Stáhněte si PDF.
Jednosměrné ulice v centrech měst se dočkaly kritického pohledu. Městští úředníci a urbanisté zahájili hnutí za přeměnu uliční sítě v centrech měst z tradičního jednosměrného provozu na obousměrný. Zdá se, že tato snaha je do značné míry úspěšná – mnoho měst (např. města Denver, CO; Dallas a Lubbock, TX; Tampa, FL; Des Moines, IA; Salina, KS; Kansas City, MO; Sacramento, CA) buď nedávno provedlo, nebo právě provádí takovou konverzi. Cílem těchto přestaveb je zlepšit přístup k vozidlům a snížit zmatení řidičů. Do tohoto rozhodování vstupuje mnoho dalších faktorů, ale obecná premisa je jasná: cestující a obyvatelé dávají přednost obousměrným ulicím z různých ekonomických důvodů a důvodů pro lepší život, zatímco dopravní inženýři a plánovači dopravy se domnívají, že jednosměrné ulice slouží dopravě efektivněji.
Naše studie využívá idealizovaný model dopravní sítě k přímému porovnání efektivity sítě jednosměrných a obousměrných ulic. Zjistila, že obousměrné ulice mohou sloužit dopravě efektivněji, zejména pokud jsou cesty v rámci sítě krátké.
Sítě obousměrných ulic zvyšují ekonomickou aktivitu a obyvatelnost
Současná literatura o navrhování městských uličních sítí zdůrazňuje, že obousměrné ulice vytvářejí vyšší úroveň ekonomické aktivity a zlepšují obyvatelnost center měst. Obousměrné ulice jsou například lepší pro místní podniky, které jsou silně závislé na průjezdné dopravě. Kromě toho časování dopravní signalizace v obousměrných ulicích nutí vozidla zastavovat častěji než v jednosměrných ulicích, což řidičům umožňuje lépe poznat místní podniky.
Bylo také zjištěno, že obousměrné ulice jsou bezpečnější než jednosměrné, a to z několika důvodů. Ačkoli se na křižovatkách obousměrných ulic vyskytuje více konfliktních manévrů, jednosměrné ulice korelují se sníženou úrovní pozornosti řidičů. Jednosměrné ulice také umožňují vyšší cestovní rychlost, protože časování signalizace vede k méně častému zastavování vozidel. Chodci také dávají přednost přecházení obousměrných ulic, protože řidiči na nich jezdí pomaleji a konflikty vozidel jsou předvídatelnější.
Jednosměrná síť může řidičům bránit v tom, aby se ke svému cíli blížili z nejlogičtějšího směru. Tato nejistota může řidiče zastrašit a v některých případech způsobit, že se nebudou chtít vrátit.
Návštěvníci centra města, ať už přijíždějí autem nebo veřejnou dopravou, dávají přednost síti obousměrných ulic před sítí jednosměrných ulic, protože je méně matoucí. Návštěvníci jedoucí v obousměrné síti se mohou snadno přiblížit ke svému cíli z kteréhokoli směru. Jednosměrná síť může řidičům bránit v tom, aby se ke svému cíli přiblížili z nejlogičtějšího směru. Tato nejistota může řidiče zastrašit a v některých případech způsobit, že se nebudou chtít vrátit. Stejně tak obousměrné ulice usnadňují nalezení tranzitní zastávky pro zpáteční cestu z centra – téměř ve všech případech je autobusová zastávka jednoduše umístěna přes ulici. V jednosměrných sítích se však zastávka pro zpáteční cestu obvykle nachází v jiné ulici, což může návštěvníky zmást a způsobit, že se ztratí.
