„Transport publiczny w Warszawie ...” 2005

Andrzej KRYCH *

SZYBKI I SZYBSZY TRAMWAJ - EWALUACJA IDEI I APLIKACJI NA PRZYKLADZIE POZNANIA

Streszczenie

Przedstawiono tło, zarys koncepcji oraz charakterystykę rozwiązań technologicznych PST na tle mniej spektakularnego zainwestowania z przełomu lat 1970/1980. Opisano i działania przyspiesza-jące w pierwszym etapie aplikacji inteligentnych środków sterowania ruchem (technologia i rezul-taty praktyczne) W podsumowaniu poddaje się dyskusji zbiór zasad określających warunki roz-wiązań optymalnych dla tras szybkiego i przyspieszonego tramwaju

1. PRZESŁANKI PRZYSPIESZENIA TRAMWAJU

Aczkolwiek czas podróŜy i prędkość są najlepszą i syntetyczna miarą jakości transportu, próby przyspieszenia komunikacji tramwajowej w polskich miastach są podejmowane sporadycznie i stanowią ciągle niezadowalającą bazę doświadczeń praktycznych. Wprawdzie w Poznaniu i Krakowie aplikowano kil-kadziesiąt przedsięwzięć w zakresie priorytetów w sterowaniu ruchem, wybudo-wano trasy szybkiego tramwaju, zastosowano znaczące preferencje w organizacji ruchu (np. w Krakowie na Plantach wokół centrum), ale statystyczne charaktery-styki dynamiki ruchu tramwajowego nie wyróŜniają tych miast szczególnymi pozycjami w cytowanym rankingu (tabl.1).

Przyspieszenie komunikacji tramwajowej generuje znaczące korzyści w trzech kategoriach kosztów:

- kosztach operacyjnych komunikacji tramwajowej w części zaleŜnej od czasu (poc.h - pociągo-godzin), takich jak koszty pracy i utrzymania tabo-ru oraz prędkości (poc.km/poc.h),

- kosztach amortyzacji lub zakupu taboru (zaleŜnych od poc.h),

- kosztach czasu pasaŜerów(zaleŜnych od czasu przejazdu).

W tabl. 1 podano równowaŜniki pracy czasowej (poc.h) ilustrujące względny potencjał przewozowy efektywny dla realizowanej pracy dystansowej (poc.km) na poziomie prędkości eksploatacyjnej 18 km/h. Ten poziom prędkości eksploatacyjnej ocenia się jako realny przy osiągnięciu normatywnej średniej prędkości komunikacyjnej w sieci. Przez normatywną prędkość komunikacyjną rozumieć będziemy poziom minimalnej prędkości komunikacyjnej w sieci, przy której walory funkcjonalno - ekonomiczne gwarantują ekonomiczną opłacalność

*Instytut InŜynierii Ladowej Politechniki Poznańskiej, dr inŜ.

44 A.Krych

rekonstrukcji zasobów (sieci i taboru tramwajowego). Doświadczenia praktyczne pozwalają szacować ten poziom na około 21 km/h.

Zamieszczone w tabl. 1 osiągi wskazują, Ŝe w największych miastach polskich strata na spowolnieniu jest równowaŜna 13 do 20% wykorzystywanego potencjału. Oznacza to, Ŝe od 20 do 50 pociągów w parku taborowym w kaŜdym z duŜych miast wykorzystane jest w ruchu wyłącznie dla pokrycia strat wynikają-cych ze spowolnienia ruchu poniŜej prędkości normatywnej. Potencjalne korzy-ści z projektów przyspieszenia komunikacji tramwajowej sytuują je w kategorii najbardziej rentownych projektów transportowych (tabl. 2).

Tabela l. Prędkości eksploatacyjne w sieciach tramwajowych (źródło: obliczenia własne wg [1])

Miasto Prędkość osiągana RównowaŜnik liczby pociagów dla prędkości 18 km/h

Gorzów Wlkp Toruń Katowice Łódź Poznań Warszawa Częstochowa Gdańsk Szczecin Bydgoszcz Kraków Grudziądz Elbląg

17,40 16,38 15,58 15,40 15,02 15,00 14,84 14,67 14,62 14,45 14,36 14,28 12,70

0,97 0,91 0,87 0,86 0,83 0,83 0,82 0,82 0,81 0,80 0,80 0,79 0,71

Wykonane w Poznaniu szczegółowe pomiary i badania [2] wskazują, Ŝe podstawowym źródłem strat czasu w komunikacji tramwajowej są w 70 % sygna-lizacja świetlna a w 25 % ograniczenia powodowane złym stanem technicznym tras.

Pozostałe czynniki - zarówno związane z ruchem ulicznym jak i wzglę-dami technicznym – nie przekraczają 5% w stratach w ruchu pociągów. Ograni-czenia wynikające z osi geometrycznej tras (łuki, rozjazdy, krzyŜownice, ograni-czenia skrajni) wpływają na dalsze zmniejszenie prędkości komunikacyjnych w granicach równowaŜnych 5% ponoszonych strat.

