Proiect de Semaforizare a Intersectiilor

1 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 111111111111111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111

Universitatea Tehnica Gh. Asachi Iasi Fcaultatea de Mecanica

Proiect de semaforizare a intersectiilor nedirijate

Savu Ciprian

PARTEA I TRAFIC SI SECURITATE RUTIERA – PLANUL DE SEMAFORIZARE A UNEI INTERSECTII IN “T” Capitolul 1 – ECHIVALAREA VEHICULELOR PENTRU DETERMINAREA CAPACITATII DE CIRCULATIE Modul de echivalare a vehiculelor fizice in vehicule etalon, precum si calculul intensitatii orare a traficului sunt necesare la : -determinarea intensitatii traficului actual si de perspectiva,precum si examinarea dinamicii evolutiei in timp a circulatiei rutiere; -determinarea gradului de motorizare echivalent pentru ansamblul vehiculelor rutiere din localitati ; -incadrarea drumurilor publice in clase tehnice in functie de intensitatea circulatiei ; -efectuarea calculelor de capacitate de circulatie a drumului , precum si stabilirea numarului necesar de benzi de circulatie ale partii carosabile ; -proiectarea lucrarilor de drumuri , a intersectiilor , la acelasi nivel si la nivele diferite , a trecerilor si refugiilor pentru pietoni , a programului de functionare al semafoarelor ; -prevederea spatiilor necesare pentru dotari rutiere cum sunt : parcaje , platforme de stationare , statii de intretinere auto etc. ; Echivalarea traficului rutier se efectueaza in cadrul studiilor de circulatie pentru sistematizarea retelei de drumuri , precum si in cadrul proiectelor de investitii pentru drumuri , inclusive strazi . Prevederile standardului STAS 7348-86 cu referire la echivalarea vehiculelor pentru determinarea capacitatii de circulatie , se aplica la toate categoriile si clasele tehnice de drumuri si strazi , stabilite in comformitate cu reglementarile legale in vigoare. Prevederile aceluiasi standard nu se aplica la echivalarea vehiculelor pentru dimensionarea grosimii structurii sistemelor rutiere. Coeficientul de echivalare reprezinta raportul dintre ocuparea dinamica a suprafetei carosabile a drumului de catre vehiculul fizic in corelare cu gradul sau de mobilitate comparative cu vehiculul etalon care este autoturismul notat cu Vt. Intensitatea orara de calcul a drumului reprezinta numarul de vehicule etalon care circula intr-un sens , respective in ambele sensuri , intr-o ora conventionala de varf si care in decursul unui an poate fi depasit intr-un numar limitat de ore . 1.1 ECHIVALAREA VEHICULELOR Coeficientii pentru echivalarea vehiculelor fizice in vehicule etalon Vt ,cand drumurile (inclusive strazile) sunt in palier sau au declivitati mai mici sau egale cu 2% , sunt comform tabelului 1 .

Tabel 1 Nr. crt . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Categoria sau tipul de vehicule fizice

Coeficientul de echivalare in vehicule etalon (Vt) Pe strazi Pe drumuri in in afara localitatii localitati

Bicicleta , motocicleta , scuter , motoreta , tricicleta Autoturism cu sau fara remorca , motocicleta cu atas Microbus , autofurgoneta , autocamioneta cu sarcina utila pana la 15 kN , cu sau fara remorca Autocamion cu sarcina utila de 15…50 kN , tractor , vehicul special (agricol , utilaj de constructii etc.) Autocamion cu sarcina utila peste 50 kN , autobuz Autotractor cu sa si semiremorca tractor sau remorcher cu trailer Vehicul agabaritic Remorca la autocamion si la tractor Tramvai motor , troleibuz Remorca tractata ,sau articulata , la vehicule cu transport in comun

0,5

0,5

1,0

1,0

1,0

1,2

2,0

3,0

2,5

3,5

3,5

4

1,5 -

8 1,5 4,5

-

2

Coeficientii de echivalare pentru autovehicule grele si de transport in comun , in cazul strazilor cu declivitati mai mari de 2% , sunt comform tabelului 2 Tabel 2 Declivitate , % Nr. crt

Categoria sau tipul de vehicule fizice

3

4

5

6 si peste

Coeficientii de echivalare 1 2 3 4

Autocamion cu sarcina utila peste 50 kN , autobuz Autotractor cu sa si semiremorca tractor sau remorcher cu trailer Vehicul agabaritic Remorca la autocamion si la

4

6

8

10

5

7

10

15

10 2

12 3

15 4

25 5

5 6

tractor Tramvai motor , troleibuz Remorca tractata ,sau articulata , la vehicule cu transport in comun

6

10

15

-

3

4

5

-

Calculul de echivalare a vehiculelor fizice in vehicule etalon Vt se face cu relatia:

in care: N = intensitatea traficului exprimata in vehicule etalon (Vt) , in unitatea de timp , ora sau zi ; Ni = numarul de vehicule fizice de categoria i , in unitatea de timp ,ora sau zi ; Ci = coeficientul de echivalare pentru categoria i de vehicule fizice .

