DISTANȚA DE VEDERE

3.4.3 Distanța de vizibilitate: Distanța vizuală de oprire, distanța vizuală de depășire, retragerea față de obstacole

Capacitatea conducătorului auto de a vedea în față o secțiune lungă de drum este foarte importantă pentru o operare sigură și eficientă în traficul rutier. Astfel, obstacolele trebuie să fie clar vizibile pentru conducătorul auto la o anumită distanță în față. Astfel, distanța de vizibilitate este definită ca fiind distanța la care conducătorul unui vehicul, de la o înălțime specificată deasupra carosabilului, care se deplasează cu viteza prevăzută, are o vedere clară și neobstrucționată a trotuarului de suprafață din față sau a unui obiect de o înălțime specificată aflat pe acesta. Experimentele au arătat că posibilitățile de accidente se reduc atunci când vizibilitatea este mărită.

Distanța de vizibilitate depinde de:

• Caracteristicile drumului și terenul
• Condițiile de trafic
• Poziția obstacolului
• Înălțimea conducătorului auto față de carosabil
• Înălțimea obiectului deasupra suprafeței drumului
• Tipul de curbă

3.4.3.1 CONDIȚII RUTIERE CU RESTRICȚII DE DISTANȚĂ DE VIZIBILITATE

Restricțiile se pot datora următoarelor motive:

1. Curbe orizontale: Restricția în curba orizontală se poate datora obstrucțiilor din interiorul curbei de la obstacole precum clădiri, copaci și pante tăiate sau imposibilității de a arunca fasciculul de lumină frontală de-a lungul aliniamentului curbat în partea interioară a curbei.
2. Curbe verticale de vârf: Vizibilitatea unei suprafețe de drum de cealaltă parte a curbei de vârf este perturbată în vârfuri. Chiar dacă se verifică condițiile de vizibilitate pentru panta curbei, aceasta trebuie verificată și în condiții de noapte.
3. Curbe verticale de vale: Vizibilitatea în curbele de vale nu este perturbată în timpul zilei, dar în timpul conducerii pe timp de noapte devine o problemă uriașă.
4. Intersecții: De asemenea, în intersecții, cerințele de vizibilitate pot fi, de asemenea, reduse considerabil dacă obstacole precum clădiri, spații verzi apar în zona cunoscută sub numele de triunghi de vizibilitate.

Aceste restricții se văd clar în figuri.

3.4.3.2 TIPURI DE DISTANȚE DE VEDERE

Trei situații de distanțe de vizibilitate sunt luate în considerare pentru proiectare:

1. Distanța de vizibilitate de oprire (SSD) sau distanța de vizibilitate minimă absolută
2. Distanța de vizibilitate de depășire (OSD)
3. Distanța de vizibilitate intermediară (ISD) = 2 * SSD

Alte tipuri de distanțe de vizibilitate sunt:

1. Distanța de vizibilitate sigură pentru a intra în intersecție
2. Distanța de vizibilitate a luminii frontale

3.4.3.3. FACTORII CARE GUVERNEAZĂ DISTANȚA DE OPRIRE

Timp de reacție: Timpul de reacție al unui șofer este timpul care se scurge între momentul în care șoferul vede obiectul pericolului și momentul în care șoferul tocmai pune piciorul pe plăcuța de frână. Se mai numește și timp de percepție – timp de reacție. Timpul total de reacție poate fi împărțit în patru componente pe baza teoriei PIEV. Multe experimente au arătat că șoferii au nevoie de aproximativ 1,5 până la 2 secunde în condiții normale. Cu toate acestea, luând în considerare diferiții conducători auto, se ia o valoare mai mare. Astfel, IRC sugerează un timp de reacție de 2,5 secunde.

Potrivit teoriei PIEV (Perception Intellection Emotion and Volition), timpul de reacție al conducătorului auto poate fi clasificat după cum urmează:

• Percepția (Recunoașterea sau realizarea faptului că există un indiciu sau un stimul și că necesită un răspuns)
• Intellecția (O interpretare/identificare a stimulului)
• Emoția (Determinarea unei răspuns adecvat la stimul)
• Voliție (Răspunsul fizic care rezultă din decizie)

Să luăm în considerare un șofer care se apropie de un semn de oprire, atunci percepția este procesul prin care șoferul vede semnul. Intellecția este procesul prin care șoferul recunoaște semnul. Emoția este procesul în care el decide să oprească și voința este perioada în care el pune în cele din urmă piciorul pe frână.

