu u km/h - na gornjem polju se ispisuje maksimalna preporuena brzina, a na ostalim nie vrednosti. Postavljanje ureaja za davanje svetlosnih signala 7. Objasnite naine postavljanja ureaja za davanje svjetlosnih signala? Ureaj za davanje svetlosnih signala se postavlja tako da uesnicima u saobraaju omoguava prijem vidljive i jasne informacije (signala). Propisan je poloaj ureaja za davanje svetlosnih signala u okviru profila saobraajnice (slika 1.).

Slika 1.. Postavljanje u odnosu na kolovoz Uvek se postavljaju na desnoj strani u odnosu na smer kretanja vozaa, izuzev ureaja za voenja saobraaja po trakama. Osnovni signalni ureaj je onaj koji se postavlja desno, a u sluajevima kada se osnovni dobro ne vidi ili, pak, saobraajnica ima vie traka za dati smer kretanja, mora se postaviti i drugi ureaj koji e biti iznad ili sa leve strane toka na koji se odnosi. To je tzv. ponavlja, koji uesnicima u saobraaju mora davati istovremeno i identine signale kao i osnovni ureaj. Obeleavanje ureaja za davanje svetlosnih signala 8. Objasniti nain obiljeavanja ureaja za davanje svjetlosnih signala (stubovi, semafori, ponavljai) ? 4

Obeleavanje ureaja za davanje svetlosnih signala i njihovih nosaa je vezano za obeleavanje prilaznih krakova raskrsnici, koji se obeleavaju rednim brojevima u smeru kretanja kazaljke sata (slika 2).

Slika 2. Obeleavanje prilaznih krakova raskrsnice Stubovi-nosai u oznaavanju nose dvocifrenu oznaku: prva cifra oznaava broj prilaza raskrsnice, a druga cifra moe da bude od 0-9. Drugu cifru "O" ima nosa koji se nalazi sa desne strane toka na koji se odnosi. Ostali nosai dobijaju brojeve 1,2,3, ... na datom prilazu. Oznake nosaa se upisuju u kvadratie ili pravougaonike, za razliku od oznaka semafora koje se piu bez pravougaonika (kvadratia). "Ponavlja", koji se postavlja sa leve strane, ima istu oznaku kao i osnovni ureaj, a razlikuje se po drugom broju nosaa. U sluaju da se jedan ili dva ponavljaa postavljaju na konzolu, uz brojnu oznaku ureaja dodaju se oznake za "prim" (') ili "sekund" (''), kao na slici 3.

Slika 3. Oznaavanje svetlosnih ureaja i nosaa 9. Oznaavanje ureaja sa strelicama ( dvocifreni i trocifreni broj) Pri oznaavanju ureaja sa trobojnim svetlima i strelicama koriste se dvocifrene, odnosno trocifrene oznake Dvocifrena oznaka se koristi za oznaavanje ureaja sa prostim strelicama, dok se trocifrena oznaka koristi za kombinovane strelice. 5

Druga cifra kod dvobrojne oznake predstavlja ifru smera kojoj je ureaj namenjen, sledeim redosledom: za desno skretanje (prosta strelica) - oznaka "1", za kretanje pravo - oznaka "2" i za levo skretanje - oznaka "3". Ponavljai se oznaavaju istim oznakama kao osnovni ureaji. Uz oznaku ponavljaa na konzolnom nosau koriste se oznake prim i sekund (' ''). Kod trocifrenih oznaka, druga cifra je uvek "2", dok je trea "1" ili "3", zavisno od toga koji je od smerova u kombinaciji sa kretanjem pravo. Ureaji sa trobojnim svetlima za biciklistiki saobraaj oznaavaju se slovnom oznakom "B" i dvocifrenom oznakom po principu kao i za vozila. Svetlosni ureaji za peake se oznaavaju slovnom oznakom "p" i dvocifrenom brojnom oznakom, gde se u brojnu oznaku stavljaju brojevi prilaza raskrsnice u kom smeru se kreu peaci. Ureaji koji se postavljaju iznad saobraajnih traka (za promenu smera kretanja) obeleavaju se slovnom oznakom "S" i dvocifrenom brojnom oznakom, pri emu prva cifra oznaava smer iz koga vozila nailaze, a druga oznaava redni broj trake, posmatrano sa desna na levo. Ureaji za regulisanje tramvajskog saobraaja obeleavaju se slovnom oznakom "T" i dvocifrenom brojnom oznakom. Prva cifra u brojnoj oznaci oznaava ifru prilaza dok druga cifra moe da bude "O" (ako se tramvaji kreu u dva ili vie krakova) ili, pak, oznaka kraka kojim tramvaj odlazi. Oznaavanje ureaja za signalisanje preporuenih brzina na odreenom potezu, vri se slovnom oznakom "V" i brojnom oznakom prilaza na kome su ureaji postavljeni.

