ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ - 8ο Εξάμηνο - ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παντελής Κοπελιάς kopelias@uth.gr Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

2 Ενότητες 14 μαθήματα το 1 εκπαιδευτική επίσκεψη ή ομιλία από προσκεκλημένο επιστήμονα για θέμα της ύλης Ύλη Μαθήματος 1. «Οδοποιία, Η Διαχείριση των Οδικών Έργων», Αναστάσιος Μουρατίδης, University Studio Press, Θεσσαλονίκη Παραδόσεις Μαθήματος-Σημειώσεις Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 2

3 ΠΡΟΣΟΧΗ!!! Το βιβλίο καλύπτει μέρος της ύλης και κυρίως το θέμα «ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΗΣ ΥΠΟΔΟΜΗΣ». Το «...ΚΑΙ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ» καλύπτεται από τις παραδόσεις και τις σημειώσεις-slides που θα δοθούν Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 3

4 Ασκήσεις Οι ασκήσεις δίνονται και εξηγούνται στη διάρκεια των παραδόσεων Αφορούν τις επί μέρους ενότητες του μαθήματος Εάν δοθεί θέμα θα έχει τη μορφή πολλαπλών ασκήσεων και θα εξηγείται σταδιακά στη διάρκεια του εξαμήνου Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 4

5 E-class Θα αναρτηθούν οι παραδόσεις slides που θα διδάσκονται στη διάρκεια των μαθημάτων Θα αναρτηθούν οι κύριες ανακοινώσεις Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 5

6 Περιεχόμενο 1. Εισαγωγή, Έννοιες Διαχείρισης Υποδομής, Διαχείρισης Κυκλοφορίας. Transportation Asset Management, Λειτουργία Οδικής Υποδομής. Αναγκαιότητα, περιεχόμενο. Πάγια Οδού. Τεχνική και Οικονομική Διάσταση. 2. Τεχνολογίες και Συστήματα Διαχείρισης Οδού και Κυκλοφορίας. ITS εφαρμογές σε αστικά και υπεραστικά δίκτυα. Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας, Εξοπλισμός πεδίου. Εφαρμογές αστυνόμευσης και ελέγχου. Εφαρμογές καθοδήγησης και πληροφόρησης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 6

7 Περιεχόμενο 3. Ανασκόπηση θεωρίας κυκλοφοριακής ροής. Βασικές αρχές κυκλοφοριακής τεχνικής και θεωρίας ουρών. Ασκήσεις 4-5. Τεχνικές Διαχείρισης συμφορήσεων. Active Traffic Management, Managed Lanes, Ramp Metering. Όρια ταχύτητας. Συντονισμός σηματοδότησης, έξυπνοι σηματοδότες. 6. Διαχείριση Οδικών Συμβάντων. Μηχανισμός, Μέθοδοι επέμβασης, εμπλεκόμενες υπηρεσίες, στοιχεία υπολογισμού αποτελεσματικότητας, παραδείγματα, οφέλη και κόστη. Ασκήσεις. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 7

8 Περιεχόμενο 7-8. Συντήρηση Οδικής Υποδομής. Επιθεωρήσεις. Συντήρηση ρουτίνας. Ελαφριά και Βαριά Συντήρηση. Προγραμματισμός επεμβάσεων. Χρόνοι ζωής εξοπλισμού. Σύστημα Διαχείρισης οδοστρωμάτων. Λειτουργικά, επιφανειακά, δομικά χαρακτηριστικά. Φθορές. Μέθοδοι μέτρησης. Βελτιώσεις, επιδιορθώσεις. 9. Οικονομική διάσταση Διαχείρισης Υποδομής. Προγραμματισμός και Βέλτιστες λύσεις. Μέθοδοι υπολογισμού. Μέθοδος παρούσας αξίας. Προϋπολογισμός και έσοδα-έξοδα αναγκών διαχείρισης. Ασκήσεις Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 8

9 Περιεχόμενο Μέτρα Ήπιας Κυκλοφορίας. Σχεδιασμός και Λειτουργία πεζοδρομίων και δικτύων ροής πεζών. Ποδήλατο και ποδηλατόδρομοι. Διαχείριση Ζήτησης. Αστικοί δακτύλιοι. Κυκλοφοριακές ρυθμίσεις. Congestion pricing. Αποτίμηση παραδειγμάτων. 12. Διαχείριση Στάθμευσης. Είδη, Βασικές Αρχές Σχεδιασμού, Ελεγχόμενη Στάθμευση. Ασκήσεις 14. Έλεγχος Οδικής Ασφάλειας (Road Safety Audit). Μεθοδολογία. Χαρακτηριστικά. Πλεονεκτήματα μεθόδου. Στοιχεία υποδομής υπό έλεγχο. Συσχέτιση με επικινδυνότητα και ατυχήματα. Σήμανση και απόσπαση προσοχής οδηγού Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 9

10 Ορισμός «Η Διαχείριση της οδικής υποδομής ορίζεται ως η συστηματική διαδικασία λειτουργίας, συντήρησης και αναβάθμισης τηs υποδομής με αποτελεσματικό (κερδοφόρο) οικονομικά τρόπο. Συνδυάζει την τεχνική θεώρηση των μηχανικών και την μαθηματική ανάλυση με την πρακτική της αγοράς και την οικονομική θεωρία. Η συνολική ιδέα προχωράει πέρα από την καθιερωμένη αντίληψη για τη διαχείριση των υποδομών και περιλαμβάνει συνιστώσες όπως η συλλογή δεδομένων, η αξιολόγηση, η στρατηγική της ανάπτυξης. Απαιτεί επίσης ολοκληρωμένη θεώρηση και συνυπολογισμό των συνιστωσών ώστε η αποφάσεις να κατατείνουν στην μεγιστοποίηση των ωφελειών αφενός για τους φορείς των μεταφορών αφετέρου για τους χρήστες (πελάτες) μέσα από τον σαφή καθορισμό ρεαλιστικών στόχων οι οποίοι θα επιτευχθούν με αξιοποίηση όλων των διαθέσιμων πόρων» In the transportation world, asset management is defined as a systematic process of operating, maintaining, and upgrading transportation assets cost-effectively. It combines engineering and mathematical analyses with sound business practice and economic theory. The total asset management concept expands the scope of conventional infrastructure management systems by addressing the human element and other support assets as well as the physical plant (e.g. highway, transit systems, airports, etc.). Asset management systems are goaldriven and, like the traditional planning process, include components for data collection, strategy evaluation, program development, and feedback. The asset management model explicitly addresses integration of decisions made across all program areas. Its purpose is simple to maximize benefits of a transportation program to its customers and users, based on well-defined goals and with available resources. Organization for European Cooperation and Development (OECD) Working Group, Asset Management Systems, Project Description, 1999 ( Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 10 7

11 Σχηματική απεικόνιση διαδικασίας Στόχοι και Αντικείμενο Ανάλυση Εναλλακτικών & Ανάλυση Κόστους-Οφέλους Λήψη Αποφάσεων Αξιοποίηση & Κατανομή διαθέσιμων πόρων Προϋπολογισμός Εφαρμογή Παρακολούθηση Δεικτών Απόδοσης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 11 8

12 Γενικές Αρχές- Ερωτήματα Ποιοι είναι οι στόχοι μας; Τι περιλαμβάνεται στα «πάγια» μας; Ποια είναι η αξία των παγίων, ποιους εξυπηρετούν; Ποια είναι η κατάστασή τους και ποια επί μέρους σκοπούς η πρόβλεψη για αυτήν; Πώς μπορούμε να επιδιορθώσουμε, συντηρήσουμε και βελτιώσουμε την υποδομή ώστε να μεγιστοποιήσουμε το χρόνο ζωής με ταυτόχρονη ωφέλεια για τους χρήστες οδού; Ποιοι είναι οι διαθέσιμοι πόροι, ποιες οι προβλεπόμενες δαπάνες αλλά και ποια η μελλοντική δυνατότητα χρηματοδότησης; Ποιες είναι οι συνέπειες από την μη συντήρηση της υποδομής; Πώς διαχειριζόμαστε την υποδομή ώστε να μειωθεί η επίδραση στους χρήστες οδού κατά τη διάρκεια των επεμβάσεων ή των αντικαταστάσεων τμημάτων και εξοπλισμού της υποδομής; Πώς παρακολουθούμε την αποτελεσματικότητα των αποφάσεων και της υλοποίησης των προγραμμάτων; Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 12 9

13 Παράδειγμα: Οδοστρώματα Σύστημα Διαχείρισης Οδοστρωμάτων (PMS) Μηχανισμοί-χρονοδιάγραμμα επιθεωρήσεων Συλλογή στοιχείων- Μετρήσεις - Βάσεις Κριτήρια Αξιολόγησης Επιλογή Χρόνου-Μεθόδου Επέμβασης Αξιολόγηση Επέμβασης Δεδομένων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 13 4

14 Παράδειγμα: Οδοστρώματα Χαρακτηριστικά Αξιολόγησης Λειτουργικά (ομαλότητα, υφή, ολισθηρότητα, κλπ) Δομικά (αντοχή, πάχη στρώσεων, καταλληλότητα μιγμάτων κλπ) 3. ΕΠΙΛΟΓΗ ΧΡΟΝΟΥ ΕΠΕΜΒΑΣΗΣ 1. ΒΛΑΒΗ 2. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 14 5

15 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 15

16 Οδική Υποδομή Εξοπλισμός και Μέρη Οδού (1/3) Οδόστρωμα Σήμανση Κατακόρυφη (πινακίδες) Οριζόντια (διαγραμμίσεις) Σηματοδότηση Εξοπλισμός ασφάλειας (πχ στηθαία ασφαλείας, διαχωριστικές νησίδες) Δίκτυα Ηλεκτροδότηση (δίκτυα παροχών, γεννήτριες κλπ) Επικοινωνίες (πχ κεραίες τηλεφωνίας) Μετάδοση Δεδομένων (πχ οπτικές ίνες) Ύδρευση Πυρόσβεση Άρδευση Αποχέτευση Απορροή Ομβρίων Σήραγγες και ειδικός εξοπλισμός Γέφυρες και ειδικός εξοπλισμός 12 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 16

