Telematic A

CUPRINS...............................................

1. PRINCIPII GENERALE PRI2. ELEMENTE DE STATISTICĂ MAT

2.1. GENERALITĂŢI. DEFINIŢII. V2.2. VARIABILE ALEATOARE DIS2.3. VARIABILE ALEATOARE DE 2.4. CARACTERISTICILE DE BAZĂ2.5. ELEMENTE DE TEORIA ESTIM2.6. LEGI DE DISTRIBUŢIE DISCR

2.6.1. Distribuţia binomială ............2.6.2. Distribuţia Poisson................2.6.3. Distribuţia binomial-negativă

2.7. LEGI DE DISTRIBUŢIE DE TIP

CUPRINS ......................................................................................I

VIND TRAFICUL RUTIER ...................... 2EMATICĂ ŞI TEORIA PROBABILITĂŢILOR 11 ARIABILE ALEATOARE......................................11 CRETE.....................................................................12 TIP CONTINUU......................................................15 ALE VARIABILELOR ALEATOARE ...............16 AŢIEI .....................................................................19

ETE ..........................................................................24 ..................................................................................24 ..................................................................................26 .................................................................................27 CONTINUU ...........................................................28

3. CARACTERISTICILE PARTICIPANŢILOR LA TRAFIC ..................293.1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND FACTORUL UMAN ............................................29 3.2. SISTEMUL TRAFICULUI RUTIER............................................................................31 3.3. OMUL - CONDUCĂTOR AUTO ................................................................................33

3.3.1. Simţurile în conducerea autovehiculului ................................................................33 3.3.2. Sistemul senzorial ...................................................................................................34 3.3.3.Calităţile optice ale conducătorilor de autovehicule................................................35 3.3.4. Alte simţuri în conducerea autovehiculelor ............................................................41 3.3.5. Timpul de percepţie – reacţie..................................................................................42 3.3.6. Timpul de reacţie în manevrele rapide....................................................................43

3.4. OMUL – PIETON ŞI CĂLĂTOR .................................................................................51 3.4.1. Circulaţia pietonilor în oraş ....................................................................................51 3.4.2. Vitezele pietonilor şi comportamentul la traversarea străzii ..................................53 3.4.3. Factori de proiectare a transportului public cu autovehicule ..................................56

4.CARACTERISTICILE GEOMETRICE ALE ARTERELOR RUTIERE ...............59

4.1. INTRODUCERE .......................................................................................................59 4.2. CLASIFICAREA CĂILOR RUTIERE .....................................................................61 4.3. ELEMENTELE GEOMETRICE ALE DRUMURILOR ..........................................64 4.3.1. Profilul longitudinal al drumului ..........................................................................65 4.3.2. Profilul transversal al drumului ............................................................................76 4.3.3. Elementele geometrice ale planului traseului (aliniamentul orizontal) ................78

5. PARAMETRII DE BAZĂ AI TRAFICULUI RUTIER ...........................835.1. INTRODUCERE ...........................................................................................................83 5.2.FORMAREA FLUXURILOR RUTIERE SAU CURENŢILOR DE CIRCULAŢIE....85

5.2.1. Tăria traficului rutier...............................................................................................86 5.2.2. Densitatea traficului rutier ......................................................................................88 5.2.3. Observaţii asupra vitezelor de circulaţie.................................................................89

5.3. CORELAŢII ÎNTRE PARAMETRII FLUXURILOR RUTIERE................................94
I

6. PROIECTAREA INTERSECŢIILOR .......................................................976.1. INTRODUCERE ...........................................................................................................97 6.2. PRINCIPII DE PROIECTARE A INTERSECŢIILOR ................................................98

6.2.1. Factori ce influenţează proiectarea intersecţiilor ....................................................98 6.2.1.1. Factorul uman ....................................................................................................98 6.2.1.2. Caracteristicile vehiculelor ................................................................................99 6.2.1.3. Condiţiile de mediu............................................................................................99

6.2.2. Tipuri de mişcări şi conflicte ale fluxurilor rutiere...............................................100 6.2.2.1. Tipuri de intersecţii ..........................................................................................100 6.2.2.2. Puncte de conflict.............................................................................................102

6.2.3. Capacitatea de circulaţie .......................................................................................105 6.2.4. Nivelul de serviciu ................................................................................................109 6.2.5. Alegerea tipului de intersecţii ...............................................................................112 6.2.6. Caracteristicile intersecţiilor semaforizate............................................................113 6.2.7. Caracteristicile intersecţiilor nesemaforizate........................................................114 6.2.8. Canalizarea fluxurilor rutiere................................................................................114

7. TEGNOLOGII MODERNE DE DETECTARE ...........................................1167.1. INTRODUCERE .........................................................................................................116 7.2. EVOLUŢIA ECHIPAMENTELOR DE DETECTARE .............................................116 7.3. CLASIFICAREA TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE.........................................118 7.4. TIPURI DE DETECŢIE ..............................................................................................118 7.5. APLICAŢII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE .........................................121

7.5.1. Concepte de control al arterelor rutiere urbane ....................................................121 7.5.2. Descrierea funcţională a detectorilor ....................................................................123 7.5.3. Controlul intersecţiilor locale ...............................................................................124 7.5.4. Detectarea priorităţii vehiculelor ..........................................................................125 7.5.5. Controlul sistemului de semnale...........................................................................130 7.5.7. controlul şi supravegherea autostrăzii...................................................................132

7. 6. ALTE APLICAŢII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE.............................136 7. 6.1. Monitorizarea vitezei ...........................................................................................136 7.6.2. Clasificarea şi numărarea vehiculelor...................................................................138 7.6.3. Bucle temporare ....................................................................................................140 7.6.4. Detectori pentru pietoni ........................................................................................142

BIBLIOGRAFIE....................................................................................................................143

II

MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER ŞI TELEMATICĂ RUTIERĂ

OBIECTIVELE CURSULUI

Competenţe cognitive: 1.Să dovedească o bună înţelegere a cunoştinţelor în domeniul managementului fluxurilor rutiere: elementele sistemului rutier – om, vehicul, drum şi relaţia cu mediul înconjurător – cinematica fluxurilor rutiere şi parametrii traficului rutier; principiile de bază ale teoriei fluxurilor rutiere. 2. Să înţeleagă modul în care alte discipline sunt în corelaţie cu acest domeniu: să conştientizeze natura interdisciplinară a sistemelor de transport prin intermediul studiilor de caz; să înţeleagă aparatul matematic folosit în analiza fluxurilor rutiere, pentru aplicarea lor aplicaţiile efectuate; modul în care interacţionează elementele sistemului rutier. 3. Să identifice o situaţie de trafic, să explice conexiunile care se produc, pentru a o putea rezolva; să înţeleagă rolul şi importanţa analizei circulaţiei fluxurilor rutiere.

Competenţe aplicativ – practice: 1.Să demonstreze ca au capacitatea de a crea soluţii inovative şi să îmbunătăţească practicile curente pentru aplicaţiile practice: prelucrarea, analiza şi interpretarea datele culese. 2.Să aibă capacitatea de a corela cunoştinţele similare dobândite pe parcursul traseului de studii. 3.Să aibă capacitatea de a sintetiza şi abilităţi în aplicarea creativă a cunoştinţelor dobândite anterior.

Competenţe de comunicare şi relaţionale: 1.Să demonstreze că au capacitatea de a interacţiona efectiv cu alţii cu scopul de a se organiza în grupuri de 4-5 studenţi care vor lucra pentru achiziţia datelor experimentale, analiza şi pregătirea unui raport. 2.Să aibă abilitatea de a colecta, analiza şi organiza informaţia şi ideile şi de a le exprima fluent atât vorbit cât şi în scris: exerciţiile de învăţare independentă permit studenţilor să identifice noi surse de informaţie pentru rezolvarea unor probleme noi. 3.Să aibă abilitatea de a se angaja efectiv în folosirea tehnologiilor de comunicare şi informare: folosirea unei platforme electronice de învăţare.

CONŢINUTUL ORELOR DE LABORATOR

1.Proceduri de măsurare a fluxurilor rutiere

1.1.Analiza sosirii vehiculelor într-un punct

1.2.Măsurători cvasi – locale

1.3.Măsurători cvasi - momentane

1.4.Metoda observatorului mobil

2.Întocmirea fişelor pentru culegerea datelor de trafic

3.Culegerea datelor de trafic în teren şi prelucrarea datelor

4.Proiectarea geometrică a drumului

5.Proiectarea intersecţiilor semaforizate

6.Aplicaţii ale tehnologiilor de detectare

1

1. PRINCIPII GENERALE PRIVIND TRAFICUL RUTIER

Evoluţia civilizaţiei umane este strâns legată de posibilităţile de transport ale produselor

activităţilor economice şi pentru realizarea de relaţii tot mai strânse între diferite grupuri de

oameni. S-a născut astfel, necesitatea perfecţionării continue a mijloacelor de transport şi crearea

unor vaste reţele de transport. O dată cu inventarea automobilului şi trecerea la producţia de masă

a diverselor tipuri de autovehicule, s-a realizat dezvoltarea reţelelor de transport rutier, care leagă

între ele marile aglomeraţii urbane şi practic toate localităţile unei ţări. Centrele populate, urbane

şi rurale, sunt direct afectate de creşterea mobilităţii populaţiei şi de circulaţia tot mai intensă a

mărfurilor.

Circulaţie rutieră reprezintă mişcarea generală de vehicule şi persoane, concentrată pe

suprafeţe de teren amenajate special în acest scop, respectiv drumurile. Fenomenul circulaţiei

rutiere sau a traficului rutier se manifestă tot atât de clar pe distanţe mari, în teritorii largi, cât şi

în zone restrânse (oraşe şi alte tipuri de aşezări). Ca urmare a perfecţionării continue a

autovehiculelor, s-a ajuns astăzi la ritmuri ridicate şi proporţii foarte mari de evoluţie a circulaţiei

rutiere. Practic are loc o explozie rutieră.

Parcul mondial de autovehicule a ajuns la cifre impresionante. În întreaga lume circulă în

prezent peste 700 milioane de autovehiculele de toate tipurile şi categoriile şi an de an sunt

produse din ce în ce mai multe astfel de mijloace de transport. Această situaţie a dus la atingerea

limitei de saturaţie a gradului de motorizare, în special în ţările puternic industrializate.

Gradul de motorizare are tendinţa continuă de creştere şi în celelalte ţări. În România, la

sfârşitul deceniului nouă erau înregistrate peste 3.200.000 de autovehicule de diferite categorii

(autoturisme, autocamioane, autobuze, microbuze, motorete, motociclete) şi tendinţa de creştere a

parcului s-a menţinut şi în ultimii ani. Nu există indici ca acest proces să se oprească. Este

cunoscut faptul că limita de saturaţie a gradului de motorizare a unei ţări este în jur de 2,5...3

persoane la un autoturism convenţional. Ori, la noi în ţară, mai sunt multe de făcut în acest

domeniu. În primul rând este necesară dezvoltarea puternică a infrastucturii rutiere şi

modernizarea celei existente.

Centrele urbane şi rurale sunt afectate direct de mobilitatea populaţiei. Analiza modului în care

se desfăşoară traficul rutier în localităţi indică, indiferent de tipurile de mijloace de transport

utilizate, trei faze principale de deplasare ale populaţiei:


• alternanţa zilnică a deplasării în dublu sens locuinţă - loc de muncă;

• vizitarea în timpul liber a zonelor administrative, comerciale, culturale, sociale şi pentru

contacte individuale sau în grup şi ieşirile pe durate mai scurte sau mai lungi în locuri de

odihnă, turism şi agrement, care pot fi intra - sau extraurbane.

Aceste trei faze principale de deplasări se suprapun mai mult, mai puţin sau de loc, în timp.

Fiecare însă, generează ore de vârf, perioade de vârf, în care preluarea traficului de către reţeaua

stradală şi cea a mijloacelor de transport se loveşte de mari dificultăţi. În plus la traficul rutier

participă în proporţii imense autovehiculele pentru transportul de mărfuri.

Perceperea simultană, globală, a fenomenului circulaţiei rutiere dă o primă impresie de

“forfotă”, de mişcare total anarhică în conţinutul său, greu de controlat, coordonat, dirijat şi

stăpânit. În realitate, acest proces stohastic poate fi descompus pentru analiză şi studiu. Această

descompunere poate fi finalizată după direcţiile principale de deplasare a populaţiei şi a

mărfurilor. Caracterul aparent haotic al traficului rutier provine de la faptul că însumează un

număr foarte mare de particule în mişcare (autovehicule şi pietoni), care efectuează deplasări

foarte diverse ca scop, destinaţie, distanţă, urgenţă, importanţă, traseu.

Este caracteristic faptul că, în special, aglomeraţiile urbane, practic sunt sufocate de prezenţa

autoturismelor, care dispunând de o autonomie deosebită de deplasare pot satisface cele mai

diverse pretenţii şi care, ocupă trama stradală zi noapte, în plus un număr foarte mare de

autocamioane asigură aprovizionarea cu mărfurile necesare. Mari aglomeraţii de autovehicule îşi

manifestă din plin prezenţa pe autostrăzile lumii şi pe drumurile cât de cât mai importante.

Autoturismele, prin numărul lor mare şi autonomia de mişcare, generează un grad extrem de

ridicat de ocupare a reţelei stradale.

Considerentele principale legate de dificultăţile generate de autoturisme pentru traficul rutier

sunt:

• prezenţa în masă a autoturismelor pe teritoriul unei localităţi determină o gravă risipă de

teritoriu;

• din 24 de ore ale unei zile, autoturismul circulă în medie 2 ore, restul de 22 de ore

staţionează, pentru aceasta, el necesită cel puţin două locuri de parcare, la domiciliul

proprietarului şi la locul de muncă al acestuia;

• în comparaţie cu orice alt mijloc de transport în comun, autoturismul ocupă, raportat la o

persoană transportată, o suprafaţă mult mai mare a reţelei stradale: 1 autobuz ocupă în

3


timpul deplasării aproximativ 30 m2 şi transportă în medie 50 de persoane, pe când un

autoturism ocupă circa 15 m2 şi transportă în medie 2,5 persoane. Din această comparare

rezultă o ocupare de cel puţin 10 ori mai mare a reţelei stradale de către autoturisme faţă de

autobuze. Având în vedere manevrabilitatea autoturismelor, se poate aprecia că, la efect

egal, acestea ocupă de 5 ori mai mult trama stradală.

Prezenţa masivă a autovehiculelor în viaţa de zi cu zi a omului modern a dus la manifestarea

puternică a “crizei de circulaţie”, care se caracterizează printr-o mare risipă de timp şi de resurse.

Principalele efecte negative ale crizei de circulaţie sunt:

• dificultatea de a circula pe autostrăzi, marile magistrale rutiere şi arterele principale ale

oraşelor, care poate culmina cu blocările de circulaţie, până la ambuteiaje complete, care

pot fi soluţionate numai cu o mare risipă de timp;

• limitarea progresivă a vitezei medii de circulaţie, care în marile aglomeraţii urbane se

reduce la 5...10 km/h, cu mult sub viteza unei biciclete;

• creşterea excesivă a consumului de combustibil a autovehiculelor la deplasarea în zone

aglomerate;

• mărirea bruscă a gradului de poluare a atmosferei cu noxe chimice şi sonore şi cu pulberi;

• excesul de semne, marcaje şi semnale de circulaţie;

• aglomeraţii la staţiile de alimentare, garaje, parcări şi ateliere de întreţinere;

• fenomenul de “scăpare”, prin care un conducător auto o dată ieşit dintr-o zonă

supraaglomerată sau ambuteiaj, se duce “ca din puşcă” cu viteză excesivă.

Aceste efecte negative reprezintă factori perturbatori marcanţi în traficul rutier, care se

manifestă în sfera psiho - socială a conducătorilor auto şi a celor care beneficiază de serviciile

transportului cu autovehicule. Factori perturbatori sunt consecinţa contradicţiilor specifice crizei

de circulaţie:

• contradicţia dintre dificultăţile circulaţiei rutiere, care necesită manevre de mare fineţe şi

siguranţa deplină în conducere, şi amatorismul pronunţat al majorităţii conducătorilor de

autovehicule;

• contradicţia dintre viteza lentă cu care se circulă în marile oraşe şi pe magistralele rutiere

supraaglomerate şi tendinţa omului modern de a trăi, munci şi circula cu viteză mare;

4


• contradicţia dintre marea pierdere de timp determinată de circulaţia supraaglomerată,

întreţinerea şi repararea autovehiculelor şi progresiva şi continua lipsă de timp a omului

contemporan;

• contradicţia dintre nevoia omului de a se relaxa chiar şi în pauzele foarte scurte, la

staţionarea autovehiculului şi imposibilitatea de a realiza acest lucru din cauza poluării

excesive a căilor de circulaţie;

• contradicţia dintre încordarea psihică şi fizică a conducătorului auto la parcurgerea traseelor

supraaglomerate şi deconectarea totală la ieşirea din aceste trasee;

• contradicţia dintre capacitatea limitată de recepţie a omului şi supraîncărcarea căilor rutiere

cu marcaje, semne şi semnale.

Pe de altă parte criza de circulaţie are şi unele efecte pozitive, mai ales în planul psiho -

social:

• transformă circulaţia rutieră într-o structură economică şi socială cu caracteristici proprii,

care are un rol important în desfăşurarea normală a activităţii unei comunităţi;

• transformă masa conducătorilor auto într-o comunitate bazată pe asemănarea conduitei,

care se manifestă ca o “mulţime” care influenţează comportamentul individual;

• generează în rândul conducătorilor auto a asociaţiilor cu caracter de grup, automobil-

cluburile;

• determină accentuarea tuturor formelor de manifestare a coeziunii sociale (contactul spaţial,

psihic şi social);

• stabileşte interacţiunea reciprocă atât între conducătorii auto, cât şi între aceştia şi organele

administrative şi de stat care au atribuţii în organizarea, coordonarea, dirijarea şi controlul

circulaţiei rutiere;

• existenţa şi extinderea circulaţiei rutiere determină dezvoltarea sistemului de control social

al circulaţiei, care se poate realiza prin însuşirea de către conducătorii auto a legislaţiei

rutiere şi a tehnicii conducerii autovehiculelor şi a valorilor legate de ele.

Astfel, conducătorii auto trebuie să se supună acestora constituind o obligativitate interioară şi

material-socială, reflectată în obligativitatea de a respecta semnele, semnalele şi marcajele

rutiere.

Deci, este necesar să se acorde cea mai mare atenţie studiului temeinic al circulaţiei

autovehiculelor în vederea cunoaşterii cât mai exacte a fluxurilor rutiere între şi în nodurile

5


reţelelor de drumuri, pentru a putea stabili cele mai bune măsuri de programare, coordonare şi

control a acestui proces de o complexitate deosebită, cu efecte considerabile asupra vieţii sociale

şi economice ale fiecărei localităţi mai importante, sau a fiecărei ţări. Toate acestea sunt necesare

pentru a asigura desfăşurarea traficului rutier în condiţii de siguranţă sporită, pentru creşterea

eficienţei activităţii de transport cu autovehicule şi pentru a limita pierderile de vieţi omeneşti şi

risipa resurselor materiale.

Prin metodele managementului traficului rutier, trebuie să se asigure corelarea în limita

posibilităţilor, a următorilor parametri mai importanţi:

• mobilitatea populaţiei;

• gradul de motorizare;

• densitatea populaţiei în diverse zone;

• capacitate de trafic stradală, inclusiv staţionarea şi parcarea autovehiculelor, pentru a

asigura desfăşurarea circulaţiei rutiere în condiţii ridicate de siguranţă.

Corelarea mărimii fluxurilor rutiere cu capacitatea de trafic a reţelelor rutiere presupune

utilizarea unor metode adecvate de achiziţie, prelucrare şi interpretare, dacă este posibil în timp

real, a unui volum mare de date privind numărul participanţilor la deplasare, precum şi a unor

instalaţii flexibile de achiziţie, prelucrare şi dirijare automată a fluxurilor de autovehicule şi

pietoni, asistate şi conduse de microcomputere.

De asemenea, este necesară folosirea unui instrument exact matematic de analiză, simulare şi

coordonare, cum sunt: prelucrarea statistică a datelor şi teoria probabilităţilor, programarea

matematică, teoria estimaţiei, prognoza matematică; teoria grafurilor şi a reţelelor, teoria şirurilor

şi a sistemelor de aşteptare, teoria reglării automate; modelarea matematică a fluxurilor rutiere,

metode numerice de calcul şi teoria continuităţii.

Traficul rutier reprezintă un sistem tipic, om - autovehicul - drum şi de aceea, este necesar să

se acorde o atenţie corespunzătoare analizei fiecăruia din aceşti participanţi şi a implicaţiei

directe a lor asupra desfăşurării fluente a circulaţiei, în condiţii depline de securitate rutieră. Este

deci, necesară cunoaşterea funcţiunilor acestora şi a modului în care se poate acţiona asupra lor

pentru corelarea şi optimizarea desfăşurării normale a circulaţiei rutiere, în vederea asigurării

eficienţei maxime a transportului de persoane şi bunuri cu autovehiculele.

Autovehiculele care participă la traficul rutier diferă foarte mult între ele prin destinaţie,

particularităţi constructive şi capacitate de trecere.

6


Din punct de vedere al destinaţiei, autovehiculele se împart în:

• autovehicule pentru transportul de persoane (autoturisme, microbuze, autobuze şi

automobile de performanţă);

• autovehicule pentru transportul de mărfuri (autocamioane şi autoutilitare);

• autovehicule de tracţiune (autotractoare cu semiremorci şi remorci);

• autovehicule pentru servicii auxiliare şi speciale (autobasculante, autocisterne,

automacarale, autosanitare etc.).

Toate aceste destinaţii, determină forme şi dimensiuni diferite ale caroseriilor, performanţe

dinamice şi economice diverse, precum şi capacităţi de trecere, de maniabilitate şi stabilitate

foarte diferite. De asemenea, tot în funcţie de destinaţie autovehiculele sunt echipate cu motoare

şi transmisii foarte diverse, precum şi cu alte sisteme şi echipamente, care contribuie la creşterea

confortului acestora şi la sporirea siguranţei circulaţiei rutiere.

Creşterea parcului mondial de autovehicule a dus la perfecţionarea continuă a organizării şi

coordonării circulaţiei lor. Un accent deosebit se pune pe proiectare şi construcţia de drumuri cu

curbe line, suprafeţe netede, declivităţi mici, şi cu diferite semne, semnale şi marcaje rutiere.

Toate acestea sunt strâns legate de asigurarea unei vizibilităţi corespunzătoare, printr-o proiectare

raţională a elementelor geometrice ale drumurilor.

La proiectare drumurilor şi organizarea circulaţiei autovehiculelor se are în vedere viteza de

proiectare a drumurilor în funcţie de care se stabilesc: profilurile transversal şi longitudinal ale

unui drum şi planul traseului acestuia.

Sistemul traficului rutier

Folosirea metodelor de ordonare sistematică a traficului se conduce după criterii de eficienţă

în concordanţă cu condiţiile locale existente. Prin folosirea metodelor de direcţionare se creează

sistemele de trafic. Prin introducerea sistemelor de prelucrare a datelor a devenit posibilă crearea

sistemelor de reglare, adică cu posibilitatea de adaptare în raport cu situaţiile de trafic actuale. Se

poate vorbi astfel, despre o reglare automată a fluxurilor de trafic.

Aprecierea şi valorificarea măsurilor capabile să influenţeze traficul reprezintă o sarcină

complexă, mai ales că aceste măsuri devin eficiente, nu singure, ci împreună cu strategia de trafic

adoptată. Ponderea fiecărei măsuri în parte poate fi foarte diferită în funcţie de coordonatele în

timp şi spaţiu.

Ca elemente ale sistemului om - vehicul – drum, conform figurii 1.1 avem:

7


- omul ca şi conducător al mijloacelor de transport;

- vehiculul, mijloc de transport pentru mişcarea bunurilor de transportat;

- reţeaua căilor de transport ca sistem al legăturilor de

trafic, al punctelor de intersecţie şi de bifurcaţie.

Sistemul traficului rutier este o succesiune în timp şi spaţiu

a acţiunii reunite a tuturor elementelor, în cadrul căruia

acţionează factori fizici, sociali şi organizatorici sau sunt

produse de sistem.

Omul influenţează desfăşurarea traficului în mod

considerabil după ce înregistrează şi prelucrează informaţiile,

prin transformarea rezultatelor în decizii. În acest sens trebuie

luate în considerare: perceperea şi recepţionarea unui stimul,

cunoştinţe, prelucrarea informaţiei, decizia şi reacţia. Cunoaşterea în sistem a omului este

relevantă pentru ordonarea traficului. Ea este măsurabilă cu ajutorul gradului de percepţie şi a

modelului de urmărire, fiind dependentă de deciziile luate şi aplicate.

Figura 1.1. Sistemul om – vehicul – drum - mediu

Deciziile conducătorului sunt aptitudini, stări de spirit, motivaţii. Dintre motivaţii pot fi

amintite aspiraţia spre avantaje personale (durata

călătoriei cât mai scurtă, viteză mare, confort,

siguranţă) şi, nu în ultimul rând, economie de

combustibil sau sentimentul solidarităţii cu o anumită

grupă de persoane, cum ar fi pietonii sau bicicliştii.

Aceste scopuri pot fi realizate cu ajutorul mijloacelor

de comunicare adecvate. Prioritar este însă avantajul

personal, dacă se urmăreşte o anumită direcţie de mers.

Vehiculul – ca un caz special, omul însuşi - ca

pieton, influenţează imaginea traficului pe de o parte

ca elemente singulare (de sine stătătoare), pe de alta ca

elemente reunite ale sistemului. Figura 1.2. Sisteme de reglare

automată

Automobilul poate fi analizat în mişcare şi poate fi descris cu ajutorul mai multor caracteristici

distinctive. Aceste date au o importanţă crescută în oraşe. Ele vor fi definite drept caracteristici

distinctive ale desfăşurării traficului. Dintre acestea au fost amintite: tăria şi densitatea traficului,

8


timpul mediu de parcurs şi viteza medie, întârzierea medie, ocuparea benzilor, timpul mediu de

oprire, lungimea cozilor şi durata aşteptărilor, influenţa mediului şi consumul de combustibil.

Determinarea acestor caracteristici se face în timp şi spaţiu, luând în considerare şi elementele

constructive.

Reţeaua de drumuri este cea care asigură buna desfăşurare a traficului, din punct de vedere al

spaţiului. Caracteristică este în acest caz, descrierea suprafeţelor de trafic disponibile în zona

intersecţiilor:

• lungimea segmentului de parcurs;

• numărul şi lăţimea benzilor pe un segment de parcurs (traseu);

• înclinarea şi structura benzilor;

• vizibilitatea;

• numărul de benzi pentru fiecare acces al intersecţiei;

• viteza de proiectare, respectiv viteza maximă stabilită;

• marcarea şi semnalizarea.

Asupra acţiunii reunite a acestor elemente de sistem acţionează factorii de mediu care

condiţionează sau favorizează traficul. Sistemul însuşi, poate să genereze influenţe, care să

acţioneze de cele mai multe ori într-un mod neplăcut asupra mediului înconjurător.

Influenţele fizice acţionează direct asupra vehiculelor şi a reţelei de trafic şi indirect asupra

oamenilor. Pot fi enumerate astfel condiţiile meteorologice, întunericul, obstacolele din

apropierea drumului, condiţiile de drum precum şi starea tehnică a vehiculelor.

Influenţele sociale se produc pe de o parte ca urmare a prezenţei diferitelor sisteme de trafic şi

de producţie, pe de altă parte prin legislaţia rutieră, care are un rol de bază. De regulă, omul

devine conştient de importanţa mediului în sistemul traficului rutier cu ajutorul mijloacelor de

comunicaţie. Cu acestea este influenţată faza luării deciziilor în raport cu legislaţia concretizată în

marcaje, indicatoare sau semnale rutiere. Manipularea factorilor organizatorici oferă adesea

posibilitatea folosirii sistemelor de direcţionare adaptabile.

Influenţa asupra persoanelor se produce printr-o serie de măsuri care se conduc după anumite

puncte de vedere strategice. Omul are alături un aşa numit sistem de dirijare alternativ care ia

hotărâri în locul lui. Conducerea se produce după reguli şi regulamente care, corespunzător

experienţei acumulate, urmează să ofere forma dorită a fluxului rutier. Succesiunea acestor

acţiuni conduce la un sistem cu reacţie inversă descris în figura 1.2.

9


În general, un semafor va fi pus în funcţiune, astfel încât o anumită mărime reglată w (de

exemplu lungimea cozilor) să rămână constantă pe o anumită distanţă reglată (spaţiul

aglomerării).

Ca factor perturbator z, apare în acest caz variaţia fluxului rutier. Pentru a elimina influenţa

acestui factor, acţionează mărimea y, prin intermediul semaforului asupra mărimii x, (lungimea

aglomerării) pentru ca aceasta, conform definiţiei să rămână constantă.

În cazul “succesiunii deschise de acţiuni” (sistem deschis) care implică noţiunea de

direcţionare, va fi influenţată numai mărimea reglată, fără ca rezultatele să fie analizate direct şi

abaterile de la regulă să fie corectate.

În contrast cu acest caz este cazul “succesiunii închise de acţiuni” sau sistemul cu reacţie

inversă.

Un element important al acestei succesiuni este elementul de reglare, de exemplu, instalaţia de

trafic, care calculează abaterile valorii reale a mărimii reglate, faţă de valorile date (variabila w)

şi încearcă să minimizeze abaterea, cu ajutorul unei modificări a variabilei y. O astfel de

succesiune de acţiuni, deseori denumită adaptabilă dinamic sau independentă de conducere,

corespunde noţiunii fizice a reglării, respectiv a buclei de reacţie.

DE LA …ROATĂ….

......LA SISTEME INTELIGENTE DE TRANSPORT!

10

MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER SI TELEMATICĂ RUTIERĂ

2. ELEMENTE DE STATISTICĂ MATEMATICĂ ŞI TEORIA

PROBABILITĂŢILOR

2.1. GENERALITĂŢI. DEFINIŢII. VARIABILE ALEATOARE

Pentru cercetarea caracteristicilor traficului rutier se folosesc o serie de metode matematice

care permit stabilirea unor interpretări juste a fenomenelor care au loc. În funcţie de natura

problemelor ce se pun, se utilizează metode ale statisticii matematice şi ale teoriei

probabilităţilor, elemente de programare liniară şi de teoria grafurilor, elemente de teoria

şirurilor de aşteptare şi noţiuni de teoria reglării automate.

Având în vedere importanţa deosebită a statisticii matematice şi a teoriei probabilităţilor

pentru studiul traficului rutier, în continuare se prezintă elementele de bază ale acestor

metode.

Prin statistică matematică se înţelege elaborarea unor modele matematice pentru studiul

fenomenelor de masă în care se manifestă întâmplarea. Prin fenomen de masă se înţelege un

fenomen care se compune dintr-un număr complex de fenomene individuale care se produc în

urma realizării unui anumit complex de condiţii bine determinate.

Realizarea practică a unui complex de condiţii conduce la un rezultat numit eveniment (de

exemplu, aruncarea cu zarul, dar şi sosirea autovehiculelor într-un punct, într-un anumit

interval de timp).

În sfârşit, toate referirile au la bază teoria probabilităţilor. În această teorie se cunosc

factorii de bază care determină apariţia unui eveniment, dar nu poate fi cunoscut cu exactitate

absolută rezultatul final. Spre deosebire, în statistica matematică se cunoaşte rezultatul, dar nu

se cunosc cauzele care l-au generat. Astfel, în studiul fenomenelor întâlnite în traficul rutier

este necesară combinarea celor două teorii.

Se definesc următoarele noţiuni de bază:

• Spaţiul eşantioanelor. Totalitatea rezultatelor unei anumite experienţe formează spaţiul

eşantioanelor, spaţiu care poate fi finit sau infinit.

-un spaţiu al eşantioanelor care conţine cel mult o mulţime numărabilă de valori se

numeşte discret;

-un spaţiu al eşantioanelor care conţine o mulţime nenumărabilă de puncte se numeşte

continuu;

11


-o submulţime care nu conţine nici un punct (rezultat) este o mulţime vidă şi reprezintă

un eveniment imposibil. Un eveniment care conţine toate punctele spaţiului eşantioanelor

este un eveniment sigur E (cu siguranţă se va realiza unul din rezultatele posibile);

-măsura probabilistică este o funcţie care stabileşte corespondenţa între submulţimile

spaţiului, notat cu Ω şi mulţimea numerelor reale pozitive, cuprinse între 0 şi 1 inclusiv.

Măsura probabilistică are următoarele proprietăţi:

P(Ai)≥0,

P(Ai∪Aj)=P(Ai)+P(Aj),

( )∑∞

=

∞

=

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

11 ii

ii APAP U ,

dacă evenimentele sunt disjuncte. În plus avem:

P(φ)=0, P(Ω)=1,

unde, P este o funcţie al cărui domeniu de definiţie este o clasă de mulţimi de puncte,

respectiv pe intervalele axei reale, pe care le vom nota cu f(x), g(x) etc.

• Variabilă aleatoare (întâmplătoare) este o funcţie reală definită pe spaţiul eşantioanelor.

Denumirea aleatoare accentuează faptul că avem de a face cu experienţe guvernate de

legile întâmplării şi nu de legi deterministe. Prin repetarea unei experienţe se constată o

anumită regularitate; totuşi este imposibilă anticiparea cu certitudine a rezultatului unei

experienţe întâmplătoare. Fiecărui rezultat al experienţei îi corespunde un punct din spaţiul

eşantioanelor şi acestuia un număr real (sau uneori complex). Corespondenţa între un punct

în spaţiul numerelor reale este dată de o funcţie numită variabilă aleatoare notată fie cu

litere mici greceşti, fie cu litere mari X, T etc.

2.2. VARIABILE ALEATOARE DISCRETE

Variabilele aleatoare întâlnite în teoria traficului rutier sunt strâns legate de datele statistice

obţinute prin observaţii şi măsurători.

Datele statistice, sub forma lor brută, reprezintă o masă dezordonată de valori. De aceea,

pentru ca ele să poată fi analizate ulterior şi apoi utilizate în anumite deducţii generalizatoare,

este necesar să primească o anumită formă şi o structură clară.

Pentru simplificarea calculelor şi pentru o mai uşoară interpretare a rezultatelor se va face

o grupare a observaţiilor (discrete sau continui) efectuate asupra unei singure caracteristici a

unui număr mare de elemente.

12


Intervalul de variaţie al acestor date va fi împărţit într-un anumit număr de subintervale şi

se va înregistra numărul de observaţii care cad în fiecare din ele. Acest număr poartă numele

de frecvenţă absolută a intervalului sau clasei, iar raportul dintre frecvenţa absolută şi

numărul total de observaţii se numeşte frecvenţă relativă şi este de fapt o probabilitate.

Pentru exemplificare pot fi urmărite datele din tabelul 2.1 precum şi graficele

corespunzătoare din figura 2.1, care descriu sosirea autovehiculelor într-o secţiune a drumului

(punct), pe banda a doua de circulaţie, accesul dinspre Bucureşti, la 50 m de intersecţia Str.

Calea Bucureşti _ Str. Poienelor – B-dul Saturn, în data de 10 octombrie 1998, ora 1600-1700.

Datele au fost culese la fiecare 10 secunde, deci vom avea un număr de N=3600/10=360

intervale, în fişele prezentate la activitatea de laborator.

Tabelul 2.1 : Exemplu de calcul a frecvenţelor relative

Frecvenţa cumulată în sens

crescător

Frecvenţa cumulată în sens

descrescător

Nr. de vehicule într-un

interval, xi

Frecvenţa absolută, Ni

Frecvenţa relativă, fi

fΣ> fΣ<

0 85 0,236111 0,236111 1 1 108 0,3 0,536111 0,763889 2 72 0,2 0,736111 0,463889 3 38 0,105556 0,841667 0,263889 4 31 0,086111 0,927778 0,158333 5 15 0,041667 0,969444 0,072222 6 11 0,030556 1 0,030556

Total 360 1

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 1 2 3 4 5 6x

f

f

0,8

1

0

0,2

0,4

0,6

0 1 2 3 4 5 6

f>

f<

Figura 2.1. Histograma frecvenţei relative Figura 2.2. Frecvenţele cumulate

Repartiţiile de frecvenţe se reprezintă grafic sub forma histogramelor. Histograma se

construieşte manual sau mai simplu cu ajutorul programelor ca EXCEL(© Microsoft

Corporation) sau MATHCAD(© Mathsoft Inc.), înregistrând pe abscisă intervale de valori

corespunzătoare numărului de vehicule sosite în intervalul de timp, iar pe ordonată frecvenţele

relative a căror sumă nu poate depăşi valoarea unu.

13


Pentru o imagine mai clară asupra datelor prelucrate, în anumite situaţii, este de preferat să

se lucreze cu frecvenţele cumulate. Astfel, în tabelul 2.1 s-au calculat frecvenţele cumulate în

sens crescător fΣ> şi descrescător fΣ<. Aceste frecvenţe sunt reprezentate grafic în figura 2.2.

Curbele frecvenţelor cumulate permit stabilirea rapidă ale unor caracteristici ale datelor

analizate. Astfel, de exemplu, cu ajutorul curbei cumulate în sens descrescător fΣ< poate fi

evaluată probabilitatea ca într-un interval să sosească mai mult de x autovehicule. Aceste

curbe pot fi construite atât pentru variabilele aleatoare discrete cât şi pentru cele continui, ele

având utilitare la stabilirea funcţiilor de repartiţie teoretică a mărimilor care intervin în teoria

traficului rutier.

