Vbogdanovic dodatak staroj knjizi iz teorije saobracajnog toka

425
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
425
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
13
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Vbogdanovic dodatak staroj knjizi iz teorije saobracajnog toka

  1. 1. 9 1.1. PRAKTIČNI POSTUPCI UTVRĐIVANJA PARAMETARA KRETANJA POJEDINAČNIH VOZILA Savremene tehnologije omogućile su razvoj razliĉitih ureĊaja za merenje parametara kretanja vozila. Savremeni automobili imaju ugraĊene ureĊaje koji prate trenutne parametre kretanja, a neki od tih podataka se koriste za poboljšanje stabilizacije vozila, definisanje reţima kretanja, davanje razliĉitih korisnih informacija vozaĉu itd. MeĊutim, zbog specifiĉne namene ovih ureĊaja i naĉina obrade podataka oni do sada nisu imali praktiĉnu primenu u teoriji saobraćajnog toka. Iz tog razloga postoje specijalni ureĊaji koji su konstruisani za merenje parametara kretanja vozila. Uglavnom su to dinamometarski, radarski, ili GPS ureĊaji, koji se lako ugraĊuju u vozila koji sluţe za utvrĊivanje razliĉitih parametara kretanja pojedinaĉnih vozila na postojećoj mreţi. Za utvrĊivanje parametara kretanja na planiranoj mreţi koriste se razliĉiti softverski paketi za simulaciju. Ovi paketi omogućavaju oĉitavanje odreĊenih parametara kretanja za sva vozila koja se nalaze na posmatranoj mreţi, najĉešće brzine kretanja. 1.1.1. MERENJE PARAMETARA KRETANJA VOZILA NA POSTOJEĆOJ MREŢI Merenje parametara kretanja pojedinaĉnih vozila na postojećoj mreţi moguće je vršiti razliĉitim ureĊajima koji se postavljaju na opitno vozilo. Za definisanje reţima kretanja najznaĉajnije je poznavanje brzine i ubrzanja. Razvoj komunikacione tehnologije omogućio je da se na trţištu pojave GPS ureĊaji koji sluţe za merenje razliĉitih parametara kretanja vozila na uliĉnoj mreţi. Slika Error! No text of specified style in document.-1. Izgled GPS uređaja PerformanceBox Sport. Jedan od ureĊaja koji se u praksi pokazao kao izuzetno pouzdan za merenje parametara kretanja vozila prikazan je na slici 1-11. Odsek za snimanje moţe biti deo vangradske deonice puta, a moţe biti i deo uliĉne mreţe prikazan na sledećoj slici.
  2. 2. Teorija saobraćajnog toka 10 Slika Error! No text of specified style in document.-2. Izgled odseka sa označenim karakterističnim tačkama Prilikom voţnje na izabranom odseku potrebno je brzinu i naĉin voţnje uskladiti sa kretanjem ostalih uĉesnika u saobraćajnom toku. Rezultat jednog merenja na prikazanom odseku dat je na slikama 1-13 i 1.14. Slika 1.–13. Grafički prikaz odnosa brzina-put na posmatranom odseku
  3. 3. Teorija saobraćajnog toka 11 Slika 1.–14. Grafički prikaz odnosa brzina-vreme na posmatranom odseku Navedeni ureĊaj, osim grafiĉkih prikaza omogućava i tabelarni prikaz rezultata merenja. U sledećoj tabeli dat je prikaz rezultata merenja na prikazanom odseku. Tabela 1.–1 Apsolutne i prosečne vrednosti parametara vremena, udaljenosti i brzine na posmatranom odseku Ukoliko se kretanje pojedinaĉnog vozila prilagodi brzini kretanja toka, u situaciji kada se merenje ponovi nekoliko puta u razliĉitim uslovima odvijanja saobraćaja, ovakva merenja mogu posluţiti i za utvrĊivanje parametara saobraćajnog toka na izabranom delu putne i uliĉne mreţe. Za utvrĊivanje ubrzanja mogu se koristiti elektronski dinamometri koji prave po nekoliko desetina merenja u sekundi. Slika 1.–15. Izgled akcelerometra VERICOM VC 400 Slika 1.–16. Izgled akcelerometra postavljenog na vetrobransko staklo Ovakvi ureĊaji omogućavaju formiranje digitalnih zapisa brzina i ubrzanja, odnosno usporenja na odreĊenim odsecima na kojima se vrši merenje