1.2 Intensitatea orara de calcul a drumurilor Intensitatea orara de calcul se exprima prin numarul echivalent de vehicule etalon Vt/ora, si constituie parametrul principal pentru dimensionarea lucrarilor de drumuri. Aceasta reprezinta, de regula , traficul prognozat pentru o etapa de 15 ani ,sau pentru o prima etapa intermediara (de exemplu 5 ani) pornind de la intensitatea traficului existent. Inregistrarile traficului existent se efectueaza comform reglementarilor legale in vigoare , fie in mod permanent cu aparate automate de inregistrare (contori) fie in perioade semnificative de timp (de exemplu 6 …16 ore/zi) prin recensaminte de circulatie generale sau partiale , folosind mijloace manuale sau automate de inregistrare. Caracteristicile traficului existent folosite la determinarea intensitatii orare de calcul se exprima , dupa caz , prin : - curba de variatie orara a traficului zilnic echivalent , inregistrat in mod permanent (Vt in 24 ore) sau numai pentru esantioane semnificative de timp (respective 6….16 ore /zi) , exemplificata ca in fig.1:

Fig 1 -diagrama de variatie zilnica , respective saptamanala si lunara a traficului echivalent inregistrat in decursul anului , exemplificata in fig. 2:

Fig. 2

-curba de variatie orara a traficului annual echivalent N , inregistrat permanent in 8700 ore/an si clasat in ordine descrescatoare a numarului de vehicule etalon Vt/h , exemplificata in fig. 3:

Intensitatea orara de calcul pentru strazi se poate stabili in cadrul studiilor de circulatie din localitati si prin procedee analitice considerandu-se perioadele (momentele) caracteristice de varf ale circulatiei , care se repeta (zilnic , saptamanal etc.) asa cum sunt : deplasarile pentru munca , transporturile tehnologice , deplasarile pentru aprovizionare si pentru relatii social-culturale sau deplasarile de sfarsit de saptamana si in zilele de odihna si sarbatoare. Pentru circulatia urbana intensitatea traficului in ora de varf se determina prin : -insumarea intensitatilor maxime din doua jumatati de ora successive care dau maximul orar al zilei ; -insumarea intensitatilor maxime din patru sferturi de ora successive care dau maximul orar al7 7z7i7l7e7i7 7,7 7i7n7 7c7a7z7u7l7 7i7n7t7e7r7s7e7c7t7i7i7l7o7r7.7 7 7C7a7p7i7t7o7l7u7l7 7I7I7 7-7 7C7A7L7C7U7L7U7L7

7C7A7P7A7C7I7T7A7b I7I7 7D7E7 7C7I7R7C7U7L7A7b I7E7 7A7 7S7T7R7A7Z7I7L7O7R7

7 7I7n7 7s7t7a7n7d7a7r7d7u7l7 7S7T7A7S7 71707174747/757-78797 7e7s7t7e7 7p7r7e7z7e7n7t7a7t7 7c7a7l7c7u7l7u7l7 7c7a7p7a7c7i7t7a7t7i7i7 7d7e7 7c7i7r7c7u7l7a7t7i7e7 7a7 7s7t7r7a7z7i7l7o7r7,7 7i7n7 7f7u7n7c7t7i7e7 7d7e7 7c7a7r7a7c7t7e7r7i7s7t7i7c7i7l7e7 7t7r7a7f7i7c7u7l7u7i7 7s7i7 7d7e7

8c8o8n8d8i8t8i8i8l8e8 8u8r8b8a8n8istice , pentru desfasurarea fluenta si in siguranta a circulatiei. Caracterul capacitatii de circulatie a strazilor se efectueaza pentru preluarea fluxurilor de vehicule a caror intensitate orara de calcul se stabileste comform STAS 7348-86. Capacitatea de circulatie , respective numarul maxim de vehicule care se pot deplasa intr-o ora, in mod fluent si in conditii de siguranta a circulatiei, depinde de urmatorii factori : Caracterul circulatiei: -flux discontinuu (intermittent sau pulsatoriu) cu opriri la intersectii ; -flux continuu, fara opriri la intersectii cand acestea sunt denivelate sau dirijarea traficului se face in sistem coordonat (unda verde) Caracteristicile traficului : -intensitatea si fregventa sosirilor de vehicule ; -viteza medie de circulatie; -componenta traficului pe categorii de vehicule , inclusive caracteristicile lor constructive si dinamice. Structura retelei principale de strazi: -elementele geometrice ale strazilor ; -distantele intre intersectii si treceri intermediare pentru pietoni , amenajarea si echiparea acestora. Caracteristica suprafetei de rulare: -planeitatea; -rugozitatea; Organizarea circulatiei: -reglementarea acceselor si a stationarilor; -sistemele de semnalizare si echipare tehnica. Caracteristicile psihologice si fiziologice ale conducatorilor de vehicule: -timpul de perceptie – reactie; -timpul limita de asteptare la intersectii. Calculul capacitatii de circulatie in sectiunea curenta a strazii se coreleaza cu calculul capacitatii de circulatie la intersectii in vederea asigurarii fluentei circulatiei pe reteau de strazi aferenta.

2.1 Principii, parametric si calculul capacitatii de circulatie Determinarea intensitatii maxime a traficului viitor probabil se efectueaza in cadrul studiilor de circulatie tinand seama de prognoza cresterii circulatiei pentru o perioada de minim 15 ani. Capacitatea de circulatie depinde de : -viteza de circulatie ; -componenta traficului (vehicule cu viteze de circulatie <20 km/h constituie traficul lent); -elementele geometrice ale strazii stabilite in functie de viteza de proiect baza Vb); -distanta intre intersectiiare si dirijare a circulatiei.

