Vo väčšine veľkých miest je v dnešnej dobe snaha o zefektívnenie systémov MHD a to najmä odstránením negatívnych vplyvov IAD postupným zavádzaním prvkov preferencie mestskej dopravy. V snahe zmierniť tieto dopady sa v jednotlivých mestách budujú vyhradené jazdné pruhy pre vozidla MHD, zjednosmerňujú sa ulice, či zavádzajú zákazy vjazdu vozidiel IAD do centrálnych oblasti miest. Jedným z účinných opatrení znižovania zdržaní MHD je zavádzanie preferencie na svetelne riadených križovatkách, ktoré MHD spôsobujú rozsiahle časové straty. Pri takomto spôsobe preferencie je však potrebné zabezpečiť detekciu vozidiel. Na trase linky v blízkosti križovatiek existujú tzv. prihlasovacie body, v ktorých sú vozidla detekované a zároveň sú z nich vysielané všetky potrebné informácie pre udelenie preferencie. V minulosti bola detekcia vozidiel zabezpečená najmä pomocou kontaktných detektorov, ktoré však neumožňovali vysielanie potrebných informácií, ale v súčasnosti sa na detekciu vozidiel využívajú inteligentné dopravné systémy (IDS) umožňujúce prenos všetkých údajov, na základe ktorých je možné vozidlám MHD prideľovať signál „voľno“.
Preferencia vozidiel MHD
Preferenciou vozidiel mestskej hromadnej dopravy sa rozumie, poskytnutie definovanej prednosti týmto vozidlám na svetelne riadených križovatkách a tým zabezpečenie čo možno najplynulejšieho prejazdu vozidla križovatkou a minimalizáciu časových strát pri čakaní na križovatke. Charakter jazdy vozidiel mestskej hromadnej dopravy sa značne líši od jazdy osobných vozidiel. Je to spôsobené zastavovaním autobusov na zastávkach medzi križovatkami, nástupom a výstupom cestujúcich. To znamená, že rýchlosť hromadnej dopravy je nižšia, ako rýchlosť osobných vozidiel. Ako vidieť na obrázku 1, ktorý znázorňuje diagram dráha- čas pre pohyb vozidiel MHD a pre zhluky vozidiel IAD, nižšia rýchlosť MHD spôsobuje, že vozidlá mestskej dopravy nie je možné zaradiť do výpočtu koordinácie, ktorá sa počíta pre relatívne kompaktné zhluky vozidiel. Teda križovatky so svetelnou signalizáciou, ktoré sú zaradené do koordinácie spôsobujú najväčšie časové straty (oneskorenia) mestskej hromadnej dopravy. Oneskorenia spôsobené svetelnou signalizáciou dosahujú hodnoty v rozmedzí 10-30 % z celkového oneskorenia. Znižovaním týchto oneskorení sa znižuje nie len čas jazdy, ale zároveň sa zvyšuje rýchlosť, dokonca je možné zníženie počtu vozidiel pre rovnaké časové intervaly cestovného poriadku.
Obr. 1 Diagram dráha- čas
Preferencia je umožnená prispôsobením signálneho plánu svetelne riadenej križovatky a to buď pomocou pasívnej alebo aktívnej preferencie:
- pasívna preferencia vychádza z preddefinovaných signálnych plánov, vypočítaných na základe historických údajov z dopravných prieskumov. Ide o najlacnejšie metódy, ktoré však nereagujú na okamžitý stav verejnej dopravy.
- aktívna preferencia znamená zabezpečenie prioritného prejazdu vozidiel hromadnej osobnej dopravy križovatkou s využitím technických prostriedkov identifikácie vozidiel, ktoré dávajú informáciu o polohe vozidla, príslušnosti k linke, o stupni dôležitosti pre preferenciu, presnosti jazdy podľa cestovného poriadku a pod. Úlohou je bezpečne a rýchlo zmeniť stav svetelnej signalizácie križovatky podľa požiadaviek prichádzajúcich vozidiel hromadnej osobnej dopravy. Vozidlo mestskej hromadnej dopravy, prostredníctvom špeciálneho detektora, vyvolá takú zmenu signálneho plánu, že prejde križovatkou bez alebo s malým oneskorením.
