Projekt techniczny-wykonawczy

Transkrypt

Drogowe Systemy Automatyki sp. z o.o.
Wrocław, ul Borowska 1/3a
Tel /fax. (71) 79 45 991, www.dsa-wroclaw.com
Projekt techniczny-wykonawczy
Nazwa inwestycji :
Modernizacja sygnalizacji świetlnej
akomodacyjnej na skrzyŜowaniu
ul. 1’go maja, Kościuszki, Białogórskiej
w Bogatynii
Inwestor :
Burmistrz Miasta i Gminy Bogatynia
Urząd Miasta i Gminy
Wydział Inwestycji i Zamówień Publicznych
59-920 Bogatynia, ul. Daszyńskiego 1
Projektował : mgr inŜ. Ryszard Pisarski
Wrocław, marzec 2006r.
1
Opis techniczny
1. Cel opracowania
Celem opracowania jest przygotowanie dokumentacji i danych do modernizacji sygnalizacji
świetlnej akomodowanej na skrzyŜowaniu ul. 1-go maja / Kościuszki / Białogórskiej w
Bogatynii, która ma
zapewnić bezpieczeństwo wszystkim uŜytkownikom drogi, w
szczególności uczniom szkół poprzez regulowanie kolizyjnych strumieni ruchu grup
kołowych i pieszych bez znaczącego ograniczenia przepustowości drogi głównej oraz
dostosowanie do nowych wymogów UE, poprawić elastyczność sterowania ruchem oraz
zmniejszyć energochłonność urządzeń instalacji elektrycznej.
2. Dane do opracowania
•
•
•
•
•
•
•
Pomiary natęŜenia strumieni ruchu na skrzyŜowaniu z 25 marca 2006
Pomiary parametrów elektrycznych istniejących kabli sygnalizacyjnych i detekcyjnych.
Projekt pierwotny z lipca 2001r : PT budowlano-wykonawczy „Sygnalizacja świetlna na
skrzyŜowaniach Daszyńskiego-Pocztowa-Armii Czerwonej i Białogórska-1 MajaPl.Bohaterów Warszawy” autorstwa „PW Elmont” Kostrzyń zatw.dec WBiA SP w
Zgorzelcu nr IIBA-7351.0/Bo-200/2001 z dnia 12.09.2001
Zapisy z obserwacji ruchu na skrzyŜowaniu.
Szkice i zdjęcia
Mapa do celów projektowych w skali 1:500
Normy i przepisy branŜowe
3. Opis stanu istniejącego
Ulica 1go maja w Bogatynii jest częścią drogi powiatowej prowadzącej z Bogatynii w
kierunku Sieniawki . Przejście przez ulicę 1’go Maja jest głównym punktem przekraczania
jezdni przez dzieci i młodzieŜ podąŜającą do Szkoły Podstawowej nr1. Wlot ul.Białogórskiej
tworzy w tym miejscu skrzyŜowanie typu T. Droga główna – ul. 1go maja jest obecnie
dwupasowa – po jednym pasie do jazdy na wprost w kierunkach przeciwnych. Nawierzchnia
drogi głównej jest w stanie dobrym, posiada teŜ miejscami odnowione chodniki, krawęŜniki i
obrzeŜa co ma istotne znaczenie przy planowaniu ruchu pieszych. Szerokość jezdni ok.7 m.
Ruch kołowy osiąga największe natęŜenie w godzinach szczytu. Udział pojazdów cięŜkich
łącznie z ciągnikami rolniczymi w tym strumieniu jest mały – ok. 4% pojazdów. Wlot
podporządkowany przenosi ok. 30% całego ruchu i w większości jest to strumień pojazdów
osobowych. Ze względu na długi odcinek prostej drogi - od strony ul.Białogórskiej
zaczynający się zjazdem z góry - pojazdy poruszają się tu nadmiernie szybko dlatego obecny
układ ruchu bez odległej detekcji i bez pomiaru prędkości pojazdów dojeŜdŜających jest
stosunkowo niebezpieczny.