Ca o definiţie generală, mulţimea valorilor ordonate ale variabilei aleatoare X puse în

corespondenţă cu probabilităţile corespunzătoare reprezintă distribuţia variabilei X.

Legea care dă probabilitatea ca variabila aleatoare să ia o anumită valoare xi (din mulţimea

valorilor posibile) se numeşte lege de distribuţie a probabilităţii sau, pe scurt, distribuţia

P(xi)=P(X=xi).

O variabilă aleatoare poate fi descrisă printr-un tablou de valori:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

n21

n21

pppxxx

X......

, (2.1)

cu pi≥0, oricare ar fi i şi . 2.2) 1pn

1ii =∑

=

Pentru a afla care este probabilitatea ca variabila aleatoare să ia o valoare mai mică sau

egală cu o anumită valoare x, respectiv: P(X≤ x), vom defini funcţia: F(X)=P(X ≤ x)=∑ P(xi),

cu xi ≤ x, numită funcţie de repartiţie.

Dacă probabilităţile sunt egale, această distribuţie poate să apară ca în figura 2.3.

În cazul variabilelor discrete funcţiile de repartiţie sunt funcţii în trepte, figura 2.4. Funcţia:

( ) ( ) ( )ixx

xPxXPxFi

∑≤

=≤= , cu xi≤ x (2.3)

Figura 2.3. Distribuţia în cazul probabilităţilor egale.

Figura 2.4. Funcţia de repartiţie în cazul probabilităţilor egale.

14


este funcţia cumulată în sens crescător.

Funcţia,

F(x)=P(X≥x)= ( )∑≥xx

ii

xP cu xi≥ x, (2.4)

este o funcţie cumulată în sens descrescător (figura 2.5).

2.3. VARIABILE ALEATOARE DE TIP CONTINUU În acest caz variabila aleatoare poate lua un continuu de valori.

În teoria traficului rutier variabile de tip continuu pot fi intervalele în timp sau spaţiu dintre

vehicule, vitezele autovehiculelor, etc.

Se numeşte densitate de probabilitate fX(x), funcţia dF/dx unde F este de asemenea funcţia

de repartiţie. Deci,

Figura 2.5. Funcţie cumulată în sens descrescător (a) şi crescător (b)

fX(x) = dF(x)/dx, cu fX(x).dx ≥ 0, (2.5)

ceea ce reprezintă o probabilitate.

Rezultă:

( ) ( )dxxfxFx

X∫∞−

= , (2.6)

iar,

( ) ( ) ( ) 12

x

xX21 xFxFdxxfxXxP

2

1

−==≤≤ ∫ , ( ) (2.7)

deci,

( ) 1dxxfX =∫+∞

∞−

, (2.8)

similar condiţiei . 1pn

1ii =∑

=

15


Densitatea de probabilitate este o funcţie ce nu poate fi negativă care, pentru valori infinite

ale argumentului, trebuie să tindă spre zero. Trebuie interpretată cu grijă; ea reprezintă

probabilitatea măsurării unei valori x în intervalul ∆x=x2-x1. În orice măsurare, vor fi

observate câteva valori ale lui x, deci aria totală de sub curba densităţii de probabilitate este

unitară, iar probabilitatea măsurării de 100%.

2.4. CARACTERISTICILE DE BAZĂ ALE VARIABILELOR ALEATOARE Atunci când se studiază anumite caracteristici ale fluxurilor de autovehicule, se obţin, prin

observaţii, date cu privire la caracteristicile respective. Parametrii traficului rutier sunt

variabile aleatoare pentru care, chiar dacă nu se cunosc funcţiile de repartiţie, sunt necesari

anumiţi indicatori, anumite “măsuri” ale tendinţelor acestor variabile.

Orice variabilă aleatoare este descrisă de următoarele caracteristici de bază:

1. Tendinţa centrală. Este punctul în jurul căruia se grupează valorile variabilei aleatoare

respective. Măsurile acestei caracteristici sunt:

• Valoarea medie teoretică. Este definită, pentru cele două tipuri de variabile aleatoare

astfel:

-pentru variabile discrete:

( ) ∑=

=n

1iii pxXM . (2.9)

-pentru variabile continui:

( ) ( )dxxxfXM X∫+∞

∞−

= . (2.10)

• Valoarea medianei teoretice, pentru care avem:

( )21XF meX = sau ( ) ( )

21dxxfdxxf

me

me

XX

X

X == ∫∫+∞

∞−

. (2.11)

Figura 2.6. Poziţia celor trei indicatori (moda, mediana şi media) pentru trei tipuri de repartiţii: a) - repartiţie cu asimetrie de dreapta; b) - repartiţie

simetrică; c) - repartiţie cu asimetrie de stânga.

16


Geometric, reprezintă proiecţia pe axa Ox a intersecţiei între dreapta y=1/2 şi curba

y=FX(x). Xme împarte aria cuprinsă sub graficul funcţiei de distribuţie în două părţi egale.

• Moda, notată Xmo este punctul în care probabilitatea, în cazul variabilelor de tip discret,

sau densitatea de probabilitate, în cazul variabilelor de tip continuu, are valoare maximă.

În cazul variabilelor de tip continuu avem:

( ) 0Xf moX =′ şi ( ) 0Xf moX <′′ . (2.12)

Cum ecuaţia fX(x)=0 poate avea una sau mai multe soluţii, vom avea una sau mai multe

valori maxime ale densităţii de probabilitate, astfel încât, repartiţia poate fi unimodală sau

multimodală. Poziţia celor trei indicatori poate fi urmărită în figura 2.6.

Trebuie menţionat că pentru variabile aleatoare discrete, mediana se defineşte analog,

dar înlocuind semnul integrală cu semnul sumă, iar moda este acea valoare pentru care

probabilitatea este maximă.

2. Momente.

• Momentul teoretic necentrat de ordinul k. Este definit de relaţia:

( ) ( )dxxfxXMM Xkk

k ∫+∞

∞−

== . (2.13)

Momentul teoretic necentrat de ordinul întâi este tocmai media. Celelalte momente

necentrate nu prezintă importanţă pentru traficul rutier.

• Momentul teoretic centrat de ordinul k. Este definit pentru cele două tipuri de variabile

astfel:

-pentru variabile de tip discret:

( ) ( )[ ] ik

ii

kk pXMxXDD ∑ −== . (2.14)

-pentru variabile de tip continuu:

( ) ( )[ ] ( )[ ] ( )dxxfXMxXMXMXDD X

kkk

k ∫+∞

∞−

−=−== , (2.15)

Momentul teoretic centrat de ordinul întâi, D1 este nul. O importanţă deosebită o are

momentul teoretic centrat de ordinul doi, notat D2 sau D2(X), cunoscut sub numele de

dispersie. Valorile dispersiei pentru cele două tipuri de variabile au relaţiile:

-pentru variabile discrete:

( )[ ]2

iiii

i

2i

22 pxpxXMXMD ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛−=−= ∑∑ (2.16)

-pentru variabile continui:

17


( )[ ] ( ) ( )∫ ∫∞+

∞−

∞+

∞−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=−=

2

XX22

2 dxxxfdxxfxXMXMD (2.17)

Se poate constata că, dispersia sau momentul teoretic centrat de ordinul doi, reprezintă

diferenţa dintre momentul necentrat de ordinul al doilea şi pătratul momentului necentrat de

ordinul întâi, sau mediei.

Legat de dispersie se defineşte abaterea standard, care reprezintă rădăcina pătrată a

dispersiei şi exprimă precizia de măsurare a parametrilor traficului rutier.

• Momentul centrat de ordinul al treilea D3 este important pentru a defini simetria unei

repartiţii:

( )[ ] ( ) ( ) ( ) ([ 22333 XM2XMXM3XMxMXMD +−=−= )] . (2.18)

Indicatorul β1 măsoară asimetria unei repartiţii în raport cu gradul ei de împrăştiere şi se

numeşte coeficient de asimetrie,

( )[ ] 232

31

XD

D=β . (2.19)

Astfel în figura 2.7 se poate observa că pentru repartiţiile simetrice β1=0, pentru repartiţiile

cu asimetrie dreapta, β1>0, iar pentru repartiţiile cu asimetrie de stânga, β1<0.

Momentul centrat de ordinul al patrulea este dat de relaţia:

( )[ ] ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( )[ ]4223444 XM3XMXM6XMXM4XMXMXMD −+−=−= (2.20)

şi este legat de ascuţirea unei repartiţii. Indicatorul β2 este o măsură a excesului unei repartiţii.

El se numeşte coeficient de exces.

( )[ ]224

2XD

D=β (2.21)

Pentru a putea spune că o repartiţie este mai ascuţită

decât alta este necesar să existe o repartiţie de bază cu care

să se efectueze comparaţia. Această repartiţie “etalon” este

cea normală, pentru care β2=3. O repartiţie cu β2<3 este mai

turtită decât cea normală, iar o alta cu β2>3 este mai ascuţită

decât cea normală.

Coeficientul de variaţie, reprezintă o mărime cantitativă adimensională determinată ca raportul dintre abaterea standard şi media variabilei aleatoare.

XCFigura 2.7.Repartiţii statistice cu diferiţi coeficienţi de exces.

18


xC X

Xσ

= (2.22)

sau exprimat în procente,

[%]100x

C XX ⋅

σ= (2.23)

În cazul în care coeficientul de variaţie se poate calcula ca raport între abaterea medie liniară şi media variabilei aleatoare,

[%]100xdC'

X ⋅= , (2.24)

iar raportul între cei doi coeficienţi de variaţie este

100xd100

xX ⋅>⋅

σ . (2.25)

Coeficientul de variaţie, indiferent de relaţia de calcul poate lua valori între 0 – 100%. Pentru valoarea zero, toate valorile caracteristicii fiind egale între ele şi respectiv cu valoarea medie, variabila aleatoare descrie un fenomen omogen şi datele sunt bine grupate.

Valorile caracteristicii prezintă un grad ridicat de omogenitate pentru valori ale

coeficientului de variaţie mai mici de 35%, iar pentru valori mai mari de 70 - 75%

variaţia este foarte mare, media nu este semnificativă şi nu caracterizează seria de date

analizate.

2.5. ELEMENTE DE TEORIA ESTIMAŢIEI O variabilă aleatoare se consideră determinată dacă este cunoscută mulţimea valorilor x

ale argumentului şi funcţia de probabilitate sau densitatea de probabilitate ,

după cum variabila este discretă sau continuă. Funcţia sau se poate realiza în

diverse moduri:

)(xpi )(xfX

)(xpi )(xfX

-Cu ajutorul teoriei probabilităţilor se stabileşte schema probabilistică în care se încadrează

caracteristica studiată şi prin raţionament se determină expresia analitică a funcţiei sau

. Acestea sunt repartiţiile teoretice, de exemplu repartiţiile: binomială, Poisson,

geometrică, exponenţială, normală etc.

)(xpi

)(xfX

-Se înregistrează sub formă de frecvenţe, valorile caracteristicii studiate pentru fiecare

valoare a argumentului, când variabila este discretă, sau pe intervale convenabile, când

variaţia este continuă, obţinându-se tabele numerice. Astfel de repartiţii se obţin în probleme

concrete prin experienţe şi, de aceea, se numesc empirice.

Încadrarea unei repartiţii empirice într-o schemă probabilistică cu o anumită repartiţie

teoretică corespunde descoperirii unei legităţi de desfăşurare a caracteristicii studiate. Dacă se

19


cunoaşte modelul matematic al legii respective, se pot soluţiona uşor variantele problemelor

puse de practică.

Fie, cunoscută, variabila aleatoare X cu repartiţia empirică, dată prin frecvenţele absolute:

∑=

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ n

1ii

n21

n21 NNNNNxxx

X ;;...,,,...,,,

(2.26)

sau prin frecvenţele relative (probabilităţile):

∑=

==⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ n

1i

iii

n21

n21

NNp1p

pppxxx

X ;;...,,,...,,,

. (2.27)

Se ataşează variabila aleatoare X ′ cu distribuţia teoretică:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡′

)(xfx

XX

. (2.28)

Presupunând că cele două variabile aleatoare X şi X ′ sunt identice, se determină funcţia

a repartiţiei teoretice, astfel ca: )(xfX

n21ipxf iX ,...,,,)( == . (2.29)

Funcţia depinde de anumiţi parametri )(xfX m21jaj ,...,,, = , adică are forma:

),...,,;( m21X aaaxf , (2.30)

astfel, sistemul se scrie:

n21ipaaaxf im21X ,...,,;),...,,,( == , (2.31)

şi devine un sistem de n ecuaţii cu m necunoscute, în care, practic, numărul ecuaţiilor este

mult mai mare decât cel al necunoscutelor. Problema care se pune este de a determina care

este acea valoare a parametrului pentru care există probabilitatea maximă de realizare.

Această problemă de calcul aproximativ se numeşte estimarea parametrilor.

După estimarea parametrilor repartiţiei teoretice se dispune de două variabile aleatoare:

-variabila aleatoare cu repartiţia empirică:

∑=

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ n

1ii

n21

n21 NNNNNxxx

X ;;...,,,...,,,

-variabila aleatoare cu repartiţia teoretică:

∑=

=′⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′′′

′n

1ii

n21

n21 NNNNNxxx

X ;;...,,,...,,,

(2.32)

construită cu frecvenţele , n21iNi ,...,,, =′ ii pNN ⋅=′ .

unde:

Ni- numărul valorilor din clasa Si ,

20


N- numărul total de valori,

n- numărul claselor Si.

Figura 2.8. Reprezentarea grafică a criteriului χ2

Practic cele două repartiţii se deosebesc una de alta. Problema care se pune este de a stabili

dacă deosebirea dintre cele două variabile este întâmplătoare, semnificativă sau nu. Pentru a

soluţiona această problemă, se utilizează mai multe criterii de testare statistică. Dintre

acestea, cel mai utilizat în teoria traficului rutier este criteriul Hi-pătrat (χ2) care se poate

aplica datelor grupate.

Pentru aplicarea acestui criteriu se determină valoarea lui χ2, dată de suma abaterilor

frecvenţelor empirice faţă de frecvenţele teoretice la pătrat, raportate la frecvenţele teoretice:

( ) NNN

NNN n

1i i

2i

n

1i i

2ii2 −

′=

′′−

= ∑∑==

χ . (2.33)

Criteriul χ2 are reprezentarea grafică din figura 2.8. care, aşa cum se poate observa,

depinde de valoarea ν a gradelor de libertate.

Graficul este caracterizat de următoarele caracteristici:

• Aria de sub curbă este egală cu unitatea;

• Valoarea de început este χ2=0.

Curba nu este simetrică; când ν (deci numărul observaţiilor) creşte, curba devine similară

cu cea normală.

Noţiuni de bază

• Frecvenţă absolută, Ni, numărul valorilor înregistrate într-un interval;

21


• Frecvenţă relativă, fi ,reprezintă raportul între frecvenţa absolută Ni şi numărul total al

observaţiilor;

• Eroare admisă, ε, diferenţa dintre valoarea măsurată şi valoarea adevărată, încadrată între

anumite limite;

• Intervalul de încredere este intervalul pentru pentru care poate fi estimată probabilitatea p

prin frecvenţa relativă:

εα +<<− pnxp .

• Indice de încredere (α) sau coeficient de siguranţă, este definit de probabilitatea minimă

ca frecvenţa relativă să se afle în intervalul de încredere:

δαε −=≥⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛<− 1p

nxP . (2.34)

• Pragul de siguranţă (δ) reprezintă probabilitatea maximă ca frecvenţa relativă să nu

aparţină intervalului de încredere:

δε <⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛>− p

nxP . (2.35)

• Deviaţia standard, d, a unei componente a variabilei aleatoare X reprezintă depărtarea lui

x faţă de valoarea medie M(X), se aproximează cu inegalitatea Bienayme - Cebîşev:

( ) 2

2 XD1XMxPε

ε )()( −≥<− (2.36)

• Numărul gradelor de libertate: 1ln −−=ν , unde

n - este numărul intervalelor de grupare (numărul claselor Si ),

l - numărul parametrilor repartiţiei teoretice.

Dacă repartiţia este binomială sau Poisson, distribuţii care au un singur parametru

atunci l = 1 şi 2n11n −=−−=ν grade de libertate.

Dacă însă legea este normală, care are doi parametri, atunci l = 2 şi

312 −=−−= nnν grade de libertate.

Deci, numărul gradelor de libertate este o noţiune statistică strâns legată de cantitatea de

informaţie de care se dispune în cercetarea care se efectuează.

Se recomandă pentru aplicarea testului χ2, ca N≥50, Ni≥5 şi 10 ≤ n ≤ 20.

Când clasele extreme au mai puţin de cinci elemente ele se contopesc cu cele alăturate

şi numărul υ scade corespunzător ( 3n −=ν ). Dacă numai o clasă se contopeşte cu cea

22


alăturată atunci 2n −=ν . În situaţia când toate clasele au mai mult de cinci elemente

atunci 1n −=ν .

Eficienţa testului creşte când în fiecare clasă se află aproximativ acelaşi număr de date. Testul

are o mai mare putere de discriminare în cazul repartiţiilor simetrice şi dă rezultate bune în

cazul verificării normalităţii repartiţiilor empirice normale.

Tabelul 2.2. prezintă valorile χ2 pentru un anumit prag de siguranţă δ.

Aplicarea criteriului χ2 pentru un anumit prag de siguranţă δ, se reduce a verifica dacă:

δχχ −=< 1P 20

2 )( ,

unde , este valoarea care se adoptă din tabelul 2.2. pentru numărul gradelor de libertate ν,

adoptat anterior.

20χ

Figura 2.9. Variaţia lui χ2 pentru α = 0,05 şi α = 0,95

Dacă , se consideră că între repartiţia empirică şi cea teoretică există concordanţă

cu coeficientul de încredere

20

2 χχ <

δα −= 1 .

Figura 2.9 prezintă variaţia lui χ2 în funcţie de ν pentru α = 0,05 şi α = 0,95.

Figura 2.9. este divizată în 3 arii notate I, II, III.

Valorile “căzute” în aria I indică o concordanţă excepţională a datelor, încât ne putem

îndoi de faptul că ele sunt aleatoare.

23


Aria III include valori ale lui χ2, care corespund discrepanţelor între valorile teoretice şi

cele experimentale. Când valorile lui χ2, ”cad” în această arie se constată o nepotrivire între

experiment şi teorie.

Dacă valoarea lui χ2 cade în aria II tinzând spre aria I, atunci există dovezi rezonabile că

probele testului sunt compatibile. Valorile care tind spre regiunea III indică concordanţa

îndoielnică a datelor.

Valorile χ2 pentru un anumit prag de siguranţă δ - Tabelul 2.2

ν 2995,0χ 2

99,0χ 2975,0χ 2

95,0χ 205,0χ 2

025,0χ 201,0χ 2

005,0χ ν 1 2 3 4 5

6 7 8 9

10

11 12 13 14 15

16 17 18 19 20

21 22 23 24 25

26 27 28 29 30

0,000 0,010 0,072 0,207 0,412

0,676 0,989 1,344 1,735 2,156

2,609 3,074 3,565 4,075 4,601

5,142 5,697 6,265 6,844 7,434

8,034 8,643 9,260 9,886

10,520

11,160 11,808 12,461 13,121 13,787

0,000 0,020 0,115 0,297 0,554

0,872 1,239 1,646 2,088 2,558

3,053 3,571 4,107 4,660 5,229

5,812 6,408 7,015 7,633 8,260

8,897 9,542

10,196 10,856 11,524

12,198 12,879 13,565 14,256 14,953

0,001 0,051 0,216 0,484 0,831

1,237 1,690 2,180 2,700 3,247

3,816 4,404 5,009 5,629 6,262

6,908 7,564 8,231 8,907 9,591

10,283 10,982 11,689 12,401 13,120

13,844 14,573 15,308 16,047 16,791

0,004 0,103 0,352 0,711 1,145

1,635 2,167 2,733 3,325 3,940

4,575 5,226 5,892 6,571 7,261

7,962 8,672 9,390

10,117 10,851

11,591 12,338 13,091 13,848 14,611

15,379 16,151 16,928 17,708 18,493

3,841 5,991 7,815 9,488

11,070

12,592 14,067 15,507 16,919 18,307

19,675 21,026 22,362 23,685 24,996

26,296 27,587 28,869 30,144 31,410

32,671 33,924 35,172 36,415 37,652

38,885 40,113 41,337 42,557 43,773

5,024 7,378 9,348

11,143 12,832

14,449 16,013 17,535 19,023 20,483

21,920 23,337 24,736 26,119 27,488

28,845 30,191 31,526 32,852 34,170

35,479 36,781 38,076 39,364 40,646

41,923 43,194 44,461 45,722 46,979

6,635 9,210

11,345 13,277 15,086

16,812 18,475 20,090 21,666 23,209

24,725 26,217 27,688 29,141 30,578

32,000 33,409 34,805 36,191 37,566

38,932 40,289 41,638 42,980 44,314

45,642 46,963 48,278 49,588 50,892

7,879 10,597 12,838 14,860 16,750

18,548 20,278 21,955 23,589 25,188

26,757 28,300 29,819 31,319 32,801

34,267 35,718 37,156 38,582 39,997

41,401 42,796 44,181 45,558 46,928

48,290 49,645 50,993 52,336 53,672

1 2 3 4 5

6 7 8 9

10

11 12 13 14 15

16 17 18 19 20

21 22 23 24 25

26 27 28 29 30

2.6. LEGI DE DISTRIBUŢIE DISCRETE

2.6.1. Distribuţia binomială

Din dezvoltarea binomului lui Newton (p+q)n, unde n este un număr întreg, rezultă:

24


( ) ( )( xnx

n

0x

n qpxnx

nqp −

=∑ −

=+!!

! )

)

. (2.37)

Coeficienţii acestei dezvoltări se numesc binomiali şi pot fi exprimaţi astfel:

( !!!

xnxnC x

n −= . (2.38)

Dacă n trebuie să fie număr întreg, mărimile p şi q nu pot fi limitate decât de relaţia:

1qp =+ (2.39)

Dacă se analizează o succesiune de probe independente, p este probabilitatea ca fenomenul

să se producă după efectuarea probei, iar q este probabilitatea ca fenomenul să nu se producă.

Caracteristicile de bază ale distribuţiei binomiale - Tabelul 2.5

Caracteristica Notaţie Relaţia de calcul Observaţii

( ) ( ) xnxxn p1pCxXP −−⋅⋅==

Media ( ) xXM ≡ pn ⋅

Dispersia ( ) 2X2

2 DXD σ≡≡ ( )p1pn −⋅⋅

Abaterea standard ( ) XXD σ≡ ( )p1np −

Coeficientul de variaţie XC

( )np

p1np −

Eroarea standard ε NXσ

=ε

Numărul observaţiilor pentru o eroare impusă

N 2

2XN

εσ

=

( ) ( )XDXM 2> Determinarea

parametrilor p şi n cunoscând media şi

dispersia

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

σ−=

σ−=

2X

2

2X

xxn

xxp

Fiecare membru al dezvoltării binomiale din relaţia (2.42) este o probabilitate, iar relaţia

care dă distribuţia binomială este:

( ) 1qpqpCP xnxxnxX =+= −

= , , (2.40)

unde: p- probabilitatea rezultatului favorabil al unei probe date;

q- probabilitatea rezultatului nereuşit al unei probe date;

n- numărul probelor independente;

x- numărul probelor favorabile;

P(X=x) - probabilitatea apariţiei a x rezultate favorabile.

Caracteristicile de bază ale acestei distribuţii se pot găsi în tabelul 2.5.

25


2.6.2. Distribuţia Poisson

Când, în urma cercetărilor experimentale se obţine media egală cu dispersia, se recomandă

folosirea distribuţiei Poisson. Această distribuţie este descrisă pornind de la baza logaritmului

natural e şi de la distribuţia binomială, pentru care p+q=1, deci şi (p+q)n=1. Se obţine:

,...,,,!

)( 210xx

exXPx

===− λλ

(2.41)

Distribuţia Poisson este reprezentată în figura 2.10 şi poate descrie sosirea autovehiculelor

într-un punct.

Figura 2.10: Distribuţia Poisson

Caracteristicile de bază sunt prezentate în tabelul 2.6.

Tabelul 2.6. Caracteristicile distribuţiei Poisson

Caracteristica Notaţie Relaţia de calcul Observaţii

( )!xexXP

x λ−⋅λ==

Media ( ) xXM ≡ λ

Dispersia ( ) 2X2

2 DXD σ≡≡ λ

Abaterea standard ( ) XXD σ≡ λ

Coeficientul de variaţie XC

λλ

=λ

1


=ε

Numărul observaţiilor N

2

2XN

εσ

=

( ) ( )XDXM 2= Determinarea

parametrilor p şi n cunoscând media şi

dispersia 2Xx σ==λ

26


2.6.3. Distribuţia binomial-negativă

Se poate constata faptul că, din cercetările experimentale asupra sosirilor într-un punct,

legea cel mai des verificată este distribuţia binomial negativă, reprezentată grafic în figura

2.11.

Figura 2.11: Distribuţia binomial negativă

Numărul evenimentelor fiind x=n-k, probabilitatea apariţiei a x evenimente va fi: xkk

kx qpCxXP 11)( −

−+== , (2.42)

mxm1m1x qpCxXP −−

−== )( , mx ≥ . (2.42.a)

În particular, se obţine distribuţia geometrică, cu valorile caracteristice, media şi dispersia,

din tabelul 2.7, obţinute pentru k=1.

Tabelul 2.7. Caracteristicile distribuţiei binomial-negative Caracteristica Notaţie Relaţia de calcul Observaţii

( ) ( )xk1k1kx p1pCxXP −⋅⋅== −

−+

Media ( ) xXM ≡ ( )

pp1k −

Dispersia ( ) 2X2

2 DXD σ≡≡ ( )

2pp1k −

Abaterea standard ( ) XXD σ≡ ( )p1kp1

−

Coeficientul de variaţie XC ( )p1k

1−


=ε

Numărul observaţiilor N

2

2XN

εσ

=

( ) ( )XDXM 2< Determinarea

parametrilor p şi n cunoscând media şi dispersia

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

−σ=

σ=

xxk

xp

2X

2

2X

27


2.7. LEGI DE DISTRIBUŢIE DE TIP CONTINUU Pot fi enumerate legile de distribuţie prezentate în tablelul 2.8:

Tabelul.2.8: Caracteristicile de bază ale distribuţiilor de tip continuu

Distribuţia Densitatea de probabilitate Media Dispersia

Uniformă ( )⎪⎩

⎪⎨⎧

><

≤≤−=

bxax0

bxaab

1xfX

;,

, 2

ab + ( )12

ba 2−

Normală ( )2mx

21

X e2

1xf⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−

= σ

πσ m σ2

Gama ⎪⎩

⎪⎨⎧

<⋅

≥⋅Γ=

−−

0xpentru0

0xpentruexab

1xf

bx

1aa

X

,

,)()(

∫∞

−−=Γ0

x1a dxexa)(

ab ab2

Gama generalizat (Pearson

III)

( ) ( ) ( )cxb1aa

X ecxa

bxf −−−−Γ

=)(

c

ba

+ 2ba

Beta

( )⎪⎩

⎪⎨⎧

><

≤−=

−−

1xx0pentru0

0pentrux1xba

1xf

1b1a

X

;,,

,),()( β

( )

)()().(),(:

;,;),(

bababasau

0qpdxx1xba1

0

1b1a

+ΓΓΓ

=

>−= ∫ −−

β

β

baa+

1ba1ba

ab2

++

×+ )(

Beta generalizat (Pearson I)

( ) ( )( )

21

1ba12

1b2

1a1

X

cxcccba

xccxxf

<<

−−−

= −+

−−

),()(

β baacbc1

++

1baab

bacc 2

12

++

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+−

28


3. CARACTERISTICILE PARTICIPANŢILOR LA TRAFIC

3.1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND FACTORUL UMAN

Cunoaşterea performanţelor, aptitudinilor şi caracteristicilor oamenilor constituie

elemente esenţiale pentru înţelegerea modului în care, comportamentul lor, poate fi influenţat.

Astfel, ingineria de trafic se loveşte de aspecte diverse privind controlul fluxurilor rutiere,

control posibil doar prin modificarea comportamentului participanţilor la trafic. De exemplu,

semnalele şi semnele de circulaţie pot fi inutile dacă conducătorii auto nu le văd, nu le

interpretează, nu răspund şi nu se supun lor.

Operarea în siguranţă a sistemului rutier depinde, în consecinţă, în mod fundamental, de

utilizatorul drumului – conducător auto, biciclist sau pieton. Inginerul de trafic are un rol

important în asistarea utilizatorilor drumului, prin control şi informaţia de trafic oferită, într-o

astfel de manieră încât, decizia luată să fie corectă şi rapidă.

Termenul factor uman este folosit, în general, pentru a descrie studiul interacţiunii omului

cu procese şi obiecte, dar şi cu mediul natural sau mediul realizat de om. Este definit altfel,

termenul ergonomie (lb. greacă, ergon – muncă, nomos – ştiinţa) sau inginerie umană. Teoria

amintită oferă o rezolvare a proiectării raţionale a bunurilor şi serviciilor pe baza modelului

interacţiunii omului cu mediul de lucru şi a unui set de modele de măsurare şi evaluare

corespunzătoare acestuia.

Figura 3.1. Modelul om – maşină - spaţiu de lucru – mediu.

Modelul de bază, prezentat în figura 3.1 cuprinde patru componente principale:

• Om

• Maşină

29


• Spaţiu de lucru

• Mediu înconjurător

Termenul de maşină poate fi interpretat ca obiectul sau procesul, pe care omul îl foloseşte

pentru a realiza o problemă. Astfel, o maşină poate fi un automobil sau numai componentele,

o informaţie afişată pe un monitor într-un aeroport, un computer terminal. Modelul arată că

omul şi maşina interacţionează în scopul îndeplinirii sarcinii propuse. De exemplu, omul

poate să primească informaţia de la maşină prin intermediul monitoarelor şi să controleze

modul de operare al maşinii prin funcţii de control.

În timpul conducerii autovehiculului, conducătorul auto primeşte informaţii prin

observarea drumului, de la instrumentele aflate la bordul vehiculului, de la zgomotul produs

de componentele autovehiculului şi de la senzaţiile produse de mişcare şi vibraţii. Ca răspuns

la acestea, conducătorul procesează şi integrează informaţia şi foloseşte posibilităţile de

control pentru a modifica poziţia, viteza şi acceleraţia vehiculului. În acest exemplu,

interacţiunea om – vehicul este continuă şi bidirecţională, ca în figura 3.2. În alte cazuri,

interacţiunea este posibil să nu fie continuă şi nici bidirecţională. Este cazul călătorului cu

autobuzul care, primind informaţia pe cale vizuală de la orarul afişat, va procesa informaţia şi

va acţiona cumpărând un bilet, acţiune ce nu afectează orarul autobuzelor.

Figura 3.2. Modelul om – vehicul.

Spaţiul de lucru. În acest model se consideră că omul şi maşina vor acţiona în interiorul

unui spaţiu de lucru constatându-se modul în care caracteristicile acestui spaţiu afectează

eficienţa interacţiunii om – maşină. Spaţiul de lucru este definit în termeni ai dimensiunilor

fizice, a poziţiei individuale de lucru în raport cu mărimea corpului uman sau componentelor

sale.

Este foarte evident că proiectarea spaţiului de lucru afectează performanţele personale. De

exemplu, dacă o persoană conduce mai multe ore un automobil pe un scaun neconfortabil va

aprecia, ca importantă, proiectarea spaţiului de lucru în reducerea încordării muşchilor,

30


spatelui şi umerilor.

Mediul înconjurător. Aspectul final al modelului arată că subsistemul om – maşină –

spaţiu de lucru este localizat într-un mediu ce afectează performanţa individuală. În mod

tradiţional, mediul de lucru a fost înţeles şi măsurat prin caracteristicile fizice: iluminare,

sunet, vibraţie sau climat ca şi prin caracteristici biologice, chimice şi poluanţi radiologici.

Mai recent, la factorii de mediu s-au adăugat termenii de mediu psihologic şi mediu psiho-

social.

Specialiştii au constatat cum consecinţele psihologice ale sarcinilor de muncă, afectează

semnificativ performanţa îndeplinirii acestora. Ca un exemplu, structura organizatorică a unei

companii sau instituţii va afecta motivaţia, performanţa şi satisfacţia muncii lucrătorilor şi

contactele formale sau informale pe care le au cu colegii lor. Consecinţele psihologice, ca

stresul şi încordarea de la muncă, se pot transmite în viaţa de familie sau socială, dar şi asupra

comportamentului la volan sau ca pieton.

3.2. SISTEMUL TRAFICULUI RUTIER

Aşa cum s-a prezentat, sistemul traficului rutier poate fi analizat doar luând în considerare

cele patru sub-sisteme: omul, vehiculul (maşina), drumul(spaţiul de lucru) şi mediul

înconjurător. Acest sistem, inerent instabil, poate fi menţinut în echilibru numai prin

intervenţia omului (de obicei conducător al autovehiculelor, dar şi pieton şi biciclist).

Procesul conducerii autovehiculului se desfăşoară după modelul sistemului de reglare cu

contur închis sau cu reacţie inversă, prezentat în figura 3.3, în care semnalul de ieşire, c(t)

este comparat cu semnalul de intrare, b(t), iar abaterile de la performanţele dorite, e(t) sunt

corectate.

Funcţia de transfer, (T) a unui astfel de sistem reprezintă descrierea matematică a

raportului dintre mărimea de ieşire a unei componente şi mărimea de intrare a acesteia.

Figura 3.3. Schema bloc a sistemului de reglare corespunzător conducerii vehiculului.

Caracteristicile sistemului de reglare cu reacţie inversă din figura 3.3 pot fi exprimate cu

31


ecuaţiile următoare:

( ) ( ) ( ) ( )SCSHSRSE ⋅−= (3.1)

( ) ( ) ( )SGSESC ⋅= (3.2)

unde:

C(S) – transformata Laplace a mărimii de ieşire de referinţă;

E(S) – transformata Laplace pentru eroare;

G(S) – funcţia de transfer pentru calea directă;

H(S) – funcţia de transfer pentru reacţie;

R(S) – transformata Laplace a mărimii de intrare de referinţă.

Astfel, funcţia de transfer devine:

( ) ( )( )

( )( ) ( )SHSG1

SGSR

SGSET⋅+

=⋅

= (3.3)

Transformata Laplace a unei funcţii f(t), notată cu F(S), se calculează cu relaţia:

( ) ( )[ ] ( )∫∞ − ⋅⋅==

0

st dttfetfLSF (3.4)

Aplicaţiile transformatelor Laplace se referă mai ales la rezolvarea ecuaţiilor diferenţiale

cu variabila t.

Intrarea în sistem o reprezintă observarea drumului pe care se desfăşoară circulaţia în

ansamblu. Vitezometru reprezintă elementul de reacţie care furnizează informaţii cu privire la

ieşirea sistemului. Comenzile sunt reprezentate de volan (sistem de direcţie), pedala de

acceleraţie şi sistemul de frânare.

Conducătorul autovehiculului alege viteza de deplasare adecvată condiţiilor de circulaţie

(drum şi mediu), observă apoi viteza efectivă pe scala vitezometrului, compară mintal relaţia

dintre cele două viteze (cea dorită şi cea efectivă) şi decide: să accelereze, dacă viteza dorită

este inferioară celei efective sau să frâneze în caz contrar.

Organele de reglare sunt: volanul, pedala de acceleraţie şi pedala de frână. Efortul de

ieşire al acestor organe de reglare acţionează asupra autovehiculului, determinând deplasarea

lui, ceea ce constituie semnalul de ieşire al sistemului. Crearea unui sistem complex de

reglare „om – vehicul” necesită o analiză profundă a factorului uman. La studierea omului ca

element component al acestui sistem şi la încercarea de a-l descrie cu ajutorul unor funcţii de

transfer, s-a dovedit că operatorul funcţionează în mod analog cu un sistem de urmărire.

32


Particularităţile caracteristice ale funcţiei de transfer, T exprimată cu ecuaţia 3.4, sunt

determinate de funcţiile senzoriale (semnale percepute pe cale vizuală) şi reacţiile fizice (de

regulă acţiuni ale organelor de reglare).

3.3. OMUL - CONDUCĂTOR AUTO

3.3.1. Simţurile în conducerea autovehiculului

Conducerea în siguranţă a unui autovehicul presupune, pe lângă însuşirea unui volum de

cunoştinţe specifice circulaţiei rutiere, formarea deprinderilor de executare corectă a

manevrelor şi de rezolvare a situaţiilor de trafic.

Activitatea fizică şi mentală a conducătorului auto, determinată de interacţiunea sa cu

elementele sistemului circulaţiei rutiere, cuprinde următoarele cinci etape:

1. Sesizarea - capacitatea de a privi, vedea, observa şi culege informaţii.

2. Identificarea - legată imediat de sesizare - reprezintă capacitatea de a înţelege

semnificaţia evenimentelor de trafic sesizate şi legătura acestora cu propria persoană,

ca participant la situaţia de trafic.

3. Prevederea presupune desfăşurarea de raţionamente de tipul “dacă…atunci”, care

anticipează mental evoluţia evenimentelor şi constituie baza pentru elaborarea

variantelor comportamentale corespunzătoare situaţiei date.

4. Decizia este procesul psihic care determină alegerea unei variante comportamentale, ca

soluţie adecvată situaţiei concrete de trafic.

