Preference MHD světelnou signalizací

Existují dva druhy preference MHD na SSZ. Aktivní a pasivní. AKTIVNÍ preference je takový způsob řízení, při kterém je v reálném čase ovlivňován průběh řízení SSZ podle požadavků prostředků MHD. PASIVNÍ preference je takový způsob řízení, při kterém jsou pevné signální programy optimalizovány podle předem zjištěného obvyklého chování vozidel MHD. Jedná se např. o koordinované zelené vlny, které zohledňují pravděpodobný pohyb vozidel MHD.

Zavádění preference MHD na SSZ v současné době převážné zahrnuje pouze aktivní preferenci, která je perspektivní také do budoucna. V oblasti preference na SSZ tedy na těchto stránkách termín PREFERENCE na SSZ vždy odpovídá termínu AKTIVNÍ PREFERENCE.

Pozor! Termín AKTIVNÍ PREFERENCE se v poslední době občas omezuje pouze na preferenci při použití aktivní detekce, která je zaváděna například u pražských autobusů. To je důsledkem dosud ne zcela ustálené terminologie tohoto vyvíjejícího se oboru. Držme se však toho, že například i preference tramvají, které jsou detekovány pomocí trolejových detektorů (tedy pasivně) je AKTIVNÍ PREFERENCE, protože řízení SSZ je ovlivňováno nároky vozidel v reálném čase.

Preference MHD světelnou signalizací znamená možnost přednostní volby a prodlužování signálu volno jedoucími vozidly MHD tak, aby tato vozidla mohla projet světelně řízenou křižovatkou pokud možno bez zastavení nebo alespoň s minimálním zdržením. Na SSZ s jednoduššími dopravními poměry lze dosáhnout absolutní preference, na složitějších křižovatkách alespoň podmíněné preference.

Na SSZ s absolutní preferencí klesá průměrně zdržení tramvají o 85 – 95%, na SSZ s podmíněnou preferencí o 30 – 90 % podle kvality dopravního řešení a složitosti dopravních podmínek.

Aktuální informace o preferenci MHD na SSZ v Praze:

Seznam a informace o SSZ na pražské tramvajové síti
Plánky SSZ na pražské tramvajové síti

Způsoby řízení SSZ

1. Pevné

neměnná délka jednotlivých fází a jejich stejné pořadí = každý cyklus má stejný průběh
žádná možnost změn podle aktuálních dopravních nároků
neumožňuje preferenci tramvají

2. Dynamické

umožňuje modifikovat signální program v reálném čase či jeho volnou tvorbu podle aktuálních dopravních nároků zjišťovaných dopravními detektory (podle okamžité poptávky mění délky zelených signálů a střídá fáze řízení)
používá: proměnnou délku fáze, různé pořadí fází, vkládání fází na výzvu atd.
může snížit zdržení a zastavování vozidel před SSZ a celkově zvýšit plynulost provozu ve srovnání s klasickým řízením pevnými signálními programy
umožňuje preferenci tramvají

Dynamické řízení je nutné pro preferenci tramvají. Pro dynamické řízení je nutné

vhodný řadič
detekce vozidel (včetně tramvají)
řídící logika umožňující preferenci tramvají

Volba způsobu řízení SSZ

1. Časově závislá

přednastavení, v jakém časovém úseku se bude používat jaký program (např. od 7:00 do 9:00 program P1, od 9:00 do 15:00 program P2 atd.)
je možné používat i na přednastavení kdy bude fungovat pevné a kdy dynamické řízení, tedy kdy bude, nebo nebude fungovat preference tramvají

2. Dopravně závislá

podle aktuálních dopravních nároků v reálném čase se rozhodne o změně signálního programu na jiný, např. kapacitnější, méně kapacitní atd.
je možné používat i na rozhodování, zda bude fungovat pevné, nebo dynamické řízení, tedy zda bude, nebo nebude fungovat preference tramvají

3. Zásahem z Hlavní dopravní řídící ústředny (HDŘÚ)

u SSZ napojených na HDŘÚ je možné dálkově okamžitě změnit program na SSZ
je možné používat i na nasazení pevného řízení místo dynamického a naopak, tedy na 'vypínání' nebo 'zapínání' preference tramvají
zásahy provádějí příslušníci Policie ČR, které z ústředny sledují provoz pomocí kamerového systému

Jak se v Praze řídí SSZ z ústředny

Základem pro řízení SSZ z HDŘÚ je STRUKTURÁLNÍ SIGNÁLNÍ PLÁN. Ten obsahuje cyklus řízení s minimálními délkami jednotlivých fází. Pro řízení se přímo nepoužívá. Z ústředny se na něj nasazuje SESTAVA, která jednotlivé fáze prodlužuje, a tak vzniká reálný cyklus, který se používá pro řízení. Při použití sestavy funguje SSZ vlastně v pevném řízení bez preference tramvají. Vytvořených sestav, které se vzájemně liší, může být několik. Při řízení SSZ z ústředny je tedy možné vybírat z několika různých PEVNÝCH PROGRAMŮ.