Z cytowanych badań [2] wynika, Ŝe podstawowe działania ukierunko-wane na przyspieszenie komunikacji tramwajowej muszą się wiązać z techniką sterowania ruchem. Aplikacje tej techniki są nieporównywalnie tańsze od nakła-dów na modernizację tras czy zakup taboru, nie mówiąc o konstrukcjach budow-

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 45

lanych niezbędnych na zapewnienie fizycznej segregacji tras tramwajowych od ruchu ulicznego. Zatem racjonalne jest, by działania przyspieszające wyprzedza-ły lub towarzyszyły projektom modernizacji i/lub zakupu taboru

Tabela 2. Wskaźniki opłacalności (EIRR) uzyskane w róŜnych projektach w Poznaniu (Źródło: analizy ekonomiczne przeprowadzone przez BIT w latach 1993 – 2005)

Charakter zainwestowania Wskaźnik wewnętrznej stopy zwrotu (EIRR)

Optymalizacja rozkładu jazdy Uprzywilejowane sterowanie ruchem Nowe trasy tramwajowe Modernizacja trasy z przyspieszeniem Modernizacja z przyspieszeniem i zakupem taboru Wyłącznie modernizacja z zakupem taboru

Absolutnie rentowna Od 139 do ponad 1000% Od 11% do 56% Od 21 do 38% Od 8 do 11% Do 4%

Zasadniczym dylematem pozostaje ocena rzeczywistych moŜliwości działań przyspieszających ruch tramwajów na istniejących trasach poprzez inteli-gentne sterowanie ruchem, a takŜe - wobec wysokich nakładów związanych z budową autonomicznych tras tramwajowych - określenie moŜliwości alternatyw-nych, opartych na rozwoju nowoczesnych technologii sterowania ruchem z prio-rytetem dla komunikacji tramwajowej. Platformą takich dyskusji mogą być do-świadczenia uzyskane z kilku zrealizowanych i badanych projektów poznańskich.

2. TRASA TRAMWAJOWA GTR

Na podstawie prezentacji trasy tramwajowej GTR (por. rys. 1, tabl. 6) zrealizowanej w latach 1981 (odcinek północny w dolinie rzeczki Piaśnica – fot. 2 i 3 - z pętlą w centrum trzech osiedli) oraz w 1984 (część wschodnia i południo-wa trasy – fot. 1 i 4) postaramy się nie tylko wykazać, Ŝe w Poznaniu funkcjonu-ją dwie trasy szybkiego tramwaju, ale takŜe, Ŝe mniej spektakularnymi działania-mi i znacząco mniejszymi nakładami moŜna uzyskać porównywalne do PST ko-rzyści funkcjonalne i ekonomiczne.

Projekt tras tramwajowych na GTR wraz trasą średnicową N- S górnego tarasu wykonany został w Komunalnym Biurze Projektów z Poznania (inŜynie-rowie Kazimierz Goroński i Mirosław Przepióra). Koncepcja trasy w zasadni-czym stopniu wiązała się z planem urbanistycznym budowy osiedli mieszkanio-wych Górnego Tarasu Rataj, w obrębie których zlokalizowano średnicową trasę drogową (N-S) z tramwajem w pasie rozdziału obu jezdni (odcinek wschodni i południowy). Trasa ta połoŜona w płytkiej niecce posiada w obrębie osiedli do-stęp do dwóch przystanków z nadziemnych kładek ( fot. 1), dwóch pozostałych – z przejść podziemnych. Pętla i dwa dalsze przystanki połoŜone są w krajobrazie parkowym (fot. 2). Tylko jeden przystanek dostępny jest z klasycznych naziem-

46 A.Krych

nych przejść przez jezdnie z sygnalizacją świetlną.

Rys. 1. Szybkie trasy na tle sieci tramwajowej w Poznaniu

Na poziomie szyny trzy kolizje występują w obrębie połoŜonego przy nim węzła drogowego typu pośredniego trasy z drogą krajową nr 11 (w kierunku Katowic) i są regulowane przez dwie skoordynowane sygnalizacje świetlne, na jednym skrzyŜowaniu kolizja regulowana jest z sygnalizacją fazową z bez-względnym priorytetem dla tramwaju, na jednym skrzyŜowaniu trasa przebieg przez rondo o mało aktywnych kolizjach na kierunku ruchu pociągów. Trzy ko-lejne mało aktywne kolizje występują takŜe w strefie parkowej i nieuŜytków (jeden trakt pieszy z akomodowaną sygnalizacją, jedna droga rowerowa i jeden przejazd drogowy). W części południowej Trasę powiązano z istniejącą siecią tramwajową (węzeł rozjazdowy - Rondo Starołęka).

Dalej przebiegająca na zachód trasa tramwajowa (Trasa Hetmańska) na długości niemal dwóch kilometrów (dolina Warty) przebiega bezkolizyjnie w pasie rozdziału jezdni a połoŜony na niej przystanek na wiadukcie równieŜ posia-da bezkolizyjne dojścia, w tym z zintegrowanego przystanku autobusowego pod wiaduktem.

Wyjście północne trasy tramwajowej z pasa między jezdniami do rejo-nu pętli jest bezkolizyjne z zagłębieniem torowiska do poziomu pętli i tunelu wy-prowadzającego tory pod jezdnią (fot. 4). Wiadukt pod drugą jezdnią zapewnia dojścia piesze do przystanków w rejonie zagłębionej pętli z osiedla i przystanku autobusowego po wschodniej stronie trasy średnicowej a takŜe rezerwę skrajni na

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 47

wyprowadzenia z pętli przyszłej trasy w kierunku wschodnim .