Viteza vehiculului: Cu cât viteza vehiculului este mai mare, cu atât mai mare va fi energia sa cinetică și va fi nevoie de o distanță mai mare pentru a opri vehiculul. Prin urmare, pe măsură ce viteza crește, crește și distanța de vizibilitate.

Eficiența frânării: O frână 100% eficientă va opri vehiculul în momentul în care frânele sunt acționate, dar practic acest lucru nu este posibil. Eficiența unei frâne depinde de sistemul de frânare, de vechime, de întreținere, de caracteristicile vehiculului etc. Astfel, este necesară o distanță de vizibilitate mai mare atunci când eficiența frânei este mai mică. Practic, presupunem că eficiența frânei este de aproximativ 50%.

Rezistența de frecare dintre anvelopă și șosea: Când rezistența de frecare este mare, aceasta va opri imediat vehiculul. Astfel, distanța de vizibilitate necesară va fi mai mică. Dar selectarea valorii coeficientului de frecare este foarte complicată din cauza multor variabile. Astfel, acesta are un rol important în ceea ce privește distanța de vizibilitate. Eficiența de frânare și rezistența la frecare sunt luate în considerare împreună la calcularea distanței de vizibilitate. IRC a specificat valoarea coeficientului de frecare longitudinală între 0,35 și 0,4.

Pantă a drumului: Gradientul afectează, de asemenea, distanța de vizibilitate. În timp ce se coboară o pantă, timpul de oprire a vehiculului va fi mai mare din cauza gravitației și, prin urmare, va necesita o distanță de vizibilitate mai mare. Dar în cazul în care se urcă pe o pantă, vehiculul se poate opri imediat și, prin urmare, este necesară o distanță de vizibilitate mai mică.

3.4.3.4 DISTANȚA DE VIZIBILITATE DE OPRIRE (SSD)

Distanța de vizibilitate de oprire (SSD) este distanța minimă de vizibilitate de-a lungul drumului în orice punct care are o lungime suficientă pentru a permite conducătorului auto să oprească un vehicul care se deplasează la viteza proiectată, în condiții de siguranță, fără a intra în coliziune cu orice alt obstacol. Este, de asemenea, denumită distanță de vizibilitate fără depășire sau distanță de vizibilitate fără depășire.

Distanța de vizibilitate de oprire în siguranță este un factor important în ingineria traficului. Este distanța pe care un vehicul o parcurge din momentul în care o situație este percepută pentru prima dată și până în momentul în care decelerația este completă. În proiectarea autostrăzilor, considerăm distanța de vizibilitate egală cu distanța de vizibilitate de oprire în siguranță.

Depinde de următorii factori:

1. O caracteristică a drumului, adică aliniamentul orizontal, aliniamentul vertical, condițiile de trafic și poziția obstacolelor.
2. Înălțimea ochiului conducătorului auto deasupra suprafeței drumului
3. Înălțimea obiectului deasupra suprafeței drumului

ANALIZA DISTANȚEI DE OPRIRE a locului de oprire

Distanța de oprire este formată din două componente:

Distanța de întârziere: Este distanța parcursă de vehicul în timpul timpului total de reacție.

Distanța de întârziere = v*t

Unde, v = viteza de proiectare în m/s

t = timpul total de reacție al conducătorului auto în secunde = 2,5 secunde

Distanța de frânare: Este distanța parcursă de vehicul după acționarea frânelor până în momentul în care vehiculul se oprește brusc. Poate fi obținută prin echivalarea lucrului depus pentru oprirea vehiculului și a energiei cinetice.

Dacă F este forța maximă de frecare dezvoltată și distanța de frânare este l, atunci lucrul depus împotriva forței de frecare la oprirea vehiculului este,

F*l = f*W*l

Unde, W = greutatea vehiculului

Echivalând cu energia cinetică obținem,

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

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

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

Din acest motiv, valoarea SSD = v*t + v2 / (2*g*f)

Unde, v este viteza de proiectare în m/s, t este timpul de reacție în secunde, g este accelerația datorată gravitației în m/s2 și f este coeficientul de frecare.