Obousměrné sítě ulic navíc umožňují řidičům zvolit nejpřímější trasy z výchozího do cílového místa. Uvažujme například cestu znázorněnou na obrázku 1a mezi výchozím místem O a cílovým místem D. V obousměrné síti (znázorněné šipkami, které označují směr jízdy) může řidič zvolit nejpřímější cestu z místa O do místa D. Porovnejte tuto trasu se stejnou cestou v jednosměrné síti, jak je znázorněno na obrázcích 1b a 1c. Řidič může být nucen urazit určitou vzdálenost navíc buď na výchozí (jako na obrázku 1b), cílové (jako na obrázku 1c), nebo na obou místech. Používání jednosměrných uličních sítí tedy prodlužuje průměrnou jízdní vzdálenost mezi jakýmkoli párem výchozího a cílového bodu a vede k většímu počtu ujetých kilometrů (VMT). Zvýšená VMT znamená zvýšenou spotřebu paliva, emise a vystavení nehodám.
Sítě jednosměrných ulic zvyšují tok vozidel
Sítě jednosměrných ulic mají oproti sítím obousměrných ulic jednu zásadní výhodu: eliminují konfliktní manévry odbočování vlevo na křižovatkách. To je velmi důležité, protože odbočování vlevo snižuje maximální toky vozidel na křižovatkách. Například vozidla odbočující vlevo, která se mísí s průjezdnou dopravou, musí čekat na mezeru v protisměrné dopravě a mohou blokovat vozidla čekající na průjezd proti proudu. Oddělené jízdní pruhy mohou oddělit vozidla odbočující vlevo od ostatních vozidel a omezit tak toto blokování, ale tato strategie také snižuje prostor, který mají zbývající vozidla k dispozici pro průjezd křižovatkou. Vyhrazené signály pro odbočování vlevo lze použít k eliminaci blokování, ale jejich přítomnost vede ke složitějšímu časování signálů a zvyšuje množství času ztraceného pro pohyb vozidel v křižovatce. Protože křižovatky omezují maximální toky v síti, vyplývá z toho, že sítě jednosměrných ulic mohou sloužit vyšším maximálním tokům v síti (tj. mají vyšší kapacitu pro pohyb vozidel) než sítě obousměrných ulic.
Snížená kapacita vozidel snižuje účinnost sítě.
Příznivci převodu jednosměrných ulic na obousměrný provoz často uvádějí toto snížení kapacity pro pohyb vozidel (kromě nákladů a proveditelnosti). Přestože obousměrné ulice mohou zvýšit prosperitu a obyvatelnost, rozhodující činitelé se obávají, že ztráta průjezdnosti vozidel bude mít za následek delší a přetíženější dopravní špičky, nižší průměrné rychlosti vozidel a větší zpoždění vozidel. Snížená kapacita vozidel tak snižuje efektivitu sítě. Ještě horší je, že zácpy vznikající v důsledku úbytku kapacity pro pohyb vozidel mohou způsobit, že se lidé budou vyhýbat centru města a mohou přispět k jeho úpadku jako centra ekonomických a rekreačních aktivit.
Kapacita pro obsluhu cest:
Schopnost přepravit mnoho vozidel neodráží konečný cíl jakékoli dopravní sítě. Cílem je umožnit lidem co nejrychlejší dosažení jejich cílů. Tento cíl přesněji vystihuje maximální rychlost, s jakou lidé dosahují svých cílů, známá také jako kapacita sítě pro obsluhu cest. Za všech ostatních okolností platí, že síť s vyšší kapacitou obsluhy cest obslouží cesty vozidel s menším zpožděním.
Přestože tedy současný výzkum a konvenční moudrost naznačují, že jednosměrné uliční sítě jsou efektivnější než jejich obousměrné protějšky, ukazujeme, že jednosměrné sítě jsou někdy méně efektivní, protože omezují rychlost, s jakou lidé dosahují svých cílů. V takovém případě existuje větší motivace převést tradiční jednosměrné uliční sítě na obousměrný provoz.
Srovnání sítí
Můžeme přímo porovnat kapacitu obsluhy cest různých obousměrných a jednosměrných sítí. Sítě obousměrných ulic se liší v řešení konfliktního levého odbočení na křižovatkách. Zde uvažujeme tři ošetření pro síť se dvěma jízdními pruhy v každém směru. Obrázek 2 ukazuje konfigurace křižovatek pro tyto sítě. V tabulce 1 jsou shrnuty výhody a nevýhody těchto tří úprav.
