EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO Ingrid Fišer EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ Diplomsko delo Maribor, september 2013

I FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija www.fg.um.si Diplomsko delo visokošolskega študijskega programa Prometna tehnika (VS) EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ Študentka: Študijski program: Smer: Ingrid FIŠER visokošolski, Prometno inženirstvo Cestni promet Mentor: viš.pred.mag. Toplak Sebastian, univ.dipl.inž.prom. Maribor, september 2013

II

III ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju mag. Toplak Sebastianu za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela ter mojim prijateljem, znancem, za podporo in kakršnokoli pomoč ob študiju. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi v času študija stali ob strani, me spodbujali, podpirali in mi omogočili študij.

IV EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ Ključne besede: turbo krožno križišče, kapaciteta, empirična metoda UDK: 656.021.5:625.739(043.2) Povzetek Diplomska naloga vsebuje analizo turbo krožnega križišča na Titovi cesti pri bolnici v Mariboru. S pomočjo empirične metode je mogoče natančnejše ugotavljanje kapaciteto, ki jih dosegajo turbo krožna križišča v realnih pogojih obratovanja, kot s pomočjo računsko analitičnih metod, ki temeljijo na mejnih časovnih prazninah. Zato študija temelji na empirični metodi ugotavljanje kapacitete na konkretnem primeru. V nalogi so za lažje razumevanje praktičnega dela, opredeljena bistvene lastnosti turbo krožnih križišč in dosedanje uporabljene metode za izračun kapacitete le teh.

V EMPIRICAL METHOD FOR DETERMINING TURBO ROUNDABOUT CAPACITY Key words: Turbo roundabouts, capacity, Empirical Regression UDK: 656.021.5:625.739(043.2) Abstract The diploma thesis includes an analysis of the turbo roundabout located on the Titova cesta next to the hospital in Maribor. With the help of an empirical method, the precise determination of the capacity achieved by turbo roundabouts, which are based on the border time voids, is possible. That is why the study is based on an empirical method of determining the capacity on a specific example. For an easier understanding of the thesis, essential features of the turbo roundabouts and the up to the present methods for the calculation of the capacity of the previously mentioned are defined.

VI VSEBINA 1 UVOD... 1 1.1 OPREDELITEV PODROČJA IN OPIS PROBLEMA, KI JE PREDMET RAZISKAVE... 1 1.2 HIPOTEZA... 2 1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE... 2 1.4 KOMPOZICIJA DELA... 2 2 OSNOVE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 4 2.1 SPLOŠNO... 4 2.2 ZAČETEK RAZVOJA TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 5 2.3 RAZLIČNE VRSTE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 6 2.4 PROJEKTNO-TEHNIČNE LASTNOSTI TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 13 2.4.1 HITROSTNE KARAKTERISTIKE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 14 2.4.2 LOČILNI OTOKI... 16 2.4.3 PREHODI ZA PEŠCE IN KOLESARJE... 17 2.5 KAPACITETA TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 18 2.5.1 TEORETIČNE RAZISKAVE... 18 2.5.2 SIMULACIJSKI MODELI... 21 2.5.3 EKSPERIMENTALNE RAZISKAVE... 22 3 EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ... 23 3.1 VPLIV GEOMETRIJSKIH ELEMENTOV... 23 3.1.1 ŠIRINA UVOZA V KRIŽIŠČE IN DOLŽINA RAZŠIRITVE... 23 3.1.2 ZUNANJI PREMER KRIŽIŠČA... 24 3.1.3 UVOZNI RADIJ IN VPADNI KOT... 25 3.1.4 ŠIRINA IZVOZA IZ KROŽNEGA KRIŽIŠČA IN VELIKOST IZVOZNEGA RADIJA.. 26 3.2 VPLIV IZVOZA NA KAPACITETO UVOZA... 26

VII 3.3 PRIMERJAVA EMPIRIČNE METODE Z OSTALIMI TEORETIČNIMI METODAMI ZA DOLOČANJE KAPACITETE DVOPASOVNIH UVOZOV... 27 4 DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNEGA KRIŽIŠČA NA TITOVI CESTI V MARIBORU... 28 4.1 PREDMET TERENSKE RAZISKAVE... 28 4.2 IZVAJANJE MERITEV... 29 4.3 REZULTATI EMPIRIČNIH MERITEV... 30 4.4 VREDNOTENJE REZULTATOV... 35 4.5 UGOTOVITVE... 36 5 ZAKLJUČEK... 38 6 VIRI, LITERATURA... 40 7 PRILOGE... 42 7.1 TABELA: KAPACITETA UVOZNIK KRAKOV TURBO KROŽNEGA KRIŽIŠČA NA TITOVI CESTI... 42 7.2 SEZNAM SLIK... 46 7.3 SEZNAM PREGLEDNIC... 47 7.4 SEZNAM GRAFOV... 47 7.5 NASLOV ŠTUDENTKE... 48 7.6 KRATEK ŽIVLJENJEPIS... 48

VIII UPORABLJENI SIMBOLI EOV/h enota osebnih vozil na uro C n Q K kapaciteta celotnega krožnega križišča število uvozov obremenitev krožnega toka Q E ali L e kapaciteta uvoza v krožno križišče GPS glavna prometna smer SPS M K ali M A ali stranska prometna smer jakost krožnega prometnega toka jakost prometnega toka na izvozu α koeficient zmanjšanja jakosti izvoznega prometnega toka β ali b faktor števila voznih pasov v krožnem vozišču γ l' e faktor števila voznih pasov na uvozih dolžina razširitve uvoza širina uvoza faktor geometrije uvoza faktor števila voznih pasov na uvozu V hitrost

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 1 1 UVOD 1.1 Opredelitev področja in opis problema, ki je predmet raziskave Predmet raziskave diplomskega dela so turbo krožna križišča, kjer se bomo osredotočili na ugotavljanje kapacitete turbo krožnih križišč s pomočjo empirične metode. Krožna križišča so se v zadnjih letih v Sloveniji tako uveljavila, da jih je trenutno v slovenskem cestnem omrežju že več kot 100. V slovenskem prostoru se je razširila gradnja klasičnih krožnih križišč z enim ali dvema krožnima voznima pasovoma, ki so v glavnem opravičili prometno-varnosti vidik v primerjavi s klasičnimi nivojskimi križišči. Pri večpasovnih krožnih križiščih nastajajo konflikti pri prometnem manevru zapuščanja krožnega križišča (zapuščanje iz notranjega krožnega pasu) in pri prometnem manevru menjave voznega pasu v krožnem križišču, kjer zaradi višjih hitrosti prihaja do več prometnih nesreč. Da bi eliminirali te probleme so začeli v tujini uvajati tudi druge tipe alternativnih krožnih križišč, kot so krožna križišča s poznim sredinskim otokom ali tako imenovana mini krožna križišča in krožna križišča s spremenjenim načinom vodenja voznih pasov v krožnem križišču oziroma tako imenovana turbo krožna križišča. (DRC, [online], 2011) 1. Osnovna lastnost turbo krožnega križišča je, da so prometni tokovi vodeni ločeno po ločenih voznih pasovih, ki se ločijo še pred uvozom v krožno križišče, ves čas vožnje 1 V poglavju Viri in literatura bo ta vir zapisan takole: DRC [online].turbo krožišče. (Citirano 20. 8. 2013). Dostopno na naslovu: http://www.google.si/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0ccgqfjaa&url=http%3a%2 F%2Fwww.dc.gov.si%2Ffileadmin%2Fdc.gov.si%2Fpageuploads%2Fdoc_datoteke%2FOsnovne_info_o_T K.doc&ei=tHQrUtTsL8eKswbDj4Fo&usg=AFQjCNH_cIU0ZYVaKYu_fAHMw2rMFR834g&bvm=bv.517 73540,d.Yms

