Jednou ze základních částí akčního plánu města MoveTO je udržovat plány načasování signálů, aby bylo zajištěno, že jsou aktuální a reagují na potřeby všech účastníků silničního provozu. Cílem Programu optimalizace signálu města je provést studie koordinace signálu v pětiletém cyklu pro hlavní dopravní tepny a v desetiletém cyklu pro vedlejší dopravní tepny. V rámci pětiletého cyklu může být vyžadována jednorázová studie pro část trasy, pokud dojde k významným změnám v objemech dopravy nebo využití území. Koordinační studie se neprovádějí pro systémy adaptivní na provoz, jako jsou SCOOT a SCATS.
Město používá software Synchro® k vývoji optimalizovaných plánů časování signálu. Studie jsou prováděny v souladu s City’s Guidelines for Use Synchro 11 (včetně SimTraffic 11).
Prohlédněte si mapu a seznam všech optimalizovaných (koordinovaných) signálů pro Toronto, které byly dokončeny v období 2012–2022. Podívejte se na seznam všech optimalizovaných (koordinovaných) signálů pro Toronto, které probíhají a budou dokončeny do 31. prosince 2023.
Program optimalizace (koordinace) signálu
Pojmy „přečasování signálu“, „koordinace signálu“ a „optimalizace signálu“ se často používají zaměnitelně.
Torontský program optimalizace signálu je koordinovaným úsilím navrženým k co nejefektivnějšímu využití 2,487 26 dopravních signálů v Torontu (k 2023. květnu XNUMX) zlepšením provozu dopravních signálů. „Optimalizace“ v tomto kontextu označuje veškerou údržbu, upgrady, úpravy časování a různé snahy o zlepšení našich signálů.
Základním cílem koordinace signálů je minimalizovat zpoždění vozidel jedoucích na rychlostním limitu nebo blízko něj přes řadu signalizovaných křižovatek. Koordinační strategie se může lišit v závislosti na klasifikaci silnice, denní době a směrovém toku dopravy.
Máte-li obavy ohledně konkrétní trasy, můžete kontaktovat linku 311 a poskytnout podrobnosti o svém problému, včetně následujících:
- Úsek trasy např. Kennedy Rd od Steeles Ave po Finch Ave
- Směr jízdy např. na jih
- Denní doba např. ranní špička kolem 7:30 hod.
- Způsob cestování např. autobus, auto, kamion atd.
Zaměstnanci 311 předají váš problém jednotce provozu dopravních systémů (TSO). Zaměstnanci TSO vás budou kontaktovat, pokud bude potřeba nějaké vysvětlení.
Jak město obnovuje trasu
Zaměstnanci města začínají shromažďováním dat pro každou křižovatku na trase, aby stanovili nejaktuálnější cestovní vzorce. Jakmile jsou data shromážděna, inženýři používají počítačové programy k vývoji nejlepších scénářů načasování pro každou křižovatku jak na individuální křižovatce, tak na základě trasy. Obecně se plány časování signálu vyvíjejí a/nebo aktualizují pro šest období – ranní špička, den mimo špičku, odpolední špička, večer mimo špičku, noc, víkend. Plány odklonu dopravy jsou zpracovány i pro trasy, které vedou souběžně s městskými rychlostními komunikacemi, např. Leslie Street nebo Victoria Park Avenue.
Co by měl řidič očekávat poté, co koridor je znovu načasován
Vzhledem k tomu, že cílem je minimalizovat celkové zpoždění v celé silniční síti, mohou řidiči očekávat, že budou méně často zastavováni, přičemž nejrušnější dopravní pohyby budou mít přednost před méně frekventovanými dopravními pohyby. Například signály Leslie Street byly obecně koordinovány s upřednostňováním provozu směřujícího na jih v ranní špičce, provozu na sever v odpolední špičce a obou směrů během všech ostatních období.
Signály jsou seskupeny do zón, které se nazývají kontrolní oblasti, které se mohou měnit podle denní doby. Obecně jsou kontrolní oblasti v ranních a odpoledních špičkách větší, protože naším cílem je přesunout čety dopravy, abychom zkrátili dobu jízdy, zastávky, zpoždění vozidel a spotřebu paliva. V období mimo špičku provozujeme hlavní/velké křižovatky (jako je Leslie Street a Sheppard Avenue) sami kvůli jejich provozním vlastnostem. Řidiči se mohou setkat se zpožděním při změně kontrolních oblastí.