Pokud se na SSZ použije řízení pomocí strukturálního signálního plánu se sestavou, mění se dynamické řízení s preferencí tramvají na pevné řízení bez preference tramvají. Dochází tak k situaci, kdy SSZ vybavené k dynamickému řízení (moderním mikropočítačovým řadičem s volně programovatelnou logikou, detekcí vozidel a řídící logikou), funguje v pevném řízení. Správně by se měly řídící sestavy (pevné programy) používat jen ve výjimečných případech.

V minulosti byly pevné programy bez preference uvedeným způsobem nasazovány na vybrané křižovatky především v oblasti Holešovic a na Palackého náměstí za silného provozu velmi často. V některých případech se také opomenutím obsluhy HDŘÚ stalo, že preference zůstala vypnutá i několik dní, například přes víkend.

V průběhu let docházelo k ubývání těchto zásahů. Zásadním zlomem byl rok 2006, kdy bylo v principu upuštěno od vypínání preference tramvají v oblasti Holešovic. V roce 2007 pak skončilo společně s rekonstrukcí Palackého náměstí pevné řízení i tam.

V roce 2009 bylo odstraněno poslední pravidelné pevné řízení z HDŘÚ na dvou SSZ na Bubenském nábřeží, které však nebylo prováděno manuálním zásahem, nýbrž vycházelo z dopravně závislé volby programů. Současně byla na SSZ zavedena plná preference tramvají, a to i v dobách nejsilnějšího provozu.

Zásahy z HDŘÚ byly zpravidla prováděny se záměrem zlepšit celkovou dopravní situaci, což v některých případech mělo příznivý dopad i na provoz tramvají v přilehlých lokalitách. Vypnutí preference a nasazení pevného programu ale bylo v některých případech zvoleno místo vylepšení dynamických programů, které by umožnilo zachování preference tramvají.

Příklad podmíněné preference - křižovatka Argentinská x Plynární
Video - pevné řízení bez preference tramvají - nasazeno z HDŘÚ (3,70 MB)
Video - dynamické řízení s preferencí tramvají (1,31 MB)

Preference tramvají světelnou signalizací je založena na následujících modifikacích průběhu řízení při nárocích tramvají:

Prodlužování vlastní fáze

Pokud v okamžiku nároku tramvaje právě probíhá vlastní fáze (s volnem pro tramvaje) a tramvaj se přihlásila v takovém okamžiku vůči právě probíhajícímu cyklu řízení, že doba jízdy tramvaje od přihlašovacího detektoru ke stopčáře není delší než doba od okamžiku přihlášení do okamžiku maximálního možného prodloužení fáze (tzn. že přihlášená tramvaj ještě stačí dojet ke stopčáře v době maximálního možného prodloužení svého volna), při splnění podmínek zadaných v řídicí logice se tato fáze prodlouží o čas potřebný k jízdě tramvaje od přihlašovacího detektoru ke stopčáře (event. i včetně zastávkového pobytu, pokud je zastávka umístěna těsně nebo blízko před stopčárou). Jinak řečeno: signál volno na přijíždějící tramvaj 'počká'.

Zkracování vlastní fáze a předvýběr jiné fáze

Pokud v okamžiku nároku tramvaje sice právě probíhá vlastní fáze (s volnem pro tramvaje), avšak tramvaj se přihlásila v takovém okamžiku vůči právě probíhajícímu cyklu řízení, že doba jízdy tramvaje od přihlašovacího detektoru ke stopčáře je delší než doba od okamžiku přihlášení do okamžiku maximálního možného prodloužení fáze (tzn. že přihlášená tramvaj už nestačí dojet ke stopčáře v době maximálního možného prodloužení svého volna, takže i kdyby tato fáze prodlužovala kvůli tramvaji do svého možného maxima, stejně by skončila dříve než by tramvaj stačila dojet ke stopčáře; tím by byla zbytečně zdržována přihlášená tramvaj i ostatní účastníci provozu), při splnění podmínek zadaných v řídicí logice se právě probíhající fáze okamžitě ukončí a následuje výběr jiné fáze (kolizní s tramvajovou fází) tak, aby po výběru této jiné fáze mohla nastat vlastní fáze s volnem pro tramvaj co možná nejdříve. Signál volno se pro přijíždějící tramvaj zkrátí proto, aby se mohl co nejdříve znovu vybrat.