Tak ukształtowana trasa tramwajowa o łącznej długości 7,5 km scharak-teryzowana moŜe być jako obiekt o wysokim stopniu fizycznej segregacji z za-niechaniem zasady w przecięciach o niskiej intensywności kolizji i/lub wysokim koszcie jej aplikacji. Miejsca występujących kolizji regulowane są głównie przez proste urządzania sygnalizacje świetlnej, z których dwie działają na zasadzie bezwzględnego priorytetu, dwie są skoordynowane między sobą (bez przystanku pośredniego, zatem korzystnie dla tramwaju). Jakość sterowania ocenić moŜna jako dobrą z moŜliwością dalszego podniesienia jej efektywności. Z zestawienia danych w tabl. 5 wynika, Ŝe główną barierą płynności ruchu na trasie jest Rondo Starołęka oraz (sic!!!) opisana konstrukcja wyprowadzająca tramwaj z międzyto-rza na pętlę pośrednią.

Proces inwestycyjny i zrealizowana infrastruktura tramwajowa wyprze-dziła praktycznie rozwój urbanistyczny obszaru. Po zahamowaniach (po roku 1990 wielka spółdzielnia mieszkaniowa przestała inwestować) rozwój ten stop-niowo odzyskał impet. W ostatnich latach nabrał dynamiki w rejonie odcinka północnego (nowe dzielnice Łacina i Komandoria) oraz na jego przedłuŜeniu (Franowo). Prowadzone są (na zachód w kierunku Centrum – fot. 4) i planowane (do Franowa) nowe trasy tramwajowe, wykorzystujące znaczny potencjał trans-portowy i ruchotwórczy Górnego Tarasu. Trasa franowska planowana jest w oparciu o podobne załoŜenia - wysokiego poziomu autonomii (dwa wiadukty pod duŜym ruchem samochodowym) z trzema przejazdami kolizyjnymi o małej ak-tywności ruchu poprzecznego (sygnalizacja akomodowana z ewentualnie opusz-czanymi automatycznie lekkimi barierami typu kolejowego na ulicach dojazdo-wych).

3. POZNAŃSKI SZYBKI TRAMWAJ - PST

Głównym projektantem PST był dr inŜ. Zygmunt Nowak - zarazem ini-cjator i pomysłodawca tego rozwiązania (współautor wcześniejszego planu ogól-nego zagospodarowania miasta). Sześciokilometrowy odcinek PST w kontekście obowiązującego od 1976 r. planu zagospodarowania przestrzennego Poznania miał spiąć z centrum miasta budowane juŜ w tych latach osiedla tak zwanego północnego pasma rozwojowego (Piątkowo) z dalszą jego kontynuacją z projek-towaną trasą w zasiagu kilkunastu kilometrów.

Dokumentacja oraz realizowany projekt (rys. 2) przewidywał całkowitą autonomię trasy z tymczasowym węzłem przesiadkowym w okolicy Mostu Te-atralnego (etap I – około 6 km), oraz dalszą kontynuację budowy do Dworca Głównego PKP z przystankiem końcowym na peronie 7 połoŜonym w sąsiedz-twie wyjścia zachodniego Dworca w sąsiedztwie Międzynarodowych Targów

48 A.Krych

Poznańskich (etap II - 1,2 km). Autonomia PST wiązała się takŜe z wydzielonym zarządem, taborem i zajezdnią , oraz systemem zasilania trakcyjnego. Wszystkie te obiekty, poza zakupem taboru, objęte były procesem inwestycyjnym, który wymagał zaangaŜowania nieco ponad 90 mln euro (w cenach 2005). Decyzja o budowie szybkiego tramwaju w Poznaniu zapadła w drugiej połowie lat siedem-dziesiątych a prace projektowe i przygotowanie inwestycji umoŜliwiły rozpoczę-cie budowy w 1982r.

Rys. 2. Obiekty PST na tle zabudowy miasta w 1993 r. (źródło: mat. MPU do Studium [3])

Decyzja o budowie szybkiego tramwaju w Poznaniu zapadła w drugiej połowie lat siedemdziesiątych a prace projektowe i przygotowanie inwestycji umoŜliwiły rozpoczęcie budowy w 1982 r.

I etap budowy obejmował 5 stacji pośrednich z dwoma przystankami przy pętlach końcowych. Końcowy odcinek międzystacyjny w Centrum (około 2 km) przebiega niemal w całości na estakadach z wiaduktami – nad ulicą, parko-wą doliną Bogdanki, pod magistralą kolejową i nad ulicą. Pozostała część trasy

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 49

zrealizowana została w wykopie, ze stacjami pod wiaduktami drogowymi (ulice główne i zbiorcze) tworząc węzły zintegrowane z poprzecznymi trasami autobu-sowymi (fot. 5). Przystanki autobusowe z wydzielonym pasem w kontekście zre-alizowanej równolegle do PST trasy Księcia Mieszka I (skrzyŜowania) wyposa-Ŝono w sygnalizację wyprowadzającą autobusy na dowolny pas wlotów na zasa-dzie śluzy .