17 Οδική Υποδομή Εξοπλισμός και Μέρη Οδού (2/3) Λοιπά τεχνικά έργα Εξοπλισμός προστασίας περιβάλλοντος (πχ ηχοπετάσματα) Φυτεύσεις και πράσινο Συστήματα ITS (πεδίου και εσωτερικά) Παρακολούθησης Κυκλοφορίας Μετρήσεις Κυκλοφοριακών Δεδομένων (φόρτος, ταχύτητα, κατάληψη) Ανίχνευσης Συμβάντων Μετάδοσης πληροφοριών στους χρήστες εντός/εκτός οχήματος Λοιπός ΗΗΜ εξοπλισμός Φωτισμός Σύστημα παρακολούθησης και ελέγχου (SCADA) Κτιριακές εγκαταστάσεις και Υποδομές (Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας, Σταθμοί οχημάτων, Κτίρια Υπηρεσιών έκτακτης Ανάγκης, Μετεωρολογικοί Σταθμοί κλπ) Οχήματα Συντήρησης Πυρόσβεσης -Μηχανήματα Έργου-Περιπολίας-Εκχιονισμού 13 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 17

18 Οδική Υποδομή Εξοπλισμός και Μέρη Οδού (3/3)...αλλά και Συστήματα Διαχείρισης Κυκλοφορίας, Σηματοδότησης Βάσεις Δεδομένων και Πληροφοριών Εφαρμογές και Λογισμικά Ανθρώπινο δυναμικό Νόμοι, κανονιστικό πλαίσιο, προδιαγραφές Εσωτερικές Διαδικασίες, Κανονισμοί 14 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 18

19 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Μετρητές κυκλοφορίας Loop / virtual detectors Φυσικά Διαχωριστικά New Jersey(πλαστικά και τσιμεντένια) και κώνοι Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 15 19

20 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Πινακίδες Μεταβλητών Μηνυμάτων, πικτογράμματα, πινακίδες ελέγχου λωρίδας 20

21 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Φυτεύσεις, Αποκατάσταση τοπίου και ενδιαιτημάτων, ηχοπροστασία, χιονοπροστασία Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 21 17

22 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) CCTV έλεγχος κυκλοφορίας, ανίχνευση συμβάντων/ατυχημάτων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 22 18

23 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Κέντρα Ελέγχου - Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 19 23

24 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Εξοπλισμός σηράγγων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 24 20

25 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Εξοπλισμός σηράγγων 21 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 25

26 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Μηχανήματα Έργου και λοιπά Οχήματα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 26

27 Εξοπλισμός και είδη Οδικής Υποδομής (παραδείγματα) Βάσεις Δεδομένων, Εφαρμογές Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 27 24

28 Κατάταξη οδικού δικτύου Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 28

29 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 29

30 ΟΜΟΕ - ΛΚΟΔ Ημιαστικές και Αστικές οδοί Υπεραστικές οδοί Αστικές οδοί Χαρακτηρισμός οδού Κατηγορία οδού Εύρος ταχυτήτων διαδρομής [km/h] εργάσιμες ημέρες ημέρες αργιών περίοδοι διακοπών Αυτο/δρομος-Οδός ταχείας κυκλοφ. Α Ι Οδός μεταξύ νομών / επαρχιών Α ΙΙ Οδός μεταξύ επαρχιών/οικισμών Α ΙΙΙ Οδός μεταξύ μικρών οικισμών Συλλεκτήρια οδός Α ΙV Δευτερεύουσα οδός Αγροτική οδός Τριτεύουσα οδός Δασική οδός A V καμία καμία Καμία A VI καμία καμία Καμία Αστικός αυτοκινητόδρομος B I Αστική οδός ταχείας κυκλοφορίας B II Αστική αρτηρία B III Κύρια συλλεκτήρια οδός B IV Αστική αρτηρία Γ ΙΙΙ Κύρια συλλεκτήρια οδός Γ ΙV Συλλεκτήρια οδός Δ ΙV Τοπική οδός Δ V καμία καμία καμία Τοπική οδός E V καμία καμία καμία Τοπική οδός κατοικιών Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας E VI καμία καμία καμία 30

31 Γιατί η οργανωμένη αντιμετώπιση και ΔιαχείρισηςΥποδομής ως ολότητας; Αύξηση δείκτη ιδιοκτησίας - Αύξηση κυκλοφορίας Κορεσμός δικτύων Επιπτώσεις σε Κόστη και Περιβάλλον Νέες Υποδομές Νέοι τρόποι Χρηματοδότησης Οδική Ασφάλεια Νέες Τεχνολογίες Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 31 3

32 Γιατί? Πηγή: Freeway Management & Operations Handbook, FHWA, 2003, Δες επίσης: Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 32

33 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ - 8ο Εξάμηνο - ΜΑΘΗΜΑ 2 ο : Τεχνολογίες Διαχείρισης Οδικής Υποδομής και Κυκλοφορίας Παντελής Κοπελιάς kopelias@uth.gr

34 Growing Congestion ,6 1,4 1,37 6 1,2 1, ,5 1 0,8 0,6 0,4 0, Length of Rush Hour (in hours) Rush Hour Travel Time/ Free Flow Travel Time 103% increase 55% increase 21% increase Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 34

35 Limited Public Resources Year-of-Expenditure Dollars (in Billions) Cost to Improve Cost to Maintain Year Source: U.S. Chamber Funding Highway and Public Transportation Study (2005) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 35

36 Trends: Explosion of Technology Previous World Current World Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 36

37 Explosion of Information Technology 2B 1.5B Source: Gary Grube, Motorola (2007) 820M 190M 50+M 50M Mobile Wireless Devices TVs PCs Game Boys ipods PDAs Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 37

38 Oct 1986 Sacramento ct 1986 cramento Mar 1988 Berkeley ar 1988 rkeley July 1989 Berkeley ly 1989 rkeley Feb 1989 San Antonio Feb 1989 San Antonio Oct 1988 Ann Arbor Nov 1989 Washington DC March 1990 Nov 1989 Ann Arbor Dallas Washington Berkeley DC March 1990 Ann Arbor Dallas Berkeley Oct 1988 Ann Arbor The Intermodal Surface Transportation Efficiency Act of 1991 (Public Law ; ISTEA, pronounced Ice-Tea) is a United States federal law that posed a major change to transportation planning and policy, as the first U.S. federal legislation on the subject in the post-interstate Highway System era. It presented an overall intermodal approach to highway and transit funding with collaborative planning requirements, giving significant additional powers to metropolitan planning organizations April 1989 Cambridge April 1989 Cambridge Nov 1987 Washington DC Nov 1987 Washington June DC 1988 Washington DC June 1988 Mobility 2000 Washington Aug 1989 DC Mobility Washington 2000 DC Aug 1989 Jan 1991 Washington Washington DC DC Jan 1991 IVHS America Washington DC IVHS America Genesis of ITS - Legislation ISTEA 1991 TEA 21, 1999 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

39 ITS User Services Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 39

40 1. Travel and Traffic Management 1.1 Pre-Trip Travel Information 1.2 En-Route Driver Information 1.3 Route Guidance 1.4 Ride Matching and Reservation 1.5 Traveler Services Information 1.6 Traffic Control 1.7 Incident Management 1.8 Travel Demand Management 1.9 Emissions Testing and Mitigation 1.10 Highway-Rail Intersection Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 40

41 2. Public Transportation Management 2.1 Public Transportation Management 2.2 En-route Transit Information 2.3 Personalized Public Transit 2.4 Public Travel Security 3. Electronic Payment 3.1 Electronic Payment Services 4. Commercial Vehicle Operations 4.1 Commercial Vehicle Electronic Clearance 4.2 Automated Roadside Safety Inspection 4.3 On-Board Safety and Security Monitoring 4.4 Commercial Vehicle Administrative Processes 4.5 Hazardous Materials Security and Incident Response 4.6 Freight Mobility Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 41

42 5. Emergency Management 5.1 Emergency Notification and Personal Security 5.2 Emergency Vehicle Management 5.3 Disaster Response and Evacuation 6. Advanced Vehicle Safety Systems 6.1 Longitudinal Collision Avoidance 6.2 Lateral Collision Avoidance 6.3 Intersection Collision Avoidance 6.4 Vision Enhancement for Crash Avoidance 6.5 Safety Readiness 6.6 Pre-Crash Restraint Deployment 6.7 Automated Vehicle Operations 7. Information Management 7.1 Archived Data 8. Maintenance and Construction Management 8.1 Maintenance and Construction Operations Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 42

43 Εφαρμογές σε Αυτοκινητόδρομους (1) Συστήματα εντοπισμού και διαχείρισης συμβάντων (πχ. ατύχημα σε σήραγγα αυτοκινητοδρόμου) Εφαρμογές συλλογής και διαχείρισης πληροφορίας για την κυκλοφορία Συστήματα πληροφόρησης των οδηγών με VMS (πχ. για συμβάν, χρόνο διαδρομής, καιρικά φαινόμενα κλπ.) Συστήματα εξατομικευμένης πληροφόρησης οδηγών μέσα στο όχημα Υπηρεσίες πληροφόρησης και υποστήριξης επαγγελματιών οδηγών για χώρους στάθμευσης, ανεφοδιασμού, επικίνδυνα σημεία κλπ. Συστήματα υποβοήθησης της οδήγησης εντός του οχήματος Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 43