Zkracování jiné fáze

Pokud v okamžiku nároku tramvaje právě probíhá jiná fáze (kolizní s tramvajovou fází, na kterou je nárok), při splnění podmínek zadaných v řídicí logice se tato jiná fáze zkrátí (nebo se ukončí její prodlužování) tak, aby vlastní fáze nastala co nejdříve. Signál volno se pro přijíždějící tramvaj 'předvybere'.

Změna pořadí fází

V případě nároku tramvaje v zadaných časových intervalech cyklu řízení se při splnění podmínek zadaných v řídicí logice změní pořadí fází tak, aby požadovaná fáze pro tramvaj byla zařazena do signálního programu co nejdříve, čímž se změní pravidelný sled fází.

Vložení fáze navíc v případě výzvy (poptávky)

Některá tramvajová volna, především pro tramvajové oblouky, nejsou při dynamickém řízení vybírána pravidelně cyklicky (v každém cyklu řízení), nýbrž jsou vybírána pouze při nárocích tramvají. Jelikož se tyto nároky - vzhledem k četnosti tramvajových spojů - nevyskytují v každém cyklu řízení (a u tramvajových oblouků pojížděných pouze manipulačně se tyto nároky vyskytují dokonce jen ojediněle), při neexistenci nároků se ušetřený čas využije pro ostatní dopravní směry a tím se celkově zvýší plynulost provozu a účinnost řízení nejen pro tramvaje, ale především pro ostatní účastníky provozu.

Výběr volna tramvají dvakrát během jednoho cyklu řízení

V případě nároků tramvají a při současném splnění podmínek zadaných v řídicí logice (například i v závislosti na nárocích tramvají z jiných směrů a požadavků automobilové dopravy nebo chodců) se u složitých křižovatek s vícefázovými cykly řízení může stejné tramvajové volno vybrat i dvakrát v průběhu jednoho cyklu řízení.

Výběr volna tramvají možný na dvou místech v cyklu řízení

V případě nároků tramvají a při současném splnění podmínek zadaných v řídicí logice se u křižovatek s vícefázovými cykly řízení může některé tramvajové volno vybrat sice jen jednou za cyklus řízení, ale na dvou místech v průběhu jednoho cyklu v závislosti na tom, v kterém okamžiku v cyklu se tramvaj právě přihlásí.

Poznámka:

Na vjezdech, kde se tramvajové tratě větví do více směrů, se kombinací výběru volna tramvají pouze při nárocích tramvají, výběru stejného volna tramvají dvakrát během jednoho cyklu řízení a změnou pořadí fází dosáhne následujícího efektu:
Pokud na tomto vjezdu přijede více tramvají za sebou, signály volno pro tramvaje jedoucí do různých směrů jsou vybírány podle možností v takovém pořadí, v jakém tramvaje přijely ke křižovatce. Tím se výrazně omezí vzájemné zdržování tramvají, jejich shlukování před křižovatkou a až na výjimky se vyloučí zdržení tramvají přesahující délku cyklu řízení.

Výhodnost tohoto řešení vynikne při srovnání s obvyklým způsobem řízení pevnými signálními programy s neměnným pořadím fází, při kterém dochází k následujícímu nepříznivému jevu:
Pokud tramvaje jedoucí do různých směrů přijedou k SSZ za sebou v opačném pořadí, než je zadaný sled fází pro různé směry jízdy, kvůli první tramvaji čekající na svůj signál volno nemůže druhá tramvaj využít signál volno pro svůj směr v prvním cyklu řízení a musí na něj čekat až do dalšího cyklu. Tím dochází k nadměrnému zdržení druhé tramvaje, které je vyšší než délka cyklu a může dosáhnout až dvojnásobku délky cyklu (tj. i 2 až 3 minuty), což má významný negativní vliv na cestovní rychlost a pravidelnost tramvajového provozu.