Dacă există un teren înclinat cu o pantă de ±n%, componenta de gravitație modifică distanța de frânare. Apoi, componenta care modifică forța de frânare este dată de:

W sinα ≈ W tanα = W*n/100

Echivalând cu energia cinetică obținem,

sau, (f *W ± W*n/100) * l = W*v2 / (2*g)

Deci,

l = v2 /

Dacă se ia în considerare, de asemenea, eficiența frânării, atunci distanța totală de vizibilitate este dată de,

SSD = v*t + v2 /

Unde, n = gradul

μ = eficiența frânării

Dacă viteza este în km/oră, atunci,

SSD = 0.278 v*t + v2 /

În practică, distanța de vizibilitate proiectată trebuie să respecte următoarele reguli:

• Pentru traficul pe un singur sens cu o singură bandă de circulație sau pentru traficul pe două sensuri pe drumuri cu mai multe benzi, distanța minimă de oprire este egală cu distanța de vizibilitate de oprire. Acest lucru se datorează faptului că nu există nicio șansă de coliziune a vehiculelor care se deplasează în două direcții opuse. Astfel, aceasta ajută șoferul să poată opri vehiculul pentru a nu intra în coliziune cu vreun obstacol.

Din acest motiv, SSD = SD

• Pentru circulația în ambele sensuri pe o singură bandă, distanța minimă de oprire este dublă față de distanța de oprire deoarece există toate șansele de coliziune a vehiculelor cu cele opuse.

Din acest motiv, SSD = 2*SD

Tabel: Distanța minimă de vizibilitate de oprire conform NRS 2070

.

Dacă timpul de reacție este 2.5 secunde și coeficientul de frecare este 0,42 la 20km/h la 0.28 la 120km/h, atunci creșterea SSD la coborâri este următoarea:

.

3.4.3.5 DISTANȚA DE VIZIBILITATE DE SUPRACOPERIRE (OSD)

Distanța de vizibilitate de depășire este distanța minimă pe o autostradă deschisă la vederea conducătorului unui vehicul pentru a depăși vehiculele lente care se deplasează în față și care se deplasează în aceeași direcție în condiții de siguranță față de traficul din sens opus.

Factorii care afectează OSD sunt:

• Viteza vehiculului care efectuează depășirea, autovehiculul depășit și autovehiculul care vine din sens opus
• Distanța dintre autovehicule
• Capacitatea și timpul de reacție al conducătorului auto
• Rata de accelerare a autovehiculului care depășește
• Gradienta drumului

Multe modele de depășire sunt realizate pentru procesul de depășire, dar datele obținute din observațiile reale și din aceste modele nu sunt foarte fiabile. Pentru modelul următor avem următoarele ipoteze:

• Vehicululul lent depășit se deplasează cu viteză uniformă
• Vehicululul care efectuează depășirea își reduce viteza și urmărește vehiculul lent în timp ce se pregătește pentru depășire
• Vehiculul care efectuează depășirea are nevoie de timp de reacție pentru a percepe situația, a reacționa și a începe accelerarea
• Depășirea se realizează în condiții de plecare întârziată și întoarcere timpurie, iar deplasarea în timpul operațiunii reale de depășire este o deplasare uniform accelerată.

ANALIZA DISTANȚEI DE VIZIBILITATE A SUPRAVEGHERII

Procesul de depășire este prezentat în figura care cuprinde trei părți:

• Distanța parcursă de vehiculul de depășire A în timpul timpului de reacție (t) i.adică (d1)
• Distanța parcursă de vehiculul care efectuează depășirea în timpul timpului de reacție (T) adică (d2)
• Distanța parcursă de vehiculul din sens opus C în timpul operațiunii de depășire în timp (T) adică (d2)
• Distanța parcursă de vehiculul din sens opus C în timpul operațiunii de depășire în timp (T) adică. (d3)

Prin urmare,

OSD = d1 + d2 + d3

Se presupune că vehiculul care efectuează depășirea își reduce viteza față de vehiculul depășit și se deplasează în spatele acestuia în timpul timpului de reacție (t) al conducătorului auto.

Atunci, d1 = vb * t

În timpul operațiunii de depășire, distanța parcursă în timp (T) este,

sau, d2 = 2*s + vb * T

În acest timp, vehiculul este accelerat de la viteza inițială (vb) și se efectuează depășirea pentru a ajunge la viteza finală (v). Atunci distanța parcursă este,

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

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

Or, 2 *s = 0.5 * a * a * T2

Deci,

T = √ (4*s)/a

Când accelerația este dată în kmph,

T = √ (14.4*s)/a

Atunci distanța este dată de,

Orice, d2 = 2*s + vb * √ (4*s)/a

Distanța parcursă de vehiculul C care se deplasează cu viteza de calcul (v) în timpul operațiunii de depășire este dată de:

Sau, d3 = v*T

Din acest motiv, distanța totală de vizibilitate a depășirii este dată de:

:

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

Unde, vb este viteza vehiculului care se deplasează lent în m/s, t este timpul de reacție în secunde, s este distanța dintre cele două vehicule în metri și a reprezintă accelerația vehiculului care efectuează depășirea în m/s2.