44 Εφαρμογές σε Αυτοκινητόδρομους (2) Υπηρεσίες e-call δηλαδή τηλεφωνικοί αριθμοί έκτακτης ανάγκης Ηλεκτρονικά συστήματα για αστυνόμευση πχ. παρακολούθηση τήρησης ορίων ταχύτητας, παράνομη είσοδος στη Λωρίδα Έκτακτης Ανάγκης (ΛΕΑ), είσοδος σε αυτοκινητόδρομο υπέρβαρου ή υπερμεγέθους οχήματος με αυτόματο έλεγχο βάρους/ύψους κλπ. Μεταβαλλόμενα όρια ταχύτητας ανάλογα με τις κυκλοφοριακές συνθήκες με σκοπό την εξομάλυνση της κυκλοφορίας Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 44

45 Εφαρμογές σε Αυτοκινητόδρομους (3) Επιλεκτική χρήση της ΛΕΑ για εξομάλυνση της κυκλοφοριακής ροής σε κορεσμένο τμήμα αυτοκινητόδρομου με χρήση VMS που ενεργοποιείται αυτόματα από το Κέντρο Διαχείρισης Κυκλοφορίας του αυτοκινητόδρομου όταν ο κυκλοφοριακός φόρτος υπερβεί συγκεκριμένα και προκαθορισμένα όρια Συστήματα ελέγχου προσβάσεων σε αυτοκινητόδρομους ανάλογα με τις εκάστοτε κυκλοφοριακές συνθήκες (Ramp metering) Ηλεκτρονικά διόδια (αυτόματη πληρωμή με πομποδέκτη τη στιγμή διέλευσης του οχήματος από σταθμό διοδίων είτε με μπάρα είτε χωρίς μπάρα με φωτογράφιση του οχήματος) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 45

46 ITS Benefits Time Savings Improved Throughput Reduced Crashes and Fatalities Cost Avoidance Increased Customer Satisfaction Energy and Environmental Benefits Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 46

47 47

48 Video Image Processing Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 48

49 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 49

50 Radar Detectors Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 50

51 Radar Detectors and.infrared, acoustic, ultrasonic Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 51

52 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Indiana DOT Gary, Indiana, United States 52

53 Washington DOT Seattle, Washington, United States Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 53

54 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 54

55 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 55

56 56 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

57 Εξοπλισμός σηράγγων 57 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

58 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Κέντρα Ελέγχου - Κέντρα Διαχείρισης Κυκλοφορίας

59 Πηγή:Freeway Management and Operations handbook, FHWA, 2003 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 59

60 Κυκλοφοριακή Συμφόρηση Το πρόβλημα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 60

61 Κυκλοφοριακή Συμφόρηση σε αυτοκινητόδορμο Ζήτηση> Προσφοράς Προσφορά = Κυκλοφοριακή ικανότητα διατομής Καθυστέρηση: Ο επιπλέον χρόνος μετακίνησης σε σχέση με το χρόνο της ταχύτητας ελεύθερης ροής Αιτίες: Αυξημένη ζήτηση (Recurrent Congestion) Συμβάντα/Ατυχήματα/ Καιρικές Συνθήκες/ Λοιπά γεγονότα (Non-Recurrent Congestion) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 61

62 Επίδραση Συμβάντων στην Κυκλοφορία αυτοκινητοδρόμου Κυκλοφοριακή ικανότητα (οχήματα ανά ώρα) σε αποκλεισμό λωρίδας με θεωρητική ικανότητα 2,250 οχημάτων ανά λωρίδα Αριθμός λωρίδων διατομής 2 Αριθμός κλειστών λωρίδων Ο αποκλεισμός 1 λωρίδας εκ των 3 συνολικά επιφέρει μείωση της κυκλοφοριακής ικανότητας κατά 50% Από 3x2250 = 6750 σε 3308 δηλαδή <50% ουρά οχημάτων που εκτείνεται σε 8 με 10 χιλιόμετρα με αποφόρτιση (σταθερή ζήτηση) 4 ώρες Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 62

63 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 63

64 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 64

65 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 65

66 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 66

67 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 67

68 Δημιουργία Ουράς -Διαγραμματική Απεικόνιση (input-output queuing diagram) Αρ. οχημάτων Καθυστερήσεις λόγω αυξημένης ζήτησης - Recurrent Delay Αφίξεις - Arrival Rate Αναχωρήσεις - Departure Rate V2 Ουρά Καθυστέρηση Λήξη Συμβάντος V1 Συμβάν Καθυστερήσεις λόγω συμβάντος - Non- Recurrent Delay t1 t2 Χρόνος Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 68

69 Bottlenecks Causes Capacity reduction (lane drops, grades, curves, lateral clearances) Demand > capacity (merging, diverging, weaving) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 69

70 7:30 AM bottleneck US-101 I-710 I-605 I-210 COUNTY LINE Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 70

71 Volume (Flow Rate) 8000 vph 60 mph Speed US-101 I-710 I-605 I-210 COUNTY LINE Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 71

72 Διάγραμμα Ταχύτητας - Φόρτου Ταχύτητα οχ/ώρα Φόρτος Εξαγόμενα: α) Πραγματική/ Λειτουργική Χωρητικότητα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας β) Ταχύτητα Ελεύθερης Ροής και έναρξης συμφόρησης 72

73 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 73

74 Πρακτικές Αντιμετώπισης Διαχείριση Κυκλοφορίας/ Διαχείριση Συμβάντων Διαχείριση Ζήτησης Πολιτικές τιμολόγησης Περιορισμός μετακινήσεων ΙΧ Active Traffic Management Πληροφόρηση Οδηγών Όρια Ταχύτητας Χρήση Λωρίδας Έκτακτης Ανάγκης ΗΟV λωρίδες Ramp Metering Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 74

75 M42 Active Traffic Management Pilot Project Presentation by David Grant Head of ATM Project Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 75

76 M42 Birmingham England Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 76

77 Drivers facing increasing challenges: Traffic set to rise by 29% by 2010 in UK Causes of congestion road works 10% accidents 25% volume of traffic 65% Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 77

78 Building on Best Practice UK M25 Controlled Motorways scheme mandatory speed limits in response to traffic conditions Motorway Incident Detection Automatic Signalling (MIDAS) Ramp metering regulates access onto the motorway at peak times Use of hard shoulder in road works Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 78

79 What is Active Traffic Management? Part of a series of proactive traffic management tools managing the network and reducing congestion or signs, signals and on road resources to improve the driving experience Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 79

80 Why Pilot ATM on M42? Problems and issues of this road Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 80

81 Lightweight Gantries Lightweight steel lattice girder gantries generally spanning both carriageways and without any maintenance access Installed during a series of overnight closures Designed to carry all of or a combination of: MS4 variable message signs Advanced message indicators (Maximum 8 off) Fixed Directional signs CCTV camera Enforcement equipment Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 81

82 Emergency Refuge Areas Standard layby design but tapers reversed Essential safety measure when hard shoulder running in operation Vehicles will be detected on entry by operator Contain CCTV, detection technology and emergency telephone Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 82

83 Lighting RCC operator having full visibility to operate hard shoulder running safely Meets HA standard and requirement for D4 running Light source (high pressure sodium) Lighting on the slip roads is full cut off glass lanterns on 12m columns with 2m brackets and a tilt of 0 deg. The existing deep bowl lanterns at the various junctions replaced with full cut off lanterns on existing columns. A remote monitoring / switching system installed and integrated with the motorway communications system. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 83

84 Emergency Telephones Linked directly to Regional Control Centre Available in every ERA at 500m intervals Multi lingual controls Text facility for disabled drivers Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Ergonomically designed 84

85 Lane Specific Signals Signal Indicator over every usable lane Indicators depict speed limits and driver instructions Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Enhanced features including Clearer displays for better viewing Simple to replace if damaged Operated by ATM control system from Regional Control Centre 85

86 Faster incident detection Comprehensive CCTV coverage including Fixed cameras Pan, Tilt and Zoom CCTV, monitored from a dedicated control room Gantry mounted and individually mounted Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 86

87 Emergency Refuge Areas Fixed Signing Located prior to and within ERA s Covered by changes to Law through SI To alert drivers to the location of the ERA To discourage drivers from stopping in an ERA unnecessarily Identify location of Emergency Roadside Telephones Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 87

88 MS4 Driver Information Panels Provide road users with on road information Strategic information over wider network area Tactical information locally Able to provide text and picture information Fixed to lightweight gantries Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 88

89 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Fixed signs Enhanced directional signing for clarity to travellers Directional signing by location. Fixed signs identifying start and end of ATM section. Fixed signing indicating speed enforcement. 89

90 CCTV camera Lighting Columns MS4 driver Information panel Fixed direction signing Lane specific signals CEC cabinet Emergency Roadside Telephone Lightweight Gantries MIDAS Emergency Refuge areas Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Hard Shoulder running 90

91 SPEED HARMONIZATION Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 91

92 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 92

93 Παραδείγματα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 93

94 Ramp Metering Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 94

95 Παραδείγματα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 95

96 Ys&list=FLaum3JG-UJ0mOss910tkF_w PTV, ramp metering, etc Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 96

97 INCIDENT Management Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 97

98 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 98

99 What will happen during an incident? Detection technology will alert ATM operators to incidents Incident support units and traffic officers will respond Message signs will warn drivers Operators will verify and close lanes to protect the incident Emergency services will access via closed lanes Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 99

100 Incident Detection Algorithms: Overview (1) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 100

101 UJ0mOss910tkF_w- Incident 2 right lanes blocked Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 101

102 Surveillance/Navigation Systems I Overview Loop Detectors Measurements Applications 102

103 Examples: Fixed Embedded Sensors Loops 6 x6 Double loops: 14 apart Magnetometer Bridge decks 103

104 Loop Detector System Configuration Loop Lead Detector Card Field Controller 170 controller aggregates raw data into 30 sec values TMC Interface Data checking, aggregation & storage Phone Line Data transmission at 1200 baud FEP (Front End Processor) 104

105 30 sec values/lane Individual Loop Detector: Raw Data count: #veh/30 sec occupancy: time detector ON 30 sec 2880 samples/day 30 sec values/lane User count: may download text file #veh/30 sec import occupancy: to other tools (spreadsheets) time detector ON 30 sec 2880 samples/day User may download text file import to other tools (spreadsheets) 105