  4. 4. Teorija saobraćajnog toka 12 Slika 1.–17. Prikaz dijagrama izmerenih brzina i ubrzanja na posmatranom odseku 1.1.2. UTVRĐIVANJEM PARAMETARA KRETANJA U FUNKCIJI KARAKTERISTIKA PUTA NA POSTOJEĆOJ MREŢI Brzina kretanja vozila, kao i ubrzanje limitirano je uglavnom snagom motora i ureĊaja za prenos snage, tako da oni zavise od vrste i tipa vozila. Eksploatacijom se umanjuju performanse vozila, odnosno njegove vozno-dinamiĉke sposobnosti. MeĊutim, vrednosti brzina i ostalih parametara kretanja u realnom saobraćajnom toku zavisi od karakteristika puta i saobraćajnog toka. Najveći ograniĉavajući faktor ograniĉavanja kretanja vozila su horizontalne krivine. U horizontalnim krivinama javlja se dejstvo centrifugalnih sila koje teţe da udalje vozilo od centra krivine, a ravnoteţu im prave sile trenja. Ukoliko brzina preĊe kritiĉne vrednosti dolazi do isklizavanja vozila ka temenu krivine. Iz tog razloga za odseku puta sa horizontalnim krivinama utvrĊuje se vrednost maksimalne brzine koja se moţe ostvariti prema sledećem obrascu: [1-44] gde je: – polupreĉnik krivine (m) g – ubrzanje zemljine teţe (m/s2 ) – boĉno ubzanje – popreĉni nagib u krivini
  5. 5. Teorija saobraćajnog toka 13 Pored krivina, na veliĉinu brzine i ostalih parametara kretanja utiĉu karakteristike uzduţnog nagiba, odnosno veliĉina uzduţnog nagiba i duţina odseka na kojoj se on ostvaruje. Karakteristike uzduţnog nagiba posebno utiĉu na parametre kretanja kod vozila sa većom specifiĉnom masom, odnosno kod teretnih vozila Na sledećoj slici prikazan je uticaj uzduţnog nagiba na brzinu kretanja teretnog vozila specifiĉne mase 120 (kg/km). Slika 1.–18. Prikaz dijagrama karakterističnih vrednosti brzina teretnih vozila na deonicama sa uzdužnim nagibom 1.1.3. UTVRĐIVANJE PARAMETARA KRETANJA VOZILA NA PROJEKTOVANOJ MREŢI Na projektovanoj putnoj ili uliĉnoj mreţi parametri kretanja vozila mogu se utvrditi korišćenjem odgovarajućih analitiĉkih obrazaca, korišćenjem uopštenih tabliĉnih vrednosti, na bazi simulacionih modela. Analitiĉki obrasci i tabliĉne vrednosti koriste se na identiĉan naĉin kao za postojeću mreţu, uz uvaţavanje projektnih elemenata puta. Ograniĉavajući faktori kao i na postojećoj mreţi predstavljaju karakteristike popreĉnog profila puta, horizontalne trase i uzduţnog nagiba tako da se mogu primeniti iste tabliĉne vrednosti i isti obrasci. Razvoj raĉunara uslovio je pojavu programskih paketa pomoću kojih je moguće vršiti analize stanja na postojećoj i planiranoj putnoj i uliĉnoj mreţi. Danas se u
  6. 6. Teorija saobraćajnog toka 14 inţenjerskoj praksi koriste razliĉiti programi za analize i simulacije, a najĉešće koriste Trafficware Synchro Studio, Paramics, Visum, Vissim itd. Trafficware Synchro Studio – SimTraffic je posebno razvijen za inţenjere i transportne struĉnjake, on omogućava modelovanje kompleksnih raskrsnica i raskrsnica na putevima sa naknadnim prikazom rezultata u punoj 3D formi. Ovaj softver omogućava simulaciju saobraćajnih tokova i praćenje razliĉitih parametara kretanja vozila na prilazima raskrsnici. Slika 1.–19. Prikaz raskrsnice u Trafficware Paramics je višenamenski programski paket razvijan u zadnjih petnaest godina koji omogućava mikrosimulacije i vizuelizaciju saobraćaja na putnoj i uliĉnoj mreţi. Slika 1.–20. Prikaz dela mreže na kome se vrši simulacija u Paramics-u VISUM je kompleksan, sveobuhvatan i fleksibilan softverski sistem koji se
