3. Caratteristiche delle Rotatorie Semaforizzate
3.1. Storia
Le Rotatorie Standard sono uno strumento molto efficace per il controllo del traffico sia veicolare che quello pedonale e per ciclisti, ma questo non esclude totalmente il problema di file, soprattutto nelle ore di punta e non escludono la sicurezza per i pedoni e i ciclisti.
L’introduzione dei segnali in rotatoria comportano una migliore organizzazione nelle formazione delle file e aiutano il flusso pedonale e il quello dei ciclisti.
I primi albori delle rotatorie semaforizzate si hanno all’ inizio degli anni 70 in Inghilterra, però bisogna aspettare il 1991 dove si ha un rapido incremento dell’utilizzo di questa tecnica. Da quel momento la segnaletica in rotatoria divenne un metodo popolare per il controllo del traffico.
Nel 2003 la London Road Safety Unit ha studiato gli effetti delle rotatorie semaforizzate nel traffico.
L’installazione della semaforizzazione nelle rotatorie ha comportato un aumento della capacita del traffico e ha bilanciato il controllo dei flussi veicolari alti.
Da un sondaggio effettuato dalle autorità delle strade inglesi l’introduzione delle rotatorie semaforizzate ha portato dei buoni risultati da giustificare la loro applicazione:
• Controllo fila 32%
• Aumento capacità 30%
• Riduzioni incidenti 14%
• Controllo della connessione del traffico urbano 12%
• Altri motivi 12%
Nell’arco di questi anni sia la rotatoria standard che addirittura le prime rotatorie con semaforo sono state progettate e migliorate per raggiungere gli
obbiettive proposti. Con l’aumento dei flussi veicolari, i segnali di controllo sono diventati una misura comune per la regolarizzazione del traffico.
Le rotatorie standard si regolano da sole ma possono arrivare a collasso per la difficoltà di ingresso in rotatoria dovuta ad un gaps troppo piccolo, questo comporta una difficoltà di ingresso nella corona della rotatoria.
L’introduzione dei segnali può produrre un effetto necessario a favore delle seguenti elementi:
• Quando si collassa, con i segnali si può alterare il naturale funzionamento della rotatoria dando una migliore distribuzione dei ritardi e quindi un miglioramento del bilancio del traffico.
• Quando il flusso ha un elevata velocità di circolazione (piuttosto che i flussi),i semafori possono dare un miglioramento generale nelle immissione.
• Quando è possibile coordinare una rete di rotatorie a tempo determinato, i segnali possono ridurre i ritardi.
L’installazione dei semafori in rotatoria con funzionamento a tempo pieno (full time) implica, in precedenza della loro applicazione, una modifica geometrica come parte integrante di un miglioramento generale, ma essa non è detto che porti hai risultati richiesti e quindi si è costretti alla installazione dei semafori.
Lo scopo del cambiamento della geometria nella rotatoria semaforizzata comporta:
• L’aggiunta delle corsie di entrata e il miglioramento della visibilità attraverso la riduzione o rimozione della deviazione di ingresso.
• L’aggiunta di corsie serve sia per completare le corsie di ingresso e sia per disporre le code, questo cambiamento comporta un modifica della forma della rotatoria, spesso risulta una geometria meno circolare e più triangolare-squadrata.
3.2 Sicurezza
Le rotatorie tradizionalmente hanno avuto scarse segnalazioni di incidenti rispetto ad altri tipi di intersezioni. Pertanto Highway e Traffic engineers hanno cercato negli anni di diminuire ulteriormente l’indici di incidentabilità in esse.
Fig 1-Frequenza di incidenti nelle rotatorie standard in UK
L’introduzione delle rotatorie semaforizzate hanno regolarizzato i flussi di traffico, ridotto i gap e ridotto le velocità. Tutto questo ha avuto beneficio sia sul flusso veicolare ma anche benefici particolari sui ciclisti e sui pedoni.
Sostanzialmente una riduzione di incidenti avviene specialmente nella fase di immissione, quindi scontri tra i veicoli entranti e quelli che circolano, il problema nasce, perché, chi si approccia all’ingresso della rotatoria non riesce a stimare la dimensione dei gap, cioè la distanza e la velocità tra i veicoli che si trovano nella corona circolare, con il semaforo si riesce a rimuovere questo dubbio e quindi l’ingresso e reso più sicuro.
Fig 2-Percentuale di incidenti con feriti presso rotatorie a 4 braccia in UK
E’ anche vero che con i segnali non possiamo eliminare completamente gli incidenti,studi dimostrano che si hanno 5 incidenti all’anno sulle rotatorie.
In generale la semaforizzazione tende a ridurre ulteriormente il numero di incidenti, la segnalazione a tempo pieno (full time) ha sicuramente più successo che quella a segnalazione a tempo parziale (part time).