5. Kriterijumi za uvoenje svetlosnih signala Pogreno je shvatanje da je uvoenje svetlosnih signala na raskrsnicama obavezno i da predstavlja reenje za sve saobraajne probleme. esto se dogodi da svetlosni signali instalisani na raskrsnici bez dovoljno opravdanja dovedu do pogoranja stanja saobraaja, to se oituje kroz due zadravanje vozila i sl. Na raskrsnicama sa malim obimom saobraaja, za uspenu regulaciju kretanja dovoljni su i znakovi prednosti. 10. Navedite kriterijume (preduslove) za uvoenje svjetlosne signalizacije? Da bi se uvela svetlosna signalizacija na odreenoj raskrsnici ili delu mree, treba da budu zadovoljeni odreeni preduslovi. Ti preduslovi su sistematizovani i sadrani u kriterijumima za uvoenje svetlosne signalizacije. Kriterijumi su razliiti, zavisno od specifinosti lokacije raskrsnice i karaktera tokova koji se na njoj javljaju. Najee se primenjuju sledei kriterijumi: veliina protoka i vremenski gubici, broj zaustavljanja, kapacitet raskrsnice, potronja goriva, 6

trokovi eksploatacije, bezbednost saobraaja, ekoloki kriterijumi i sl.

11. Objasniti kriterijum protok i vremenski gubici (ta se podrazumjeva pod tim i kvantitativni podaci) ? Kriterijuma protoka i vremenskih gubitaka [13] ima vie, a najznaajniji su: kriterijum minimalnog protoka, duina ekanja na sekundarnoj saobraajnici, obim peakih tokova i kriterijum kompleksne raskrsnice. Kriterijum minimalnog protoka zahteva uvoenje svetlosnih signala na raskrsnici na kojoj je zabeleeno minimalno vie od 600 voz/h u primarnom toku, odnosno minimalno vie od 200 voz/h u sekundarnom toku. Kriterijum duine ekanja na sekundarnoj saobraajnici zahteva uvoenje svetlosnih signala na raskrsnici ako je u primarnom toku zabeleeno vie od 1000 voz/h. Prema kriterijumu peakih tokova, na raskrsnici treba uvesti svetlosne signale ako je zabeleen tok peaka vei od 150 p/h i ako se ukrta sa tokom vozila iji je protok vei od 600 voz/h (ako ne postoji razdelno ostrvo). U sluaju postojanja razdelnog ostrva tada se uz peaki tok vei od 150 p/h doputa da obim saobraaja sa kojim se peaci ukrtaju bude vei od 1000 voz/h. Poseban sluaj kada je re o ovom kriterijumu je uvoenje svetlosnih signala za peake tokove u blizini kola, kada se ne trai dostizanje pomenutih tokova vozila za uvoenje svetlosnih signala. Prema kriterijumu kompleksne raskrsnice, svetlosnu signalizaciju je potrebno uvesti na raskrsnici sa vie od 6 prilaza i uz ukupni protok vei od 800 voz/h. 12. Objasniti vie-kriterijumsko upravljanje uvoenja svjetlosne signalizacije (dati primjer) ? Kada upravljaki kriterijum predstavlja kombinaciju dva ili vie pomenutih kriterijuma, obino se primenjuje tzv. viekriterijumsko upravljanje. Referentne vrednosti pojedinih kriterijuma unekoliko se razlikuju, zavisno od zemalja u kojima se primenjuju. U naoj zemlji se uglavnom koriste navedeni kriterijumi, mada je u toku donoenje standarda o kriterijumima. 13. Iskustva drugih zemalja u definisanju kriterijuma protok ? Tako u SAD, Australiji i Kanadi kriterijum protoka zahteva da bude sumarni protok (sabran primarni i sekundarni tok) vei od 900 voz/h da bi se uvela svetlosna signalizacija na raskrsnici. U sluaju veeg broja traka na prilazima (dve ili vie traka) kriterijum ima neto veu vrednost, i to q1+ q2 > 1000 voz/h. Prihvatanje ukupnog protoka qu > 900 voz/h kao merodavnog uslovljeno je potrebom da se on pojavi na raskrsnici u odreenom broju asova u toku dana. Kod izraene neravnomernosti protoka, prihvatljiv je kriterijum da merodavni protok traje ukupno 4 asa dnevno. Kada je re o amerikim kriterijumima, dozvoljena je mogunost primene svetlosnih signala i pri manjem protoku od 900 voz/h, ako je brzina na saobraajnici vea od 65 km/h, a grad ima manje od 10.000 stanovnika.Uvoenje svetlosnih signala je, takoe, potrebno ako je peaki 7

