Naslov (srp)

Модел за анализу брзине слободног тока у функцији класе двотрачног пута : докторска дисертација

Autor

Stepanović, Nemanja, 1992-

Doprinosi

Mladenović, Goran, 1961-
Čelar, Nikola, 1973-
Tubić, Vladan, 1960-
Glavić, Draženko, 1971-

Opis (srp)

Слободна брзина тока има велики значај у саобраћајном инжењерству као један од кључних улазних параметара за прорачун капацитета и нивоа услуге, пројектовање путева, планирање и управљање саобраћајем и израду студија оправданости. Препоруке бројних приручника говоре о потребама мерења слободне брзине на терену, али такође предлажу аналитичке моделе у ситуацијама када мерење није могуће. Специфични услови у саобраћајном току узрокују највише потешкоћа приликом одређивања слободне брзине на ванградским двотрачним путевима. Разлог за то може се пронаћи у чињеници да постојећи модели не узимају у обзир разлику у функцији коју двотрачни путеви имају у мрежи, већ нуде јединствени модел за прорачун слободне брзине. Поставља се теоријски осетљиво питање одређивања границе слободног и нормалног (стабилног) тока, односно где пораст интеракције између возила изазива прелазак слободне у брзину стабилног тока. Како би се испитала граница слободног тока на двотрачним путевима различите функције у мрежи, одабран је параметар интервала слеђења возила у току. Истраживање је обухватило две класе деоница ванградских двотрачних путева опремљених аутоматским бројачима саобраћаја, а обрађени су подаци за преко 190.000 возила. Добијени резултати од 6,3 s за путеве I класе и 8,4 s за путеве II класе показују постојање разлике у условима у саобраћајном току који владају на различитим класама ванградских двотрачних путева. С обзиром на потврђене разлике у условима у саобраћајном току, приступило се креирању оригиналних аналитичких модела за прорачун слободне брзине ванградских двотрачних путева наведених класа. Моделима развијеним применом постепене (Stepwise) методе линеарне регресије потврђен је утицај ограничења брзине, радијуса хоризонталне кривине и ширине банкине на слободну брзину.Ограничење брзине, постављено у складу са геометријским карактеристикама пута и окружења, значајно доприноси поузданости аналитичких модела за анализу слободне брзине. Међутим, у случају када то није испуњено, односно када постављено ограничење није одговарајуће или кредибилно, може представљати отежавајући фактор при прорачуну слободне брзине због значајног одступања од реалних услова у саобраћајном току. Такође, слободна брзина је један од кључних индикатора кредибилитета ограничења брзина јер представља директан показатељ конзистентности пројектних елемената пута. Наиме, велика разлика између слободне и ограничене брзине доводи до значајног повећања прекорачења брзина и ремети хармонизацију брзина возила у току, погоршавајући тиме капацитет и ниво услуге, али и безбедност саобраћаја. Због тога је у оквиру ове дисертације спроведено истраживање на хомогеним одсецима деоница двотрачних путева I реда опремљених аутоматским бројачима саобраћаја, са циљем да се испита заједнички утицај разлике слободне и ограничене брзине, процента прекорачења брзине, дисперзије брзине, експлоатационе брзине, просечног годишњег дневног саобраћаја (ПГДС) и удела теретних возила на настанак саобраћајних незгода. Применом генерализованих линеарних модела развијена су три негативна биномна регресиона модела са ln link функцијом за укупан број саобраћајних незгода, за незгоде са материјалном штетом и незгоде са настрадалим лицима. Резултати потврђују да пораст разлике слободне и ограничене брзине доводи до раста броја саобраћајних незгода са адекватном статистичком значајношћу, чиме се овај показатељ истиче као подобан за оцену кредибилитета ограничења брзине. Истоветни закључци односе се и на дисперзију брзине и ПГДС. Удео тешких возила у саобраћајном току има статистички значајан позитиван утицај код незгода са настрадалим лицима и укупног броја саобраћајних незгода.Појавом критичних вредности геометријских елемената пута погоршавају се услови у саобраћајном току, а посебно изазовна карактеристика је критични уздужни нагиб. Повећањем вредности и дужине нагиба долази до раста одступања брзина возила и захтева за претицањем, посебно ако су у току присутна теретна возила и аутобуси. Узимајући у обзир утицај уздужног нагиба, уочена је потреба за анализом одступања брзине слободног тока од ограничене брзине на деоницама двотрачних путева са различитим вредностима успона и пада. Резултати добијени развијеним детерминистичким математичким моделима показују да са растом уздужног нагиба долази до повећања одступања слободне од ограничене брзине, као и да се одступање разликује у зависности од категорије возила. Такође, показује се да је разлика од 10 km/h одговарајућа великој већини возача у току, што може представљати оријентациони оквир приликом анализе кредибилитета ограничења брзина. Добијене вредности прекорачења брзине приближне су вредностима 85. перцентила одступања на анализираним одсецима.