  7. 7. Teorija saobraćajnog toka 15 koristi za saobraćajno planiranje. U upotrebi je na svim kontinentima, koristi se za planiranje saobraćaja u gradovima, regijama, drţavama. Pošto je dizajniran za multimodalnu analizu on objedinjuje sve relevantne vidove transporta (automobile, teretna vozila, autobuse, pešake i bicikliste) u jedan konzistentan model mreţe. Ovaj softver sadrţi i mikroskopski sistem za simulaciju saobraćaja VISSIM, koji obezbeĊuje korisnicima izuzetno kvalitetnu paletu alata za modelovanje (simulaciju) i praćenju razliĉitih parametara na postojećoj i planiranoj mreţi. Slika 1.–21. 3D simulacija u VISSIM-u 2.2.1 ZAUZETOST Parametri saobraćajnog toka koji su prostorno vezani za deonicu puta, a vremenski za trenutak, kao što su srednja prostorna brzina, rastojanje sleĊenja i gustina se veoma teško mogu utvrditi neposrednim merenjem. Iz tog razloga se, odreĊenim postupcima, u okviru lokalnih merenja utvrĊuje pribliţna vrednost ovih parametara saobraćajnog toka koja je vezana za duţi vremenski interval snimanja od trenutka, koji je osnovna karakteristika prostorno zavisnih parametara saobraćajnog toka. Jedan od parametara saobraćajnog toka koji se utvrĊuje lokalnim merenjima i ima dimenziju gustine je Zauzetost (Occupancy). Zauzetost se definiše kao odnos izmeĊu perioda vremena u kome se vozila nalaze iznad posmatranog preseka puta u odnosu na ukupan vremenski period posmatranja T. Iz tog razloga, zauzetost ima više praktiĉni nego teorijski znaĉaj, vezan za odreĊeni postupak merenja kojim se utvrĊuju pribliţne srednje vrednosti gustine u odreĊenom periodu vremena.
  8. 8. Teorija saobraćajnog toka 16 Ukoliko se protok meri detektorom, za svako individualno vozilo vreme provedeno iznad detektora zavisi od brzine kretanja vozila njegove duţine i merne širine koju zazima detektor . Detektor registruje vreme od momenta prelazak prednjeg kraja vozila preko leve strane idnuktivnog kalema detektora, do momenta kada zadnji branik preĊe preko desne strane kalema detektora. U skladu sa prethodno navedenim, zauzetost se moţe izraziti sledećom matematiĉkom formulom 2-4 gde su: - duţina vozila, - duţina zone koju zahvata detektor, - srednja vremenska brzina vozila, T – period snimanja, Ukoliko prethodnu jednaĉinu pomnoţimo i podelimo sa brojem vozila N, prethodna jednaĉina će dobiti sledeći oblik: 2-5 Uzimajući u obzir relacije za protok srednju prostornu brzinu dobijamo da je. 2-6 odnosno: 2-7 Ako se zna da period T predstavlja zbir vremenskih intervala sleĊenja th, mnoţeći prethodnu relaciju sa dobija se: 2-8 2-9 Ukoliko se u obzir uzme proseĉna duţina vozila L, dobija se: 2-10 Ako se podsetimo da je , dobijamo da se zauzetost:moţe izraziti kao: 2-11
  9. 9. Teorija saobraćajnog toka 17 Ako se zna da je koncetracija, kao jedan od oblika gustine, dobijamo da je: 2-12 Ako uzmemo da je širina detektora konstanta, a da je proseĉna duţina automobila dobijamo da je: 2-13 gde je: konstanta Uzimajući u obzir prethodno navedeno, dobijamo da je: 2-14 Zauzetost i protok su parametri koji se relativno lako mogu meriti pa prikazana jednaĉina moţe posluţiti za odreĊivanje srednje prostorne brzine, parametra koji se znatno teţe moţe utvrditi neposrednim merenjem. Prethodne relacije vaţe i u sluĉaju kada duţina vozila varira, s tim što to treba uvaţiti u postupku proraĉuna. U sluĉaju kada je tok heterogen i u kome pored duţine znaĉajno variraju i brzine vozila, iskazani odnos brzine i protoka moţe biti donekle poremećen. 2.2.2 KONCENTRACIJA Pored zauzetosti, još jedan parametar toka koji se utvrĊuje lokalnim merenjima i ima dimenziju gustine u duţem vremenskom periodu je Koncentracija (Concentration). Gustina je u teoriji saobraćajnog toka mera koncentracije vozila na nekom odseku u trenutku, a koncetracija kao oblik gustine podrazumeva meru srednju vrednosti gustine u nekom periodu. Engleski nauĉnih Wardrop, J. G.1 istakao je da se saobraćajni tok moţe smatrati skupom pojedinaĉnih tokova, u kojima vozila putuju istom brzinom i pojavljuju se sluĉajno. Posebno je vaţno napomenuti da se u pojedinaĉnom toku sluĉajnost pojave mora odnositi na razmak izmeĊu vozila, kao i da sva vozila u njemu imaju konstantnu brzinu. Prema tome, na posmatranom odseku se u jednom trenutku 1 Wardrop, J. G. (1952) "Some theoretical aspects of road traffic research," Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Part II, 1, 325-378
