Przepustowość skrzyżowań o ruchu okrężnym jako element logistyki miejskiej

Jak podaje podręcznik do nauki jazdy, "Rondo jest to skrzyżowanie dróg o ruchu okrężnym, gdzie ruch pojazdów odbywa się odwrotnie do ruchu wskazówek zegara. Rondo w każdym przypadku w centralnej swojej części posiada wysepkę, która jest wyłączona z ruchu pojazdów z wyjątkiem (czasami) ruchu tramwajów".
Skrzyżowanie o ruchu okrężnym jest dobrym rozwiązaniem, stosowanym głównie na terenach miejskich; często stosowane w krajach o dużym bezpieczeństwie ruchu. W porównaniu do innych skrzyżowań, ronda zwiększają przepustowość oraz zmniejszają zatory drogowe. Dzięki temu usprawniają ruch. Na rondach występuje mniej, niż w innych rodzajach skrzyżowań, punktów, w których może dojść do wypadku i kolizji. Konstrukcja ronda zmusza wjeżdżającego do zmniejszenia prędkości i umożliwia dobrą widoczność uczestnikom ruchu, co zwiększa bezpieczeństwo.
Jak pokazują badania, na rondach ogólnie występuje 5 razy mniej wypadków, niż na innych skrzyżowaniach, a w miastach 2 razy mniej. Dzięki zastosowaniu rond liczba wypadków śmiertelnych spada o ponad 95%. W roku 2007 doszło do 460 wypadków na rondach, podczas gdy na innych skrzyżowaniach wystąpiło 14 336 wypadków. Wśród tych wypadków, liczba wypadków z ofiarami śmiertelnymi wyniosła 14 ofiar śmiertelnych na rondach i 826 na pozostałych skrzyżowaniach.

Cel opracowania systemu symulacji ruchu okrężnego
Symulacja jest to badanie zachowania danego systemu, będącego przedmiotem symulacji, w zależności od określonych parametrów wejściowych. Zmiany parametrów wejściowych powodują zmiany na wyjściu systemu. Symulacja ma za zadanie zbudowanie modelu matematycznego, wiążącego w taki sposób dane parametry wejściowe, aby uzyskać określony wynik na wyjściu systemu. Przedmiot badań nie musi istnieć w rzeczywistości podczas przeprowadzania symulacji. Symulacja może wykazać, że taki przedmiot może powstać, jeśli wyniki symulacji są pozytywne.
Badanie danego systemu można przeprowadzić drogą empiryczną, jeśli istnieją techniczne możliwości oraz czas i koszty realizacji są do zaakceptowania. W przeciwnym razie, do przeprowadzenia badań można posłużyć się techniką symulacji komputerowej.
Istnieją dwa rodzaje symulacji komputerowych: symulacje z czasem dyskretnym oraz symulacje z czasem ciągłym. Symulacje z czasem dyskretnym wykorzystywane są do badania zachowań systemów rzeczywistych i hipotetycznych. Natomiast symulacje z czasem ciągłym są do badania systemów, w których dominują zmiany o charakterze ciągłym. W przypadku symulacji ruchu okrężnego wykorzystana zostanie metoda z czasem dyskretnym. Dyskretna symulacja komputerowa ma wiele zalet, między innymi:

• możliwość zdobycia wielu informacji na temat badanego systemu już w fazie projektowania. Dzięki temu odpowiedzi na niektóre pytania dotyczące systemu można uzyskać bez konieczności jego budowania i testowania (na przykład metodą prób i błędów)
• określenie celu symulacji oraz dostosowanie do niego parametrów wejściowych umożliwia badanie zachowania systemu w różnych warunkach, nawet w tych, które trudno jest uzyskać w rzeczywistości (rzadko występują), czy nawet takich, które jeszcze w rzeczywistości nie występują
• symulacja komputerowa jest procesem, który w prosty sposób można powtórzyć. Dzięki tej właściwości umożliwia ona przeprowadzenie wielu badań niewielkim kosztem
• czas symulacji może być wielokrotnie skrócony w zależności od mocy obliczeniowej komputera
• elastyczność symulacji pozwala na przeprowadzanie badań na systemach rzeczywistych oraz hipotetycznych, co umożliwia opracowanie nowych skuteczniejszych systemów
• na podstawie symulacji systemu można określić jego użyteczność w zależności od wyniku symulacji. W przypadku wyniku negatywnego koszt poniesiony na przeprowadzenie symulacji nie jest tak duży, jak w przypadku rzeczywistej budowy systemu, przeprowadzenia badań oraz jego likwidacji.

Symulacja ruchu drogowego jest trudnym obszarem badań, ze względu na występowanie wielu czynników, uniemożliwiających określenie jego jednoznacznej charakterystyki. W realizacji istotną rolę odgrywa także czynnik ludzki, a jednoznaczne określenie jego zachowania jest niemożliwe. W ruchu pojazdów występują zależności czasowo - przestrzenne, które mogą zostać określone przez funkcje matematyczne. Określone zostały zasady ruchu drogowego i za ich pomocą można opracować reguły, według których będzie realizowany proces ruchu.

Na potrzeby niniejszego artykułu opracowany został system symulacji ruchu okrężnego, gdzie danymi wejściowymi są:

• elementy składowe ronda: liczba wlotów/wylotów, liczba pasów na rondzie oraz wlotach, promień ronda, długość pasów wlotowych
• liczba wygenerowanych pojazdów na danym wlocie (stosunek wagowy względem pozostałych wlotów)
• liczba pojazdów kierujących się do danego wylotu z określonego wlotu (wagowo)
• długość samochodów
• szybkość samochodów
• zasada pierwszeństwa uczestników ruchu znajdujących się na rondzie, bądź tych wjeżdżających na rondo
• procent pojazdów wjeżdżających na rondo bezpośrednio na pas zewnętrzny.

Artykuł pochodzi z czasopisma "Logistyka" 5/2010.