5. Execuţia – acţiunea propriu-zisă asupra comenzilor.

Toate aceste componente psihice ale activităţii de conducere se întrepătrund şi se

determină reciproc. Dacă una din componente nu este bine realizată, celelalte vor evolua în

aceeaşi direcţie, iar probabilitatea apariţiei unei situaţii periculoase sau a accidentului rutier

creşte. Cele cinci componente ale activităţii fizice şi mentale ale conducătorului auto au

proprietatea de a organiza activitatea psihică a acestuia, astfel încât propriile sale procese

psihice devin obiect de cunoaştere şi analiză.

Pentru a sesiza elementele importante care ar putea determina o schimbare în

comportamentul conducătorului auto, este necesar ca acesta să înveţe ce fel de informaţii sunt

necesare în trafic şi unde le găseşte. Aceste cunoştinţe nu vor fi însă de folos dacă organele

sale de simţ şi atenţia nu pot culege datele cu precizie şi în timp util.

33


În scopul stabilirii acestor elemente predominante, se impune ca conducătorul auto să

dispună de un volum de cunoştinţe care să-i permită identificarea rapidă a obiectelor şi a

fenomenelor, precum şi înţelegerea raporturilor lor cauzale. Existenţa unui volum mare şi

diversificat de cunoştinţe face posibilă anticiparea şi prevederea desfăşurării evenimentelor.

Decizia rapidă şi corectă presupune existenţa unui registru de soluţii corespunzătoare

diferitelor tipuri de situaţii caracteristice circulaţiei rutiere, la care conducătorul auto apelează

sub presiunea timpului. Decizia este eficientă în măsura în care conducătorul reuşeşte să

selecteze dintr-o mulţime de soluţii pe cea adecvată situaţiei în care se află. Această condiţie

se realizează tot ca efect al procesului de învăţare.

Obţinerea unei imagini clare, complete şi exacte asupra situaţiei traficului este posibilă

numai datorită simţurilor.

Simţurile pot fi utilizate în două moduri:

• în mod activ, atunci când conducătorul auto caută, urmăreşte, detectează informaţii,

• în mod pasiv, dacă aşteaptă să se întâmple, să vadă sau să audă ceva.

De exemplu, simţul vizual este indispensabil în activitatea de conducere, iar mirosul numai

atunci când în funcţionarea motorului, instalaţiei de frânare etc., se emană un miros de încins,

de ars.

Simţurile pot fi mai mult sau mai puţin solicitate în funcţie de informaţiile receptate;

eficienţa lor este invers proporţională cu gradul de solicitare. Aceasta se întâmplă, în general,

când două sau mai multe simţuri primesc, în acelaşi timp, informaţii de diverse categorii. De

exemplu, când un conducător auto observă venind din sens opus un autovehicul care deviază

de pe banda care se deplasează şi, concomitent, simte că se dezumflă un pneu, nu poate

reacţiona la fel de prompt la ambele situaţii.

Fiecare simţ are o anumită capacitate de cuprindere, deci este limitat, dar dacă acţionează

corect, conducătorul auto poate observa şi identifica orice situaţie din trafic

3.3.2. Sistemul senzorial

Partea centrală a sistemului nervos, conţinând miliarde de celule interconectate, este

localizată şi protejată de craniu şi coloana vertebrală. Interconectarea trebuie să se menţină la

toate nivelurile între aceste celule individuale - materia cenuşie - care sunt conectate

împreună cu fibrele lungi - materia albă. Diferitele zone ale scoarţei cerebrale au sarcini

specifice - vederea, memoria, coordonarea motorie, gust şi miros - şi prin conexiunile la

34


nivelul coloanei vertebrale, cu mişcarea mâinilor, trunchiului şi picioarelor.

Unitatea structurală a sistemului nervos este neuronul, constând dintr-o celulă şi fibrele de

legătură, cunoscute sub denumirea de dentrite şi axioni. Neuronii senzoriali preiau informaţia

de la celulele senzoriale şi o transmit din aproape în aproape prin intermediul sinapselor către

scoarţa cerebrală. La nivelul scoarţei cerebrale informaţia este procesată şi retransmisă

neuronilor motorii pentru executarea promptă şi corectă a comenzii.

Un reflex defineşte unitatea primară a activităţii unui sistem, iar răspunsul la un stimul al

percepţiei şi transmisiei unui semnal motor se numeşte arc reflex. Unele reflexe, cum ar fi

respiraţia şi clipirea sunt native, necondiţionate, dar altele sunt învăţate continuu,

condiţionate.

Ca în toate sistemele de comunicaţie, timpul de răspuns la stimuli este un element

important. Transmisia semnalelor senzoriale (biocurenţi de mică valoare) către - şi de la -

organele senzoriale, activează, de asemenea, celulele la nivelul proiecţiei corticale, unde este

cerută coordonarea şi evaluarea înainte ca răspunsul să fie indus în muşchi şi alte organe.

Tabelul 3.1. Timpul de răspuns pentru diferiţi stimuli.

Stimul Timp de răspuns, s Sunet Atingere Lumină

0,14 0,14 0,18

Timpul de răspuns, la apariţia unui stimul, depinde de categoria stimulului şi condiţiile de

apariţie, necesitând perioade de recunoaştere diferite, tabelul 3.1. Răspunsurile condiţionate la

situaţiile bine învăţate se reflectă în timpi de reacţie minimi întrucât, nu sunt cerute procese

cognitive superioare; situaţiile noi şi complexe sporesc timpul de analiză pe plan cognitiv,

conducând la timpi de răspuns de durată mai mare.

3.3.3.Calităţile optice ale conducătorilor de autovehicule

Un conducător percepe vizual acţiunile celorlalţi participanţi la trafic, localizează obiecte,

aparatura de control a traficului şi mediul înconjurător.

Văzul este cel mai important simţ folosit în timpul conducerii automobilului; este simţul

primar prin intermediul căruia, conducătorul auto, dobândeşte informaţiile şi imaginile,

necesare identificării traficului. Peste 90% din stimuli exteriori privind circulaţia rutieră sunt

recepţionaţi, de către conducătorul auto, pe cale vizuală, ceea ce arată importanţa posedării de

către acesta a tuturor componentelor funcţiei vizuale.

Ochii sunt organele văzului (fig. 3.4), constituind partea exterioară a sistemului vizual, ce

35


cuprinde doi nervi optici care formează calea de transmitere a informaţiei către proiecţia în

zona occipitală a cortexului. În fiecare secundă, aleargă spre creier 30 – 40 imagini noi, prin

intermediul nervului optic.

Figura 3.4. Globul ocular.

Experienţa acumulată anterior şi cunoştinţele teoretice pe care le posedă conducătorul

auto, folosesc la interpretarea corectă a imaginilor observate. Dacă structura imaginilor este

cunoscută, interpretarea stimulului este imediată, dacă imaginile nu sunt familiare, pot apărea

dificultăţi privind înţelegerea acelei structuri.

Capacitatea vizuală se caracterizează prin însuşirea ochiului de a percepe diferenţele de

strălucire, culorile şi detaliile de formă, prin agerimea şi mărimea câmpului vizual, precum şi

prin capacitatea de acomodare şi adaptare a ochiului.

Posibilitatea ochiului de a distinge cele mai mici detalii ale obiectelor este denumită

acuitate vizuală. În condiţii normale este nevoie de iluminarea obiectelor, iluminarea cu atât

mai intensă, cu cât dimensiunile acestora sunt mai mici, contrastul este mai scăzut, iar viteza

de succesiune mai mare.

Ochiul care poate percepe un obiect ce subîntinde un arc de un minut (1’) şi se află în

conul acut de vedere (100) este considerat că are vedere normală, figura 3.5. Ţinând seama de

această realitate, indicatoarele rutiere trebuie realizate astfel încât, inscripţiile să se afle în

interiorul acestui con al agerimii vizuale (fig. 3.6.).

O persoană este solicitată să citească litere de înălţimi diferite de la distanţe specificate.

Rezultatul testului este dat în raport cu o persoană cu vederea normală.

36


Figura 3.5. Câmpul vizual şi vederea binoculară.

Persoana cu vedere normală este cea care, în condiţii normale de mediu, poate identifica

litere de 8,5 mm înălţime, aflate pe un panou situat la o distanţă de 6 m, în condiţiile unei

luminozităţi medii. În acest caz, acuitatea vizuală este dată ca raportul 6/6.

Imaginea acestor obiecte se fixează pe retină fără ca ochiul să se acomodeze; obiectele

situate la o distanţă mai mică de 6 metri faţă de subiect implică un efort de acomodare a

ochiului; fenomenul constă în variaţia distanţei focale a cristalinului, prin modificarea

curburii “lentilei biconvexe cu geometrie variabilă” a ochiului.

Pentru a vedea aceleaşi litere, o persoană cu acuitate vizuală scăzută trebuie să fie mai

aproape sau, literele să fie la aceeaşi distanţă, dar de dimensiuni mai mari. O persoană cu

acuitate sporită 6/12, vede acelaşi obiect ca cel văzut de persoana cu vedere normală, de la o

distanţă de două ori mai mare.

Principalele vicii de refracţie ale cristalinului sunt următoarele:

• Miopia, când unghiul de refracţie este mai mare şi proiecţia imaginii se formează în

faţa retinei; miopia influenţează negativ capacitatea de conducere auto prin faptul că

obiectele aflate la distanţe mari (peste 6 m) nu pot fi văzute clar de şofer. Corectarea se

poate face cu ajutorul ochelarilor cu lentile concave.

37


• Prezbitismul, când unghiul de refracţie este mai mic şi proiecţia imaginii se formează

în spatele retinei. Prezbitismul constă în scăderea fiziologică a capacităţii de

acomodare la limita incompatibilă a vederii normale pentru aproape, prin pierderea

treptată a elasticităţii cristalinului şi a capacităţii acestuia de a-şi modifica curbura în

raport cu distanţele. Punctul cel mai apropiat pentru vederea distinctă se îndepărtează

de ochi. Pericolul distingerii deficitare a obiectelor aflate în apropiere se manifestă la

întâlnirea vehiculelor sau la evenimentele care survin în preajma conducătorului auto;

corectarea acestui defect se realizează cu ajutorul ochelarilor cu lentile convexe.

Prezbitismul îşi face apariţia frecvent prin îmbătrânire, când cristalinul îşi pierde

supleţea de variere a formei lenticulare.

• Astigmatismul, este un viciu de refracţie mai rar întâlnit, caracterizat de deformarea

neregulată a cristalinului, care conduce la perceperea deformată a obiectelor de către

conducătorul auto; corectarea necesită ochelari cu lentile cilindrice.

Acuitatea vizuală este afectată de factori cum ar fi: contrastul, strălucirea obiectelor,

nivelul de iluminare şi mişcarea relativă între observator şi obiect.

Acuitatea vizuală este statică în absenţa mişcării şi dinamică, când există mişcare relativă.

Acuitatea vizuală statică se poate măsura cu ajutorul diferitelor dispozitive de testare.

Acuitatea vizuală dinamică este importantă în obţinerea unei imagini clare în timpul

deplasării autovehiculului. Prin intermediul ei, conducătorii auto observă şi identifică cu

claritate semnalele, semnele şi indicatoarele rutiere. Din statistici rezultă că, conducătorii auto

care nu văd clar obiectele în mişcare, obţin rezultate nesatisfăcătoare în activitatea de

conducere, prezentând risc ridicat în ceea ce priveşte siguranţa circulaţiei.

Adaptarea, este una dintre cele mai importante proprietăţi ale ochiului dependentă de

intensitatea luminoasă sau de iluminarea obiectelor din câmpul vizual; ea se realizează prin

variaţia deschiderii irisului şi a sensibilităţii retinei.

Vederea diurnă, în care condiţiile de iluminare depăşesc minimum 30 lucşi, este

caracterizată de funcţionarea unor celule nervoase ale retinei, denumite conuri, care au o

sensibilitate mică la lumină, dar diferenţiază culorile.

Vederea nocturnă, când iluminatul este puţin intens, este caracterizată de funcţionarea

unor celule nervoase ale retinei, denumite celule cu bastonaşe, care sunt foarte sensibile la

diferenţele mici de iluminare, dar care nu disting culorile, prezentând imagini cenuşii.

Conducerea pe timp de noapte necesită iluminarea artificială a semnelor. În aceste condiţii

38


acuitatea scade, cu creşterea unghiului câmpului vizual, ilustrat în figura 3.5.

Sensibilitatea retinei, în procesul de adaptare la lumină, se modifică progresiv şi lent.

Adaptarea completă a ochiului la diferenţe mari de iluminare (adaptarea la întuneric) are loc

în aproximativ 20 minute; în primele 5 minute adaptarea se realizează în proporţie de 60%.

Apare deci, necesitatea unei perioade de adaptare destul de lungi, în situaţii în care se produc

variaţii puternice de iluminare. În această categorie se înscrie fenomenul de orbire ce se

manifestă prin alterarea supărătoare a sensibilităţii retinei, la apariţia bruscă a unui fascicul

luminos puternic în faţa ochiului adaptat la întuneric.

Situaţia este frecvent întâlnită în circulaţia rutieră pe timp de noapte, la întâlnirea a două

autovehicule iluminate cu faza lungă.

Impresionarea puternică a retinei produce descompunerea pigmentului (rodopsină)

acumulat în timpul adaptării ochiului, producându-se orbirea, fapt ce determină dispariţia

temporară a capacităţii vizuale.

Timpul critic de refacere parţială, dar strict necesară a capacităţii vizuale, este de circa 5

secunde. Mărimea acestui interval este factorul determinant ce trebuie să stea la baza stabilirii

distanţei de la care, conducătorii auto ai celor două autovehicule care se întâlnesc pe timp de

noapte, trebuie să se schimbe faza de drum cu faza de întâlnire. Capacitatea de adaptare la

întuneric scade cu înaintarea în vârstă, durata de adaptare completă a ochiului putându-se

dubla.

Sensibilitatea cromatică a ochiului este realizată de sisteme neuro – fizico – chimice, care

implică, în afară de celulele respective de pe retină, nervul optic şi scoarţa cerebrală.

Afectarea acestor sisteme induce o afecţiune denumită daltonism, de care suferă aproximativ

10% dintre bărbaţii, conducători auto, şi care afectează capacitatea de conducere a acestora

prin dificultăţi în perceperea culorilor roşu şi verde, deci, în anumite situaţii şi a culorilor

semafoarelor electrice.

Perceperea adâncimii reprezintă capacitatea ochiului de a estima corect distanţa relativă

a obiectelor, de a aprecia distanţa faţă de vehicule la mersul în spate, faţă de vehiculele care

circul din sens contrar şi faţă de cele depăşite.

Câmpul vizual este reprezentat de unghiul sferic ce poate fi cuprins de ochiul imobil şi

care se mai numeşte conul de vedere al ochiului. În plan, unghiul normal de vedere este

cuprins între 1200 – 1600. În centrul câmpului de vedere se află conul agerimii ochiului sau

conul acut de vedere, în jurul a 30, limita agerimii vizuale fiind un unghi de 100.Capacitatea

39


de a percepe obiecte aflate în afara conului agerimii ochiului este denumită vederea periferică

(vedere laterală), unghiul corespunzător acesteia fiind cuprins între 100 până la 1600. Valoarea

maximă a acestui unghi descreşte cu creşterea vitezei de deplasare a autovehiculului (fig. 3.6).

Figura 3.6. Influenţa vitezei de circulaţie asupra câmpului vizual.

Vederea centrală, obţinută în conul agerimii ochiului permite identificarea obiectelor

cuprinse în câmpul vizual, pe când, vederea periferică doar le detectează. Cu alte cuvinte,

vederea periferică se poate asemăna cu un dispozitiv de scanare, care permite selectarea

obiectelor peste care să se focalizeze privirea.

Zona vederii centrale rămâne mereu aceeaşi, pe când zona vederii periferice se reduce

proporţional cu creşterea vitezei de deplasare (fig. 3.6), conducătorul auto bazându-se, în

aceste situaţii, numai pe vederea corespunzătoare conului central.

Oboseala, alcoolul şi anumite medicamente pot reduce şi ele zona vederii periferice. La

deplasarea cu viteze foarte mari, practic obiectele din lateral nu mai au un contur clar,

justificându-se astfel interzicerea unor viteze de deplasare mari.

Reluarea controlului vizual al drumului, după o privire în afara conului de vedere axat pe

drum, necesită o perioadă de timp de 0,5 – 1,2 secunde, ceea ce influenţează siguranţa

circulaţiei rutiere. Acest timp de reacţie depinde de mărimea vitezei de percepere vizuală.

40


O altă componentă a capacităţii vizuale este stabilitatea vederii clare, care se manifestă

prin păstrarea permanentă şi clară, timp de peste 15 – 20 secunde, a imaginii unui obiect fix.

Ea este de mare importanţă pentru conducerea la drum lung, când oboseala oculară afectează

capacitatea de a fixa obiectele de pe calea rutieră.

De mare importanţă pentru capacitatea de conducere auto este vederea binoculară

componentă a funcţiei vizuale prin care se percepe profunzimea poziţiei obiectelor (vedere de

relief) şi se apreciază distanţa dintre obiect şi subiect, precum şi variaţia acestor distanţe (fig.

3.5). Funcţia se realizează prin suprapunerea – la nivelul scoarţei cerebrale – a celor două

câmpuri vizuale ale ochilor. Tulburările vederii binoculare conduc, în general, la afectarea

profundă a capacităţii de conducere auto.

3.3.4. Alte simţuri în conducerea autovehiculelor

Auzul este cel de-al doilea simţ important în activitatea de conducere auto. Sunetele pe

care le aude conducătorul auto îl alertează, punându-l “în gardă”, cu privire la natura şi

poziţia pe şosea a celorlalţi participanţi la trafic. Conducătorii auto care nu aud normal, pot

compensa această deficienţă prin folosirea eficientă a indicatorilor vizuali.

Mirosul este un alt simţ utilizat în timpul conducerii, care permite suplimentarea

informaţiilor privind desfăşurarea traficului, dar care, uneori, îl distrage pe conducătorul auto

de la conducerea autovehiculului (de exemplu, mirosul de benzină sau de ars).

Simţul tactil oferă semnale privind contactul cu volanul, pedalele de frână, ambreiaj şi

acceleraţie, manetele, comenzile de bord şi scaun. De simţul tactil depinde poziţia mâinilor pe

volan şi forţa de strângere a acestuia, modul de acţionare al pedalierului. De asemenea, prin

acest simţ, cei de la volan primesc informaţii cu privire la denivelările drumului, trepidaţiile

vehiculului, mersul neuniform al motorului, patinarea ambreiajului.

Semnalele kinestezice, iau naştere în cursul efectuării comenzilor, şi alcătuiesc

conexiunea inversă ce fac posibilă reglarea parametrilor de care, depinde finalizarea

mişcărilor. Nici un comportament orientat spre acţionarea unui obiect extern nu este posibil

fără executarea unor acte motorii fizice asupra obiectului respectiv.

Componentele motorii pot fii: involuntare (necondiţionate) şi voluntare - intenţionate sau

automatizate – putând fi regăsite în activitatea de conducere a automobilului. Cea mai

frecvent întâlnită este mişcarea voluntară, care se declanşează prin voinţa conducătorului

auto, ca o decizie de răspuns la diversele influenţe externe sau de a acţiona în vederea

atingerii unui anumit scop.

41


Centrul de comandă se situează la nivelul scoarţei cerebrale. Indicatorii după care se

evaluează o structură motorie sunt: timpul de reacţie sau perioada de latenţă; amplitudinea,

intensitatea sau forţa; forma, precizia, coordonarea, tempoul, ritmicitatea şi melodicitatea.

3.3.5. Timpul de percepţie – reacţie

Nimic în universul fizic nu se întâmplă instantaneu. În comparaţie cu procesele fizice sau

chimice, cea mai simplă reacţie umană - la primirea unei informaţii - este cât se poate de

lentă. La mijlocul secolului al XIX –lea psihologul olandez Donders a început să facă

presupuneri privind procesele implicate în alegerea şi recunoaşterea timpilor de reacţie şi, de

atunci, au fost dezvoltate numeroase modele. Prin anii 1950, teoria informaţiei a dobândit un

rol important în psihologia experimentală. Un prim model este ecuaţia liniară cunoscută sub

numele „Legea lui Hick-Hyman”:

Hbat ⋅+= (3.5)

unde:

t – timpul de reacţie, secunde;

H – estimarea informaţiei transmise;

H = log2 N, (3.6)

N - numărul alternativelor de probabilităţi egale;

a – timpul de reacţie minim pentru această modalitate;

b – coeficient determinat empiric, adoptat aproximativ 0,13 secunde pentru situaţiile cele

mai cunoscute.

Aceasta exprimă o corelaţie între numărul alternativelor care pot fi alese pentru a decide

un răspuns şi timpul total de reacţie, adică, ceea ce întârzie în timp detectarea unui impuls

(stimul) şi timpul de iniţiere a controlului sau un alt răspuns. Dacă timpul de răspuns este, de

asemenea, inclus, atunci întârzierea totală este numită „timp de răspuns”. De obicei, termenii

„timp de reacţie” şi „timp de răspuns” sunt interschimbabili, dar reacţia este totdeauna parte

a răspunsului.

În legea Hick-Hyman este esenţial conceptul celor două componente: o parte a timpului

total depinde de alegerea variabilelor, iar cealaltă este comună tuturor reacţiilor. În alegerea

componentei variabile, alta decât conţinutul informaţiei, pot fi considerate şi alte componente.

Întrucât au fost înlănţuite, componentele au fost considerate dependente sau independente

unele de celelalte. În 1983, Hooper şi McGee au enunţat un model reprezentativ şi plauzibil

42


cu componentele corespunzătoare timpului de răspuns la frânare, tabelul 3.2.

Tabelul 3.2: Modelul Hooper –McGee pentru timpul de răspuns în cazul frânării.

Componenta Timp, sec Timp cumulat, sec 1. Percepţia

Latenţa 0,31 0,31 Mişcarea ochilor 0,09 0,40 Fixare 0,20 1,00 Recunoaştere 0,50 1,50

2.Iniţierea frânării (reacţia) 1,24 2,74

Fiecare dintre aceste elemente derivă din date empirice şi deci 1,5 secunde este probabil o

limită superioară pentru timpul de percepţie-reacţie. Aceasta reprezintă o estimare pentru cel

mai simplu timp de reacţie cuprinzând o mică parte (sau chiar fără) timpul corespunzător

luării deciziei. Conducătorul reacţionează, la început, prin ridicarea piciorului de pe pedala de

acceleraţie şi plasarea lui pe pedala de frână.

În 1989, Neuman a propus valori ale timpului de percepţie-reacţie, pentru diferite

categorii de drumuri, în limitele 1,5 secunde pentru volumele de trafic scăzute la 3,0 secunde

pentru arterele rutiere urbane principale. Există numeroase aspecte care pot produce creşterea

numărului de decizii pe unitatea de timp, în cazul amenajărilor urbane aglomerate comparativ

cu cazul drumurilor rurale, atunci când nu este permisă circulaţia haotică a pietonilor,

bicicliştilor şi căruţelor.

3.3.6. Timpul de reacţie în manevrele rapide

Ecuaţiile care descriu mişcarea unui autovehicul, nu iau, în general, în considerare

influenţa performanţelor conducătorilor de autovehicule în descrierea mişcării.

Ecuaţia:

)f(g2vv

D22

of ϕ±

−= , (4.7)

cunoscută pentru calculul spaţiului de frânare minim până la oprirea totală a unui vehicul, nu

ia în considerare caracteristicile conducătorilor auto.

Notaţiile din relaţia precedentă au semnificaţia:

Df – spaţiu de frânare, m;

vo – viteza iniţială în momentul frânării;

v – viteza în momentul opririi;

f - coeficient de rezistenţă la rulare;

43


ϕ - coeficient de aderenţă.

În mod normal, conducătorul face o astfel de manevră, ca răspuns la un stimul, de

exemplu, sesizarea unui obiect pe drum. Când apare stimulul, conducătorul trebuie să

perceapă şi să înţeleagă, să ia decizia asupra răspunsului imediat şi să reacţioneze, acţionând

pedala de frână. Distanţa parcursă în acest interval, sau timpul, constituie doar o componentă

a spaţiului, respectiv timpului total de oprire. În multe aplicaţii această manevră se împarte în

două:

• percepţia - reacţia, care include acţiunile dinainte de răspunsul vehiculului;

• frânarea, care este descrisă de ecuaţiile de mişcare.

Schema de funcţionare a creierului în timpul conducerii unui autovehiculul este

asemănătoare funcţionării unui calculator. Conexiunile între organele de simţ – scoarţă

cerebrală şi scoarţa cerebrală - muşchi corespund căilor nervoase, senzoriale şi motorii. Spre

deosebire de calculator, creierul nu poate efectua dintr-o dată decât o singură operaţie.

Experienţele de laborator au arătat că dacă unui conducător îi trebuie 1,5 secunde pentru

percepţia şi reacţia la un stimul de pe drum, la o viteză de 90 km/h (25 m/s), distanţa parcursă

în acest timp va fi de 37,5 m până la începerea frânării.

Figura 3.7. Distribuţia timpilor de reacţie.

Figura 3.7 prezintă rezultatele cercetărilor în domeniu, cu privire la timpul de răspuns al

conducătorului, la frânare. Curba continuă din prima zonă a histogramei prezintă timpul de

reacţie a unei persoane care realizează măsurătorile, şi care înregistrează datele

44


conducătorilor. Cercetătorii au demonstrat că timpul de răspuns este mai lung atunci când,

conducătorul este luat prin surprindere.

Problemele majore referitoare la dispozitivele de control al traficului sunt legate de

distanţele la care pot fi:

1. detectate, ca obiecte în câmpul vizual;

2. recunoscute, ca dispozitive de control al traficului: semne, semnale, marcaje şi alte

mijloace auxiliare de semnalizare;

3. lizibile sau identificabile, astfel încât să fie înţelese şi conducătorul auto să acţioneze

corespunzător.

Figura 3.8 prezintă modelul conceptual de procesare a informaţiei primită de la dispozitivele de control al traficului, ca şi variabilele care îl influenţează. Literatura de specialitate este foarte bogată în date privind detectarea „ţintei” din mediul vizual complex, care demonstrează predilecţia conducătorului auto de a anticipa apariţia unor astfel de dispozitive.

Figura 3.8. Modelul procesării informaţiei recepţionate de la dispozitivele de control al traficului. Răspunsul conducătorului depinde de caracteristicile psihice şi de parametri cum ar fi:

vârsta, starea de sănătate, consumul de alcool sau de droguri, oboseala, lipsa somnului şi

starea emoţională. El depinde de complexitatea şi numărul stimulilor, dar şi de complexitatea

răspunsului cerut. Specialiştii trebuie să cerceteze posibilitatea de diminuare a numărului

stimulilor cu care conducătorii de autovehicule vin în contact într-o perioadă scurtă de timp.

45


Aceasta ar putea fi interpretată ca o regulă,

şi anume, ca la un moment dat să existe doar un

singur stimul, regulă care, datorită complexităţii

mediului înconjurător, nu este realistă.

Figura 3.9 prezintă două situaţii des

întâlnite. Prima se referă la faptul, amintit deja,

că timpul de reacţie este mai lung în cazul

stimulilor neaşteptaţi, decât în cazul stimulilor

cunoscuţi (de exemplu, la schimbarea

semnalului semaforului, conducătorul va

încetini şi/sau va opri). A doua se referă la

complexitatea informaţiei date, care este în

relaţie de directă proporţionalitate cu timpul de

rea

ma

nu

info

info

3.3

con

dec

con

dru

dist

ale

obi

se

Figura 3.9. Timpul de reacţie la stimuli neaşteptaţi.

cţie, deci cu cât informaţia este mai amplă şi complexă cu atât durata reacţiei va fi mai

re.

Acest principiu este folosit pentru a aminti că la amplasarea semnelor şi marcajelor rutiere

se recomandă aglomerarea (concentrarea) acestora, ceea ce ar însemna prea multe

rmaţii în acelaşi timp. Fenomenul este cunoscut sub denumirea de "poluare

rmaţională" şi conduce la apariţia reacţiilor false din partea conducătorilor auto.

.7. Metoda deplasării transversale a obiectului

Înţelegerea caracteristicilor conducătorilor auto descrise în acest capitol, poate folosi la

trolul vitezelor vehiculului în zone cu obstacole plasate pe marginea drumului pe care, la

izia specialiştilor se vor plasa semne de circulaţie.

Când se apropie de un obiect localizat lângă drum, aşa cum se poate vedea în figura 3.10,

ducătorii auto au tendinţa de a se deplasa departe de obiect, ca şi când, acesta ar fi chiar în

m. Cercetătorii au făcut măsurători asupra acestei tendinţe, plasând diferite obiecte, la

anţe laterale diferite, pe şosele cu două sau mai multe benzi de circulaţie, cu lăţimi diferite

carosabilului. Rezultatele obţinute au fost comparate cu cazul când nu se afla nici un

ect prezent.

Măsurătorile efectuate au constat în determinarea vitezei şi distanţei longitudinale la care

constată devierea laterală a vehiculului, precum şi la determinarea mărimii deplasării

46


laterale. Rezultatele majore ale experimentelor includ următoarele constatări: drumul îngust şi

obiectele apropiate de marginea drumului determină creşterea deplasării laterale.

Când obiectul a fost plasat pe marginea drumului, deplasarea laterală a fost de 1 m, în

cazul când erau două benzi de circulaţie de 2,5 m lăţime, şi de 0,55 m pentru lăţimi de 3,65 m

lăţime. În cele mai multe cazuri reducerea vitezei este aparentă.

Figura 3.10. Metoda deplasării transversale a obiectului.

Modelul propus de specialişti şi care a dat cele mai bune rezultate a fost denumit

"modelul deplasării laterale a obiectului". Acesta este bazat pe viteza schimbării unghiului

de vedere (derivata unghiului de vedere în raport cu timpul), θ . Modelul ia în considerare

relaţia dintre distanţa longitudinală x, deplasarea laterală a obiectului a şi unghiul de vedere θ,

astfel:

&

θ⋅= ctglx , (3.8)

θ⋅

θ−= 2sin

1dtdl

dtdx . (3.9)

Cum: vdtdx

= , este viteza autovehiculului, pentru valori mici ale unghiului θ, tangenta se

aproximează cu valoarea unghiului, vom avea:

2222

22

lxlv

lxl

lvsin

lv

dtd

+⋅

−=+

⋅−=θ−=θ . (3.10)

Această relaţie dă dependenţa funcţie de viteza de schimbare a unghiului de vedere ,

distanţa în lungul drumului x, distanţa în plan transversal l, precum şi de viteza v a

θ&

47


autovehiculului; conducătorul poate estima deplasarea laterală a obiectului analizând dacă

este un obstacol în cale autovehiculului sau un obiect lateral.

Dacă obiectul este în calea autovehiculului (l=0), conducătorul nu sesizează viteza de

schimbare a unghiului de vedere.

Fiecare conducător auto are un comportament subiectiv în privinţa vitezei de schimbare a

unghiului de vedere, ştiut fiind că orice conducător aflat în pericolul coliziunii, deplasează

autovehiculul departe pe direcţie laterală. S-a constatat că deplasarea laterală a obiectului

depinde şi de alţi factori, cum ar fi forma şi strălucirea obiectului. Acest model poate fi extins

şi în cazul în care obiectele se mişcă, cazul autovehiculelor care se deplasează în acelaşi sens

sau din sens contrar. În această situaţie, se ia în considerarea viteza relativă dintre vehiculele

aflate în mişcare.

4.3.8. Comportamentul la volan

Dată fiind cererea crescândă a solicitărilor în conducerea vehiculelor, este important ca

inginerii de drumuri şi de trafic să înţeleagă nevoia conducătorului auto de a dispune de

informaţii corespunzătoare şi de mijloacele de transmitere a acestora.

Cercetările efectuate au permis identificarea categoriilor de informaţii necesare

conducătorului ca şi factorii principali şi interacţiunile care afectează recepţia şi utilizarea lor.

La observarea drumului, atenţia poate fi captată de mai multe informaţii legate mai mult

sau mai puţin de conducerea automobilului. Descrierea modului de procesare a fluxului de

informaţii obţinute de conducătorul auto pe cale vizuală este prezentată în figura 3.11.

Pentru a lua decizii raţionale un conducător auto trebuie să primească informaţii sigure şi

clare pentru a reduce incertitudinea. Un conducător auto adună informaţia de la surse diferite

utilizând-o ca fundament pentru luarea deciziei şi pentru a traduce deciziile în acţiuni de

control al vehiculului.

Aşa cum indică tabelul 3.3, activităţile complexe implicate în conducerea automobilului

pot fi grupate în trei niveluri de performanţă:

• Nivelul de control;

• Nivelul de ghidare;

• Nivelul de navigare.

48


Figura 3.11. Procesarea fluxului de informaţii.

Tabelul 3.3:Acţiuni în conducerea autovehiculului, surse de informare şi importanţa informaţiei.

Categoria Acţiuni Surse de informare Importanţa informaţiei

Consecinţe defecţiuni

Control

(microperformanţă)

Operarea

vehiculelor,

controlul direcţiei,

controlul vitezei.

Marginea drumului,

marcarea separării

benzilor, semne de

avertizare, mişcarea.

Maximă

Situaţii de

urgenţă sau

accident.

Ghidare

(performanţă de

situaţie)

Selectarea şi

menţinerea unei

viteze sigure şi a

căii de rulare.

Geometria drumului,

obstacole, condiţii de

trafic, condiţii meteo.

Medie

Situaţii de

urgenţă sau

accident.

Navigare

(macroperformanţă)

Urmărirea

traseului, găsirea

direcţiei,

planificarea

călătoriei.

Experienţă, semne

direcţionale, hărţi,

servicii de turism.

Minimă

Întârzieri,

confuzie,

ineficienţă.

Nivelul de performanţă de control, este legat de operarea vehiculului şi cuprinde toate

activităţile care implică schimbul permanent de informaţii ce controlează intrările din sub-

49


sistemul om – vehicul. El include controlul lateral al vehiculului care este menţinut prin

comanda direcţiei şi controlul longitudinal care se exercită prin accelerări şi frânări.

Pentru a menţine controlul vehiculului, conducătorul auto primeşte informaţii despre

poziţia şi orientarea, în raport cu drumul, ca de altfel, şi reacţia inversă (feedback) la

răspunsul vehiculului la frânare, accelerare şi schimbarea direcţiei. Anumite informaţii sunt

primite în primul rând prin simţurile vizual, kinestezic şi aparatul vestibular.

Multe dintre activităţile desfăşurate de conducătorul auto sunt executate „automat” cu un

efort cognitiv minim. Pe scurt, funcţia de control se bazează pe deprinderile (skill based),

dobândite în procesul de învăţare.

O dată învăţate primele elemente de control al vehiculului, următorul nivel al

performanţei umane bazat pe reguli (rules-based), este nivelul de ghidare. Principalele

activităţi ale conducătorului implică menţinerea unei viteze de siguranţă şi a direcţiei de

deplasare potrivite cu elementele drumului şi condiţiile de trafic.

Mărimile de intrare ale nivelului de ghidare în sistem sunt, viteza de deplasare şi

răspunsul căii de rulare la geometria drumului, obstacole, trafic şi mediul înconjurător.

Informaţia prezentată sistemului om-vehicul provine de la dispozitivele de control al

traficului, descriere, condiţiile de trafic şi alte caracteristici de mediu, continua schimbare a

vehiculelor ce se deplasează de-a lungul drumului.

Al treilea nivel în care conducătorul acţionează ca un manager de la distanţă, este

navigaţia. Planificarea traseului şi ghidarea pe durata deplasării, de exemplu, corelând

direcţiile de la o hartă cu semnal ghid pe un coridor, caracterizează nivelul de performanţă al

navigaţiei, numit nivel de cunoştinţe prin comportament (knowledge-based behavior).

Acest nivel devine din ce în ce mai important pentru analiştii ingineriei traficului în

scopul „maturizării” sistemelor inteligente de transport – ITS.

Specialiştii au stabilit cinci principii de bază pentru prezentarea sistematică a informaţiei

necesare conducătorului auto.

1. Predominanţa. Conceptul predominanţei se bazează pe conştientizarea faptului că, în

orice moment, o anumită informaţie este mai importantă decât alte informaţii. Lipsa

unor anumitor categorii de informaţii poate conduce la situaţii de urgenţă sau accident;

lipsa altor categorii de informaţii poate cauza doar confuzie de moment sau întârzieri.

Evitarea unui automobil ce apare de pe o arteră laterală este mai importantă decât

decizia de a depăşi un vehicul ce se deplasează prea încet.

2. Limite de procesare. Când complexitatea situaţiilor din trafic creşte, timpul de răspuns

50


va creşte. Evident, dacă un conducător se confruntă cu mai multe situaţii complexe într-

un timp scurt, poate ajunge în situaţia în care este incapabil să primească şi să proceseze

o cantitate de informaţie cerută de un răspuns corect. Informaţia necesară

conducătorului trebuie să fie prezentată sistematic, şi să permită o serie importantă de

opţiuni simple, caz mult mai favorabil decât cel al unui număr mic de opţiuni complexe.

3. Cunoştinţe apriori. Se recomandă ca înainte de a se integra în fluxurile de trafic,

conducătorii auto să primească cât mai multe informaţii. Pentru aceasta, informaţiile

privind distanţele şi direcţiile spre punctul de destinaţie, timpii medii de călătorie,

categorii de drum şi alte informaţii care uşurează planificarea călătorie pot fi

comunicate, înainte de efectuarea deplasării.

