Articles

ZRAKOVÁ VZDÁLENOST

On 3 listopadu, 2021 by admin

3.4.3 Rozhledová vzdálenost: Rozhledová vzdálenost při zastavení, rozhledová vzdálenost při předjíždění, odstup od překážek

Schopnost řidiče vidět dopředu na dlouhý úsek silnice je velmi důležitá pro bezpečný a efektivní provoz v silničním provozu. Překážky by tedy měly být pro řidiče dobře viditelné na určitou vzdálenost dopředu. Rozhledová vzdálenost je tedy definována jako vzdálenost, v níž má řidič vozidla ze stanovené výšky nad vozovkou pohybující se konstrukční rychlostí jasný, nerušený výhled na povrch vozovky před sebou nebo na předmět o stanovené výšce, který na něm stojí. Experimenty ukázaly, že při zvýšení viditelnosti se snížila možnost vzniku nehod.

Výhledová vzdálenost závisí na:

• Vlastnostech vozovky a terénu
• Stavu komunikace
• Poloze překážky
• Výšce řidiče od vozovky
• Výšce objektu nad povrchem vozovky
• Typu zatáčky

3.4.3.1 STAVY SILNIC S OMEZENÍM VÝHLEDOVÉ VZDÁLENOSTI

Omezení může být způsobeno následujícími důvody:

1. Vodorovné zatáčky: Omezení ve vodorovném oblouku může být způsobeno překážkami uvnitř oblouku z překážek, jako jsou budovy, stromy a seříznutý svah, nebo nemožností vrhnout světelný paprsek podél oblouku na vnitřní straně oblouku.
2. Svislé vrcholové oblouky: Viditelnost povrchu vozovky na druhé straně vrcholové zatáčky je ve špičkách narušena. I když jsou podmínky viditelnosti kontrolovány pro stoupání oblouku, měly by být kontrolovány i v nočních podmínkách.
3. Svislé údolní oblouky:
4. Křižovatky: Viditelnost v údolních zatáčkách není ve dne narušena, ale při noční jízdě se stává velkým problémem:

Tato omezení jsou jasně patrná z obrázků.

3.4.3: Na křižovatkách mohou být požadavky na viditelnost také značně sníženy, pokud se v oblasti známé jako rozhledový trojúhelník objeví překážky, jako jsou budovy, zeleň.2 TYPY ROZHLEDOVÝCH VZDÁLENOSTÍ

Pro návrh se uvažují tři situace rozhledových vzdáleností:

1. Rozhledová vzdálenost (SSD) neboli absolutní minimální rozhledová vzdálenost
2. Rozhledová vzdálenost (OSD)
3. Střední rozhledová vzdálenost (ISD) = 2 * SSD

Další typy rozhledových vzdáleností jsou:

1. Bezpečná rozhledová vzdálenost pro vjezd do křižovatky
2. Rozhledová vzdálenost na světla

3.4.3.3 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ ROZHLEDOVOU DISTANCI

Reakční doba: Reakční doba řidiče je doba, která uplyne od okamžiku, kdy řidič spatří nebezpečný objekt, do okamžiku, kdy řidič právě položí nohy na brzdové špalíky. Nazývá se také doba vnímání – reakční doba. Celkovou reakční dobu lze na základě teorie PIEV rozdělit do čtyř složek. Mnoho experimentů ukázalo, že řidiči potřebují za normálních podmínek přibližně 1,5 až 2 sekundy. S ohledem na různé řidiče se však bere v úvahu vyšší hodnota. IRC tedy navrhuje reakční dobu 2,5 sekundy.

Podle teorie PIEV (Perception Intellection Emotion and Volition) lze reakční dobu řidiče klasifikovat jako:

• Percepce (Rozpoznání nebo uvědomění si, že existuje narážka nebo podnět a že vyžaduje reakci)
• Intelexe (Interpretace/identifikace podnětu)
• Emoce (Určování vhodné reakce na podnět)
• Volání (Fyzická reakce vyplývající z rozhodnutí)

Uvažujme řidiče, který se blíží k dopravní značce Stop, pak vnímání je proces, kdy řidič vidí značku. Intelexe je proces, při kterém řidič rozpozná značku. Emoce je proces, kdy se rozhodne zastavit, a vůle je období, kdy konečně šlápne na brzdu.

Rychlost vozidla: Při vyšší rychlosti vozidla bude jeho kinetická energie vyšší a k zastavení vozidla bude zapotřebí delší vzdálenost. Proto s rostoucí rychlostí roste i dohledová vzdálenost.