Preferenciu vozidiel MHD je možné zabezpečiť viacerými technickými riešeniami. Aby sme mohli samotnú preferenciu zavádzať sú potrebné mikroprocesory, ktoré je možné naprogramovať tak, aby dokázali plniť požiadavky vozidiel MHD v reálnom čase a umožňovali meniť priebeh riadenia v prospech MHD. Ďalším prvkom preferencie je detekcia, tzn. možnosť prihlásenia a odhlásenia požiadaviek vozidiel MHD na signál „voľno“. Využíva sa viacero technológií, ktoré sú dané miestnymi podmienkami a technikou vývoja.
Detekciu vozidiel MHD je možné zabezpečiť použitím viacerých IDS, ktoré umožňujú prenos potrebných informácií o polohe vozidla, príslušnosti k linke, o stupni dôležitosti pre preferenciu a pod., po vyhodnotení ktorých je možné konkrétnemu vozidlu prideliť signál „voľno“.
Inteligentné dopravné systémy
IDS (dopravná telematika) integruje informačné a telekomunikačné technológie s dopravným inžinierstvom za podpory ostatných súvisiacich odborov (ekonomika, teória dopravy, systémové inžinierstvo a pod.) tak, aby pre existujúcu infraštruktúru zabezpečili systémy riadenia dopravných a prepravných procesov pre zvýšenie prepravných výkonov, efektivity dopravy, zvýšila sa bezpečnosť, komfort prepravy a pod. Pojem ITS zahrňuje informačnú a telekomunikačnú podporu dopravného procesu. Inteligentné dopravné systémy teda umožňujú efektívne spojenie zdroja a cieľa, poskytujú informácie o dopravnom procese a integrujú viacero druhov dopráv do jednotného systému. Základná definícia teda zjednodušene hovorí, že systémy, ktoré označujeme ako inteligentné, pracujú v zdieľanom informačnom a telekomunikačnom prostredí.
Detekcia pomocou infračervených majákov
Obrázok 2 zobrazuje schému aktívnej preferencie, ktorá je zabezpečovaná rádiovou komunikáciou cez vozidlový počítač príslušného vozidla a radiče svetelného signalizačného zariadenia. Vozidlo pomocou vozidlového počítača vyhodnotí signál z infračerveného majáku a tým zistí polohu vozidla. Následne vozidlový počítač vyšle do radiča signalizačného zariadenia rádiovú informáciu, ktorá obsahuje potrebné informácie o linke, smere, vzdialenosti a smere vozidla pred križovatkou. Radič zaslanú informáciu vyhodnotí a nastaví zodpovedajúci sled fáz alebo fázy pre prichádzajúce vozidlo MHD.
Obr. 2 Schéma aktívnej preferencie pomocou rádiovej komunikácie
Systém TIRIS
TIRIS (The Texas Instruments Registration and Identification System) je systém, ktorý je využívaný na detekciu vozidiel MHD v meste Leeds. Po zavedení systému došlo k redukcii cestovného času na autobusoch vybavených týmto zariadením o 8% počas rannej špičky.
TRIS je rádiofrekvenčný systém identifikácie (RFID) založený na nízkofrekvenčnej FM prenosovej technike. Jadro systému je tvorené malým vysielačom (tagom), ktorý obsahuje malý čip s anténou a pamäťou. Vysielače slúžia na ukladanie a prenos informácií pomocou elektromagnetických vĺn. Pomocou vĺn vyžarovaných z čítacieho zariadenia dôjde k nabitiu čipu a následne sa dáta uložené v čipe bezdrôtovo prenesú späť do čítacieho zariadenia.
TRIS vysielač (tag) má valcovitý tvar. Priemer valca je približne 25mm a vrátane plastického obalu je vysielač dlhý 125mm. Pripevnený je na podvozku autobusu. Samotný vysielač je umiestnený kolmo vo vnútri plastikového držiaku, ktorý je určený na jeho umiestnenie približne 100mm od kovového povrchu, na ktorý je pripojený (Obr. 2). TIRIS čítač je umiestnený na kovovom podstavci na kraji komunikácie. Čítač poháňa anténu, ktorá je inštalovaná vo vozovke v tvare obdĺžnikovej slučky vytvorenej z kábla. Dĺžka slučiek sa pohybuje v rozmedzí 1 až 5 m. Slučky, ktoré zabezpečujú detekciu vozidiel MHD sú umiestnené medzi autobusovými zastávkami a stopčiarami na križovatkách. To umožňuje, aby sa dobre odhadol čas príchodu vozidla ku križovatke.