Kapacity těchto sítí pro obsluhu cest se liší na základě faktorů, jako je rozložení poptávky, časování signalizace na křižovatkách a schémata směrování řidičů. Pro zjednodušení analýzy porovnáváme sítě za ideálních podmínek, které zahrnují rovnoměrné cestovní vzorce, vyhrazené signály pro odbočení vlevo, které jsou časovány tak, aby obsloužily stávající poptávku po odbočení vlevo, a nejpřímější směrování řidičů. Tyto ideální podmínky usnadňují analytické řešení kapacit různých sítí pro obsluhu cest, ale výsledky této analýzy platí i pro reálné podmínky, kde jsou tyto předpoklady zmírněny.
Kapacita sítě pro obsluhu cest se ukazuje jako poměr dvou veličin: její kapacity pro pohyb vozidel a průměrné délky cesty. Počet vozidel, která mohou projet křižovatkou během jednoho signálního cyklu, určuje kapacitu pro pohyb vozidel. Aplikace teorie pravděpodobnosti na geometrii sítě nám může pomoci určit průměrnou délku cesty tím, že určí, jakou vzdálenost musí vozidla ujet vzhledem k omezením pohybu. Ukazuje se, že obě veličiny, a tedy i kapacita sítě pro jízdu, jsou funkcí dvou klíčových parametrů: 1) průměrné vzdálenosti mezi výchozími a cílovými místy v síti a 2) množství času ztraceného na signálech pro odbočení vlevo. Obrázek 3 ukazuje poměr kapacit pro obsluhu cest pro sítě obousměrných ulic ve srovnání se sítí jednosměrných ulic pro různé hodnoty těchto proměnných. Tento poměr měří relativní účinnost sítě obousměrných ulic ve srovnání se sítí jednosměrných ulic. Hodnoty větší než jedna znamenají, že obousměrná síť obsluhuje cesty rychleji, zatímco hodnoty menší než jedna znamenají, že jednosměrná síť je lepší.
Na obrázku 3 mají obousměrné sítě, které umožňují odbočení vlevo, vyšší kapacitu obsluhy cest při kratších délkách cest. Při krátkých délkách cesty je dodatečný okruh jednosměrných sítí natolik škodlivý, že jednodušší časování signalizace na křižovatce (a vyšší kapacity pro pohyb vozidel) nemohou kompenzovat dodatečnou cestovní vzdálenost. Pokud jsou však cesty delší, jednodušší časování signalizace kompenzuje dodatečnou cestovní vzdálenost vyžadovanou jednosměrnou sítí. Protože průměrná délka cesty by měla být úměrná velikosti centra města, může přeměna jednosměrné sítě v centru města na obousměrnou ve skutečnosti zvýšit schopnost sítě obsloužit cesty v menších městech. Obrázek 3 také ukazuje, že i když jsou cesty dlouhé, mohou obousměrné sítě s kapsami pro odbočení vlevo poskytnout kapacitu pro obsluhu cest, která je jen o 10 % nižší než u jednosměrných sítí. Kritická délka cesty, která odděluje „krátké“ a „dlouhé“ cesty, je funkcí množství času ztraceného na vyhrazených signálech pro odbočení vlevo. Čím více času se promarní na vyhrazených signálech pro odbočení vlevo, tím se tato kritická délka cesty snižuje.
Kritická délka cesty, která odděluje „krátké“ a „dlouhé“ cesty, je funkcí množství času promarněného na vyhrazených signálech pro odbočení vlevo.
Je pozoruhodné, že obousměrná síť se zakázaným odbočením vlevo má vždy vyšší kapacitu obsluhy cest, i když jsou cesty dlouhé. Obě strategie poskytují stejnou kapacitu pro pohyb vozidel (protože obě eliminují konfliktní odbočovací manévry), ale obousměrná síť se zákazem levého odbočení ukládá méně okružních tras než jednosměrná síť. Ve skutečnosti je dodatečná cestovní vzdálenost potřebná v jednosměrné síti nejméně dvakrát delší než v obousměrné síti se zákazem levého odbočení. To dává fyzikální smysl, protože jednosměrné sítě jsou restriktivnější a zakazují více pohybů vozidel. Pokud je tedy na křižovatkách zakázáno odbočování vlevo, převedení jednosměrné sítě na obousměrný provoz může vždy zvýšit schopnost sítě obsloužit cesty i u větších měst s delší průměrnou délkou cesty.