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 2 skozi krožno križišče in tudi na izvozu iz krožnega križišča. Ideja o izvajanju turbo krožnih križiščih se je v zadnjih letih prenesla tudi v Slovenijo, kjer je do sedaj nastalo le nekaj raziskav s področja turbo krožnih križišč in tako razpolagamo z zelo malo podatki predvsem s področja kapacitete, ki jih takšna križišča dejansko omogočajo. Zato bomo na konkretnem primeru turbo krožnega križišča v Sloveniji analizirali podatke pridobljene s pomočjo video-analize ter skušali ugotoviti dejansko kapaciteto teh križišč v praksi oziroma realnih obratovalnih pogojih. 1.2 Hipoteza V okviru diplomske naloge smo si zastavili naslednjo hipotezo: S pomočjo empirične metode je mogoče natančnejše ugotavljanje kapacitete, ki jih dosegajo turbo krožna križišča v realnih pogojih obratovanja, kot s pomočjo računsko analitičnih metod, ki temeljijo na mejnih časovnih prazninah. 1.3 Predpostavke in omejitve Pri raziskavi se bomo omejili na področje določanja kapacitete turbo krožnih križiščih s pomočjo empirične metode preizkusili na konkretnem primeru. 1.4 Kompozicija dela Diplomska naloga je sestavljena iz petih poglavij, ki se podrobneje razčlenijo še v posamezna podpoglavja. Vsako poglavje tvori celoto diplomske naloge in tako postopoma nakazuje na raziskovalno problematiko, ki se bo v diplomski nalogi raziskala in podrobneje prikazala. Prvo poglavje je namenjeno splošnemu uvajanju v raziskovalni problem oziroma področje, kjer je podan namen in cilji diplomske naloge.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 3 V drugem poglavju so podane splošne informacije o turbo krožnih križiščih, kakšne so projektno tehnične lastnosti, zgodovina. V tem poglavju se navežemo na osrednjo temo diplomske naloge, in sicer kapaciteto turbo krožnih križiščih. Tretje poglavje podrobno opisuje metodo s katero smo določili kapaciteto turbo krožnega križišča na Titovi cesti v Mariboru, in sicer gre za empirično metodo za določanje kapacitete. Četrto poglavje je namenjeno praktičnemu delu diplomske naloge, kjer je prikazano izvajanje meritev, analiza meritev po empirični metodi in rezultati empiričnih meritev kapacitete turbo krožnega križišča na Titovi cesti v Mariboru. V zadnjem delu je na kratko povzeto bistvo celotne diplomske naloge, zaključki ter priložena literatura katera je bila uporabljena.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 4 2 OSNOVE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ 2.1 Splošno Križišča s spiralnim potekom krožnega vozišča oz. turbo krožna križišča spadajo med nove tipe krožnih križišč. Sprva je v strokovni literaturi bilo mogoče zaslediti oba načina poimenovanja, s časom pa se je bolj uveljavil slednji na osnovi česar smo se v pričujoči diplomski nalogi odločili za uporabo izraza»turbo krožno križišče«. Je posebna vrsta večpasovnega krožnega križišča pri katerem so nekateri smerni tokovi medsebojno ločeni oz. so vodeni po fizično ločenih prometnih pasovih. V turbo krožnih križiščih so prometni tokovi vodeni ločeno že pred uvozom v krožno križišče, ločene pasove zasedajo ves čas vožnje skozi krožno križišče, ločeno pa so prometni tokovi vodeni tudi na izvozu iz krožnega križišča. Fizična ločenost prometnih pasov je prekinjena le na notranjem krožnem prometnem pasu v krožnem križišču. Fizično ločevanje se doseže z elementi posebne oblike, ki so za nekaj centimetrov dvignjeni od vozišča in s tem ovirajo, ob enem pa ne preprečujejo menjavo prometnih pasov v krožnem vozišču. To pa pomeni, da se morajo vozniki že pred vstopom v turbo krožno križišče odločiti na katerem izhodu bodo zapustili krožno križišče (Tollazzi, 2005, 6). Fizična ločenost voznih pasov je osnovna prednost turbo krožnega križišča, saj sta tako prepustnost kot raven prometne varnosti v dvopasovnem turbo krožnem križišču večji kot v ''običajnem'' dvopasovnem krožnem križišču s po dvema uvoznima in izvoznima pasovoma na vseh krakih križišča. Ena od lastnosti turbo krožnih križišč je tudi ta, da omogočajo višje hitrosti vožnje skozi križišče (odvisna od tipa turbo krožnega križišča), zaradi tega je potrebno v primeru dvopasovnih uvozov in izvozov, pešce voditi v drugi ravnini (Šerjak, 2012, 33). Teoretično ima običajno dvopasovno krožno križišče z enopasovnimi izvozi 16 konfliktnih točk, z dvopasovnimi uvozi in izvozi pa 20 konfliktnih točk. Turbo krožna križišča pa imajo 12 konfliktnih točk. (Tollazzi et al., 2009, 118).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 5 Turbo krožno križišče je razvito za situacije, ki so tipične za ceste izven urbanega okolja; glavna regionalna cesta z veliko jakostjo prometnega toka prečka stranske prometne smeri z majhnimi prometnimi jakostmi (Šerjak, 2012, 33). 2.2 Začetek razvoja turbo krožnih križišč Prvi članek s področja turbo krožnih križišč, z naslovom ''Multi-lane roundabouts: exploring new models'', napisan s strani Fortuijna in Harteja, je bil predstavljen leta 1997, drugi leta 1999, tretji pa leta 2003 (Fortuijn, 2003). Ideja spiralnega krožnega voznega pasu v bistvu ni nova, saj je povzeta iz zasnove velikih krožnih križišč prejšnje generacije, tako imenovanih krožnih trgov. Dve osnovni značilnosti iz katerih so izhajali pri projektiranju sodobnih krožnih križišč so bila; prednost vozil v krožnem toku pred vozili na uvozu in radialno priključevanje krakov v krožno križišče. Nekaj let po objavi prvega prispevka s področja turbo krožnih križišč, so na Nizozemskem že izvedli nekaj konkretnih primerov teh križišč. Ideje za njihovo izvedbo so nastajale že v času izdelave prve raziskave s tega področja pilotskega projekta, ki je pričel leta 1996. V istem času ko so predstavili prve raziskave s področja turbo krožnih križišč, leta 1997, so v pokrajini Južna Holandija razvijali eksperimentalne modele novih tipov krožnih križišč, med njimi tudi turbo krožno križišče. Za pilotski projekt sta bila zadolžena raziskovalca Fortuijn in Sloet tot Everlo. V raziskavi so tudi preverili naslednje lastnosti novih tipov krožnih križišč: razumljivost novih tipov krožnih križišč; primerjava števila potencialnih konfliktnih točk pri "običajnem'' dvopasovnem krožnem križišču in predlaganih novih tipih; primerjava prepustnosti ''običajnega'' dvopasovnega krožnega križišča in novih modelov; primerjava prometne varnosti nemotoriziranih udeležencev v ''običajnem'' dvopasovnem krožnem križišču in v novih modelih (Tollazzi et al., 2009, 122).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 6 Krožni trg (spiralni krožni vozni pas) v prvotni obliki temelji na večjem številu krožnih voznih pasov, po katerih se odvija promet različnih jakosti. Kasneje se je ta prvotna zasnova spremenila v sistem koncentričnih krogov (krožnih voznih pasov) saj so praktične izkušnje pokazale, da je razumljivost velikih ''običajnih'' večpasovnih križišč slaba in da je v veliki meri odvisna od talne signalizacije, kar pa je vprašljivo v razmerah slabe vidljivosti. Tako so z razvojem turbo krožnih križišč eliminirali te slabosti z ločevanjem voznih pasov, tako da voznik v vsakem trenutku ve, kje je njegova vozna površina (Tollazzi et al., 2009, 122). 2.3 Različne vrste turbo krožnih križišč Turbo krožna križišča so bila razvita predvsem za ceste izven naselij z večjim obsegom prometa. Kasneje so se začela uporabljati tudi za bolj obremenjene ceste znotraj naselij. Glede na lokacijo in obseg prometnih obremenitev so bile razvite različne vrste turbo krožnih križišč. Poznamo pet tipov turbo krožnih križišč, katere je mogoče razlikovati na podlagi različnega števila vstopnih in izstopnih krakov in obvozov. V nadaljevanju bodo prikazani na slikah (2.3),(2.4), (2.5), (2.6), (2.7), (2.8) in (2.9). Potreba razvoja turbo krožnih krožišč je v glavnem povezana z volumnom prometa, ki se odvija na določenem cestnem odseku. (Šerjak, 2012, 34 36).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 7 Delitev turbo krožnih križišč: Osnovno turbo krožno križišče Slika 2.1: Osnovno turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Osnovno turbo krožno križišče je primerno za klasična križišča, kjer se sekajo dokaj enakomerno obremenjene štiripasovne ceste.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 8 Jajčasto turbo krožno križišče Slika 2.2: Jajčasto turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Jajčasto turbo krožno križišče je namenjeno za križišča z neenakomerno obremenjenimi prometnimi kraki npr. kadar je prometni tok na glavni prometni smeri (GPS) zelo močan v primerjavi s stransko prometno smerjo (SPS).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 9 Kolensko turbo krožno križišče Slika 2.3: Kolensko turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Pri kolenskem turbo krožnem križišču je močna obremenitev zahodnega in južnega kraka, zato se pri tem izvede dodatni vozni pas, ki razbremeni jakost prometnega toka v krožnem.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 10 Spiralno turbo krožno križišče Slika 2.4: Spiralno turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Tukaj gre za križišče s tripasovnimi uvozi vzdolž krožišča in dvopasovnimi uvozi v vodoravni smeri, kjer se zaradi jakosti prometnega toka izvede širši ločilni pas, da lahko vozila v vodoravni smeri hitreje vstopajo v krožni tok.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 11 Rotor turbo krožno križišče Slika 2.5: Rotor turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. To turbo krožno križišče ima tripasovne uvoze, s dvopasovnimi izvozi. Ta križišča so namenjena kjer je jakost prometnega toka iz vseh smeri zelo visoka. V realnosti še ne obstajajo.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 12 Pri trikrakem kolenskem turbo krožišču obstajata dve različni vrsti krožišč: Vlečeno kolensko turbo krožno križišče Slika 2.6: Vlečeno kolensko turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Vlečeno kolensko turbo križišče je primerno pri trikrakih križiščih s manjšo jakostjo prometnega toka na SPS.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 13 Zvezdno turbo krožno križišče Slika 2.7: Zvezdno turbo krožno križišče Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. Jakost prometnega toka je v vseh uvoznih krakih enako. Ima tripasovne uvoze in dvopasovne izvoze, na kar kaže, da je namenjeno za odseke, kjer se odvija veliki volumen prometa. 2.4 Projektno-tehnične lastnosti turbo krožnih križišč Turbo krožna križišča so ustrezna rešitev na lokacijah izven urbanega okolja, ko je praviloma ena glavna in ena stranska prometnica, gledano s stališča jakosti prometnih tokov. Pri obravnavi prepustne sposobnosti se je potrebno zavedati, da obstajajo omejitve, ki jih je potrebno upoštevati pri projektiranju turbo krožnih križišč (Tollazzi, 2008, 51).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 14 V (Tabela 2.1) so prikazane maksimalne vrednosti prepustne sposobnosti različnih tipov dvopasovnih krožnih križišč na osnovi empiričnih (izkustvenih) podatkov. Tabela 2.1: Maksimalne vrednosti prepustne sposobnosti različnih tipov dvopasovnih krožnih križišč Tip dvopasovnega krožnega križišča Maksimalna dnevna prometna obremenitev Največja urna konična obremenitev (EOV/h) Dvopasovno (»običajno«) z 20000-25000 1500 enopasovnimi uvozi in izvozi Dvopasovno (»običajno«) z 22000-30000 1800 dvopasovnimi uvozi in izvozi Krožno križišče s spiralnim potekom cca. 37000 cca. 2000 krožnega vozišča z dvema dvopasovnima uvozoma (»turbo«)»spiralno turbo«krožno križišče cca. 42000 cca. 2200»Turbina turbo«krožno križišče cca.50000 cca. 2500 Maksimalna prepustna sposobnost enopasovnih izvozov - 1500 EOV/h Maksimalna prepustna sposobnost dvopasovnih izvozov - 2500 EOV/h Vir: Tollazzi T. 2008, Strokovne podlage za izdelavo tehnične specifikacije za projektno tehnično dimenzioniranje krožnih križišč s spiralnim potekom krožnega vozišča. Fakulteta za gradbeništvo, Maribor. Križišče na Titovi cesti najbolj odgovarja tretjemu tipu dvopasovnega turbo krožnega križišča, ki je naveden v tabeli (2.1), in sicer zato ker ima naslednje karakteristike: Dva kraka z dvopasovnimi uvozi (sevrni in južni krak) Zahodni krak iz bolnice je enopasoven Vzhodni krak iz smeri Europarka ima zelo kratek dodatni desni uvozni pas. 2.4.1 Hitrostne karakteristike turbo krožnih križišč Splošno je znano, da ima ukrivljenost krivulje vožnje skozi krožno križišče enega od največjih vplivov na hitrost vožnje skozi krožno križišče in s tem na raven prometne varnosti v križišču. V primeru, da so priključki v križišče izvedeni tangencialno, je