saobraaj na raskrsnici vei od 150 p/h, uz istovremeni protok vozila od 600 do 1000 voz/h. Pri tom se zahteva da data veliina peakog saobraaja bude uoena najmanje u dva asa u toku dana.U Velikoj Britaniji, pak, vai kriterijum da je neophodno da ukupni protok q1 + q2 > 450 voz/h bude najmanje 16 asova u toku dana da bi se uveli svetlosni signali. Projektovanje naina rada signala Porastom "saobraajne potranje" na raskrsnici, slobodni vremenski intervali u glavnom toku postaju toliko mali da nije mogue bezbedno prolaenje vozila iz drugih smerova. Cilj signalizacije je da obezbedi vetake slobodne vremenske intervale "konkurentnim" tokovima, zavisno od njihove veliine i raspoloivog kapaciteta prilaza raskrsnice. Rezultat upravljanja pomou svetlosnih signala je odgovarajua raspodela raspoloivih kapaciteta raskrsnice po prilazima, odnosno grupama tokova. Taj rezultat se formulie raspodelom vremena prava prolaska raskrsnicom, koja zavisi od odnosa "saobraajne potranje" i "saobraajne ponude". 14. Navedite i objasnite ulazne veliine za proraun rada signalnog plana? Ulazne veliine pri proraunu rada signala su: saobraajni zahtev, potencijalni kapacitet i geometrija raskrsnice. Saobraajni zahtev predstavlja, praktino, vrednost protoka koja se javlja na prilazima raskrsnici, a utvruje se razliitim metodama (brojanje saobraaja, detekcija i sl.). Potencijalni kapacitet raskrsnice upravljane svetlosnim signalima, predstavlja zbir kapaciteta svih njenih prilaza. Geometrija raskrsnice podrazumeva irinu prilaza, broj saobraajnih traka, poluprenike skretanja, odnosno zaobljenja ivinjaka, uzduni nagib itd. Izlazi procesa projektovanja su signalni plan i plan tempiranja signala. Prema "Highway Capacity Manual" (HCM), kapacitet prilaza jednak je maksimalnom broju vozila koji moe proi raskrsnicu pri raspoloivim uslovima saobraajnog toka, geometriji prilaza i upravljakim parametrima. Uslovi u saobraajnom toku su: veliina toka, raspodela prema smerovima kretanja, struktura toka, uticaj autobuskih stajalita, peaka i parkiranja u zoni prilaza raskrsnici. Geometrija prilaza obuhvata broj i irinu saobraajnih traka i uzduan nagib. Upravljaki parametri se ogledaju kroz elemente signalnog plana. 15. Definiite pojmove signalni plan i plan tempiranja signala ? Signalni plan predstavlja jednoznaan plan opsluivanja svih tokova, koji su grupisani u okvire faza ili stanja [16]. Plan tempiranja signala predstavlja konanu formulaciju upravljanja, gde se za svaki signal definiu vremenske koordinate prikaza svih signalnih pojmova. Faza, odnosno signalno stanje predstavlja period u kome se opsluuje odgovarajua kombinacija tokova. Najee je re o beskonfliktnim tokovima; meutim primenjuju se i laki tipovi konflikta (konflikt izmeu toka pravo i levog skretanja iz suprotnog smera, konflikt izmeu peaka i vozila u skretanju). 8

16. Navedite pristupe prorauna rada svjetlosnih signala? U praksi su prisutna dva osnovna pristupa proraunu rada svetlosnih signala, i to: fazni pristup i pristup baziran na signalnim stanjima [17]. Osnovu podesnog sistema signalizacije na odreenoj raskrsnici ini tzv. plan odvijanja faza (ili skraeno - plan faza). Prema broju faza (2, 3 ili vie), signalni planovi mogu biti dvofazni, odnosno viefazni [18]. [17] Fazni pristup je formulisan u okviru klasinog Vebsterovog modela, dok je pristup signalnih stanja osnova tzv. metode kritinih tokova. Obe metode detaljno su izloene u knjizi: Osoba M., Vukanovi S., Stani B., "Upravljanje saobraajem pomou svetlosnih signala", I deo, Saobraajni fakultet, Beograd, 1997. [18] Kod dvofaznog signalnog plana leva skretanja iz suprotnog smera se obavljaju istovremeno sa prioritetnim kretanjima pravo. "Viefazan" znai vie od dve faze. Realizuje se sa zatienim svim fazama ili sa razliitim tretmanom levih skretanja u odnosu na konfliktni tok (tokovi pravo se odvijaju skupa sa konfliktnim levim skretanjem odnosno konfliktna leva skretanja se zaustavljaju). Na slici 4. dat je prikaz plana faza tipinog dvofaznog sistema. Crteom su predstavljeni: osnovna geometrija raskrsnice, usmerenja tokova po fazama (peaki tokovi se uobiajeno prikazuju isprekidanom linijom), kao i dozvoljena, odnosno zabranjena kretanja u datoj fazi. 17. Grafiki prikaz plana faza dvofaznog sistema?

Slika 4. Prikaz dvofaznog sistema Radi lakeg razumevanja postupka prorauna, neophodno je poblie opisati strukturu ciklusa (slika 5.).