W ruchu pieszych zasadniczym problemem w obecnym - fazowym algorytmie sterowania
jest długi czas oczekiwania na światło zielone (oczekiwanie do zakończenia fazy) przy bardzo
krótkim przejściu co skłania pieszych do przechodzenia na czerwonym sygnale. Najbardziej
jednak niebezpieczny jest sposób sterowania przejściem dla pieszych przez ul. Białogórską,
które otrzymuje sygnał zielony współbieŜnie z sygnałem zielonym dla grup kołowych K1 i
K2 co powoduje najeŜdŜanie pieszych wchodzących na przejście
2
4. Stan projektowany do wdroŜenia.
Celem podstawowym modernizacji sygnalizacji świetlnej, która obecnie steruje ruchem na
przedmiotowym skrzyŜowaniu jest dostosowanie standardów aparatury i osprzętu
sygnalizacyjnego do nowych wymogów bezpieczeństwa ruchu po wstąpieniu Polski do Unii
Europejskiej a zawartych w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z lipca 2003r. Ponadto
celem jest opracowanie algorytmu sterowania optymalizującego przepustowość
poszczególnych wlotów a przez to poprawę elastyczności sterowania, dynamiczne
zarządzanie ruchem, skrócenie czasu oczekiwania na sygnał zielony dla wszystkich grup
ruchu poprzez acykliczny algorytm. Jednocześnie modernizacja powinna przyczynić się do
znaczącego obniŜenia zuŜycia energii elektrycznej.
ZałoŜenia ogólne : rzut poziomy przedmiotowej sygnalizacji pozwala zauwaŜyć, Ŝe
przejście dla pieszych P2a jest znacznie oddalone od centrum skrzyŜowania co w
obliczeniach czasów kolizyjnych przynosi duŜe straty czasu na ewakuację. Jednocześnie
przejście to zostało wyposaŜone w odrębny zestaw sygnalizatorów K2a i K2b zapewniający
sterowanie tym przejściem w sposób niezaleŜny od pozostałych grup na skrzyŜowaniu co nie
zostało wykorzystane w obecnie działającym algorytmie. Obserwacje wykazały, iŜ piesi
przechodzą tu stale na sygnale czerwonym poniewaŜ przejście jest krótkie (6,5m) a czas
oczekiwania na zielone światło wynosi średnio 55s, bo powiązane jest z resztą skrzyŜowania .
ZałoŜenie podstawowe modernizacji algorytmu polega na wdroŜeniu sterowania
rozproszonego – niezaleŜnego dwóch obszarów skrzyŜowania, którymi moŜna zarządzać z
jednego sterownika ( sterownik musi posiadać moŜliwości sterowania rozproszonego) . Zalety
takiego rozwiązania to niezaleŜne ale skoordynowane zarządzanie sygnałami i awariami
(awaria lampy lub detektora w obszarze A nie powoduje wyjścia z pracy kolorowej w
obszarze B i na odwrót), skrócenie czasów oczekiwania na sygnał zielony, a przez to
ograniczenie frustracji kierowców i pieszych, a zatem podniesienie poziomu bezpieczeństwa.
Przyjęcie powyŜszych załoŜeń odzwierciedlone zostało w tablicy odległości i tablicy czasów
kolizyjnych jak równieŜ w programach sygnalizacji.
Oznakowanie poziome jest obecnie na skrzyŜowaniu dobrze widoczne lecz podczas
modernizacji sygnalizacji będzie wymagało odnowienia i uzupełnienia.
Konstrukcja nośna sygnalizacji – bazuje na masztach typu HY i nie wymaga wymiany.
Podczas modernizacji naleŜy konstrukcje odnowić poprzez zdjęcie starej warstwy farby,
wygładzenie powierzchni poprzez szlifowanie i nałoŜenie nowej warstwy farby
antykorozyjnej a po niej warstwy farby nawierzchniowej w kolorze jasnoszarym. Do
istniejących masztów HY naleŜy dobudować-zamocować w górnej ich części dodatkowe
maszty fi50 dla projektowanych radarów w taki sposób, by radary znajdowały się na
wysokości min.4,5m od poziomu jezdni.
