Abstrakt: Cestná doprava vzhľadom na počet dopravných prostriedkov pohybujúcich sa po komunikáciách a množstvo prepravných výkonov tvorí dôležitú súčasť života ľudí. Jedným z negatívnych účinkov cestnej dopravy je vznik dopravných nehôd. Dopravné nehody s následkom smrti človeka vznikajú podľa dostupných štatistických údajov častejšie pri zníženej viditeľnosti a tme. Článok sa zaoberá vplyvom osvetlenia vozovky na bezpečnosť v súvislosti s rýchlosťou vozidla. Vozidlo sa môže bezpečne pohybovať v závislosti od intenzity osvetlenia prekážok pri zníženej viditeľnosti alebo tme.
Kľúčové slová: bezpečnosť, osvetlenie , dopravná nehoda
JEL: 41
INFLUENCE OF ROAD ILLUMINATION BY VEHICLE HEADLIGHTS ON ROAD TRAFFIC SAFETY
Abstract: Road transport is according to number of vehicles on roads and transport performance very important part of human life. One of the road transport negative effects are traffic accidents. Traffic accidents resulting in death of human happen according to available statistics more often in poor visibility or darkness. Article deals with influence of road illumination on road traffic safety regarding vehicle speed. Vehicle can move safely depending on the illumination of obstacles in poor visibilty or darkness.
Keywords: safety, illumination, traffic accident
1 Úvod
Doprava je kľúčovou súčasťou nášho každodenného života. Spoločnosť nemôže udržať svoj neustály rozvoj bez dopravy a obzvlášť bez cestnej dopravy. Svedčí o tom dlhodobý trend rastúceho dopytu po dopravných výkonoch , Obr. 1. Výhoda cestnej dopravy spočíva najmä v schopnosti prepravovať tovar z miesta výskytu až do miesta spotreby častokrát bez potreby tovar prekladať. Cestná doprava prepravuje tovar a osoby v prijateľnom čase a za prijateľné náklady.
Zdroj: [1]
Obr. 1. Vývoj prepravných výkonov a HDP v EÚ
To ju predurčuje k tomu aby bola často vyhľadávaným typom dopravy. Poukazuje na to aj podiel výkonov cestnej dopravy na celkových prepravných výkonoch, Obr. 2. Negatívom cestnej dopravy sú jej nároky na záber pôdy pre výstavbu dopravnej infraštruktúry, produkcia emisií pri prevádzke dopravných prostriedkov a v neposlednom rade vznik dopravných nehôd s obeťami na životoch. Príčin vzniku dopravných nehôd je veľa. Pre tento príspevok bola zvolená ako príčina znížená viditeľnosť. Legislatíva predpisuje podmienky pre osvetlenie vozidiel, avšak vozidlo vedie vodič, ktorý musí prispôsobiť rýchlosť jazdy vzhľadom na podmienky na ceste a zabrániť tak možnému vzniku dopravnej nehody.
Zdroj: [1]
Obr. 2. Podiel prepravných výkonov podľa typu dopravy v EÚ
2 Vznik dopravných nehôd
Tabuľka 1. poskytuje prehľad dopravných nehôd v závislosti od viditeľnosti v čase ich vzniku. Ako vyplýva z údajov v tabuľke, výrazný podiel nehôd vzniká v čase, keď viditeľnosť bola obmedzená a vodič získaval informácie o situácii na ceste len na základe osvetlenia svetlometmi vozidla alebo v kombinácii s verejným osvetlením vozovky.
Základnou príčinou dopravnej nehody je skutočnosť, že vodič nezastavil pred prekážkou. Porovnaním počtu dopravných nehôd vzniknutých v čase zhoršenej viditeľnosti vyplýva, že z celkového počtu nehôd sa stalo v noci 3601 nehôd a cez deň 10 290. Prepočtom možno zistiť, že cez deň každá 76. nehoda spôsobila smrť človeka, v noci to bola už každá 44. nehoda. Jazda za zníženej viditeľnosti je teda výrazne nebezpečnejšia. Tento rozdiel spočíva v skutočnosti, že najväčšie množstvo informácií získava vodič pomocou zraku [3]. Pokiaľ sa po zotmení zníži viditeľnosť, vodič vizuálne získava menej informácii o situácii pred vozidlom a narastá riziko vzniku dopravnej nehody s následkom smrti.