Opis (srp)

Саобраћајно инжењерствоУжа научна област: Теорија саобраћајног тока, капацитет и вредновање друмских саобраћајница / Traffic Engineering - Traffic flow theory, capacity and valuation of roads Datum odbrane: 27.12.2023.

Opis (eng)

Free-flow speed has a major significance in traffic engineering as one of the central input parameters for calculating the capacity and level of service, road design, traffic planning and traffic management, as well as writing feasibility studies. Various manuals recommend field measurements of free-flow speed, but they also suggest analytical models in the cases when measurements cannot be conducted. Specific conditions in the traffic flow cause the largest number of difficulties in determining free-flow speed on two-lane rural roads. This can be explained by the fact that the existing models do not consider different functions of two-lane roads in the network. On the contrary, they offer a single model for free-flow speed calculation. This raises the theoretically sensitive issue of determining the threshold of the free and normal (stable) flow, i.e. defining at which point the increase in vehicle interaction transforms free-flow speed into stable flow speed. The parameter of vehicle time headway in the flow was selected for examining the free flow threshold on two-lane roads with different functions in the network. The research included sections belonging to two classes of two-lane rural roads equipped with automatic traffic counters. The data for more than 190,000 vehicles were processed. The obtained results (6.3 s for Class I roads and 8.4 s for Class II roads) indicated that there were differences in the traffic flow conditions on different classes of two-lane rural roads. Bearing in mind the established different conditions in the traffic flow, the author started creating analytical models for calculating free-flow speed on Class I and Class II two-lane rural roads. The models developed by applying the stepwise method of linear regression confirmed the impact of speed limit, horizontal curve radius and shoulder width on free-flow speed.Speed limit, posted in concordance with the geometric characteristics of the road and environment, contributes substantially to the accuracy of analytical models for analysing free-flow speed. However, in the situations when the above-mentioned is not realised, i.e. when the posted speed limit is not suitable or credible, it might be difficult to calculate free-flow speed due to notable deviations from the actual traffic flow conditions. In addition, free-flow speed is one of the main indicators of speed limit credibility since it directly shows the consistency of the road design elements. Namely, large differences between free-flow speed and speed limit significantly increase exceeding the speed limit and disrupt speed harmonisation in the flow, thus deteriorating the capacity and level of service as well as traffic safety. Therefore, this dissertation includes the research on homogeneous segments of the sections of Class I two-lane roads equipped with automatic counters, with the aim of examining the mutual impact of the difference between free-flow speed and speed limit, percentage of exceeding the speed limit, speed variance, operating speed, average annual daily traffic (AADT) and share of heavy vehicles on traffic accident occurrence. Applying generalised linear models, three negative binomial regression models with an ln link function were developed for the total traffic accident number, property damage only accidents and accidents with injuries and fatalities. The results indicate that the rise of the difference between free-flow speed and speed limit leads to the increased traffic accident number with appropriate statistical significance. Consequently, this indicator is suitable for estimating speed limit credibility. The same conclusions were reached for speed variance and AADT. The share of heavy vehicles in the traffic flow has a statistically significant positive impact on traffic accidents with injuries and fatalities and on the total traffic accident number.The emergence of critical values of road geometric characteristics degrades the conditions in the traffic flow. Critical longitudinal grade represents a particularly challenging feature. The increase in the grade’s value and length leads to greater deviations of vehicle speeds and overtaking requirements, particularly if heavy vehicles and buses are present in the flow. Bearing in mind the impact of longitudinal grade, the author concluded that it was required to analyse the deviation of free-flow speed from the speed limit on the sections of two-lane roads with different upgrade and downgrade values. The results obtained in the developed deterministic mathematical models show that the rise of longitudinal grade leads to greater free-flow speed deviations from the speed limit, and that the deviations differ depending on the vehicle category. In addition, the 10 km/h difference was proved to be suitable for the majority of drivers in the flow, which can represent a starting point when analysing speed limit credibility. The obtained values of exceeding the speed limit are close to the 85th percentile of deviations on the analysed segments.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Organizacija drumskog saobraćaja

free-flow speed, rural two-lane roads, time headway, speed limit, speed limit credibility, longitudinal grade

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Organizacija drumskog saobraćaja

слободна брзина, ванградски двотрачни путеви, интервал слеђења возила, ограничење брзине, кредибилитет ограничења брзине, уздужни нагиб