Závěr
V rozporu s běžnou moudrostí a příručkami pro projektanty jsou obousměrné sítě často efektivnější než jednosměrné. I když obousměrné sítě mohou poskytovat nižší kapacitu pohybu vozidel, mohou v některých případech obsloužit cesty vyšší rychlostí. Tato kapacita obsluhy cest je lepším měřítkem pro předpovídání výkonnosti sítě v době dopravní špičky. Pokud jsou cesty krátké, mají obousměrné sítě, které umožňují konfliktní odbočovací manévry, vyšší kapacitu obsluhy cest než jednosměrné sítě, protože dodatečný okruh v jednosměrných sítích kompenzuje účinnější řízení křižovatek. Obousměrné sítě jsou konkurenceschopnější s rostoucí délkou signálního cyklu. Navíc obousměrné sítě, které zakazují odbočování vlevo, mohou vždy obsloužit cesty vyšší rychlostí. Ačkoli obě strategie eliminují konfliktní odbočovací manévry, obousměrné sítě se zákazem levého odbočení ukládají menší okruh než jednosměrné sítě.
Nezávisle na velikosti města by však převod jednosměrných ulic na obousměrné měl vždy zvýšit efektivitu sítí v centru města.
Při zvažování převodu na obousměrné ulice by měli urbanisté a dopravní inženýři zkoumat průměrnou délku cesty v rámci sítě. Intuice napovídá, že průměrná délka cesty bývá úměrná velikosti centra – větší centra by měla mít delší délku cesty. Menší centra by tedy měla pečlivě zkoumat časové ztráty při zřízení vyhrazených signálů pro odbočení vlevo, aby bylo možné určit, jaký typ konfigurace obousměrné sítě použít. Vzhledem k tomu, že ztráta času klesá s průměrnou délkou cyklu, měla by menší města umožnit odbočování vlevo pouze tehdy, když je délka cyklu dlouhá, a zakázat odbočování vlevo, když je délka cyklu krátká. Větší centra měst by však měla rovněž přejít na obousměrný provoz, ale zakázat levé odbočení na křižovatkách. Bez ohledu na velikost města by však převod jednosměrných ulic na obousměrné měl vždy zvýšit efektivitu sítí v centrech. Vzhledem k tomu, že obyvatelé z různých důvodů preferují obousměrné uliční sítě, může přestavba jednosměrné uliční sítě na obousměrný provoz zlepšit efektivitu i obyvatelnost měst.
Tento článek je upraven z delší verze „Analytical Capacity Comparison of One-Way and Two-Way Signalized Street Networks“, původně publikované v Transportation Research Record.
Další literatura
Carlos F. Daganzo. 2007. „Urban Gridlock: Vikash V. Gayah and Carlos F. Daganzo: Macroscopic Modeling and Mitigation Approaches,“ Transportation Research Part B, 41 (1): 49-62.
Vikash V. Gayah a Carlos F. Daganzo. 2012. „Analytical Capacity Comparison of One-Way and Two-Way Signalized Street Networks,“ Transportation Research Record, Forthcoming.
Richard W. Lyles, Chessa D. Faulkner a Ali M. Syed. 2000. Conversion of Streets from One-Way to Two-Way Operation [Převod ulic z jednosměrného na obousměrný provoz], East Lansing: Michigan State University, Department of Civil and Environmental Engineering.
G. Wade Walker, Walter M. Kulash a Brian T. McHugh. 2000. „Ulice v centru města: T.: „Are We Stranking Ourselves on One-Way Networks?“ (Škrtíme se v jednosměrných sítích?). Transportation Research Circular, 501 (F-2): 1-18.
.