Kompenzace signálu volno v kolizních směrech

Vzhledem k tomu, že preferenční zásahy často prodlužují délku volna vlastní fáze a zkracují délku volna kolizních fázích, SSZ po uspokojení nároků tramvají použije zbylý čas tak, aby konečné podíly volna na SSZ v jednotlivých směrech pokud možno respektovaly poptávku vozidel.

Kompenzace se provádějí následujícím způsobem:

prodloužení kolizní fáze
předvýběr kolizní fáze

Malé nebo nulové kompenzace se uplatňují tam, kde je slabý provoz vozidel, nebo kde je SSZ v režimu trvalé zelené pro AD a kde se volno pro tramvaje vybírá pouze na výzvu. Největší kompenzace jsou nutné naopak v místech, kde se tramvajová doprava pohybuje souběžně s AD nebo chodci a je v kolizi se silně zatíženou komunikací. Za silného provozu pak takové řízení vypadá podobně jako trvalá zelená pro AD s výzvou pro tramvaje - SSZ tedy 'čeká' na příjezd tramvaje, aby přerušilo volno na silně zatížené kolizní komunikaci a společně s tramvajemi využije volno také souběžná AD a chodci.

Trať se v křižovatce větví. Jak semafor pozná, kudy tramvaj pojede?

Díky 'směrové detekci'! Řadič dostane z detektoru informaci o tom, že jede tramvaj a podle nastavení výhybek si zjistí, kudy tramvaj pojede dál.

U větvení tratí často nelze dosáhnout zcela plynulého průjezdu tramvají do všech směrů. Důvodem je maximální vzdálenost, na kterou lze přestavět výhybky. Je dána polohou pracovního trolejového kontaktu (pro stavění výhybek), která může být v maximální vzdálenosti 40 m před výhybkou, ale většinou bývá z provozních důvodů ještě menší.

Při průjezdu takto krátkým úsekem není dostatek času, aby řadič stihl optimálně reagovat na požadavek tramvaje. V závislosti na různých faktorech a navržené řídící logice se dá většinou dosáhnout zdržení tramvaje v délce pouze několika sekund nebo i zcela plynulého průjezdu.

Plynulost provozu tramvají na křižovatkách, kde se tratě větví, lze také řešit těmito vysoce efektivními způsoby:

pokud je těsně před křižovatkou zastávka, lze na zařazení volna do příslušného směru se využít zastávkových pobytů (stanicování)
pokud to prostorové podmínky umožňují, lze realizovat rozřazovací koleje a výhybku tak mít předsazenou ve větší vzdáleností před křižovatkou (SSZ nábřeží Kaptiána Jaroše - Štefánikův most od SPK)
pokud prostorové podmínky neumožňují rozřazovací koleje, lze zřídit kolejovou splítku; výhybka je tak opět předsazená ve větší vzdáleností před křižovatkou (SSZ Ohrada od Biskupcovy a Spojovací)
kombinace kolejové splítky a rozřazovacích kolejí (SSZ Špejchar od Hradčanské)
nejnovějším a současně nejlevnější řešením je vzdálené rádio, kdy se do vhodné vzdálenosti před křižovatku umístí na trať radiový příjímač registrující signál, který tramvaje vysílají pro EOV (SSZ Národní divadlo od Staroměstské)

Příklady preferenčního zásahu v průběhu řízení SSZ na základě nároku tramvaje

Na dobu nezbytně nutnou pro vlastní upřednostnění tramvaje při průjezdu křižovatkou, proběhne na základě nároku tramvaje preferenční zásah do řízení světelného signalizačního zařízení.

Příkladů, jak SSZ splňuje nárok tramvaje, je mnoho a každý řadič pracuje na základě vlastní řídící logiky, která je pro každé SSZ odlišná. Jako příklad dobře poslouží tyto dvě varianty:

A) Preferenční zásah u SSZ bez větvení trati s dvěma detektory (přihlašovací a odhlašovací)

Schéma

Tramvaj projede místem přihlášení, tuto skutečnost zaznamená detektor.
Řadič přijme informaci z detektoru o přijíždějící tramvaji. Zná dobu, za kterou bude tramvaj nárokovat volno (optimálně 30 s).
Pokud je volno pro nárokovaný směr zařazované pouze při nároku tramvají (na výzvu), rozsvítí se na výzvovém návěstidle (pokud je jím SSZ opatřeno) symbol příslušného směru. (Pokud je nárokovaný směr zařazován cyklicky, symbol příslušného směru svítí na výzvovém návěstidle trvale.)
Řadič na základě řídící logiky a zadaných dat vyhodnotí situaci. Pokud zjistí, že bez zásahu do řízení SSZ by tramvaj neobdržela optimální navržený průjezd křižovatkou, provede některé z těchto opatření nebo jejich kombinace:
- prodloužení některé fáze
- zkrácení některé fáze
- změna pořadí fází
- vložení fáze navíc
Tramvaj projede místem odhlášení, tuto skutečnost zaznamená detektor.
Řadič přijme informaci z detektoru a uspokojuje další účastníky provozu, provádí kompenzace volna v kolizních směrech.