3 Dráha potrebná na zastavenie vozidla
Vozidlo pohybujúce sa určitou rýchlosťou, potrebuje na zastavenie určitú dráhu. Tá sa skladá z dráhy, ktorú prejde vozidlo počas času reakcie vodiča, dráhy počas oneskorenia bŕzd, dráhy nábehu brzdného spomalenia a samotnej dráhy intenzívneho brzdenia. Reakčný čas vodiča v sebe zahŕňa čas potrebný na to, aby sa informácia dostala z očí do mozgu vodiča, potom nasleduje čas potrebný na vyhodnotenie situácie a následne rozhodnutie brzdiť. Nakoniec vodič presunie nohu na ovládač brzdy. Od okamihu, keď sa pred ním objavila prekážka, až po zastavenie uplynie rôzne dlhý čas v závislosti od jeho sústredenia na vedenie vozidla, fyzický a duševný stav, prípadne iné okolnosti [3]. Približné reakčné časy vodiča sú uvedené v Tabuľke 2. Reakčný čas sa predlžuje s dĺžkou neprerušeného vedenia vozidla a veľký podiel majú aj svetelné podmienky v danom čase. Počas reakcie vodiča sa vozidlo pohybuje nezmenenou rýchlosťou. V Tabuľke 2 sú prepočítané dráhy pre bežné rýchlosti jazdy.
Vodič by mal jazdiť len takou rýchlosťou aby bol schopný zastaviť vozidlo na vzdialenosť, na ktorú má rozhľad. Dráhu potrebnú na zastavenie vozidla je možné podľa [4] vypočítať nasledovne:
(1)
kde
- sz je dráha na zastavenie vozidla [m],
- tR je čas reakcie vodiča [s], vozidlo sa pohybuje nezmenenou rýchlosťou,
- tO je čas oneskorenia brzdy [s], vozidlo sa pohybuje nezmenenou rýchlosťou,
- tN je čas nábehu brzdného účinku [s], na začiatku je spomalenie vozidla rovné 0 m/s2, na konci časového úseku vozidlo dosiahne plné stredné brzdné spomalenie,
- b je plné stredné brzdné spomalenie [m/s2],
- v je počiatočná rýchlosť pri ktorej sa pred vozidlo objavil dôvod brzdiť [m/s],
- vN je rýchlosť vozidla po ukončení nábehu brzdného spomalenia [m/s].
Dráha potrebná na zastavenie vozidla sa mení s viacerými premennými. Pre zjednodušenie predpokladáme priemernú dĺžku reakcie vodiča, ktorý svoju pozornosť sústredil aj na iné činnosti, v súvislosti s vedením vozidla, tR = 1,1 s. Predpokladajme vozidlo v dobrom technickom stave, ktoré má hydraulický brzdový systém tO = 0,05 s a pre vozidlo so vzduchotlakovými brzdami tO = 0,15. Uvažujme s časom nábehu brzdného spomalenia pri hydraulickom brzdovom systéme tN = 0,15 s a pre vozidlo so vzduchovými brzdami tN = 0,20 s. Dráha na zastavenie vozidla sa mení aj s kvalitou povrchu cesty. Uvažujeme preto s rôznym súčiniteľom priľnavosti pneumatík v závislosti od typu a stavu vozovky. Väčšinou je povrch vyhotovený asfaltovou vrstvou, kde typický súčiniteľ priľnavosti na suchom povrchu μ = 0,8. Pri mokrom povrchu predpokladajme zníženie súčiniteľa priľnavosti na 0,6 , na zasneženej vozovke na 0,3 a na ľade 0,1. Hodnota brzdného spomalenia je v závislosti od typu povrchu a jeho stavu tiež rozdielna [5]. Stanovené dráhy na zastavenie vozidla pre rôzne rýchlosti jazdy sú uvedené v Tabuľke 3.
Únava vodiča môže spôsobiť predĺženie reakčného času a tým aj potrebnú dráhu na zastavenie vozidla. Pri rýchlosti vozidla 70 km/h vozidlo prejde každú sekundu 19,4 m. Táto dráha postačuje na spomalenie vozidla pri plnom brzdnom spomalení 7,5 m/s2 o 61,5 km/h.
4 Osvetlenie prekážky na ceste
Vodič je odkázaný na rozpoznanie prekážky na základe osvetlenia vozidla. Výrobca na svetlomete uvádza sklon jeho nastavenia, čo by malo zabezpečiť aby lúč svetla neoslňoval vodiča v protismere. Ak je svetlomet umiestnený vo výške 750 mm, výrobcom požadovaný sklon je 1 %. Na základe výpočtu je možné určiť, že rozhranie svetla a tmy je vo vzdialenosti 75 metrov pred vozidlom. Jedná sa o dosvit svetlometu vozidla. Dosvit svetlometov podľa [6] sa vypočíta pomocou vzťahu :
(2)
kde
- Ds je dosvit svetlometov (m),
- Ss je predpísaný zvislý sklon svetlometu podľa výrobcu (%),
- Ls je výška vzťažného bodu svetlometu (m).