106 Using Surveillance Data System State--Monitoring Volume, speed, density (Occupancy) Bottleneck identification Control Ramp metering Signal control (intersections) Incident Detection Advanced Applications: Vehicle Matching (Signatures, Re-identification) Vehicle Tracking (Trajectories) Travel Time Estimation O-D patterns 106

107 Contour Plots Data: Speeds from Loop Detectors Bottleneck Location Duration of Congestion Queue 107

108 Traffic Responsive Ramp Control 108

109 Traffic Actuated Signal Control Calling & Extension Detectors 109

110 Traffic Responsive Signal Control System Detectors

111 Video Image Processing Video image processing detectors use artificial intelligence algorithms, embedded in both device hardware and software, to analyze the video image Virtual loop detectors Wide area detection Freeways Traffic signals 111

112 Video Image Processing : Vehicle Tracking 1. Background Subtraction 2. Point Feature Tracker Detect and track corners Group into vehicle trajectories Stitch trajectories from all cameras 3. Vehicle Tracker Stitch frames from multiple cameras Detect vehicles in first camera Track across all cameras 112

113 Radar Detectors (1) 113

114 Automatic Vehicle Identification (AVI) Transit Vehicles Electronic toll collection (ETC) Travel times Reader/ Antenna Tag (TRANsmitter/reSPONDER)

115 AVI Applications Electronic Toll Collection (ETC) Travel Times Time to travel distance between readers New York: TRANSMIT system Houston SF Bay Area (511) Incident Detection Deviation from historical/current travel times 115

116 Transmit System--New York Sample Size Requirements: Travel time: 3-5% of vehicles Incident Detection: 10% of vehicles 116

117 SF Bay Area: Travel Times from Toll Tags (MTC 511) 117

118 Houston: Travel Times from Car Tags 118

119 In-Car Navigation Where I am /Give me directions Dead Reckoning Systems Autonomous Odometer/Wheel Sensors Differential Odometer Map Matching Proximity Systems (Radio signals) GPS Based Systems The ETAK Navigator, 1985

120 The Networked Traveler An information network that harnesses the mobile internet to connect travel information with those who need it. SafeTrip-21 A Federal initiative to support deployment of technology that improves safety and decreases gridlock on America s roadways. 120

121 HOW DOES IT WORK? 121

122 Part 1: You are the Traveler 122

123 Situational Awareness Speed Limits Traffic Signal Timing 123

124 Part 2: Bus Passenger (1) 124

125 Part 2: Bus Passenger (2) Updated Arrival Time Next Stop Alerts: Signals Arrival at Desired Destination 125

126 Part 2: Bus Passenger (3) Hydrocarbon Savings Calculations Using Public Transportation 126

127 Pedestrian Crossing: Watch out for Me! 127

128 The Networked Traveler Tell me about my trip Assists travelers with: Transit information Smart Parking Casual carpool connections Driving-to-transit connections 128

129 The Networked Traveler Assists travelers with: Tell me about the road Real-time transit schedule updates Developing congestion alerts Next-stop alerts Signal priority control Fuel efficient driving choices 129

130 The Networked Traveler Watch out for me! Can improve safety for: Pedestrians Work zone crews Buses Stranded motorists All drivers, by heightening situational awareness to intersections, developing road conditions, and speed zones 130

131 Mobility Applications for VII (FHWA BAA 2007) 131

132 Multimodal Information 132

133 Κέντρα ελέγχου και διαχείρισης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 133

134 ITS Implementation Transportation Management Centers (TMCs) Concept of Operations Systems Engineering 134

135 Overview TMC a center or hub for: gathering & sharing information making operational & management decisions implementing control strategies Centralized (Physical location) vs. Decentralized (Virtual) Basic Activities Monitoring Event Management Traveler Services Support 135

136 Background: Toronto,

137 Background: Toronto,

138 Background: Los Angeles, today 138

139 Background: Los Angeles Fwys, mile loop 139

140 Background: Los Angeles Fwys, today 140

141 TMCs: Physical Design (1) Key Factors/Requirements: Number of agencies using the TMC Hours/days of operation Type of information displays that will be used in the center Types of monitoring and control strategies used by the system Security requirements Need for media and public access Communications & dispatch functions Emergency operations Typical TMC work areas: Operations room Computer & peripheral area Communications area Reception area Gallery for viewing/training Conference room Support offices Break room Media room 141

142 TMCs: Physical Design (2) Wide variation in TMC size Examples: TransGuide in San Antonio, and Transtar in Houston, Texas, occupy 52,000 ft 2 Minneapolis TMC, Minnesota occupies 10,000 ft 2 142

143 TMCs: Operator Workstations 143

144 TMCs: User Interfaces Design Steps/ Criteria: Develop an interface concept Develop criteria for design/evaluation Develop look & feel Initial testing through simulation User evaluation & acceptance testing Develop interface for full system 144

145 TMCs: Examples (1) 145

146 TMCs: Examples (2) 146

147 Τεχνική Αστυνόμευση 147

148 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 148

149 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 149

150 Η εφαρμογή της τεχνολογίας των ραντάρ ξεκίνησε από τα τέλη της δεκαετίας του 80 Από τις πρώτες εφαρμογές διαπιστώθηκε άμεσο όφελος στη μείωση των ατυχημάτων και των παθόντων σε αυτά λόγω της μείωσης των ταχυτήτων (Elvik, 1997). Η τεχνολογία λειτουργεί συμπληρωματικά στη διαδομένη, πλέον, τεχνολογία των κινητών ραντάρ Μελέτη 5 ετών για την αστυνόμευση με ραντάρ (Goldenbeld C., Schagen I., 2005) έδειξε σημαντική μείωση, έως και 21%, της μέσης ταχύτητας αλλά και των ατυχημάτων με παθόντες σε περιοχή της Ολλανδίας. Οι Retting R., Farmer C. (2003) στις ΗΠΑ έδειξαν ότι η εκτεταμένη χρήση ραντάρ επέφερε 14% μείωση της μέσης ταχύτητας ενώ το ποσοστό των οδηγών που υπερβαίνουν το όριο ταχύτητας πάνω από 10 μίλια/ώρα είναι μειωμένο κατά 82% σε περιοχές με εφαρμογή του μέτρου, σε σχέση με άλλες χωρίς εφαρμογή. Συγκριτική μελέτη αποτελεσμάτων 26 εργασιών και συλλογής αντίστοιχων αναφορών και ιατρικών δεδομένων στην Αυστραλία (Wilson et al, 2006) έδειξε ότι α) σημαντική μεταβολή πριν/μετά την εφαρμογή του μέτρων αστυνόμευσης με ραντάρ β) μείωση ποσοστού παραβατών άνω των 15χλμ/ώρα από το όριο ταχύτητας κατά 65% και γ) μείωση των ατυχημάτων (με παθόντες και υλικές ζημιές) έως 72% 150

151 Η χρήση των τεχνολογιών αυτών φαίνεται ότι είναι πιο αποτελεσματική σε υψηλές ταχύτητες και αυτοκινητόδρομους. Η εξαγωγή μοντέλων μείωσης των ατυχημάτων (Hirst et al, 2005) σε περιοχές χαμηλών ή μέσων ταχυτήτων (30 μίλια/ώρα) με εφαρμογή καμερών αστυνόμευσης ταχύτητας έδειξε ότι η μείωση της ταχύτητας κατά 1 μίλι/ώρα επέφερε 4% πτώση των ατυχημάτων ενώ η επιλογή κατασκευαστικών ή άλλων τεχνικών διαχείρισης και μείωσης της ταχύτητας επέφερε έως και 8% μείωση των ατυχημάτων. Μελέτη στην αρτηρία Highway 17 (Pat Bay Highway) στον Καναδά (Chen et al, 2002) της οποίας 6 χιλιόμετρα είναι αυτοκινητόδρομος έδειξε ότι η χρήση φωτογραφικών ραντάρ επιφέρει μείωση 16%±7% των αναμενόμενων συγκρούσεων. Η σύγκριση μάλιστα τμημάτων με και χωρίς φωτογραφικά ραντάρ έδειξε ότι δεν υπάρχει αξιοσημείωτη διαφορά στην μέση ταχύτητα και ότι η επίδραση του μέτρου διαρκεί χωρικά και πέρα από τι θέσεις που αυτό εφαρμόζεται. Στη χώρα μας, ευρήματα από κινητά φωτογραφικά ραντάρ (Ανδρουλιδάκης κα, 2012) έδειξαν μειώσεις στις μέγιστες ταχύτητες έως και 22%, ελαφρά μείωση στις μέσες ταχύτητες και μείωση 6% στα οχήματα που κινούνται με 70 χλμ/ώρα και άνω με όριο της οδού τα 50 χλμ/ώρα. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 151

152 Μεταβολή μέσης ταχύτητας σε θέσεις με φωτογραφικό ραντάρ Mean 113,8 110,3 110,1 109,9 105,5 Median 114,0 111,0 110,0 110,0 105,0 Παπαδημητρίου Φ Χαλκιάς Β., Κοπελιάς Π., Ελευθεράκης Γ. (2012) Η Επίδραση της Αστυνόμευσης της, Ταχύτητας με Φωτογραφικά Ραντάρ στη Μείωση της Ταχύτητας. Αποτελέσματα και Προβλήματα Εφαρμογής Πρακτικά 5ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Οδικής Ασφάλειας, Παν. Θεσσαλίας, Βόλος Mode 117,0 117,0 114,0 117,0 105,0 Minimum 25,0 34,0 22,0 23,0 25,0 Maximum 237,0 220,0 190,0 235,0 183,0 Από την εργασία προέκυψε ότι σε θέσεις που η συσκευή λειτουργεί τα 4 τελευταία χρόνια υπάρχει μείωση της ταχύτητας κατά 7,3% και αύξηση του ποσοστού των οδηγών που κινούνται εντός των ορίων κατά 48%. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 152