Fluenta circulatiei F , in sectiunea curenta a strazii exprima cal acesteia si este data de relatia: za deometric pe ora ; viteza de proiectare sau de baza , in kilometric pe ora Principalele relatii intre parametrii sunt: esiune , intre vehicule care see circulatie : re: e – intervalul de succesiune , in secunde; - viteza h imin b) interspatiul minim de succesiune EMBED Equation.3 corespunzator distantei necesare opririi vehiculului ination.3 imin 

v2 v  t  S 26 g  f 3,6

in care: f – coeficient de frecare leratala cu 9,82 m/ EMBED Equation.3 s 2 v – viteza de circulatie , in km/h anta sitatea traficului EMBED Equation.3 D : EMBED Equation.3 1000 D [numar vehicule/km] i d) Capacitatea maxentru o banda carosabila : -in cazul fluxului continuu , EMBED Equation.3 N e : 1000  v 1000  v Ne   2 v v imin EMBED Equation.3  t  S 26 g  f 3,6 [numar vehicule/ora] -in cazul fluxului discontinuu , EMBED Equation.3 N  N e  K in care: A T v  c 1 EMBED Equation.3 K  A v  1 T 1       Tr v 2  a 1  iIn care: A – distanta intre intersectii, inclusive trecerile pentru pietoni, situate la acelasi nivel, in metri; EMBED Equation.3 v - viteza de circulatie, in metri pe secunda EM EMBED Equation.3 1 - acceleratia, respectitri pe secunda la patrat; Tc - durata de A, in cazul circulatiei EMBED EBED Equation.3 discontinue, respective continue, in secunde; EMBED Equation.3 Tr - durata asteptarii semnalului de intrare in intersectia prevazuta cu semafoare, respective timpul rosu plus galben, in secunde.

In tabelul 2 sunt prezentate valorile medii ale parametrilor care intervin in calculele curente ale capacitatii de circulatie: Tabelul 2

Ffelul traficului

Valorile medii ale parametrilor de calcul Ccoeficient Sspatiul ul de Vviteza de Ttimp de de frecare la circulatie, perceptie, siguranta, franare, EMBED EMBED EMBED EMBED Equation.3 Equation.3 Equation.3 v [km/h] Equation.3 t [s] S [m] f la franare

Trafic cu viteza de 20...60 0,30...0,45 0,5...1,5 5...7 circulatie curenta Trafic lent 5...20 0,28...0,40 1,5...2,5 10...20 Observatie – Spatiul de siguranta S, se considera egal cu lungimea vehiculului.

Capitolul III - CALCULUL CAPACIT1 010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010101010101010101010101010101010101 010101010101010Í b I10I10 10D10E10 10C10I10R10C10U10L10A10b I10E10 10A10 10I10N10T10E10R10S10E10C10b I10I10L10O10R10 10D10E10 10S10T10R10Í Z10I10

10 10 10I10n10 10s10t10a10n10d10a10r10d10u10l10 10S10T10A10S10 10110010110410410/10610-10810910 10s10u10n10t10 10p10r10e10z10e10n10t10a10t10e10 10r10e10l10a10t10i10i10l10e10 10s10i10 10m10e10t10o10d10e10l10e10 10d10e10 10c10a10l10c10u10l10 10a10 10c10a10p10a10c10i10t10a10t10i10i10 10d10e10 10c10i10r10c10u10l10a10t10i10e10 10a10 10i10n10t10e10r10s10e10c10t10i10i10l10o10r10 10d10e10 10s10t10r10a10z10i10 10n10o10i10 10s10i10 10e10x10i10s10t10e10n10t10e10 10i10n10 10f10u10n10c10t10i10e10 10d10e10:10 10m10o10d10u10l10 10d10e10 10a10m10e10n10a10j10a10r10e10 10s10i10 10e10c10h10i10p10a10r10e10 10a10 10i10n10t10e10r10s10e10c10t10i10ei, caracteristicile traficului si conditiile locale pentru desfasurarea fluenta si in siguranta a circulatiei. Prevederile respectivului standard se aplica la:

- stabilirea capacitatii de circulatie a intersectiilor de strazi si a pietelor de circulatie corespunzatoare solutiei de functionare si timpului de intersectie conform STAS 10144/4-83; - dimensionarea elementelor componente ale intersectiei cum sunt caile de intrare, de traversare, de ocolire si de iesire din intersectie, spatiile de stocaj etc., care determina capacitatea de circulatie a ansamblului; - fundamentarea tehnica a dotarii si echiparii intersectiilor cu marcaje, indicatoare de circulatie si semafoare (inclusiv calculul programului de functionare a acestora). 3.1 Prevederi generale Capacitatea de circulatie a intersectiilor se exprima prin numarul maxim de participanti la trafic care pot traversa sau schimba directia de mers in conditii siguranta si fluenta a traficului, depinzand de : - caracteristicile tipurilor de vehicule, marimea fluxurilor de vehicule si de pietoni, precum si relatiile intre acestea; - viteza de circulatie, acceleratia si incetinirea vehiculelor, timpii de asteptare si traversare a intersectiei ; - amenajarea tehnica a intersectiei si echiparea pentru dirijarea si reglementarea circulatiei ; -caracteristicile suprafetei de rulare, incadrarea urbanistica si dotarile pentru circulatie (statii de transport in comun, parcaje, etc.) ; - organizarea zonala a circulatiei respectiv pe strazile incidente si la intersectiile vecine ; - factorii fiziologici si psihologici privind comportarea pietonilor si a conducatorilor de vehicule. Organizarea circulatiei la intersectie se face, in functie de intensitatea traficului si de conditiile locale, prin: - acordare de prioritate de dreapta sau de flux ; - echiparea cu semafoare luminoase ; - intersectarea la nivele diferite.

3.2 Principii si parametri de calcul La dimensionarea si la calculul capacitatii de circulatie a intersectiilor se tine seama de prevederile schitei de sistematizare a localitatii, retelei stradale si planului de distribuire a traficului, pentru a asigura : - securitatea, fluenta si confortul circtatea de etapizersectiei cu rezervarea spatiului necesar in viitor; - reducerea fregventei si duratei opririlor, preum si anoxelor rezultate din trafic. Amenajarea si echiparea intersectiei trebuie sa asigure preluarea integrala a fluxurilor provenite de pe strazile concurente, respectandu-se distantele minime de amplasare a intersectiilor comform reglementarilor tehnice specifice. Pe baza diagramei traficului din intersectie (exemplu fig. 1) se pot determina mai multe variante ale schemei de organizare a deplasarii fluxurilor din intersectie, adoptandu-se solutia care reduce la minimum timpul total de traversare si volumele de lucrari.