Obr. 2: TIRIS jednotka
Využívanie systémov AVL a GPS
Využívanie AVL systému vytvorilo možnosti pre zavedenie flexibilnej stratégie určenej pre preferenciu MHD na základe výkonov. Jedna z týchto metód je diferenciálna preferencia, kde je možné meniť úroveň preferencie MHD v závislosti od preferenčných požiadaviek jednotlivých vozidiel MHD. Takáto koncepcia bola implementovaná v Londýne (obr. 3).
Obr. 3 Architektúra preferencie MHD v Londýne
Pri tomto spôsobe sú prioritné požiadavky stanovené v AVL centre a posielané do každého autobusu prostredníctvom normálneho hlásiaceho cyklu. Každá požiadavka je následne poslaná z konkrétneho autobusu k nasledujúcej svetelnej signalizácii, pričom na jej prenos sa používa maják umiestnený na okraji komunikácie. Udelenie preferencie je riadené pomocou dopravného riadiaceho systému (napr. SCOOT). Skúšky ukázali, že zavedením tohto systému je možné dosiahnuť značne zlepšenie pravidelnosti, ktoré sa prejaví v znížení čakacích dôb cestujúcich na zastávkach MHD.
Ďalším systémom, ktorý je využívaný v Londýne je systém známy ako iBUS systém. Ide o komplexný AVL systém založený na GPS a podporných technológiách pre stanovenie polohy autobusu na sieti a GPRS pre prenos dát. Autobusové rádio prostredníctvom GPRS odosiela údaje o svojej polohe do centrálneho počítačového systému približne každých 30 sekúnd. Na zabezpečenie preferencie na svetelne riadených križovatkách sú v palubnom počítači predefinované polohy detektorov umiestnené na trase linky. Tieto detektory sú tiež známe ako „virtuálne detektory“, pretože na sieti nie sú fyzicky prítomné. Predefinované súradnice virtuálnych detektorov sú porovnávané so skutočnou polohou autobusu na sieti na základe navigačného systému vozidla. Po prejdení vozidla cez virtuálny detektor je vyslaná preferenčná požiadavka (Obr. 4).
Obr. 4 Jednoduché znázornenie preferencie MHD pri použití systému iBUS
Pri tomto spôsobe dostane každý autobus informáciu o jeho polohe z palubnej GPS jednotky každú sekundu a neustále je monitorovaný riadiacim centrom. Monitorovanie je vykonávane prostredníctvom hlásenia autobusov v 30-60 sekundových intervaloch, okrem informácií o príchodoch vozidiel na zastávku, ktoré autobusy vysielajú pri každom odchode z autobusovej zastávky. Riadiace centrum informácie o polohe vozidla využíva na aktualizáciu polôh vozidiel v systéme a na kalkulovanie odchýlok autobusov (môžu slúžiť na vyvolanie preferencie). Ako náhle vozidlo prichádza do blízkosti svetelnej signalizácie, je detegované (virtuálnym detektorom umiestneným na vstupe) a následne je mu pridelená preferencia.