153 Άλλες εφαρμογές εκτός ταχύτητας Παραβίαση ερυθρού σηματοδότη Παραβάσεις σε σταθμούς διόδίων Παραβάσεις υπερμεγέθων ή υπέρβαρων οχημάτων Παραβάσεις ΛΕΑ κλπ Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 153

154 Έννοιες από την Κυκλοφοριακή Τεχνική Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 154

155 Χωρητικότητα Είναι ο μέγιστος ωριαίος ρυθμός διάσχισης μιας διατομής ή τμήματος κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης χρονικής περιόδου και για συγκεκριμένες συνθήκες (max φόρτος) Τι διαφοροποιεί τον φόρτο και τις μέγιστες τιμές του (χωρητικότητα)από τμήμα σε τμήμα; - είδος οδού - σύνθεση κυκλοφορίας - γεωμετρία - συμπεριφορά οδηγών (ταχύτητα, αποστάσεις, αλλαγές λωρίδας κλπ) - καιρικές εξωτερικές συνθήκες - συμβάντα -. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 155

156 Ζήτηση Η κυκλοφοριακή ζήτηση είναι ο όγκος της κυκλοφορίας που χρησιμοποιεί ένα οδικό τμήμα (που ζητά να περάσει από μια διατομή). Ζήτηση vs Φόρτος (Demand vs. Volume) H ζήτηση αφορά στα οχήματα που «φτάνουν» σε μια διατομή/τμήμα (ή συσσωρεύονται σε ουρά) Ο φόρτος αφορά στα οχήματα που τελικά διέρχονται (αποφορτίζουν ικανοποιούν τη ζήτηση). Ο όρος «φόρτος» συνήθως χρησιμοποιείται για την μέτρηση των οχημάτων που διέρχονται μιας διατομής κάτω από την χωρητικότητα. Αλλιώς μιλάμε για χωρητικότητα. Δηλαδή: Η πορεία δημιουργίας ουράς είναι: I. De<C, V=De II. III. De=C=V De>C, V=C, Vουράς=De-V (C) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 156

157 Επίπεδο Εξυπηρέτησης: Level of Service (LOS) Ποιοτική Παράμετρος που περιγράφει συνθήκες κυκλοφορίας λειτουργίας οδικού τμήματος και την αντίληψη ή πραγματική ικανότητα κατά την οδήγηση για την πραγματοποίηση ικανοποιητικού χρόνου διαδρομής, ταχύτητας, ελιγμών, άνεσης, ασφάλειας κλπ A B C D E F Άριστες συνθήκες Κακές συνθήκες Τμήματα αυτοκινητόδρομου LOS A-C: συνθήκες ελεύθερης ροής LOS D : κοντά στην χωρητικότητας LOS E: χωρητικότητα LOS F : συμφόρηση(stop-go) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 157

158 Ρυθμός Ροής Εξυπηρέτησης Service Flow Rate Η (μέγιστή) τιμή Ωριαίου Ρυθμού Ροής που όταν επιτευχθεί και διατηρηθεί αντιστοιχίζεται και παραμένει σταθερό ένα επίπεδο εξυπηρέτησης. Η μέτρηση άνω αυτής της τιμής οδηγεί στο αμέσως επόμενο (χειρότερο) επίπεδο. Χρησιμοποιείται συνήθως το 15λεπτο ως χρονική μονάδα αναφοράς ή το 15x4 για την ωριαία τιμή Ταχύτητα Ελεύθερης ροής - Free-Flow Speed (FFS) Μέση ταχύτητα σε χαμηλούς φόρτους. Εξαρτάται από: Πλάτος λωρίδας Ύπαρξη πλάτος ΛΕΑ-ερίσματος Αριθμός λωρίδων Πυκνότητα κόμβων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 158

159 Τιμές μεγεθών ανά LOS FFS (km/h) Χωρητικότητα (MEA/ώρα/λωρίδα LOS Πυκνότητα (ΜΕΑ/χλμ/λωρίδα) Α 0-7 B >7-11 C >11-16 D >16-22 E >22-28 F >28 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 159

160 Βήματα υπολογισμού LOS για τμήματα αυτοκινητοδρόμων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 160

161 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 161

162 Επί μέρους τμήματα σε ανεμπόδιστη ροή(αυτοκινητόδρομοι). Περιοχές ραμπών, κόμβων, πλέξεων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 162

163 Περιοχές Πλέξεων - Τύποι Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 163

164 Περιοχές Πλέξεων Τύπος Α Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 164

165 Περιοχές Πλέξεων Τύπος Β Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 165

166 Περιοχές Πλέξεων Τύπος C Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 166

167 Ράμπες Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 167

168 Κυκλοφοριακή ικανότητα ραμπών Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 168

169 Κατάταξη οδικού Δικτύου Ελεύθερες Λεωφόροι - Αυτοκινητόδρομοι Κύριες Αρτηρίες Συλλέκτριες Τοπικές Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 169

170 Διακοπτόμενη Ροή Σηματοδότηση Σήμανση που ελέγχουν - επιβραδύνουν ή διακόπτουν - τις ροές σε σημεία συμβολής οδών (πχ ισόπεδοι κόμβοι) Η χωρητικότητα καθορίζεται όχι από χωρικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά μόνον αλλά και από τον χρόνο που υπάρχει για την πραγματοποίηση μιας κίνησης Μετακινήσεις- Διάδρομοι ΜΜΜ, Πεζών, Ποδηλατών σχεδιάζονται και αφορούν σε γενικές γραμμές οδούς με διακοπτόμενη ελεγχόμενη ροή (εξαιρέσεις για μερικές περιπτώσεις προτεραιοτήτων που δημιουργούν συνεχή ροή πχ λεωφρειολωρίδα μεγάλου μήκους, τραμ κλπ) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 170

171 Προφίλ ταχύτητας- απόστασης μεταξύ αστικών σηματοδοτημένων διασταυρώσεων Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 171

172 Προϋποθέσεις Σηματοδότησης 1. Ελάχιστος κυκλοφοριακός φόρτος και φόρτος 8ώρου/4ωρου/ ώρας αιχμής οχημάτων και πεζών 2. Ύπαρξη χρήσεων που προστατεύονται σχολείο 3. Φόρτοι πεζών 4. Διακοπή συνεχούς ροής κύριας οδού 5. Προοδευτικότητα- Σχηματισμοί ροής 6. Οργάνωση κυκλοφοριακών ροών σε σύστημα οδών 7. Ιστορικό ατυχημάτων 8. Συνδυασμός Manual on Uniform Traffic Control Devices, 2009, FHWA Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 172

173 Φόροι 8ώρου Manual on Uniform Traffic Control Devices, 2009, FHWA Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 173

174 Φόροι 4ώρου Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 174

175 Φόροι Πεζών Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 175

176 Τυπική διαδοχή φάσεων σηματοδότησης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 176

177 Διάγραμμα ροών σε σηματοδοτημένο κόμβο Απολυμένοι χρόνοι,l: l 1: Start-up lost time l 2: Clearance lost time Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 177

178 Διάγραμμα ουράς σε σηματοδότηση κορεσμένες και μη κορεσμένες συνθήκες Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 178

179 LOS σε σηματοδοτημένες διασταυρώσεις (μέθοδος ΗΠΑ): βασίζεται στο χρόνο καθυστέρησης - μέση καθυστέρηση στάσης control delay (sec/veh) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 179

180 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ - 7ο Εξάμηνο - ΣΥΜΦΟΡΗΣΕΙΣ ΟΥΡΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ

181 Διάγραμμα Ουράς: Χρόνου - Απόστασης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 181

182 Διάγραμμα Ουράς: Χρόνου - Απόστασης Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 182

183 Διάγραμμα Ουράς: Χρόνου Απόστασης- Ταχύτητας (Contour Plots) Data: Loop Detectors Σημείο στένωσηςέναρξης ουράς Διάρκεια Συμφόρησης Ουρά Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 183

184 Στάθμη Εξυπηρέτησης σε συμφόρηση

185 Αρ. οχημάτων Ωριαία Διακύμανση διάρκεια ωριάιος φόρτος μέση ωριαία ταχύτητα Ώρα 0 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 185

186 Κυκλοφοριακή Συμφόρηση Ι. Περιοδική Συμφόρηση (Recurrent Congestion) Ζήτηση> Προσφοράς Καθυστέρηση: Ο επιπλέον χρόνος μετακίνησης σε σχέση με το χρόνο της ταχύτητας ελεύθερης ροής ή άλλης ταχύτητας αναφοράς Πραγματικός Χρόνος Διαδρομής > Χρόνου με βάση την ταχύτητα αναφοράς ΙΙ. Μη Περιοδική Συμφόρηση (Non Recurrent Congestion) Συμβάντα/Ατυχήματα/ Καιρικές Συνθήκες/ Λοιπά γεγονότα 25%-50% των συνολικών συμφορήσεων

187 Bottlenecks μείωση χωρητικότητας από γεωμετρική στένωση (μείωση λωρίδων, κλίσεις, καμπύλες κλπ) ή αύξηση ζήτησης σε περιοχές πλέξεων, συμβολής κλπ

188 Βασικά χαρακτηριστικά: Η ουρά εμφανίζεται από το σημείο στένωσης και πίσω Η πυκνότητα είναι υψηλή Η ταχύτητα είναι χαμηλή Ο φόρτος εκφόρτισης της διατομής στο σημείο στένωσης ισούται με την χωρητικότητα Αμέσως μετά επικρατούν συνθήκες ελεύθερης ροής - FFS Η μείωση της ουράς γίνεται από μπροστά προς τα πίσω