Fig.1

Delimitarea spatiului intersectiei este realizata de marcajele pentru oprirea vehiculelor la trecerile de pietoni sau, in lipsa acestora, de pozitia semafoarelor in dreptul carora opresc vehiculele. In spatiul comun de trecere apar puncte limita de conflict intre vehicule si intre vehicule si pietoni, care determina lungimile de evacuare a intersectiei de catre vehicule EMBED Equation.3 d v si pietoni EMBED Equation.3 d p (fig.2), respective timpii necesari evacuarii. Fig.2

Principalii parametri care intervin in calculul capacitatii de circulatie a intersectiilor sunt: a) Intensitatea fluxurilor in ora de var pietoni, care se sstudiului general de circulatie comform STAS 73ilor legale in vigoaea vehiculelor care schimba directia de mers la stanga sau la dreapta, coeficientii de echivalare din STAS 7348-86 se multiplica cu valorile: - 1,6 pentru vehicule usoare (cu sarcina utila pana in 15 kN) si 2,6 pentru vehicule grele (cu sarcina utila peste 15kN), in cazul efectuarii virajelor la stanga ; - 1,3 pentru vehicule usoare si 2,3 pentru vehicule grele, in cazul efectuarii virajelor la dreapta. b) Fregventa sosirii vehiculelor in intersectie, care pot fi : - uniforma si continua, cand intervalele de succesiune sunt aproximativ egale ; -discontinua si pulsatorie, cand vehiculele se deplaseaza ritmatic grupat si in mod intermitent ;

- discontinua aleatorie, cand deplasarea se face nestingherita. c) Vitezele de proiectare (de baza) si vitezele de circulatie caracteristice intersectiilor si strazilor concurente, care se stabilesc conform STAS 10144/4-83. d) Acceleratia de demaraj si deceleratia la incetinire sau oprire in intersectie, care se considera egale cu : - 2 EMBED Equation.3 m / s 2 acceleratia si 4 EMBED Equation.3 m / s 2 deceleratia, pentru vehicule usoare ; - 0,75 EMBED Equation.3 m / s 2 acceleratia si 3 EMBED Equation.3 m / s 2 deceleratia, pentru vehicule grele. e) Latimea benzii de circulatie, care se stabileste comform STAS 10144/3-81 f) Viteza de de mers a pietonilor in intersectii, care se stabileste comform STAS 10144/2-79 si se considera: - 1,2…1,5 m/s, cand predomina circulatia pietonala intr-un sens ; - 0,8…1,0 m/s, cand circulatia pietonala este intense in ambele sensuri. g) Latimea trecerii de pietoni, care se stabileste in functie de intensitatea medie a celor mai solicitate 4 ore din zi. Se considera ca latimea unei benzi de pietoni este de 0,75 m si capacitatea acesteia este de 800 pietoni/h pentru sens dublu si de 1200 pietoni/h pentru un sens dominant. Pentru preluarea varfurilor orare ale sensului dominant, capacitate ape o banda de deplasare se considera ca este de 300 Calculul capacitatii de circulatie inccului la intrarea cea mai solicitata, ccessive se adopta solutia de organizare si amenajare care asigura capacitatea necesara cu reducerea la strictul necesar a tim a volumelor de lucrari si a suprafetei ocupate de intersectie.

3.3 Calculul capacitatii de circulatie a intersectiilor echipate cu semafoare 3.3.1 Caracteristicima vreme, datorita numarului tot mai mare de participanti la trafic, pentru o mai buna dirijare si fluidizare a traficului in intersectiile retelei principale de s-a apelat la echiparea acestora cu semafoare comform STAS 1848/4-86. In functie de capacitatea de circulatie necesara a intersectiei se determina succesiunea si durata diferitelor semnmale emise de semafoare pentru preluarea si evacuarea fluxurilor incidente de pietoni si vehicule, in conditii de siguranta si timp minim de traversare. La calculul capacitatii intersectiilor cu semafoare se iau in considerare : - timpii sau segventele de semaforizare corespunzatori semnalului verde (timpul verde) EMBED Equation.3 t v , semnalului galben (timpul galben) EMBED Equation.3 t g si semnalului rosu (timp de rosu) EMBED Equation.3 t r ;

- faza de semaforizare, in care are loc deplasarea fcu prioritate simultana si cuprinde timpul verde EMBED Equate, stability pentricitat si timpul de degajare a intersect intrati, denumit situ interverde EMBED t (intre incetarea timpului de verde pe o faza si inceputul Equation.3 i timpului de verde pe faza urmatoare, care trebuie sa fie cel putin n dupa verde EMBED Equatioptate sisteme cu 2 faze de semaforizare (fig.3), cu trei faze de semaforizare(fig. 4)sau cu rizare (fig.5). Fig. 3

Fig. 5

- ciclul de semafde o segventa completa de schimbare a semnalelor luminoase la toate semafoarele din intersectie, respective a fazelor deogramul de functionare al semafoarelor, prin care se reprezinta graphic succesiunea si durata fazeli a segventelor pentru toate semafoarele. Capacitatea unei benzi de circulatie se exprima prin numarul de vehicule etalon care pot traversa intersectia pe emnalul verde pe durata unei ore de timp verde EMBED Equation.3 Q V , fie pe durata unei ore fitatile Q si EMBED Equation.3 Q V este relatia: tv EMBED Equation.3 Q  Q V ( Equation.3 t v - timpul Tc verde ; Tc - durata unui ciclu de semaforizare.