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 15 prepustnost sicer velika, raven prometne varnosti pa precej nizka. Vozniku vozila, ki se tangencialno priključuje v krožno križišče mora odstopiti prednost vozilu v krožnem vozišču, saj ima občutek, ne glede na to, da je na prednostni cesti. Podobno velja tudi za tangencialne izvoze, s čimer je ogrožena varnost pešcev in kolesarjev, ki prečkajo krak krožnega križišča. Še slabša situacija je, če uvozi ali izvozi iz krožnega križišča tangirajo sredinski otok, saj v tem primeru vozniki lahko vozijo skozi krožno križišče z nezmanjšano hitrostjo. V takih primerih vozniku ni potrebno zmanjšati hitrosti. Krivulja vožnje je v takih primerih prema. Prevozna hitrost je najpomembnejši kriterij za določanje dimenzij krožnega križišča (zunanji premer, polmer, uvoznih in izvoznih radijev). Pri nižjih hitrostih motornega prometa lahko več pozornosti posvetimo ostalim udeležencem v prometu, zmanjša pa se tudi možnost nastanka prometnih nesreč. Izhodišče pri metodi kontrole vožnje skozi krožno križišče s spiralnim potekom krožnega vozišča je, da hitrost prevoza ne preseže vrednosti od 30 km/h oz. 35 km/h. (Verhovnik, 2010, 15 16). Pot, ki jo pri vožnji skozi krožno križišče opravi vozilo, naj bi imelo obliko dvojne S krivine, pri čemer morajo biti polmeri krivin med seboj usklajeni. Velikost polmerov je odvisna od želene hitrosti v krožnem križišču, na njo pa vplivata največji bočni sunek sile in prečni nagib. Večja ukrivljenost poti rezultira z manjšim uvoznim radijem in manjšo hitrostjo vozil na uvozu. Na ukrivljenost poti lahko vplivamo na naslednji način: S spreminjanjem velikosti sredinskega otoka (večji učinek vendar pogosto težje izvedljivo zaradi okoliške pozidave in visokih stroškov); Z obliko ločilnih otokov (manjši učinek, vendar zaradi prostorskih potreb pogosteje izvedljivo in ceneje); Z obliko uvoznega pasu (minimalni učinek, vendar najceneje). Večja ukrivljenosti (Slika 2.1), zaradi večjega polmera sredinskega otoka ima večji vpliv na zmanjšanje hitrosti dolžine L (pri zmanjšanju zaokrožitve).večji polmeri zaokrožitve povzročajo večjo pretočnost na izvozu in s tem možnost hitrejšega izhoda iz krožnega toka. Pri majhnih polmerih vozne linije je povezava med hitrostjo prehoda skozi krožno križišče in polmerom vozne linije naslednja (Tollazzi, 2005, 140 142): (2.1)