189 Επίδραση Συμβάντων στην Κυκλοφορία Αυτοκινητοδρόμου Κυκλοφοριακή ικανότητα (οχήματα ανά ώρα) σε αποκλεισμό λωρίδας με θεωρητική ικανότητα 2,250 οχημάτων ανά λωρίδα Αριθμός λωρίδων διατομής Αριθμός κλειστών λωρίδων Ο αποκλεισμός 1 λωρίδας εκ των 3 συνολικά επιφέρει μείωση της κυκλοφοριακής ικανότητας κατά 50% Από 3x2250 = 6750 σε 3308 δηλαδή <50% ουρά οχημάτων που εκτείνεται σε 8 με 10 χιλιόμετρα με αποφόρτιση (σταθερή ζήτηση) 4 ώρες Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

190 Αθροιστικές καμπύλες φόρτου # οχημάτων vs. Χρόνου loop detector στα σημεία X1 και X2 Κάθε στιγμή: Ι. η κάθετη γραμμή μεταξύ των καμπυλών είναι ο αριθμός των οχημάτων μεταξύ των σημείων X2 X1 ΙΙ. η οριζόντια γραμμή είναι ο χρόνος διαδρομής των οχημάτων που μετρώνται στη θέση X1 ώσπου να φτάσουν στη θέση X2 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 190

191 Αθροιστικές καμπύλες φόρτου Για ρυθμό αφίξεων στο X2 > αναχωρήσεων Καθυστέρηση περίσσεια οχημάτων Excess Συσσώρευση Accumulation οχημάτων Delay καθυστέρηση Travel Direction x 1 x 2 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 191

192 Άρα οι συνθήκες ουράς μπορούν να σχηματοποιηθούν ως εξής: Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 192

193 Περιοδική/ επαναλαμβανόμενη συμφόρηση Οχήματα Αφίξεις - Arrival Rate V2 Ουρά - Queue Αναχωρήσεις - Departure Rate V1 Καθυστέρηση - Delay t1 t2 Χρόνος

194 Μη περιοδική/έκτακτη Συμφόρηση Οχήματα Αφίξεις - Arrival Rate Καθυστερήσεις λόγω αυξημένης ζήτησης - Recurrent Delay V2 Αναχωρήσεις - Departure Rate V1 Συμβάν Καθυστερήσεις λόγω συμβάντος - Non-Recurrent Delay t1 t2 Χρόνος

195 Πρακτικές Αντιμετώπισης (βλ. μάθημα 5&6) Διαχείριση Κυκλοφορίας Πληροφόρηση Οδηγών Πολιτικές Τιμολόγησης ΗΟV λωρίδες Ramp Metering Active Traffic Management Όρια Ταχύτητας Χρήση Λωρίδας Έκτακτης Ανάγκης Αστυνόμευση Ταχύτητας κλπ Διαχείριση Συμβάντων Έγκαιρη Ανίχνευση-Επέμβαση-Επίλυση

196 Shockwave είναι αποτέλεσμα της συμφόρησης (ή της αύξησης της πυκνότητας) και της ουράς που προκαλείται από αυτήν ορίζεται ως μια δυναμική (με μεταβλητά όρια) ζώνη που βρίσκεται μεταξύ δύο κυκλοφοριακών καταστάσεων. Τα κύματα σοκ είναι ακριβώς στα όρια της απότομης μεταβολής φόρτου, ταχύτητας, πυκνότητας Συνήθως αφορά την μετάβαση από ελεύθερη ροή σε συμφόρηση όπως συμβαίνει σε συνάντηση οχημάτων υψηλών ταχυτήτων με τα σταματημένα ή τα μειωμένης ταχύτητας μπροστινά οχήματα ή στη συνάντηση ομάδας οχημάτων (φάλαγγα) κάποιας ταχύτητας με άλλη ομάδα με μικρότερη ταχύτητα κλπ Πιο συχνά εμφανίζεται σε σηματοδότες στους οποίους διακόπτεται η ροή Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 196

197 Ταχύτητα και κατεύθυνση shockwave usw = Δq/Δk = q1-q2/k1-k2 usw>0 κατεύθυνση προς την κίνηση usw<0 κατεύθυνση αντίθετη προς την κίνηση usw=0 στάσιμο κύμα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 197

198 Headways ht - time headway (χρονικός διαχωρισμός): εναλλακτικός τρόπος υπολογισμού του φόρτου. Εκφράζεται σε δλ/όχημα (sec/veh) και είναι ο χρόνος μεταξύ της διέλευσης ενός οχήματος από συγκεκριμένο σημείο και της διέλευσης του οχήματος που το ακολουθεί (μπροστινό με μπροστινό μέρος) Ισχύει: V = 3.600/ht σε vph ή οχήματα/ώρα Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 198

199 Headways hs space headway (χωρικός διαχωρισμός) ή spacing: εναλλακτικός τρόπος υπολογισμό της πυκνότητας. Εκφράζεται σε μ/οχημα (m/veh) και είναι η απόσταση μεταξύ ενός οχήματος σε συγκεκριμένη στιγμή και του οχήματος που το ακολουθεί (μπροστινό με μπροστινό μέρος) Ισχύει: D = 1000/hs σε vpkm ή οχήματα/χλμ Επίσης: ht = hs/speed (s/veh) = (m/veh)/ (m/s) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 199

200 Βασικές αρχές θεωρίας Ουρών (κεφ 4, Φραντζεσκάκης, Γκόλιας, Πιτσιάβα «Κυκλοφοριακή Τεχνική», 4 ο Εξάμηνο) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 200

201 ΑΣΚΗΣΕΙΣ (διδάσκονται στο μάθημα) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 201

202 Τέλος 3 ου Μαθήματος Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 202

203 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ - 8ο Εξάμηνο - ΜΑΘΗΜΑ 4 Ο : ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Παντελής Κοπελιάς

204 Active Traffic Management

205 Active Traffic Management Ορισμός (FHWA) δυναμική διαχείριση και έλεγχος της ζήτησης της κυκλοφορίας αλλά και της διαθέσιμης χωρητικότητας της μεταφορικής (οδικής) υποδομής. Οι στρατηγικές θα πρέπει να αναπτύσσονται με βάση τις επικρατούσες αλλά και τις αναμενόμενες συνθήκες για τη βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας, της αποδοτικότητας και της ασφάλειας του δικτύου μεταφοράς. Γίνεται με τη συνεχή παρακολούθηση της απόδοσης του συστήματος και των σχετικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. 205

206 ATM Strategies and Potential Benefits Στρατηγικές - Active Traffic Management Οφέλη 206

207 Μεταβλητά όρια Ταχύτητας(1)

208 Εναρμόνιση Ταχυτήτων - SPEED HARMONIZATION 208

209 Δυναμική Χρήση Λωρίδας -Dynamic Lane Use 209

210 210 Δυναμική Χρήση Λωρίδας -Dynamic Lane Use

211 211 M42 Birmingham England

212 Traffic Diversion Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 212

213 Ramp Metering Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 213

214 Ramp Metering Ελεγχόμενη είσοδος οχημάτων από τη ράμπα εισόδου ώστε : Η ζήτηση να μην υπερβεί την χωρητικότητα κατάντη Να μεγιστοποιηθεί ο εξυπηρετούμενος φόρτος οχημάτων Να μειωθεί ο χρόνος διέλευσης Ramp Metering Rate: Downstream capacity upstream demand 5400 vph 5100 vph = 300 vph 5 veh/min ( 1 veh/12 sec) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 214

215 Οφέλη no metering metering Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

216 Τύποι Pretimed (Fixed-Time) Metering Traffic Responsive Metering System-wide Pretimed Metering Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 216

217 System-wide Pretimed Metering (1) Input γεωμετρικά χαρακτηριστικά Χωρητικότητες Ζήτηση μητρώο O-D Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

218 System-wide Pretimed Metering (1) Λύση Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 218

219 Gap Acceptance Ramp Control Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 219

220 Moving Merge System Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 220

221 221 Managed Lanes

222 222 Managed Lanes

223 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 223

224 Operation of HOV Lanes: Critique (1) Analysis of peak period traffic data from loop detectors over many months to evaluate HOV effectiveness HOV lanes are underutilized: 81% of HOV detectors measure flows below 1,400 vph/l during the PM peak hour Many HOV lanes suffer degraded operations: 18 percent of all HOV-miles in the AM peak hour and 32 percent in the PM peak hour have speeds below 45 mph for more than 10 percent of weekdays HOV lanes suffer a 20% capacity penalty: HOV lanes achieve a maximum flow of 1,600 vph/l at 45 mph; in contrast general purpose lanes record maximum flows above 2,000 vph/l at 60 mph HOV lanes offer small travel time savings. However, HOV travel times are more reliable HOV facilities can be useful if there is a significant number of buses or vanpools; as a 2-lane HOV/HOT facility, which eliminates 'snails' (low speed vehicles) and the resulting capacity loss; and, with efficient metering, as a HOV/HOT bypass at the on-ramps. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 224

225 Operation of HOV Lanes: Critique (2) Analysis of field data (video recordings) on I-880 fwy (Tennyson Bottleneck) Results show that the discharge rate on the fwy mixed lanes is higher following the activation of the HOV lane (smoothing effect) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 225

226 HOV Usage (1) Lane-miles HOV lane-miles (in 10s) % of commuters who carpool 25% 20% 15% 10% 5% Fractional carpooling (%) % 226

227 HOV Usage (2) Commute Mode Share, US Census LA/Orange Co. 15.5% 15.2% SF Bay Area 13.0% 12.9% San Diego 13.8% 13.0% Sacramento 13.7% 13.5% National 13.4% 11.2% Fam-pools: Significant Fraction of HOVs SF Bay Area (2003) 33% SE Wisconsin (1994) 33% So. California (2000) 55% Twin Cities (2000)67% 227

228 HOT Lanes (1) Priced lanes offer meaningful congestion relief to those willing to pay. Ensure use of all of the expensive capacity. Toll revenues can help pay for the large investment needed. Performance gains sustainable, long-term. 1. HOV system that sells excess capacity: I-15 express lanes, San Diego Implicit Atlanta model (several recent studies) 2. Express toll lanes that give deals to certain HOVs: 91 Express Lanes, Orange County, CA Maryland/Florida proposed Express Toll Lanes 228