Tabela 3. Etapy i koszty budowy PST (źródło: obliczenia własne wg [4] , z przeliczni-kiem 1,266 do cen 1997 r. )

Okres Opis Nakłady (mln euro)

Zaawansowanie (%)

1980-1983 1984-1989 1990-1992 1993-1996

Przygotowanie inwestycji Roboty ziemne i konstrukcje

Impas Pozostało - wg wykonania

Pozostało - wg pierwotnej kon-cepcji

4,4 40,8 4,8 25,6 42,5

6% 60% 66% 34%

1980-1996 Razem – wg wykonania 75,6 100%

Pomyślna decyzja o budowie PST, podobnie jak metra w Warszawie w 1982 r. miała głębokie podłoŜe polityczne. Do roku 1989 finansowanie budowy wynosiło średnio 7 mln euro rocznie (por. tabl. 4). Impas lat 1990 – 1992 (średnio 1,6 mln euro rocznie, w tym ze znacznym udziałem konserwacji i kosztów utrzy-mania budowy oraz jej dyrekcji) miał zarówno podtekst ekonomiczny jak poli-tyczny. Szczególnie ten ostatni wyraŜał się niechęcią młodych władz samorządo-wych do kontynuacji „ostatniej budowli socjalizmu”. Zła sytuacja ekonomiczna rysowała się z jednej strony z zupełnym brakiem dopływu środków centralnych (w planie inwestycyjnym przewidziano 50% bieŜących kosztów inwestycji) jak trudnościami i krytycznymi ograniczeniami przekroczenia barier „kolejowych” w perspektywie realizacji II etapu budowy1.

JuŜ w końcu lat osiemdziesiątych kilka kolejnych ekspertyz, a w począt-ku lat dziewięćdziesiątych studia do nowego planu ogólnego zagospodarowania przestrzennego miasta wskazały na wysoką rentowność ekonomiczną wyprowa-dzenia linii tramwajowych PST do miejskiej sieci tramwajowej (finalne opraco-wanie [3] – IRR – 20 do 38% w zaleŜności od wariantu taboru). Ta koncepcja,

1 Wizja funkcjonującej trwale pętli tymczasowej w „dziurze toruńskiej”

(przy Moście Teatralnym) z 60 tys. przesiadających się pasaŜerów dziennie była oceniana krytycznie.

50 A.Krych

równoznaczna z rezygnacją z autonomii organizacyjnej PST, nie wymagała bu-dowy nowej zajezdni, umoŜliwiła rezygnację z budowy dwóch spośród czterech stacji zasilania energetycznego (zamiast pozostałych wykorzystano i zmoderni-zowano dwie istniejące w sieci MPK) , nie była równieŜ tak silnie uwarunkowana dostawą nowego taboru tramwajowego, czego zresztą program inwestycyjny w ogóle nie uwzględniał. Łączny koszt inwestycji wyniósł by w tych warunkach 75 mln euro (to znaczy jeszcze 25 mln) zamiast 92,5 (jeszcze 43 mln euro). Wobec większych korzyści operacyjnych i funkcjonalnych rentowność finansowa i eko-nomiczna tej alternatywy była absolutna, nawet przy wprowadzeniu po stronie nakładów nowego, nowoczesnego taboru do obsługi dwóch, ,jak wówczas plano-wano, wyprowadzonych z PST linii [3]. Ponownie uwarunkowania polityczne (czynne poparcie inwestycji przez premier Suchocką) dały impuls dla uruchomie-nia inwestycji w dziesiątą rocznicę jej inauguracji a następnie - 3 lata później – jej zakończenia (dokładnie 1 stycznia 1997 r) .

Obecnie z PST korzysta 65 do 72 tys. pasaŜerów w dobie. Trasa obsłu-giwana jest czterema liniami wiąŜącymi dzielnice północne z najwaŜniejszymi dzielnicami miasta. Około 8% obecnych pasaŜerów PST zrezygnowało z samo-chodu, 10% z innych linii tramwajowych, około 10% dojeŜdŜa do przystanków PST autobusem a blisko 50 tys. przeszło z linii autobusowych na linie PST. Czas przejazdu ze skrajnych dzielnic do centrum skrócił się z 30 do 11 minut (tabl. 5). Osiedla północnego pasma rozwojowego przed uruchomieniem PST obsługiwała 1/3 potencjału miejskiej komunikacji autobusowej, z którego 2/3 okazało się zbędne. Między innymi te właśnie korzyści pozwoliły niemal w tym samym roku na skredytowanie zakupu 170 nowych autobusów niskopodłogowych, zwolnienie z MPK 2/3 personelu obsługi parku zajezdni autobusowych i uruchomienie pod Poznaniem dwóch fabryk z tymŜe personelem oraz siecią kooperantów. Tereny przy stacjach PST - dotąd stanowiące zaplecze budowlane i parkingowe budowa-nych osiedli i tras - zostały w większości intensywnie zabudowane przez kapitały prywatne. Na terenie planowanej zajezdni powstało centrum handlowo - rekre-acyjne Plaza połączone z stacją ruchomymi schodami - fot. 8). O dynamice inwe-stycyjnej otoczenia świadczy, ze jeszcze w 2000 roku nierównomierności kierun-kowe potoków „sypialni piątkowskiej” w godzinach szczytu wynosiły jaki 2:10, aktualnie zrównowaŜyły się do poziomu 6 :10.