Účinnost brzdění: Brzdy se 100% účinností zastaví vozidlo v okamžiku, kdy je brzděno, ale prakticky to není možné. Účinnost brzd závisí na brzdovém systému, stáří, údržbě, vlastnostech vozidla atd. Při nižší účinnosti brzd je tedy nutná větší rozhledová vzdálenost. Prakticky předpokládáme, že účinnost brzd je přibližně 50 %.

Třecí odpor mezi pneumatikou a vozovkou: Pokud je třecí odpor vysoký, dojde k okamžitému zastavení vozidla. Potřebná dohledová vzdálenost bude tedy menší. Volba hodnoty součinitele tření je však vzhledem k mnoha proměnným velmi složitá. Má tedy důležitou roli na dohledovou vzdálenost. Při výpočtu dohledové vzdálenosti se brzdný účinek a třecí odpor berou v úvahu společně. IRC stanovila hodnotu podélného tření v rozmezí 0,35 až 0,4.

Sklon vozovky: Sklon vozovky rovněž ovlivňuje rozhledovou vzdálenost. Při jízdě ze svahu bude doba potřebná k zastavení vozidla vlivem gravitace delší, a proto bude vyžadovat větší dohledovou vzdálenost. V případě stoupání do svahu však může vozidlo zastavit okamžitě, a proto je potřeba menší rozhledová vzdálenost.

3.4.3.4 ROZHLEDOVÁ DISTANCE K ZASTAVENÍ (SSD)

Rozhledová vzdálenost k zastavení (SSD) je minimální rozhledová vzdálenost podél silnice v libovolném místě, která má dostatečnou délku, aby řidič mohl bezpečně zastavit vozidlo jedoucí návrhovou rychlostí bez kolize s jinou překážkou. Označuje se také jako rozhledová vzdálenost, na kterou nelze zastavit, nebo rozhledová vzdálenost, na kterou nelze předjet.

Bezpečná rozhledová vzdálenost pro zastavení je důležitým faktorem v dopravním inženýrství. Je to vzdálenost, kterou vozidlo urazí od okamžiku, kdy je situace poprvé vnímána, do okamžiku, kdy je zpomalení dokončeno. Při projektování dálnic považujeme rozhledovou vzdálenost za rovnou bezpečné brzdné dráze.

Závisí na následujících faktorech:

1. Vlastnost vozovky, tj. vodorovné uspořádání, svislé uspořádání, dopravní podmínky a poloha překážek.
2. Výška oka řidiče nad povrchem vozovky
3. Výška předmětu nad povrchem vozovky

ANALÝZA ZASTÁVKOVÉ DÁLKY

Zastávková vzdálenost se skládá ze dvou složek:

Zastávková vzdálenost: Je to vzdálenost, kterou vozidlo ujede během celkové reakční doby.

Zpožďovací vzdálenost = v*t

Kde v = konstrukční rychlost v m/s

t = celková reakční doba řidiče v sekundách = 2,5 sekundy

Brzdná vzdálenost: Je to vzdálenost, kterou vozidlo ujede po použití brzd do okamžiku, kdy vozidlo zastaví. Lze ji získat ztotožněním práce vykonané při zastavení vozidla a kinetické energie.

Jestliže F je maximální vyvinutá třecí síla a brzdná dráha je l, pak práce vykonaná proti třecí síle při zastavení vozidla je,

F*l = f*W*l

Kde, W = hmotnost vozidla

Při rovnání s kinetickou energií dostaneme,

nebo, f*W*l = 0.5*m*v2

Nebo, f*W*l = 0.5*W*v2 / g

Nebo, l = v2 / (2*g*f)

Tedy hodnota SSD = v*t + v2 / (2*g*f)

Kde v je konstrukční rychlost v m/s, t je reakční doba v sekundách, g je tíhové zrychlení v m/s2 a f je koeficient tření.

Pokud je šikmá plocha se sklonem ±n %, složka gravitace mění brzdnou dráhu. Pak složka, která mění brzdnou sílu, je dána vztahem:

W sinα ≈ W tanα = W*n/100

Při rovnání s kinetickou energií dostaneme,

neboli: (f *W ± W*n/100) * l = W*v2 / (2*g)

Takže,

l = v2 /

Pokud se uvažuje také brzdná účinnost, pak je celková dohlednost dána vztahem,

SSD = v*t + v2 /

Kde n = stupeň

μ = brzdná účinnost

Pokud je rychlost v km/h, pak,

SSD = 0.278 v*t + v2 /

Prakticky by se navržená rozhledová vzdálenost měla řídit následujícími pravidly:

• Pro jednosměrný provoz s jednopruhovou komunikací nebo pro obousměrný provoz na víceproudých komunikacích je minimální brzdná dráha rovna brzdné dráze. Je to proto, že neexistuje možnost srážky vozidel jedoucích ve dvou protilehlých směrech. Pomáhá tedy umožnit řidiči zastavit vozidlo před srážkou s jakoukoli překážkou.