Sygnalizatory Ŝarówkowe naleŜy zdemontować i w ich miejsce zainstalować sygnalizatory
LED fi 300, których pobór mocy dla poszczególnych kolorów wynosi ok. 7 W a nie
przekracza poziomu 12W przy zachowaniu barw, luminancji i pozostałych parametrów
wymaganych Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 3.07.2003. Sygnalizatory
muszą być całkowicie szczelne i odporne na zmienne warunki atmosferyczne występujące w
klimacie umiarkowanym. Powinny być mocowane dwupunktowo. Zaleca się sygnalizatory
markowe np. firm Zaberd/Zelisko lub Siemens. Sygnalizatory dla grup kołowych pozostają
ogólne. Zdemontować naleŜy sygnalizatory tzw. „strzałki w prawo” a pozostające końcówki
kabli naleŜy zapiąć na rozgałęźniku wewnątrz sygnalizatora kołowego na maszcie HY i
wykorzystać do zasilania radarów detekcyjnych odpowiednich grup.
Kable istniejące łączące sterownik z sygnalizatorami i detektorami prowadzone są w
kanalizacji kablowej z rury PCV110. Pomiary parametrów elektrycznych tych kabli wykazują
bardzo dobrą izolację a wizualna ocena stanu technicznego pozwala bez zastrzeŜeń
3
zakwalifikować je jako nadające się do dalszej eksploatacji. Dla planowanych radarów
detekcyjnych naleŜy wciągnąć odrębne kable YKSY 5x1 lub 7 x 1.
Detekcja pojazdów i pieszych jest dotychczas realizowana poprzez przyciski na masztach
i pętle indukcyjne (2x1m) w jezdni kontrolujące obecność pojazdów na poszczególnych
pasach w odległości 3m od linii zatrzymania oraz poprzez pętle wydłuŜające (12x1,5m) w
odległości 20 i 30 m od linii zatrzymania. Przyporządkowanie i funkcje detektorów zawiera
tabela nr2. W sytuacji awarii pętli sterownik przechodzi w stan pracy awaryjnej –
stałoczasowej. Pomiary elektryczne pętli w jezdni wykazały brak zamknięcia obwodów
niektórych detektorów co oznacza, Ŝe zostały one uszkodzone podczas remontów
cząstkowych nawierzchni w obrębie skrzyŜowania. Okres napraw nawierzchni po zimie moŜe
spowodować dalsze uszkodzenia pozostałych detektorów pętlowych dlatego ze względu na
przewidywany acykliczny algorytm sterowania grupami (umoŜliwiający płynne przejeŜdŜanie
pojazdom jadącym z dozwoloną prędkością) naleŜy zainstalować dodatkowo, na kaŜdym
maszcie HY z sygnalizatorem kołowym, radary detekcyjne mikrofalowe 24 GHz kontrolujące
odległość i prędkość pojazdów, zastępujące pętle długie. Ustawienia parametrów radarów :
kierunek = zbliŜanie, szerokość wiązki =3m, prędkość min = 3 km/h, prędkość max = 55
km/h, stan zgłoszenia = styk zwarty, stan bez zgłoszenia = styk rozwarty, stan awarii = styk
zwarty. Awaria detekcji radarowej zdefiniowana jest następująco : [ jeŜeli R(nr grupy)(T) = 1 dla
T>3 minuty tj. zgłoszenie ciągłe ponad 3 minuty] to występuje awaria R(nr grupy), naleŜy
przejść na sterowanie awaryjne stałoczasowe. Na maszcie K2b (ul.Kościuszki od strony wlotu
ul 1’go maja) naleŜy zainstalować 2 radary, z których pierwszy zastąpi pętlę na linii
zatrzymania (ustawienie Vmin=1km/h), drugi pętlę długą. Strefy detekcji nałoŜą się
kontrolując cały odcinek od wlotu ul. Białogórskiej do linii zatrzymania przy przejściu P2.