9

18. Grafiki prikaz strukture ciklusa?

Slika 5. Struktura ciklusa Ciklus predstavlja vremenski period od pojave jedne kombinacije signalnih pojmova do ponovne pojave iste kombinacije. Izraava se u sekundama. Na slici 5. prikazana su i tzv. zatitna vremena. 19. Pojam i vrste zatitnih vremena za tokove vozila? Zatitna vremena su neophodna kako se saobraajni tokovi koji se opsluuju u jednoj fazi ne bi nali u konfliktu sa tokovima u okviru drugih faza (vremenski su razdvojeni intervali njihove pojave u raskrsnici). Zatitna vremena se proraunavaju kako za tokove vozila (tz(A-B)) tako i za tokove vozila i peaka (tz (V-P)). Zatitno vreme se proraunava prema sledeem (slika 6.): tz(A-B)= (SA/VA) - (SB/VB) + 1 , s, Pri proraunu zatitnog vremena uzimaju se ekstremni sluajevi kretanja vozila dvaju tokova, iji se konflikt eli izbei, tj. toka (na slici tok A) koji gubi pravo prolaska prestankom njegove faze i toka (na slici tok B) koji u sledeoj fazi dobija pravo prolaska.Trenutak pojavljivanja crvenog signalnog pojma na odgovarajuem prilazu raskrsnice smatra se trenutkom gubitka prava prolaska raskrsnicom, odnosno trenutak prestanka intervala utog vremena. Radi sigurnosti, pretpostavlja se da se "poslednje" vozilo kree u smeru potencijalne konfliktne take brzinom manjom od realno oekivane (uobiajena vrednost za VA = 30 km/h).Vozilo koje dobija pravo prolaska u narednoj fazi najranije polazi sa linije zaustavljanja u trenutku pojavljivanja zelenog signalnog pojma. Opet radi sigurnosti, pretpostavlja se da se to vozilo kree ka konfliktnoj taki brzinom veom od realno oekivane (uobiajena vrednost za VB = 60 km/h).

10

Slika 6. Uz proraun zatitnog vremena U izrazu se uoava dodatak tzv. fiksne sekunde, koja se obavezno dodaje uz ostala dva lana izraza. Kako u svakoj od faza signalnog plana moe biti opsluivano vie parova 20. Znaenje pojma fiksna sekunda? "Fiksna sekunda" predstavlja dodatnu sigurnost i poveava zatitno vreme. Kroz nju se ujedno kompenzuju pojednostavljenja i uoptavanja koja se uvode kroz proraun, kao to je: neprecizno utvrivanje duina putanja do konfliktne take, zanemarivanje dimenzija vozila, zaokruivanje na celobrojne vrednosti i sl. U signalnom planu se izmeu dve susedne faze javlja ono zatitno vreme koje je najvee meu svim izraunatim 21. Napisati i objasniti izraz za zatitna vremena, za tok vozila i pjeaka? Proraun zatitnog vremena izmeu konfliktnih tokova vozila i peaka je prema izrazu (u sluaju kada vozila gube pravo prolaska): tz(V-P) = (Sv/VA) + 1, s, U sluaju prestanka peake faze, izraz je sledei: tz(P-V) = (Bp/VP) + 1, s, Radi preglednosti izrauje se tzv. matrica zatitnih vremena, to je ujedno i matrica kompatibilnosti tokova. Re je o kvadratnoj matrici, gde su svakom od postojeih tokova pridrueni jedan red i jedna kolona.U preseku reda i kolone tokova koji nisu u konfliktu ne upisuje se zatitno vreme, dok se za sve ostale preseke upisuju izraunata zatitna vremena. Potom se tokovi grupiu po fazama i lako se uoavaju najvee (referentne) vrednosti zatitnih vremena za svaku izmenu faza. Specifinost se ogleda u tretmanu konfliktne take. Naime, u ovom sluaju re je, u stvari, o konfliktnoj povrini peakog prelaza. U odnosu na izraz za konflikt tokova vozila izostavljen je drugi lan izraza, jer se smatra da je peak u zoni konflikta im stupi na kolovoz. "Fiksna sekunda" se i ovde dodaje iz istih razloga kao i pri proraunu zatitnih vremena tokova vozila. U izrazu za prestanak peake faze, Lp predstavlja duinu peakog prelaza, dok Vp predstavlja brzinu kretanja peaka (uobiajene vrednosti koje se koriste u proraunima su od 1,2 do 1,4 m/s). Protok vozila sa prilaza preko linije zaustavljanja za vreme intervala dozvoljenog prolaza nije konstantan (slika 7.). 11