Variatia solicitarii la o intrare in intersectie de catre vehiculele sosite se exprima prin factorul de varf instantaneu EMBED Equation.3 Fvi , stabilit cu relatia : EMBED Equation.3 Fvi =(numarul vehiculelor sosite in ora de varf)/(4x numarul maxim de vehicule sosite in 15’) EMBED Equation.3 Fvi =0.25…1 Se considera : EMBED Equation.3 Fvi =1 pentru debite cu sosire uniforma ; EMBED Equation.3 Fvi = 0,25 pentru debite concentrate in 15 minue. Repartitia traficului pe retea si la intersectii este echilibrata cand Fvi  0,50 ; in caz contrar, se impune imbunatatirea EMBED Equation.3 organizarii circulatiei pe retea. Gradul de saturatie EMBED Equation.3 G s , a unei intrari prevazuta cu semafoare exprima fluenta in intersectie. Intrarea in intersectie este saturata cand vehiculele sosite asteapta la stop mai mult de un ciclu de semaforizare pana sa inttie se stabileste cu relatia : G s =(numarul de faze verzi saturate la ora de varf)/(numarul total de faze verzi la ora de varf) EMBED Equation.3 G s = 0…1 G s = 0,3…1fluenta este Pentru intersectii cu EMBED Equation.3 necorespunzatoare si este necesarsectiei, introducerea unei noi echipari pentru dirijare sau o noua organizare a traficului pe retea. Timpul consumat la traversarea intersectiei constituie un indicator de calitate si eficienta a solutiei de intersectie. 3.3.2 Parametri si relatii specifice semaforizarii Durata ciclului de semaforizare se incadreaza, de regula, in urmatoarele limite : - in sistem cu doua faze de semaforizare, durata minima este de 35 s, cea curenta este de 45…65 s, iar cea maxima este de 80 s ; - in sistem cu 3 sau 4 faze de semaforizare,durata minima este de 40 s, cea curenta este de 70…80 s, iar cea maxima este de 90 s. Durata maxima a ciclului de semaforizare nu trebuie sa fie mai mareasta valoare este mai eficienta intersectia denivelata. Timpul da fie mai mic de 10 s. Timpul galben dupa verde EMBED Equation.3 t gv si timpul galben dupa rosu EMBED Equation.3 t gr se stabilesc comform STAS 1848/4-86. Perioada de libera intrare a vehiculelor (timpul verde) se stabileste pentru intrarile si benzile cele mai solicitate din ora de varf pentru fiecare faza de semaforizare, cu relatia : EM [s] (2) in care :

a – timpul de perceptie-reactie a conducatorului auto, inclusive timpul de intrare a primului vehicul, in secunde ; n – numarul de v sa intre in intersectie pe durata semnalului verde ; e – intervalul de succesiune la demaraj, in secunde. Pentru vehicule usoare (autoturisme) : a=6 s si e=2,5 s Pentru vehicule grele (cu sarcina peste 15 kN), inclusive pentru tramvaie (vagon motor plus o remorca) : a=6 s si e=4,5 s In cazul fluxurilor foarte intense, intervalul de succesiune e se poate reduce pana la 2,1 s pentru vehientru vehicule grele Perioada de libera intrare pentru pietoni EMBED Equatione pentru sensul cel mai solicitant, cu relatia : EM [s (3) in care : P – numarul de pietoni adunati la traversare in timpul interzicerii traversarii ; b – numarul benzilor de pietoni pentru un sens, cu latimea de 0,75 m ; k – capacitatea de traversare a pietonilor pentru o banda, in numar de pietoni ce trec intr-o secunda t vp Perioada de libera trecere pentru pietoni EMBED Equation.3 trebuie corelata cu timpii necesari pentru vehicule si, daca este cazul, se reconsidera numarul de benzi. t i rezulta din Periehiculelor (timpul intermediary sau interion.3 conditia de evitare a coliziunii in punctele de conflict, la schimbarea fazelor de semaforizare. In calcul se considera ca ultimul vehicul intrat se deplaa punctual de conflict cu viteza de 20 km/h (5,5 m/s), iar primul vehicul oponent din faza urmatoare se deplaseaza spre acelasi punct cu viteza de 60 km/h (16,7 m/s). t i se Perioada de evacuare a vehiculelor EMBED Equation.3 determina cu relatia : d1c d 6c  EMBED Equation.3 t i  [s] 5,5 16,7 (4) in care EMBED Equation.3 d1c si EMBED Equation.3 d 6c sunt distantele intre punctele 1 si C prezentate in figura 2, in metri. Perioada de evacuare asigura, de regula, eliberarea intersectiei si de vehiculele care au asteptat degajarea trecerii de catre curentii de circulatie de sens contrar si apoi au virat la stanga . T efectuarea acestor manevre se compune din timpul pentru pornirea vehiculelor stationate in zona centrala a intersectiei si timpul pentru evacuarea la stanga ; EMBED Equation.3 t i  n s e 

2d w

[s]

EMBED Earul vehiculelor care vireaza la stanga ; eccesiununde d – distanta de evacuare la stangplul diquation.3 d  d v / 2 ;