4. PROJEKT PILOTA śOWY „M. TEATRALNY– KAPONIERA”

Zmiana koncepcji i wyprowadzenie szybkiego tramwaju do sieci dro-gowo – ulicznej miasta w okolicach Mostu Teatralnego stanowiło znaczące wy-zwanie technologiczne. SkrzyŜowanie przy Moście z zespołem przystanków oraz dwoma następnymi skrzyŜowaniami w ciągu około 250 m. ulicy Roosevelta (Rondo Kaponiera – najbardziej obciąŜone w tym czasie skrzyŜowanie w Pozna-niu oraz skrzyŜowanie z ulicą Bukowską) i sąsiadującymi zespołami przystan-

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 51

ków oddalonymi od siebie średnio o 200 m od dawna charakteryzowało się zna-czącymi zatorami samochodowymi i tramwajowymi. Łącznie w tym obszarze przebiegało 13 z 14 poznańskich linii tramwajowych na trzech węzłach rozjaz-dowych prowadzących pociągi z częstością 10 minut w ciągu dnia (156 pociągów w godzinie). Poza zmianami w marszrutach uruchomienie PST wymagało wpro-wadzenia dodatkowej linii i wprawdzie prostego lecz czwartego na tym krótkim odcinku układu rozjazdowego na wejściu i wyjściu z trasy PST.

Od 1994 r. Poznań przymierzał się do wprowadzenia systemu inteli-gentnego sterowania ruchem. Koncepcja systemu [5] przewidywała zaawansowa-ne priorytety dla transportu publicznego realizowane w oparciu o sterowniki lo-kalne wysokiej inteligencji. Po kilku wstępnych próbach i doświadczeniach pro-blem wyprowadzenia PST do obszaru Most Teatralny - Kaponiera postanowiono rozwiązać z wykorzystaniem pełnej klasy urządzeń ujętych w docelowej Koncep-cji [5] jako projekt pilotaŜowy [6].

Projekt zrealizowano z udziałem funduszu Ecos-Phare pod auspicjami agencji Novem – europejskiego programu oszczędności energii i środowiska z rekomendacji miasta Rennes (koniecznej dla projektów w państwach nie stowa-rzyszonych z Unią). Zasady wspomagania Projektu wymagały pełnej jego ewalu-acji od badania stanu przed projektem przez symulacyjne prognozy korzyści a następnie badanie stanu po uruchomieniu Projektu [6].

Struktura techniczna projektu objęła wyposaŜenie w odpowiednie urzą-dzenia trzech skrzyŜowań. Pierwszeństwo przejazdu dla tramwajów zapewniono przez algorytmy sterowania acyklicznego grupami pojazdów wprowadzone do sterowników odpowiedniej klasy (typu FR produkcji Neederland Harlem). Ste-rowniki realizowały algorytmy acykliczne w oparciu o informacje o ruchu zbiera-ne z pętli indukcyjnych, wideokamer (Autoscop), zintegrowane z nimi sterowniki napędu zwrotnic (Hanning and Kahl) i przyciski dla rowerzystów i pieszych. Wszystkie pociągi w parku tramwajowym MPK wyposaŜono w czterobitowe nadajniki indukcyjne (Trak) umoŜliwiające przekazanie sygnału zgłoszenia obec-ności i kierunku jazdy przez czujnik w nawierzchni przewodowo połączony ze sterownikiem napędu zwrotnicy. Kod obecności i kierunku za pośrednictwem sterownika zwrotnic przekazany jest do sterownika lokalnego.

Korzyści Projektu, zilustrowano syntetycznie w tabl. 4, wynikają z pomiarów czasów obsługi i zuŜycia energii wykonanych przed i po projekcie. Zwrócić warto uwagę na oszczędność transportowej pracy czasowej (11,3 tys. poc.h/rok - pociągogodzin rocznie) - równowaŜną pracy dwóch pociągów w rozkładzie jazdy. Nakłady Projektu wyniosły około 15 mln zł co jest równowaŜ-ne zakupowi 2 nowoczesnych pociągów niskopodłogowych.

Projekt pilotaŜowy wyznaczył nowe standardy w aplikacjach poznań-

52 A.Krych

skiego systemu sterowania ruchem z priorytetem dla tramwajów. Odniesiemy się do nich krytycznie w podsumowaniu końcowym.

Tabela 4. Korzyści projektu pilotaŜowego „Most Teatralny-Rondo Kaponiera” (Źródło: Zestawiono na podstawie Raportu C z procesu ewaluacji projektu dla agencji Novem)

Charakterystyka dla obszaru Projektu Stan przed Projektem

Stan po Projekcie

Prędkość komunikacyjna ZuŜycie energii Praca transportowa Średni czas przejazdu przez obszar

12,6 km/h 0,269 MJ/pas. 43,1 tys.poc.h/rok 213 sek

17,1 km/h 0,189 MJ/pas. 31,8 tys.poc.km/rok 160 sek

5. SYSTEM STEROWANIA RUCHEM (1994 – 2005)

Poczynając od 1994 do 2004 roku sterowanie ruchem z priorytetem dla komunikacji tramwajowej wdroŜono na 82 spośród 95 funkcjonujących w sieci tramwajowej Poznania skrzyŜowań z sygnalizacją świetlną (tabela 5). Dokonując w 2000 roku pomiarów czasu obsługi i strat czasu w sieci tramwajowej [2] stwierdzono znaczne straty czasu na wielu, w tym takŜe około 30 obiektach o wyŜszej inteligencji, w których aplikowano nowe urządzenia i algorytmy stero-wania po 1995 roku.