Slika 7. Odnos stvarnog i efektivnog zelenog vremena Trenutno se ne moe dostii vrednost zasienog toka prilikom pojave zelenog signalnog pojma, kao to nije mogue i trenutno svoenje toka na nultu vrednost u trenutku gubitka utog signalnog pojma. To uzrokuju inercijalnost pri kretanju vozila i reakcija vozaa. Stoga se javlja deo neiskorienog teorijskog kapaciteta prilaza, to, praktino, predstavlja vremenske gubitke tokom intervala dozvoljenog prolaza. Vremenski gubitak se javlja na poetku "zelenog" intervala, kao i neiskorieni deo "utog" intervala. 22. Pojam i izraz za efektivno zeleno svjetlo? Sa prikaza na slici uoava se tzv. efektivno zeleno vreme koje se razlikuje od stvarno raspoloivog zelenog vremena, tj. vremena koje prikazuje signal na prilazu. Efektivno zeleno u odnosu na stvarno zeleno vreme je krae za iznos vremenskog gubitka na poetku, ali je due za deo utog intervala koji se koristi . Dakle, vredi sledea relacija: tez = tsz - K1 + K2 gde su: tsz - stvarno zeleno vreme (vreme signala) (s), tez - efektivno zeleno vreme (s), K1 - vremenski gubici na poetku zelenog intervala (s), K2 - iskorieni deo utog [26] intervala (s), Stvarno zeleno i uto vreme jednaki su zbiru efektivnog zelenog, gubitka na poetku zelenog i dela neiskorienog utog vremena. Pri proraunu realnog kapaciteta prilaza koristi se efektivno zeleno vreme. Za vrednost intervala utog svetla u mnogim izvorima moe se sresti uobiajena vrednost od 3 sekunde. Meutim, ove tri sekunde valja posmatrati tako da se 2 sekunde uzimaju kao "pratei" 12

interval trajanja zelenog svetla, odnosno tek trea sekunda utoga svetla pripada vremenu pranjenja raskrsnice, koje je inae pokriveno trajanjem svecrvenog vremena. Na osnovu ulaznih veliina (saobraajni zahtev, potencijalni kapacitet i geometrija raskrsnice) proraunom treba dobiti vrednosti stvarnog zelenog vremena, tj. vremena koje se prikazuje na signalu. Razvijene su mnogobrojne metode prorauna, [27] kao to su: Vebsterova metoda, metoda kritinih tokova, metoda viekriterijumskog izbora signalnog plana, Akelikova metoda, Milerova metoda, Matsonova metoda, Riderova metoda, Alsopova metoda, metoda pokuaja i pogreke, izbor signalnog plana metodom simulacije i dr. Navedene metode uglavnom su bazirane na tzv. faznom pristupu (tipini predstavnik Vebsterova metoda) mada je pristup zasnovan na signalnim stanjima primereniji savremenom upravljanju zbog svoje fleksibilnosti i boljeg iskorienja savremene mikroprocesorske opreme. U knjizi "Upravljanje saobraajem pomou svetlosnih signala", I deo (Osoba M., Vukanovi S., Stani B., Saobraajni fakultet, Beograd, 1997), detaljno i sa prikladnim primerima izloene su Vebsterova metoda (kao tipini predstavnik faznog pristupa) i metoda kritinih tokova (pristup zasnovan na signalnim stanjima). Koordinacija rada svetlosnih signala 23. Pojam koordinacije rada svjetlosnih signala? esto su signalisane raskrsnice (u odreenoj zoni ili du poteza odreene saobraajnice) locirane na bliskim rastojanjima. Tada je prisutan meusoban uticaj rada signala, pa se rad takvih signala koordinie radi postizanja to boljih upravljakih efekata. Prema Gartneru (Gartner N.H. , Little D.C. : Optimization of traffic signal settings, Transportation Science, Volume 9, 1977.), koordinacija predstavlja spregnut rad signala na vie raskrsnica sa istom duinom ciklusa, dok dodatno podeavanje poetka zelenih intervala meu signalima (tzv. fazni pomaci) predstavlja sinhronizaciju. 24. Prednosti koordinisanog rada signala? Osnovne prednosti koordinisanog rada signala ogledaju se u sledeem: vei je kapacitet saobraajnice (bolje se iskoristi raspoloivo vreme), minimizacija broja zaustavljanja , te vea brzina, tj. vii nivo usluge, manje su varijacije brzine du saobraajnice (kretanje u talasu), poveana je bezbednost kretanja (izvrena stroga podela vremena), privlae "tranzitni" saobraaj, te "oslobaaju" ostale elemente mree, umanjuje se zagaenje ovekove okoline itd. Prvenstveni cilj primene koordinisanog rada je minimizacija vremena putovanja i maksimizacija kapaciteta saobraajnice. 25. Definiite pojmove (linijska koordinacija, zonska koordinacija, zeleni talas, plotun, irina talasa, brzina talasa, fazni pomak)? Kada je re o usklaivanju rada du odreenoga poteza (liniji), govori se o "linijskoj koordinaciji", a kada su raskrsnice van linije u odreenoj zoni - u pitanju je "zonska koordinacija". 13