V tejto vzdialenosti vodič ešte nie je schopný rozpoznať prekážku. Ak by sa v tejto vzdialenosti nachádzal chodec, vodič by ho ešte nespozoroval. Aby ho bol schopný rozoznať, musel by sa nachádzať v tzv. rozhľadovej vzdialenosti. Podľa [6] je to maximálna vzdialenosť v koridore pohybu vozidla, kde vodič spozoruje (identifikuje), že sa na vozovke nachádza objekt, ktorý môže bližšie vyhodnotiť (neosvetlený chodec, neosvetlený cyklista, neosvetlené vozidlo). Ak sa vozidlo má pohybovať rýchlosťou zodpovedajúcou dohľadu na chodca oblečeného v čiernom, musí sa pohybovať rýchlosťou podstatne nižšou ako je rýchlosť zodpovedajúca rozhľadu (dohľad na chodca v čiernom je cca 40 % z celkového rozhľadu, v niektorých prípadoch podstatne menej). Skutočnosť, že sa chodec nachádza v oblasti účinne osvetlenej vozovky svetlometmi vozidla ešte neznamená, že ho vodič môže aj skutočne rozpoznať [7]. Ak sa vozidlo pohybuje rýchlosťou zodpovedajúcou dohľadu na chodca oblečeného v bielom, pohybuje sa podstatne vyššou rýchlosťou ako je rýchlosť zodpovedajúca rozhľadu [7].
Zdroj: [7]
Obr. 3. Rozhľadová vzdialenosť vodiča „A“ a dosvit svetlometov „B“
Ak chce vodič jazdiť bezpečne, musí očakávať prekážku s najhoršou možnosťou rozpoznania (chodec v čiernom). Pri osvetlení vozovky stretávacími svetlami má osvetlenú vozovku do vzdialenosti 75 metrov. Na rozpoznanie prekážky však potrebuje aby táto bola osvetlená do výšky 40 – 50 cm. Takto bude osvetlená prekážka vo vzdialenosti 25 – 35 metrov pred vozidlom. Vodič smie jazdiť len takou rýchlosťou aby bol schopný bezpečne zastaviť na vzdialenosť na ktorú má rozhľad. Z Tabuľky 3 je vidieť, že pri suchej vozovke je bezpečná rýchlosť jazdy 50 km/h a na mokrom povrchu už vodič jazdí na hranici možností. Vodiča môže k pocitu zdanlivo bezpečnej jazdy vyššou rýchlosťou zvádzať skutočnosť, že rozhranie svetla a tmy je vo vzdialenosti až 75 metrov. Vodič však neberie do úvahy rozdiel medzi rozhľadom a dosvitom.
Pre rozpoznanie prekážky, musí byť prekážka dostatočne osvetlená. Pojem oblasť účinne osvetlenej vozovky je možné z technického hľadiska vymedziť priemetom svetelného kužeľa do roviny vozovky, pričom tento je ohraničený tzv. izoluxovou krivkou o hodnote 1,50 lx. Pod týmto pojmom sa rozumie účinne osvetlená plocha v rovine vozovky a účinne osvetlený priestor do určitej výšky nad rovinou vozovky. Pokiaľ sa prekážka nachádza na hranici účinne osvetlenej plochy v rovine vozovky, má osvetlený spodný okraj v mieste styku s vozovkou a nemôže byť vodičom ešte pozorovateľná. Pozorovateľnou sa stáva až v čase, keď je účinne osvetlená približne do výšky 0,40 – 0,50 m nad úroveň vozovky [7]. Intenzita svetla je závislá od typu svetlometu v nasledujúcich tabuľkách je uvedená intenzita osvetlenia pre rôzne svetlomety.
Xenónový svetlomet používal pre osvetlenie vozovky diaľkovými svetlami halogénovú žiarovku H1. Xenónové osvetlenie sa využívalo pre stretávacie svetlá. Pri meraní boli svetlomety vozidla nastavené na automatický režim, v ktorom je dynamicky v závislosti od svetelných podmienok upravovaná činnosť svetlometov. V rámci merania nebola simulovaná jazda oproti idúceho vozidla, teda nedošlo k úprave svetelného lúča. Z Tabuľky 4 je vidno, že svetlomety výrazne ovplyvňujú vzdialenosť na ktorú je vozovka dostatočne osvetlená. Tabuľka 5 uvádza maximálne rýchlosti pre bezpečnú jazdu na rôznych povrchoch vozovky.