Ponowne pomiary w 2002 r. (gdy funkcjonowało ponad 50 takich obiek-tów w sieci tramwajowej) wskazały na wyraźny postęp w pomniejszeniu strat i liczby zatrzymań, co wynikało nie tylko z nowszych aplikacji ale takŜe z doko-naną przez Zarząd Dróg Miejskich korektą algorytmów sterowania w wielu wcze-śniej wdroŜonych projektach.. Pomiary w 2002 roku, wykonane na zlecenie ope-ratora komunikacji tramwajowej (MPK), wskazały jednak przede wszystkim, Ŝe korzyści z pomniejszonych prędkości zostały zniwelowane poprzez zmniejszenie prędkości technicznych pociągów. Okazało się , Ŝe nie tylko nie zostały apliko-wane krótsze czasy przejazdu w rozkładach jazdy ale czasy przejazdów w nich wydłuŜono2.

Korekta rozkładu dokonana w MPK w r. 2003 pozwoliła jednak te po-tencjalne korzyści zdyskontować, wykorzystując je na wprowadzenie nowej linii tramwajowej łączącej trasę PST z Górnym Tarasem Rataj (9 pociągów) i tym samym wzrost prędkości eksploatacyjnej liczonej w skali roku do 16,04 km/h (por. tabela 1).

2 Między innymi pod presją związków zawodowych funkcjonujących w MPK.

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 53 Podkreślić naleŜy, Ŝe kolejne pomiary czasów obsługi pociągów w sieci

tramwajowej zrealizowano w 2004 r., jednak ich wyniki pozostają jeszcze w fazie analiz. NiezaleŜnie jednak od ich rezultatu ocenić naleŜy, Ŝe powodzenie dotąd rozwijanych aplikacji jest mniej niŜ połowiczne (por. tabela 5). W zasa-dzie tylko w kilkunastu obiektach kłopoty z wysoka efektywnością priorytetu mogą być tolerowane i to z poziomem średnich strat do nieco ponad 20 sekund na pociąg. Odpowiednie algorytmy i urządzenia w pozostałych 80 obiektach mo-gą i powinny zapewnić wysoką efektywność sterowania, to jest z poziomem śred-nich strat do kilku sekund na pociąg.

Tabela 5. Struktura i jakość sterowania w obiektach w sieci tramwajowej w Poznaniu – stan w 2005 r. (źródło: analiza własna)

Jakość udzielania priorytetu komunikacji tramwajowej – wg średnich strat czasu

Sposób sterowania Liczba obiek-tów Niska Średnia Wysoka

Bez priorytetu Koordynacja z akomodacją na zasadzie okiem czasowych Akomodacja lokalna z prioryte-tem Lokalna koordynacja na kilku skrzyŜowaniach z priorytetem

12

22 15

46

12 5 4 8

0 8 2

27

0 9 9

11

Razem 95 29 37 29

5. PODSUMOWANIE

Analiza średnich i maksymalnych prędkości komunikacyjnych osiąga-nych na międzyprzystankowych trasach PST i GTR (por. tabela 6) wskazuje, Ŝe przy braku kolizji prędkość komunikacyjna zaleŜy przede wszystkim od odległo-ści międzyprzystankowych. Niewątpliwy wpływ na niŜsze prędkości na odcin-kach międzyprzystankowych mają ograniczenia związane z geometrią trasy. W porównaniu z nimi wpływ tolerowania kolizji o niewielkiej intensywności jest nieznaczny i porównywalny z skrajnymi ograniczeniami wynikającymi z wa-runków prowadzenia osi trasy (por. odcinek nr 4 a i b oraz 5 a i b na trasie GTR, o zbliŜonej odległości miedzy przystankami). Ten pierwszy z niewielką efektywno-ścią udzielanego priorytetu funkcjonuje w sposób porównywalny z konstrukcją wyprowadzającą trasę z międzytorza pod jezdnią do obszaru parkowej doliny z pośrednictwem serii łuków odwrotnych związanych ze zlokalizowaną przy wia-dukcie pętlą. Biorąc pod uwagę prędkości maksymalne (uzyskane bez strat na konwencjonalnej sygnalizacji skoordynowanej) funkcjonuje znacznie lepiej, co świadczy o potencjalnych moŜliwościach nowocześniejszego sterowania.

Niejednokrotnie - przy porównywalnej długości odcinków międzyprzy-stankowych – nawet przy występowaniu mało aktywnych kolizji równieŜ średnie prędkości na GTR są wyŜsze jak na trasie PST (tabl. 6).