Takže SSD = SD

• Pro obousměrný provoz pohybující se v jednom jízdním pruhu je minimální brzdná dráha rovna dvojnásobku brzdné dráhy, protože existuje každá možnost srážky vozidel s protijedoucími.

Takže SSD = 2*SD

Tabulka: Minimální rozhledová vzdálenost pro zastavení podle NRS 2070

.

Projektová rychlost v km/h	Minimální rozhledová vzdálenost pro zastavení v metrech

Jestliže je reakční doba 2.5 sekund a součinitel tření je 0,42 při rychlosti 20 km/h na 0.28 při rychlosti 120 km/h, pak je nárůst SSD při klesání následující:

Rychlost v km/h	Nárůst na 1 % stoupání

3.4.3.5 ROZHLEDOVÁ VZDÁLENOST PRO PŘEDJÍŽDĚNÍ (OSD)

Rozhledová vzdálenost pro předjíždění je minimální vzdálenost na pozemní komunikaci, která je volná pro výhled řidiče vozidla, aby mohl bezpečně předjet pomalu jedoucí vozidla před sebou, která jedou stejným směrem proti protijedoucím vozidlům v protisměru.

Faktory, které ovlivňují OSD, jsou následující:

• Rychlost předjížděného vozidla, předjížděného vozidla a vozidla přijíždějícího z protisměru
• Vzdálenost mezi vozidly
• Schopnosti a reakční doba řidiče
• Rychlost zrychlení předjížděného vozidla
• Sklon vozovky

Pro předjíždění je vytvořeno mnoho modelů, ale údaje získané ze skutečných pozorování a z těchto modelů nejsou příliš spolehlivé. Pro následující model máme následující předpoklady:

• Předjížděné pomalu jedoucí vozidlo jede rovnoměrnou rychlostí
• Předjíždějící vozidlo snižuje rychlost a následuje pomalu jedoucí vozidlo, které se připravuje na předjíždění
• Předjíždějící vozidlo potřebuje reakční dobu na vnímání situace, reakci a zahájení zrychlování
• Předjíždění se provádí při zpožděném rozjezdu a brzkém návratu a jízda během skutečného předjíždění je rovnoměrně zrychlená jízda.

ANALÝZA DÁLKY PŘEDJÍŽDĚNÍ

Proces předjíždění je znázorněn na obrázku, který se skládá ze tří částí:

• Dálka ujetá předjíždějícím vozidlem A během reakční doby (t) i.tj. (d1)
• Vzdálenost ujetá předjíždějícím vozidlem během skutečného předjíždění v čase (T), tj. (d2)
• Vzdálenost ujetá protijedoucím vozidlem C během předjíždění v čase (T), tj. (d3)

Tedy,

OSD = d1 + d2 + d3

Předpokladem je, že předjíždějící vozidlo sníží svou rychlost vzhledem k předjížděnému vozidlu a jede za ním během reakční doby (t) řidiče.

Tedy d1 = vb * t

Během předjíždění je vzdálenost ujetá za čas (T),

nebo d2 = 2*s + vb * T

Během této doby je vozidlo zrychleno z počáteční rychlosti (vb) a předjížděním je dosaženo konečné rychlosti (v). Pak ujetá vzdálenost je,

nebo, d2 = vb * T + 0,5 * a * T2

nebo, 2*s + vb * T = vb * T + 0,5 * a * T2

nebo, 2 *s = 0.5 * a * T2

Tedy,

T = √ (4*s)/a

Když je zrychlení udáváno v kmph,

T = √ (14.4*s)/a

Pak je vzdálenost dána vztahem,

nebo d2 = 2*s + vb * √ (4*s)/a

Vzdálenost ujetá vozidlem C pohybujícím se návrhovou rychlostí (v) při předjíždění je dána vztahem:

Nebo d3 = v*T

Celková dohledová vzdálenost při předjíždění je tedy dána:

OSD = vb*t + 2*s + vb * √ (4*s)/a + v*T

Kde vb je rychlost pomalu jedoucího vozidla v m/s, t je reakční doba v sekundách, s je vzdálenost mezi oběma vozidly v metrech a a představuje zrychlení předjížděného vozidla v m/s2.