Zonsko upravljanje svetlosnim signalima se primenjuje ve due vreme, kao sloen, ali najefikasniji nain kontrole signala pri upravljanju saobraajem na gradskim mreama. Svakako, zone sadre jasno definisane poteze na kojima se primenjuje linijska koordinacija ili, kako se jo popularno naziva, "zeleni talas [29]. Na ulasku u koordinisani potez vozila se, praktino, grupiu u plotun koji se du poteza kree bez zaustavljanja na pojedinim raskrsnicama. Prvi "zeleni talasi" uvedeni su 1922. godine u Hjustonu i Solt Lejk Sitiju (SAD), a u Engleskoj 1940. godine. U Torontu (Kanada) 1960. prvi put se primenjuje zonsko upravljanje. Plotun predstavlja grupu vozila koja se kree du koordinisanog pravca odreenom brzinom u istom smeru.[irina talasa je vreme (izraeno u sekundama) koje protekne od prolaska prvog mogueg do prolaska poslednjeg mogueg vozila u talasu.Brzina talasa je srednja vrednost brzine svih vozila u talasu kojom se obezbeuje prolazak na "zeleno" kroz vie uzastopnih signalisanih raskrsnica.Fazni pomak je vreme koje protekne od pojave zelenog signalnog pojma na jednoj raskrsnici do pojave istog pojma na sledeoj raskrsnici u smeru koordinacije 26. Koji uslov mora biti zadovoljen da bi raskrsnice bile koordinisane? Odgovor: Osnovni preduslov koordinacije je da raskrsnice budu meusobno povezane i da duina ciklusa (C) bude ista na svim raskrsnicama. 27. Navedite sisteme linijske koordinacije? Osnovni sistemi linijske koordinacije su simultani, alternativni i progresivni sistem. Simultani sistem je takav nain meusobnog usklaivanja rada svetlosnih signala kod koga svi signali du koordinisanog poteza istovremeno pokazuju isti svetlosni pojam (slika 8). 28. Simultani sistem (pojam, proraun brzine koordinacije)? Simultani sistem se danas retko primenjuje, ali je pogodan kod raskrsnica koje su na meusobno kratkim odstojanjima, koja su jednaka ili priblino jednaka. Osnovni nedostatak ovog sistema je u injenici da je ista raspodela ciklusa na svim raskrsnicama, to dovodi do neefikasnosti pojedinih raskrsnica. 29. Alternativni system (pojam i brzina koordinacije)? Alternativni sistem se danas, takoe, ree primenjuje, ali moe dati dobre rezultate na potezima sa podjednakim rastojanjem meu raskrsnicama i uz primenu kraih vrednosti ciklusa. Izmeu osnovnih parametara koji opredeljuju rad signala simultanog sistema postoji sledea analitika veza: Vt = 3,6 Lr/C gde su: Vt - brzina talasa (brzina koordinacije) (km/h), Lr - rastojanje meu raskrsnicama (m), C - trajanje ciklusa (s).

14

Slika 8.. Simultani sistem Alternativni (promenjivi) sistem predstavlja takvu koordinaciju rada signala du jednog poteza kada naizmenino svaka naredna signalna grupa pokazuje suprotne signalne pojmove (slika 9.).

Slika 9.. Alternativni sistem Matematika veza meu parametrima rada izraava se kao: Vt = 7,2 Lr/C (km/h) 30. Progresivni sistem (pojam, proraun pomaka zelenog vremena)? Progresivni sistem, koji se primenjuje kod poteza na kome su raskrsnice na meusobno neujednaenim rastojanjima, i danas je najee u upotrebi. Kod ovog sistema, zeleni signalni pojam na raskrsnicama u smeru koordinacije javlja se u unapred definisanim vremenskim trenucima, u zavisnosti od dinamike kretanja talasa vozila projektovanom brzinom. S obzirom na to da su raskrsnice razliito udaljene, ne postoji odreena matematiika relacija meu parametrima rada, nego se signalni planovi na raskrsnicama koordiniu putem tzv. faznog pomaka, tj. pomaka "zelenog vremena" (PZV). 15

Pomak zelenog vremena rauna se prema izrazu: PZV = (Lr/Vt) - (Vt/a) -1 gde su: Lr - rastojanje izmeu dve susedne raskrsnice (m), Vt - brzina koordinacije (m/s), a - bezbedno i komforno usporenje (m/s2). Dati obrazac je primenljiv kod jednosmernih poteza, ali se moe koristiti i kod dvosmernih ulica, s tim da se tada favorizuje samo jedan smer kretanja. Brzina talasa i duina trajanja ciklusa su osnovni elementi ovog sistema koji se moraju dobro odabrati (tempirati) da bi se obezbedila dobra koordinacija. Duina ciklusa (C) mora biti jednaka za sve raskrsnice i bira se na osnovu potrebne duine kritine merodavne raskrsnice. Meutim, za razliku od simultanog i alternativnog sistema, kod progresivnog sistema sama raspodela ciklusa na pojedinim raskrsnicama je razliita, to umnogome olakava rad i omoguuje bolje iskorienje raskrsnica. Brzina talasa moe da bude razliito programirana du poteza, mada je uobiajeno da se kree u granicama od 30 do 60 km/h. Progresivni sistem moe tokom celog dana da radi sa nepromenjenom duinom ciklusa i to je tzv. fiksni sistem ili sistem sa razliitom duinom ciklusa, zavisno od trenutnog saobraajnog zahteva, kada je re o tzv. fleksibilnom sistemu. Od posebnog je znaaja fazni pomak (slika 10), koji za svaku pojedinu raskrsnicu ima drugu vrednost (mereno od neke referentne - tzv. nulte linije).