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 16 Slika 2.8: Ukrivljenost poti vozila skozi krožno krožišče po nizozemskih smernicah Vir: Šerjak A. 2012, Prometna varnost krožišča Tomačevo pred in po prenovi. Magistrsko delo. Univerza v Mariboru. 2.4.2 Ločilni otoki Ena od glavnih lastnosti turbo krožnih križišč so ločeni vozni pasovi. V turbo krožnem križišču so prometni tokovi vodeni ločeno še pred uvozom v krožno križišče, ločena vozna pasova zasedajo ves čas vožnje skozi krožno križišče (odpadejo torej prometni manevri prepletanja v krožnem vozišču), ločeno pa sta vodena prometna toka tudi na izvozu iz krožnega toka. Fizično ločevanje voznih pasov dosežemo z dvignjenimi povoznimi robniki oz. delineatorji. Fizična ločenost voznih pasov je prekinjena le na mestih predvidenega uvažanja in izvažanja iz krožnega križišča. Zaradi nezmožnosti spreminjanja voznih pasov v krožnem križišču se je potrebno ustrezno razvrstiti še pred uvozom v turbo krožno križišče, temu primerna pa mora biti tudi prometna signalizacija, zato ji je potrebno v okviru turbo krožnih križišč posvetiti veliko pozornosti (Šerjak, 2012, 33). Možna je izvedba otokov trikotne in kapljaste oblike. Trikotne oblike običajno uporabljajo pri velikih krožnih križiščih, kjer je površina ločilnega loka velika. Minimalne dimenzije

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 17 kapljastega ločilnega otoka izhajajo iz vrste udeležencev (brez ali z udeleženci nemotoriziranega prometa) v krožnem križišču, ki prečkajo ločilni otok. Priporoča se, da je širina kapljastega ločilnega otoka na širšem mestu kjer ga seka kolesarska steza širine 2 m (dolžina moškega kolesa z varnostno razdaljo). Minimalna širina otoka na mestu postavitve znaka II-47»obvezna vožnja mimo po desni strani«in znaka za označitev prometnega otoka II-8 pa vsaj 1 m. (Verhovnik, 2010, 17 18). 2.4.3 Prehodi za pešce in kolesarje Prometni tok kolesarjev zaradi svoje jakosti na Nizozemskem zahteva izven nivojsko vodenje v primeru, če le-ta seka več kot dva vozna pasa v križišču. Toda, v praksi tega pogosto ni mogoče izvesti. Zato se za kolesarje in pešce, ki prečkajo dva dovozna in en izvozni pas v/iz turbo krožnega križišča, uporablja posebno prekinjeno vodenje prehoda. Prehod za kolesarje je torej lahko oblikovan tako, da preprečuje velike hitrosti kolesarjev pri prečkanju, z zamikom prehoda na območju ločilnega otoka za širino dvosmerne kolesarske steze in z odmikom navzven iz ustja krožnega križišča za približno 10 m. (Tollazzi et al., 2009, 125). Pravilna izvedba prehodov za pešce se izvajajo po predpisih s svetlobno signalizacijo. Priporočena razdalja med izvozom in prehodom za pešce znaša ena do tri dolžine osebnega avtomobila. Kjer ni možno zagotoviti zadostne prometne varnosti nemotoriziranih udeležencev se izvede nadhod ali podhod. Nivojski prehodi za pešce naj se ne bi izvajali v naslednjih primerih, in sicer: na mestih kjer ni možnost zagotoviti zadostne preglednosti; na mestih kjer je jakost prometnega toka motornih vozil velika; na mestih kjer je odstotek tovornih vozil v strukturi prometnega toka velik ali na mestih kjer je število pešcev in/ali kolesarjev veliko. (Verhovnik, 2010, 19).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 18 2.5 Kapaciteta turbo krožnih križišč Kapaciteta [C] krožnega križišča nam pove koliko vozil lahko prevozi turbo krožno križišče v določeni enoti časa, na vseh uvozih. Izračunamo jo tako, da seštejemo kapaciteta vseh uvozov [Q ei ] v krožno križišče. Pri tem na zmogljivost uvozov vpliva tudi pravilno oblikovanje projektnih elementov turbo krožnega križišča. (2.2) Kjer je: C - skupna kapaciteta turbo krožnega križišča n - število uvozov Q E - kapaciteta posameznega uvoza Prepustnost uvoza določa, koliko vozil lahko uvozi v krožno križišče na enem uvozu v določeni časovni enoti: Q E = f (Q C, geometrije ali vedenja voznikov) Kjer je Q C krožeči prometni tok (Ministrstvo za infrastrukturo in prostor [online], 2013) 1. Dosedanje načine izračunov kapacitete turbo krožnih križišč lahko v splošnem razdelimo v tri skupine: teoretične, eksperimentalne in simulacijske. V nadaljevanju bodo predstavljene dosedanje metode izračuna kapacitete turbo krožnih križišč (Tollazzi et al., 2009, 127). 2.5.1 Teoretične raziskave Klasična Bovyeva metoda, ki se uporablja na Nizozemskem in je služila kot osnova za razvoj modificiranega postopka za izračun kapacitete turbo krožnih križišč je naslednja: )) [ ] (2.3) 1 V poglavju Viri in literatura bo ta vir zapisan takole: Ministrstvo za infrastrukturo in prostor [online]. TSC 03.341 : 2011, Krožna križišča. (Citirano 20. 8. 2013). Dostopno na naslovu: http://www.mzip.gov.si/fileadmin/mzip.gov.si/pageuploads/dc_splosno/predpisi/tsc_03_341_2011.pdf

