Když se postaví nová křižovatka a o pár let později před ní každé ráno stojí kolona, nabízí se jednoduchá otázka: opravdu tohle nikdo nedokázal spočítat dopředu? Ve skutečnosti většinou dokázal.
Jak vznikají dopravní kolony a lze je předpovědět ještě před stavbou silnice?
Články na téma stavby silnic a dálnic:
- Dálnice D6. Kdy se dočkáme dokončení?
- Výstavba dálnice D4
- Stavby silnic a dálnic u nás trvají extrémně dlouho
- Proč se některé silnice neustále zužují?
- Silniční síť: Jak moc dokáže její rozšíření nakopnout ekonomiku?
- Konstrukční vrstvy vozovky: Jak funguje obrusná, ložná a podkladní vrstva?
- Rozhledový trojúhelník na křižovatce: Co znamená a jak se navrhuje?
- Příčný sklon vozovky: Proč není silnice nikdy úplně rovná?
- Vlečné křivky vozidel: Jak se ověřuje průjezd kamionu křižovatkou?
- Asfalt na mostě je jiný než na silnici. Jak funguje mostní vozovka?
- Jak se navrhuje vrchol kopce? Rozhoduje rozhled pro zastavení
- Proč se vrchol silnice někdy seřízne? Rozhoduje rozhled přes horizont
- Jak se rozhoduje, zda dálnice povede tunelem, zářezem nebo po mostě?
- Zhutnění při stavbě silnice: Proč špatná míra zhutnění vede k opravě?
- Ocelová svodidla zastaví auto: Proč je jejich deformace při nehodě žádoucí?
- Kapacita kruhového objezdu: Jak se počítá a proč rozhodují jednotlivé vjezdy?
- Voda ničí vozovku víc než provoz: Proč vznikají výtluky a praskliny?
- Oprava výtluků: Proč některé záplaty na silnici vydrží roky a jiné jednu zimu?
- Dokáže projektant předem spočítat, kde budou vznikat kolony? - právě čtete
- Indukovaná doprava: Proč přidání dalšího jízdního pruhu nemusí odstranit kolony? - již brzy
Kolony se dají do značné míry předvídat ještě předtím, než se na daném místě vůbec začne stavět. Z výpočtů lze zjistit, kolik aut konkrétní křižovatka nebo úsek zvládne, kde bude provoz narážet na své limity a jak dlouhá fronta tam může ve špičce vzniknout. Samozřejmě to není věštění budoucnosti. Stačí nehoda, horší počasí nebo trochu jiný vývoj dopravy a skutečnost bude vypadat jinak. Přesto lze docela dobře určit místa, kde bude doprava na hraně a kde už další auta zkrátka nebudou mít kam odtékat.
Nejdříve musíme vědět, kolik aut vlastně přijede
Naprostým základem je intenzita dopravy. U existující silnice ji můžeme jednoduše změřit. Kamery, automatické sčítače nebo klasický dopravní průzkum zjistí, kolik vozidel projede jednotlivými směry a v jakou denní dobu.
U silnice, která ještě neexistuje, je to složitější. V takovém případě vzniká prognóza dopravy. Do ní vstupuje současná dopravní síť, očekávaný vývoj dopravy, nové obytné nebo průmyslové oblasti a především změna chování řidičů po otevření nové komunikace. To je důležité. Když postavíte obchvat nebo nový dálniční sjezd, auta se nepřidají pouze k původnímu provozu. Část řidičů změní trasu, protože nová cesta bude rychlejší. Dopravní model tedy řeší i to, kudy se budou vozidla po síti pohybovat. Až potom můžeme začít hledat, kde jich bude moc.
- Přečtěte si také: Silniční síť: Jak moc dokáže její rozšíření nakopnout ekonomiku?
Kolona vznikne tam, kde přitéká více aut, než dokáže odtéct
Princip je vlastně velmi jednoduchý. Představme si jeden vjezd do křižovatky, který dokáže za hodinu odbavit 1 800 přepočtených vozidel. Pokud k němu přijede 1 400 aut, máme slušnou rezervu. Jestli jich ale začne přijíždět 1 950 za hodinu, máme problém. Každou hodinu přijede přibližně o 150 vozidel více, než dokáže místem projet. Jinými slovy se fronta začne prodlužovat zhruba o 2,5 auta za minutu. Za dvacet minut dopravní špičky už může jít řádově o padesát vozidel.
Skutečný výpočet je samozřejmě složitější, protože auta nepřijíždějí rovnoměrně. Ale základní fyzika kolony je přesně taková. Někde v síti máme menší kapacitu, než je aktuální poptávka. A nemusí jít pouze o křižovatku. Úzkým místem může být zúžení ze tří pruhů do dvou, krátký připojovací pruh, kruhový objezd, výjezd z dálnice nebo třeba místo, kde proud automobilů mění jízdní pruh.
U semaforu se počítá doslova po sekundách
U světelně řízené křižovatky je výpočet ještě zajímavější. Jeden směr má chvíli zelenou, potom žlutou a následně třeba desítky sekund stojí. Během červené přijíždějí další auta a vytvářejí frontu. Jakmile naskočí zelená, kolona se začne rozjíždět. Jenže první řidič zareaguje, druhý se rozjede o něco později, za ním další a teprve potom vznikne relativně pravidelný proud projíždějících vozidel. Projektant tak může spočítat, kolik automobilů se během červené nahromadí a kolik jich dokáže během zelené odjet.