Slika 10. Progresivni sistem 16

31. Metodologija prorauna faznog pomaka (kratko i informativno)? Izraunavanje faznog pomaka veinom se obavlja grafo-analitikim postupcima ili odgovarajuim raunarskim programima U svetu je danas u upotrebi veliki broj raunarskih programa za izraunavanje signalnih planova u koordinaciji, kao to su: TRANSYT, MAXBAND, MULTIBAND, PASSER II, SCOOT itd. Kod dvosmernih poteza fazni pomak za svaku raskrsnicu odreuje se kroz sledee korake: definisati jedinstvenu duinu ciklusa za sve raskrsnice na potezu; definisati brzinu koordinacije; pripremiti osnovu u vidu dijagrama put-vreme sa lokacijom svih raskrsnica sa ucrtanom baznom (nultom) linijom (ugao izmeu bazne linije i apscise na dijagramu treba da odgovara definisanoj brzini koordinacije); od bazne linije, konstruisati fazne planove za svaku raskrsnicu - kraj zelenog talasa da se poklapa sa krajem zelenog po fazama (kada su zelena vremena na svim raskrsnicama podjednaka tada je irina talasa jednaka trajanju zelenog vremena plus trajanje utog; u sluaju neujednaenih zelenih vremena na raskrsnicama, irina talasa je jednaka trajanju najmanjeg zelenog vremena); pomak zelenog vremena izraunati u odnosu na raskrsnicu koja je izabrana kao referentna i na kojoj se nalazi "master" ureaj; definisati finalni dijagram koji favorizuje jedan smer, dok se u suprotnom smeru moe realizovati neki vid progresivnog talasa, ali treba oekivati bar jedno zaustavljanje vozila na nekoj od raskrsnica poteza; sa finalnog dijagrama vriti oitavanje signalnih planova po pojedinim raskrsnicama.

Merodavna duina ciklusa dobija se tako to se svaka raskrsnica prorauna zasebno (prema snimljenoj saobraajnoj slici kako koordinisanog pravca tako i bonih pravaca). Za duinu ciklusa usvaja se najvea vrednost dobijenih ciklusa za pojedine raskrsnice. Sa slike 10. moe se uoiti da neke faze zelenog svetla na pojedinim raskrsnicama nisu u potpunosti iskoriene u oba smera (oba talasa). Naime, taka u kojoj se susreu talasi na koordinisanom potezu (podeona taka) ne pada uvek tano na sredinju liniju raskrsnice, pa usled toga i dolazi do pomenutih odstupanja. Zato se kod progresivnog sistema tei da raskrsnice vee vanosti na potezu lee to blie podeonoj taki. Glavne raskrsnice se moraju poklapati sa podeonim takama. Razumljivo je da e, za jednu utvrenu brzinu na potezu, podeone take biti na jednakom odstojanju. 17

Promene odstupanja podeonih taaka (ako je ba neophodno) postiu se tolerancijom u brzinama talasa. Svako udaljenje raskrsnice od podeone take, znai produenje zelenog trajanja na glavnom pravcu, ime se ograniava nepotrebno trajanje zelenog na sporednom pravcu. Osim toga, preveliko zeleno vreme na glavnom pravcu (naroito ako se to dogaa na vie uzastopnih raskrsnica) moe i u glavnom toku izazvati odreene poremeaje kao to je prerano stizanje na sledeu raskrsnicu i sl. Za velika rastojanja meu raskrsnicama (preko 300 m) talas poinje da se razvlai i time poinje da gubi karakteristike tzv. plotuna. Ovaj problem se reava uvoenjem meusignala za potrebnu brzinu kretanja koji se postavljaju posle raskrsnice, a za vea odstojanja i na sredini udaljenosti do raskrsnice. Kvalitet koordinacije 32. Kvalitet koordinacije (pojam)? Kvalitet koordinacije predstavlja odnos stvarnog vremena putovanja (Ts) du posmatranog poteza, i vremena putovanja u idealnoj koordinaciji (Tk), to je prikazano na slici 11. Sa slike je oigledno da je kvalitet koordinacije vei to je vreme putovanja na potezu blie vrednosti Tk, odnosno to je vrednost kvaliteta koordinacije blia jedinici.

Slika 11. Prikaz vremena putovanja (Ts , Tk) 33. Od ega zavisi kvalitet koordinacije? Meutim, taj zahtev se esto ne moe obezbediti, jer zavisi od mnogih uslova, kao to su: tip mree (nepravilna, ortogonalna, radijalna i sl.), reim saobraaja (jednosmerna, odnosno dvosmerna saobraajnica), bazni kapacitet saobraajnice, veliina (obim) saobraajnih zahteva, struktura saobraajnog toka, tehniko-eksploatacione karakteristike saobraajnice, karakter saobraaja (reim) na raskrsnicama itd. 18