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 19 kjer je: Le - kapaciteta uvoza [EOV/h] M K - jakost krožnega prometnega toka [EOV/h] M A - jakost prometnega toka na izvozu [EOV/h] α - koeficient zmanjšanja jakosti izvoznega prometnega toka [-] β - faktor števila voznih pasov v krožnem vozišču [-] γ -faktor števila voznih pasov na uvozih [-](Tollazzi, Toplak, Jovanović 2006, 313). Koeficient α, ki vpliva na kapaciteto uvoza v krožno križišče z izhodnim prometnim tokom, je odvisen od geometrije krožnega križišča, in sicer razdalje krožnega loka K S K E med konfliktnima točkama cepljenja in združevanja(slika 2.9). Navedeno razdaljo v avstrijskih in slovenskih smernicah za klasična krožna križišča označujemo tudi z oznako b (Perme, 2013, 5). M A M K Slika 2.9: Prikaz prometnih tokov: uvozni Q E, krožni M K in izvozni M A ter razdalje K S K E Vir: (Perme, 2013, 5) Območje krožnega toka je mogoče označevati tudi z Q K. V strokovni literaturi se za označitev kapacitete uvoza pogosteje uporablja oznaka Qe, zato bomo v nadaljevanju diplomskega dela uporabljali to oznako, namesto L e.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 20 Slika 2.10: Vrednost koeficienta α v odvisnosti od razdalje med konfliktnima točkama K S in K E (KK') Vir: (Perme, 2013, 6) Vrednosti koeficienta b, ki je odvisen od števila voznih pasov v krožnem vozišču, so naslednje (Šerjak, 2012, 5 6): 1 - pasovno krožno križišče: 0,9 β 1; 2 - pasovno krožno križišče: 0,6 β 0,8; 3 - pasovno krožno križišče: 0,5 β 0,6. Sicer so vrednosti faktorja, ki odstopajo od 1 zelo dvomljive, saj se je izkazalo, da je Bovyeva enačba primerna le za enopasovne uvoze in izvoze. Vrednosti faktorja γ, ki je odvisen od števila voznih pasov na uvozu, so naslednje: 1 - pasovni uvoz: γ = 1; 2 - pasovni uvoz: 0,6 γ 0,7; 3 - pasovni uvoz: γ = 0,5. V publikaciji ''Multi-lane roundabouts: exploring new models'' se za izračun kapacitete turbo krožnega križišča predlaga dopolnjena Bovyjeva enačba. Enačba temelji na teoriji krožnega križišča in linearni porazdelitvi rezultatov. Dopolnjena Bovyjeva enačba za izračun kapacitete turbo krožnih križišč (Fortuijn 1997, 2003) se glasi:

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 21 ( ) ) ( ) ) )) (2.4) kjer je: Q e - kapaciteta uvoza [EOV/h] - koeficient števila voznih pasov na krožnem vozišču [-] q x +q y + q z - jakost krožnih prometnih tokov pred uvozom v krožno križišče [EOV/h] α nru - faktor zmanjšanja»vpliva«izvoznega prometnega toka (vpliv zunanjega izvoznega toka na desni/levi uvozni prometni tok) [-] α nri - faktor zmanjšanja»vpliva«izvoznega prometnega toka (vpliv notranjega izvoznega toka na desni/levi uvozni prometni tok) [-] Osnovne značilnosti modificirane Bovyeve metode so: kapaciteta za vsak vozni pas na uvozu se računa ločeno, kapaciteta posameznega uvoza je vsota kapacitet posameznih voznih pasov na tem uvozu in povečanje maksimalne teoretične kapacitete voznega pasu na uvozu iz 1500 voz/h na 1550 voz/h (Tollazzi, Toplak, Jovanović, 2006, 312). 2.5.2 Simulacijski modeli V zadnjem času so se začeli uporabljati mikrosimulacijski modeli za izračun kapacitete turbo krožnih križišč. Yperman in Immers v svojem prispevku (Yperman, 2003) predstavljata tako mikrosimulacijo turbo krožnega križišča v mikroskopskem simulacijskem modelu Paramics, kjer sta obravnavala običajno tripasovno krožno križišče. Pri prvi simulaciji so uporabili simulacijske parametre standardnih vrednosti, ki jih ponuja Paramics. Naslednja simulacija je upoštevala prilagojene parametre z namenom, da se simulacija približa rezultatom po Bovyjevi enačbi. V naslednjem koraku sta obravnavala dvopasovno turbo krožno križišče. V enakem simulacijskem modelu so uporabljeni enaki projektno tehnični elementi krožnega križišča, enaka pravila prednosti, enake vrste vozil in lastnosti voznikov ter enaki simulacijski parametri. V obravnavanem primeru se je izkazalo, da kapaciteta celotnega dvopasovnega turbo krožnega križišča presega kapaciteto celotnega tripasovnega običajnega krožnega križišča