Pokud se celá fronta během jednoho cyklu rozpustí, situace může být bez problémů. Jestli po skončení zelené několik aut zůstane stát a v dalším cyklu se k nim přidají další, fronta začne postupně růst. Proto může někdy pomoci i relativně malá změna signálního plánu (časování semaforů). Několik sekund zelené navíc dokáže zvýšit počet aut, která daný směr během hodiny odbaví. Jenže tyto sekundy musíme samozřejmě vzít jinému směru.
Nejhorší je, když fronta dosáhne další křižovatky
Samotná kolona před jedním semaforem ještě nemusí být katastrofa. Problém začne ve chvíli, kdy je delší než prostor, který pro ni máme. Představme si dvě křižovatky vzdálené od sebe 150 metrů. Mezi nimi se do jednoho jízdního pruhu vejde třeba něco přes dvacet stojících osobních aut podle toho, jaké mezi sebou nechávají mezery a kolik je mezi nimi větších vozidel.
Pokud fronta naroste až k předchozí křižovatce, začne blokovat její výjezd. A tím může vzniknout řetězový problém. Jedna původně přetížená křižovatka zablokuje sousední, ta další ulici a během několika minut může stát podstatně větší část sítě. Právě proto se při návrhu neřeší jen kapacita samotné křižovatky, ale také očekávané délky front a prostor pro jejich bezpečné uložení.
Počítač umí pustit na neexistující silnici tisíce virtuálních aut
U složitějších míst už tabulkový výpočet nestačí. Přichází mikroskopická dopravní simulace. V ní počítač skutečně vytváří jednotlivá virtuální vozidla. Jedno zrychluje rychleji, jiné pomaleji, auta mění pruhy, dávají přednost, zastavují před semaforem a reagují na vozidla před sebou. Do modelu lze zadat skutečné rozměry křižovatek, jízdní pruhy, signalizaci, přechody nebo intenzity jednotlivých proudů.
Pak se model jednoduše spustí. Na obrazovce lze sledovat provoz na komunikaci, která třeba ještě vůbec nebyla postavena, a zjistit, kde se začnou auta hromadit. Výstupem nejsou jen hezky se pohybující autíčka. Model umí vyhodnotit délku kolon, zdržení, rychlost, počet zastavení nebo vytížení jednotlivých částí sítě. A hlavně lze během několika hodin vyzkoušet variantu, jejíž realizace ve skutečnosti stojí stovky milionů.
Někdy je problém na úplně jiném místě, než kde stojí kolona
Tohle je při hledání příčiny dopravní zácpy docela zásadní – místo, kde stojíte, nemusí být místem, které problém způsobilo. Typickým příkladem je dálnice. Před vámi je několik kilometrů pomalu jedoucích aut, ale na začátku kolony nemusí být nehoda ani uzavírka. Stačí místo, kde se připojuje silný proud dopravy nebo kde se tři jízdní pruhy mění ve dva.
Jakmile intenzita překročí kapacitu tohoto místa, začne se za ním vytvářet fronta, která se šíří proti směru jízdy. Řidič pak může stát několik kilometrů před skutečným úzkým místem. Podobně funguje i město. Kolona v jedné ulici může ve skutečnosti vznikat kvůli semaforu o dvě křižovatky dál.
- Mohlo by vás zajímat: Dynamika fantomových zácp: Proč je plynulost dopravy matematicky nemožná?
Projektant tedy může vědět, že se nová silnice bude ucpávat
A tady se dostáváme k trochu nepříjemné odpovědi. Ano, může nastat situace, kdy kapacitní posouzení dopředu ukáže, že se nějaké místo v budoucnu přiblíží hranici kapacity nebo ji v určitém období překročí. To ale automaticky neznamená, že je projekt špatně.
Postavit všude dvojnásobný počet pruhů jen proto, aby nikdy nevznikla desetiminutová ranní fronta, by bylo ekonomicky i prostorově absurdní. Návrh proto pracuje s předpokládaným provozem, požadovanou úrovní kvality dopravy a přijatelným zdržením. Důležitý je ale jiný aspekt: projektant dokáže dopředu najít místa, kde pravděpodobně vznikne kapacitní problém, a vyzkoušet, co s ním udělá jiné řešení.
Může přidat odbočovací pruh, změnit délku zelené, prodloužit připojovací pruh, upravit kruhový objezd nebo přestavět celou křižovatku. Potom model pustí znovu a podívá se, jestli problém zmizel. Kolona tedy není něco, co se dopravním inženýrům poprvé ukáže až v pondělí ráno po otevření nové silnice. Ve většině případů se její budoucí zárodek dá v datech najít mnohem dříve.
Zdroj info: Ministerstvo dopravy ČR – Metodika posuzování dopravních uzlů na bázi simulace, Ředitelství silnic a dálnic.
Zdroj médií: Depositphotos.
Zdroj médií: Depositphotos.
