Koncepcja projektowa, metody obliczania przepustowości vs. PTV Vissim

Każdy projekt infrastrukturalny zaczyna się od koncepcji projektowej, która stanowi podstawę do dalszych analiz i projektowania. Przy projektowaniu układów drogowych, sygnalizacji świetlnej jednym z kluczowym aspektem jest bezpieczeństwo ruchu drogowego oraz przepustowość całego układu – czyli zdolność do obsługi ruchu w sposób płynny i bezpieczny.

W praktyce inżynierskiej stosuje się różne metody oceny przepustowości, zarówno klasyczne metody obliczeniowe, jak i zaawansowane narzędzia symulacyjne, takie jak PTV Vissim. W tym artykule pokrótce opiszemy  i porównamy obie metody, wskażemy ich zalety i ograniczenia, oraz pokażemy, dlaczego w naszej firmie zdecydowaliśmy się na codzienne wykorzystywanie narzędzi symulacyjnych.

Czym jest analiza przepustowości i dlaczego jest tak istotna?

Przepustowość skrzyżowania to maksymalna liczba pojazdów, które mogą przejechać przez dany punkt infrastruktury w określonym czasie, przy zachowaniu akceptowalnych warunków ruchu. Ważnej jest również, to aby móc zaobserwować co się dzieje przed skrzyżowaniem. To pozwala dokonać analizy wpływu poszczególnych rozwiązań na otaczające zagospodarowanie pasa drogowego.

Dlaczego to tak ważne?

➡ Zapobieganie korkom – niewystarczająca przepustowość prowadzi do zatorów drogowych i wydłużonych czasów przejazdu uczestników ruchu drogowego.

➡ Poprawa bezpieczeństwa – nieprawidłowo zaprojektowane skrzyżowania mogą prowadzić do wzrostu liczby kolizji czy wypadków drogowych.

➡ Efektywność kosztowa – dobrze zaprojektowane skrzyżowanie minimalizuje konieczność późniejszych korekt i przebudów.

➡ Komfort użytkowników – płynność ruchu wpływa na wygodę zarówno kierowców, jak i pieszych oraz pasażerów transportu publicznego.

W praktyce istnieją dwa główne podejścia do analizy przepustowości skrzyżowań:

Klasyczne metody obliczania przepustowości – oparte na wzorach matematycznych i uproszczonych modelach ruchu.

Metody symulacyjne, takie jak analiza w PTV Vissim, które pozwalają na dynamiczne odwzorowanie ruchu pojazdów w środowisku wirtualnym.

1. Klasyczne metody obliczeniowe

W tradycyjnych analizach przepustowości stosuje się metody oparte na modelach matematycznych, np. metody HCM (Highway Capacity Manual) czy metody opracowane przez HBS (Handbuch für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen).

Zalety klasycznych metod obliczeniowych:

Powszechność stosowania – metody te są szeroko wykorzystywane w dokumentacjach projektowych
i analizach drogowych.

Szybkość analizy – stosowanie gotowych wzorów pozwala na szybkie określenie przepustowości danego układu.

Prostota narzędzi – obliczenia można wykonać w arkuszach kalkulacyjnych lub dedykowanych programach obliczeniowych.

Wady klasycznych metod:

Uproszczenia i założenia – modele matematyczne zakładają uśrednione zachowania kierowców i nie uwzględniają np. dynamicznych interakcji pomiędzy pojazdami.

Brak możliwości wizualizacji – wyniki obliczeń przepustowości w metodzie klasycznej są przedstawiane
w postaci tabel i wskaźników, co może być mniej intuicyjne dla osób klientów, czy decydentów.

Ograniczona analiza skomplikowanych układów – metody te są bardziej skuteczne dla prostych skrzyżowań, ale mogą być niewystarczające dla skomplikowanych układów drogowych z sygnalizacją świetlną czy dużą liczbą relacji skrętnych.

2. Symulacja w PTV Vissim

PTV Vissim to mikroskopowy model symulacyjny, który odwzorowuje rzeczywiste zachowania kierowców na drodze i pozwala na analizę różnorodnych wariantów projektowych. Dzięki możliwościom PTV Vissim,
w relatywnie krótkim czasie jesteśmy w stanie przeanalizować różne założenia projektowe oraz ich wpływ na pozostały układ drogowy. Z uwagi na takie podejście, mamy możliwość przeprowadzić analizę całego układu drogowego. Nie rzadko zdąża się tak, że poprawiając przepustowość ruchu e jednym punkcie, pogarszamy go w innym. Stąd też trzeba dążyć do rozwiązań projektowych, które pozytywnie wpływają na cały układ drogowy.