4. Distributivitatea. Pe durata călătoriilor, conducătorii pot fi confruntaţi cu solicitarea

variată a atenţiei, în anumite zone fiind disponibile prea multe informaţii, iar în altele

prea puţine. Inginerii de trafic trebuie să găsească posibilitatea de a distribui încărcarea

cu informaţii pe traseu, astfel încât să fie evitată plictiseala de pe anumite porţiuni de

traseu sau suprasolicitarea conducătorilor auto în alte zone.

5. Expectativa. Promptitudinea conducătorului auto de a răspunde condiţiilor de drum,

situaţiilor din trafic şi sistemelor de informare este legată de expectativă. Pe baza

experienţei anterioare, conducătorii autovehiculelor se pot aştepta la anumite

caracteristici de proiectare şi operare a drumurilor.

De exemplu, ei se aşteaptă ca ieşirea de pe o autostradă să fie pe partea dreaptă a

drumului, dar reducerea numărului de benzi sau alte schimbări ale secţiunii transversale

a drumului, îi pot lua prin surprindere. În locurile unde conducătorii auto sunt surprinşi,

este necesar un timp de răspuns mai mare sau, există situaţii când pot avea un răspuns

nepotrivit sau întâmplător. Expectativa este importantă la toate nivelurile, dar mai ales

în cazul nivelului de ghidare.

3.4. OMUL – PIETON ŞI CĂLĂTOR

3.4.1. Circulaţia pietonilor în oraş

Proiectarea oraşelor moderne trebuie să ia în considerare printre alte probleme legate de

transport şi mişcarea pietonilor. Proiectarea spaţiului adecvat pentru circulaţia pietonilor va

respecta normele privind cerinţele de spaţiu ale persoanelor care nu pot ocupa un spaţiu

asemeni mărfurilor depozitate sau vehiculelor parcate.

Fiinţele umane folosesc spaţiul pentru activităţi diverse şi reacţionează în acest spaţiu într-

51


o manieră care reflectă percepţia corespunzătoare confortului personal. Hall a definit patru

categorii de distanţe:

• distanţa publică corespunde unui cerc cu diametrul de 4 m în jurul unei persoane, în

care nu se găseşte altă persoană; pentru comunicare, se apelează la gesturi şi ton

ridicat mai mult decât la senzaţii;

• distanţa socială corespunde unui spaţiu cuprins între 4 m până la 1,3 m în jurul unei

persoane, în care se poate comunica prin gesturi şi nivelul normal al vocii, iar în cazul

limitei minime şi prin contactul fizic;

• distanţa personală, este definită în limitele 1,3 m la 0,75 m în jurul unei persoane şi

corespunde aşa numitului „cerc al încrederii”. În acest spaţiu intervin pe lângă văz şi

mirosul şi pipăitul. Pentru limita inferioară a distanţei, contactul fizic cu persoanele

din jur este evitat cu dificultate.

• distanţa intimă, corespunde unui cerc cu raza inferioară valorii de 0,4 m, care este

atribuit doar interesului personal, contactul involuntar cu alte persoane fiind imposibil

de evitat.

La depăşirea distanţei personale, orice persoană trebuie să fie atentă la codul

comportamental pentru a preveni intimitatea inacceptabilă. Studiile arată că există, în

acceptarea acestor distanţe, diferenţe culturale dependente de zona geografică şi etnie.

Pe baza acestor studii au fost stabilite standardele nivelurilor de serviciu cu privire la

rezerva de spaţiu în cazul pietonilor, tabelul 3.4 şi tabelul 3.5.

Tabelul 3.4: Standardele de proiectare pentru spaţiul destinat pietonilor.

Nivelul de serviciu

A B C D E F

Trotuare

Spaţiul mediu/persoană (m2) >3,25 3,25-2,32 2,32-1,39 1,39-0,93 0,93-0,46 <0,46

Scări rulante

Spaţiul mediu/persoană (m2) >1,86 1,86-1,39 1,39-0,93 0,93-0,65 0,65-0,37 <0,37

Cozi (Pietoni/metru lăţime

trotuar/minut)

1,20 1,20-0,93 0,93-0,65 0,65-0,28 0,28-0,18 <0,18

Tabelul 3.5: Corelaţia dintre diferite niveluri de serviciu şi elipsa corpului. Elipsa corpului uman Nivelul de serviciu Caracteristici

52


A Zona confortului personal

B Zonele de circulaţie

C Zona fără atingere

D Zona cu atingere

E Depăşirea elipsei

corpului (disconfort)

3.4.2. Vitezele pietonilor şi comportamentul la traversarea străzii

Cercetările au evidenţiat o variaţie importantă a vitezelor cu care se deplasează pietonii

funcţie, atât de sex şi vârstă, cât mai ales de tipul deplasării, tabelul 3.6.

Inginerii de trafic adoptă pentru viteza de traversare a pietonilor (de exemplu, pentru

determinarea punctelor de conflict în cazul proiectării semnalelor unui program de

semaforizare) valoarea de 1,25 m/s, valoare supraestimată, dacă în zonă ponderea vârstnicilor

este importantă. În acest caz, o valoare de 0,9 - 1,0 m/s este considerată potrivită, pentru o

53


siguranţă de circulaţie sporită.

Tabelul 3.6: Vitezele de deplasare ale pietonilor în funcţie de vârstă şi sex

Mers încetinit

Mers liniştit

Mers rapid

Fuga lentă

Fuga rapidă Vârsta

ani Sex

Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s Km/h m/s M 1,7 0,47 2,0 0,55 2,8 0,78 3,5 0,90 4,0 1,11 5 F 1,7 0,47 2,0 0,55 2,8 0,78 3,5 0,90 4,0 1,11

M 2,8 0,78 3,5 0,90 4,6 1,28 7,8 1,94 11,0 3,05 6

F 2,8 0,78 3,5 0,90 4,6 1,28 7,8 1,94 11,0 3,05

M 3,1 0,86 4,4 1,22 5,5 1,53 8,5 2,36 12,2 3,39 7...8

F 2,9 0,80 4,2 1,16 5,3 1,47 8,0 2,22 11,8 3,28

M 3,4 0,94 4,6 1,28 6,0 1,67 8,9 2,47 12,7 3,53 8…10

F 3,0 0,83 4,3 1,19 5,5 1,53 8,4 2,33 12,5 3,47

M 3,7 1,03 4,9 1,36 6,2 1,72 9,3 2,58 13,8 3,83 10...12

F 3,3 0,91 4,8 1,33 5,8 1,61 8,9 2,47 13,4 3,72

M 3,8 1,06 5,2 1,44 6,5 1,80 10,0 2,78 14,6 4,06 12…15

F 3,6 1,00 5,0 1,39 6,1 1,69 9,5 3,64 14,1 3,92

M 3,9 1,08 5,4 1,50 6,8 1,89 10,3 2,86 16,3 4,53 15...20

F 3,7 1,03 5,2 1,44 6,3 1,75 10,0 2,78 14,9 4,14

M 4,2 1,16 5,7 1,58 6,9 1,92 11,0 3,06 16,7 4,64 20...30

F 4,1 1,14 5,3 1,47 6,6 1,83 10,6 2,94 15,3 4,25

M 3,9 1,08 5,7 1,58 6,8 1,89 10,6 2,94 15,5 4,30 30...40

F 3,8 1,06 5,2 1,44 6,5 1,80 9,8 2,72 14,1 3,92

M 3,8 1,06 5,3 1,47 6,6 1,83 9,6 2,67 14,3 3,97 40...50

F 3,6 1,00 4,9 1,36 6,7 1,86 9,9 2,75 12,7 3,53

M 3,4 0,94 4,8 1,33 6,0 1,67 8,6 2,39 12,5 3,47 50...60

F 3,3 0,91 4,5 1,25 5,6 1,55 7,9 2,19 11,2 3,11

M 3,0 0,83 3,9 1,08 5,1 1,42 7,0 1,94 10,3 2,86 60…70

F 2,9 0,80 3,9 1,08 4,9 1,36 6,8 1,89 9,5 2,64

M 2,5 0,69 3,2 0,89 4,2 1,16 5,6 1,55 8,7 2,42 >70

F 2,4 0,66 3,2 0,89 4,1 1,14 5,5 1,53 7,3 2,03

Se constată că viteza de deplasare a vârstnicilor nu este cu mult inferioară adulţilor, însă ei

sunt incapabili să atingă viteze mai mari (fuga), în caz de nevoie. Vitezele de traversare ale

copiilor sunt net superioare. Studiile efectuate asupra pietonilor de vârste diferite au

evidenţiat rezultatele prezentate în figura 4.16.

54


Figura 3.16. Vitezele de traversare a străzilor, specifice pietonilor, în funcţie de vârstă.

Figura 3.17. Procentul pietonilor care acceptă intervale de o anumită mărime faţă de

automobilul care se apropie.

Pe lângă responsabilitatea pentru proiectarea amenajărilor de circulaţie şi a spaţiului, care

corespunde cel mai bine confortului fluxurilor de pietoni, inginerii de trafic trebuie să fie

preocupaţi şi de comportamentul pietonilor, din punctul de vedere al securităţii rutiere.

Accidentele care implică pietonii se produc, în special, la traversarea străzii şi conflictul cu

fluxul de vehicule. Figura 3.17 arată o variaţie mare în acceptarea intervalelor dintre

vehiculele pe care le observă în fluxul de traversat.

Acceptarea intervalelor depinde de numeroşi factori, dar în principal de viteze (viteza de

apropiere a vehiculelor şi viteza estimată a pietonului), de abilitatea de a observa (analiza şi

înţelege) fluxul care se apropie, gradul de atenţie şi pregătire.

3.4.3. Factori de proiectare a transportului public cu autovehicule

Proiectarea transportului public de pasageri cu autovehicule rutiere este influenţată în

55


foarte mare măsură de percepţia pasagerilor privind confortul. Determinarea confortului este

o problemă extrem de complexă, iar definirea ei este dificilă. Confortul este afectat de trei

categorii de factori:

• factori de situaţie şi sociali;

• caracteristicile personale ale indivizilor;

• factori de mediu.

Factorii sociali care afectează percepţia pasagerilor privind confortul, includ gradul de

aglomerare în staţii şi vehicule, prezenţa altor călători şi familiaritatea cu persoanele de pe

scaunele alăturate.

Caracteristicile pasagerilor includ factori psihologici, fizici şi fiziologici ca şi experienţa

anterioară în aceste vehicule sau vehicule similare, sex, mărime, predispoziţia la rău de

mişcare, sănătatea fizică şi mintală şi altele.

Tabelul 3.6: Caracteristicile fizice ale mediului legat de vehicul.

Factori dinamici Factori de mediu ambiant Factori de spaţiu

Acceleraţia verticală Acceleraţia laterală Acceleraţia longitudinală Gradul de clătinare (mişcare de ruliu) Gradul de înclinare a autobuzului Gradul de alunecare Zdruncinături şi şocuri Urcări şi coborâri Schimbări ale vitezei

Presiune Temperatură Umiditate Ventilare Fum Mirosuri Calitatea aerului Zgomot

Spaţiu de lucru Lăţimea scaunelor Spaţiul pentru picioare Ajustarea scaunelor Forma scaunelor Soliditatea scaunelor Distanţa parcursă stând în picioare

În timp ce categoriile de factori sociali şi individuali sunt în afara oricărui control al

proiectanţilor, factorii de mediu pot fi influenţaţi.

Tabelul 3.6 prezintă caracteristicile fizice ale mediului din vehicule care afectează

confortul şi pot fi controlate. Importanţa factorilor fizici în perceperea confortului a fost

recunoscută pe termen lung. Cercetările au permis dezvoltarea unor modele de confort al

calităţii călătoriei pe baza mişcării vehiculelor. De exemplu, calitatea călătoriei cu autobuzele

moderne a fost evaluată cu ecuaţia:

vp a33,19i53,033,0C ⋅+⋅+= , (4.18)

unde:

C – indicele de confort;

ip – gradul de înclinare, grade/secundă;

av – acceleraţia verticală, m/s2.

56


Tabelul 3.7: Măsurători antropometrice pentru persoane stând în picioare.

Dimensiuni (metri) Pasageri în picioare Comentariu 1 2 3 4 5

Suprafaţa proiectată (m2)

Torace [0,49] 0,53

[0,26] 0,31 - - - [0,13]

0,16

Torace cu picioare

[0,61] 0,66

[0,29] 0,31 - - - [0,17]

0,21

Braţele orizontal cu vârful degetelor în atingere

0,95 0,45 - - - 0,40

Persoana transportă un pachet

0,53 0,57 0,16 0,41 - 0,30

Persoana transportă un geamantan mic

0,82 0,30 0,67 0,15 - 0,25

Persoana transportă un geamantan mare

0,73 0,31 0,60 0,20 0,53 0,33

Persoana transportă schiuri

0,70 0,30 0,75 - - 0,50

Persoana transportă două geamantane mari

0,93 0,60 0,53 0,20 - 0,56

Cuplu 1,4 0,43 - - - 0,61

Persoana stând lângă un stâlp 0,58 0,905 - - - 0,26

Pentru proiectare, astfel de indici sunt insuficienţi. Proiectanţii trebuie să considere şi

rezerva de spaţiu precum şi o mare diversitate de factori de mediu. Spaţiul cerut depinde de

timpul petrecut în acel loc. Aglomeraţia, care este acceptabilă pentru perioade de timp scurte,

devine inacceptabilă pe durata călătoriilor lungi. La fel de importantă este şi posibilitatea

57


pasagerilor de a sta aşezaţi, o perioadă lungă pe durata călătoriei. Cerinţele de spaţiu pentru

pasagerii aşezaţi şi în picioare sunt prezentate în tabelul 3.7.

Consideraţii de mediu. Pe lângă spaţiu, proiectanţii vehiculelor destinate transportului

public în condiţii de tranzit, trebuie să ia în considerare factorii de mediu prezentaţi în tab.

3.8.

Tabelul 3.8: Măsurători antropometrice pentru persoane aşezate pe scaun.

Dimensiuni (metri)Pasageri aşezaţi pe scaun Comentariu 1 2

Suprafaţa proiectată (m2)

Cererea minimă de spaţiu

[0,40] 0,46

[0,60] 0,66

[0,24] 0,30

Situaţie normală, de confort 0,66 0,82 0,54

Persoană aplecată 0,66 0,62 0,41

Situaţie lipsită de confort 1,08 0,66 0,71

Situaţie de confort 1,34 0,82 1,10

Valorile corespunzătoare acestor factori, sunt prezentate în tabelul 3.9. Tabelul 3.9:Limitele condiţiilor de mediu pentru transportul public de pasageri.

Factor ambiental Confortabil Neconfortabil Inacceptabil Temperatură (oC) Umiditate(%) Vibraţii (mm/sec) Zgomot (dBA) Acceleraţii (m/s2) Smucituri (m/s3) Înclinare pardoseală (%)

20 – 22 30 – 70

0,2 < 65

1 0,6

0 – 4

12 - +16 şi 30 – 35 30 – 20 şi 70 – 80

1,2 75 – 85

2 1

5 – 10

< 12 sau > 35 < 20 sau > 80

3 > 85

4 1,5 >10

58


4.CARACTERISTICILE GEOMETRICE ALE ARTERELOR RUTIERE

4.1. INTRODUCERE

La proiectarea, executarea şi întreţinerea drumurilor trebuie să se aibă în vedere, în primul

rând, principiul satisfacerii, cu costuri minime, a necesităţilor de transport viitoare, atât din

punct de vedere cantitativ – în ceea ce priveşte volumul şi compoziţia traficului – cât şi

calitativ – în ceea ce priveşte condiţiile de siguranţă şi confort, precum şi circulaţia cu viteze

ridicate.

Problemele privind proiectarea drumurilor conform principiului deja amintit interesează

atât specialiştii din compartimentele de proiectare cât şi pe cei care asigură execuţia,

exploatarea şi întreţinerea. Aceste probleme se referă la:

• Organizarea, sistematizarea şi clasificarea reţelei de drumuri în vederea asigurării

cerinţelor şi condiţiilor optime de transport, precum şi a creării de reţele unitare cu

caracteristici tehnice corespunzătoare, pentru o siguranţă şi fluenţă, maxime.

• Stabilirea reală, în proiectarea necesităţilor de transport, a condiţiilor de transport şi a

caracteristicilor circulaţiei viitoare, prognozate.

• Asigurarea sau îmbunătăţirea în proiectare şi execuţie a caracteristicilor tehnice ale

drumurilor (elemente geometrice, capacitatea de circulaţie etc.).

• Asigurarea sau îmbunătăţirea în proiectare şi execuţie a unei circulaţii constante şi cu

viteze ridicate pe sectoare cât mai lungi, prin amenajarea intersecţiilor sau

ramificaţiilor şi prin specializarea fluxurilor de trafic o dată cu construcţia,

modernizarea sau întreţinerea drumurilor.

• Asigurarea sau îmbunătăţirea condiţiilor de transport şi de siguranţă a circulaţiei la

proiectare şi execuţie prin măsuri de securitate, dirijare şi semnalizare, precum şi prin

măsuri de asigurare a spaţiilor necesare pentru parcarea, staţionarea şi confortul

beneficiarilor drumurilor o dată cu construcţia, modernizarea sau întreţinerea drumului.

Sistematizarea circulaţiei rutiere cuprinde, în general, trei faze:

• consolidarea sau întărirea reţelei de bază existente, prin crearea de noi legături directe

între principalele centre populate şi prin modernizarea principalelor trasee existente;

• amplificarea sau mărirea reţelei rutiere prin crearea de noi legături sau itinerarii

concurente între localităţi, precum şi modernizarea acestora;

59


• extinderea şi sistematizarea completă a reţelei rutiere prin crearea de artere noi de

legătură între oraşe, modernizarea traseelor principale şi crearea unei reţele de

autostrăzi care constituie ultima fază a sistematizării.

Pentru a se realiza o sistematizarea a reţelei şi o planificare a amenajărilor drumurilor, în

toate ţările s-a pornit de la anumite principii de organizare şi alcătuire a reţelei rutiere:

• să asigure legătura dintre principalele centre populate, pe traseele cele mai

corespunzătoare;

• să fie suficient de mare pentru a asigura dezvoltarea transporturilor rutiere;

• să fie unitară şi ordonată în diverse categorii, corespunzătoare necesităţilor social-

economice şi de transport;

• traseele reţelei să asigure condiţii mai bune de folosire şi confort;

• drumurile proiectate sau construite să aibă o eficienţă sporită, amenajarea lor să fie

corelată cu traficul prognozat.

Pentru proiectarea drumurilor este necesar să se cunoască traficul actual şi cel prognozat

pentru o perioadă viitoare de timp. Este bine ca perioada de prognoză să corespundă cu durata

medie de serviciu a drumului şi în special a îmbrăcămintei, care are o durată ceva mai scurtă.

Ca durată de serviciu pentru traficul rutier de perspectivă, se consideră o perioadă de 15-20

ani, adică durata medie între două reparaţii la betoanele asfaltice, care constituie mixtura

folosită mai ales la construcţia şi modernizarea drumurilor cu trafic intens.

Traficul actual rezultă din numărători sau din recensământul general, periodic sau din

numărători permanente.

La stabilirea creşterii volumelor de trafic se ţine seama de tendinţa de creştere din trecut,

pornindu-se de la numărători periodice precum şi de creştere viitoare probabilă, care depinde

de următorii factori:

• devierea sau atragerea unor curenţi de trafic de pe alte trasee atunci când se obţin

economii de timp şi de cost la transporturi;

• generalizarea sau naşterea unor curenţi de trafic noi pe traseu amenajat datorită creării

de noi legături rutiere;

• emigrarea sau plecarea curenţilor de trafic de pe traseul amenajat pe alte trasee

construite sau amenajate mai târziu, în special atunci când se construiesc în apropiere

autostrăzi;

• creşterea sau dezvoltarea traficului pe drumul amenajat datorită construcţiei de

obiective industriale sau social-economice în zona traseului respectiv;

60


• atunci când nu se schimbă originea şi destinaţia traficului, ca de exemplu la artere de

rocadă sau de centură a localităţilor, nu se ia în considerare emigrarea curenţilor de

trafic.

Determinarea traficului de perspectivă hotărâtor pe un traseu se face după traficul şi

caracteristicile rezultate pe diferite tronsoane. Pentru amenajarea unitară a traseului se

consideră ca determinate, în general în toate ţările, secţiuni care reprezintă 20-30% din

lungimea traseului şi ale căror limite de trafic nu diferă între ele prea mult, adică ±(10-20%).

La execuţia drumurilor şi ulterior, după darea lor în exploatare, prevederile sau prognozele

de trafic se verifică la intervale fixe, prin recenzări de trafic. Se fac corecturi atunci când

traficul măsurat cu această ocazie diferă apreciabil faţă de cel avut iniţial.

4.2. CLASIFICAREA CĂILOR RUTIERE

Drumurile se pot clasifica din mai multe puncte de vedere:

A. Din punct de vedere administrativ (după organul care administrează şi întreţine drumul, tabelul 4.1.):

Tabelul 4.1 Nr. crt. Categoria drumului Lungime, km Organul care le administrează

1 Drumuri naţionale din care autostrăzi

14.683 273*

Ministerul Transporturilor prin Administraţia Naţională a Drumurilor

2 Drumuri judeţene 26.967 Consiliile judeţene prin Regiile autonome ale drumurilor şi podurilor

3 Drumuri comunale 31.116 Consiliile judeţene prin Regiile autonome ale drumurilor şi podurilor

4 Străzi în localităţi urbane şi rurale 80.198 Primăriile localităţilor prin serviciile de

specialitate Nota: *) corespunde anului 2008, celelalte anului 2000

B. După punctele pe care le leagă drumul:

• Drumuri internaţionale prin care se face legătura cu ţările vecine.

• Drumuri de tranzit care leagă două centre importante îndepărtate pentru care

circulaţia dintre ele este circulaţia de trecere (tranzit). Din această categorie fac

parte majoritatea drumurilor:

• drumuri de trafic local;

• drumuri turistice;

• drumuri sezoniere;

• drumuri militare (de interes strategic).

C. După gradul de perfecţionare tehnică a îmbrăcămintei drumului, care ţine seama de

intensitatea traficului:

61


• Drumuri naturale, fără nici o amenajare;

• Drumuri provizorii sau sezoniere care au o amenajare uşoară, nepermanentă,

corespunzătoare numai vârfurilor de circulaţie din anumite perioade ale anului;

• Drumuri de pământ la care calea este consolidată cu pământ şi pot fi:

• drumuri de pământ îmbunătăţit;

• drumuri de pământ stabilizat;

• drumuri prin împietruire:

• împietruiri din pietriş natural (ovalizat);

• împietruiri din piatră cilindrată (macadam);

• drumuri moderne care satisfac cerinţele circulaţiei moderne.

Îmbrăcămintea cu care se consolidează calea de rulare a acestor drumuri, se împarte:

• îmbrăcăminte din blocuri aşezate manual (de exemplu, pavajul din pavele de

piatră);

• îmbrăcăminte aglomerată, în care mixtura minerală din care este alcătuită.

În lucrările de drumuri se utilizează în mod obişnuit doi lianţi eficace:

• liant hidraulic – cimentul, rezultă şosele betonate;

• liant hidrocarbonat – bitumul, rezultă şosele asfaltate.

D. Clasificarea tehnică, după viteza de proiectare sau circulaţie.

Conform standardelor româneşti, viteza de proiectare este viteza cu care poate circula un

turism izolat în punctele cele mai dificile ale traseului, dacă, din punctul de vedere al

drumului, sunt asigurate condiţiile de siguranţă. Dificultatea în alegerea justă a vitezei de

proiectare a drumului care este la baza determinării principalelor elemente geometrice ale

drumului. Au fost stabilite următoarele clase de drum, prezentate în tabelul 4.2.:

Tabelul 4.2. Clasa drumului I II III IV V

Viteza, km/h 100 80 60 40 25

Proiectarea geometrică depinde de categoria terenului, adică de denivelările acestuia.

Standardele prevăd următoarele tipuri de teren, tabelul 4.3.:

Tabelul 4.3 Nr.crt. Clasificarea terenului Înclinarea transversală,%

1 Şes 0 – 10

2 Deal 10 – 25

3 Munte 25 - 60

62


Conform standardelor americane IRC, viteza de proiectare este definită ca o viteză

maximă de siguranţă care poate fi menţinută peste o secţiune a drumului. Vitezele de

proiectare recomandate de standardele americane pentru diferite categorii de teren sunt

prezentate în tabelul 4.4.

Tabelul 4.4.

Şes Deal Munte Teren accidentat Clasificare Viteza

max. Viteza min.

Viteza max.

Viteza min.

Viteza max.

Viteza min.

Viteza max.

Viteza min.

Drumuri naţionale 100 80 80 65 50 40 40 30

Drumuri interes major 80 65 65 50 40 30 30 20

Alte drumuri 65 50 50 40 30 25 25 20

Drumuri locale 50 40 40 35 25 20 25 20

Viteza de proiectare ar trebui, pe cât posibil, să fie uniformă de-a lungul unui drum dat.

Uneori, datorită schimbărilor din teren, vor trebui adoptate diferite viteze, caz în care se

recomandă o modificare treptată, prin presemnalizarea cu ajutorul semnelor de circulaţie.

La alegerea vitezei de proiectare trebuie avute în vedere elementele următoare:

• importanţa economică şi administrativă a drumului;

• elementele traficului rutier;

• relieful.

Astfel, se recomandă categoriile de drum funcţie de intensitatea traficului şi forma de

relief, conform tabelului 4.5.:

Tabelul 4.5.

Intensitatea traficului, Vt/zi Şes Deal Munte

>3000 I I I - II

1500 - 3000 I II III

500 - 1500 I – II II - III III - IV

100 - 500 II - III III - IV IV - V

Clasificarea funcţională.

Rolul funcţional al drumurilor este mai important chiar decât proiectarea geometrică.

Astfel, conform figurii 4.1. este descris conceptul ponderii relative a fiecărei categorii de

drum, în funcţie de mobilitate (de exemplu, fluenţa). Se constată că, zonele greu accesibile

63


sunt caracterizate de mobilitate scăzută, iar pentru a

creşte mobilitatea sunt necesare drumuri modernizate

de tipul autostrăzilor.

Cerinţele de proiectare pentru diferitele tipuri de artere

rutiere urmăresc funcţiile pe care le servesc, figura 4.2.

Străzile şi drumurile locale sunt proiectate pentru

vehicule uşoare şi de viteză mică, pentru accesul în

zonele rezidenţiale, comerciale etc., fiind astfel

proiectate pentru a descuraja traficul intens. Pe de altă

parte, autostrăzile şi arterele colectoare principale, sunt

proiectate pentru vehiculele capabile să dezvolte viteză

mare şi pentru vehiculele grele. Ele sunt spaţioase şi

proiectate astfel încât să asigure fluxuri continue. Figura 4.1. Relaţia dintre mobilitate şi posibilităţile de acces în anumite zone

4.3. ELEMENTELE GEOMETRICE ALE DRUMURILOR

Dacă se consideră o secţiune verticală

printr-un drum, verticala care trece prin

mijlocul drumului se numeşte axa

drumului în plan transversal.

Linia continuă care rezultă din

intersecţia planului generat de aceste

verticale cu suprafaţa drumului formează

axa drumului, iar linia terenului, traseul

drumului. Axa drumului se prezintă ca o

succesiune de curbe în spaţiu.

O secţiune verticală normală defineşte

profilul transversal al drumului.

La proiectarea şi executarea drumului

se folosesc practic, două proiecţii ale axei

drumului: proiecţia în plan orizontal şi

proiecţia în plan vertical.

Figura 4.2. Tipuri de artere rutiere

Proiecţia drumului în plan orizontal formează planul traseului.

64


Proiecţia axei drumului şi a liniei traseului pe un plan vertical formează profilul

longitudinal.

4.3.1. Profilul longitudinal al drumului

Intersecţia suprafeţei obţinute de generatoarele verticale ce trec prin axa drumului, cu

suprafaţa terenului natural şi cu platforma drumului, proiectată desfăşurat pe un plan vertical,

formează profilul longitudinal al drumului.

Proiecţia intersecţiei cu suprafaţa terenului natural formează linia terenului sau linia

neagră (se desenează cu culoare neagră), figura 4.3.

Proiecţia intersecţiei cu platforma drumului formează linia proiectului sau linia roşie (se

desenează cu culoare roşie).

Orice punct de pe linia terenului sau de pe linia roşie se defineşte printr-o cotă precisă.

Cotele punctelor de pe linia terenului se numesc cotele terenului. Cotele punctelor de pe linia

proiectului se numesc cotele proiectului. Diferenţa dintre cota proiectului şi cota terenului se

numeşte cotă roşie sau cotă de execuţie.

Figura 4.3. Reprezentarea secţiunii profilului longitudinal

Este de dorit ca linia roşie să urmărească, în general, înclinările terenului natural pentru a

evita, pe cât posibil, lucrări importante de terasament. În realitate, pentru a satisface condiţiile

unei circulaţii confortabile şi sigure, linia roşie nu poate urmări toate inflexiunile terenului,

fiind necesare anumite corectări.

Dacă corectările se fac astfel încât, linia roşie să se găsească sub linia terenului, drumul

este în săpătură, tranşee sau debleu. Dacă linia roşie trece deasupra liniei terenului, astfel

încât este necesară umplerea spaţiului dintre două linii, drumul se găseşte în umplutură,

împlinire sau rambleu.

65


Linia roşie are porţiuni orizontale şi înclinate. Porţiunile orizontale se numesc paliere, iar

porţiunile înclinate se numesc declivităţi.

Declivitatea se denumeşte rampă sau pantă după cum drumul urcă sau coboară în sensul

kilometrajului, astfel:

• dacă cotele punctelor de axă cresc succesiv faţă de punctele precedente, drumul se

găseşte în urcuş sau în rampă;

• dacă cotele punctelor de axă scad succesiv faţă de punctele precedente, drumul se

găseşte în coborâş sau în pantă.

Mărimea declivităţilor se exprimă prin valoarea numerică a tangentei trigonometrice a

unghiului pe care îl face linia roşie cu orizontala (figura 4.3).

În mod obişnuit, declivitatea se exprimă în procente (%) şi reprezintă creşterea înălţimii pe

unitatea de lungime (la drumuri, unitatea de lungime este L = 100 m, iar la căi ferate L = 1000

m). În cazul căilor ferate, declivitatea se notează în miimi, întrucât acestea au declivităţi mai

mici decât drumurile.

Fiecărei viteze de

proiectare îi corespunde o

anumită declivitate

maximă şi excepţională

stabilite prin standarde

naţionale. Figura 4.4. Racordarea traseului drumului în plan vertical.

Figura 4.5. Parametrii curbelor verticale

Punctele A şi B se numesc puncte de schimbare de declivitate.

66


Distanţa dintre două puncte consecutive de schimbare a declivităţii se numeşte pas de

proiectare. În profilul longitudinal, declivităţile se racordează prin curbe de racordare

(obişnuit, arce de cerc).

Curbele de racordare sunt concave şi convexe (fig. 4.4). La racordarea crestelor se

utilizează curbe de racordare convexă. Mărimea razei la curbele de racordare convexe se

calculează punând condiţii pentru asigurarea vizibilităţii în profil longitudinal (un vehicul care

urcă o declivitate să vadă la timp un obstacol pe declivitatea opusă).

La traversarea văilor se utilizează curbe de racordare concave. Aici valoarea razelor nu

se mai determină punând condiţii de vizibilitate deoarece aceasta este asigurată, ci din condiţii

de limitare a mărimii forţei centrifuge verticale, ce ia naştere în vederea facilitării mişcării

autovehiculului de pe o declivitate pe cealaltă.

Curbele verticale se aleg astfel încât să asigure: securitatea şi confortul mişcării, evacuarea

apei, uşurinţa conducerii autovehiculului, distanţă de vizibilitate bună şi un volum redus al

lucrărilor de terasament.

În figura 4.5, i1 este înclinarea iniţială a drumului, iar i2, este înclinarea (valoarea

tangentei) finală, A este valoarea absolută a diferenţei, în grade sau procente, L este lungimea

curbei verticale măsurate în plan orizontal, M este punctul iniţial (de racordare al tangentei

iniţiale la curbă) al curbei verticale, V este punctul aflat la intersecţia tangentelor, iar N este

punctul de intersecţie al curbei cu tangenta finală. În practică, curbele verticale sunt astfel

aranjate încât jumătate din lungimea curbei este poziţionată înaintea punctului V, iar jumătate

după acesta.

Curbele care satisfac această criteriu se numesc curbe verticale tangente egale.

În figura 4.5 sunt prezentate mai multe variante de curbe verticale care corespund

punctelor unor şosele, atunci când o curbă orizontală întâlneşte cu o curbă verticală.

Aceste puncte sunt foarte bine definite prin măsurători de-a lungul unui plan orizontal,

raportat la o verticală.

Principiile fundamentale ale curbelor verticale

La racordarea tangentei cu o

curbă verticală potrivită, se

foloseşte o relaţie matematică

care defineşte poziţia verticală

(înălţarea) în fiecare punct. S-a

considerat ca potrivită o funcţie Figura 4.6. Elementele curbelor convexe

67


parabolică deoarece, printre altele, aceasta oferă o valoare constantă a schimbării pantei şi

implică curbe tangente egale. Forma generală a ecuaţiei parabolei, aplicată curbelor verticale

este:

cbxaxy ++= 2 , (4.1)

unde y este ordonata punctului aflat la distanţa x sau înălţimea în lungul curbei, măsurată în

metri, faţă de punctul M. Pentru determinarea constantelor a şi b trebuie determinată prima

derivată, obţinându-se panta tangentei,

baxdxdy

+= 2 . (4.2)

În punctul M, x=0, deci:

1idxdyb == . (4.3)

Cea de-a doua derivată, exprimă rata de schimbare a pantei,

adx

yd 22

= . (4.4)

Rata medie de schimbare a pantei, din figura 4.15 poate fi scrisă ca:

Lii

dxyd 12

2 −= . (4.5)

Rezultă:

Liia

212 −

= (4.6)

Trebuie adăugate câteva proprietăţi ale curbelor verticale. De exemplu, înălţarea, care este

distanţa verticală da la punctul iniţial de tangenţă la curbă, ilustrată în figura 4.6., este foarte

importantă pentru proiectarea şi construcţia curbelor; y este înălţimea în lungul curbei

corespunzătoare fiecărei distanţe x de la punctul de racordare M; ym, este ordonata

corespunzătoare mijlocului curbei sau cota E din figura 4.7; ymax este înălţarea maximă

corespunzătoare punctului N. În condiţiile parabolei cu tangente egale poate fi demonstrat că:

2

200x

LAy = (4.7)

Din figura 4.6 rezultă:

800ALyE m == , (4.8)

68


şi

200maxALy = . (4.9)

Pentru calculul punctului cel mai scăzut şi cel mai ridicat al curbelor verticale (când

acestea nu se găsesc la capetele curbei, punctele M şi N), se notează cu

lAlLK = , (4.10)

unde L se exprimă în metri, iar A, în procente.

K poate fi utilizat pentru a calcula coordonatele punctului cel mai scăzut şi cel mai ridicat

al curbelor verticale concave şi convexe, folosind relaţia:

1iKx ⋅= (4.11)

unde x este distanţa de la

punctul M la punctul de

minim sau de maxim al

curbei.

În cuvinte, valoarea K

este distanţa orizontală, în

metri, corespunzătoare

unei modificări cu un procent a înclinării curbei.

Figura 4.7. Elementele curbelor verticale

Înălţimea în lungul curbei, notată cu E, este determinată cu relaţia 4.8.

Construcţia curbelor verticale implică cheltuieli mari cu deplasarea cantităţilor mari de

pământ. Astfel că primul obiectiv pe care îl urmăresc proiectanţii de drumuri este minimizarea

costurilor de construcţie, asigurând în acelaşi timp un nivel ridicat al siguranţei şi confortului

circulaţiei.

Criterii de proiectare a aliniamentelor verticale

În analiza şi controlul declivităţilor una dintre cele mai importante consideraţii este efectul

înclinării drumului după costurile de operare ale vehiculelor. Cercetările au demonstrat o

creştere importantă a consumului de combustibil şi o reducere a vitezei când înclinarea

drumului creşte. Recomandările standardelor se referă la pante maxime de 5% pentru o viteză

de 110 km/h; pentru o viteză de 50 km/h, pantele pot atinge 7 – 8%, dar pot fi până la 15%

pentru străzi în teren de deal.

69


Lungimea de vizibilitate. Drumurile sigure trebuie să fie proiectate astfel încât să ofere

conducătorilor lungimea de vizibilitate pentru a evita apariţia pe neaşteptate a unui obstacol şi

să poată depăşi vehiculele lente fără pericol.

Pentru exploatarea în condiţii bune a autovehiculelor pe declivităţi trebuie să se asigure

lungimea de vizibilitate necesară. Această lungime de vizibilitate se determină din două

condiţii:

• Lungimea de vizibilitate de siguranţă la frânare;

• Depăşirea în condiţii de deplină siguranţă.

1. Distanţa de vizibilitate de siguranţă la frânare reprezintă distanţa minimă necesară

conducătorului auto, la viteza de proiectare sau o viteză apreciată, de a opri automobilul fără a

sesiza curba verticală ca pe un obstacol. Pentru siguranţă, se impune o distanţă minimă de

vizibilitate pentru diferitele categorii de drumuri. Aceasta se bazează pe suma a două

componente:

• Distanţa parcursă din momentul semnalizării opririi vehiculului din faţă până când

începe frânarea. Există o variaţie mare a timpului de reacţie a conducătorilor auto, aşa

cum a fost prezenta în paragraful 3.1, timp cerut pentru ca acesta să reacţioneze şi să

frâneze. Timpul de reacţie necesar pentru sesizarea obstacolului este de aproximativ

2/3 secunde, însă timpul necesar pentru reacţia propriu zisă este de peste 1 secundă.