Hodnotu s lze zjistit z následujícího vzorce:

Nebo s = 0,69vb + 6,1

Kde vb je v m/s

Nebo s = 0,19vb + 6.1

Kde je vb v km

V případě, že není uvedena rychlost předjížděného vozidla, lze předpokládat, že se pohybuje o 16 km/h pomaleji, než je návrhová rychlost, tj. vb = v – 16

Tab: Maximální zrychlení při předjíždění v závislosti na rychlosti

.

Rychlost v kmph	Maximální zrychlení při předjíždění v m/s2

Je třeba mít na paměti, že na rozdělených dálnicích d3není třeba uvažovat. Na dělených dálnicích se čtyřmi a více jízdními pruhy není nutné zajišťovat OSD, ale postačí pouze SSD.

3.4.3.6 ZÓNY PŘEDJÍŽDĚNÍ

Zóny předjíždění jsou oblasti, které se zajišťují v případě, že OSD nelze zajistit po celé délce dálnice. Součástí těchto zón jsou dopravní značky, které informují řidiče o začátku nebo konci zóny pro předjíždění udržované ve vzdálenosti OSD. Tyto zóny se používají pro předjíždění a jsou vyznačeny širokými komunikacemi.

Minimální délka zóny pro předjíždění = 3 * OSD

Žádoucí délka zóny pro předjíždění = 5 * OSD

3.4.3.7 ROZHLEDOVÁ VZDÁLENOST NA KŘIŽOVATKÁCH

V oblasti křižovatek, kde se stýkají dvě nebo více silnic, je vyžadována viditelnost pro řidiče, aby mohli vnímat nebezpečí a zabránit případné nehodě. V případě křižovatek je rozhledová vzdálenost pro zastavení (SSD) zajištěna tak, aby se řidiči na obou stranách navzájem viděli.

Návrh rozhledových vzdáleností na křižovatkách lze použít za tří možných podmínek:

• Umožnění blížícímu se vozidlu změnit rychlost
• Umožnění blížícímu se vozidlu zastavit
• Umožnění zastavenému vozidlu přejet hlavní silnici

3.4.3.8 ODSTUP OD PŘEKÁŽKY

Odstupová vzdálenost je volná vzdálenost potřebná od osy vodorovné zatáčky k překážce na vnitřní straně zatáčky, aby byly splněny požadavky na rozhledovou vzdálenost ve vodorovné zatáčce. Označuje se také jako volná vzdálenost. Měří se kolmo na osu oblouku ve středním bodě oblouku.

Závisí na:

• Průměru vodorovné křivky (R)
• Požadované rozhledové vzdálenosti (SSD, ISD nebo OSD)
• Délce oblouku, která může být větší nebo menší než požadovaná rozhledová vzdálenost

Při odstupech mohou nastat dva případy, které jsou následující:

Případ a) Když je délka oblouku větší než požadovaná rozhledová vzdálenost (Lc>s)

Nechť α je úhel svíraný délkou oblouku (s). V případě jednopruhových silnic se rozhledová vzdálenost měří podél osy vozovky. Z obrázku vyplývá,

α = (s/R) c

Pro poloviční středový úhel platí α/2 = c

Tedy α/2 = MŠ

Vzdálenost od překážky ke středu je R cos α/2.

Potřebná odstupová vzdálenost od osy je tedy,

m = R – R cos α/2

Pro víceproudé silnice,

tedy α/2 = ÌŠ

a, m = R – (R-d) cos α/2

Tedy m = R- (R-d) cos MŠ

Kde d = vzdálenost mezi osou vodorovného oblouku a osou vnitřního pruhu v metrech. Tato metoda je užitečná pro zjištění počtu jízdních pruhů.

Případ (b) Když je délka oblouku menší než požadovaná rozhledová vzdálenost (Lc<s)

Protože je délka oblouku menší než rozhledová vzdálenost, tak se úhel (α) ve středu svírá vzhledem k délce kruhového oblouku (Lc).

Tedy α/2 = MŠ

Vzdálenost m1 = R – R cos α/2

A m2 = 0. V tomto případě je tedy vzdálenost m1 = R – R cos α/2

.5*(s – Lc) sin α/2

Poté je vzdálenost ustoupení dána vztahem,

Vzdálenost ustoupení (m) = R – R cos α/2 + 0.5*(s – Lc) sin α/2

Pro silnice s více jízdními pruhy,

tedy α/2 = MŠ

A m = R – (R-d) cos α/2 + 0.5*(s – Lc) sin α/2

V případě, že je na vnitřní straně vodorovného oblouku seříznutý svah, je důležitý odstup od překážky až po odstupovou vzdálenost.

.