Zalety symulacji w PTV Vissim:

Realistyczne odwzorowanie zachowań kierowców – program uwzględnia indywidualne cechy uczestników ruchu, takie jak agresywność jazdy, czas reakcji czy wybór pasa ruchu.

Analiza dynamicznych interakcji – uwzględnia wpływ zatłoczenia na decyzje kierowców oraz interakcje między różnymi grupami użytkowników (piesi, rowerzyści, transport publiczny). Testowanie różnych scenariuszy – pozwala sprawdzić, jak skrzyżowanie zachowa się np. w godzinach szczytu, w warunkach zmiennej pogody czy przy zwiększonym udziale pojazdów elektrycznych. Wizualizacja wyników – symulacja przedstawia rzeczywisty obraz ruchu, co ułatwia analizę i prezentację rozwiązań inwestorom oraz decydentom.

Integracja z systemami sterowania ruchem – możliwość testowania różnych cykli sygnalizacyjnych i ich wpływu na przepustowość.

Wady symulacji w PTV Vissim:

Większy nakład pracy – przygotowanie symulacji wymaga wprowadzenia dokładnych danych wejściowych, przygotowanie modelu drogowego, co może być czasochłonne.

Wymagania sprzętowe – symulacje, zwłaszcza dla dużych obszarów, mogą wymagać wydajnego komputera. Koszt licencji – w porównaniu do klasycznych metod obliczeniowych, oprogramowanie PTV Vissim jest stosunkowo drogie.

Która metoda jest lepsza?

Obie metody mają swoje miejsce w inżynierii ruchu i projektowaniu układów drogowych. W prostych przypadkach, gdzie liczy się szybka analiza i wstępne oszacowanie przepustowości, klasyczne metody obliczeniowe mogą być wystarczające. Metody obliczania przepustowości (MOP) wydane przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad w 2004 r. są stosowane i rekomendowane przez większość instytucji w Polsce. Jest to metoda prosta. Przy skomplikowanych układach i analizach GDDKiA zaleca korzystanie z systemów komputerowych takich jak PTV Vissim.

Jednak w przypadku złożonych układów miejskich, gdzie interakcje między pojazdami są dynamiczne i trudne do uchwycenia w tradycyjnych modelach, symulacja w PTV Vissim jest niezastąpiona.

W naszej firmie nieszablonowe układy geometryczny dróg, zastosowanie MOP uniemożliwiało nam pełną ich analizę . Stąd też zdecydowaliśmy się w firmie na regularne stosowanie PTV Vissim, ponieważ:

Pozwala na dokładniejsze odwzorowanie rzeczywistego ruchu i uwzględnienie skomplikowanych zależności.

Umożliwia szybką analizę proponowanych wariantów,  w każdej pracy inżynierskiej, najcenniejszym elementem jest czas, jaki inżynier może poświęcić na przygotowanie i analizę koncepcji projektowej. Idąc w tym kierunku zdecydowaliśmy się na wdrożenie systemu PTV Vissim. Dzięki takim działaniom pozwala to na zaoszczędzenie czasu pracy całego zespołu.

Ułatwia wizualizację i prezentację wyników klientom oraz decydentom.

Minimalizuje ryzyko błędów projektowych poprzez możliwość testowania różnych scenariuszy.

Podsumowanie

Koncepcja projektowa układu drogowego wraz ze skrzyżowaniami wymaga dogłębnej analizy przepustowości i płynności ruchu. Klasyczne metody obliczeniowe są szybkie i powszechnie stosowane, ale mają swoje ograniczenia, zwłaszcza przy bardziej skomplikowanych układach drogowych.

Symulacja w PTV Vissim pozwala na realistyczne odwzorowanie ruchu i ocenę różnych wariantów projektowych, co czyni ją niezastąpionym narzędziem w nowoczesnym projektowaniu infrastruktury.

Dzięki zastosowaniu PTV Vissim w naszej firmie, rozwiązania są nie tylko zgodne z normami, ale także efektywne, funkcjonalne i dopasowane do rzeczywistych warunków ruchu.

Jeśli potrzebujesz profesjonalnego podejścia do projektowania skrzyżowań i analiz ruchu – skontaktuj się z nami! 🚗💡