KaŜdy radar naleŜy zamontować na nadbudowanym maszcie stalowym (minimum
fi50/2mm) nad sygnalizatorem danej grupy na wysokości ok. 4,5m od podstawy wg
załączonego rysunku i skierować na pas przypisany do sygnalizatora, nad którym jest
zainstalowany. Ustawienia radarów naleŜy wykonać pod nadzorem przedstawiciela dostawcy
radarów lub projektanta z firmy DSA. Najczęściej stosowane w Polsce, sprawdzone pod
względem niezawodności i skuteczności pracy radary to urządzenia firmy Capsys (Francja)
bądź firmy AGD (Anglia). Zaleca się jednak radary francuskie z powodu szerszej skali
ustawień (od Vmin=1 km/h z krokiem ∆V=1km/h) i prostej obsługi.
Dla grupy K4 zaprojektowano specjalny układ detekcji (zamiast stosowania radaru),
którym jest obwód przekaźnika zwieranego napięciem z wyjścia sygnału zielonego grupy
K2a. Zgłoszenie jest realizowane poprzez styk zwarty przekaźnika. W algorytmie all red
zgłoszenie opisano jako [ Det.K4=1 ]. Grupa K4 przejmuje w całości strumień ruchu od grupy
K2a dlatego sygnał zielony na K2a moŜe być traktowany jako zapotrzebowanie otwarcia dla
K4. Fizycznie naleŜy zabudować w sterowniku przekaźnik np. typ G2R-1-230AC Omron i
zasilić z wyjścia K2a, styk natomiast podłączyć do wejścia detektora grupy K4. Nie naleŜy
zgłoszenia realizować programowo ze względu na przejrzystość obwodów detekcji –
zgłoszenie wirtualne moŜe dezorientować słuŜby utrzymania lub inŜynierów ruchu
planujących w przyszłości rozbudowę lub zmiany w sygnalizacji. Przekaźnik naleŜy opisać
„Det. K4” i zamocować na podstawce w sąsiedztwie modułów detekcji w sterowniku.
Przyciski dla pieszych naleŜy wymienić na nowe, posiadające funkcję wizualnego
potwierdzenia zgłoszenia (podświetlanie), zasilanych napięciem 24V, zabudowanych w
odpornej na zniszczenia obudowie, bez ostrych krawędzi, wystających śrub itp. o barwie
skontrastowanej z kolorem konstrukcji masztu, opisanych na obudowie lub tabliczce obok
przycisku tekstem : „Naciśnij przycisk aby otrzymać zielone światło” lub podobnym.
Organizacja ruchu - jak wspomniano wyŜej jezdnia na wszystkich wlotach podzielona jest
na 2 pasy do jazdy w przeciwnych kierunkach przy czym przejście dla pieszych przez ul.
4
Kościuszki (P2) jest oddalone od centrum skrzyŜowania o ok. 60m. Wobec takiego ułoŜenia
sygnalizacja dzieli się na 2 obszary tj A – obszar wlotu ul.Białogórskiej (centrum
skrzyŜowania) oraz B – obszar przejścia dla pieszych przez ul. Kościuszki, które będzie
sterowane niezaleŜnie od części A skrzyŜowania. Podkreślenia wymaga sposób sterowania
przejściem P2 (obszar B), gdzie sygnalizatory kołowe K2a i K2b mimo iŜ sterują grupami
niekolizyjnymi tylko w obrębie przejścia są traktowane w algorytmie jako 2 odrębne grupy
sygnałowe. Oznacza to, Ŝe sygnalizator K2a moŜe podawać sygnał zielony bo otrzymał
zgłoszenie od R20 lub D22 podczas gdy sygnalizator K2b będzie podawał sygnał czerwony,
bo nie ma zgłoszeń od R21 lub R22. Sterowanie takie pozwoli zachować kontrolę prędkości
na tym odcinku a przez to wyŜszy stopień bezpieczeństwa na przejściu dla pieszych. Nie
naleŜy więc grup K2a i K2b łączyć pod jedno wyjście lub otwierać bez zgłoszenia .