229 HOT Lanes (2) Limitations of the HOV-Focused Model Toll rates fairly low. Many lanes fill up with HOVs; generate no revenue. Throughput control reduced with few vehicles priced. Revenues insufficient to pay for construction. Atlanta NW Corridor (I-75) study: PM peak, MLs with 28% of total lane capacity approach 25% of traffic; hence, are closed to SOVs. SR-91 Express Lanes: PM peak, MLs with 33% of total lane capacity handle 49% of total traffic, nearly all of whom pay the market price. 229

230 SR-91 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

231 SR-91 HOT Lane Effectiveness Two Express Lanes in each direction in median of the Riverside Freeway/State Route 91 (SR-91) for ten miles. There is a 4- or 5-lane general purpose mainline fwy Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 231

232 SR91: Toll schedule HOV3+ pay 50%, 4-6PM, else free In FY 2007 operating revenue was $49.8 M; number of toll transponders was 176,818; 14.6 million expressway trips, with 3.1 million (21%) HOV3+ trips Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 232

233 EB SR91 PM Peak (1) PM flow at different locations Superpeak (4-6PM) expressway (HOT) flow 1,400-1,800 vphpl vs. ML flow 900-1,200 vphpl Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 233

234 EB SR91 PM Peak (2) PM speed at different locations ML HOT Superpeak (4-6PM) HOT speed 55+ mph vs. ML speed as low as mph Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 234

235 I-15 ICM Corridor, San Diego (1) >250,000 vehicles/day Multiple bottlenecks Congestion in the North segment (AM peak) and in the Mid segment (PM peak) I-15 Reversible Lanes have significantly reduced congestion in the South segment Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 235

236 watch?v=qr9_3wbfq_c m/watch?v=t3caoruhe B8 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 236

237 Operating Strategies for Signals in Systems Fixed-Time High volumes--all approaches Boundary intersections Crossing arterials Skabardonis, A., R. Bertini, and B. Gallaher, Development of Control Strategies for Signalized Intersections in Coordinated Sstems, Transportation Research Record, 1634, Semi-Actuated (Coordinated Actuated) Low volume actuated phases Critical for the arterial bandwidth Fully-Actuated Complex intersections (geometry/phasing)--long cycle Minor intersections Dense networks (no well defined through movements) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 237

238 Overview: Traffic Control Strategies CONTROL TIMINGS TIMINGS TRAFFIC DETECTORS STRATEGY DEVELOPED IMPLEMENTED DATA 1st Generation Off-line Time-of-Day Historical N/A (Traffic Responsive) System 1.5 Generation Off-line Operator Estimated System (Real-time) 2nd Generation On-line On-line Predicted/ Approach (SCOOT, SCATS) Real-Time 3rd Generation/Adaptive On-line On-line Predicted/ Approach OPAC, RHODES Real-Time Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 238

239 OPAC/ RHODES Adaptive Control: No Fixed Cycle Measured and Predicted Vehicle Arrivals Optimization: Min Queues Rolling Horizon Upstream detectors can provide an actual history for a short portion of the profile Smoothed volume can be used for uniform profiles Platoon identification and smoothing can be used for cyclic profiles Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 239

240 RHODES System Architecture Scenario Origins/Destinations Historical/Infrastructure Data Destinations/Origins Network Load Control Network Loads Target Timings Network Flow Control Intersection Control Control Signal Traffic Signal Activation Current Capacities, Travel Times, Network Disruptions Network Load (minutes/hours/days) Estimator/Predictor Actual Timings Platoon Flow Prediction (minutes) Vehicle Flow Prediction (seconds) Network Flow Estimator/Predictor Intersection Flow Estimator/Predictor ATIS Actual Travel Behavior and Traffic Detectors and Surveillance y(t) Measurements Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 240

241 Control of an Oversaturated Intersection Gazis & Potts, The Oversaturated Intersection, 2 nd ISTTT, 1963 q 1 s 1 q 2 s 2 1 ( L ) C Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 241

242 Gridlock.. Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 242

243 System Oversaturation: Control Strategies Forced and hold green Gating and metering Maximum capacity flow Negative offset- reverse green waves Green waves with cross streets Flared green with cross street Diversion away from congestion Shorter cycle length Longer cycle length Spillback: Spillback is caused when the queue from downstream intersection uses up all the space on the link and prevents vehicles from entering the upstream intersection on green A B Spillback Strategies: Impacted Vehicle Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Negative offsets (reverse progression) Dynamic adjustment of offsets Metering, Flare the green 243

244 Signal Coordination Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 244

245 Coordinated Signals (Arterials/Networks): Signal Control Parameters Off set at 3 Signal unction 3 A north bound platoon of vehicle s time distance diagram System Cycle length Phase sequence Green Times Offsets C ps i g i O i nal tion al tion Distance Off set at 2 Off set at 1 A south bound platoon of vehicle s Fixed: # Phases Yellow (all red) Minimum green times Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 245 Time

246 Platoon Dispersion Robertson s platoon dispersion formula: q 2 (i+t) = F q 1 (i) + (1-F) q 2 (i+1+t) where: F= 1/(1+at) t = 0.8TT, a = 0.50 a platoon dispersion factor (PDF) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 246

247 Benefits of Coordination Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 247

248 Concepts Cycle Length All signals operate on a common cycle length Typically the critical intersection dictates the system cycle length Signals may operate on multiples of cycle length (half-cycle) Offset Time difference between two reference points Defined by phase and interval Value: 0 ~ cycle length (seconds) The sum of offsets in two directions must be equal to an integer number of cycles Off ij + Off ji = n C Ideal Offsets: Offset = L/v L: Signal spacing (ft) V: Speed (ft/sec) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 248

249 Concepts: Progression Offset measured at the start of green Offset measured at the end of green Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 249

250 Distance n c e 3L 2L L C Common Synchronization 2C 3C Schemes (1) C Simultaneous System Time Time Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 250

251 Distance Common Synchronization Schemes (2) When the traffic demands per travel direction are balanced, and the signal spacing is approximately equal D i s t a n c e 4L 4L 2L 2L L L 5L 5L 4L 4L 3L 3L 2L 2L L L C C C 2C 2C 3C Time 3C Alternate System C = 2L/v Bandwidth = green time Double Alternate System C = 4L/v Bandwidth = (green time)/2 C = system cycle length (sec) L = signal spacing (ft) V = average link speed (ft/sec) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 251 2C 2C 3C 3C C C

252 One-Way Progression Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 252

253 Two-Way Progression Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 253

254 Offsets: Issues Incorporate Queue Clearance time Reduce wasted Green time Reduce upstream blocking & consider Lag Left phasing sequence Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

255 Τέλος 4 ου Μαθήματος Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 255

256 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΟΔΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ KAI ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ - 8ο Εξάμηνο - ΜΑΘΗΜΑ 5 Ο : ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΣΥΜΒΑΝΤΩΝ ΚΑΙ ΑΤΥΧΗΜΑΤΩΝ Παντελής Κοπελιάς

257 Τροχαίο ή οδικό συμβάν (traffic incident) Mη περιοδικό (έκτακτο) γεγονός το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της κυκλοφοριακής ικανότητας ή αντίστροφα, την μη ομαλή μεταβολή της κυκλοφοριακής ζήτησης Ευρύς ορισμός: «κοινά» γεγονότα δηλαδή ατυχήματα, συγκρούσεις κλπ αλλά και λοιπά γεγονότα που επιφέρουν μη αναμενόμενη μεταβολή στις κυκλοφοριακές συνθήκες 257 Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας

258 Συνέπειες Οδικών Συμβάντων η πρόκληση θανάτων και σωματικών βλαβών, υλικών ζημιών αλλά και Η πρόκληση δευτερογενούς συμβάντος Ατύχημα Κυκλοφοριακή συμφόρηση 258 καθυστερήσεις- μείωση επιπέδου εξυπηρέτησης-αύξηση κατανάλωσης καυσίμων-αύξηση εκπομπών ρύπων-κόστος συντήρησης οχημάτων, κλπ

259 Διαχείριση Οδικών Συμβάντων Ορισμός Η Διαχείριση Οδικών Συμβάντων ή απλά Διαχείριση Συμβάντων (ΔΣ) είναι η συστηματική, σχεδιασμένη και συντονισμένη χρήση ανθρώπινων, υλικών, τεχνικών, θεσμικών πόρων με σκοπό τη μείωση των συνεπειών και της διάρκειας των οδικών συμβάντων και της ταυτόχρονης βελτίωσης της ασφάλειας των μετακινούμενων, των εμπλεκόμενων στα συμβάντα και των ίδιων των διασωστών ή άλλων επιφορτισμένων με τη ΔΣ προσώπων Florida Road Rangers Minnesota DOT 259

260 Οφέλη Μείωση δευτερογενών ατυχημάτων Πρώτες βοήθειες στους εμπλεκόμενους Εξοικονόμηση πόρων με την υποβοήθηση υπηρεσιών Ασφάλεια διασωστών επιφορτισμένων με την επίλυση Άμεση αποκατάσταση μικρών ζημιών στην υποδομή (πχ εκροές) Έλεγχος κυκλοφοριακών συνθηκών και ενημέρωση χρηστών Βελτίωση κυκλοφοριακής ροής και αποτελεσματικότερη διαχείριση συμφορήσεων 260

261 Αξιολόγηση Μηχανισμού Διαχείρισης Συμβάντων 1. Αριθμός Συμβάντων και ατυχημάτων 2. Διάρκεια και επί μέρους χρόνοι ανίχνευσης/ανταπόκρισης και εκκαθάρισης d= td+tc +tn +tr +tcl +(tr) d: Διάρκεια Συμβάντος (incident duration) td: Χρόνος Ανίχνευσης (detection time) tc: Χρόνος Επιβεβαίωσης (confirmation time) tn: Χρόνος Ειδοποίησης (notification time) tr: Χρόνος Ανταπόκρισης (response time) tcl: Χρόνος Επίλυσης Συμβάντος (incident clearance time) tr: Χρόνος αποκατάστασης κυκλοφορίας (traffic restoration / roadway clearance time) 261