  10. 10. Teorija saobraćajnog toka 18 zbog postojanja više razliĉitih pojedinaĉnih tokova moţe pojaviti više razliĉitih gustina. Isto tako, ako protok i brzinu merimo na više razliĉitih preseka posmatranog odseka, rezultati merenja, teorijski mogu biti razliĉiti. Što je udaljenost izmeĊu mernih taĉaka veća, a posmatrani tok reĊi, verovatnoća pojave razliĉitih rezultata je veća. Poznato je da se srednja prostorna brzina moţe izraĉunati na osnovu lokalnih merenja, praktiĉno merenja na preseku puta . U skladu sa tim, koncentracija se moţe definisali i kao odnos protoka i srednje prostorne brzine merene na jednom preseku puta u nekom periodu vremena. 2-15 Privremene koncentracije, kao i zauzetost moţe se meriti samo na kratkom delu odseka, manjem od minimalne duţine vozila, najĉešće korišćenjem induktivnog detektora kao mernog ureĊaja. Na duţim odsecima ovakva merenja, ne bi mogla zadovoljiti potrebnu preciznost, tako da nemaju ni teorijski ni praktiĉni znaĉaj. 1.1.1 KRITIĈNI INTERVAL SLEĐENJA VOZILA Prilikom proraĉuna kapaciteta raskrsnica jedan od parametara saobraćajnog toka koji u najvećoj meri utiĉe na kapacitet i nivo usluge je kritiĉni interval sleĊenja (critical gap) vozila. U teoriji saobraćajnog toka, kritiĉni vremenski interval sleĊenja definiše se kao minimalno potrebna veliĉina intervala sleĊenja u glavnom toku koja omogućava jednom vozilu iz sporednog toka prolazak kroz središte raskrsnice. Vozaĉi koji sa svojim vozilima vrše sporedni manevar (npr. skreću levo sa sporednog prilaza na kome je postavljen saobraćajni znak II-2 („Obavezno zaustavljanje – STOP“) koriste svaki interval sleĊenja koji je jednak ili veći od kritiĉnog da izvrše prolazak kroz središte raskrsnice. Kritiĉni interval sleĊenja obeleţava se sa ili . Veliĉinom kritiĉnog intervala sleĊenja bavili su se mnogi nauĉnici i utvrdili da on zavisi od mnogih faktora, kao što su vrsta i karakter sporednog manevra, veliĉina toka na glavnom prilazu, broj saobraćajnih traga, uzduţni nagib itd. U sledećoj tabeli date su vrednosti kritiĉnog intervala sleĊenja prema metodu HCM-20002 . 2 HIGHWAY CAPACITY MANUAL, Transportation Research Board, National Research Council, Washington D.C. 2000.
  11. 11. Teorija saobraćajnog toka 19 Tabela 2.1. Preporuke za kritiĉni interval sleĊenja prema HCM-2000. MANEVAR VOZILA KRITIĈNI INTERVAL SLEĐENJA s dvotraĉna napojna deonica ĉetvorotraĉna napojna deonica LEVO sa glavnog prilaza 4,1 4,1 DESNO sa sporednog prilaza 6,2 6,9 PRAVO sa sporednog prilaza 6,5 6,5 LEVO sa sporednog prilaza 7,1 7,5 1.1.2 VREME SLEĐENJA VOZILA U SPOREDNOM TOKU Vreme sleĊenja vozila u sporednom toku ili vreme kašnjenja u startu vozila na sporednom prilazu (follow-up time), definiše se kao vreme koje protekne od momenta kada prvo vozilo iz reda ĉekanja sa sporednog prilaza preĊe zaustavnu liniju i uĊe u središte raskrsnice do momenta kada sledeće vozilo preĊe zaustavnu liniju i uĊe u središte raskrsnice. Prema tome, vreme sleĊenja u sporednom toku ili vreme kašnjenja u startu, predstavlja period izmeĊu dva uzastopna ulaska vozila u središte raskrsnice iz reda ĉekanja, a sastoji se od: - vremena kretanja u redu ĉekanja i zauzimanja ĉeone pozicije - vremena osmatranja saobraćajne situacije i donošenja odluke od strane vozaĉa o nastavku kretanja kroz središte raskrsnice do starka Ovaj parametar obeleţava se sa i njegova veliĉina znaĉajno utiĉe na kapacitet prioritetnih raskrnsica. Što je sporedni manevar komplikovaniji, to je vreme osmatranja i donošenja odluke od strane vozaĉa duţe, pa je i vremenski interval sleĊenja, odnosno kašnjenja u startu, veće. Kao i za kritiĉni interval sleĊenja postoje razne preporuke o veliĉini ovog parametra. U sledećoj tabeli date su vrednosti ovog parametra prema preporukama HCM-2000.