Există conducători pentru care timpul de percepere reacţie poate ajunge la 3,5s.

• Spaţiul de frânare cerut pentru oprirea vehiculului după ce au fost acţionate frânele.

Această componentă depinde de: viteza vehiculului, condiţiile de frânare, suprafaţa

drumului precum şi aliniamentul şi declivităţile drumului.

Distanţa de frânare. Distanţa aproximativă de frânare a unui autovehicul pe un drum

orizontal este calculată după relaţia:

gfvd

⋅⋅=

2

2

, (4.12)

unde: d – distanţa de frânare, m; v – viteza vehiculului la momentul aplicării frânării, m/s; f –

coeficient de frecare; g – acceleraţia gravitaţională, m/s2.

Dacă viteza se exprimă în km/h, rezultă relaţia:

fvd

⋅=

254

2

. (4.13)

70


Se presupune că forţa de frecare este uniformă pe durata frânării. Acest lucru nu este chiar

adevărat, ea depinzând de forţa de apăsare pe pedala de frânare. Alţi factori fizici care

influenţează coeficientul de frecare sunt: presiunea din pneuri, tipul şi starea suprafeţei pe

care se rulează, condiţiile climaterice – ploaie, zăpadă, gheaţă. Coeficientul de frecare în cazul

derapării poate varia între valorile 0,4 pentru 30 km /h şi 0,28 pentru 120 km/h pe carosabilul

umed.

Distanţele de vizibilitate recomandate pentru carosabilul umed sunt date în tabelul 4.6. În

acest tabel, timpul de reacţie este combinat.

Tabelul 4.6.

Reacţie la frânare Viteza de proiectare

[km/h]

Viteza admisă [km/h]

Timp [s]

Distanţă, [m]

Coeficientde

frecare, f

Spaţiu de frânare pe drum

orizontal, [m]

Lungimea de vizibilitate,

[m]

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

30-30 40-40 47-50 55-60 63-70 70-80 77-90 85-100 91-110 98-120

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 25, 2,5 2,5 2,5 2,5

20,8-20,8 27,8-27,8 32,6-34,7 38,2-41,7 43,7-48,6 48,6-55,5 53,5-62,5 59,0-69,4 63,2-76,4 68,0-83,3

0,40 0,38 0,35 0,33 0,31 0,30 0,30 0,29 0,28 0,28

8,8-8,8 16,6-16,6 36,1-42,9 24,8-28,1 50,4-62,2 64,2-83,9 77,7-106,2 98,0-135,6 116,3-170,0 134,9-202,3

29,6-29,6 44,4-44,4 57,4-62,8 74,3-84,6 94,1-11,8 112,8-139,4 131,2-168,7 157,0-205,0 179,5-246,4 202,9-285,6

Figura 4.7.a. Schema de calcul a lungimii curbei verticale convexe (S>L).

Influenţa înclinării drumului asupra distanţei de vizibilitate. În cazul unui drum înclinat,

distanţa de vizibilitate se calculează cu formula:

( )ifvL

+=

254

2

, (4.14)

71


unde i este panta înclinarea drumului, exprimată în %. Distanţa de vizibilitate la frânare la

urcarea pantei este mai scurtă, iar la coborârea ei mai lungă decât la deplasarea pe un drum

orizontal.

Lungimea minimă a curbei verticale convexe se determină în funcţie de lungimea de

vizibilitate. În relaţia de calcul a lungimii L a curbei parabolice verticale se include diferenţa

A, a înclinărilor tangentelor şi distanţa de vizibilitate S, care reprezintă proiecţia orizontală a

razei de vedere. h1 reprezintă înălţimea ochilor conducătorilor auto, iar h2 înălţimea

obiectului.

Măsurarea distanţei de vizibilitate la frânare. Pentru curbele convexe, L depinde de

caracteristicile fundamentale, exprimate ca:

( )221

2

200 hh

SAL

+

⋅= , pentru LS ≤ (4.15)

( )A

hhSL

2

21200 +−= pentru (4.16) LS ≥

În determinarea distanţei de vizibilitate obţinută din proiectarea geometrică, se presupune

că înălţimea ochilor conducătorului auto este de aproximativ 1070 mm de la nivelul solului.

Înălţimea obiectului staţionar pe care conducătorul trebuie să-l ocolească se presupune a fi de

150 mm. Cu aceste valori se obţin, pentru lungimea de vizibilitate valorile din tabelul 4.7.

Tabelul 4.7.

Valoarea curburii verticale K [lungime, m/% din A]

Viteza de proiectar

e km/h

Viteza admisă km/h

Coeficient de frecare

f

Spaţiu de frânare pe drum orizontal,

m Calculată Rotunjită

30 40 50 60 70 80 90

100 110 120

30-30 40-40 47-50 55-60 63-70 70-80 77-90

85-100 91-110 98-120

0,40 0,38 0,35 0,33 0,31 0,30 0,30 0,29 0,28 0,28

29,6-29,6 44,4-44,4 57,4-62,8 74,3-84,6 94,1-11,8

112,8-139,4 131,2-168,7 157,0-205,0 179,5-246,4 202,9-285,6

2,17-2,17 4,88-4,88 8,16-9,76

13,66-17,72 21,92-30,39 31,49-48,10 42,61-70,44

61,01-104,02 79,75-150,28

101,90-201,90

3-3 5-5

9-10 14-18 22-31 32-49 43-71

62-105 80-151

102-202 Se constată că, este de preferat să se folosească o lungime mai mare a curbei pentru a

echilibra lucrările de terasament sau să se prevadă condiţii de operare mai bune şi încadrare

estetică în teren.

72


Figura 4.7.a. corespunde cazului în care lungimea de vizibilitate este mai mare ca

lungimea curbei verticale S>L, iar figura 4.8.a. prezintă atât cazul S>L, cât şi situaţia inversă

S<L.

Figura 4.8. Distanţa de vizibilitate

Lungimea minimă a curbei verticale convexe, care asigură lungimea de vizibilitate

necesară poate fi determinată şi cu relaţiile următoare:

În cazul curbelor verticale concave nu există un criteriu general valabil pentru alegerea

lungimii lor. În mod obişnuit, se ţine seama de următoarele elemente: lungimea de vizibilitate

noaptea la cuplarea farurilor: uşurarea conducerii autovehiculului; reglarea scurgerii apei;

vizibilitatea în întregime.

Drept criteriu de bază se alege lungimea de vizibilitate la cuplarea farurilor, figura 4.8.b,

care este egală cu lungimea iluminării drumului în condiţii de noapte.

Astfel:

( )βtgShSA

L⋅+

=200

2

, pentru LS ≤ (4.17)

( )A

tgShSL β⋅+−=

2002 . pentru LS ≥ (4.18)

Schimbarea poziţiei pe verticală a automobilului influenţează în mare măsură confortul,

în cazul curbelor verticale concave, deoarece în acest caz acţionează forţa de greutate şi forţa

de inerţie. S-a stabilit că există confort pentru o acceleraţie sub 3 m/s2. Din această condiţie se

obţine pentru lungimea curbei verticale concave,

390

2AvL = (4.19)

unde v reprezintă viteza de proiectare, km/h.

73


Valorile recomandate pentru calculul lungimii de vizibilitate în cazul curbelor concave

sunt date în tabelul 4.8.

2. Depăşirea în condiţii de deplină siguranţă. Un număr mare de străzi au doar două benzi

de circulaţie, pentru mişcarea fluxurilor de trafic în sensuri opuse. În această situaţie, este

necesar ca în cazul depăşirilor să se folosească banda opusă de circulaţie.

Pentru a depăşi vehiculele lente în condiţii de siguranţă, conducătorul vehiculului care

depăşeşte trebuie să poată vedea suficient de departe în faţa vehiculului pe banda opusă pentru

a dispune de suficient timp pentru a depăşi înainte de întâlnirea cu un vehicul din sens opus.

Distanţa totală cerută pentru manevra de depăşire se numeşte lungimea de vizibilitate de

siguranţă.

Cercetările experimentale, desfăşurate de-a lungul anilor, au stabilit valorile din tabelul

4.9. pentru cazul curbelor verticale convexe.

Tabelul 4.8.

Valoarea curburii verticale K [lungime, m/% din A]

Viteza de proiectare

[km/h]

Viteza admisă [km/h]

Coeficient de frecare

f

Spaţiu de frânare pe drum

orizontal, [m] Calculată Rotunjită

30 40 50 60 70 80 90

100 110 120

30-30 40-40 47-50 55-60 63-70 70-80 77-90

85-100 91-110 98-120

0,40 0,38 0,35 0,33 0,31 0,30 0,30 0,29 0,28 0,28

29,6-29,6 44,4-44,4 57,4-62,8 74,3-84,6 94,1-11,8

112,8-139,4 131,2-168,7 157,0-205,0 179,5-246,4 202,9-285,6

3,88-3,88 7,11-7,11

10,20-11,54 14,45-17,12 19,62-24,08 24,62-37,86 29,62-39,95 36,71-50,06 42,95-61,68 49,47-72,72

4-4 8-8

11-12 15-18 20-25 25-32 30-40 37-51 43-62 50-73

Tabelul 4.9

Viteza de proiectare [km/h]

Lungimea minimă de vizibilitate de siguranţă pentru proiectare, [m]

Valoarea curburii verticale K

[lungime, m/% din A] rotunjită

30 40 50 60 70 80 90

100 110 120

217 285 345 407 482 541 605 670 728 792

50 90

130 180 250 310 390 480 570 670

74


Valorile au fost obţinute pentru h1=1070 mm, h2=1300 mm. Cu aceste valori şi lungimea

minimă de vizibilitate prezentată în tabelul 4.9. se poate calcula lungimea minimă a curbei

verticale pentru o valoare dată a diferenţei înclinărilor A şi a vitezei de proiectare.

Lungimea minimă a curbei verticale care să asigure depăşirea poate fi , de asemenea

calculată cu ajutorul ratei curburii verticale/% din A, K.

Figura 4.9. Profil transversal în rambleu

Figura 4.10. Profil transversal în debleu

Distanţa de vizibilitate în plan orizontal de-a lungul interiorului unei curbe trebuie să fie

limitată de obstrucţionarea de către garduri, maluri sau alte caracteristici topografice.

75


4.3.2. Profilul transversal al drumului

Profilul transversal al drumului reprezintă o secţiune verticală prin corpul drumului într-un

punct oarecare de pe traseu, după un plan perpendicular pe axa sa longitudinală.

Profilul transversal cuprinde o linie a terenului şi o linie a proiectului (drumului). La

drumurile în umplutură linia proiectului se află deasupra liniei terenului natural şi poartă

denumirea de profil transversal în rambleu, figura 4.19 iar la drumurile în săpătură linia

proiectului se află sub linia terenului natural şi se numeşte profil transversal în debleu, figura

4.20.

Combinarea celor două tipuri, alcătuieşte profilul transversal mixt, figura 4.11.

Într-un profil transversal se observă porţiuni orizontale sau aproape orizontale numite

banchete şi porţiuni înclinate, taluzuri. Înclinarea sau panta taluzului se exprimă prin valoarea

numerică a tangentei unghiului pe care îl face taluzul cu orizontala. Ea se exprimă prin

raportul 1:n.

Înclinarea taluzului depinde de felul pământului în care se execută şi adâncimea debleului

sau înălţimea rambleului. Pentru ramblee şi debleurile mici se recomandă a se executa taluzuri

cu înclinări 1:2; 1:3 şi chiar mai mici. Pentru ramblee cuprinse între 1 şi 10 metri înălţime,

funcţie de natura pământului se adoptă taluzuri cu înclinarea 2:3; în aceleaşi condiţii pentru

debleurile, taluzurile au înclinarea de 1:1.

Figura 4.11. Profil transversal mixt

Bancheta cea mai importantă este platforma drumului, care cuprinde:

• partea centrală, consolidată în vederea circulaţiei numită parte carosabilă sau cale;

76


• acostamentele, de o parte şi cealaltă a căii, fâşii cuprinse între marginile căii şi

muchiile platformei.

În mod obişnuit, o parte din acostament care încadrează calea este consolidată şi se

numeşte bandă de încadrare şi face parte din lăţimea acostamentului. Rolul acesteia este de a

mări lăţimea utilă pe care se poate efectua circulaţia, în special în cazul întâlnirilor şi

depăşirilor de autovehicule.

Rolul acostamentelor este:

• să limiteze partea carosabilă;

• să servească pentru depozitarea de materiale de întreţinere;

• să permită autovehiculelor defecte să staţioneze temporar pentru a nu bloca un fir de

circulaţie;

• să se poată amplasa pe ele o serie de elemente accesorii ale drumului (borne apărătoare,

parapeţi);

• să permită, în caz de necesitate, lărgirea părţii carosabile;

• să asigura scurgerea apei de pe partea carosabilă.

Figura 4.12. Suprastructura drumului

Infrastructura drumului cuprinde terasamentele (lucrările de pământ), podurile şi podeţele

(lucrări de artă) şi lucrările de consolidare, protecţie sau asanare (ziduri de sprijin, ziduri de

căptuşire, drenuri etc.)

Suprastructura care cuprinde corpul şoselei, figura 4.12.

Partea centrală, consolidată, în vederea înlesnirii circulaţiei, formează corpul şoselei.

Sistemul folosit în mod obişnuit la construcţia căii este aşa numitul sistem roman care

constă din executarea, de straturi, a corpului şoselei. Pachetul de straturi ce formează corpul

şoselei se numeşte sistem rutier.

77


Stratul sau straturile de la suprafaţă care suportă direct acţiunea traficului se numeşte

îmbrăcăminte.

4.3.3. Elementele geometrice ale planului traseului (aliniamentul orizontal)

Prin traseu se poate înţelege:

• Intersecţia planului generat de verticalele care trec prin mijlocul drumului cu linia

terenului sau,

• Proiecţia axei drumului pe un plan orizontal.

Figura 4.13. Planul traseului şi profilul vertical

Planul traseului se compune dintr-o succesiune de părţi rectilinii – aliniamente – şi părţi

curbilinii – curbe, figura 4.13.

Dacă în cazul liniilor ferate aliniamentele pot avea orice lungime, în cazul drumurilor

rutiere aceasta trebuie limitată, din motive estetice şi de siguranţă, la maximum 3 – 4 km.

Dacă profilul longitudinal prezintă variaţii care evită monotonia, lungimea aliniamentelor

poate fi sporită.

78


Faţă de aliniamentele prea lungi, curbele prezintă uneori avantaje tehnice, economice şi

estetice. Prin introducerea lor judicioasă se asigură înscrierea firească în teren şi încadrarea

traseului în peisajul înconjurător.

În cazul aliniamentelor de lungime corespunzătoare şi a unei anumite frecvenţe şi

succesiuni de curbe, orbirea conducătorului auto, în timpul nopţii de către luminile

autovehiculelor care circulă din sens opus, mai ales la depăşiri numeroase, este mult mai

redusă decât în cazul aliniamentelor lungi. De asemenea, în cazul unor astfel de trasee, creşte

siguranţa circulaţiei ca urmare a menţinerii încordate a atenţiei conducătorilor auto, datorită

manevrelor care trebuie efectuate.

Tabelul 4.10.

Viteza de proiectare

Valoarea maximă pentru it

Valoarea maximă pentru ϕt

Valoarea tti ϕ+

Raza minimă calculată

Raza minimă rotunjită

120 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0,06 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,06 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

0,09 0,17 0,17 0,16 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 0,09 0,17 0,17 0,16 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 0,09 0,17 0,17 0,16 0,15 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 0,09

0,15 0,25 0,25 0,24 0,23 0,22 0,22 0,21 0,20 0,19 0,17 0,27 0,27 0,26 0,25 024 024 0,23 0,22 0,21 0,19 0,29 0,29 0,28 0,27 0,26 0,26 0,25 0,24 0,23 0,21

755,9 28,3 50,4 82,0 123,2 175,4 229,1 303,7 393,7 501,5 667,0 26,2 46,7 75,7 113,4 160,8 210,0 277,3 357,9 453,7 596,8 24,4 43,4 70,3 105,0 148,4 193,8 255,1 328,1 414,2 539,9

755 30 50 80 125 175 230 305 395 500 665 25 45 75 115 160 210 275 360 455 595 25 45 70 105 150 195 255 330 415 540

79


Introducerea curbelor prezintă şi o serie de dezavantaje:

• lungimea traseului se măreşte şi această sporire poate deveni importantă la un număr mare de curbe;

• confortul şi siguranţa circulaţiei sunt mult reduse în curbe, mai ales pentru autovehiculele care circulă cu viteze mari, când pot să apară derapări şi răsturnări ale autovehiculelor;

• vizibilitatea în curbe se micşorează, în special, în cazul terenurilor acoperite (zone

împădurite, debleuri etc.); asigurarea vizibilităţii în curbă necesită lucrări suplimentare

de terasament, defrişări şi exproprieri;

• în vederea asigurării curburilor şi înclinărilor transversale corespunzătoare sunt

necesare lucrări de un volum mare de terasament şi de structură.

O atenţie deosebită, la proiectarea drumurilor, se acordă corelării corecte a vitezei de

proiectare cu curbura drumului şi înclinarea transversală a curbelor în plan orizontal,

figura 4.14.

Figura 4.14. Forţele ce acţionează la deplasarea pe un drum înclinat

80


Figura 4.15. Dezvoltarea supraînălţării drumului

Racordarea aliniamentelor se face cu ajutorul curbelor de rază foarte mare.

Elementele ce limitează raza de curbură:

• stabilitatea;

• înscrierea autovehiculelor lungi;

• vizibilitatea în zonele de debleu în curbă.

Pentru a examina stabilitatea autovehiculelor, în curbă se consideră un autovehicul care

circulă într-o curbă de rază R, supraînălţată cu unghiul α, care reprezintă panta transversală,

figura 4.15

Pentru fiecare viteză de proiectare există o valoare limită a razei de curbură minime sau

curburii maxime, care se determină în funcţie de înclinarea transversală maximă it a curbei şi

a valorii maxime a coeficientului de aderenţă ϕt în direcţie transversală.

Asupra autovehiculului acţionează forţa de greutate G, forţele de frecare Ff, forţa

centrifugală Fc. Din dinamica autovehiculelor se poate scrie echilibrul forţelor:

αααϕα cosRg

GvsinRg

GvcosGsinGv

2

v

2

t ⋅=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

++ . (4.20)

Se obţine, pentru raza de virare minimă, în condiţiile ecuaţiei precedente,

( )ttv ig

vR

+=

ϕ

2

, [m/s] sau (4.21)

( )ttv i

vR

+=

ϕ127

2

. [km/h]. (4.22)

81


Valorile limită determinate pentru it şi ϕt sunt prezentate în tabelul 4.10.

Figura 4.16. Corelarea lungimii de vizibilitate cu raza minimă a curbei

Raza minimă R a curbei trebuie să se coreleze cu lungimea de vizibilitate S pentru frânare

şi distanţa m de la axa benzii interioare a curbei până la zona periculoasă, figura 4.16.

UTIL

Bibliografie: 1.FLOREA, D., ş.a. Managementul traficului rutier, Ed. Universităţii Transilvania din Braşov, 2000 2. POPA, D. ş.a.: Optimizarea transportului urban, Editura Tehnică, Bucureşti, 1976 3.CRIŞAN, V.: Trafic rutier - Fluenţă şi siguranţă maximă, poluare minimă, Editura Facla, Timişoara, 1983 ***Colecţia de Standarde

82

5. PARAMETRII DE BAZĂ AI TRAFICULUI RUTIER

5.1. INTRODUCERE

Cercetarea circulaţiei rutiere a demonstrat că se impune o analiză minuţioasă pentru

identificarea parametrilor de mişcare a vehiculelor, parametrii ce depind de o serie de aspecte

cum ar fi: direcţia de deplasare, alternanţa cererii de transport pe durata unei zile, localizarea

arterei în teritoriu, tipul drumului şi zonei analizate.

Parametrii fundamentali folosiţi în managementul fluxurilor de trafic sunt dependenţi de

conducătorul auto, vehicul şi caracteristicile geometrice ale drumului. Cei mai cunoscuţi

parametri sunt:

1. tăria traficului rutier, q exprimată în vehicule etalon/oră/bandă de circulaţie;

2. densitatea traficului rutier, K exprimată în vehicule etalon/km/bandă de circulaţie;

3. viteza, v, exprimată în km/h;

4. intervalele dintre autovehicule măsurate în timp sau în spaţiu.

În legătură cu parametrul tăria traficului trebuie cercetată noţiunea de cerere de trafic, care

reprezintă volumul de trafic ce se produce într-o anumită amenajare rutieră, în anumite

condiţii de deplasare.

Atunci când nu există restricţii, cererea este egală cu capacitatea de circulaţie. În cazul în

care cererea depăşeşte capacitatea de circulaţie, rezultatul se concretizează în apariţia cozilor

şi a blocajelor de circulaţie, iar tăria traficului măsurată va fi mai mică decât cererea.

În aplicaţiile din sistemele avansate de transport rutier trebuie făcută astfel, o distincţie

clară între aceste două noţiuni. În scopul luării unor decizii optime, sistemele de avertizare şi

de control al traficului necesită ca cererea să poată fi anticipată pe anumite porţiuni de drum şi

la un anumit moment, nu doar volumele de trafic să fie cunoscute. De exemplu, în cazul în

care automobiliştii sunt sfătuiţi să folosească o rută alternativă, trebuie să ştie că pe acea rută

cererea nu depăşeşte capacitatea de circulaţie.

Din nefericire, însă, valorile cererii sunt foarte greu de obţinut prin măsurători directe.

Metodele cele mai folosite sunt cele bazate pe cercetarea datelor aşa numite „istorice”, date

deja înregistrate.

Volumele de trafic şi intervalele de timp dintre vehicule pot fi măsurate manual folosind

operatori umani sau folosind o diversitate de echipamente dintre care tuburile pneumatice şi

buclele inductive sunt cele mai cunoscute.

Buclele inductive detectează prezenţa vehiculelor prin schimbarea proprietăţilor electrice

ale buclei atunci când o masă metalică (de exemplu un vehicul) trece peste ele. Buclele

83


inductive raportează, de obicei, datele la fiecare 20 de secunde astfel încât pot fi folosite

pentru a număra vehiculele care au trecut în ultimele 20 de secunde. De asemenea, ele

memorează şi ponderea timpului cât bucla a fost ocupată de vehicule (sau cât vehiculele au

fost detectate). Astfel, dacă vehiculele au fost detectate deasupra buclei 10 secunde în ultimul

ciclu de 20 de secunde acesta va raporta ca 50% ocupare (10/20)x 100 = 50%.

Întrucât densitatea nu este măsurată în mod direct, sisteme video de colectare a datelor

perfecţionate pot prezenta noi oportunităţi de înregistrare a numărului de vehicule într-o

secţiune a drumului.

Inginerul sau specialistul de trafic trebuie să-şi dezvolte capacitatea de înţelegere a

modului de operare în interiorul fluxurilor de trafic. În acelaşi timp, pe baza ecuaţiilor

fundamentale ale fluxurilor de trafic, trebuie realizate anumite diagrame ce pot fi utile pentru

vizualizarea dinamicii traficului rutier.

În general, fluxurile de trafic nu sunt uniforme, ele fiind variabile în timp şi în spaţiu. Din

acest motiv măsurarea variabilelor de interes pentru teoria fluxurilor de trafic constă în

eşantionarea variabilelor aleatoare. De fapt, caracteristicile traficului sunt valori medii ale

distribuţiilor statistice şi nicidecum numere absolute.

Analizele de trafic pot fi realizate fie la nivel microscopic, caz în care vehiculele sunt

considerate entităţi individuale şi variabilele corespunzătoare sunt intervalele în timp dintre

vehicule, vitezele vehiculelor individuale şi distanţele dintre vehicule.

În cazul analizei la nivel macroscopic este studiat comportamentul mediei grupului de

vehicule şi parametrii cercetaţi sunt reprezentaţi de tăria (intensitatea) şi densitatea traficului.

Parametrii enumeraţi sunt folosiţi pentru a caracteriza deplasarea vehiculelor care

formează un fluxurile rutiere continui de pe autostradă sau arterele coordonate din zonele

urbane şi care nu sunt afectate de dispozitivele de control al traficului – semne sau semnale de

circulaţie.

În cazul în care există astfel de dispozitive trebuie cercetaţi alţi parametri ai traficului,

cum ar fi întârzierile, opririle şi mişcările de virare. O parte dintre aceste mărimi pot fi

măsurate direct, în timp real, iar o altă parte trebuie determinaţi matematic sau estimaţi

folosind parametrii măsurabili sau din analiza datelor deja înregistrate.

Parametrii traficului rutier pot fi incluşi în următoarele grupe de indicatori, astfel:

• Indicatori de evaluare cantitativă care arată cât de mult sau care este ponderea

traficului care se deplasează sau aşteaptă să se deplaseze. Această categorie de mărimi

include: volumele de trafic, cererea de trafic, intervalele de timp dintre vehicule.

84

• Indicatori de evaluare calitativă, arată calitatea fluenţei traficului. Pentru descrierea

calitativă a condiţiilor de operare este folosit termenul nivelul de serviciu, caracterizat

de factori ca viteza şi durata călătoriei, libertatea de mişcare (manevre), întreruperile

de trafic, confortul, comoditatea şi siguranţa traficului. Au fost elaborate proceduri de

analiză conform Highway Capacity Manual pentru fiecare tip de amenajare având

definite şase niveluri de serviciu notate de la A la F, A fiind cel mai bun iar F cel mai

nefavorabil nivel de serviciu.

• Indicatorii relativi la mişcare arată de unde şi încotro se deplasează fluxul de trafic.

• Indicatori de compoziţie/clasificare care arată ce fel de trafic se deplasează.

5.2.FORMAREA FLUXURILOR RUTIERE SAU CURENŢILOR DE CIRCULAŢIE

Când un observator înregistrează în intervalul [0,t] un număr N(t) de autovehicule care

traversează o porţiune oarecare de drum, se poate vorbi despre un flux rutier sau un curent de

circulaţie.

Când secţiunea drumului se referă la un drum cu mai multe benzi de circulaţie pe sens,

observarea se referă la o singură bandă de circulaţie, putând fi observat un singur vehicul la

un moment dat.

În cazul în care se înregistrează un flux important, reprezentarea poate fi realizată, ca în

figura 5.1, atât printr-o curbă discretă (sub forma unor trepte de înălţime egală cu unitatea şi

lăţime egală cu intervalul de timp dintre vehiculele care se urmăresc) cât şi continuu prin

„netezirea” acestei curbe în trepte cu ajutorul unei curbe continui.

Figura 5.1: Formarea unui flux rutier

85


Figura 5.2: Determinarea întârzierilor vehiculelor şi a numărului de vehicule din şir

Semnificaţia notaţiilor folosite în figura 5.1, este:

M(t) – numărul de vehicule exprimat ca funcţie discretă;

( )tM~ - numărul de vehicule, ca o funcţie continuă (există derivata ( )tN~ , ( )dt

tM~d );

( ) ( )dt

tM~dtq = - intensitatea traficului rutier;

Dacă se înregistrează curba sosirilor şi curba plecărilor într-o anumită locaţie pot fi

determinaţi parametrii unui şir, aşa cum este explicat în detaliu în capitolul privind teoria

şirurilor de aşteptare, figura 5.2.

În cele ce urmează se neglijează existenţa şi influenţa nodurilor de circulaţie (intersecţii,

pieţe, puncte de intrare pe autostrăzi etc) şi ca urmare, se va studia desfăşurarea traficului

rutier (a circulaţiei autovehiculelor) pe o anumită porţiune de drum, X şi într-un anumit

interval de timp, T.

5.2.1. Tăria traficului rutier

Tăria traficului sau volumul de trafic este o măsură cantitativă temporală, folosită

pentru exprimarea unor indicatori foarte importanţi în ingineria de trafic: Media zilnică de

trafic exprimată în vehicule per zi şi volumul orar sau intensitatea orară de trafic măsurat în

vehicule per oră. Alte unităţi de măsură importante se referă la tăria traficului corespunzătoare

unor intervale de timp mai mici decât ora, de exemplu 15 minute, pentru a determina un

volum orar echivalent, important în zonele în care sunt înregistrate perioade de vârf scurte.

86

Volumele de trafic sunt exprimate în termeni ai tăria traficului, (q) sau intensităţii

traficului, λ şi reprezintă numărul de vehicule care trec printr-o secţiune a drumului într-un

interval de timp.

Unităţile de măsură folosite în analize sunt vehicule/interval de timp. Când intervalul de

timp este de o secundă, se numeşte intensitatea traficului, iar când este de o oră se numeşte

tărie orară sau volum orar.

Figura 5.3. Observaţii locale efectuate asupra fluxurilor de trafic.

Pentru a caracteriza valorile de trafic pe termen lung, se poate folosi volumul anual sau

volumul zilnic.

Tăria orară a traficului, q poate fi calculată ca inversul intervalului mediu de timp, t dintre

vehiculele unui flux rutier, măsurat în secunde per vehicul:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡= ora

etalonvehiculet

3600q . (5.1)

Pentru o bună înţelegere a acestui parametru este utilă urmărirea traiectoriilor (liniile de

mişcare) elementelor singulare (autovehicule) ale fluxului rutier care pot să se intersecteze,

doar atunci când sunt posibile depăşirile.

Tăria traficului rutier poate fi determinată prin observaţii locale (figura 5.3) atunci când

măsurătorile sunt efectuate se referă la o secţiune transversală precisă şi un anumit interval de

timp definit. Acest tip de măsurătoare se poate realiza asupra şi altor parametri de circulaţie.

Relaţia generală pentru stabilirea tăriei traficului rutier, q ia în considerare valorile

intervalelor de timp dintre autovehicule, ti iar, în cazul când nu se pot face astfel de

87


măsurători, se poate calcula un interval de timp mediu, t cunoscând intervalul total de

măsurare, T şi numărul de vehicule înregistrate în acest interval, astfel:

t1

tM1

1t

MTMq

iii

i====

∑∑. (5.2)

În ingineria de trafic, tăria sau intensitatea traficului măsurată sau estimată poate fi folosită

în aplicaţii de tipul următor:

• Dezvoltarea modelelor de prognoză a traficului rutier;

• Analiza datelor privind accidentele de circulaţie;

• Determinarea locaţiilor pentru semnalizarea rutieră;

• Dezvoltarea cerinţelor de proiectare pentru artere rutiere noi sau pentru modernizarea

celor existente;

• Investigarea posibilităţilor de perfecţionare operaţională folosind analiza capacităţii de

circulaţie;

• Estimarea veniturilor provenind din taxe, etc.

5.2.2. Densitatea traficului rutier

Densitatea traficului, (K) exprimată în vehicule/interval de spaţiu.

Figura 5.4. Observaţii momentane efectuate asupra fluxurilor de trafic.

Mărimea este cunoscută şi sub denumirea de concentraţia traficului rutier, atunci când

intervalul de spaţiu este unitatea şi reprezintă numărul de vehicule localizate pe o bandă de

circulaţie pe lungimea specificată la un moment dat.

88

Măsurătorile care permit determinarea densităţii traficului rutier se mai numesc observaţii

momentane (figura 5.4) şi sunt efectuate la un moment precis determinat asupra unui segment

de drum.

Dacă măsurătoarea se efectuează prin simpla fotografiere a fluxului rutier, se poate afla, în

mod direct, densitatea traficului, K prin simpla numărare a vehiculelor aflate pe porţiunea de

drum analizată.

Pentru determinarea densităţii, în mod indirect, există două posibilităţi:

• cunoscând intervalele spaţiale dintre vehicule, si sau intervalul mediu s :

s1

sN1

1s

NXNK

iii

i=

⋅===

∑∑ (5.3)

• cunoscând tăria traficului şi viteza cu care se deplasează fluxul de vehicule.

O mărime asociată, frecvent, cu densitatea traficului rutier este gradul de ocupare a

benzii de circulaţie, mărime adimensională care arată ponderea (rata) timpului cât vehiculul

este prezent într-un punct specificat de pe o bandă de circulaţie. Această mărime nu trebuie

confundată cu gradul de ocupare al unui vehicul care se referă la numărul de persoane care se

află într-un autovehicul.

Ocuparea benzii de circulaţie este măsurată adesea folosind anumite variante de detectori

de prezenţă cum ar fi buclele inductive de detectare încorporate în îmbrăcămintea rutieră în

accesele intersecţiilor semaforizate sau la aproximativ fiecare 500 m de-a lungul fiecărei

benzi de pe autostradă.

5.2.3. Observaţii asupra vitezelor de circulaţie

Calităţii fluxurilor de trafic poate fi apreciată în funcţie de distanţa parcursă de acestea

într-un anumit interval de timp. Mişcarea vehiculelor din flux este descrisă astfel cu ajutorul

vitezei.

Viteza (v) reprezintă distanţa parcursă de un vehicul în unitatea de timp care este în

general m/sec sau km/h. Când se consideră un curent de trafic viteza medie poate fi descrisă

fie de viteza medie în timp sau viteza medie în spaţiu.

Distincţia între diferitele tipuri de viteze se poate face pe baza metodelor de măsurare

folosite.

Viteza instantanee a unui vehicul singular poate fi măsurată prin observarea atât în spaţiu

cât şi în timp a mişcării (figura 5.5) şi este definită astfel:

89


12

120tti tt

xxlimdtdxv

12 −−

==→−

. (5.4)

Dacă se urmăreşte determinarea vitezei unui flux rutier (compus din mai multe vehicule

având viteze diferite, dar apropiate) există mai multe posibilităţi de a calcula viteza medie a

grupului de vehicule.

O primă valoare medie se calculează pe baza observaţiilor asupra vitezei obţinute de un

observator staţionar (observaţie locală, linia orizontală din fig. 5.5) este numită viteză medie

locală, tv :

∑=

=N

1i

lil v

N1v . (5.5)

Cea de-a doua valoare medie rezultă din vitezele vehiculelor observate pe o porţiune de

drum de lungime X la un moment dat.

Figura 5.5. Observaţii locale şi momentane efectuate asupra vitezelor vehiculelor

În figura 5.5 reprezintă tangenta unghiului format de traiectoria fiecărui vehicul cu linia

verticală la momentul t.

O astfel de observaţie se poate obţine cu ajutorul unor fotografii aeriene făcute în

momente apropiate pentru a obţine vitezele tuturor vehiculelor din prima fotografie. Aceasta

măsurătoare se referă la viteza medie momentană:

∑=

=N

1i

mim v

N1v . (5.6)

90

O relaţie folosită pentru calculul acestei viteze este:

∑=

ii

m

tN1

Xv , (5.7)

unde ti este timpul necesar vehiculului i pentru a străbate distanţa X:

ii v

Xt = . (5.8)

Viteza medie momentană poate fi calculată ca medie armonică a vitezelor individuale

ale vehiculelor ce străbat o porţiune de drum:

∑

∑∑∑⋅=

⋅===

ii

iii ii

i

x vN1

vX

N1

X

vX

N1

X

tN1

Xv . (5.9)

Diferenţele dintre cele două metode de calcul a vitezelor medii pot fi ilustrate cu ajutorul exemplului următor.

t

p

d

s

t

f

b

Exemplu

Se consideră o pistă circulară având lungimea L = 1 km. Primul vehicul parcurge buclacu viteza de 40 km/h în timp ce al doilea vehicul circulă cu viteza de 60 km/h. Viteza mediea celor două bucle este de 50 km/h.

h/km50h/km6021h/km40

21vt =⋅+⋅=

Timp de o oră, un observator fix va observa de 40 de ori primul vehicul şi de 60 de oricel de-al doilea vehicul, deci viteza medie în acest caz este 52 km/h. Astfel, observareavitezelor înclină în favoarea vehiculelor mai rapide deoarece aceste vehicule vor fi observate mai frecvent.

Ştiind că numărul total al înregistrărilor este (40+60=100). rezultă 60401
h/km523616h/km60
100h/km40

100v

Nv

iix =+=⋅+⋅=⋅= ∑ .

5.2.4. Intervale dintre vehicule

Intervalele dintre vehicule reprezintă parametrii cantitativi importanţi ai fluxurilor de

rafic, cu ajutorul cărora pot fi evaluate performanţele sistemului rutier sau nivelul de serviciu,

recum şi eficienţa semnalelor de trafic şi a staţiilor de taxare. Ele pot fi considerate în mod

iferit, funcţie de unitatea de măsură, ca intervale dintre vehicule măsurate în unităţi de timp

au intervale măsurate în unităţi de spaţiu.

Intervalul de timp dintre vehicule, (t) este o măsură a intervalului de timp necesar

recerii prin dreptul unui reper fix de pe marginea drumului a două vehicule consecutive ale

luxului rutier, de exemplu de la bara faţă (sau bara spate) a primului vehicul la bara faţă (sau

ara spate) a vehiculului urmăritor şi are ca unitate de măsură secunda.