262 Μηχανισμός δημιουργίας ουρών Χωρητικότητα οδού (C): Μέγιστος αριθμός οχημάτων που μπορούν να διέλθουν από συγκεκριμένη διατομή σε μια ώρα Κυκλοφοριακός φόρτος (V): Ο μετρημένος αριθμός οχημάτων που περνούν τη διατομή σε μία ώρα ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΖΗΤΗΣΗ αν: v/c <1 κανονική ροή v/c > 1 συμφόρηση (ζητούν να περάσουν περισσότερα οχήματα από όσα χωράει η διατομή) 262

263 Μείωση χωρητικότητας λόγω συμβάντος c < ½ c = 40% c (εξ.1)* όπου, c : η αρχική χωρητικότητα c : η χωρητικότητα μετά c = 40% x 2000* ox. X 2 λωρ. = 1600 οχ/ώρα 263 * Highway Capacity Manual 2010, Transportation Research Board of the National Academy of Sciences, USA

264 Λύση; Η Διαχείριση Συμβάντων Συνδυασμένη λειτουργία εξοπλισμών υποδομής και συστημάτων 264

265 Η οργανωμένη αυτή διαδικασία σκοπό έχει: Τη μείωση της διάρκειας συμβάντων D= f (t i) (διάρκεια Συμβάντοςincident duration) i. Ανίχνευσης ii. Επιβεβαίωσης iii. Ειδοποίησης iv. Ανταπόκρισης και άφιξης v. Επίλυσης vi. Εκκαθάρισης οδού Υποβοήθηση κυκλοφορίας Μείωση επιπτώσεων των ατυχημάτων με παθόντες Πρόληψη των δευτερογενών ατυχημάτων μέσω της κάλυψης με σήμανση και λοιπά μέσα 265 Πηγή: Μουρατίδης Α. Οδοποιία Η Διαχείριση των Οδικών Έργων, 2008 (Κεφ.5 Διαχείριση Συμβάντων και Καταστάσεων Έκτακτης Ανάγκης)

266 Ενέργειες κατά τη Διαχείριση Συμβάντων (1/2) CCTV, Λογισμικό Ανίχνευσης Συμβάντων : Έγκαιρη - Άμεση Ανίχνευση Κέντρο Διοίκησης Υποδομής/ Κέντρο Διαχείρισης Κυκλοφορίας: - Συλλογή Πληροφοριών Αναγκών και Μετάδοση στις Υπηρεσίες Περιπολίας ή/και τους Φορείς Διάσωσης - Θέση μηνυμάτων σε φωτεινές πινακίδες, ενεργοποίηση σηματοδοτών - Συντονισμός 266

267 Ενέργειες κατά τη Διαχείριση Συμβάντων (2/2) Οχήματα Περιπολίας-Επέμβασης, Οδική Βοήθεια, Λοιπές Υπηρεσίες: Άφιξη στο σημείο, τοποθέτηση σήμανσης (πινακίδες, φωτεινά βέλη κλπ) ρύθμιση κυκλοφορίας, επίλυση συμβάντος 267

268 268 Οχήματα Άμεσης Επέμβαση Περιπολίας (Patrols)

269 Σχέδιο Σήμανσης Επέμβασης (Δεξιά Λωρίδα) Ζώνη εξόδου Θέση Εμποδίου/ Συμβάντος Ζώνη Έργασιών/ Περιστατικού Zώνη Προστασίας Ζώνη συναρμογής Ζώνη προειδοποίησης 269 Κ. Νησίδα ΛΕΑ Πηγή: Εγνατία Οδός, Προδιαγραφή Σήμανσης Εκτάκτων οδικών Συμβάντων, Νοέμβριος 2005

270 Συμπεράσματα Η Διαχείριση Οδικής Υποδομής είναι η με οικονομικούς όρους αποτελεσματική λειτουργία, συντήρηση και βελτίωση-αναβάθμιση της οδού Σκοπός της είναι η αύξηση της ασφάλειας των χρηστών οδού, η μείωση του κόστους και η μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων Η Διαχείριση Συμβάντων είναι μια σημαντική - σύγχρονη παράμετρος της Διαχείρισης της Υποδομής Αφορά την χρήση εξοπλισμού και μέσων της οδού ώστε ένα οδικό συμβάν να: ανιχνευθεί έγκαιρα αντιμετωπιστεί με τα κατάλληλα μέσα σε μειωμένο χρόνο έχει όσο το δυνατόν μικρότερες συνέπειες στην κυκλοφορία έχει μειωμένες πιθανότητες να εξελιχθεί σε κίνδυνο δευτερογενούς ατυχήματος 270 Έρευνες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η δημιουργία μηχανισμού Διαχείρισης Συμβάντων είναι οικονομικά επωφελής, μειώνει το κόστος μετακίνησης λόγω μείωσης των ουρών και καθυστερήσεων και ευνοεί το περιβάλλον

271 271

272 272 Traffic Management: Freeways

273 Incident Management Incidents Accidents, breakdowns and other random events Higher delay and variability of travel times Incident Process Incident Management 273 Procedures to minimize incident detection, response & clearance Provide information to motorists Coordinated plans and actions of several agencies

274 I-10 Incident Tree One Lane 88 (85) In-Lane 10 (4) Accident 22 (21) Brkdwn 78 (79) Multi Lanes 12 (15) One Lane 98 (99) Multi Lanes 2 (1) 274 Shoulder 90 (96) Accident 5 (4) Brkdwn 95 (96) Values: % (XX): FHWA

275 275 Incident Frequency I-880

276 I-10: Incident Durations (min) TYPE N MEAN STDEV Accidents---In Lane --Assist Not Assist Shoulders--Assist Not Assist Breakdown -In Lane--Assist Not Assist Shoulders--Assist Not Assist All

277 Distribution of Incident Duration--I % 90% 80% 70% FREQUENCY 60% 50% 40% 30% 20% 10% 277 0% INCIDENT DURATION (min)

278 Incident Response Times I-880 Effect of Freeway Service Patrol 278

279 Database Comparison CHARACTERISTICS I-10 I-880 Incident Rate (inc/mvm) In-Lane (%) Accidents (%) veh (%) Response Time (min) Observed Once (%) Duration (min)

280 Incident Detection Methods Surveillance Data (Loop Detectors) Incident detection algorithms (example, the California Algorithm) Difference in data values between upstream & downstream detectors Cellular Phones Probe vehicles (deviation from historical data) FSP, CHP Video (CCTV): verification 280

281 Incident Detection Algorithms: Overview Performance Measures Detection Rate = # Detected Incidents/Total Incidents (%) False Alarm Rate = # false alarms/ # tests (%) Time to Detect Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 281

282 California Algorithm (1) Surveillance Data (example: Loops, RTMS) 30 sec data occupancy Average across lanes Definitions Consider loop pairs i: upstream i+1: downstream Time t: 1 minute OCC(i,t): occupancy at station i for time interval t DOCC(i,t): downstream occupancy = OCC(i+1,t) 282

283 California Algorithm (2) OCCDF(i,t) = OCC(i,t) - DOCC(i,t) spatial difference in occupancy OCCRDF(i,t) = OCCDF(i,t)/OCC(i,t) relative spatial difference in occupancy DOCCTD(i,t) = [OCC(i+1, t-2) - OCC(i+1,t)]/OCC(i+1,t-2) relative temporal difference in occupancy (difference of 2 minutes) Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 283

284 California Algorithm (3) Algorithm Thresholds: Find the thresholds T 1, T 2, T 3 that minimize the false alarm rate a For a desired detection rate b(t) > y T min a( T),/ ( T) y Algorithm Extensions and Refinements Heavy traffic variability of occupancy values Additional thresholds: Downstream occupancy threshold Persistence test and threshold: Relative occupancy over several time intervals Διαχείριση Οδικών Έργων και Κυκλοφορίας 284

285 285 California Algorithm (4)

286 McMaster Algorithm Diagram describing the system state under recurrent congestion (based on data from loop detectors) Algorithm Approach while speed changes sharply when traffic changes from congested to uncongested state, flow and occupancy change smoothly (Sudden changes trigger incident) Algorithm Logic Compare actual data with Diagram at successive detector stations 286

287 Smoothing Algorithms 287 Example: DELOS DEtection LOgic with Smoothing Uses occupancy data from upstream & downstream stations Occupancies are smoothed: Fixed, moving average, or exponential smoothing Remove fluctuations (false alarms) Compare the difference of upstream and downstream occupancies If exceeds threshold T c then congestion Compare differences of occupancies over time: If exceeds threshold T I then congestion due to INCIDENT

288 I-880: Incident Detection Sources (%) DETECTION Detection False Alarm SOURCE Rate Rate Cell Phone CHP FSP Public Entity Call Box

289 Incident Duration Model Y = X X X X 5 (=0) 100 X 1 : Detection time X 2 : Detection source (CHP/FSP = 0) X 3 : Accident/Breakdown (=1) X 5 : Injury/Non injury accident Predicted (Min) Observed (Min)

290 Incident Impacts Incident characteristics 11:00 AM Accident vs. brkdown In-lane vs. shoulder # lane blocked 11:20 AM Multi-vehicle collision (3/4 lanes closed) 5 mile backup Incident Duration 2:00 PM Fwy Operating Conditions Incident cleared 1:50 PM 290 Incident Location 3:10 PM

291 291 I-880: Incidents & Delay

292 292 I-10: Effect of Incidents: Occupancy

293 293 I-10: Effect of Incidents: Speeds

294 Effect of Incident Location (1) No Incident 294