Signály na hlavních městských tepnách jsou neustále koordinovány. Signály na městských vedlejších tepnách a kolektorech jsou koordinovány po celou dobu kromě noci, obvykle mezi 10:6. a XNUMX:XNUMX. V době mimo špičku je na vedlejších tepnách a sběračích méně aut, a proto mají menší prospěch z koordinace pro celou řidičskou veřejnost. Řidiči jsou navíc méně ochotni akceptovat zdržení v bočních ulicích.
Směrnice pro návrh koordinace dopravní signalizace
- Signály vzdálené od sebe méně než 1 km mají být koordinovány během období špičky.
- Signály vzdálené od sebe méně než 0.8 km mají být koordinovány během období mimo špičku.
- Je-li procento dopravního proudu větší než 55 procent v jednom směru, je třeba zajistit jednosměrný postup v tomto směru; jinak je třeba zajistit obousměrný postup. Při upřednostňování jednoho směru by měl být kladen důraz na koordinaci vzhledem k začátku zelených intervalů.
- Pokud problém s kapacitou existuje ve směru většího objemu, pak by měl být pro úsek trasy a/nebo období, během kterého problém s kapacitou nastane, upřednostněn směr s nižším objemem.
- U signálů vzdálených od sebe 100 až 150 m by měly být intervaly žluté synchronizovány pod kontrolou systému během všech denních dob.
- Pro signály, které jsou od sebe vzdáleny méně než 100 m, implementujte fyzické kabelové propojení a současnou oranžovou indikaci nebo signální hlavy s omezeným viděním.
- Zveřejněná rychlost by měla být použita k vytvoření plánů koordinace signálů.
Výhody správně koordinovaného systému
- Méně časté zastávky v koordinovaném směru jízdy.
- Lepší harmonizace rychlosti, která může zvýšit bezpečnost a omezit nárazy zezadu.
- Snižuje dopad automobilové dopravy na spotřebu energie a kvalitu ovzduší.
Measures of Effectiveness (MOE) jsou měřitelné parametry, které demonstrují přínosy, dopady a nákladovou efektivnost alternativ plánu časování signálu pro jednotlivé křižovatky, související trasy a celou síť. Město tyto parametry využívá k hodnocení účinnosti studií koordinace signálů. Jsou hlášeny následující MOE: zpoždění vozidla (h), zastávky (#), průměrná rychlost (km/h), spotřeba paliva (L) a emise skleníkových plynů (kg). Kromě toho je pro každý jednotlivý koridor vypracována celková analýza přínosů a nákladů.
Studie z let 2012–2016 vedly ke snížení celkového zpoždění vozidla, doby jízdy, emisí vozidel, zastávek a spotřeby paliva na trasách, které byly optimalizovány; na těchto trasách došlo k mírnému zvýšení rychlosti vozidel.
Na základě kalkulátoru ekvivalentů skleníkových plynů Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států amerických se snížení spotřeby paliva dosažené studiemi z let 2012–2016 rovná snížení emisí oxidu uhličitého ze spotřeby elektřiny v 6,458 41,395 domácnostech po dobu jednoho roku nebo uhlíku sekvestrovaného o XNUMX XNUMX akrů. lesa za jeden rok.
Poměry přínosů a nákladů od roku 2012 do roku 2016 byly mezi 33:1 a 75:1 s celkovou kumulativní úsporou během tříletého životního cyklu ve výši 271.1 milionu USD na všech trasách. Celkový poměr přínos/náklady životního cyklu se odhaduje na 53:1. To znamená, že na každý dolar investovaný městem mohla veřejnost ušetřit 53.00 USD.
Omezení koordinace signálu
Koordinace signálů podléhá řadě omezení, která omezují schopnost města poskytovat dokonalou koordinaci na dlouhých úsecích vozovky. Mezi taková omezení patří změny v prostředí vozovky, dopravní narušení středního bloku (např. příjezdové cesty, parkování na ulici, přechody pro chodce) a konkurenční požadavky na vozovku ze strany chodců, cyklistů, vozidel veřejné dopravy a dopravy napříč ulicemi. Poskytnout dokonalou koordinaci na obousměrných koridorech ve srovnání s jednosměrnými ulicemi je také ze své podstaty mnohem náročnější. Přestože jsme schopni poskytnout téměř dokonalou koordinaci na trasách, jako je Adelaide Street a Richmond Street, kde koordinujeme pouze v jednom směru, nemůžeme dosáhnout stejné úrovně výkonu na trasách, jako je Leslie Street, protože se musíme přizpůsobit dvěma směrům cestovat.