S nárastom individuálnej automobilovej dopravy (IAD) v centrálnych oblastiach miest vznikajú mnohé problémy, ktoré musia mesta riešiť. Jedným z nich je zaistenie efektívnej prepravy osôb, ktorú je možné zabezpečiť buď rozvojom siete pozemných komunikácií alebo zvyšovaním efektivity jej využívania. Zvyšovanie efektivity využívanie už existujúcej siete pozemných komunikácií je možné zabezpečiť budovaním systémov MHD. Jednoduchým príkladom je prepočet priestorovej náročnosti dopravných prostriedkov, kde autobus prepravujúci 180 cestujúcich zaberie 45m2 komunikácie čomu zodpovedá 5 osobných automobilov (OA), ktoré v našich podmienkach prepravujú približne 10 cestujúcich. Z uvedeného vyplýva, že prostriedok MHD je 18- krát efektívnejší. Avšak prudký nárast IAD ma za následok znižovanie výkonov mestskej hromadnej dopravy (MHD), kde v susedných štátoch, tak ako aj u nás, sa postupne zmenil predchádzajúci pomer MHD k IAD z približne 80:20 na dnešných 30:70. Tento jav je sprevádzaný mnohými negatívnymi dopadmi, či už na životné prostredie, plynulosť a bezpečnosť dopravy, funkčnosť dopravného systému miest ako celku, tak aj na z toho vyplývajúcu nespokojnosť obyvateľov a návštevníkov týchto miest.
Dostupné štúdie poukazujú na to, že pri znížení času premiestnenia o 10 % sa zvýši prechod z individuálnej dopravy na hromadnú dopravu o 4,6 %. Ak sa zníži čas premiestnenia o 50 %, zvýši sa prechod z individuálnej dopravy na hromadnú dopravu o takmer 25 %.
Využívanie IDS výrazne prispieva k zvyšovaniu konkurencieschopnosti MHD, nie len znižovaním časov zdržania na svetelne riadených križovatkách, ale je možné ich využiť v oblasti poskytovania aktuálnych informácií cestujúcim, či už priamo vo vozidle, alebo pomocou informačných tabúľ na zastávkach.
autor: Jana Kupčuljaková
[1] Ing. Jana Kupčuljaková, University of Žilina, Faculty of Operation and Economics of Transport and Communication, Department of Road and Urban Transport, Univerzitná 1, 010 26 Žilina, Slovakia, jana.kupculjakova@fpedas.uniza.sk
Použitá literatúra
[1] FOX, K., MONTGOMERY, F., SHEPHERD, S., SMITH, Ch., JONES, S., BIORA, F., Bus priority in SCOOT and SPOT using TIRIS in DRIVE II project PRIMAVERA [elektronický zdroj]. [január 2013] dostupné na: http://www.its.leeds.ac.uk/projects/primavera/tiris.html
[2] GARDNER, K. Review of Bus Priority at Traffic Signals around the World. [online]. 2009. [cit. 2012-04-20]. Downloadable from:http://www.trg.soton.ac.uk/research/bus/ UITP _WORKING_GROUP_Interaction_of_buses_signals_at_road_crossings-FINAL_ REPORT_V2.0-April_2009.pdf.
[3] KALAŠOVÁ, A.: Inteligentné dopravné systémy – základ trvalo udržateľného rozvoja.
Svet dopravy [elektronický zdroj] : vedecký – recenzovaný online magazín. – ISSN 1338-9629. – 2012. – Č. 0 (2012), s. 4-10. dostupné na: http://www.svetdopravy.sk/wp-content/uploads/2012/10/0_2012_svet_ dopravy 6.pdf[4] KALAŠOVÁ, A. – ČERNICKÝ, Ľ.: National system of traffic information and benefits for road traffic safety. Doprava a spoje [elektronický zdroj] : internetový časopis. – ISSN 1336-7676. – 2011. – Č. 2 (2011), s. 38-43. – http://fpedas.uniza.sk/dopravaaspoje/2011/2/Kalasova.pdf.
[5] VEIGL, B. – KAJDI, K.: Preferencia mestskej hromadnej dopravy v Bratislave. [elektronický zdroj]. [jún 2011] dostupné na: =PREFERENCIA+MESTSKEJ+HROMADNEJ+DOPRAVY+V+BRATISLAVE&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-a
[6] Preference vozidel MHD na křižovatkách řízených SSZ. [elektronický zdroj]. [jun 2011] dostupné na: http://www.svsmp.cz/Files/svs/dopravni_pruzkumy/ doprava_ 2008/07 _R8_06SSZ.pdf
[7] ŽELEZNÝ, R.: Preference provozu veřejně dopravy je významnou funkcí zdravého rozvoje města. From horse-drawn railway to high-speed transportation system. 17.-19.04.2007, Prague
VYTLAČIŤ