54 A.Krych

Na rys. 3 przedstawiono zaleŜność pomiędzy prędkością maksymalną a odległością międzyprzystankową na odcinkach bezkolizyjnych. Okazuje się, Ŝe na trasie GTR występują istotnie większe prędkości maksymalne niŜ na porów-nywalnych odcinkach PST. Jedną z istotnych, wpływających na to okoliczności, jest ta, Ŝe przy występowaniu odcinków kolizyjnych na trasie GTR motorniczo-wie kompensują straty poniesione na innych odcinkach kolizyjnych. Drugą, Ŝe na trasie PST występują odcinkowe ograniczenia techniczne prędkości do 40 km/h ze względu na rozjazdy awaryjne (tory Ŝeberkowe i przejazdy między torami –fot. 6 - wynikające z seperecji całej trasy). Trzecią – to znacznie dłuŜsze czasy obsługi przystanków PST (dwukrotnie wyŜszy potok pasaŜerski większe odległości mię-dzy przystankami). Czwartą, Ŝe wysoka intensywność pociągów na trasie PST (co 2,5 min na jednym kierunku w ruchu dziennym) ogranicza zupełną dowolność wyboru prędkości.

Rys. 3. ZaleŜność pomiędzy maksymalną prędkością komunika-cyjną (km/h) i odległością międzyprzystankową (m) na bezkolizyjnych

odcinkach tras tramwajowych (Źródło: badania i pomiary BIT, 2004/2005)

Porównanie obu rozwiązań (PST i na GTR) wskazuje, Ŝe tolerowanie mało aktywnych kolizji na projektowanej trasie szybkiego tramwaju nie musi oznaczać negatywnego ich wpływu na osiągi funkcjonalne. Quasi bezkolizyjny system na GTR, tolerujący owe mało aktywne kolizje przy średniej odległości między przystankami około 592 m gwarantuje średnią prędkość komunikacyjną na całej trasie 25 do 26 km/h (maksymalne 31 do 33). WyŜsze osiągi, rzędu 30 do 33 km/h (maksymalne 34 do 36), na Trasie PST z średnia odległością 1.022 m wynikają, jak wykazano, wyłącznie ze znacznie większych odległości między-

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200

GTR

PST

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 55

przystankowych.

Drugie podstawowe pytanie brzmi, czy porównywalną autonomię ru-chową trasie zapewnić moŜna alternatywnie - przez wysoką jakość sterowania z wysoką efektywnością priorytetu w obszarach kolizji. Pytanie ma charakter fun-damentalny, zwaŜywszy na znaczne róŜnice w nakładach inwestycyjnych na urządzenia sterowania w stosunku do kosztów konstrukcji budowlanych i robót ziemnych na trasach bezkolizyjnych.

Analiza dotychczasowych aplikacji sterowania w Poznaniu nie potwier-dza powyŜszej tezy, bowiem mimo znacznego juŜ nasycenia sieci sterowaniem wyŜszej generacji (por. tabl. 5) dotąd osiągnięty poziom płynność i średnie pręd-kości eksploatacyjne pozwalają ocenić graniczne moŜliwości tej struktury na „zaledwie” 20 – 21 km/h średniej prędkości komunikacyjnej i około 18 km/h prędkości eksploatacyjnej w sieci. Badania i studia róŜnych projektów i aplikacji przeprowadzone dla IBDM w 2004 r. [7] pozwoliły ocenić jako realne do osią-gnięcia średnie prędkości komunikacyjne rzędu 25 km/h w konwencjonalnych korytarzach z komunikacja tramwajową. Analiza funkcjonowania techniki, algo-rytmów i standardów sterowania w Poznaniu kaŜe poddać uwadze następujące ograniczenia jej niŜszej efektywności:

- zbyt wysoka zawodność i zbyt niska dynamika układu „motorniczy- trak - pętla- sterownik”, w dodatku realizowanego w bardzo róŜnych standardach przez poszczególnych projektantów (brak unifikacji, wymiany doświadczeń i analiz po projekcie),

- zbyt duŜa tolerancja w określeniu poziomu priorytetu w aplikowanych algorytmach - poczynając od treści specyfikacji zamówień publicznych na pro-jekty a kończąc na weryfikacji i sprawdzeniu załoŜeń projektowych,

- brak skoordynowanych działań i procedur ma styku operatora sieci tram-wajowej i operatora zarządzającego ruchem w fazie planowania, projektowania i zastosowania urządzeń i algorytmów.

56 A.Krych Tabela 6. Porównanie prędkości komunikacyjnych na odcinkach międzyprzystankowych na trasach PST i GTR (źrodło: opracowanie własne wg pomiarów z 2004 r.)

Nr Długość (m)

Prędkość średnia (km/h)

Prędkość maksymalna

(km/h)

Charakterystyka kolizji (OG - istotne ograniczenia na osi geome-

trycznej toru) 10a 10b

165 165

9,6 8,8

14,1 11,8

GTR - Rondo Starołęka, sygnalizacja akomo-dacyjna, fazowa

6a 6b 1b 7a 7b 1a

370 370 375 385 385 410

21,9 22,3 20,6 24,8 22,9 23,0

23,7 25,4 23,2 26,9 25,4 26,2

GTR – bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny PST - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny PST – bezkolizyjny

3a 3b 4a 4b 5a 5b 8a 8b

480 480 530 530 545 545 590 590

20,3 22,2 18,8 18,5 18,9 18,4 23,1 23,4

26,4 29,4 22,1 22,1 27,5 28,4 31,6 28,3

GTR- sygnalizacja wzbudzana na przejsciu dla pieszych

GTR- bezkolizyjny przejazd z międzytorza pod jezdnią i pętla z (OG)