  12. 12. Teorija saobraćajnog toka 20 Tabela 2.2. Preporuke za interval sleĊenja u sporednom toku prema HCM-2000. Manevar vozila Vreme sleĊenja [s] Levo sa glavnog prilaza 2,2 Desno sa sporednog prilaza 3,3 Pravo sa sporednog prilaza 4,0 Levo sa sporednog prilaza 3,5 1.2. RASTOJANJE SLEĐENJA VOZILA Sa praktiĉnog aspekta rastojanje sleĊenja vozila, kao pokazatelj-parametar saobraćajnog toka, predstavlja prostorni razmak izmeĊu ĉela dva uzastopna vozila u saobraćajnom toku u jednom smeru za jednosmerne saobraćajnice, odnosno u oba smera za dvosmerne saobraćajnice. Osnovni simbol za iskazivanje rastojanja sleĊenja je (Sh). Osnovna jedinica u kojoj se iskazuje rastojanja sleĊenja je metar (m). Sa gledišta realnih saobraćajnih tokova na odseku puta zavisno od naĉina posmatranja toka u odnosu na prostor i vreme razlikujemo: (a) Pojedinaĉna rastojanja izmeĊu uzastopnih vozila u saobraćajnom toku (Shi) koja su se našla u odreĊenom trenutku na posmatranom odseku (s); (b) Srednja vrednost trenutnih rastojanja izmeĊu svih vozila u saobraćajnom toku ( hS ) koja su se našla u odreĊenom trenutku na posmatranom odseku ili deonici puta (S). Slika Error! No text of specified style in document.-143. Rastojanje sleđenja između vozila u saobraćajnom toku (Shi) u određenom trenutku na
  13. 13. Teorija saobraćajnog toka 21 odseku (s) Rastojanje sleĊenja kao osnovni parametar saobraćajnog toka pogodan je za dublje razumevanje i opisivanje interakcijskih odnosa vozila u saobraćajnom toku, za prost tok ili za pojedine nizove u okviru sloţenog toka. Znaĉaj ovog parametra posebno se ogleda u definisanju matematskih modela za opisivanje saobraćajnih tokova. Sa teorijskog aspekta, tj. sa aspekta teorije saobraćajnog toka, rastojanje sleĊenja kao pokazatelj-parametar saobraćajnog toka predstavlja prostorni razmak izmeĊu ĉela uzastopnih jednakih voznih jedinica u jednom nizu koja se kreću u jednom smeru. Podrazumeva se da za upravljaĉima jednakih voznih jedinica (najpribliţnijih PA) sede vozaĉi jednakih psihofiziĉkih karakteristika koji u svakom trenutku jednako reaguju u voţnji. 1.1.3 RASTOJANJE U struĉnoj terminologiji za duţinu odseka (s) ĉesto se kratko kaţe rastojanje, što treba razlikovati od rastojanja sleĊenja vozila. Preciznije, rastojanje u teoriji saobraćajnog toka predstavlja duţinu odseka na kome se razmatraju uslovi kretanja motornih vozila, odnosno saobraćajnih tokova na mreţi drumskih saobraćajnica. Odsek je deo puta sa homogenim tehniĉko-eksploatacionim karakteristikama. Odsek je po pravilu manji od saobraćajne deonice, ili jednak sa saobraćajnom deonicom. Odsek puta moţe biti za jednosmerne saobraćajne tokove sa jednom ili više saobraćajnih traka, kao i za dvosmerni saobraćaj sa 2 ili više saobraćajnih traka. Odsek pravog puta bez uspona sa savremenim ravnim kolovozom dovoljne širine za kretanje jednog niza vozila u jednom smeru odgovara idealnim putnim uslovima. Ako se na ovakvom odseku kreće jednonizni jednosmerni tok putniĉkih vozila za te uslove se kaţe da su praktiĉno idealni uslovi. Osnovna jedinica za iskazivanje rastojanja u teoriji saobraćajnog toka jeste metar. Nije iskljuĉena i veća jedinica tj. kilometar. Osnovni simbol za obeleţavanje rastojanja jeste (S), a ĉesto se koriste i simboli (L) i (d). 1.3. MERENJE PARAMETARA SAOBRAĆAJNOG TOKA Merenje parametara i utvrĊivanje osobenosti saobraćajnog toka neophodno je za potrebe planiranja saobraćaja kao i za potrebe planiranja, projektovanja i