Systémy řízení dopravy a dopravní zácpy
Systémy řízení dopravy v Torontu optimalizují pohyb chodců, cyklistů, vozidel a veřejné dopravy. Jakmile však objem dopravy dosáhne kapacity silnice (která se liší podle ulice a závisí na počtu jízdních pruhů, směrovém mixu dopravy, složitosti křižovatky, přítomnosti jízdních pruhů atd.), doba jízdy se zvýšit. Systém však minimalizuje prodlevu ve srovnání s provozem v ulicích města bez systému. Vzhledem k tomu, že počet obyvatel stále přibývá, a pokud se zvýší i jízda, může se provoz zhoršit, i když jsou systémy plně funkční.
Žádný systém dopravních signálů není schopen „upravit provoz“. Naše systémy nadále umožňují optimální provoz na ulici a zároveň dosahují rovnováhy mezi bezpečností a mobilitou. Zatímco Toronto neustále kontroluje načasování signálu, aby optimalizovalo koordinaci signálu na hlavních ulicích, dokonalá koordinace signálu na každé ulici, v každou denní dobu a za všech dopravních podmínek je nemožná.
Autor Burak Cesme, PhD Tom Urbáník II, Phd
- Sdílet na Facebooku
- Podělte se na Twitteru
- Podíl na LinkedIn
- Sdílet v e-mailu
Jako profesionálové v oblasti dopravy často čelíme výzvě poskytnout dodatečnou kapacitu vozovky, abychom snížili dopravní zpoždění, aniž bychom zvyšovali stopu vozovky, abychom minimalizovali náklady na výstavbu a životní prostředí. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je zlepšit účinnost dopravních signálů, abychom zajistili efektivnější využití stávajících kapacit vozovek pro vozidla.
Koordinace signálu je běžná strategie časování signálu používaná v USA ke zlepšení provozu na vozovce pro vozidla pohybující se primárně na dlouhé vzdálenosti. Když jste jako řidič měli to štěstí, že jste trefili několik zelených světel v řadě, těžili jste z koordinace signálů. Koordinace signálů obvykle používá společnou délku cyklu a synchronizuje více křižovatek s cílem snížit počet zastávek a zpoždění pro průjezdnou dopravu, jak je zde ukázáno s ideálními rozestupy a jednotnými křižovatkami.
Koordinace signálu obvykle používá společnou délku cyklu a synchronizuje více křižovatek s cílem snížit počet zastávek a zpoždění pro průjezdnou dopravu.
Za určitých podmínek vozovky a provozu může být koordinace signálů velmi účinnou strategií při snižování zpoždění a zastávek pro řidiče, čímž se zvyšuje celková účinnost vozidla na koridoru. S rostoucím počtem signálů se však koordinace stává náročnější a méně efektivní při snižování zpoždění a zastávek vozidla. Kromě toho má koordinace signálů také podstatná omezení a její dopad na chodce, cyklisty a veřejnou dopravu není často rozpoznán.
V tomto článku shrnujeme výhody a omezení koordinace signálů s ohledem na všechny uživatele vozovky.
Na jednosměrných dopravních tepnách a v případě, že křižovatky fungují pod kapacitu, může být koordinace signálů extrémně výkonná, poskytuje postup a eliminuje zastávky na více signálech, což vede k téměř nulovému zpoždění pro průjezdná vozidla bez ohledu na délku cyklu křižovatky. Jako příklad toho, pokud jste někdy jeli po First nebo Second Avenue na Manhattanu v New Yorku, pravděpodobně vás ohromilo, jak je možné projet 50 křižovatkami bez zastavení!
Koordinace signálu umožňuje projet 50 křižovatkami na Manhattanu v New Yorku bez zastavení.
Na obousměrných tepnách může být postup zajištěn v obou směrech, pokud je rozteč průsečíků taková, že doba jízdy mezi průsečíky se rovná násobku poloviny délky cyklu. Tam, kde rozteč křižovatek není ideální, agentury obvykle najdou kompromis mezi těmito dvěma směry nebo upřednostní směr, který je dominantním směrem toku. Někdy agentury také používají strategii sledu fází levého odbočení s předstihem, aby pomohly zlepšit kvalitu progrese na obousměrných tepnách, když rozestupy nejsou ideální.