Łącznie na przedmiotowym skrzyŜowaniu jest 8 grup uczestników ruchu tj. pięć grup
kołowych i trzy piesze. Podczas pomiarów ruchu na skrzyŜowaniu zaobserwowano, iŜ
pojazdy z grupy K1 w równym stopniu rozpraszają się na wylot w ul.Kościuszki jak i w
Białogórską, a kierowcy nie traktują prawoskrętu w Białogórską jako typowego skrętu w
prawo (łuk jest łagodny), lecz jak jazdę po prostej przechodzącej w łuk. To powoduje, Ŝe
przejście dla pieszych przez Białogórską (P3) jest najeŜdŜane bez zachowania naleŜytej
ostroŜności. Planując zmiany na skrzyŜowaniu przyjęto zatem, iŜ grupa P3 jest w kolizji z
grupą K1 ( dotychczasowy program traktuje je jako grupy bezkolizyjne). Zmiany zostały ujęte
w obliczeniach i nowych programach sygnalizacji przez co wpłyną znacznie na poprawę
bezpieczeństwa pieszych w tym miejscu. Dodatkowy punkt kolizyjny komplikuje podział
czasu przydzielanego poszczególnym strumieniom ruchu lecz rozbudowanie układu detekcji
pozwala zastosować bardziej optymalny algorytm, który „odda” stracony czas w innym
punkcie programu.
Algorytm sterowania oparto na załoŜeniu, Ŝe sygnalizacja powinna wymusić uspokojenie
ruchu w obrębie skrzyŜowania, a jednocześnie nie tamować strumienia pojazdów stabilizując
prędkość na poziomie 40-50km/h oraz elastycznie reagować na asymetrię obciąŜeń w
poszczególnych grupach. NaleŜy wdroŜyć acykliczne sterowanie grupami – nie fazami!- ze
względu na obserwowaną duŜą asymetrię obciąŜeń grup w funkcji czasu i niebezpieczne
przyzwyczajenia kierowców. Pozwoli to równieŜ zapewnić sygnał zielony pojazdom jadącym
z dozwoloną prędkością. Wobec tych wymagań najbardziej optymalne sterowanie grupami
zapewni algorytm „all red” z odpowiednio dobranymi parametrami w programie sygnalizacji.
Cechą charakterystyczną sterowania akomodacyjnego „all red” jest światło czerwone na
wszystkich sygnalizatorach w sytuacji braku zgłoszeń z detektorów ruchu - pieszych lub
pojazdów. Zgłoszenie się pierwszego z uczestników ruchu inicjuje obsługę właściwej grupy
(pieszej lub kołowej). Sterownik rejestruje kolejność zgłoszeń i organizuje, zgodnie z
załoŜonymi priorytetami, właściwą kolejność obsługi uczestników ruchu. Przy braku zgłoszeń
sygnalizacja powraca do stanu ustalonego czyli świateł czerwonych na wszystkich
sygnalizatorach. Czas światła zielonego dla pojazdów będzie zaleŜeć od liczby pojazdów
zgłaszanych na detektorach. Piesi natomiast oprócz przywołania sygnału zielonego
przyciskiem mają moŜliwość wydłuŜania tego sygnału poprzez ponowne naciśnięcie
przycisku w sytuacji gdy miga sygnał potwierdzenia zgłoszenia na przycisku. Czasy
minimalne i maksymalne dla grup oraz kroki podaje tabela. Sterownik ponadto kontroluje na
bieŜąco działanie detektorów i w razie uszkodzenia któregokolwiek przełącza sygnalizację w
stan „stałoczasowy cykliczny”.
Zalety zastosowanego algorytmu :
„All red” poza podstawową funkcją sterowaniaregulacji powoduje uspokojenie ruchu pojazdów. Kierowca zbliŜający się do skrzyŜowania,
widzący światła czerwone zmniejsza prędkość pojazdu oczekując, Ŝe nie będzie musiał się
5
zatrzymać i swobodnie przejedzie przez skrzyŜowanie tuŜ po zmianie światła na zielone.