  14. 14. Teorija saobraćajnog toka 22 eksploatacije mreţe gradskih i vangradskih saobraćajnica. Upravljanje saobraćajem, spreĉavanje stvaranja zastoja na putnoj i uliĉnoj mreţi i brzo i efikasno delovanje u sluĉaju njihove pojave, nije moguće bez dobre informacione osnove o saobraćajnim tokovima. Od šezdesetih godina prošlog veka u svim razivijenim zemljama prate se karakteristike saobraćajnih tokova na mreţi drţavnih puteva. U poslednjim decenijama prošlog veka praćenje karakteristika saobraćajnog toka postaje neizbeţna aktivnost na svim vaţnijim putevima i ulicama. Danas se na gotovo svim novoprojektovanim semaforisanim raskrsnicama postavljaju detektorski ureĊaji za merenje parametara saobraćajnog toka. Za potrebe organizovanja Olimpijskih igara u Pekingu postavljeno je nekoliko hiljada razliĉitih ureĊaja za merenje parametara saobraćajnog toka. UreĊaji za merenje parametara saobraćajnog toka drastiĉno su se promenili u zadnjih dve decenije, meĊutim procedura merenja se kao i ranije svodi na3 : merenje na preseku, merenje na kratkom segmentu (duţina oko 10 m), merenje na odseku (duţina najmanje 500 m), merenje parametara toka snimanjem u pokretu (pokretni posmatraĉ), zonsko snimanje i merenje parametara toka primenom ITS tehnologije. Slika 2-15. Postupci snimanja parametara saobraćajnog toka 3 Fred L. Hall, Traffic Flow Theory, Chapter 2, Transportation Research Board, 1992, Washington D.C.
  15. 15. Teorija saobraćajnog toka 23 1.1.4 ISTORIJSKI RAZVOJ UREĐAJA ZA MERENJE PARAMETARA SAOBRAĆAJNOG TOKA Merenje parametara saobraćajnog toka zapoĉelo je i pre nego što su definisane osnovne zakonitosti koje vladaju u saobraćajnom toku, odnosno pre uspostavljanja Teorije saobraćajnog toka kao posebne nauĉne discipline. Prva manuelna brojanja i merenja protoka vršili su policajci u Njujorku i u nekim drugim gradovima istoĉne obale poĉetkom 20 veka. Prvi senzor za detektovanje vozila razvio je Charles Adler, Jr., koji je bio zaduţen za signalizaciju na Baltimorskoj ţeleznici. On je razvio senzor koji bi se aktivirao kada vozaĉ oglasi sirenu svoga automobila na lokaciji na kojoj su postavljeni ureĊaji za brojanje. Ovaj ureĊaj se sastojao od mikrofona montiranog u maloj kutiji postavljenoj na stub pokraj puta. Ovaj ureĊaj je prvi put instaliran 1928. godine na raskrsnici u Baltimoru. Adler je nastavio njegov rad sa zvuĉnim senzorima i 1931. godine predstavio je drugi detektor zvuka, koji se sastojao od šupljih ĉeliĉnih kutija koje su bile ugraĊene u neposrednoj blizini raskrsnica. Ove kutije pojaĉavale su zvuk toĉkova vozila koja su prolazila i usmeravale zvuk do mikrofona. Gotovo istovremeno Henry A. Haugh inţenjer elektrotehnike, razvio je senzor koji se aktivirao usled pritiska od toĉka, a sastojao se od dve metalne ploĉe ploĉe koje bi usled pritiska ostvarile kontakt i zatvorile strujni krug. Senzori ovog tipa je imao široku upotrebu više od 30 godina kao glavno sredstvo za detekciju vozila na raskrsnicama. Mehaniĉki problemi kontakta izmeĊu metalnih ploĉa doveli su do uvoĊenja elektro-pneumatskog senzora. Iako je ovaj ureĊaj našao primenu, zahtevao je visoke troškove instalacije, a detekcija vozila je bila ograniĉena veliĉinom vazdušnog talasa koji aktivira kapsulu koja vrši prebrojavanje vozila. Vremenom su se razvijali i drugi tipovi senzora za merenje parametara saobraćajnog toka. Prvo merenje parametara saobraćajnog toka meodoom pokretnog posmatraĉa izvršeno je 1954. god. od strane nauĉnika Wandropa i Charleswortha. Prvo neprekidno brojanje saobraćaja u periodu jedne godine u svetu izvršeno je 1950. god. u SAD pomoću automatskih brojaĉa saobraćaja, u Velikoj Britaniji 1956. god. Ovi podaci omogućili su da se uopšte zakonitosti neravnomernosti , a u našem regionu u Sloveniji 1975. god. UreĊaji za merenje parametara saobraćajnog toka rade na razliĉitim principima kao što su: Detekcija promene induktiviteta, Detekcija promene pritiska, Mikrotalasna detekcija, Video detekcija. Pored toga, postoje i ureĊaji koji rade na principu:
  16. 16. Teorija saobraćajnog toka 24 magnetne detekcije, pasivne i aktivne detekcije infrared talasa, detekcije promene zvuka. MeĊutim, ureĊaji koji rade na prethodno navedenim principima detekcije se trenutno znatno reĊe koriste u praksi. 1.1.5 INDUKTIVNI DETEKTORI Od samog otkrića induktivnih petlji u ranim šezdestim godinama prošloga veka, ova vrsta detektora je bila i do danas ostala najzastupljeniji naĉin detekcije vozila. Induktivni senzori, odnosno petlja ugraĊuju se u kolovoz, tako da se prolaskom vozila preko petlje menja njena induktivnost. Merenjem promene induktivnosti vrši se detekcija vozila u ureĊaju koji je povezan na iduktivnu petlju. Zavisno od gabarita vozila menja se induktivnost petlja, što omogućava sistemu da klasifikuje vozila prema kategoriji. Sadašnji sistemi koji rade na principu induktivnih petlji imaju siguran i stabilan rad koji nije ostljiv na promenu vremenskih uslova. Slika 2-16. Način postavljanja induktivnih petlji Prilikom instaliranja, u kolovoz se uvek postavljaju parovi induktivnih petlji na odreĊenom razmaku koji omogućava kvalitetno primanje signala u vidu promene induktivnosti. Na taj naĉin moguće je utvrditi: • kategoriju vozila (neki sistemi i do 25 kategorija, uobiĉajeno 8-9 kategorija), • brzina pojedinaĉnih vozila i srednju vremensku brzina saobraćajnog toka, • vremenski interval sleĊenja, • zauzetost. Na osnovu ovih parametara moguće je indirekno odrediti i ostale parametre
  17. 17. Teorija saobraćajnog toka 25 saobraćajnog toka. Pored toga detektorski ureĊaji mogu se koristiti i za utvrĊivanje: • reda ĉekanja ispred raskrsnica od zaustavne linije do najudaljenijeg detektora, • detektovanje najave radi produţenje faze ili izmene signalnog plana, • detektovanje incidentnih situacija (zastoja, saobraćajnih nezgoda), • detetkovanje specijalnih vozila (vozila javnog prevoza, hitne pomoći, vozila vatrogasne sluţbe i ostalih vozila u kojim se ugradi jednostavan dodatni ureĊaj). UreĊaji koji rade na principu merenja promene induktiviteta su veoma jednostavni i jeftini i zato su veoma rasprostanjeni na trţištu. Danas je ova vrsta ureĊaja dominanta na trţištu i gotovo svi automatski brojaĉi saobraćaja, prvenstveno zbog cene i stabilnog rada, rade na ovom principu. 1.1.6 PNEUMATSKI DETEKTORI Pneumatski detektori zasnovani su na principu merenje razlike pritisaka koja se stvara prilikom prolaska vozila preko posude (cevi-creva) u kojoj se nalazi fluid. Sliĉno kao kod induiktivnih detektora u zavisnosti od poloţaja posuda sa fluidom moţemo meriti: • kategoriju vozila • brzina pojedinaĉnih vozila i srednju vremensku brzina saobraćajnog toka, • vremenski interval sleĊenja, • zauzetost. Slika 2-17. Način postavljanja pneumatskih detektora Na slici je pokazan mobilni ureĊaj koji radi na principu promene pritiska u posudi U zavisnosti od potreba merenja posude sa fluidom se mogu postaviti na bliţem (merenje protoka) ili većem rastojanju (merenje brzine, rastojanja sleĊenja i
  18. 18. Teorija saobraćajnog toka 26 zauzetosti). 1.1.7 MIKROTALASNI (RADARSKI) DETEKTORI Mikrotalasni detektori rade na principu Doplerovog efekta i zbog toga oni mogu detektovati iskljuĉivo vozila u pokretu. Koriste se za merenje parametara saobraćajnog toka, kao i za detekciju vozila u cilju upravljanja saobraćajem. Taĉka detekcije moţe biti udaljena i do 100 m od ureĊaja, a neki ureĊaji omogućavaju detekciju na više saobraćajnih traka istovremeno. Za razliku od prethodno navedenih ureĊaja, radarski ureĊaji detektuju i smer kretanja vozila. Na ovaj naĉin, po potrebi, mogu se detektovati samo vozila