91


Figura 5.6: Intervalele de timp dintre vehicule

Diagrama spaţiu-timp prezentată în figura 5.6 arată traiectoria fiecărui vehicul care trece

prin dreptul punctului de observare, precum şi cele două componente ale intervalului de timp

dintre vehicule:

• Golul temporal – intervalul de timp dintre vehicule, luând în considerare punctul cel mai

din spate al vehiculului urmărit şi punctul cel mai avansat al vehiculului urmăritor;

• Timp de ocupare – timpul necesar vehiculului pentru a traversa punctul de observare

luând în considerare punctul cel mai avansat şi punctul cel mai din spate al aceluiaşi

vehicul. Acest timp depinde de tipul vehiculului, dar şi de viteza de deplasare a acestuia.

Capacitatea de circulaţie a unui drum depinde în primul rând de prima componentă, golul

temporal, pe care conducătorii auto îl aleg pentru a se simţi în siguranţă şi este dependent de

timpul de reacţie şi de spaţiul de oprire al autovehiculului (dependent de performanţele

vehiculului şi de condiţiile de deplasare). De mărimea acestui interval depinde posibilitatea de

integrare a unui vehicul de pe un drum lateral într-un flux principal, depăşirea vehiculelor,

părăsirea unui flux rutier.

Măsura nivelului de serviciu este strâns legată de intervalele de timp dintre vehicule şi

poate fi exprimată în două moduri:

• ponderea intervalului de timp în care un vehicul este forţat să urmărească un alt

vehicul pe un drum cu două benzi de circulaţie;

• frecvenţa manevrelor de ajustare a vitezei de deplasare pe care le efectuează un

conducător auto pentru a menţine un interval de timp minim faţă de vehiculul din faţă.

92

Intervalul spaţial sau distanţa dintre vehicule adesea numit interspaţiul, (notat s)

(conform STAS 10144/5-89) reprezintă distanţa dintre punctele identice ale celor două

vehicule consecutive ale fluxului de trafic şi este exprimat în metri (figura 5.7).

Figura 5.7: Intervalele de spaţiu dintre vehicule

Interspaţiul poate fi considerat ca o vedere microscopică a densităţii. Diagrama spaţiu-timp

din figura 5.7 arată cele două componente ale intervalelor de spaţiu dintre vehiculele care

circulă pe un drum: lungimea vehiculului şi distanţa dintre vehicule (golul spaţial). Intervalele

dintre vehicule, ca şi distribuţia lor statistică, sunt folosite pentru dezvoltarea modelelor de

urmărire şi pentru investigarea stabilităţii fluxului rutier.

Acest parametru este folosit adesea pentru a caracteriza eficienţa unei amenajări rutiere şi

pentru a evalua efectele „înainte – după” ale intervenţiilor operaţionale. Pentru a putea

compara diferitele valori, este necesar ca acest parametru să fie calculat pentru fiecare direcţie

de deplasare cât şi pentru momente ale zilei comparabile.

Măsura utilizată pentru acest parametru se referă la randamentul de trecere definit ca

numărul de vehicul-kilometri de călătorie efectuaţi pe o anumită porţiune de drum, într-un

anumit interval de timp. Se determină prin înregistrarea tăriei traficului pentru fiecare secţiune

a unei artere situate între punctele de intrare şi ieşire.

93


5.3. CORELAŢII ÎNTRE PARAMETRII FLUXURILOR RUTIERE

Încă din 1935, Geenshields a prezentat un model al fluxurilor rutiere stabilind o corelaţie

între parametrii de bază ai traficului rutier: tărie, densitate şi viteză şi exprimată prin ecuaţia:

xvKq ⋅= (5.10)

ce reprezintă diagrama fundamentală a traficului rutier, figura 5.8.

Acest model simplu, presupune o variaţie liniară între viteză (de fapt, media vitezelor în

funcţie de spaţiu) şi densitate.

Figura 5.8: Diagrama fundamentală a traficului rutier.

Cei doi parametri ai modelului simplificat sunt viteza fluxului liber vf şi densitatea sa

maximă numita şi densitatea condiţiei de ambuteiaj, Kj.

Viteza fluxului liber este viteza curentului de trafic pentru care tăria tinde spre zero în

condiţiile traficului liber (conducătorii auto pot circula cu viteza dorită) în timp ce densitatea

de ambuteiaj se produce când tăria şi viteza tind spre zero.

Tăriei maxime, qmax îi corespund valori optime ale vitezei, vo şi densităţii, Ko.

Corelaţia liniară densitate-viteză este dată de relaţia:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅=

jf K

K1vv . (5.11)

Această relaţie indică faptul că viteza se apropie de viteza fluxului liber, vf când densitatea

şi deci şi fluxul de trafic se apropie de valoarea zero (K→0 şi q→0).

Dacă densitatea şi deci şi fluxul cresc, vitezele scad până ce fluxul este maxim, qmax, iar

viteza şi densitatea tind spre valoarea optimă (v→vo şi K→Ko).

94

Creşterea, în continuare a densităţii traficului are ca rezultat reducerea vitezei, dar şi a

tăriei traficului, până când densitatea înregistrează valoarea maximă Kj şi, corespunzător,

viteza şi tăria valoarea zero (v→0 şi q→0).

De reţinut că tăria poate fi reprezentată în diagrama tărie-viteză ca o curbă având valoarea

maximă tangentă la curba diagramei densitate – viteză în punctul de valoare optimă a celor

două mărimi (Ko şi vo).

Combinând ecuaţiile anterioare se obţine corelaţia dintre tărie, densitate şi viteză de

forma:

2

j

ff K

KvKvq ⋅−⋅= . (5.12)

Deoarece

0dKdq

= când K→Ko, (5.13)

se obţine valoarea optimă a densităţii Ko care va corespunde valorii maxime a tăriei traficului

rutier:

2K

K jo = . (5.14)

Din figura 5.9 se poate observa că în diagrama fundamentală, viteza medie a fluxului liber

este reprezentată de un vector tangent la curbă în originea sistemului, în timp ce, viteza

optimă este un vector ce trece prin punctul de maxim al curbei, qmax.

Figura 5.9: Variaţia tăriei traficului rutier în funcţie de viteza de deplasare

Figura 5.10 prezintă un exemplu bazat pe date experimentale pentru graficul densitate-

viteză, în care pentru valorile vitezelor de circulaţie uzuale se poate accepta o variaţie liniară.

95


Figura 5.10: Variaţia densităţii traficului rutier în funcţie de viteza de deplasare

Corelaţia tărie-viteză poate fi reprezentată în legătură cu diagrama densitate - viteză

datorită axei verticale comune. Ecuaţia pentru această corelaţie este de forma:

( 2f

f

j vvvvK

q −⋅⋅= ), (5.15)

iar pentru valorile optime

( ) oo2oof

f

jmax vKvvv

vK

q ⋅=−⋅⋅= . (5.16)

Pentru valoarea

2vv f

o = (5.17)

se obţine tăria maximă:

4vK

q fjmax

⋅= . (5.18)

În modelul simplificat al lui Greenshields, această valoare a tăriei maxime se obţine doar

atunci când există o relaţie liniară între densitate şi viteză. Modelul liniar necesită cunoaşterea

a doi parametri, viteza fluxului liber vf, care poate fi observată uşor în teren (de exemplu,

viteza unui flux de trafic de valoare scăzută) şi densitatea care, în general este mai greu de

estimat.

O valoare rezonabilă pentru densitatea de ambuteiaj Kj rezultă considerând că pentru

densitatea maximă fiecare vehicul ocupă 7,5 m din spaţiul drumului. Astfel, în cazul valorilor

experimentale valoarea optimă a densităţii este diferită de Kj /2.

96

6. PROIECTAREA INTERSECŢIILOR

6.1. INTRODUCERE

Proiectarea intersecţiilor de drumuri implică patru factori de bază:

• factorul uman,

• factori operaţionali sau de trafic,

• factori fizici şi

• factori economici.

Pe lângă acestea trebuie amintite următoarele criterii de proiectare:

• Tipul de control al traficului (fără control, semne, semnale, marcaje de circulaţie);

• Analiza capacităţii de circulaţie (nivelul de serviciu, numărul benzilor de acces în

intersecţie, mişcările şi benzile destinate virării);

• Măsura în care este controlat accesul în intersecţie, pentru o anumită amenajare

rutieră;

• Traficul pietonal;

• Traficul cu biciclete şi

• Cerinţele de iluminare.

Proiectarea intersecţiilor de drumuri, situate în acelaşi plan, necesită înţelegerea atât a

principiilor inginerie de trafic cât şi a celor de inginerie civilă. Modul de operare al unei

intersecţii este influenţat de elemente de bază precum:

• Capacitatea de circulaţie;

• Lungimea cozilor şi întârzierile pe care le produc;

• Numărul accidentelor de circulaţie ce se pot produce;

• Caracteristicile vitezei de operare;

• Tipul de control al traficului.

Amplasarea unei intersecţiei este definită de următoarele caracteristici:

• Profilul orizontal; • Profilul vertical; • Secţiunile transversale ale braţelor intersecţiei; • Îmbrăcămintea rutieră; • Tipul sistemului de drenaj. Proiectarea corespunzătoare a intersecţiilor, necesită integrarea optimă a tuturor acestor

factori în scopul prevenirii unor eventuale puncte de conflict sau accidente în intersecţii care,

pot fi inerente atunci când fluxurile de trafic sunt în interacţiune.

97


6.2. PRINCIPII DE PROIECTARE A INTERSECŢIILOR

Caracteristica generală a unei intersecţii este reprezentată de faptul că participanţii la

trafic, vehicule, biciclişti şi pietoni trebuie să împartă, adesea simultan, un spaţiu comun.

Un obiectiv important, cu privire la proiectarea intersecţiilor, al inginerilor de trafic,

constă în diminuarea punctelor de conflict ce rezultă din mişcările multiple, influenţate de

costurile privind mentenanţa, factorii de mediu şi gradul de dificultate al implementării.

6.2.1. Factori ce influenţează proiectarea intersecţiilor

6.2.1.1. Factorul uman

Comportamentul conducătorului auto ca şi a celorlalţi participanţi la trafic este discutată

în cadrul capitolului „Factorul uman”, iar răspunsul acestuia reprezintă un factor important în

proiectare intersecţiilor.

Tabelul 6.1: Valori recomandate pentru caracteristicile factorului uman

Factor uman Valori de proiectare Elemente de proiectare afectate

Timpul de percepţie - reacţie 2,0 – 4,0 secunde Distanţa de vizibilitate în intersecţie

Interval admisibil între vehicule 5,5 – 7,5 secunde Distanţa de vizibilitate în intersecţie

Înălţime ochi automobilist 1,05 m Distanţa de vizibilitate

Vitezele de mers ale pietonilor 1 – 1,5 m/s Amenajări pentru pietoni În tabelul 6.1 sunt prezentate valori recomandate ale caracteristicilor factorului uman

importante pentru proiectarea intersecţiilor.

Tabelul 6.2: Caracteristicile vehiculului aplicabile pentru intersecţiile cu fluxuri canalizate

Caracteristicile vehiculului Elementele de proiectare ale intersecţiei afectate

Lungimea Lungimea sectorului de stocaj

Lăţimea benzilor de circulaţie Lăţimea

Razele de virare

Înălţimea Amplasarea semnelor şi semnalelor suspendate

Instalarea

Raza de racordare

Caracteristici geometrice

Ampatamentul

Lăţimea benzilor de virare

Lungimea sectorului de accelerare şi a benzilor Capacitatea de accelerare Intervale admisibile

Lungimi de decelerare şi sectorul de deviere Caracteristici operaţionale Capacitatea de

decelerare şi de frânare Distanţa de vizibilitate la oprire

98

Pentru timpul de percepţie-reacţie de 2,5 secunde este folosită ca mărime de intrare pentru

determinarea distanţei de vizibilitate în intersecţie. Datorită importanţei sporite a controlului

intersecţiilor urbane aglomerate pot fi adoptate şi valori mai mici ca de exemplu 2 secunde.

6.2.1.2. Caracteristicile vehiculelor

Mărimea şi manevrabilitatea vehiculelor reprezintă factori de bază în proiectarea

intersecţiei în special atunci când au fost selectate caracteristicile tipului de canalizare a

fluxurilor de trafic. Datorită importanţei în proiectarea drumurilor în general şi a intersecţiilor

în special, caracteristicile vehiculelor sunt abordate separat şi sunt prezentate în tabelul 6.2. În

alegerea vehiculului cel mai potrivit, inginerul de trafic trebuie să acorde atenţie sporită

compoziţiei fluxurilor rutiere.

6.2.1.3. Condiţiile de mediu

Printre factorii care influenţează modul de proiectare a intersecţiilor la nivel, o importanţă

deosebită au: categoria drumului, amenajările existente în împrejurimi şi condiţiile climaterice

în zonă. În aplicarea unor standarde de proiectare adecvate este esenţial ca abordarea să fie

flexibilă şi respectând conceptul de „proiectare senzitivă” în acord cu categoriile de drumuri.

Arterele principale asigură deplasarea unor volume mari de trafic, operarea vehiculelor cu

viteze superioare şi adesea circulaţia automobiliştilor mai puţin familiarizaţi cu aceste

categorii de drumuri. Prezenţa vehiculelor grele, autocamioane şi autobuze poate genera un

nivel de serviciu ridicat.

Canalizarea fluxurilor rutiere ar trebui să reprezinte soluţia optimă de asigurare a

continuităţii mişcării, dar adesea aceasta generează noi conflicte între participanţii la trafic şi

un impact nefavorabil asupra mediului înconjurător. Distanţele de vizibilitate reprezintă, de

asemenea un element important, iar dispozitivele de control al traficului ca şi semnele şi

marcajele de circulaţie trebuie folosite cu prudenţă.

Tipul zonei, precum şi modul de folosire a zonelor învecinate, guvernează modul de

proiectare a unei intersecţii. De exemplu, în zonele urbane participanţii la trafic sunt alături de

automobilişti, diferite categorii, ca: fluxuri de pietoni, fluxuri de călători, biciclişti,

taximetrişti, vehicule ce urmează a fi parcate, etc. În zonele rezidenţiale, inginerii de trafic i-

au în considerare, pe lângă categoriile amintite, nevoile de traversare în vecinătatea şcolilor ca

şi bicicliştii.

Clima locală poate influenţa deciziile de proiectare. De exemplu, o zonă cu ceaţă necesită

soluţii speciale pentru asigurarea vizibilităţii, iar ploile torenţiale frecvente reduc observarea

semnelor şi marcajelor, dar şi aderenţa automobilului.

99


6.2.2. Tipuri de mişcări şi conflicte ale fluxurilor rutiere

6.2.2.1. Tipuri de intersecţii

Funcţie de mişcările efectuate intersecţiile pot fi de tipul prezentat în tabelul 6.3.

Tabelul 6.3: Tipuri de intersecţii

Intersecţii cu trei braţe

Intersecţii în T

Intersecţii în Y

Intersecţii cu patru braţe

Intersecţii în

unghi drept

Intersecţii

oblice

Intersecţii

decalate

Intersecţii cu mai

multe braţe

Intersecţii în

sens

giratoriu

Mişcările ce pot fi efectuate în intersecţii sunt cunoscute cu denumirile:

• Mişcări de traversare sau curenţi secanţi - normali dacă unghiul de intersecţie are

valorile 750 – 1200 sau oblici, dacă unghiul de intersecţie are valorile 00 – 750. Se

100

recomandă evitarea, pe cât posibil, a intersecţiilor oblice. În cazul unghiurilor mai

mari de 1200 trebuie reproiectată intersecţia.

• Mişcări de convergenţă sau curenţi de inserţie la stânga sau/şi la dreapta ;

• Mişcări de divergenţă sau curenţi divergenţi de ocolire;

Mişcări de împletire, care reprezintă o combinaţie între fluxurile de trafic de convergenţă

şi divergenţă care se deplasează în aceeaşi direcţie şi pot fi simple şi complexe.

Standardele şi manuale de proiectare a drumurilor prevăd detaliat cerinţele impuse fiecărei

ţări, pentru România, acesta fiind SR 10144 – 4/95. Tabelul 6.3 prezintă categoriile de

intersecţii funcţie de numărul de intrări sau braţe. Conflictele generate ca urmare a diferitelor

manevre efectuate în intersecţii pot conduce la o soluţie unică a caracteristicilor operaţionale.

Înţelegerea adecvată a acestor caracteristici cu accent pe elementele de siguranţă şi capacitate,

reprezintă elemente esenţiale ale proiectării intersecţiilor.

Siguranţa circulaţiei în intersecţii este influenţată de volumele de trafic întrucât creşterea

acestora se reflectă în creşterea numărului punctelor de conflict, dar şi de tipul de control.

Studiile au demonstrat că se produc tamponări mai frecvent în intersecţiile semaforizate decât

orice alt fel de intersecţii, dar şi utilizarea semnelor Stop şi Cedează trecerea tind să crească

frecvenţa accidentelor la traversarea intersecţiei.

Tabelul 6.4 prezintă lista unor condiţii care pot genera accidente de circulaţie şi,

corespunzător, măsurile de control şi de proiectare geometrică, pentru diminuarea acestora.

Tabelul 6.4: Condiţii şi acţiuni de reducere a numărului accidentelor

Condiţii şi caracteristici geometrice care contribuie la producerea accidentelor de

circulaţie

Acţiuni ale inginerilor de trafic care reduc numărul şi gravitatea accidentelor de

circulaţie

Distanţă de vizibilitate la intrarea în intersecţie necorespunzătoare Introducerea benzilor pentru viraj exclusive

Triunghiul de vizibilitate în intersecţie necorespunzător Realizarea unei scheme de control

Declivităţi extreme în intersecţii Îmbunătăţirea distanţei de vizibilitate

Control neadecvat al traficului Instalarea iluminatului

Intrări multiple Îndepărtarea obiectelor fixe

Prezenţa curbelor în intersecţii Creşterea razelor de virare

Numărul arterelor secundare învecinate sau al punctelor de acces

Raze de curbură necorespunzătoare

Benzi înguste

Aplicarea canalizării fluxurilor rutiere

Absenţa drenajelor şi risc de derapare Îmbunătăţirea instalaţiilor de drenare a apei şi realizarea unei suprafeţe rugoase.

101


6.2.2.2. Puncte de conflict

Manevrele efectuate în fluxurile de trafic ar trebui evitate atunci când ele creează confuzii

care pot conduce la apariţia problemelor privind siguranţa rutieră şi capacitatea de siguranţă.

Presupunând că toate mişcările ar fi posibile într-o intersecţie, numărul punctelor de

conflict, N se calculează în funcţie de numărul arterelor rutiere care se intersectează, n:

!nN = Tabelul 6.5: Numărul punctelor de conflict

Număr braţe intersecţie Numărul punctelor de conflict

3 6123!3 =⋅⋅=

4 241234!4 =⋅⋅⋅=

5 12012345!5 =⋅⋅⋅⋅=

Observând rata de creştere a numărului punctelor de conflict, se constată că, din acest

punct de vedere, sunt de preferat intersecţiile în T.

Luând în considerare relaţiile dintre ei, curenţii de trafic pot fi cele prezentate în tab. 6.6.

Tabelul 6.6: Tipuri de curenţi de trafic

Curenţi secanţi, normali Simbol:

Curenţi secanţi oblici

Curenţi de inserţie pe o

singură parte Simbol:

Curenţi de inserţie pe ambele părţi

Curenţi divergenţi de ocolire la stânga – la dreapta sau în

ambele părţi Simbol:

Curenţi paraleli

Curenţi de împletire între doi sau mai mulţi curenţi

Limitarea punctelor de conflict în intersecţii

Conflictele din colţurile intersecţiei pot fi generate de lipsa distanţei necesare pentru

împletirea fluxurilor şi schimbarea vitezei de deplasare. Distanţele de evacuare adecvate ar

putea oferi conducătorilor auto timpi de percepţie-reacţie potriviţi pentru evitarea conflictelor

în aval.

102

Figura 6.1. Figura 6.2.

Figura 6.1 prezintă un exemplu de punct de conflict ce poate apărea atunci când în

imediata apropiere a unei intersecţii semaforizate sau nesemaforizate există o arteră

secundară. În cazul în care două vehicule se angajează în virajul la stânga, conducătorul

vehiculului urmăritor va fi surprins de încetinirea şi virarea la dreapta a vehiculului urmărit.

Dacă artera secundară nu este amplasată suficient de departe de intersecţie, în cazul în

care vehiculul care virează la dreapta de pe o stradă şi nu se aşteaptă ca vehiculul care virează

la stânga din intrarea opusă şi încetineşte pentru a intra la dreapta pe artera secundară, apare

riscul unui un punct de conflict (figura 6.2).

În cazul spaţiilor înguste, pentru accesul dintr-o arteră principală având două benzi de

circulaţie pe sens, spre o arteră secundară cu o singură bandă pe sens, punctele de conflict pot

apărea la traversarea, divergenţa şi convergenţa fluxurilor (fig. 6.3, fig. 6.4).

Figura 6.3.

Figura 6.4.

103


Soluţii pentru diminuarea punctelor de conflict

Tabelul 6.7: Variante de modificare a intersecţiilor în T pentru reducerea punctelor de conflict

Intersecţii cu trei intrări - Varianta iniţială

9 puncte de conflict

Variante modificate

2 puncte de conflict 5 puncte de conflict 5 puncte de conflict

Tabelul 6.8: Modificarea intersecţiilor cu 4 intrări pentru reducerea punctelor de conflict

Intersecţii cu patru intrări - Varianta iniţială

32 puncte de conflict

Variante modificate

4 puncte de conflict 7 puncte de conflict 9 puncte de conflict

104

6.2.3. Capacitatea de circulaţie

Caracteristicile de operare ale intersecţiilor pot fi estimate şi evaluate cu ajutorul analizei

capacităţii de circulaţie şi a performanţelor. Pentru funcţionarea satisfăcătoare, o intersecţie

trebuie să răspundă cererii de trafic la orele de vârf.

Tabelul 6.9: Factori care afectează capacitatea de circulaţie şi modul de operare

Categoria Capacitatea/Elemente de proiectare

Aliniamentul (profilul) orizontal • Curbura drumului • Supraînălţarea drumului

Profilul vertical

• Înclinarea drumului (declivităţi) • Lungimea declivităţii • Curbe verticale

o Concave o Convexe

Profilul transversal

• Numărul de benzi • Lăţimea benzilor • Platforma drumului

o Tipul şi lăţimea acostamentului o Tipul şi lăţimea elementelor de separare

Altele • Frecvenţa pasajelor • Rampe şi joncţiuni • Secţiuni de împletire a fluxurilor

Analiza capacităţii de circulaţie, Q se bazează pe caracteristicile operaţionale ale

vehiculelor ce efectuează mişcări, posibil conflictuale, separate în timp de către dispozitivele

de control al traficului.

Un rol important în analiza capacităţii de circulaţie îl are determinarea fluxului de

saturaţie.

Fluxul de saturaţie descrie modul în care conducătorii auto eliberează intersecţia, el fiind

esenţial în stabilirea nivelului de serviciu şi reprezintă numărul maxim de vehicule care pot fi

servite într-o oră, prin afişarea continuă a semnalului de verde şi o curgere continuă a

vehiculelor. Se exprimă în vehicule etalon/oră de timp de verde.

Pentru analiza capacităţii de circulaţie în intersecţie, se poate adopta pentru început un

flux de saturaţie So, considerat în mod frecvent, de 1800 Vt/h pentru o singură bandă de

circulaţie, luând în calcul un interval temporal între vehicule de 2 secunde.

Aceasta este valoarea ideală căci, pentru stabilirea valorii reale trebuie luate în considerare

şi caracteristicile drumului, şi condiţiile de mediu, astfel:

876543210 CCCCCCCCNSS ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= , (6.1)

105


unde, coeficienţii au următoarea semnificaţie:

N - numărul benzilor de circulaţie;

C1 - coeficient ce ţine cont de lăţimea benzii de circulaţie; lăţimea cea mai confortabilă

(normală) corespunde valorii 1,00 a coeficientului, pentru care se obţine valoarea maximă a

fluxului; coeficientul C1 ia valori între 0,87 - 1,10 pentru lăţimi cuprinse între 2,5 m - 4,5 m;

C2- coeficient ce ţine cont de greutatea vehiculului; autovehiculele grele au acceleraţie

scăzută, deci au tendinţa de a reduce probabilitatea de descărcare a intersecţiei deoarece se

creează intervale de timp mari între autovehicule şi fluxul scade. Coeficientul C2 ia valori

între 1,00 - 0,87 pentru autovehiculele grele a căror pondere este între 0% şi respectiv, 30%;

C3 - coeficient ce ţine seama de înclinarea drumului; panta produce o scădere a

acceleraţiei, deci intervalele de timp dintre autovehicule cresc şi fluxul scade; în cazul

rampelor situaţia este inversă, C3 este cuprins între 0,97 -1,03 pentru declivităţi cuprinse între

+6% şi -6%.

C4 - coeficient ce ţine cont de locurile de parcare; parcările alăturate unei intersecţii au

tendinţa de a interfera cu fluxurile de trafic, deci manevrele de parcare întrerup descărcarea

normală; reducerea numărului benzilor de serviciu măresc impactul parcării; pentru o singură

bandă acest coeficient este de 1,0 - 0,7 pentru parcări cu 0 - 40 parcări/oră; coeficientul are

valori mai mici pentru intrări cu 2 sau mai multe benzi;

C5 - coeficient ce ţine cont de autobuzele blocate; transportul în comun care prezintă staţii

apropiate de intersecţii generează scăderea fluxului de saturaţie; o bandă poate fi temporar

blocată pe durata verdelui, sau viteza va scădea în apropierea mijloacelor de transport oprite,

deci valoarea fluxului va scădea; pentru intrări cu o singura bandă acest coeficient ia valori

între 1,00 - 0,83 pentru un număr de 0 - 40 autobuze/h, fiind mai mic pentru mai multe benzi

de circulaţie;

C6 - coeficient ce ţine cont de tipul intersecţiei; se recomandă valori ale fuxului critic So =

1600 Vt/h pentru oraşe mici, So = 2000 Vt/h pentru intersecţii foarte mari dar având o

proiectare foarte bună;

C7, C8 - coeficienţi ce ţin cont de mişcarea de virare (la stânga şi la dreapta); virarea are

adesea conflicte cu traficul de traversare şi/sau pietonii, ca rezultat fluxul de saturaţie trebuie

să fie mai scăzut decât în cazul mişcării înainte; tipul de mişcare - la dreapta sau la stânga -

procesul de servire - protejare, permisiunile sau combinaţiile celor două - volumele de trafic

opus şi numărul pietonilor trebuie introduse ca elemente de intrare pentru estimarea acestor

coeficienţi; valorile lor sunt cuprinse între 0,95 - 0,25; analiza virărilor are foarte mult în

comun cu mişcările din intersecţii.

106

O imagine completă asupra influenţei acestor factori poate fi realizată pe baza rezultatelor

cercetărilor prezentate în documentul Highway Capacity Manual 2000.

Ajustarea volumelor de trafic şi ca urmare, traficul de saturaţie, se face corespunzător

fiecărui grup de benzi, astfel:

CT

SQ ivii = , (6.2)

unde: Qi - capacitatea unui grup de benzi i, Vt/bandă;

Si - fluxul de saturaţie calculat pentru grupul i;

Tvi - timpul de verde alocat fazei i;

C - lungimea ciclului, s.

Gradul de saturaţie este estimat astfel:

i

ii Q

VX = , (6.3)

unde: Xi - gradul de saturaţie al grupului de benzi i;

Vi - volumul orei de vârf pentru grupul i;

Pentru a stabilirii gradul de saturaţie pentru întreaga intersecţie, trebuie identificate

mişcările critice pentru fiecare fază. Dacă într-o fază este servit mai mult decât un grup de

fluxuri, este considerat critic, grupul de benzi cu cea mai mare raţie a fluxului (V/S)i. Procesul

alegerii mişcării critice este identic cu cel pentru calculul duratei ciclului. Gradul de saturaţie

critic, Xc, pentru întreaga intersecţie este estimat cu relaţia:

∑ −⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

LCC

SVX

crtc , (6.4)

unde, L este timpul total pierdut pe durata unui ciclu, egal cu suma timpilor galben şi roşu

peste tot.

Coeficientul Xc este folosit în particular în intersecţiile cu benzi suprasaturate. De

exemplu, un grup de benzi poate avea coeficientul Xi = 1,04, ceea ce presupune o capacitate

excedentară de 4%.

Dacă Xc < 1,00, rezultă că benzile nu sunt folosite pentru întreaga lor capacitate. Astfel că,

Xc, furnizează informaţii asupra gradului de utilizare a intersecţiei, înainte de a fi luate măsuri

extreme, ca de exemplu, reproiectarea intersecţiei, cu străzi mai largi, redirecţionarea

curenţilor de trafic şi altele.

Ultimul pas în analiza capacităţii de circulaţie este evaluarea performanţelor, bazată pe

întârzierea medie a tuturor vehiculelor utilizând aceste facilităţi. Întârzierea totală a unei

călătorii are două componente, una pe parcurs, iar cealaltă la linia de stop.

107


Întârzierea pe parcurs pentru un vehicul individual este diferenţa între momentul când a

sosit şi momentul când ar fi trebuit să sosească deplasându-se continuu. Întârzierea la stop

pentru un vehicul singular este timpul pierdut stând, posibil la coadă, într-o intersecţie

semaforizată. O valoare obişnuită se consideră cea de 5 min/h/vehicul.

Şi în acest caz sunt estimate două componente pentru fiecare grup de benzi: d1 -

întârzierea uniformă şi d2 - întârzierea excedentară.

Prima componentă prezintă o sosire uniformă, în timp ce a doua, o sosire aleatoare. Ele

pot fi descrise de relaţiile prezentate în continuare.

Întârzierea totală pentru fiecare grup de benzi de circulaţie se determină cu relaţia:

XCT

1

CT1

C38,0dv

v

1

−

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

⋅= (6.5)

( )⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

+−+−⋅=cX161X1XX173d 22

2 (6.6)

Întârzierea totală pentru fiecare grup de linii se determină cu relaţia:

( i2i1p ddfd += ) (6.7)

unde:

d = întârzierea totală;

fp= factorul de progresie pentru grupul de benzi i.

Factorul de progresie ia în considerare sosirea vehiculelor în raport cu indicaţia

semaforului. Dacă cele mai multe sosiri au loc în timp ce este afişat semnalul roşu pentru

grupul de benzi analizat (o fază), progresia se numeşte progresie săracă, iar întârzierile tind

să fie mai mari decât media (fp> 1,0).

Sosirile aleatoare au loc pentru fp = 1,0, condiţiile mediei.

Când majoritatea sosirilor au loc în timp ce este afişat semnalul de verde, progresia este

bună, întârzierile tind să fie mai mici decât media (fp < 1,0).

Performanţele inegale de-a lungul intrărilor, date de diferitele faze, indică faptul că timpul

de verde nu este alocat corect. Analizarea performanţelor reţelelor de străzi semaforizate este

o problemă foarte importantă căreia ingineria de trafic trebuie să îi acorde atenţia cuvenită.

108

6.2.4. Nivelul de serviciu

Nivelul de serviciu pentru intersecţiile semaforizate este caracterizat de întârzierile care

pot conduce la starea de disconfort şi frustrarea şoferului, consumul de carburant şi timp

pierdut.

Întârzierea este o mărime ce depinde de o serie de factori ca:

• tipul de control,

• elementele geometrice,

• fluxurile de trafic şi

• incidentele care apar.

Întârzierea totală reprezintă diferenţa timpul realizat efectiv şi timpul care ar fi putut fi

realizat în condiţii ideale, în absenţa controlului traficului şi dacă nu s-ar afla vehicule pe

şosea. Dar, în cazul intersecţiilor semaforizate, întârziere este cauzată în special de prezenţa

echipamentelor de control al traficului, motiv pentru care este numită întârzierea de control.

Întârzierea de control include întârzierile cumulate pentru diferitele etape ale mişcării unui

automobil, de la decelerarea iniţială, timpul de mişcare în coloană, întârzierea de la oprire şi

întârzierea de la accelerare.

În versiunile vechi ale Highway Capacity Manual (ediţia 1994 şi cele anterioare),

întârzierea cuprindea doar întârzierea de la oprire. In acest capitol, întârzierea de control se

referă şi la întârzierea de semnal.

Criteriul nivelului de serviciu pentru semnalele de trafic se referă la întârzierea de control

pentru fiecare vehicul, rezultată din analize periodice de 15 minute. Acest criteriu este dat de

tabelul 6.10. Întârzierea poate fi măsurată pe teren, sau estimată folosind ecuaţii matematice.

Întârzierea este o mărime complexă şi depinde de un număr de variabile, incluzând

calitatea progresiei, lungimea ciclului de semaforizare, raportul timpului de verde şi raportul

Volum/Capacitate (V/Q), pentru grupul de benzi aflat în discuţie.

Tabelul 6.10: Caracteristici ale performanţelor intersecţiilor funcţie de nivelul de serviciu

Nivelul de serviciu

Întârzierea, sec

Progresia Durata ciclului

Număr vehicule care opresc

Raportul V/Q

A ≤ 10 Foarte bună Redusă Foarte redus Mic

B > 10 si ≤ 20 Bună Redusă Mic Moderat

C > 20 si ≤35 Bună Mare Crescut Crescut

D > 35 si ≤55 Nefavorabilă Mare Mare Mare

E > 55 si ≤80 Săracă Mare Mare Mari

F > 80 Săracă La limita Mare ≈1

109


Pentru exemplificare, nivelurile de serviciu sunt descrise sumar:

Nivelul A: caracterizează fluxul liber, cu utilizatori individuali, virtual neafectaţi de

prezenţa altor vehicule din trafic.

Nivelul B: caracterizează fluxurile stabile cu un grad înalt de libertate în a alege viteza şi

condiţiile de operare care influenţează puţin pe ceilalţi participanţi la trafic.

Nivelul C: caracterizează fluxurile cu restricţii care rămân stabile, dar care interacţionează

cu alţi participanţi din fluxul de trafic. Nivelul general de confort şi siguranţă scad

considerabil.

Nivelul D: caracterizează fluxul de densitate mare în care viteza şi manevrabilitatea sunt

restricţionate sever, iar confortul şi siguranţa au un nivel scăzut chiar dacă fluxul rămâne

stabil.

Nivelul E: caracterizează fluxul instabil la, sau lângă, limita capacităţii, cu cel mai scăzut

nivel al confortului şi siguranţei. Nivelul serviciului este (LOS E) descrie operaţiile cu

întârzieri de control mai mari de 55 până la 80 de secunde pentru un vehicul. Acest nivel este

considerat ca fiind limita de întârziere permisă. Valorile mari de întârziere, în general indică

progresii sărace, lungimi mari ale ciclului şi valori mari ale raportului V/Q.

Nivelul F: corespunde traficului condiţionat în care numărul vehiculelor, care sosesc într-

un punct, depăşeşte posibilităţile de servire şi deci, se creează condiţiile formării cozilor

(ambuteiajelor), există un nivel scăzut al confortului şi creşte riscul de accidente. Nivelul

serviciului F (LOS F) descrie operaţiile cu întârzieri de control excesive, de peste 80 secunde

pentru un vehicul. Acest nivel este considerat ca fiind inacceptabil de cei mai mulţi dintre

şoferi, datorat adesea suprasaturaţiei traficului, care apare datorită excesului capacităţii de

circulaţie a unei intersecţii. Aceste întârzieri apar şi în cazul unui raport V/Q mare, apropiat de

valoarea 1,0. Progresia săracă şi lungimea mare a ciclului de semaforizare pot contribui în

mare măsură la valoarea acestor întârzieri.

Creşterea numărului de vehicule, care pot fi servite în condiţiile traficului condiţionat al

nivelului F, este în general acceptat ca fiind mai mic decât în cazul nivelului E; în consecinţă,

rata fluxului E este valoarea care corespunde fluxului maxim sau capacităţii de circulaţie.

Nivelul general de serviciu se bazează pe concepte şi termeni uşor de înţeles, dar dificil de

exprimat valoric. Realizarea unui grad de comparare între categoriile de trafic şi metodele

standard de măsurare a impus ca termen specific ingineriei de trafic, densitatea traficului, ca

indice primar de evaluare a nivelului serviciului pentru fiecare categorie de trafic.

110

Densitatea, exprimată, aşa cum se cunoaşte, în vehicule etalon/km/bandă, reflectă

posibilitatea ca anumiţi utilizatori să interfereze cu libertatea de conducere a altora. Ea

reprezintă, de asemenea, cel mai înalt grad de atenţie acordat cerinţelor conducătorilor.

Figura 6.5. Evidenţierea nivelului serviciului în diagrama fundamentală a traficului rutier.

Pentru o proiectare eficientă se recomandă nivelurile D, C şi E chiar dacă ele asigură

pentru utilizatori un nivel mai scăzut al serviciului.

Figura 6.6. Nivelul serviciului în funcţie de relaţia dintre V/C.

Dacă rata fluxului creşte, densitatea creşte, dar viteza fluxului descreşte şi cu aceasta

stabilitatea în trafic (apar undele de şoc). Acest fapt poate fi urmărit în figura 6.5. Din figura

6.6 se poate deduce uşor nivelul serviciului, dacă se cunosc viteza de operare şi raportul dintre

volum şi capacitate. Cu cât volumul de trafic se apropie de limita capacităţii (V/Q = 1) nivelul

serviciului scade. Traficul liber corespunde unei viteze mari de operare şi unui raport V/Q

mic.

111


6.2.5. Alegerea tipului de intersecţii

Se realizează în funcţie de încadrarea în teritoriu (contextul proiectării), intersecţiile

putând varia în funcţie de scop, profil, grad de canalizare şi măsuri de control al traficului. Cei

mai importanţi factori ce pot fi luaţi în considerare pentru alegerea unui anumit tip de

intersecţie sunt:

• Costurile de construcţie;

• Tipul zonei;

• Gradul de utilizare a terenului şi terenul disponibil;

• Clasa funcţională a drumurilor care se intersectează;

• Vitezele de acces;

• Ponderea traficului pe fiecare bandă de circulaţie;

• Volumele de trafic ce urmează a fi deservite de amenajarea intersecţiei.