(5)

w – acceleratia la demaraj, in metri pe secunda la patrat. 3.3.3 Prescrmul de atuirea si calculul programului de semaforizare trebuie sa se tina seama de caraciei, alctiei si ale instalatiei de semaforizare. Instalatia de semaforizare este alcatuitrijare, semafoare, sonde deabluri si poate functiona: - cu prog; - cu program variabil, stabilit in functie de numarul de vehicule inregistrate c, sau direct de pietoni. Calculul initial al programuluitru intersectii necanalizate repartizeaza durata ciclului EM in timpii verzi ai fazelor direct proportional cu intensitatea fluxportional cu latimea partii carosabile. Pentru o intersectie dintre doua strazi semaf doua faze, se aplica t v1 N1 B2   relatiil3 t v 2 N 2 B1 (6) t v1  t v 2  Tc  ( t i1  t i 2 ) in care : EMBED Equation.3 t v1 si EMBED Equation.3 t v 2 - timpii verde ai fazelor 1 si 2 ; N1 si EMBED Equation.3 N 2 - intensitatile EMBED Equation.3 fluxurilor incidente in ora de varf, corespunzatoare fazelor 1 si 2; EMBED Equation.3 B1 si EMBED Equation.3 B 2 - latimile partii carosabile ale acceselor, corespunzatoare fazelor 1 si 2 ; EMBED Equation.3 t i1 si EMBED Equation.3 t i 2 - timpii intermediariai fazelor 1 si 2. Calculul detaliat al duratei ciclului EMBED Equation.3 Tc se face cu relatiile : F

F

f 1 F

f 1

EMBED Equation.3 Tc   t vf   t if EMBED Equation.3 Tc 

t f 1

[s]

(7)

F

gvf

 Rf f 1 F

e 1   N if 3600 f 1

[s]

(8)

in care : F – numarul fazelor de semaforizare ; EMBED Equation.3 t vf - timpul verde, in secunde, corespunzator fazei f; EMBED Equation.3 t if - timpul intermediar, in secunde, corespunzator fazei f ; EMBED Equation.3 t gvf - timpul galben dupa verde, in secunde, corespunzator fazei f ; R f - timpul suplimentar, in secunde, EMBED Equation.3 corespunzator fazei f, determinat cu relatia : EMBED Equation.3 R f  t if  t gvf [s] (9)

EMBED Equation.3 N if - intensitatea fluxului de vehicule in ora de varf, pe o banda, in vehicule etalon pe ora, corespunzatoare fazei f. Durata ciclului de semaforizare astfel determinate se definitiveaza numai dup ace se fac verificarile pentru toate relatiile de traffic antagoniste si neantagoniste de vehicule si pietoni, in ordinea desfasurarii curentilor conform fazelor de semaforizare. In cazul intersectiilor foarte solicitate de pietoni, comparative cu solicitarea vehiculelor, durata ciclului se stabileste in functie de timpul verde necesar pietonilor. Incadrarea duratei ciclului in limitele precizate anterior se asigura prin masuri cum sunt: - majorarea numarului de benzi de circulatie pentru reducerea numarului de vehicule pe banda si respectiv a timpului de verde (evazarea intersectiei ); - reducerea duratei intervalului de succesiune la intrarea in intersectie in limitele precizate anterior ; - comasarea in aceeasi durata a timpului intermediar pentru diferitele manevre de evacuare a intersectiei ; - restrangerea spatiului intersectiei si a distantelor de parcurs ; - fragmentarea trecerilor de pietoni cu lungimi mari si prevederea de refugii centrale. Succesiunea operatiilor necesare intocmirii programului de semaforizare consta din : analiza datelor initiale, amplasarea semafoarelor, stabilirea punctelor de conflict, al intensitatilor fluxurilor pe benzile de circulatie, calculul timpilor verzi si a timpilor intermediari, determinarea duratei fazelor si a ciclului de semaforizare, calculul timpului total consumat la traversare si respectiv al rezervei de capacitate. Programul se materializeaza intr-o diagrama, care cuprinde fazele cu segventele coloristice si timpii de functionare pentru toate semafoarele. Reducerea duratei ciclului se asigura prin stricta dimensionare si dispunere a timpilor caracteristici, prin interpunerea riguroasa a timpilor intermediary intre sfarsitul timpului verde al fazei in curs si inceputul timpului verde al fazei care urmeaza . Calculul capacitatii intersectiei individuale cu semafoare curente este fundamentat pe dinamica deplasarii curentilor de traffic si se aplica si pentru alte echipamente de semaforizare cu performante superioare (cu trecere de la automatele de dirijare cu program fix la automatele actionate direct de vehicule cu ajutorul sondelor de trafic, atat pentru intersectii isolate precum si pentru grupuri de intersectii coordinate in sisteme liniare, ca cele cu unda verde axiala, sau in sisteme zonale de suprafata cu ajutorul unui dispecerat central echipat cu calculator de process). Definitivarea programului de semaforizare si a solutiei de amenajare a intersectiei se face pentru varianta care asigura reducerea maxima a volumelor de lucrari si a timpului pentru semaarea intersectiilor, numarul de benzifie cel putin egal cu numarul de benzi din calea curenta, prevazandu-se dupa caz , spatii de stocaj si benzi speciale pentru ocolire. Spdimensioneaza corespunzator numarului de vehicule oprite pe timpul aferent semnalului rosu al semaforului. Latimea spatiilor de stocaj se

stae caracteristicile vehiculelor si nu va fi mai redusa de 3,0 m in cazul dispunerii pe o banda in aliniament.

Capitolul IV - EXEMPLU DE CALCUL capacitatea de circulatie a intersectiei dintre Calea Chisinaului si iresorma de “T” cu trei brate integral canalizate prin marcaje, comform figurii 6. In figura sunt numerotate accesele 1, 2es 1 = accesul dinspre Tomesti ; - acces 2 = accesul dinspre Podu Ros (centru) ; - acces 3 = accesul dinspre Tudor Vladimirescu.