Tabuľka 5 ukazuje výrazné rozdiely vo veľkosti bezpečnej rýchlosti jazdy. Rozdiely sa objavia aj pri stretávacích svetlách v Tabuľke 6.
Tabuľka 7. uvádza maximálne rýchlosti pre bezpečnú jazdu na rôznych povrchoch vozovky pri stretávacích svetlometoch.
5 Záver
Vodiči si nie vždy uvedomujú rozdiel medzi dosvitom a rozhľadom a jazdia rýchlosťami, ktoré im neumožňujú včas znížiť rýchlosť, prípadne zastaviť vozidlo na vzdialenosti pre rozhľad. Rozhľadová vzdialenosť je menšia ako dosvit, pretože na rozpoznanie prekážky je potrebné jej osvetlenie do určitej výšky a nielen miesto jej kontaktu s vozovkou. Vzhľadom na rôznu intenzitu osvetlenia podľa typu svetlometu je aj vzdialenosť pri ktorej je prekážka účinne osvetlená a rozpoznateľná rôzna. Výpočtom sme preto zistili rozdiel v bezpečnej rýchlosti jazdy pri xenónových a halogénových svetlometoch. Pri suchej vozovke je bezpečná rýchlosť jazdy 61 km/h avšak pri halogénových len 50 km/h. Rovnaké vozidlo preto pri použití halogénových svetlometov musí ísť pomalšie o 11 km/h. Rozdiel medzi týmito druhmi svetlometov je aj pri bezpečnej rýchlosti za iných podmienok stavu vozovky ako mokro, sneh a ľad. Vodiči nejazdia rýchlosťou, ktorá je za daných svetelných podmienok a stavu vozovky, vzhľadom na vyšší podiel usmrtených osôb pri nehodách v noci a za zníženej viditeľnosti. Tejto problematike je preto potrebné venovať dostatočne veľa času pri výcviku vodičov v autoškolách aj pri pravidelnom výcviku vodičov.
6 Literatúra
- https://ec.europa.eu/transport/facts-fundings/statistics/pocketbook-2018_en
- https://www.minv.sk/?statistika-1&rok=2018&mesiac=12
- Učebnica pre autoškoly II. Vogel Media ISBN 80-968035-2-2
- Rievaj, V, Vrabel, J, Hudak, A. Tire inflation pressure influence on a vehicle stopping distances. Int J Traffic Transp Eng 2013; 2: 9–13.
- Šabík, M, Tokař, S. Analýza jízdních manévrú vozidel za snížené adheze: Diplomová práca. Brno. VUT. 2016
- KROPÁČ, František. Problematika znaleckého posuzování střetu vozidla za sníţené viditelnosti. Brno, 2002. Dizertační práce. Vysoké učení technické v Brně Ústav soudního inženýrství)
- KASANICKÝ, G. Zákon č. 8/2009 Z.z. o cestnej premávke a o zmene a doplnení niektorých predpisov a jeho technický výklad. [cit. 2014. 02. 20.] Dostupné na: https://www.ja-sr.sk/files/Clanok_Zakon_8_2009.pdf
- BREZNIK, P.: Dober voznik bom: priročnik. Univerzitetna knjižnica maribor, ISBN 978-961-91400-7-9, str. 96
- Sýkora, M. Kratšie dni, znížená vidieľnosť: Namiesto denných svetiel stretávacie. https://poprad.dnes24.sk/kratsie-dni-znizena-vidielnost-namiesto-dennych-svetiel-stretavacie-254535
Autori:
Vladimír RIEVAJ 1, Ján GAŇA 2
Tituly a pôsobisko autorov:
1doc. Ing. Vladimír Rievaj, PhD., Žilinská univerzita v Žiline, FPEDAS, Katedra cestnej a mestskej dopravy, Univerzitná 1, Žilina, 010 26, Slovenská republika, E-mail: vladimir.rievaj@fpedas.uniza.sk
2Ing. Ján Gaňa, Žilinská univerzita v Žiline, FPEDAS, Katedra cestnej a mestskej dopravy, Univerzitná 1, Žilina, 010 26, Slovenská republika, E-mail: gana@bte.sk
VYTLAČIŤ