GTR dwa skrzyŜowania - sygnalizacja skoor-dynowana miedzy przystankami

GTR - skrzyŜowanie- sygnalizacja z bez-względnym priorytetem oraz łuk na rondzie

4b 4a 2a 2b 12a 12b 1a 1b 9a 9b

725 725 725 725 790 790 805 805 810 810

30,0 28,8 33,5 32,7 30,8 33,1 33,1 31,2 33,4 34,7

32,2 30,4 44,4 38,2 47,4 37,6 38,6 40,3 37,7 36,3

PST – bezkolizyjny PST - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny

GTR - przejazd drogowy z podporządkowa-niem (oba kierunki) GTR - bezkolizyjny GTR – bezkolizyjny

11a 11b 2b 2a

915 915 1100 1100

33,4 34,7 36,5 36,1

56,3 40,2 39,5 39,8

GTR – bezkolizyjny GTR - bezkolizyjny PST – bezkolizyjny PST – bezkolizyjny

6b 6a

1.925 2.045

34,8 26,7

38,4 33,4

PST- bezkolizyjny, przejazd z sygnalizacją PST- przejazd i skrzyŜowanie (sygnalizacja)

a b

6.200 6.070

30,1 33,0

34,0 35,6

PST - w kierunku Centrum PST – w kierunku północnym

a b

7.110 7.110

25,7 25,2

33,2 31,0

GTR z przejściem doliny Warty Przejście doliny Warty i GTR

Na powyŜszym tle warto wziąć pod uwagę znane i cytowane aplikacje europejskie, które miały charakter celowy (przyspieszenie tramwajów) i dotyczy-ły konkretnych tras tramwajowych (korytarzy), zamiast projektów adresowanych do poszczególnych obiektów , ciągów drogowych czy nawet podobszarów - jak miało to miejsce w aplikacjach poznańskich. Przy takiej entropii cząstkowych

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 57

korzyści, nie oddziaływają one na prędkości eksploatacyjne w systemie – gdyŜ skutek funkcjonalny w sieci występuje dopiero na takim poziomie skumulowa-nych korzyści, gdy na co najmniej jednej linii da się „wygasić” co najmniej jeden pociąg. Ta entropia drobnych, lokalnych korzyści kumuluje się dopiero w korzyść systemową w miarę znacznego przyrostu ich sumy, tak jak to miało miejsce w cytowanej sytuacji Poznania w latach 2002/2003. Brak planowych i zintegrowa-nych działań wpływa takŜe na nieostrość kryterium efektywności w udzieleniu priorytetu, bowiem nie jest jasne jaki jest koszt kompromisu w sterowaniu z prio-rytetem wobec kosztów innych uŜytkowników optymalizowanym w oderwaniu od korzyści w skali systemu.

Cytowane okoliczności związane ze zmianą pierwotnej koncepcji PST wskazują, Ŝe pełna autonomia trasy, zarządzania, zasilania i zaplecza w systemach o rozbu-dowanej sieci tramwajowej jest mniej efektywna finansowo i ekonomicznie. Jak jednak pokazano w procesie budowy trasy i jej kształtu pokazano jak istotne znacznie w podejmowaniu decyzji miały okoliczności polityczne, a jak niewielki - przesłanki ekonomiczne i funkcjonalne.

Literatura

[1] Biuletyn IGKM, 2001

[2] Krych, A., Straty i koszty strat czasu w komunikacji publicznej, W: mat. III Konferencji n-t „Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego”, SITK- Poznań, 2001, s.229

[3] Poznański Szybki Tramwaj - Projekt Uruchomienia , Studium Wykonal-ności, BIT s.c., Zarząd Miasta Poznania, Poznań, 1993

[4] Poznański Szybki Tramwaj – Koncepcja II etapu, Wstępne studium wy-konalności, BIT s.c., Zarząd Miasta Poznania, Poznań, 1997

[5] Koncepcja systemu sterowania ruchem dla Poznania, BIT s.c. – Poltraffic, WDDM, Poznań, 1994

[6] Krych, A., Ewaluacja pilotaŜowego projektu Ecos-Phare inteligent-nego sterowania ruchem ulicznym z priorytetem dla tramwajów, W: mat. I Konferencji n-t „Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłocze-nia motoryzacyjnego”, SITK- Poznań, 1997, s.146

[7] Badania strategii zarządzania ruchem z uprzywilejowaniem tramwajów w ruchu. Zeszyt 2 studium pt „Ustalenia kosztów transportu w przekształca-nych do 2020 r. sieciach transportowych m.st. Warszawy”, BIT, IBDM, Poznań, 2004

58 A.Krych

FAST AND FASTER TRAM – EVALUATION OF THE IDEAS AND APPLICATIONS ON THE EXEMPLE OF POZNA Ń

Summary The background, outline of the conception and the characteristics of Poznań Fast Tram (PST) solutions against a background of the less spectacular investments from the years 70’s and 80’s were introduced (GTR). The ways of accelerating in the first stage of applications intelligent means of traffic management were described (technology and practical results). Summing up, the rules defining the conditions of optimal solutions for the tracks of the fast and faster tram are debatable.

Szybki i szybszy tramwaj w Poznaniu 59

Fot. 1 Fot. 2 Fot. 3 Fot. 4

60 A.Krych

Fot. 5 Fot. 6 Fot. 7 Fot. 8