Fig.6

4.2 Datorita traficului foarte aglomerat in aceasta intersectie, pentru calculul capacitatii maxime de circulatie, se considera fluxul de vehicule ca fiind continuu, calculandu-se cu relatia :

1000  v v v EMBED Equation.3 [numar  t  S 26 g  f 3,6 vehicule/ora] i min reprezinta interspatiul minim de unde EMBED Equation.3 succesiune corespunzator distantei necesare opririi vehiculului in palier si este dat de relatia : v2 v  t  S EMBED Equation.3 imin  [m] 26 g  f 3,6 f – coeficient de frecare la franare f = 0,6 (comform tabelului 2 ); g – acceleratia gravitationala egala cu 9,82 m/ EMBED Equation.3 s 2 ; v – viteza de circulatie , in km/h v = 30 km/h (tab. 2) ; S – spatial de siguranta , in metri S = 5 m (tab. 2 ) . 2 30 30   0,8  5  17,5m EMBED Equation.3  i min  26  9,8  0,6 3,6 Astfel, capacitatea maxima de circulatie pentru o banda devine : 1000  30 vehicule / ora e  1714 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 N  17,5 1banda Tinand cont ca un sens de circulatie este format din doua benzi, capacitatea maxima pentru un sens va fie gala cu EMBED Equation.3 vehicule / ora 2 1714  3428 1sens Ne 

1000  v  imin

2

4.3 Studiul traficului si adoptarea solutiei optime de semaforizare a intersectiei 4.3.1 In urman intersectia respectiva, s-au obtinut urmatoarele valori ale capacitatii de circulatie pentru fiecare interval orar dupa cum se observa in tabelul de mai jos :

Cu datele obtinute in tabelul de mai sus, se poate trasa curba de variatie orara a traficului zilnic echivalent, inregistrat pentru un numar de 1te observa ca in itervalul orar 17:00gistrat un numar maxim de vehicule care au trec Din acest motiv se considera ca acest interval orar reprezintalculele ce urmeaza a fi efectuate pentru determinarea timpilo vor efectua tinand cont de numarul de vehicule care au trecut prin intersectie doar in acest interval orar. In tabelul de mai jos este prezentata capacitatea de circulatie a intersectiei inregistrata la ora de varf :

in care : Nt – capacitatea de circulatie Vt – vehicul etalon Totalul vehiculelor intrate fiind 6050 Vt/h, intersectia necesita echipare cu semafoare pentru dirijarea traficului. Comform tabelului de mai sus se poate reprezenta diagrama traficului din intersectie comform figurii 7 : Fig 7 SHAPE \* .2Caemaforizare 4.3.2.1 O prima varianta de semaforizare, este semaforizarea in 3 faze comform fiNumarIntervalul de succesiune la demaraj este e = 2,1 [s] datori intense din aceasta zona ; Timpii de galben dupa verde : EMBED Equation.3 t gv1  t gv 2  t gv 3  5 [s] Timpii de galben dupa rosu : EMBED Equation.3 t gr1  t gr 2  t gr 3  3 [s] Se adopta o durata initiala a ation.3 Tc  80 [s] comform STAS 1prezinta un numar de EMBED Ei / ora. Timpii de verde se cal EMBED Equation.3 t v  a  (n  1)  e Unde ata timpul de perceptie-reactie o, inclusive timpul de intrare a primului vehicul ; n reprezinta numarul de vehicule care trebuie sa intre in intersectie pe durata semnalului verde. Calculul timpului de verde se efectuiaza pentru cel mai solicitat sens de circulatie. Pe diagrama din figura 7 se observa ca pe accesul 3 - stanga, avem cel mai me (1865 Vt/h). Pe acebile 2 benzi de circulatie ceea ce

inseamna ca intensitatea este de

EMBED Equation.3

1865  932 2

EMBED

 Vt / h  Equation.3   1banda  Pe un ciclu de semaforizare vor trece pe cel mai solicitat sens de 932  21 circulatie un numar EMBED Equation.3 n  EMBED Equation.3 45  Vt / ciclu   1banda  Timpul de verde pentru acest sens de circulatie va fi : EMBED La fel se procedeaza si pentru calculul timpilor de semaforizare ale celorlalte sensuri de circulatie, tinand cont de numarul de benzi pe- acces 1 EMBED Equati2 benzi -tionanda - acces 2 EMBEDnte - 2 benzi - acces 2 EMBED Equation.3 da - acces 3 EMBED Equa- 2 benziuati banda Dupa calcululecare faza se fac concordari intre semafoarsa functioneze intr-un rmaruosescra Nm, numarul de veha intre in intersectie pe durata ciclului,n, timpii de verde EMBED Equation.3 Tv si timpii de rosu EMBED Equation.3 Tr sunt comformos:

Timpi de semaforizare - 3 Faze Acce s 1

2

3

Sensu l inaint e dreap ta inaint e stang a dreap ta stang a

Semaf or

Nt [Vt/h]

n [Vt/ciclu]

Tv [s]

Tr [s]

V1

1067

24

27

92

V2

763

17

46

73

V3

1537

35

63

56

V4

593

14

31

88

V5

224

5

31

88

V6

1866

42

46

73

t i rezulta din relatia (4) Timpii intermediari EMBED Equation.3 considerandu-se distantele parcurse de vehiculele antagoniste de la liniile de stop la punctele de conflict. - EMBED Equation.3 t i intre fazele 1/2 :

40 37   4.99 [s] 5,5 16,7 t gv1 > EMBED Equation.3 t i intre fazele 1/2 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3  nu este necesar timp de rosu general EMBED Equation.3 t i1si 4 

- EMBED Equation.3 t i intre fazele 2/3 : 42 44   5,00 [s] 5,5 16,7 t gv 2 = EMBED Equation.3 t i intre fazele 2/3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3  nu este necesar timp de rosu general EMBED Equation.3 t i 4si 6 

- EMBED Equation.3 t i intre fazele 3/1 : 30 33   3,47 5,5 16,7 EMBED Equation.3 t gv 3 > EMBED Equation.3 t i intre fazele 3/1 EMBED Equation.3  nu este necesar timp de rosu general. EMBED Equation.3 t i 6si1 

Durata ciclului se stabileste cu relatia (7) si timpii de verde din tabelul de mai sus astfel: F