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 22 za 12% v primeru, ko znaša kapaciteta stranskih prometnih tokov od 0 do 20 % vrednosti glavnih prometnih tokov. Razlika se vidi tudi v primeru, ko je intenziteta prometnih tokov na vseh uvozih podobna. Pri običajnem krožnem križišču se v takih primerih kapaciteta poveča za 35%, pri turbo krožnem križišču pa celo do 45%. (Tollazzi, Toplak, Jovanović, 2006, 313). 2.5.3 Eksperimentalne raziskave Na podlagi modificirane Bovyjeve enačbe so na Nizozemskem razvili eksperimentalni modeli z namenom približnega izračuna kapacitet alternativnih tipov krožnih križišč. Eksperimentalni modeli so izvedli na preizkusnih poligonih, ločeno od javnega prometa. Kot sestavni del eksperimenta je izvedena tudi primerjava med turbo krožnim križiščem in klasičnim dvopasovnim krožnim križiščem z enopasovnimi izvozi. Primerjava je pokazala, da je kapaciteta turbo krožnega križišča precej večja (do 30 %). (Tollazzi, Toplak, Jovanović, 2006, 312). Slika 2.11: Primerjava kapacitete običajnega dvopasovnega in eksperimentalnega turbo krožnega križišča Vir: (Tollazzi, Toplak, Jovanović, 2006, 312).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 23 3 EMPIRIČNA METODA ZA DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNIH KRIŽIŠČ Pri empiričnih modelih matematično razmerje med jakostjo prometnega toka v krožnem prometnem toku (Q K ) in jakostjo na uvozu (Q E ) izhaja iz dejanskih meritev na terenu. Merijo se kratki časovni intervali, znotraj katerih se na uvozu pojavljajo zastoji (časovni interval 60 s), ki se nato ekstrapolirajo na urno vrednost tako, da jih pomnožimo s 60 min. Dobljene vrednosti nato obdelamo s pomočjo regresijske analize in določimo najprimernejšo funkcijo in vrednosti koeficientov (Lindenmann et al., 2009, 35). Enačba, ki ponazarja odvisnost med kapaciteto uvoza in obremenitvijo v krožnem prometnem toku: (linearni pristop) (3.5) (eksponentni pristop) (3.6) Kjer je: Q K - obremenitev krožnega toka Q E - kapaciteta uvoza v krožno križišče 3.1 Vpliv geometrijskih elementov 3.1.1 Širina uvoza v križišče in dolžina razširitve Uvažanja spada med najbolj nevarne manevre v križišču, zato oblika in dolžina uvoza vpliva na vključevanje vozil v križišče. Oblikovanost določa: širina uvoza e in dolžina razširitve uvoza l' s katerima vplivamo na prepustnost uvoza.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 24»Dolžina razširitve uvoza l' je definirana kot dolžina srednjice med krivuljo normalno širokega uvoza in krivuljo razširitve«(ministrstvo za infrastrukturo in prostor [online], 2013) 1. Faktor imenujemo ostrina razširitve. Določa razmerje med razširitvijo uvoza in dolžino razširitve. Čim manjši je faktor, tem večja je prepustnost uvozov in obratno (Tollazzi, 2005, 138). Slika 3.12: Prikaz geometričnih parametrov - dolžina razširitve uvoza l' Yang G. 2009, Kapazität an einstreifigen kreisverkehren und Turbo Kreisverkehren,. Universität Bochum. 3.1.2 Zunanji premer križišča Za jasnejši prikaz vpliva zunanjega premera križišča na prepustnost uvozov podajamo vrednosti za naslednje dimenzije križišč: zunanji premer križišča < 40 m zunanji premer križišča 40 49 m 1 V poglavju Viri in literatura bo ta vir zapisan takole: Ministrstvo za infrastrukturo in prostor [online]. TSC 03.341 : 2011, Krožna križišča. (Citirano 20. 8. 2013). Dostopno na naslovu: http://www.mzip.gov.si/fileadmin/mzip.gov.si/pageuploads/dc_splosno/predpisi/tsc_03_341_2011.pdf

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 25 zunanji premer križišča 50 60 m Na sliki (Slika 3.13) je prikazan graf, kjer je kapaciteta uvoza v odvisnosti od zunanjega premera krožnega križišča in jakosti krožnega toka zunanji premer krožnega < 40 m zunanji premer krožnega 40 49 m zunanji premer krožnega 50 60 m Slika 3.13: Kapaciteta uvoza v odvisnosti od zunanjega premera krožnega križišča. Vir: (Lindenmann et al., 2009, 38) Iz grafikona je razvidno, da je kapaciteta uvozov v primeru manjših obremenitev v krožnem toku večja v križiščih z večjim zunanjim premerom in da z večanjem obremenitev v krožnem toku hitreje pada kapaciteta uvozov v križiščih z večjim zunanjim premerom. Vidimo, da je v primeru večjih obremenitev krožnega voznega pasu, prepustnost križišč z manjšim zunanjim premerom večja od krožnih križišč z večjim zunanjim premerom (Lindenmann et al., 2009, 39). 3.1.3 Uvozni radij in vpadni kot Velikost uvoznega radija in vpadni kot imata velik vpliv na prepustnost, predvsem pa na raven prometne varnosti. Praktične izkušnje kažejo, da je optimalen vpadni kot med 24 in 30 (Tollazzi, 2005, 138).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 26 3.1.4 Širina izvoza iz krožnega križišča in velikost izvoznega radija Bolj ko je izvoz širok (ter večji ko je izvozni radij), večje so hitrosti na izvozu in manjša je raven prometne varnosti in obratno. Širina izvoza naj bi bila od 5,5 do 6,5 m, kar pa je odvisno od velikosti krožnega križišča. Izvozni radij naj bi bil malo večji od uvoznega radija. Pri velikosti uvoznega radija od 12 do 15 m je smiselno uporabljati izvozne radije od 20 do 25 m (izjemoma do 40 m) (Tollazzi, 2005, 138). 3.2 Vpliv izvoza na kapaciteto uvoza Kapaciteta uvoza (q e, max ) v krožnem križišču je neposredno odvisna od prometnega toka v krožnem toku in prometnih obremenitev na izvozu. Vpliv izvoza na kapaciteto je bil do sedaj malo raziskan. Stuwe (1992) je analiziral več krožnih križišč, pri katerih je prišel do zaključka, da vozila na izvozu vplivajo na kapaciteto uvoza in je odvisna od razdalje (od linije uvoza vozila do točke, kjer je razvidno da bo vozilo na nasprotni strani izvoza zapustilo krožno križišče). Vpliv pojenja če se razdalja med uvozom in izvozom poveča. Kapaciteta uvoznega kraka se izračuna po sledeči formuli (Yang, 2009, 52 53): (3.7) Kjer je: - kapaciteta uvoznega kraka - jakost prometnega toka v krožnem krožišču - jakost prometnega toka na izvozu - faktor geometrije uvoza - faktor števila voznih pasov v krogu - faktor števila voznih pasov na uvozu

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 27 3.3 Primerjava empirične metode z ostalimi teoretičnimi metodami za določanje kapacitete dvopasovnih uvozov Na grafu (Slika 3.15) je prikazana primerjava izračuna kapacitete po metodah: Brilon, Wu, Siegloch in empirične metode, ki so jo izvedli v Švici (Lindenmann et al., 2009, 54). Empirična m. Slika 3.14: Primerjava rezultatov empirične metode in metode časovnih praznin Vir: (Lindenmann et al., 2009, 54) Pri izračunu kapacitete po različnih metodah prihaja do odstopanj med podatki. Metoda po Brilonu se še najbolj približuje regresijski krivulji izračuna kapacitete, vendar le pri majhnih prometnih obremenitvah. Pri večjih prometnih obremenitvah prihaja do razhajanj, ki znašajo tudi do 150 EOV/h. Zato je priporočljivo, da se pri bolj obremenjenih krožnih križiščih uporablja empirična metoda za določanje, saj le temelji na dejansko preštetih vozilih, ki so se v minutnih intervalih nahajali na uvozi in v krožnem toku in je na osnovi slednjega natančnejša od preostalih metod za določanje kapacitete krožnih križišč (Lindenmann et al., 2009, 54).