Dacă alături de aceşti factori sunt luate în considerare cerinţele pentru alegerea

dispozitivelor de control al traficului, se poate determina soluţia optimă pentru tipul de

intersecţie. În acest caz, costurile şi capacitatea de circulaţie sunt factori critici.

Studiile demonstrează că, în mod normal, trebuie alese intersecţiile care furnizează nivelul

de serviciu cerut la cele mai mici costuri.

În tabelul 6.11 sunt prezentate volumele de trafic suportate de arterele având câte două

benzi de circulaţie, ce compun o intersecţie.

Tabelul 6.11: Volumele maxime de trafic

Tip drum Volumul de proiectare Arteră principală 500 1000 1500 Arteră secundară 500 250 100

Nu trebuie uitat faptul că de alegerea tipului intersecţiei depinde siguranţa circulaţiei în

zonă. Pe plan mondial, s-a demonstrat că ponderea cea mai mare o accidentelor este în

intersecţii, în mediul urban producându-se mai mult de 50% dintre accidente, în timp ce în

mediul rural aproximativ 30%. Numărul accidentelor este proporţional cu volumul şi

distribuţia traficului pe cele două artere, principală şi secundară ce compun o intersecţie.

Intersecţiile în sens giratoriu prezintă o siguranţă considerabil mai mare în raport cu toate

celelalte tipuri de intersecţii, la nivel sau denivelate.

De asemenea, o vizibilitate scăzută poate genera un număr mare de accidente. Ca soluţie,

canalizarea fluxurilor poate fi, în general benefică, dar prezenţa insulelor cu borduri poate fi

periculoasă. Pericolul într-o intersecţie poate creşte, de asemenea, dacă vitezele de acces în

intersecţie cresc.

112

6.2.6. Caracteristicile intersecţiilor semaforizate

Valoarea ideală a fluxului care ar putea să treacă printr-o intersecţie este cunoscută ca rata

fluxului de saturaţie per oră de timp de verde. Valoarea timpului de percepţie-reacţie iniţial,

acceleraţia vehiculului şi comportamentul vehiculelor care se urmăresc reprezintă factorii care

influenţează valoarea fluxului de saturaţie.

Pentru o bună înţelegere este nevoie să fie explicate câteva noţiuni de bază privind

proiectarea intersecţiilor semaforizate. În cadrul instalaţiilor de semaforizare, semnalele de

trafic alocă timpii după o succesiune bine determinată – fazele de semaforizare – în

interiorul ciclului de semaforizare, într-o varietate de moduri, de la modul presetat sau

prestabilit cu două sau mai multe faze, la cel semiactualizat şi cel actualizat. Modul de operare

cu ajutorul semnalelor de trafic poate fi descris cu ajutorul următorilor termeni:

Ciclu de semaforizare, C – orice secvenţă completă a indicaţiei semnalului sau intervalul

de timp de la începutul unui timp de verde pentru o fază până la începutul timpului de verde

pe faza următoare;

Faza de semaforizare – o parte a ciclului alocată unei mişcări sau unei combinaţii a

mişcărilor de trafic permise simultan, pentru care nu se produc puncte de conflict esenţiale

(conflicte între vehicule şi vehicule) sau dacă se produc acestea sunt neesenţiale (conflicte

între vehicule şi pietoni);

Timpul intermediar sau inter-verde, Ti – destinat evacuării intersecţiei şi reprezintă

intervalul de timp de la sfârşitul semnalului de verde pe o fază şi începutul semnalului de

verde pe faza următoare, exprimate în secunde;

Timpul de verde, Tv – intervalul de timp dintr-o fază de semaforizare, în care este afişată

indicaţia verde şi indică permisiunea de trecere prin intersecţie;

Timpul pierdut, Tp – timpul în care intersecţia nu este folosită efectiv, care apare la

afişarea semnalului de galben/roşu simultan (când intersecţia este eliberată) şi la începutul

fiecărei faze când primele câteva vehicule întârzie la plecare;

Timpul de verde efectiv, Tvef – timpul disponibil efectiv unei mişcări, este determinat, în

general, ca suma dintre timpul de verde şi timpul de galben din care se scade timpul pierdut

pentru mişcarea desemnată;

Timpul de roşu efectiv, Tref – timpul în care o mişcare sau o combinaţie de mişcări au interdicţia de a se deplasa prin intersecţie şi reprezintă diferenţa dintre lungimea ciclului de semaforizare, C, şi timpul de verde efectiv;

Raportul de verde efectiv Tvefi/C – raportul dintre timpul de verde efectiv şi lungimea ciclului.

113


6.2.7. Caracteristicile intersecţiilor nesemaforizate

Capacitatea arterei principale din intersecţiile controlate cu STOP şi CEDEAZĂ

TRECEREA nu este afectată de existenţa intersecţiei. În schimb, capacitatea arterei secundare

este dependentă de distribuţia intervalelor de timp suficient de mari dintre vehiculele fluxului

principal şi de intervalul admisibil pentru traficul secundar.

Acesta din urmă depinde de timpul de reacţie/răspuns al conducătorului auto, accelerarea

şi lungimea vehiculului, dar nu depinde de viteza de apropiere a vehiculului de drumul

principal. Printre factorii care influenţează capacitatea de circulaţie a unei intersecţii

nesemaforizate pot fi amintiţi:

• Viteza de operare pe drumul principal;

• Distanţa de vizibilitate în intersecţie;

• Raza de virare în intersecţie;

• Amplasamentul intersecţiei şi numărul de benzi de circulaţie;

• Tipul zonei;

• Ponderea vehiculelor grele.

Factorii critici sunt reprezentaţi de distanţa de vizibilitate în intersecţie şi de numărul şi

distribuţia benzilor de circulaţie. Metodologia de proiectare a intersecţiilor nesemaforizate

este prezentată detaliat în lucrarea [90].

6.2.8. Canalizarea fluxurilor rutiere

a)

b)

c)

Figura 6.7: Insule de separare

114

Scopul canalizării fluxurilor de trafic este îndreptat spre obţinerea unei operări mai sigure

şi eficiente a intersecţiei.

Printre obiectivele unei proiectări adecvate a unei intersecţii pot fi enumerate:

• Reducerea numărului punctelor de potenţial conflict la numărul minim ce corespunde

unei funcţionări eficiente;

• Reducerea complexităţii zonelor de conflict;

• Limitarea frecvenţei conflictelor actuale;

• Limitarea severităţii conflictelor potenţiale.

Pentru a se atinge aceste obiective au fost enunţate câteva principii ale canalizării:

• Mişcările nedorite sau greşite ar trebui descurajate sau interzise;

• Traiectoria vehiculelor ar trebui să fie definite în mod clar;

• Existenţa recomandărilor privind circulaţia cu viteze considerate sigure;

• Punctele de conflict să fie separate cu ajutorul canalizărilor, oriunde este posibil;

• Fluxurile de trafic să fie de traversare, pentru intersecţiile în unghi ascuţit până la

unghi drept şi de convergenţă în cazul unghiurilor obtuze ;

• Fluxurile principale să aibă un grad de libertate sporit;

• Proiectarea să fie în acord cu schemele de control al traficului;

• Vehiculele care frânează, cele care se deplasează cu viteză scăzută sau sunt oprite,

trebuie separate de benzile pe care se circulă cu viteză mare;

• Să existe refugii pentru pietoni şi persoanele cu handicap.

Instrumentele disponibile pentru a aplica aceste principii sunt:

• Definirea numărului şi aranjarea benzilor de circulaţie;

• Insule de separare de toate formele şi mărimile;

• Insule mediane;

• Raze de virare;

• Elementele geometrice ale drumului;

• Sectoare de selecţie şi separare;

• Dispozitive de control al traficului.

115


7. TEGNOLOGII MODERNE DE DETECTARE

7.1. INTRODUCERE Continua creştere a volumelor de trafic în condiţiile limitării posibilităţilor de extindere a

amenajărilor reţelelor rutiere din zonele rurale, urbane sau de pe autostrăzi, impun ca necesară

maximizarea eficienţei şi capacităţii reţelelor de transport rutier.

Sistemele de străzi inteligente care conţin detectori pentru monitorizarea traficului,

sistemele de control adaptiv în timp real, mijloacele media de comunicaţie a informaţiei spre

utilizatori sunt combinate cu sisteme de control şi supraveghere a traficului rutier pe

autostradă în scopul creării unor coridoare rapide care sporesc eficacitatea reţelei de transport.

Îmbunătăţirile infrastructurii rutiere şi tehnologiile noi au fost, în schimb, integrate cu

comunicaţiile şi afişate la bordul vehiculelor inteligente şi în zonele publice (de exemplu,

autogări sau centre comerciale) pentru a forma sistemele inteligente de transport.

Detectorii pentru vehicule reprezintă parte integrantă a acestor sisteme moderne de control

al traficului. Tipurile de date de trafic, ca şi fiabilitatea, consistenţa, acurateţea şi precizia, dar

şi timpul de răspuns al detectorului, sunt câţiva dintre parametrii critici utili în evaluarea

modului de alegere a unui detector pentru vehicule. Aceste atribute devin cu atât mai

importante cu cât numărul detectorilor proliferează şi aspectele controlului, în timp real ale

sistemelor inteligente de transport, acordă o importanţă deosebită calităţii şi cantităţii datelor

privind fluxurile de trafic, precum şi uşurinţei de interpretare şi integrare a datelor în sistemele

deja existente.

7.2. EVOLUŢIA ECHIPAMENTELOR DE DETECTARE Un sistem de detectare a vehiculelor este „un sistem destinat a indica prezenţa sau

trecerea unui vehicul” (Standarde NEMA – National Electrical Manufacturers Association)

care furnizează elementele de intrare pentru controlul sistemelor ce reacţionează la valorile de

trafic, supravegherea autostrăzilor şi sistemelor de colectare a datelor de trafic.

Încă din 1920, când operarea manuală a semnalelor de trafic a fost înlocuită cu

dispozitivele de control prestabilit al traficului, inginerii au insistat asupra necesităţii unor

mijloace de colectare a datelor de trafic, obţinute până atunci doar prin observaţiile ofiţerilor

de poliţie.

Prima aplicaţie cu semnale semiactualizate pentru acordarea permisiunii de trecere prin

intermediul unui detector a fost introdusă de inginerul feroviar, Charles Adler Jr., în 1928 în

116


Baltimore – SUA şi a constat dintr-un microfon montat pe un stâlp într-o intersecţie de

drumuri.

Aproape în aceeaşi perioadă, Henry A. Haugh, inginer în domeniul electric, a dezvoltat un

detector, montat în drum, sensibil la presiune, folosind două discuri metalice acţionând ca şi

contacte electrice la trecerea unui vehicul. Acest detector a avut o utilizare peste 30 de ani,

pentru detectarea vehiculelor în controlul actualizat al semnalelor de trafic.

Concomitent, H. Adler şi-a perfecţionat detectorii acustici introducând un nou tip de

detector cu boxe metalice montat în intrările intersecţiei. Aceste boxe „culegeau” sunetele

produse la trecerea roţilor unui autovehicul şi le transmiteau unor microfoane.

Problemele mecanice ale detectorilor pneumatici cu discuri au condus cercetările spre

detectorul electro-pneumatic. Deşi acest dispozitiv şi-a găsit câteva aplicaţii, instalarea era

costisitoare şi, în plus, era capabil să detecteze doar trecerea (mişcarea), în timp ce acurateţea

numărării punţilor era limitată de generarea presiunii undelor de aer şi vibraţia contactelor

capsulei. Dezavantajele acestor detectori au condus la dezvoltarea unor dispozitive bazate pe

alte principii ca:

• sunet (detectori acustici);

• opacitate (detectori optici);

• geomagnetism (detectori magnetici şi magnetometre);

• reflexia radiaţiei (detectare în infraroşu, cu ultrasunete, cu microunde şi radar);

• Inducţie electromagnetică (detectori cu buclă inductivă);

• vibraţie (detectori tribo-electrici, seismici, inerţiali).

Nu toţi aceşti detectori au o utilizare pe scară largă. În aplicaţiile actuale, detectorul cu

buclă inductivă este, pe departe, cel mai utilizat în aplicaţiile telematice. Magnetometrul şi

detectorul magnetic sunt produşi şi utilizaţi pentru diferite aplicaţii, dar în acest timp câştigă

tot mai mult teren tehnologiile bazate pe imagini video, sistemele de televiziune cu circuit

închis, ca şi detectorii în infraroşu, cu microunde şi detectorii radar.

Controlul traficului rutier se referă atât la mişcarea vehiculelor cât şi a pietonilor.

Deoarece volumele corespunzătoare acestor mişcări sunt dependente de diferitele perioade ale

zilei este de dorit să se poată detecta mişcările de acces prin plasarea unuia sau mai multor

dispozitive în calea vehiculelor care se apropie de o intersecţie sau de o locaţie convenabilă

pentru pietoni.

117


7.3. CLASIFICAREA TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE Pentru a implementa sistemele avansate de management al traficului rutier au fost

dezvoltate noi capabilităţi privind funcţiile de monitorizare şi management. Acestea includ

tehnologiile avansate de detectare, prezentate în sinteză în schema bloc din figura 7.1.

Figura 7.1. Clasificarea tehnologiilor de detectare.

Sistemele actuale de detectare se bazează în principal pe detectorii cu buclă inductivă

instalaţi în îmbrăcămintea rutieră. În prezent au fost dezvoltate tehnologii de detectare

alternative pentru a permite măsurarea unor parametrii ai traficului, cum ar fi densitatea

traficului (vehicule/km/bandă de circulaţie), durata călătoriei şi numărul vehiculelor

(volumele) care efectuează un viraj stânga sau dreapta. Aceşti detectori avansaţi oferă date

mult mai precise pentru parametrii care nu puteau fi măsuraţi direct cu instrumentele

anterioare, supraveghează traficul pe arii extinse şi controlează intersecţiile şi autostrăzile

pentru o mai bună informare a conducătorilor auto. În plus, majoritatea dintre detectorii

moderni nu necesită întreruperea fluxurilor de trafic pentru instalare şi întreţinere.

7.4. TIPURI DE DETECŢIE Figura 7.2 prezintă clasificarea controlerelor de detectare actualizată a traficului rutier.

Anumite tipuri de detectori înregistrează, în principal vehiculele aflate în mişcare sau

vehiculele oprite, iar altele necesită ca vehiculele să se deplaseze cu minim 3 - 5 km/h.

1. Detectorii magnetici sau buclă normală pot opera în modul puls sau modul prezenţă.

Bucla produce o pulsaţie scurtă de ieşire, atunci când se produce detectarea unei

treceri, dar nu mai mult decât perioada staţionării vehiculului în zona de detectare,

întrucât întârzierea vehiculului va produce un semnal cu atât mai lung cu cât

staţionarea în zona de detecţie este mai prelungită.

118


2. Un detector cu apel extins are un semnal de ieşire extins, însemnând reţinerea sau

extinderea apelului generat de un vehicul pentru o perioadă de timp care a fost fixată

anterior cu un temporizator încorporat în detector.

Un detector cu apel întârziat nu realizează un semnal de ieşire când zona de detecţie este

ocupată pentru o perioadă de timp, fixată pe un temporizator încorporat în unitatea de

detectare. La ora actuală se folosesc frecvent detectori hibrid atât pentru extinderea cât şi

întârzierea semnalului.

Figura 7.2. Tipuri de detecţie.

Pot fi amintiţi şi detectorii care extind posibilităţile detectorilor sau controlerelor obişnuiţi

fiind dotaţi cu configuraţii hardware ce conţin temporizatoare şi afişează circuite de

monitorizare. Programele după care funcţionează permit activarea şi dezactivarea unor

detectori, controlează cedarea timpului de verde ca şi activarea reţinerii semnalului pe o

anumită fază pentru suplimentarea programului controlerului.

Un exemplu este “sistemul de extindere a timpului de verde” în scopul protejării

vehiculelor aflate în zona de dilemă într-o intersecţie cu program de semaforizare semi-

actualizat.

Un alt tip de detectare cu logică auxiliară este “sistemul de analiză a vitezelor”. Acest

sistem este o componentă hardware compusă din detectoare cu două bucle şi logică auxiliară.

Cele două bucle sunt instalate pe aceeaşi bandă de circulaţie la o distanţă precisă. Un vehicul

care trece peste bucle produce două comenzi. Pentru a stabili dacă viteza vehiculului este

superioară sau inferioară unei viteze de referinţă se măsoară intervalul de timp dintre prima şi

a doua acţionare.

119


Sistemele de detectare bazate pe cele trei tipuri de detectori, buclă inductivă,

magnetometre şi detectori magnetici se compun din senzori montaţi în drum, cabluri de

legătură şi o unitate electronică montată în carcasa controlerului, figura 7.3.

Figura 7.3. Schema generală a sistemului de detectare a vehiculelor.

Cel mai utilizat sistem este sistemul cu buclă inductivă prezentat în figura 7.4, fiind

compus din detectorul oscilator, cablu de legătură şi o buclă îngropată în asfalt, constând din

una sau mai multe înfăşurări ale cablului.

Figura 7.4. Sistem de detectare cu buclă inductivă (cotele sunt exprimate în metri).

Detectorul oscilator – amplificator transmite energia proprie şi operează pe principiul

modificării câmpului electromagnetic al buclei la trecerea unui vehicul.

Mărimea, forma şi configuraţia buclei variază în funcţie de aplicaţia specifică, de la

mărimea cea mai comună, bucla pătrată (1,8 x 1,8 m), la buclele dreptunghiulare (1,8 x 12m

la 21 m). Datorită flexibilităţii particularităţilor sale, bucla oferă cel mai mare spectru de

detecţie a vehiculelor.

Oscilatorul serveşte ca sursă de energie pentru buclă; când un vehicul se opreşte sau trece

peste buclă, inductanţa buclei scade, cauzând o creştere a frecvenţei oscilatorului. Schimbarea

de inductanţă sau frecvenţă activează un releu sau circuit care trimite un impuls electric spre

controler cu semnificaţia că a fost detectată prezenţa unui vehicul.

120


Bucla este montată într-un canal tăiat în asfalt având înfăşurate una sau mai multe spire. O

altă posibilitate este montarea acestor spire în conductă de plastic cât mai aproape de

suprafaţa drumului.

Aplicaţiile detectorilor în ingineria traficului rutier prezintă forme variate, de la

intersecţiile izolate, controlul rampelor în cazul joncţiunilor, controlul şi supravegherea

traficului pe autostrăzi.

Rezultatele spectaculoase din ultimii ani se datorează utilizării micro-procesoarelor şi

electronicii de vârf.

7.5. APLICAŢII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE

7.5.1. CONCEPTE DE CONTROL AL ARTERELOR RUTIERE URBANE În cazul arterelor rutiere urbane, aplicaţiile detectorilor sunt destinate în special

intersecţiilor semaforizate, ce pot fi grupate în următoarele categorii:

Figura 7.5. Controlul intersecţiei izolate.

• Controlul intersecţiilor izolate: fluxul de trafic este controlat fără a lua în considerare

modul de operare al intersecţiilor adiacente (fig. 7.5).

• Controlul intersecţiilor coordonate (reţea deschisă): consideraţii majore sunt acordate

mişcării progresive a fluxului de trafic de-a lungul unei artere rutiere, precum şi

121


operării semnalelor arteriale, ca un sistem. Figura 7.6 ilustrează atât o reţea deschisă

cât şi una închisă.

• Controlul reţelei închise: include un grup de intersecţii semaforizate într-o reţea a

cărei operare este coordonată.

Figura 7.6. Controlul unei reţele de străzi.

• Controlul pe arii extinse: tratează toate semnalele de trafic din interiorul unei zone,

unui oraş sau unei metropole, ca un sistem. Semnalele individuale dintr-o zonă pot fi

controlate pe baza conceptelor enunţate anterior.

Alte posibilităţi de control al semnalelor de trafic care se pot aplica pentru funcţii speciale

includ:

• Controlul sistemelor de vehicule cu prioritate: acordă prioritate pentru mişcarea

anumitor categorii de vehicule, cum ar fi vehicule de intervenţie (salvări, pompieri,

poliţie) şi autobuzelor.

• Controlul joncţiunilor (intersecţiilor de autostrăzi): îmbunătăţeşte eficienţa

joncţiunilor.

Fiecare dintre conceptele prezentate este caracterizat de cerinţe operaţionale, obiective de

performanţă şi cerinţe funcţionale, precum şi componentele hardware şi software

corespunzătoare.

În cazul controlului autostrăzilor abordarea este specială datorită considerării accesului

limitat, amenajările fluxurilor libere necesitând control limitat. Dar, creşterea rapidă din

ultimele decenii a congestiei traficului a impus apariţia Sistemelor de supraveghere şi de

control (Freeway Surveillance and Control Systems). Aceste sisteme sunt proiectate în special

pentru controlul rampelor, controlul benzilor şi a coridorului. Aceste concepte având în

considerare decongestionarea traficului includ:

• intrări cu restricţie: închiderea acceselor (rampelor), contorizarea rampelor;

• tratament de prioritate: operarea vehiculelor cu grad mare de ocupare;

• supraveghere;

122


• managementul incidentelor: detectare şi răspuns;

• informare consultativă: viteză, durata călătoriei, ghidarea rutei.

Pentru fiecare dintre concepte au fost dezvoltaţi anumiţi parametri şi anumite principii de

control cărora le corespund componente funcţionale specifice. Un rol important în fiecare tip

de control îl au detectorii.

7.5.2. DESCRIEREA FUNCŢIONALĂ A DETECTORILOR Cei mai mulţi detectori sunt folosiţi pentru a identifica mişcarea vehiculelor care trec

printr-un punct al drumului. Această informaţie este transmisă la un controler de semnale de

trafic, contor de trafic sau alte dispozitive.

Dacă un detector este echipat cu elemente ce conţin caracteristici direcţionale, el va

înregistra vehiculele de pe o anumită direcţie, dar nu şi vehiculele din direcţie opusă. Pentru

locaţiile în care vitezele vehiculelor sunt foarte scăzute sau vehiculele pot staţiona şi nu sunt

cerute caracteristici direcţionale, se foloseşte în general doar un detector de prezenţă.

Un detector de mişcare va înregistra trecerea vehiculului prin zona detectată atât timp cât

se deplasează cu viteze peste 3 – 5 km/h. Aceşti detectori sunt folosiţi în cazul controlerelor în

regim actualizat sau semiactualizat. Pentru a înregistra vehiculele cu viteze de deplasare foarte

mici, este necesar un detector de prezenţă.

Când vehiculele sunt obligate să oprească sau să ruleze cu o viteză foarte mică în

apropierea unei intersecţii cu controlul actualizat al semnalelor de trafic, este necesar să se

detecteze prezenţa pentru a avea certitudinea că vehiculele oprite (aflate în aşteptare pe

detector), vor fi înregistrate.

Detectorii de prezenţă care nu au caracteristica recunoaşterii direcţiei fluxului rutier nu pot

face diferenţa dintre vehiculele care acced şi cele care evacuează zona de detecţie. Cu toate

acestea, are puţină importanţă direcţia, căci apelul nu este în mod obişnuit reţinut de controler

o dată ce vehiculul părăseşte zona de detecţie. Apelul nu va fi reţinut nici de detectorul de

trecere atunci când vehiculul părăseşte zona de detecţie. Diferenţa constă în modul de operare

a controlerului – blocat sau neblocat.

Pentru efectuarea înregistrărilor de trafic se folosesc de obicei un detectori de trecere.

Acest tip de detector poate fi folosit pentru a număra vehiculele de pe o singură bandă,

simultan de pe benzi pe o direcţie particulară sau, simultan, de pe toate benzile în ambele

direcţii. Dacă numărul de benzi pe care se realizează înregistrările cu un singur detector

creşte, acurateţea înregistrărilor, atunci când detectorul este ocupat de mai multe vehicule în

acelaşi timp, scade.

123


Detectorii de trecere sunt folosiţi, de asemenea, pentru măsurarea vitezei fluxurilor rutiere

şi a volumelor de trafic. Ei pot înregistra informaţii de trafic pe benzi individuale sau pe toate

benzile corespunzătoare unei singure direcţii.

Pentru obţinerea unor date precise despre viteze şi volume de trafic, detectorii trebuie

plasaţi la o distanţă suficient de mare de intersecţia semaforizată, astfel încât şirurile formate

să nu depăşească zona de detecţie. În această situaţie este înregistrat doar volumul de trafic.

Dintre cele trei tipuri de detectori (buclă, magnetometru şi magnetic) detectorul magnetic

este cel mai limitat, el neputând lucra doar în modul PULS. Aceasta deoarece detectorul

produce un puls de ieşire de scurtă durată (100 ms) când se produce detectarea. Astfel, el

poate fi utilizat pentru detectarea mişcării într-o intrare a unei intersecţii precum şi ca

echipament de numărare.

Magnetometrele ca şi buclele inductive pot fi folosite atât pentru a detecta prezenţa cât şi

trecerea. Magnetometrele lucrează satisfăcător pentru a număra vehiculele, arătând dacă zona

de detectare este definită corespunzător. Zona de detecţie pentru magnetometre este, în

general, inferioară valorii de 1 m, ceea ce poate cauza lipsa anumitor detectări.

Detectorul tip buclă inductivă este recomandat, în special, în cazul detectării prezenţei.

Mărimea buclei permite să fie adaptat oricăror aplicaţii. Pentru zonele mici de detectare,

buclele convenţionale şi magnetometrele pot fi interschimbabile. Numai pentru detectarea

mişcării (PULS), toate cele trei tipuri de detectoare sunt interschimbabile.

Anumite scheme destinate intersecţiilor cu viteză mare folosesc bucle convenţionale sau

magnetometre cu ieşiri normale. Alte scheme folosesc unităţi de control care permit

extinderea apelului chiar după ce vehiculul a părăsit zona de detecţie (detectori cu apel

extins).

7.5.3. CONTROLUL INTERSECŢIILOR LOCALE Cerinţele funcţionale ale unui element de detectare pentru controlul intersecţiilor se

bazează în principal pe deciziile operaţionale luate în timpul procesului de proiectare.

Inginerul proiectant trebuie să determine mai întâi metoda de control cea mai potrivită, dar şi

elementele operaţionale asociate pentru a stabili cerinţele funcţionale ale componentelor

hardware şi software.

Moduri de control

Controlul prestabilit şi controlul actualizat sunt cele două moduri de bază de control

pentru semnalele de trafic.

124


Deoarece controlul prestabilit atribuie permisiunea de traversare a intersecţiei pe baza

unui program predeterminat, nu este nevoie de detectori. Lungimea intervalelor de timp

pentru fiecare indicaţie a semnalelor dintr-un ciclu este fixă pe baza unui model de succesiune

a fazelor.

În cazul semnalelor actualizate, lungimea fazelor de semaforizare nu este fixă, dar

permisiunea de trecere este atribuită pe baza condiţiilor actuale (cererea de vehicule) care este

furnizată de mărimile de intrare corespunzătoare elementelor de detectare.

Există mai multe tipuri de control actualizat. În cazul controlului semiactualizat, o fază -

de obicei corespunzătoare fluxului principal - operează după modul de control prestabilit. În

cazul acestui tip de operare sunt ceruţi detectori numai pe strada secundară, de traversare.

Acest tip de control este recomandat atunci când fluxul de pe artera principală este relativ

uniform şi staţionar, iar volumele de pe artera secundară au valori de vârf nepredictibile.

Controlul total actualizat este folosit în special în intersecţiile în care apar variaţii

sporadice ale valorilor de trafic. Detectorii sunt ceruţi pentru toate fazele, fiecare durată a

fazei fiind în concordanţă cu parametrii prestabiliţi ai planului de semaforizare. Controlul total

actualizat poate permite omiterea unei faze atunci când nu este cerere de trafic, distribuirea

fazelor, suprapunerea fazelor (permiţând fazelor care nu au puncte de conflict să opereze

concomitent), şi faze destinate pietonilor.

Controlul volum-densitate este o variantă a controlului actualizat şi furnizează un complex

de criterii pentru alocarea timpului de verde („adăugare iniţială” şi „timp de aşteptare –

reducerea intervalelor”). Acest tip de control poate fi utilizat atât în modul semiactualizat cât

şi total actualizat. El operează de obicei cu o variaţie continuă a lungimii ciclului şi cere o

informaţie de trafic precisă pentru a reacţiona la timp şi a răspunde cerinţelor existente. De

altfel, caracteristica „timp de aşteptare – reducerea intervalelor” din controlul volum –

densitate poate fi obţinută cu ajutorul detectorilor de prezenţă. Punctele de detectare ale

volumelor şi densităţii traficului sunt instalate la distanţe de 60 - 180 m înainte de intrarea în

intersecţie, funcţie de viteza de acces.

7.5.4. DETECTAREA PRIORITĂŢII VEHICULELOR Există anumite situaţii care cer alocarea specială a permisiunii de trecere în intersecţiile

semaforizate. Pentru aceste cazuri au fost dezvoltate anumite forme de control al priorităţii. În

acest scop este făcută o distincţie între noţiunile de preemţiune şi controlul priorităţii.

Astfel, termenul preemţiune poate fi definit ca o operaţie în care succesiunea normală a

semnalelor este întreruptă şi/sau modificată în funcţie de o situaţie specială, cum ar fi trecerea

125


unui tren, deschiderea unui pod, sau trecerea unui vehicul de intervenţie, de pompieri, salvare

sau poliţie.

În cazul operaţiilor cu prioritate, timpul de verde este prelungit peste normal sau se va

trece la semnalul de verde imediat ce este posibil, în scopul acordării unui tratament de

prioritate pentru vehiculele de tranzit.

În cazul preempţiunii trenurilor, detectorii sunt folosiţi pentru a detecta apropierea unui

tren şi pentru a declanşa o reacţie de control care la început evacuează calea de rulare şi apoi

permit fazelor fără puncte de conflict să continue modul de operare pe durata trecerii trenului.

Preempţiunea pentru vehiculele de urgenţă la o intersecţie izolată depinde de abilitatea de

a detecta vehiculele de urgenţă, în mod obişnuit folosind lumina modulată. O procedură

specială de control atribuie prioritatea de trecere, când este detectat un vehicul de urgenţă.

După o perioadă prestabilită, semnalul revine la modul de operare normal.

În anumite sisteme de urgenţă, indicaţia semnalului verde este afişată pentru toate

intersecţiile aflate de-a lungul unui traseu ales să fie străbătut de vehiculul de urgenţă.

Atribuirea priorităţii de-a lungul traseului este realizat prin activarea unui comutator plasat în

locaţia centrală cum ar fi o unitate de pompieri.

În anumite sisteme de semnale controlate computerizat, progresia mişcării este o trăsătură

programată care operează mult mai eficient decât tehnica manuală.

Obiectivul principal în cazul controlului priorităţii de tranzit este atribuirea priorităţii de

mişcare a persoanelor în raport cu mişcarea vehiculelor. Aceasta poate fi înţeles în mai multe

moduri ca:

• benzi speciale pentru mijloacele de transport public;

• atribuirea priorităţii de trecere la intersecţiile semaforizate prin optimizarea

programelor de semaforizare sau prin sisteme de prioritate a autobuzelor.

Există mai multe categorii de echipamente care pot fi utilizate în acest scop. Tipul cel mai

folosit are la bază detectorii optici.

7.5.4.1. Emiţătoare/receptoare de lumină Acest sistem, folosit eficient pentru controlul preemţiunii vehiculelor de intervenţie în caz

de urgenţă şi priorităţii vehiculelor destinate transportului public de călători (trafic de tranzit)

este o aplicaţie bazată pe un sistem de detectare a intensităţii luminii.

Este folosită o lumină foarte intensă emisă la o frecvenţă specifică de către un transmiţător

montat pe un autovehicul (lumină albă intermitentă pentru vehiculele de urgenţă, lumină albă

cu un filtru infraroşu pentru vehiculele de tranzit).

126


Lumina este programată să lumineze un cod de frecvenţe înalte pentru a-l distinge de alte

semnale luminoase intermitente sau descărcări electrice luminoase. Sunt utilizate coduri

specifice diferitelor tipuri de vehicule pentru a realiza diferenţierea între vehiculele de urgenţă

care comandă preemţiunea şi vehiculele de tranzit care pot obţine doar o prioritate de la

controlerul de semnal (automat de dirijare a circulaţiei). Fiecare intersecţie care va avea

dreptul de preemţiune este echipată cu unul sau mai mulţi detectori optici funcţie de numărul

acceselor intersecţiei având această funcţie.

Figura 7.7. Transmiterea semnalului vehiculului de intervenţie spre unitatea de detectare. Dacă vehiculul de urgenţă având activat emiţătorul luminos se apropie de o intersecţie,

receptorul de direcţie corespunzător sesizează lumina codificată declanşând preemţiunea în

circuitele controlerului din intersecţie. Când este detectată lumina intermitentă, se transmite

un semnal către un selector de fază conectat la controler sau direct către acesta. Astfel, este

examinată starea automatului de dirijare a circulaţiei, figura 7.7.Există posibilitatea ca acesta

să reţină semnalul de verde pentru vehiculul de urgenţă (dacă acesta este afişat deja) sau

grăbeşte terminarea semnalului deja afişat pentru a-l schimba, imediat ce este posibil, cu

semnal de verde pe direcţia de deplasare a vehiculului de urgenţă.

Modul de operare pentru vehiculele cu prioritate este în mare măsură acelaşi cu cel

prezentat anterior, exceptând faptul că funcţia de control nu este de preemţiune. Dacă

semnalul este verde controlerul încearcă să reţină semnalul de verde un interval de timp

127


suficient de lung pentru ca vehiculul cu prioritate să evacueze intersecţia (în special când

acesta se află în întârziere).

Dacă semnalul nu este verde, controlerul încearcă să atribuie acest semnal cât mai repede.

Acest sistem permite ca în cazul a două priorităţi, ca de exemplu vehicule de urgenţă şi de

tranzit, să fie folosit acelaşi echipament. Vehiculele de tranzit sunt echipate cu un emiţător de

lumină cu filtru în infraroşu şi cu diferite secvenţe de codificare a luminii. Echipamentele

electronice din intersecţie diferenţiază cele două coduri şi aplică secvenţa de preemţiune sau

prioritate adecvată.

Figura 7.8. Semnături specifice diferitelor categorii de vehicule.

7.5.4.2. Conceptul identificării vehiculului

Acest concept, introdus în 1989, utilizează un transmiţător localizat în vehiculele de

urgenţă, tranzit sau comerciale, o buclă deja existentă sau nouă şi o unitate de detectare

standard cu un modul discriminator (demodulator de frecvenţă) adiţional. Sistemul recunoaşte

vehiculul de urgenţă şi oferă un semnal de ieşire separat în timp, ce operează asemeni unui

detector de vehicule obişnuit. În plus, pentru controlul preemţiunii şi priorităţii, sistemul

posedă alte aplicaţii cum ar fi, porţi de control al priorităţii, recunoaşterea vehiculelor la

poziţiile de control şi staţiile de benzină, raportarea trecerii autobuzelor cu grafic de circulaţie.

Transmiţătorul de pe vehicul este montat pe partea inferioară a vehiculului, fiind proiectat

să transmită continuu un cod unic de identificare a vehiculului. Acest cod este primit de o

128


buclă standard încorporată în drum. O unitate de detectare specială detectează vehiculul şi

interpretează codul de identificare.

7.5.4.3. Semnătura vehiculelor de tranzit Pentru a elimina necesitatea echipării vehiculelor cu prioritate cu transmiţătoare speciale,

cercetările recente au fost îndreptate spre dezvoltarea unui sistem pasiv. Majoritatea

sistemelor aflate în prezent pe piaţă constau într-o buclă încorporată în drum şi o unitate de

detectare digitală adaptată care furnizează o undă unică (altfel numită „semnătură” sau

„amprentă”) a fiecărui vehicul pe care îl detectează (fig. 7.8).

Pentru sistemele de detectare a autobuzelor, semnalul digital este introdus într-un modul

microprocesor care analizează amprenta şi caracteristicile „semnăturii” create de vehiculul

luat în considerare. Semnătura este atunci comparată cu profilul autobuzului stocat în

memoria microprocesorului. Dacă este identificat un autobuz, se generează un semnal de

ieşire, pentru a oferi tratamentul de prioritate. Diagrama bloc a acestui sistem este prezentată

în figura 7.9.

Similare, ca mod de operare, sistemelor de emisie optice descrise anterior, aceste tehnici

folosesc transmiţătoare radio montate în fiecare vehicul de urgenţă sau de tranzit, precum şi

un radio receptor în fiecare intersecţie implicată în sistem. Întrucât undele radio nu sunt

direcţionale, sistemul poate să includă o comandă de la vehiculul care se apropie sau poate să

furnizeze preemţiune limitată sau comenzi de prioritate (o preemţiune de intrare, roşu peste

tot clipitor, etc) şi o limitarea zonei de detectare pentru a evita preemţiunea pentru semnalele

adiacente inutile.

Figura 7.9. Sistem de detectare a autobuzelor.

Un sistem utilizat în mod curent include, pentru a determina traiectoria vehiculului,

echipamente speciale la bordul vehiculului. Informaţia este apoi codificată în transmisia radio

129


către semnalul de care se apropie. Prin codificarea separată a vehiculelor de urgenţă şi a celor

de tranzit, poate fi implementat un sistem dual preemţiune/prioritate.