F

f 1

f 1

EMBED Equation.3 Tc   t vf   t if = 24+14+42+5+5+5 = 119 [s] Cu datele calculate se determina diagrama de semafoarelor dupa cum urmeaza in figura de mai jos (fig.8)

Fig. 8

functionare

a

Timp galben dupa verde (s) Timp galben dupa rosu (s) Intersectia : T

5s 3s

Ciclul (s) : Tc=119s Plan de semaforizare nr.1

4.3.2.2 O alta varianta de semaforizare pentru aceeasi intersectie este ca cea din figura de mai jos (fig.9) : Figura 9

Reluand calculele pentru acelasi numar de benzi pe sens si aceeasi diagrama de trafic a intersectiei, obtinem urmatoarele valori ale timpilor de semaforizare:

Timpi de semaforizare - 3 Faze - Varianta 2 Acce s

Sensu l

inaint 1 e dreap ta inaint 2 e stang a dreap 3 ta stang a

Semaf or

Nt [Vt/h]

n [Vt/ciclu ]

[s]

Tv

Tr [s]

V1

1067

24

37

99

V2

763

17

37

99

V3

1537

35

38

98

V4

593

14

38

98

V5

224

5

46

90

V6

1866

42

46

90

Tinand cont ca timpii intermediari raman aceeasi, obtinem urmatoarea diagrama de functionare a semafoarelor :

Timp galben dupa verde (s) Timp galben dupa rosu (s) Intersectia : T

5s 3s

Ciclul (s) : Tc=136s Plan de semaforizare nr.2

Dupa cum se observa, la varianta a doua de semaforizare, durata unui ciclu de semaforizare este de 136 s, mai mare cu 17 secunde decat la prima varianta.Din acest motiv, prima varianta va asigura o fluidizare mai buna a traficului si va fi propusa pentru aplicare practica. Cu siguranta, pentru obtinerea unei fluidizari si mai bune si o durata cat mai mica a ciclului de semaforizare, se pot mari numarul de benzi pe sensurile cele mai aglomerate si se poate adopta o durata initiala a ciclului cat mai mica (minim 40s conform STAS 10144/6-89).

Capitolul 5 – REALIZAREA UNUI PROGRAM DE CALCUL AUTOMAT AL TIMPILOR DE SEMAFORIZARE Pentru simplificarea calculelor si micsorarea timpului de calcul, se va folosi un program de calcul realizat in excel, program in care se pot calcula atat timpii de semaforizare, timpii intermediar, cat si durata totala a unui ciclu de semaforizare. Programul poate fi utilizat atat pentru intersectii in “T” cat si in “cruce” - pentru intersectiile in “T”, se pot calcula timpii de semaforizare in doua variante de semaforizare la fel ca in partea anterioara a lucrarii ; - pentru intersectiile in “cruce”, se pot calcula timpii de semaforizare in doua sau patru faze de semaforizare, conform STAS 10144/6-89 5.1 Mod de utilizare al programului pentru calculul timpilor de semaforizare Programul este compus din 2 parti : - prima parte se utilizeaza pentru intersectiile in “T” - partea a doua se utilizeaza pentru intersectiile in “cruce” In prima parte a programului este reprezentat modelul unei intersectii in “T” cu numerotarile fiecarui acces al acesteia. In tabelul de sub reprezentarea grafica a modelului intersectiei sunt trecute numarul de masini care circula pe fiecare acces la ora de varf, precum si numarul de benzi alocate fiecarui sens de circulatie. Aceste valori sunt completate de catre utilizatorul programului, in urma efectuarii unui studiu de circulatie . In continuare, in program sunt reprezentate cele doua variante de semaforizare in trei faze, fiecare varianta avand cate o exemplificare grafica a modului de semaforizare. Prima varianta, la fel ca si in exemplul de calcul din STAS 10144/6-89 incepe cu adoptarea unei durate initiale a ciclului de semaforizare, cuprinsa intre limitele prevazute ale aceluiasi stas. Valoarea acestei durate este

introdusa de catre utilizator in tabelul de sub exemplificarea grafica a celor doua moduri de semaforizare. In tabelul urmator, sunt numerotate semafoarele pentru fiecare sens de circulatie, numarul vehiculelor care circula pe fiecare sens la ora de varv, numarul de vehicule care trebuie sa traverseze intersectia in perioada unui ciclu adoptat initial, timpii de verde si de ros pentru fiecare sens de circulatie, timpii intermediari precum si durata totala a unui ciclu .Toti acesti timpi sunt afisati automat de program in momentul introducerii numarului de vehicule care traverseaza intersectia pe fiecare sens in parte, a numarului de benzi pe fiecare sens de circulatie, precum si a duratei initiale a ciclului de semaforizare adoptata din STAS, pentru intersectiile in trei sau patru faze de semaforizare. In functie de acesti timpi calculati in mod automat de program, in continuare este reprezentata diagrama programului de funcor realizata cu functia chart wizard. Lampii de semaforizare precum si diagrama de functionare a traficului pentru varianta a doua a semaforizarii intersectiilor in “T”, tinandu-se cont de aceleasi valori pentru capacitatea intersectiei la ora de varf si a numarului de benzi alocate fiecarui sens de circulatie si nu in ultimul rand de modul de semaforizare. Pentru partea a doua a programului, mai exact pentru intersectiile in cruce, modul de utilizare este acelasi ca si la intersectia in “T” (partea I). Toate relatiile introduse pentru calculul timpilor de semaforizare au fost preluate din STAS 10144/6-89 care are ca domeniu de aplicare calculul capacitatii de circulatie a intersectiilor de strazi. 5.2 Concluzii finale In urma incercarii mai multor variante de calcul in programul mentionat mai sus