B) Preferenční zásah u SSZ s větvením trati a třemi detektory (přihlašovací vzdálený, přihlašovací blízký pro směrovou detekci a odhlašovací)

Schéma

Tramvaj projede prvním místem přihlášení, tuto skutečnost zaznamená vzdálený detektor.
Řadič přijme informaci z detektoru o přijíždějící tramvaji. Zná dobu, za kterou bude tramvaj nárokovat volno (optimálně 30 s), nezná však směr.
Řadič na základě řídící logiky a zadaných dat vyhodnotí situaci. Pokud zjistí, že bez zásahu do řízení SSZ by tramvaj neobdržela optimální navržený průjezd křižovatkou, provede některé z opatření nebo jejich kombinace

prodloužení některé fáze
zkrácení některé fáze
změna pořadí fází
vložení fáze navíc (Řadič se tak připraví, aby po průjezdu tramvaje přihlašovacím blízkým detektorem pro směrovou detekci byl schopen co nejrychleji zareagovat. Pro zadanou dobu tedy odstraní nejvíce limitující faktory, ukončí volno chodců v kolizních směrech, nebude provádět přechody mezi fázemi.)

Tramvaj projede pracovním trolejovým kontaktem pro výhybku a navolí přestavník do požadované polohy.
Tramvaj projede druhým místem přihlášení, tuto skutečnost zaznamená blízký detektor pro směrovou detekci.
Řadič přijme informaci z detektoru o přijíždějící tramvaji a z EOV přečte směr nastavení výhybek. Zná dobu, za kterou bude tramvaj nárokovat volno (optimálně 5 - 10 s) a zná i směr.
Pokud je volno pro nárokovaný směr zařazované pouze při nároku tramvají (na výzvu), rozsvítí se na výzvovém návěstidle (pokud je jím SSZ opatřeno) symbol příslušného směru. (Pokud je nárokovaný směr zařazován cyklicky, symbol příslušného směru svítí na výzvovém návěstidle trvale.)
Řadič na základě řídící logiky a zadaných dat vyhodnotí situaci. Pokud zjistí, že bez zásahu do řízení SSZ by tramvaj neobdržela optimální navržený průjezd křižovatkou, provede některé z opatření nebo jejich kombinace

prodloužení některé fáze
zkrácení některé fáze
změna pořadí fází
vložení fáze navíc

Tramvaj projede místem odhlášení, tuto skutečnost zaznamená detektor.
Řadič přijme informaci z detektoru a uspokojuje další účastníky provozu, provádí kompenzace volna v kolizních směrech

Světelná závora

Slouží pro zamezení vjezdu automobilové dopravy do křižovatek a na komunikace nebo jejich části. Jedná se o SSZ situované před místem, v němž je žádoucí regulovat množství projíždějících vozidel. Nejčastěji se jedná o místa, kde se AD pohybuje po kolejích a vytvoření kolony tak má za následek zdržení tramvají.

Výsledkem opatření je 'přetržení' kolony vozidel v místě, kde je žádoucí dosáhnout plynulého provozu.

První samostatné SSZ s funkcí světelné závory bylo instalováno v Praze v roce 2003 před Vyšehradským tunelem (SSZ 4.424 Podolské nábřeží x U Podol. Sanatoria). V režimu světelné závory jako doplňku klasické funkce SSZ fungují také například SSZ 4.418 Podolské nábřeží - Podolská, SSZ 2.013 Palackého náměstí, SSZ 2.021 Výtoň.

Rozvoj preference tramvají na SSZ v Praze

Rok	93	00	05	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
Celkem SSZ na tramvajové síti	183	188	199	229	233	238	243	247	248	244	249	247	247	247	249	253	257
z toho počet SSZ s preferencí tramvají	2	59	94	146	158	164	174	184	189	189	198	205	209	219	223	229	240
%	1	31	47	64	68	69	72	74	76	77	80	83	85	89	90	91	93