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 28 4 DOLOČANJE KAPACITETE TURBO KROŽNEGA KRIŽIŠČA NA TITOVI CESTI V MARIBORU 4.1 Predmet terenske raziskave V sklopu diplomske naloge je bila opravljena analiza videoposnetkov dvopasovnega turbo krožnega križišč na Titovi cesti pri bolnici v Mariboru. Videoposnetke je opravil S. Toplak, dne 22.2., 23.2 ter 24.2.2011. Na Titovo cesto se priključujeta cesti iz smeri Europarka in iz smeri bolnišnice. Bolj obremenjena prometna smer poteka iz smeri Centra (sever) proti Telekomu (jug). Krožno križišče je sestavljeno iz štirih krakov: Severni krak (Titova cesta, smer Center) Južni krak (Titova cesta, smer Telekom) Zahodni krak (smer UKC Maribor) Vzhodni krak (smer Europark). Pri krožnem križišču na Titovi cesti (Slika 4.15) gre za kombinacijo klasičnega in jajčastega turbo krožnega križišča, ki lahko v skladu z nizozemskimi viri doseže kapaciteto od 2800 do 3500 EOV/h. Slika 4.15: Turbo krožno križišče na Titovi cesti

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 29 4.2 Izvajanje meritev Opazovali smo jakost prometnega toka uvoznih krakov ter jakost prometnega toka v krožnem križišču. Prometne obremenitve so dosegle kritično vrednost samo v času popoldanske konice od 13:27 do 16:52 ure. Analizirali smo samo tri uvozne krake, saj se na četrtem uvoznem kraku iz smeri bolnice ni pojavljalo večje število vozil na osnovi česar bi se približali zgornji meji kapacitete. Torej kot osnova za določitev kapacitete turbo krožnega križišča s pomočjo video analize, so služili samo trije kraki križišča. Upoštevanih je bilo več videoposnetkov z uporabo programa (KMPlayer), kjer smo ročno beležili čas opazovanih prometnih zastojev na uvozih. Za lažjo identifikacijo in štetje vozil na uvozih in v krožnem toku, smo si pomagali s t.i. referenčnimi linijami (Slika 4.16). Te smo določili na vsakem dovoznem kraku in sicer: Referenčna linija na uvozu (prekinjena črta): kolona vozil na uvozu; Referenčna linija v krožnem toku (polna črta): linija od ločilnega otoka do središča uvoznega kraka. Slika 4.16: Referenčni liniji za natančnejšo video analizo

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 30 Vozila na dvopasovnem uvozu so bila opazovana ločeno na»desni uvoz«in»levi uvoz«kjer so se beležili naslednji podatki: Prihod vozila do referenčne linije in odhod vozila na uvozu ter hkratna klasifikacija tipa vozila; Prečkanje referenčne linije v krožnem križišču s klasifikacijo tipa vozila Za določitev obsega prometa je potrebno določit kriterije: Začetni kriterij: na uvozu so najmanj tri vozila, ena za drugim pred referenčno črto na desnem ali na levem pasu ter nato v 60 sekundnem intervalu zabeležiti število vozil, ki so prečkala referenčno linijo. Dobljene vrednosti je potrebno ekstrapolirati na urno vrednost. Drugi kriterij: v tem časovnem intervalu zabeležiti koliko vozil je prečkalo referenčno linijo v krožnem toku, kjer je dobljene vrednosti potrebno ekstrapolirati na urno vrednost. 4.3 Rezultati empiričnih meritev Za prikaz regresijske analize kapacitete uvozov so bili izbrani eksponentni in linearni pristop za preračun kapacitete turbo krožnega križišča. V nadaljevanju so prikazani rezultati v grafih (4.1), (4.2) in (4.3) za posamezne krake, ter skupna regresija (4.4) turbo krožnega križišča na Titovi cesti. Upoštevanih je bilo 178 minutnih intervalov.

Št. vozil na uvozu (skupaj) [EOV/h] Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 31 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 y = -0,8322x + 1446,8 R² = 0,0683 y = 1400,2e -6E-04x R² = 0,0494 0 100 200 300 400 Št. vozil v krožnem toku [EOV/h] Eksponentna (Kapaciteta uvoza) Linearna (Kapaciteta uvoza) Graf 4.1: Severni krak (Titova cesta, smer Center) Kapaciteta severnega uvoznega kraka (Titova cesta, smer Center) s pomočjo empirične metode je prikazana v grafu (4.1.). S pomočjo različnih funkcij smo prišli do spoznanja da zmogljivost uvoza pri povečanju števila vozil v krožnem toku upada. Glede na razpršene podatke trenda črta prikazuje primerjavo jakosti prometnega toka v krogu in na uvozi pri čemer vrednost R 2 kaže največjo stopnjo ujemanja pri uporabi linearne funkcije, kjer znaša R 2 =0,0683. Glede na število uporabnih podatkov, ki smo jih pridobili pri video analizi je v grafu razvidno da se število vozil na obeh uvozih giblje med 1000 EOV/h do 1700 EOV/h na obeh uvozih skupaj. V tabeli, kjer so zajeti vsi podatki meritev (glej prilogo 1), je razvidno, da je najbolj obremenjen desni prometni uvozni pas. Razvidno je, da obravnavani severni krak ponuja najvišjo kapaciteto vozil na uvozu, na kar vpliva nižja kapaciteta v krožnem toku, ki dosega med 100 EOV/h do 250 EOV/h. Kar je bilo vidno tudi na posnetkih. Zato so se vozila zelo hitro, brez večjih časovnih zastojev (prometni tok je večkrat potekal tekoče brez ustavljanja) lahko vključevala v turbo krožno križišče. Na visoko kapaciteta na uvozih pa hkrati vpliva število voznih pasov v krožno križišče (omogoča hitrejši vstopanje v krožni tok turbo krožnega križišča).

Št. vozil na uvozu (skupaj) [EOV/h] Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 32 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 y = -0,3864x + 1118,3 R² = 0,0374 y = 1102,1e -4E-04x R² = 0,0346 Eksponentna (Kapaciteta uvoza) Linearna (Kapaciteta uvoza) 0 0 200 400 600 800 Št. vozil v krožnem toku [EOV/h] Graf 4.2: Južni krak (Titova cesta, smer Telekom) Regresijska analiza podatkov južnega kraka (Titova cesta, smer Telekom) prikazuje, da se število vozil na obeh uvozih giblje med 600 in 1200 EOV/h ter število vozil v krožnem toku med 250 EOV/h in 600 EOV/h. V primerjavi s severnim krakom in v danem opazovanem času je tukaj kapaciteta vozil v krožnem toku za 50 % višja. Kapaciteta na uvozih znaša od ca. 420 EOV/h do 1400 EOV/h. Linearna regresija podatkov se najbolj približa vrednostim v grafu, njena vrednost R 2 = 0,0374. Nizka vrednost je znak velike razpršenosti točk. Vsekakor pa je razvidno da se linija ob povečanju vozil v krožnem toku zmanjšuje, hkrati pa ostaja zmogljivost uvozov visoka.