Podle článku v IEEE Transactions on Vehicular Technology předchozí studie ukázaly, že v závislosti na předchozí metodě řízení signálu, dopravních tocích a uspořádání silnice může koordinace signálu snížit zpoždění a zastávky o 10 až 40 procent.
I když koordinace signálů může výrazně zlepšit provoz vozidel, má také významná omezení, a to nejen pro chodce, cyklisty a veřejnou dopravu, ale také pro vozidla. Příliš často se délka cyklu prodlužuje, aby byla zajištěna koordinace mezi mnoha křižovatkami s různými rozestupy a objemy dopravy, což má za následek významné negativní dopady na některá vozidla a jiné účastníky vozovky.
Dlouhé délky cyklu
Udržování koordinace signálu vyžaduje použití společné délky cyklu na křižovatkách, i když se v některých adaptivních systémech v průběhu času mění. Typicky je délka koordinačního cyklu řízena jediným kritickým průsečíkem, který nutí všechny ostatní průsečíky, aby přijaly delší délku cyklu. To není problém pro dopravu, která má prospěch z koordinace; avšak pro ostatní účastníky silničního provozu, jako je odbočovací doprava, provoz napříč ulicemi, chodci, cyklisté a často i tranzitní (více o tom později), delší délka cyklů znamená delší zpoždění. Zatímco koordinace je možná také s délkami polovičního cyklu (také známým jako dvojité cyklování), měli bychom poznamenat, že k dosažení polovičních délek cyklu dochází velmi zřídka, protože vyžaduje velké rozdíly v přirozených délkách cyklu, což není u tepen příliš běžné, zvláště když jsou minimální počítá se s dobou zeleně pro chodce.
Kromě zvýšeného zpoždění vozidla u neprůchozích vozidel mají dlouhé délky cyklů také bezpečnostní důsledky. Výzkum ukázal, že krátké délky cyklů zkracují čekací dobu pro chodce, což zlepšuje dodržování předpisů a bezpečnost. Studie z roku 2018 navíc ukázala, že dlouhé délky cyklů a koordinační zóny mohou řidiče motivovat k rychlosti.
Ne každé vozidlo jezdí end-to-end
Koordinace signálu podél koridoru obvykle předpokládá, že většina vozidel cestuje z jednoho konce koridoru na druhý konec. I když to může platit pro některé trasy pro dojíždění, které jsou primárně využívány jako „průchozí“ koridory, jiné koridory mohou sloužit jako centra hlavních aktivit a cíl s mnoha vozidly projíždějícími pouze několika křižovatkami po dopravní tepně, než odbočí. To snižuje výhody koordinace signálu a zvyšuje zpoždění vozidla, protože koordinace signálu vyžaduje delší cykly.
Zajímavý pohled na tuto problematiku přinesla studie, kterou Kittelson & Associates vede pro MetroPlan Orlando na Floridě. Údaje shromážděné ze 17 různých dopravních tepen s různou délkou koridoru (jedna míle až 12 mil) a počtem křižovatek (18 až 17 křižovatek) ukázaly, že při agregaci na všech 10 dopravních tepnách jezdí z konce na konec pouze asi 15 procent vozidel. . Níže uvedený graf ukazuje, jak se procento poptávky, která cestuje z jednoho konce na druhý, mění s počtem křižovatek podél koridoru a ukazuje, že po přibližně šesti křižovatkách jezdí po celé délce koridoru méně než XNUMX procent vozidel.
Studie od Metroplan Orlando ukazující procentuální poptávku, která se pohybuje od konce ke konci pod různým počtem křižovatek podél tepen.
Další studie provedená ve Washingtonu, D.C. podél Georgia Avenue NW, dospěla k podobným závěrům. Data StreetLight naznačují, že jízdy vozidel, které začínají a/nebo končí na koridoru, jsou šestkrát větší než jízdy vozidel z jednoho konce na druhý.
Neschopnost přizpůsobit se tranzitu
Existuje obecný názor, že koordinace signálů a dlouhé trvání zelené hlavní linie také prospívají tranzitu. Na rozdíl od vozidel však většina autobusů často zastavuje podél dopravních tepen, aby sloužila svým cestujícím, a proto nemohou sledovat rychlost postupu, která je typicky navržena pro vozidla. Když k tomu dojde, autobusům trvá déle, než se vrátí do koordinace kvůli dlouhým cyklům. Delší délky cyklů také zvyšují zpoždění u autobusů, které nejsou na hlavní lince (např. při odbočování do/z vedlejší ulice nebo na křižovatce).