Sterownik posiada dane o długości odcinka od strefy detekcji do skrzyŜowania dlatego poda
sygnał zielony pojazdom jadącym z prędkością dozwoloną, kaŜdy zaś jadący szybciej będzie
musiał się zatrzymać. Algorytm ten jest szczególnie skuteczny w terenie zabudowanym na
tzw. „długich prostych” gdzie widoczność jest dobra i nie skłania kierowców do zmniejszenia
prędkości powodując przejeŜdŜanie skrzyŜowania z duŜą prędkością lub wyprzedzanie na
skrzyŜowaniu. Ten sposób sterowania sygnalizacją zapewnia obok zasadniczej kwestii jaką
jest bezpieczeństwo przechodniów takŜe:
-
-
szybką adaptację programu sterowania do zmiennego natęŜenia ruchu a zatem
pozwala dynamicznie wykorzystać oszczędności czasu w grupach mniej obciąŜonych
na korzyść grup bardziej obciąŜonych - a przez to opóźnia narastanie szczytu, obniŜa
wart. maksymalną szczytu, szybciej rozładowuje kolejki na skrzyŜowaniu.
uspokojenie ruchu kołowego w obrębie skrzyŜowania i przejść dla pieszych ale teŜ na
długim odcinku drogi przed i za skrzyŜowaniem.
poprawę kultury jazdy kierowców
Sterownik istniejący – musi zostać wymieniony poniewaŜ nie spełnia wymogów
Rozporzadzenia Ministra tj. nie posiada bieŜącej kontroli sygnałów kolizyjnych, nie posiada
układu mikroprocesora nadzorującego pracę sterownika, nie posiada kontroli mocy na
wyjściach, nie realizuje algorytmów sterowania grupami w sposób acykliczny, nie zapisuje
logów pracy sygnalizacji, nie nadzoruje w pełni detektorów itd. Nowy sterownik musi
posiadać podwójną, niezaleŜną (na odrębnych mikroprocesorach) kontrolę matrycy kolizji,
kontrolę bieŜącą sekwencyjności sygnałów, kontrolę bieŜącą sygnałów kolizyjnych,
nadzorowanie przepalenia kaŜdej lampy (w przypadku lamp LED kontrolę przepalenia 25%
diod) jak teŜ nadzorowanie nadmiarowego napięcia na wyjściach. Ponadto sterownik musi
posiadać moŜliwość nadzorowania detektorów w sposób bezpośredni poprzez sygnał, oraz
pośredni poprzez definiowanie warunków logicznych. W sytuacji wykrycia spalenia lampy
lub obcych napięć w obwodach sygnalizacji sterownik natychmiast przełącza się w
adekwatny stan pracy „Ŝółte pulsujące” lub „na ciemno”. Sterownik powinien ponadto
zapisywać logi pracy sygnalizacji, awarie skutkujące przejściem w stan pracy stałoczasowej,
śP lub „na ciemno”, zapisywać czas zaniku napięcia zasilającego ale równieŜ awarie nie
skutkujące zmianą stanu pracy. Ponadto wymaga się zainstalowania systemu monitoringu
sygnalizacji z powiadamianiem SMS o wszystkich awariach i ostrzeŜeniach. Przy wyborze
aparatury sterującej naleŜy kierować się ponadto względami eksploatacyjnymi Inwestora, a
więc najlepszym okresem gwarancji (minimum 3 lata), szybkością i dostępnością serwisu
świadczonego przez dostawcę, łatwością, szybkością i niezawodnością programowania i
przeprogramowania sterownika. Ponadto wymaga się aby DTR, materiały pomocnicze,
wydruki robocze, jak teŜ interfejs uŜytkownika narzędzi programistycznych sterownika był
dostępny w całości w języku polskim oraz poprawny pod względem składniowym i
stylistycznym.
5. Uwagi końcowe.
Po zmodernizowaniu obiektu i wdroŜeniu programów sygnalizacji naleŜy w okresie
pierwszych 3 miesięcy pracy bacznie obserwować zachowanie się strumieni ruchu na
skrzyŜowaniu i na tej podstawie dokonać ewentualnych korekt parametrów w programach.
Opracował :
mgr inŜ. Ryszard Pisarski
6

Projekt techniczny-wykonawczy

Transkrypt

Podobne dokumenty

I. Skrócony opis techniczny

Opis przedmiotu zamówienia

projekt piaskowa1\374

szcenariusz zajęć