Valoarea lui s poate fi găsită din următoarea formulă:

Orice, s = 0,69vb + 6,1

Unde, vb este în m/s

Orice, s = 0,19vb + 6.1

În cazul în care vb este exprimat în km

În cazul în care viteza vehiculului depășit nu este dată, se poate presupune că acesta se deplasează cu 16 km/h mai încet decât viteza de proiectare, adică vb = v – 16

Tabel: Accelerația maximă de depășire în funcție de viteză

Ar trebui să se țină cont de faptul că pe autostrăzile divizate d3ntre ele nu trebuie să se ia în considerare. Pe autostrăzile divizate cu patru sau mai multe benzi, nu este necesar să se prevadă OSD, ci doar SSD este suficient.

3.4.3.6 ZONE DE SUPRAETAJARE

Zonele de supraînălțare sunt acele zone prevăzute atunci când OSD nu poate fi prevăzut pe toată lungimea autostrăzii. Aceste zone includ semne de circulație care informează conducătorul auto cu privire la începutul sau sfârșitul zonei de depășire menținute la distanța OSD. Aceste zone sunt utilizate pentru operațiunile de depășire și sunt marcate cu drumuri largi.

Lungimea minimă a zonei de depășire = 3 * OSD

Lungimea dorită a zonei de depășire = 5 * OSD

3.4.3.7 DISTANȚA DE VIZIBILITATE LA INTERSECȚII

Vizibilitatea pentru conducătorii auto este necesară în zonele de intersecție în care se întâlnesc două sau mai multe drumuri, astfel încât aceștia să poată percepe un pericol și să împiedice producerea oricărui accident. În cazul intersecțiilor, distanța vizuală de oprire (SSD) este asigurată astfel încât șoferii de pe ambele părți să se poată vedea reciproc.

Proiectarea distanței de vizibilitate în intersecții poate fi utilizată în trei condiții posibile:

• Permiterea vehiculului care se apropie să modifice viteza
• Permiterea vehiculului care se apropie să oprească
• Permiterea vehiculului oprit să traverseze drumul principal

3.4.3.8 DISTANȚA DE RETRAGEREA DE LA OBSTRUCȚIUNI

Distanța de retragere este distanța liberă necesară de la linia mediană a unei curbe orizontale până la un obstacol de pe partea interioară a curbei pentru a îndeplini cerințele privind distanța de vizibilitate într-o curbă orizontală. Este, de asemenea, denumită și distanță liberă. Se măsoară perpendicular pe linia mediană a curbei în punctul central al acesteia.

Depinde de:

• Radicul curbei orizontale (R)
• Distanța de vizibilitate cerută (SSD, ISD sau OSD)
• Lungimea curbei care poate fi mai mare sau mai mică decât distanța de vizibilitate cerută

În cazul retragerilor pot apărea două cazuri care sunt următoarele:

Cazul (a) Când lungimea curbei este mai mare decât distanța de vizibilitate necesară (Lc>s)

Să fie α unghiul subînțeles de lungimea arcului (s). În cazul drumurilor cu o singură bandă, distanța de vizibilitate se măsoară de-a lungul liniei centrale a drumului. Din figură,

α = (s/R) c

Pentru jumătatea unghiului central, α/2 = c

Atunci, α/2 = ÌŠ

Distanța de la obstacol până la centru este R cos α/2.

Din acest motiv, distanța de retragere necesară de la linia mediană este,

m = R – R cos α/2

Pentru drumurile cu mai multe benzi,

Atunci, α/2 = ÌŠ

și, m = R – (R-d) cos α/2

Deci, m = R- (R-d) cos ÌŠ

Unde, d = distanța dintre linia mediană a curbei orizontale și linia mediană a benzii interioare în metri. Această metodă este utilă pentru a afla numărul de benzi de circulație.

Cazul (b) Când lungimea curbei este mai mică decât distanța de vizibilitate necesară (Lc<s)

Din moment ce lungimea curbei este mai mică decât distanța de vizibilitate, atunci unghiul (α) la centru este subînțeles cu referire la lungimea curbei circulare (Lc).

Atunci, α/2 = ÌŠ

Distanța m1 = R – R cos α/2

Și, m2 = 0.5*(s – Lc) sin α/2

Atunci distanța de retragere este dată de,

Distanța de retragere (m) = R – R cos α/2 + 0.5*(s – Lc) sin α/2

Pentru drumuri cu mai multe benzi,

Atunci, α/2 = ÌŠ

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

Liberarea obstacolului până la distanța de retragere este importantă atunci când există o pantă tăiată pe partea interioară a curbei orizontale.

.