Št. vozil na uvozu (skupaj) [EOV/h] Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 33 1200 1000 800 600 400 200 y = -0,1844x + 812,48 R² = 0,0986 y = 830,14e -3E-04x R² = 0,104 Eksponentna (Kapaciteta uvoza) Linearna (Kapaciteta uvoza) 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Št. vozil v krožnem toku [EOV/h] Graf 4.3: Vzhodni krak (smer Europark) Uvozni krak iz smeri Europarka ima zaradi večjega števila vozil v krožnem toku manjšo kapaciteto uvoza in s tem daljše kolone vozil v času konične ure. Glede na jakost prometnega toka v krožnem toku, ki se giblje med 500 EOV/h in 1400 EOV/h znaša kapaciteta obeh uvoznih voznih pasov med 500 EOV/h in 800 EOV/h. Z povečanjem jakosti prometnega toka v krožnem toku regresijska črta upada, kar nakazuje da se kapaciteta uvozov zmanjšuje glede na število vozil v krožnem toku. Primerjava dveh regresijskih funkcij je pokazala, da prihaja med njima do minimalnega odstopanja. Manj odstopanj in s tem večja natančnost je bila ugotovljena z eksponentno funkcijo, kjer je znašal R 2 =0,104.

Št. vozil na uvozu (skupaj) [EOV/h] Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 34 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 Linearna (Kapaciteta uvoza) Eksponentna (Kapaciteta uvoza) 600 400 200 0 y = -0,6342x + 1266,5 R² = 0,4794 y = 1275e -7E-04x R² = 0,4795 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Št. vozil v krožnem toku [EOV/h] Graf 4.4: Kapaciteta turbo krožnega križišča po empirični metodi Na osnovi regresijske analize empiričnih podatkov dvopasovnega turbo krožnega križišča na Titovi cesti je mogoče ugotoviti, da se z večanjem jakosti krožnega toka, kapaciteta vseh treh uvozov zmanjšuje. Število vozil v krožnem toku se giblje med 200 EOV/h in 1400 EOV/h. Kapaciteta uvozov se giblje med 500 in 2000 EOV/h. Največja koncentracija podatkov se v krožnem toku pojavi v razponu med 200 EOV/h in 700 EOV/h na uvozu pa med 500 EOV/h in 1500 EOV/h. Eksponentna funkcija se tudi tukaj najbolj ujema s podatki empiričnih meritev, kjer znaša vrednost R 2 = 0,4795. Dejstvo je, da sta najbolj obremenjena uvozna kraka proti Centru in iz Centra mesta v smeri Telekoma, saj je to glavna prometna smer. Zaradi jakosti prometnega toka iz teh smeri, še posebej iz severne strani, se na stranski prometni smeri iz Europarka, pojavljajo večji zastoji na uvoznih krakih, čeprav sta tudi na tem kraku dva uvozna pasova, pri čemer je eden relativno kratek.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 35 4.4 Vrednotenje rezultatov Na podlagi opravljene analize dvopasovnega turbo krožnega križišča je mogoče ugotoviti: Največja kapaciteta uvozov v turbo krožno križišče se dosega kadar se gibljejo obremenitve v krožnem toku do 250 EOV/h. Kapaciteta uvozov v takih primerih doseže vrednosti do 1700 EOV/h. Pri analizi podatkov smo upoštevali eksponentno funkcijo, saj je imela najvišjo vrednost R 2, ki prikazuje trend upadanja kapacitete uvozov v odvisnosti povečanja krožnega prometnega toka. Čeprav pri ostalih dveh izračunih (linearna in polinomska funkcija) regresije ni prišlo do večjih odstopanj (razen pri polinomski funkciji, katere nato nismo upoštevali), vsaj pri manjših vrednostih vozil v krožnem toku. Maksimalno kapaciteto krožnih križišč s spiralnim potekom krožnega vozišča z dvema dvopasovnima uvozoma (»turbo«), navedeno v poglavju 2.4, v tabeli (2.1), smo primerjali s podatki empirične analize kapacitete turbo krožnega križišča na Titovi cesti, in sicer: Zaradi projektno-tehničnih lastnosti turbo krožnega križišča na Titovi cesti (dva dvopasovna uvozna kraka, krak iz smeri bolnive je enopasoven, krak iz smeri Europarka ima sicer dva uvozna pasa a je eden izmed njih zelo kratek), ter upoštevanja samo treh krakov turbo krožnega križišča v analizi (ni se pojavljalo večje število vozil na uvozu, na osnovi česar bi se približali zgornji meji kapacitete), lahko ta tip krožnega križišča primerjamo z analiziranim turbo krožnim križiščem, Tako smo lahko prišli do zaključka, da na podlagi izmerjenih empiričnih meritev na terenu, naša maksimalna kapaciteta turbo krožnega križišča na Titovi cesti, ki znaša do 1700 EOV/h, ne presega največje urne konične obremenitve, ki jo navajamo v tabeli (2.1), in znaša cca. 2000 EOV/h.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 36 4.5 Ugotovitve Empirična Empirična metoda - terenska raziskava na Slovenskem področju Slika 4.17: Primerjava rezultatov kapacitete po različnih metodah na primeru dvopasovnega krožnega križišča v Švici, s turbo krožnim križiščem na Slovenskem področju Vir: Lindenmann H.P. et al. 2009, Leistungsfähigkeit zweistreifiger Kreisel, Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK,. Pri primerjavi različnih metod za izračun kapacitete klasičnih in turbo krožnih križišč smo ugotovili, da prihaja do odstopanj med krivuljami. Zato je priporočljivo, da se pri bolj obremenjenih krožnih križiščih uporablja empirična metoda za določanje kapacitete, saj le temelji na dejansko preštetih vozilih, ki so se v minutnih intervalih nahajali na uvozi in v krožnem toku in je na osnovi slednjega natančnejša od preostalih metod za določanje kapacitete krožnih križišč. Če primerjamo našo krivuljo, ki temelji na empirični metodi (turbo krožno križišče na Titovi cesti) z preostalimi krivuljami, opažamo naslednje: Regresijska krivulja za omenjeno turbo krožno križišče, je dokaj nižja od ostalih krivulj, ki prikazujejo kapaciteto dvopasovnega krožnega križišča v Švici.

Empirična metoda za določanje kapacitete turbo krožnih križišč Stran 37 Padec krivulje je sicer enakomeren krivulji izmerjeni po empirični metodi na švicarskem primeru, a v tem primeru kaže, da je kapaciteta turbo krožnega križišča nižja od klasičnega dvopasovnega krožnega križišča. Vrednosti, prikazane na sliki (4.17) na prvi pogled niso povsem logične, saj vemo, da turbo krožna križišča dosegajo višje prepustne zmogljivosti od klasičnih krožnih križišč. Glavna krivca, ki vplivata na nižjo doseženo kapaciteto obravnavanega turbo krožnega križišča na Titovi cesti sta: Analizirali smo samo tri uvozne krake in ne štirih, saj se na četrtem uvoznem kraku iz smeri bolnice ni pojavljalo večje število vozil na osnovi česar bi se približali zgornji meji kapacitete. Krajši desni uvozni pas iz smeri Europarka ter posledično visoka intenziteta prometnega toka v krogu zmanjšuje zmogljivost uvoza iz SPS v krožni prometni tok. K temu bi lahko tudi pripomnili, da je v manjšem obsegu, na rezultat kapacitete vplivalo tudi malo število uporabnim terenskih meritev (minutnih intervalov z visoko stopnjo zastojev na uvozih). Tako bi predlagali, da se za nadaljnje študije ugotavljanja kapacitete krožnih križišč uporablja empirična metoda. Saj temelji na dejansko preštetih vozilih na terenu, in zaradi slednjega, je natančnejša od preostalih metod za določanje kapacitete.