Dalším omezením koordinace signálů pro sběrnice je její vliv na prioritu tranzitního signálu (TSP). Kvůli potřebě zachovat společnou délku cyklu pro koordinaci signálu nabízejí koordinované křižovatky malou flexibilitu pro reakci na přerušení TSP a zotavení se z nich, zejména při velkém přetížení. Když je žádost TSP udělena pro přetížené křižovatky, může proces používaný k obnovení koordinace signálu po udělení TSP vést k přechodům a kapacitním výpadkům. To obvykle vede k agenturám ne zavádění TSP na přetížených křižovatkách, kde autobusy mají velká zpoždění, a proto potřebují nejvíce pomoci. Místo toho je TSP často zvažován pouze na křižovatkách s nízkou úrovní přetížení, kde může být jen malou pomocí, protože zpoždění autobusů není v první řadě tak vysoké.
Jízdní kola nemohou sledovat rychlost postupu
Stejně jako tranzitní vozidla na dopravních tepnách nejsou cyklisté obvykle schopni dodržovat rychlost progrese navrženou pro vozidla, protože průměrné rychlosti jízdních kol jsou přibližně 10-12 mph, s 85. percentilem rychlostí kolem 15 mph. To obvykle vede k tomu, že cyklisté vícekrát zastaví na křižovatkách, což zvyšuje jejich zpoždění kvůli dlouhým cyklům.
Tento graf ukazuje návrh postupu založený na rychlosti vozidla, což vede k několika zastávkám pro kola. (Image Credit: Peter Koonce)
Fotografický kredit: NACTO
Aby se tento problém vyřešil, několik měst v USA časuje své signály pomocí nižších rychlostí postupu, zejména na městských tepnách se silnou cyklistickou aktivitou. Například San Francisco používá 13 mph pro rychlost postupu na Valencia Street a Folsom Street. Brooklyn, New York využívá rychlost 15 mph podél Hoyt Street k zajištění postupu pro kola a zároveň poskytuje určitý postup pro vozidla, zejména pokud jedou nižší rychlostí (např. 20 mph). Myšlenka použití nižší rychlosti progrese pro začlenění kol je však v USA stále neobvyklá a používá ji pouze několik agentur.
Omezená flexibilita reagovat na změny poptávky po vozidle
Dopravní signály jsou často načasovány pomocí několika dnů údajů o počtu provozu, které mohou špatně zachytit změny poptávky po vozidlech. To je problém zejména u koordinovaných křižovatek, protože potřebují zachovat společnou délku cyklu, která se nemůže zvedat ani snižovat, aby reagovala na skutečný provoz. Tato omezená flexibilita způsobuje, že koordinované signály nejsou vhodné pro reakci na změny poptávky vozidel, což má za následek neefektivní provoz, když se poptávka po vozidle velmi mění nebo je nepředvídatelná. Koordinovaně aktivované signály nabízejí určitou flexibilitu, zejména pro koordinované fáze, ale stále trpí omezenou flexibilitou a potřebou udržovat společnou délku cyklu.
Koordinace signálu může být účinnou strategií načasování, která snižuje zpoždění vozidla a zastávky na dopravních tepnách, ale má také velké nevýhody pro ostatní účastníky vozovky. Často se předpokládá, že výhody koordinace jsou použitelné prakticky na všech křižovatkách a prakticky za všech podmínek. Je však problematické předpokládat, že koordinace na dlouhých úsecích vozovek je nejlepší operací, protože ve skutečnosti může být škodlivá pro všechny třídy uživatelů vozovky (řidiče osobních a nákladních automobilů, autobusy, chodce a cyklisty).
Nakonec, při načasování signálů by dopravní inženýři měli nejprve identifikovat primární uživatele koridoru a porozumět jeho charakteristikám a prioritám uživatelů, než učiní rozhodnutí týkající se koordinace signálů (buď rozsah koordinace signálů, nebo zda koordinovat křižovatky, či nikoli).
Pokud vás toto téma zajímá a chtěli byste diskutovat dále, neváhejte nás kontaktovat!