koja se kreću u odreĊenom smeru i na taj naĉin se izbegavaju „laţne“ najave koje se kod induktivnih i pneumatskim ureĊaja rešavaju korišćenjem para petlji, odnosno posdude. Mikrotalasni detektor se lako montira i podešava, ĉak i u noćnim uslovima, jednostavan je za odrţavanje, ali su potrebni periodiĉni pregledi zbog ĉišćenja od smoga i prašine. Slika 2-18. Način postavljanja i izgled radarskog detektora Detektori rade na principu emitovanja mikrotalasnih signala malih snaga i razliĉitih frekvencija na taĉno definisanu zonu elipsastog oblika. Svaki detektovani objekat će reflektovati signal koji zavisi od vrste i tipa vozila koji se obraĊuje pomoću internog mikroraĉunara. Detektor moţe biti direktno vezan za upravljaĉki ureĊaj na raskrsnici ili se podaci mogu privremeno ĉuvati i po potrebi slati na potrebna mesta. Ovi ureĊaji se obiĉno montiraju sa boĉne strane kolovoza upravno na osu kolovoza, meĊutim, moguća je i montaţa iznad saobraćajne trake. UreĊaji mogu da se koriste na bilo kom tipu kolovozne konstrukcije, ĉak i makadamu, u tunelima i na mostovima, u svim vremenskim uslovima. Dosadašnja iskustva pokazuju da ovakvi ureĊaj, za razliku od drugih ureĊaja
  19. 19. Teorija saobraćajnog toka 27 mogu da rade dug vremenski period bez odrţavanja. 1.1.8 MERENJE PARAMETARA TOKA VIDEO DETEKCIJOM Tehnologija video detekcije vozila već se pokazala kao vrlo pouzdan naĉin detekcije vozila na raskrsnicama, a u prilog tome govori i nagli porast broja instaliranih video detektora u svetu, pogotovo zahvaljujući razvoju kompaktnih video detektora kod kojih se video kamera i mikroprocesor za obradu slike i videodetekciju nalaze u malom kompaktnom kućištu. Rad video detektora se bazira na mikroprocesorskoj tehnologiji digitalne obrade video signala. U fiksnom kadru saobraćajnice definišu se zone detekcije koje izgledom podsećaju na konfiguraciju induktivne petlje i zbog toga ĉesto nazivaju ''virtualnim petljama''. Osim po izgledu, mogućnosti i ''ponašanje'' virtualnih petlji najsliĉnije je pravim induktivnim petljama. U zonama detekcije (virtualnim petljama) moguće je detektovati vozila u pokretu ili mirovanju uz odreĊivanje smera kretanja vozila. Kombinovanjem detekcija u više zona moguće je detektovati razliĉite incidente kao što su zaustavljeno vozilo, voţnja u pogrešnom smeru i sl. Detekcija vozila se moţe ostvariti u svim normalnim svetlosnim i vremenskim uslovima. Jedan ovakav ureĊaj moţe da prati isti broj parametara kao osam induktivnih petlji, ali je nedostatak podloţnost uticaja nepovoljnih vremenskih prilika (jako sunce, magla...). Objekat na slici moţe biti lako detektovan ako ima dovoljno kontrasta u odnosu na pozadinu. Da bi se dobio dovoljan kontrast, oduzima se pozadina (Slika 20.) od slike na kojoj se ţeli detektovati i uzima se apsolutna vrednost dobijenog rezultata. Slika 2-19. Slika vozila sa stvarnom i oduzetom pozadinom Automobil na prethnodnoj slici je relativno tamne boje i iz tog razloga rezultat oduzimanja nije pogodan za detektovanje ivica. Da bi se objekat jasnije isticao i bio pogodan za detekciju ivica, podešava se kontrast. Za detektovanje broja vozila koriste se svi koraci iz segmentacije slike uz dodatak
  20. 20. Teorija saobraćajnog toka 28 algoritma koji spreĉava laţne detekcije. Na sledećoj slici prikazane su binarne slike automobila u tri uzastopna koraka detekcije. Slika 2-20. Binarne slike automobila Na tri uzastopne slike video niza jasno se vidi nestajanje automobila iz binarne slike što je rezultat uklanjanja svih objekata koji se dodiruju s ivicom slike. Obradom snimka na ovakav naĉin lako se moţe utvrditi protok, a postavljanjem granica zona i ostali parametri saobraćajnog toka.

×