34. Odreivanje nivoa usluge na koridoru? Utvrivanje kvaliteta koordinacije bazira se na metodi HCM iz 1994. godine za odreivanje nivoa usluge na koridoru zasnovano je na srednjoj brzini putovanja vozila du koridora. Utvrivanje srednje brzine odnosno vremena putovanja, zavisno od ranga saobraajnice, veliine protoka i naina kontrole, rauna se prema izrazu: V = (3600 L)/[(Tj L) + d], km/h, gde su: V - prosena brzina u toku na deonici duine L (km/h), L - duina deonice (km), Tj - jedinino vreme putovanja (po 1 km duine) (s), d - ukupni gubici na raskrsnici, odnosno gubici na deonici nastali kao posledica odreenog naina kontrole (s), Da bi se moglo proraunati vreme putovanja (Tj), potrebno je na segmentu mree poznavati kategoriju saobraajnice, duinu deonice i slobodnu brzinu. Kategorizacija saobraajnica se vri u odnosu na njene funkcionalne i tehniko-eksploatacione karakteristike. Na osnovu kriterijuma izbora ranga saobraajnice, koji se odreuju iz odgovarajuih tabela, utvruje se klasa saobraajnice. Za utvrenu klasu saobraajnice biraju se slobodne brzine u odnosu na utvreni rang, a na osnovu izabrane vrednosti brzine odreuje se pripadno vreme Tj. Na bazi odreenog vremena Tj i vremenskih gubitaka (d) rauna se prosena brzina putovanja na posmatranom potezu, odnosno deonici. Funkcionalno, saobraajnice se dele na gradske magistrale i primarne saobraajnice (GMS) i sekundarne saobraajnice (SGS). U tehniko-eksploatacionom smislu, saobraajnice se dele na prigradske saobraajnice (PS), ire gradske saobraajnice ([GS) i gradske saobraajnice (GS). Kriterijumi izbora ranga saobraajnice detaljno su izloeni u knjizi "Upravljanje saobraajem pomou svetlosnih signala" I deo" (Osoba M., Vukanovi S., Stani B., Saobraajni fakultet, Beograd, 1997). 7.2. Poboljanje koordinacije 36.Naini poboljanja rada svjetlosnih signala? Zavisno od specifinosti saobraajnog procesa na mrei, kao elementi poboljanja koordinacije najee se koriste: predsignali, zidanje zelenog talasa, ruenje talasa i brzinski signali. 37. Predsignali nain poboljanja koordinacije (ukratko objasniti)? Osnovna funkcija predsignala je da zaustavljena vozila kreu sa predsignala i da u talasu naiu na glavni signal, tj. da se izbegnu vremenski gubici na glavnom signalu odnosno poveao kapacitet prilaza. Predsignali se postavljaju na odreenoj udaljenosti ispred glavnog signala. To rastojanje zavisi od ubrzanja vozila i brzine talasa

19

Obino se za strukturu toka sa dominantnim ueem putnikih automobila uzima da je brzina talasa od 10 do 12 m/s, a ubrzanje oko 2 m/s2. Na osnovu tih veliina udaljenost predsignala varira od 25 do 40 metara od glavnog signala. Rad predsignala i glavnog signala mora biti sinhronizovan tako da se usaglase poetak i kraj zelenog vremena na glavnom signalu u odnosu na parametre kretanja vozila koja stiu sa predsignala (slika 12).

Slika 12. Usaglaavanje predsignala i glavnog signala Startni gubici na predsignalu kreu se u rasponu od 1,5 do 2 sekunde. Zavisno od konkretnih uslova na saobraajnici, posebnim raunskim postupcima se utvruju: pozicija predsignala, vremenski pomak zelenog vremena na glavnom signalu u odnosu na predsignal, kao i vremenski pomak kraja zelenog svetla na glavnom signalu u odnosu na predsignal. 38. Zidanje talasa nain poboljanja koordinacije? Zidanje talasa se sprovodi korienjem brzine osnovnog talasa ili formiranjem signalnog levka Kada se vozila sa osnovnog pravca odlivaju, zbog smanjenja gustine, dolazi do poveanja brzine preostalog dela osnovnog talasa, to ima za posledicu ranije pristizanje plotuna na narednu raskrsnicu, odnosno potrebu za kraim trajanjem zelenog vremena na toj raskrsnici. 39. Ruenje talasa nain poboljanja koordinacije? Pomenuto smanjenje zelenog vremena (ruenje talasa) zavisi od rastojanja od mesta izlivanja vozila do naredne raskrsnice, kao i od broja vozila koja se u jedinici vremena izliju. esto se na mrei pojavi znaajan priliv vozila sa bonih pravaca na osnovni pravac koordinacije, to zahteva poveanje trajanja zelenog vremena osnovnog talasa na narednoj raskrsnici (zidanje talasa), ime se obezbeuje bolji tretman "novonastalom" obimnijem talasu vozila. To poveanje zavisi od broja vozila koja su se ulila, brzine kretanja ulivenih vozila, faznog plana naredne raskrsnice i strukture vremena u okviru ciklusa naredne raskrsnice. Signalni levak je poseban oblik zidanja talasa. Primenjuje se pri odnosima q/K < 0,6 , tj. kada je relativno mala gustina saobraaja na mrei. Praktino, signalnim levkom se upravlja brzinama tako da su zadovoljeni sledei uslovi: V>Vmin i V