7.5.5. CONTROLUL SISTEMULUI DE SEMNALE Detectorii sunt folosiţi ca sisteme de senzori care să achiziţioneze datele necesare unui

număr de funcţii ale sistemului. În acest sens detectorii constituie un subsistem de

supraveghere necesar pentru a furniza informaţiile cu privire la fluxurile de trafic utilizate în

calculul elementelor programului de semaforizare pentru funcţiile specifice ale sistemului

(controlul intersecţiei critice, selectarea planurilor de semaforizare), dar şi pentru calculul

direct sau indirect al planurilor de semaforizare utilizând metode diferite de control al

intersecţiei. Trebuie realizată o distincţie între sistemele de senzori (detectori) şi detectorii

utilizaţi pentru acţionare locală. Un detector local utilizat în intersecţie este conectat la un

controler de acţionare, în timp ce sistemul senzor este conectat la computerul central. În mod

obişnuit, sistemul de senzori colectează date de trafic în locaţii strategice. Tipul detector,

plasamentul şi configuraţia subsistemului detector este dependent de variabilele de măsurat şi

configuraţia sistemului de control. Sistemul poate fi destinat controlului arterelor rutiere,

reţelelor închise, joncţiuni pe autostradă sau zone de control.

Detectorul tip buclă este cel mai cerut pentru controlul semnalelor computerizate, pentru

achiziţia datelor, datorită fiabilităţii, preciziei şi abilităţii de a detecta atât prezenţa cît şi

trecerea vehiculelor. Folosind aceste două posibilităţi de măsurare, anumite variabile cum ar

fi, volumele de trafic, grad de ocupare, viteză, întârziere, opriri, lungimi ale cozilor şi duratele

călătoriilor, pot fi obţinute cu diferite grade de precizie. Aceste variabile sunt legate atât de

fluxurile de trafic ce străbat porţiunea de drum cu detectori cât şi în imediata vecinătate a

detectorilor.

Mărimea cantitativă cel mai uşor de înregistrat este numărul de pulsuri măsurate pe durata

unei perioade de timp. Astfel, un volum înregistrat pentru 15 minute ar reprezenta numărul de

pulsuri înregistrate de detector pentru perioada menţionată.

Gradul de ocupare reprezintă raportul între intervalul de timp cât un detector indică

prezenţa unui vehicul, şi timpul total de măsurare, exprimat în procente, putând lua valori

între 0 – 100% funcţie de intervalele dintre vehiculele ce se urmăresc.

Volumele de trafic şi gradul de ocupare sunt cele mai importante variabile folosite în

selectarea planurilor de semaforizare responsive ca şi pentru multe dintre punctele de început

ale operării. În anumite cazuri volumele de trafic sunt folosite fără a lua în considerare gradul

de ocupare. Când intrările în intersecţie sunt saturate, volumul nu va depăşi o valoare

130


constantă care este proporţională cu timpul de verde împărţit la intervalul mediu dintre

vehicule, chiar dacă gradul de ocupare va continua să crească. În general, se cunoaşte faptul

că o valoare care depăşeşte 25%, pentru gradul de ocupare, reprezintă un indicator credibil

pentru a caracteriza începutul congestiei traficului.

Viteza este o altă variabilă utilă în calculele directe şi indirecte ale planurilor de

semaforizare folosind programe optimizate. Pentru o valoare cunoscută a fluxului de vehicule,

viteza este invers proporţională cu gradul de ocupare.

Calculul obişnuit al vitezei constituie surse de erori. De exemplu, vehiculele nu au toate

aceeaşi lungime; măsurătorile privind gradul de ocupare vor conţine, de asemenea, erori dacă

mărimile de ieşire eşantionate sunt mai mari decât cele măsurate continuu; nu toate vehiculele

sunt poziţionate la fel pe bandă atunci când trec peste detector şi, măsurătorile asupra vitezei

sunt realizate într-un punct situat de-a lungul unei porţiuni de drum. O eroare de 20 – 30% la

calculul vitezei reprezintă o valoare obişnuită. Detectorii care lucrează în pereche pot furniza

mai multă acurateţe a vitezelor măsurate.

Acele variabile (întârzieri, opriri, durate ale deplasărilor şi lungimea cozilor) sunt folosite

în principal pentru evaluarea funcţionării sistemului şi este foarte dificil să fie măsurate cu

precizie. Pentru a obţine măsurători acceptabile, în cazul opririlor şi cozilor, trebuie instalaţi

detectori multipli pe fiecare bandă de circulaţie. Numărul de locaţii ale buclelor depinde de

tipul programele individuale care sunt folosite.

7.5.6. CONTROLUL REŢELEI RUTIERE În cazul aplicaţiilor detectorilor se porneşte de la cele două variabile volumul de trafic şi

gradul de ocupare. Obiectivul urmărit de inginerii de trafic este de a găsi programul de

semaforizare care să corespundă fluxul maxim de trafic. Pentru a stabili progresia mişcării

de-a lungul unei artere principale, sistemele de detectare sunt plasate strategic, în locaţii

corespunzătoare curgerii libere a fluxurilor rutiere centrale.

Prin măsurarea condiţiilor de trafic de pe benzile centrale şi benzile exterioare pot fi

calculaţi parametrii de control, cu ajutorul unei unităţi principale de supervizare. În intrările

de traversare a fluxului principal trebuie instalaţi detectori, ca în cazul intersecţiilor cu control

local. Controlerul arterei magistrale selectează un model de trafic pe baza măsurătorilor

efectuate asupra volumelor direcţionale şi/sau gradul de ocupare înregistrate de detectorii

plasaţi pe artera considerată.

Tipul de control specificat pentru sistemele de control al reţelei va defini tipul datelor

culese de către subsistemul de supraveghere. De exemplu, controlul zilnic nu necesită

131


detectori deoarece se bazează pe operarea unui ceasornic de control. Prima generaţie de

operare responsivă a traficului se bazează pe identificarea în timp real a tendinţelor traficului

în interiorul reţelei şi identificarea arterelor celor mai încărcate.

Pentru planurile de semaforizare din generaţia de tip responsiv, sunt necesari detectori în

toate intrările. Adaptarea unor criterii adecvate pentru întocmirea programelor de

semaforizare optime permite reducerea numărului de detectori menţinând precizia planurilor

de semaforizare în timp real.

7.5.7. CONTROLUL ŞI SUPRAVEGHEREA AUTOSTRĂZII Detectorii sunt folosiţi, în general, pentru controlul şi supravegherea autostrăzilor în

scopul detectării celor două tipuri de congestii ale traficului: congestia recurentă şi cea ne-

recurentă. Congestia se numeşte recurentă când, atât locaţia cât şi momentul producerii sunt

predictibile, ca de exemplu, perioadele de vârf din cursul săptămânii. Congestia non-recurentă

este definită ca având cauze aleatoare, incidente ocazionale, cum ar fi, blocarea vehiculelor,

accidente, împrăştierea încărcăturii sau alte evenimente impredictibile.

Congestia recurentă rezultă atunci când cererea de trafic depăşeşte capacitatea de

circulaţie a autostrăzii. Măsurile adoptate pentru reducerea congestiei implică descreşterea

cererii în perioada de vârf prin gestionarea activităţii vehiculelor. Soluţiile tehnice adoptate

pot fi: controlul rampelor de intrare, controlul benzilor principale, controlul conexiunilor între

autostrăzi şi controlul coridoarelor de circulaţie.

Detectorii joacă un rol important în diminuarea congestiei recurente, în special în cazul

controlul rampelor de intrare.

Congestia non-recurentă este mult mai dificil de gestionat datorită faptului că nu este

previzibilă. Se cunoaşte că efectele acestor evenimente neprevăzute pot fi cel mai bine

minimizate prin detectarea în timp real a incidentului şi îndepărtarea, cât mai repede cu

putinţă, a cauzei care l-a generat.

Tehnicile de detectare constau într-o varietate de mijloace avansate dar costisitoare,

incluzând televiziunea cu circuit închis, supraveghere aeriană, cabine telefonice de apel în caz

de urgenţă, patrule de circulaţie, etc.

Principalii detectori, având un cost relativ scăzut, instalaţi pe benzile de circulaţie nu sunt

atât de eficienţi în detectarea incidentelor, dar sunt utilizaţi încă pentru detectarea apariţiei

congestiei în afara orelor de vârf, ceea ce semnifică, de obicei, posibila existenţă a unui

incident. Pot fi folosiţi, de asemenea, pentru a determina zona afectată de acesta.

132


7.5.7.1. Controlul rampelor de intrare Controlul rampelor de intrare pe autostradă reprezintă una dintre cele mai uzuale metode

de limitare a numărului de vehicule ce pătrund pe o autostradă aglomerată, pe durata perioadei

de vârf.

Controlul rampelor este în general realizat prin închiderea acestora (ceea ce nu necesită

detectori), dar şi prin diferite moduri de control contorizat (de exemplu, controlul prestabilit

(control sensibil la valorile de trafic), controlul convergenţei fluxurilor (exploatarea

intervalelor dintre vehicule şi controlul integrat al rampelor).

7.5.7.2. Închiderea rampelor Închiderea unei rampe de intrare pe autostradă, pe durata perioadei de vârf, este cea mai

simplă tehnică de limitare a vehiculelor de pe autostradă aglomerată.

Metoda este, în acelaşi timp, cea mai restrictivă şi nepopulară pentru public. Ea poate avea

ca rezultat, utilizarea sub capacitate a autostrăzii sau supraîncărcarea rutelor alternative atunci

când este aplicată într-o situaţie nepotrivită. Metoda este recomandată acolo unde, rampa de

intrare introduce probleme legate de undele de şoc sau aspecte negative privind integrarea

fluxurilor în condiţii de aglomerare.

Închiderea rampelor este realizată cu bariere plasate manual, bariere automate sau/şi prin

semnalizare. În oricare din cazuri, nu sunt necesari detectori pentru controlul rampelor,

exceptând probabil, cazul operării barierelor automate.

7.5.7.3. Contorizarea rampelor Contorizarea rampelor a devenit foarte repede o componentă integrată a sistemelor de

control şi supraveghere a autostrăzilor. Contorizarea rampelor constă, în principal, în limitarea

intensităţii cu care traficul poate intra pe autostradă, folosind echipamente de semaforizare, de

obicei localizate pe rampă, cu puţin înainte de intrarea pe autostradă.

Intensităţile măsurate ale traficului pot avea valori minime de 180 - 240 vehicule pe oră la

valori maxime de 750 - 900 vehicule pe oră. Când intensitatea măsurată nu este influenţată

direct de condiţiile traficului magistral, acest control se referă la controlul prestabilit, dar

aceasta nu implică, absenţa detectorilor.

Într-un sistem prestabilit, funcţie de strategia de control folosită, pot fi folosite

următoarele tipuri de detectori.

• Detector de verificare a intrării (cererii): semnalele rămân pe roşu până când este

detectat un vehicul la linia de stop a unui acces şi comandă schimbarea semnalului pe

verde după un timp de roşu minim.

133


• Detector de verificare a ieşirii (trecerii): Plasat imediat după linia de stop, este folosit

pentru a asigura intrarea unui singur vehicul, la sfârşitul timpului de verde, imediat ce

vehiculul este sesizat.

• Detector de şir: Plasat mult înaintea semnalului, este folosit pentru a preveni blocajul

de circulaţiei de suprafaţă sau de pe drumurile frontale prin sesizarea vehiculelor care

ocupă o buclă, pentru o perioadă de timp aleasă indicând necesitatea de a modifica

intensitatea fluxului pentru ca şirul să se împrăştie.

• Detector de integrare, convergenţă: Plasat în principal în zonele de contopire a

fluxurilor pentru a sesiza prezenţa vehiculelor aşteptând să se integreze fluxului de

bază.

Sistemul de contorizare prestabilit operează cu un ciclu constant şi poate fi ales pentru o

singură intrare sau pentru contorizarea unui pluton de vehicule. Programul de semaforizare

poate fi ales pentru a servi un număr de vehicule per ciclu de semaforizare.

Sistemul are o serie de avantaje, printre care reducerea congestiei traficului, îmbunătăţirea

duratei deplasărilor, costuri relativ scăzute pentru instalare. Dezavantajul major constă în

faptul că sistemul nu poate răspunde automat schimbărilor condiţiilor de trafic. O schemă

tipică a unui astfel de sistem este redată în figura 7.10.

Figura 7.10. Sistem de contorizare prestabilit.

Spre deosebire de controlul contorizării cu semnale prestabilite, contorizarea dependentă

de trafic este afectată de fluxul de bază şi de condiţiile de trafic de pe rampă. În acest sistem

134


valorile de trafic sunt alese pe baza măsurării în timp real a parametrilor de bază ai traficului,

indicând relaţia dintre cererea la intrarea pe magistrală şi capacitatea magistralei.

Se utilizează aceleaşi tipuri de detectori ca cei amintiţi anterior. În plus, anumite sisteme

includ detectori utilizaţi pentru a determina compoziţia traficului, condiţiile atmosferice şi

starea vremii pentru a da posibilitatea sistemului să ia în consideraţie efectele diferiţilor

factori asupra fluxului de trafic. O schemă a acestui tip de sistem este prezentată în figura

7.11.

Figura 7.11. Sistem de contorizare dependent de trafic.

Controlul intervalelor admisibile la integrarea în fluxul de bază este o altă formă de

control al intrărilor pe autostradă cu scopul de a permite unui număr cât mai mare de vehicule

să se integreze în condiţii de siguranţă, fără a cauza întreruperi semnificative fluxului de trafic

de pe autostradă. Acest sistem operează ca răspuns la apariţia intervalelor admisibile pe banda

de pe autostradă în care se vor infiltra vehiculele de pe rampă.

Anumite sisteme pot include detectori pentru vehiculele care se deplasează cu viteză mică

pentru a sesiza prezenţa vehiculelor lente la intrarea pe rampă, vehicule situate între

echipamentul de semaforizare şi detectorul de integrare.

7.5.7.4. Controlul integrat al rampelor Controlul integrat al rampelor, prin definiţie, reprezintă aplicarea controlului rampelor

pentru o serie de intrări luând în considerare interdependenţa dintre rampele controlate.

Astfel, controlul fiecărei rampe se bazează pe relaţia cerere – capacitate pentru întreg sistemul

mai mult decât aceeaşi relaţie, aplicată fiecărei intrări individuale.

135


Figura 7.12. Sistem de control integrat al rampelor.

O trăsătură semnificativă a controlului integrat al rampelor este interconectarea dintre

controlerele de rampă ceea ce permite ca condiţiilor existente într-o intrare să influenţeze

valoarea fluxului rutier a celorlalte intrări.

Planurile de semaforizare în timp real sunt calculate şi actualizate de către un computer

central, pe baza informaţiilor obţinute de la detectorii localizaţi de-a lungul sistemului. O

reprezentare schematică a unui astfel de sistem este redată în figura 7.12.

7. 6. ALTE APLICAŢII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE

Detectorii de trafic sunt utilizaţi în multiple aplicaţii, altele decât detectarea traficului în

intersecţiile semaforizate şi controlul autostrăzilor. Aceste aplicaţii includ monitorizarea

vitezei, numărători ale volumelor de trafic, clasificarea vehiculelor şi aplicaţii privind

siguranţa.

7. 6.1. MONITORIZAREA VITEZEI

Când au apărut primele restricţii de viteză, studiile au fost îndreptate spre evaluarea

echipamentelor disponibile în acest scop. Se dispunea de patru tipuri diferite de senzori: buclă

136


inductivă, tuburi pneumatice, cabluri piezo-electrice şi înregistrare pe casete. Dintre toate, şi

în această aplicaţie, cea mai favorabilă alternativă a oferit-o detectorul tip buclă.

Caracteristicile optime ale unei unităţi de detectare pentru măsurarea vitezei au fost

considerate:

• autoreglaj pentru a reduce abaterea;

• timp de răspuns scurt de la interceptarea unei treceri;

• sensibilitate înaltă fără întârzieri apreciabile de timp;

• localizare precisă a vehiculului la începutul şi la sfârşitul detectării independent de

viteza vehiculului sau de lungimea cablului de racordare.

Când sunt folosite două bucle pentru a măsura viteza, buclele inductive vor fi suficient de

mari pentru a sesiza vehiculele puternice şi pentru a furniza o amprentă definită de unda

frontală de ieşire, dacă vehiculul trece peste buclă cu o diferenţă oricât de mică de timp între

diferitele tipuri de vehicule. Buclele trebuie plasate suficient de departe astfel încât orice

diferenţă între momentul interceptării a celor două circuite ale buclelor detectoare este mică

când se compară cu momentul trecerii de la prima la cea de-a doua buclă.

În măsurarea vitezelor s-au dovedit eficiente buclele de dimensiunea 1,5 x 1,8 m, a căror

alegere depinde de lăţimea benzii de circulaţie. Este permis un spaţiu de cel puţin 0,8 m de la

axul drumului la marginea buclei pentru a evita activarea de către traficul benzii alăturate.

Pentru benzile având o lăţime de 3,6 m, ar trebui folosită o buclă de 1,8 x 1,8 m pentru a

garanta că nu sunt omise date.

Figura 7.13. Amplasarea buclei inductive pentru măsurarea vitezei.

Distanţa dintre bucle, în cazul măsurării vitezei, se recomandă să fie de 4,9 m între

marginile cablului celor două bucle de 1,8 m.

137


Sensibilitatea celor două unităţi de detectare trebuie setată la aceeaşi valoare, în caz

contrar - timpul de răspuns fiind legat direct de sensibilitate – vor fi introduse erori de

măsurare.

Încă din anii 1980, au fost obţinuţi timpi de răspuns foarte buni datorită utilizării

tehnologiei noilor componente electronice. Un exemplu de plasare a detectorilor pentru

măsurarea vitezei este prezentat în figura 7.13.

În cazul circulaţiei pe autostradă, din condiţii de siguranţă a traficului, sunt monitorizate

vitezele, fiind astfel identificate vehiculele cu viteze superioare vitezei limită admise.

Pentru a se diminua riscul unui potenţial accident, în astfel de locaţii este eficient un

sistem de măsurare a vitezei şi avertizarea conducătorilor auto, prin intermediul semnalelor

intermitente, asupra vitezei de deplasare potrivite. Pentru conducătorii care depăşesc viteza

admisă, apare mesajul „ÎNCETINEŞTE” SAU „ATI DEPĂŞIT VITEZA LIMITĂ”.

În anumite situaţii, geometria intersecţiilor împiedică observarea semnalelor luminoase de

către conducătorii auto, pentru a putea reacţiona în timp util. În plus, pot exista piedici legate

de distanţele de vizibilitate datorate obstacolelor fixe înalte, cum ar fi poduri sau copaci, şi

care nu pot fi deplasate. Rezolvarea unor astfel de situaţii necesită semnale avertizând asupra

necesităţii limitării vitezei sau chiar a opririi automobilului.

Criteriile utilizate în dezvoltarea acestui tip de sistem de avertizare includ:

• Montarea semnului alături de drum sau suspendat la cel puţin 5,2 m deasupra solului,

literele având 30 cm înălţime şi balize plasate la 30 cm.

• Afişarea mesajului „PREGĂTEŞTE OPRIREA LA SEMNALUL INTERMITENT”

7.6.2. CLASIFICAREA ŞI NUMĂRAREA VEHICULELOR

Buclele inductive au înlocuit în ultimul deceniu tuburile pneumatice utilizate pentru

numărarea vehiculelor. Tuburile traversau drumurile fiind vulnerabile la uzură şi rupere în

timpul trecerii vehiculelor.

Buclele inductive încorporate în drum constituie mijloace de măsurare mult mai eficiente.

Mai mult, în cazul unei defectări a buclei, numărarea se opreşte. În cazul tuburilor

pneumatice, înainte de defectare apar distorsiuni de numărare.

Un alt avantaj al buclelor inductive constă în faptul că bucla detectoare produce un singur

semnal de ieşire pentru cele mai multe vehicule, semnal cu privire la numărul punţilor, ceea

ce furnizează o acurateţe sporită datelor.

Comparativ cu de înregistrările de trafic convenţionale, un număr tot mai crescut de

sisteme de semaforizare computerizate folosesc detectori pentru a furniza date asupra

138


volumelor de vehicule. Datele colectate sunt transmise direct spre sistemele de computere

care controlează programul de semaforizare.

7.6.2.1. Numărarea vehiculelor cu bucle detectoare Când numărarea vehiculelor se face pe benzi multiple, nu se recomandă folosirea unei

singure bucle care să traverseze toate benzile. În această situaţie dacă un vehicul de pe o

anumită bandă de circulaţie pătrunde pe buclă, înainte ca cel de pe banda alăturată să fi trecut

de buclă, este înregistrat doar un impuls continuu. Aceasta va conduce la valori ale traficului,

situate mult sub cele reale.

Când disciplina benzii de circulaţie este respectată (de ex. fluxurile de trafic îşi păstrează

banda de deplasare), se instalează câte o buclă inductivă pentru fiecare bandă de circulaţie.

În cazul când se constată schimbarea permanentă a benzilor de deplasare se recomandă

instalarea unei bucle inductive între benzi, aşa cum este prezentat în figura 7.14.

În mod ideal, buclele ar trebui plasate în concordanţă cu următoarele restricţii:

• cel mai lat vehicul nu va încăleca mai mult de două bucle;

• cel mai îngust vehicul nu va trece printre două bucle;

• două vehicule alăturate pot să traverseze trei bucle.

Figura 7.14. Amplasarea celor trei bucle inductive pentru numărarea vehiculelor.

Figura 7.14 prezintă trei bucle amplasate pentru un drum cu două benzi de circulaţie.

Operarea buclelor A, B şi C produce imediat o înregistrare. Operarea comună a buclelor A şi

C împreună sau A, B şi C împreună produce o primă înregistrare şi, după o scurtă întârziere, a

doua înregistrare.

Operarea buclelor singulare sau perechi învecinate (A şi B, sau B şi generează numai o

înregistrare, dar operarea buclelor A şi C simultan produce o înregistrare urmată de a doua la

un interval mic de timp.

139


7.6.2.2. Înregistrări cu bucle inductive lungi Numărarea vehiculelor poate fi realizată, de asemenea, cu bucle inductive lungi sau cu

bucle scurte în serie. Acurateţea datelor în cazul măsurătorilor realizate cu ajutorul unei

singure bucle de orice mărime nu poate fi mai mare decât 95%.

Acurateţea datelor provenind de la patru bucle scurte legate în serie este mai scăzută

deoarece configuraţia prezintă o problemă de analiză foarte complexă ceea ce reduce precizia.

Această capabilitate se poate dovedi a fi o perfecţionare majoră pentru tehnologia de detectare

cu bucle inductive.

7.6.2.3. Detectarea direcţională Când este necesar să se facă distincţia între direcţiile de deplasare (de exemplu în cazul

traficului de pe benzile reversibile) se folosesc două bucle, două canale de detectare, şi o

„logică direcţională”, figura 7.15. Cu acest sistem, se pot obţine înregistrări separate în

concordanţă cu direcţia de deplasare. O altă variantă este activarea buclei potrivite, funcţie de

momentul zilei, o dată cu semnalul de control al benzii reversibile.

Figura 7.15. Detectare direcţională.

7.6.3. BUCLE TEMPORARE

Dezvoltarea din ultimii ani a tehnologiilor de detectare a permis apariţia unor bucle având

un raport cost/beneficiu acceptabil şi care răspund nevoilor de monitorizare a vitezelor

vehiculelor, înregistrarea volumelor de trafic, clasificarea vehiculelor şi a cântăririi din mers a

vehiculelor.

7.6.3.1. Bucla tip „covor” Este un tip de buclă de detectare care constă dintr-un covor de cauciuc în care sunt

încorporate bucle multiple. Covorul are, de obicei, o lăţime mai mică decât buclele instalate

clasic. Mărimile standard variază de la 1,2 x 1,8 m la 0,9 x 1,9 m.

Covorul se poziţionează pe mijlocul unei benzi de circulaţie cu lungimea paralelă cu

direcţia fluxului de trafic, astfel încât, cea mai mare parte a traficului, va trece peste acest

140


echipament. Un mod obişnuit de instalare a acestui tip de detector este prezentat în figura

7.16.

Figura 7.16. Detector tip „covor” cu bucle inductive.

Covorul este prins de drum cu ajutorul unor cuie şi şaibe de etanşare. Pentru a evita riscul

ruperii marginilor, peste acesta este montat un alt covor, adeziv, cu dimensiuni ce depăşesc

marginile cu 7,5 cm. Racordarea echipamentului de colectare la covorul cu detectori este

realizată prin intermediul ramei dintre cele două straturi. Dezavantajul unui astfel de covor

constă în fiabilitatea scăzută în cazul traficului greu.

7.6.3.2. Dispozitive de clasificare a vehiculelor La baza realizării studiilor de trafic este plasat procesul de numărare a vehiculelor şi în

special înregistrarea vehiculelor pe categorii. Există, la această oră mai multe tipuri de

echipamente de înregistrare. Cele mai multe dispozitive folosesc echipamente de detectare a

punţilor pentru a obţine informaţia necesară clasificării vehiculelor.

Echipamentele moderne permit atât înregistrarea şi clasificarea vehiculelor, cât şi

monitorizarea şi raportarea condiţiilor meteorologice. Unitatea instalată în drum, a acestui

sistem constă dintr-un senzor electronic, un micro-computer şi echipamente pentru

monitorizarea condiţiilor de mediu putând să măsoare temperatura la suprafaţa drumului,

starea pavajului (umed sau uscat), precum şi vizibilitatea.

Senzorul electronic operează prin detectarea micilor perturbaţii ale câmpului energetic

care sunt apoi procesate de către micro-computerul de viteză mare. La trecerea vehiculului

peste, sau aproape, de unitatea de detectare din drum, se realizată o înregistrare în timp real

asupra profilului complet al întregii sale lungimi. La detectarea unui vehicul, se efectuează

înregistrarea şi este calculată viteza. Cunoscând viteza, calculatorul determină lungimea

vehiculului şi, pe baza informaţiilor din program, determină tipul vehiculului. Datele pot fi

stocate şi/sau transferate şi, la cerere, tipărite sau transmite prin modem către computerul

central.

141


7.6.4. DETECTORI PENTRU PIETONI Dispozitivele actuale de control al traficului necesită, pe lângă detectarea vehiculelor şi

detectarea pietonilor. Opus principiului de detectare a vehiculului, pietonii nu modifică

câmpul magnetic sau nu produc variaţii ale inductanţei. În plus, pietonii nu au un traseu

specific spre o anumită destinaţie şi nici nu se poate aştepta să acţioneze într-un anumit mod

pentru a-şi face simţită prezenţa la un semafor.

Figura 7.17. Detector activ pentru pietoni.

Detectorul tip buton este cea mai obişnuită formă de

detectare utilizată de pietoni. Detectorul este acţionat de către

un pieton care, apăsând butonul produce închiderea unui

contact. Astfel, este permisă trecerea unui curent de mică

intensitate către controlerul de trafic care înregistrează o

„cerere” de serviciu pentru pietoni.

Detectorii pentru pietoni pot fi pasivi, ca cel descris anterior,

sau activi. Detectorul activ oferă un răspuns când este activat,

prin afişarea unui semnal luminos sau un mesaj care invită

pietonul să aştepte, în plus poate da informaţii cu privire la timpul disponibil pentru

traversare, afişând numărarea inversă (fig. 7.17). Perfecţionarea tehnologiilor recente bazate

pe microunde indică faptul că detectorii de prezenţă destinaţi pietonilor pot fi viabili, figura

7.18. Un senzor utilizând această tehnologie este instalat suspendat sau în bătaia semaforului

şi detectează prezenţa continuă a unui obiect din câmpul de vedere.

a)

b)

Figura 7.18. Detectori cu microunde pentru detectarea pietonilor care staţionează pe trotuar (a) sau se deplasează încet pe trecerea de pietoni (b).

Covoarele de presiune, asemănătoare celui destinat închiderii automate a uşilor, sunt folosite în anumite locaţii pentru detectarea pietonilor. Acestea sunt instalate pe trotuar, aproape de trecerea de pietoni. Când un pieton stă pe covor, este închis un contact şi se transmite un semnal către controler. Covorul nu poate identifica direcţia, astfel încât poate fi înregistrat un semnal fals.

142


BIBLIOGRAFIE

1. CHEN, W.F.: Civil Engineering Handbook, USA, 1995.

2. CIUCU, G. şi CRAIU, V.: Introducere în teoria probabilităţilor şi statistică matematică. Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1971.

3. DREW, D.R.: Traffic Flow Theory and Control. New York, Mc Graw-Hill, 1968.

4. EDWARDS, J.D.: Transportation Planning Handbook. Institute of Transportation Engineer, and Prentice Hall, New Jersey, 1992.

5. FLOREA, D.: Aplicaţii telematice în sistemele avansate de transport rutier - Editura Universităţii Transilvania din Braşov, 2004, ISBN 973–635–258-7.

6. FASTENRATH, U.: Floating Car Data on a Larger Scale.

7. FLOREA D. ş.a: Sisteme avansate de transport rutier, Editura Universităţii “Transilvania" din Braşov, 2007, ISBN 978-973-635-775-6.

8. FLOREA, D. ş.a: Managementul traficului rutier, Ediţia a II-a, completată, Editura Universităţii Transilvania din Braşov”, 2000, ISBN 973 –9474-55-1.

9. FLOREA, D.: Metode şi mijloace de coordonare a traficului rutier - Referat nr.1, Universitatea Transilvania Braşov, 1994.

10. FLOREA, D.: Fluxuri rutiere – programare, coordonare, Reprografia Universităţii

“Transilvania” din Braşov, 1998, Curs pentru formarea continuă a specialiştilor în cadrul IPIMEA Braşov.

11. FLOREA, D.; PREDA, I.: Aplicaţii ale teoriei şirurilor de aşteptare în managementul

traficului rutier, Buletinul Ştiinţific al celei de-a XXVIII-a sesiuni de comunicări ştiinţifice cu participare internaţională, 21-22 oct. 1999, Bucureşti.

12. FOGIEL, M.: Handbook of Mathematical, Scientific and Engineering Formulas, Tables Functions, Graphs, Transforms, New Jersey, 1980.

13. FORBES, T.W., ş.a.: Measurement of Driver Reaction to Tunnel Conditions. Proceedings of the Highway Research Board 3, 1959.

14. FRUNZĂ, V.: Psihologia circulaţiei rutiere. Editura Ştiinţifică, Bucureşti, 1975

15. GAZIS, D. C., HERMAN, R. and POTTS, R. B.: Car Following Theory of Steady State Traffic Flow. Operations Research 7 (4), 1959.

16. GAZIS, D. C., HERMAN, R. and ROTHERY, R. W.: Non-Linear Follow the Leader Models of Traffic Flow. Operations Research, 9, 1961.

17. GAZIS, D. C., HERMAN, R. and ROTHERY R. W.: Analytical Methods in Transportation:

Mathematical Car-Following Theory of Traffic Flow. Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE Proc. Paper 3724 89(Paper372), 1963.

18. GHINEA, M.: MATLAB, Calcul numeric – aplicaţii, Editura Teora, 1996. 19. GREENBURG, H.: An Analysis of Traffic Flow. Operations Research 7(I), 1959.

20. HAIGHT, F.A.: Mathematical Theories of Traffic Flow, London, New York, Academic Press, 1963

21. HICKS, T.: Standard Handbook of Engineering Calculations, 3rd Edition, USA, 1995.

22. HOBBS, F.D.: Traffic Planning & Engineering. Pergamon Press, Oxford, New York, Toronto, Sydney, Paris, Frankfurt, 1979

23. JIREGHIE, C. ş.a.: Semaforizarea intersecţiilor stradale, Ed.Tehnică, Bucureşti, 1977. 24. JURGEN K. R.: On and Off Board Diagnostics. 25. KELL, J., FULLERTON, I., MILLS, M.: Traffic Detectors Handbook, Second edition,

143


Publication No. FHWA – IP – 90 – 002, 1990. 26. KOPPA, R.: Human factors, in Traffic Flow Theory, TRB Committee, 1987

27. MANNERING, F. ş.a.: Principles of Highway Engineering and Traffic Analysis, John Wiley & Sons, New York, 1990.

28. MARGARIT, N.: Intersecţii de străzi, noduri şi pieţe de circulaţie. Editura Tehnică Bucureşti, 1967.

29. MAY, A. D.: Traffic Flow Fundamentals. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1990. 30. MERRITT, FR.: Standard Handbook for Civil Engineers, USA, 1989.

31. MEYER, D.M.: Urban Transportation Planning, Mc Gaw Hill, Series Transportation, USA, 1986.

32. NICHIFOR, G.: Dicţionar englez-român, român-englez, Ed. Lider, Bucureşti, 1996. 33. NISHIKAWA, S., ENDO, H.: Applications of Millimeter-Wave Sensors in ITS. 34. PAPACOSTAS, C.S.: Transportation Engineering and Planning, New Jersey, 1993. 35. PEARSON, E.C.: Handbook of Applied Mathematics, 2nd Edition, New York, 1983.

36. PEREŞ, GH. ş.a.: Teoria traficului rutier şi siguranţa circulaţiei, Universitatea din Braşov, 1982.

37. ROTHERY, R.: Car following models, in Traffic Flow Theory, TRB Committee, 1987.

38. TIRON, M.: Analiza preciziei de estimare a funcţiilor aleatoare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1981.

39. TIRON, M.: Prelucrarea statistică şi informaţională a datelor de măsurare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977.

40. TIRON, M.: Teoria erorilor de măsurare şi metoda celor mai mici pătrate, Editura Tehnică, Bucureşti, 1972.

41. TURNER, S. s.a.: Travel Time Data Collection Handbook, Report No. FHWA –Pl-98-035, Office of Highway Information Management, Texas Transportation Institute, 1998.

42. WEBSTER, F.V.: Traffic Signal Settings, Road Res. Tech. Paper, Nr.39, British Road Res.1958.

43. WILKES, M.: Operational Research: Analysis and Applications, London, 1989.

44. WINSTON, L.W.: Operations Research Applications and Algorithms, Belmont, California, 1991.

45. WRIGHT, P.; ASHFORD, N.: Transportation Engineering, John Wiley & Sons, New York, 1997.

46. WORTMAN, R. H., MATTHIAS, J. S.: Evaluation of Driver Behavior at Signalized Intersections. Transportation Research Record 904, TRB, NRC, Washington, DC, 1983.

47. YOSHIDA T., KURODA H., NISHIGAITO T.: Adaptive Driver-assistance Systems. 48. *** Advanced drive assistance systems for Europe. 49. *** Anuar statistic 50. *** A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, AASHTO, 2004. 51. *** Arhitecture Developement Team, “ITS User Services Document”, January 2005. 52. *** Automotive Cameras For Safety and Convenience Applications. 53. *** Automotive Handbook, 3rd and 4th Edition, Robert Bosch GmbH. 54. *** California PATH, Partners for Advanced Transit and Highways, 2000. 55. *** Car Office. Your Office On The Road. 56. *** Design standards for urban infrastructure - 3 Road design. 57. *** Evoluţia tehnologiei, Scientific American, Editura Aquila’93, Oradea.

144


58. *** Highway Capacity Manual, TRB, 1997 sau 2000. 59. *** Global Positioning System Location Determination. 60. *** Highway design manual Connecticut Department of Transportation, january 1999

61. *** Indicators for the integration of environmental concerns into transport policies, ENV/EPOC/SE(98)1/FINAL, 82546OECD, 1999.

62. **** Intelligent Transport System, European Commission, Energy and Transport DG, 2003 63. *** Intelligent Vehicle Initiative, Annual Report, 2001.

64. ***Manual on Uniform Traffic Control Devices MUTCD 2000, US Department of Transportation, Federal Highway Administration, 2000.

65. *** Mică Enciclopedie De Matematică, Editura Tehnică, Bucureşti, 1980. 66. *** Mobile GT Driver Profile Controller. 67. *** NCHRP Report 383, Intersection Sight Distance, Transportation Research Board, 1996.

68. ***OECD Route Guidance: An In-Car Communications system, Road Transport Research Series, OECD Publications, Paris, 1988.

69. *** Revista Telematics Update Magazine, 2003. 70. *** SR 10144-4/ 1995, Amenajarea intersecţiilor de străzi, IRS 1995. 71. *** Staying awake at the wheel. Fraunhofer Magazine (2/2004). 72. *** STAS 10144/5-89, Calculul capacităţii de circulaţie a străzilor, IRS, 1989.

73. *** STAS 11416-80, Tehnica traficului rutier, Capacitatea de circulaţie a drumurilor, IRS, 1980.

74. *** STAS 6926/11-89, Măsurarea vitezelor şi a timpilor de accelerare, IRS 1989. 75. *** STAS 7348-67, Lucrări de drumuri, IRS 1967.

76. *** STAS 7348-78, Echivalarea vehiculelor pentru determinarea capacităţii de circulaţie, IRS, 1978.

77. *** Traffic Engineering Handbook, Institute of Transportation Engineers (1992). Washington, DC.

78. *** Traffic Flow Theory, Transportation Research Board Special Report 165, 1975 79. *** Traffic Information Tomorrow – from One Car To Another. 80. *** Traffic Manual, M 51-02, Washington State, DOT, Operations and Maintenance Office.

81. *** Traffic Signals and Lighting in Traffic Manual, Chapter 9, State of California Business, Transportation and Housing Agency Department of Transportation.

82. *** Vision For Vehicles. Active Systems, Safer Cars.

145

Telematic A

Documents

Transcript of Telematic A