Ma dove i segnali sono stati introdotti per altri motivi, cioè non il numero degli incidenti, dobbiamo sottolineare che questo comporta un aumento del numero di corsie di deviazioni,quindi un cambiamento netto sulla geometria della intersezione.
Fig 3-Quando i segnali possono dare benefici?
Per la realizzazione di un ottima rotatoria semaforizzata bisogna disporre adeguatamente il traffico e la disposizione dei semafori a tempo parziale (part time) e anche quelli a tempo pieno (full time), essi devono trovare un compromesso con il flusso veicolare, questo per avere un miglioramento della prestazione della intersezione e quindi un miglioramento della sicurezza.
Le rotatorie semaforizzate con il controllo part time, cioè un controllo non continuo della semaforizzazione quindi detto “parziale”, comporta l’utilizzazione dei semafori solo nelle ore di punta del traffico e il resto della giornata la rotatoria viene utilizzata con funzionamento standard della rotatoria, quindi i semafori vengo posti sul giallo lampeggiante, il periodo e il tempo di funzionamento dei semafori viene deciso anticipatamente dal tecnico-progettista attraverso lo studio classico del traffico e quindi analizzando i periodi di crisi del flusso, l’accensione viene effettuata a orari fissi e quindi con cicli prestabiliti.
In altri casi, quando il flusso di traffico è in continuo cambiamento lungo l’arco della giornata, attraverso dei rilevatori posti a distanze studiate dalla intersezione si rilevano la formazione di code e quindi attivano attraverso
degli imput l’accensione dei semafori, e trasformano la rotatoria da standard a rotatoria semaforizzata e quindi comporta il non collasso della rotatoria.
Al momento che si utilizza la rotatoria semaforizzata con controllo parziale (part time) questa può comportare una confusione, ciò è causato dalla necessità di associare continuamente segnali e linee che possono comportare un incremento di incidenti quando il segnale è fuori uso.
Il segnale a controllo a tempo pieno (full time) è da sempre considerata la migliore alternativa rispetto al part time controll ma in particolare quando si presentano uno dei seguenti casi:
• Alto numero di ciclisti
• Attraversamento dei pedoni sulla rotatoria • Benefici nel sistema di connessione
• Significative formazioni di code lungo l’arco della giornata
Una tecnica vantaggiosa nella rotatoria è l’inserimento su tutti i bracci della semaforizzazione questa combinata con un controllo part time, questa viene utilizzata per non avere dei segnali troppo distanziati tra loro nella stessa rotatoria.
Fig 5-Disposizione della semaforizzazione
In verità installare segnali solo su un unico ingresso è avvolte quanto necessario, ma questo comporta un particolare problema sia per la modellazione di una singola intersezione che per la modellazione di tutta la rete, lo studio della rotatoria può comportare difficoltà particolarmente quando c’è una successione di intersezioni o a valle o a monte della rotatoria semaforizzata, avvolte diventa necessario installare dei segnali aggiuntivi a monte o valle di quest’ ultima appunto per regolamentare tutta l’arteria e non collassare comunque la rotatoria stessa.
Più c’è controllo sulla rotatoria e sull’ arteria circostante più è facile prevedere la simulazione del modello.
3.3. Strutture innovative
Nelle rotatorie di piccole dimensioni non è positivo l’installazione della semaforizzazione questo perché, attraverso degli studi, si è arrivati alla conclusione che la maggior parte delle rotatorie invece che migliorare arrivavano più velocemente al collasso.
La rotatoria semaforizzata è una struttura innovativa introdotta per regolamentare intersezioni con un alto flusso di traffico, specialmente in una direzione, questo ultimo accorgimento ha portato allo sviluppo di una ulteriore nuova tecnica inserendo nell’isola centrale una strada che l’attraversa, questa rotatoria è denominata “ HAMBURGER” (through-about).
Fig 7-Headington hamburger roundabout,Headington-Oxford
Questo tipo di strutture è diventata uno strumento molto importante per lo sviluppo delle intersezioni, specialmente di grosse dimensioni.
Se c’è un arresto del segnale, dovuta ad un incidente o ad un arresto o ad un anomalia della segnalizzazione, questa deve essere ripristinata con un back-up di sistema con il minimo tempo, alcuni metodi sono: delle batterie di scorta o dei sistemi standby che operano immediatamente.
Oltre a quella con “Hamburger” si ha un altro tipo di sviluppo,con entrambe le corsi passanti nella isola centrale, denominata “Hot Cross Bun” (double-through-about).
Fig 8-“Hot cross bun” (double-through-about)
3.4. Pedoni o Ciclisti
Attraverso questa innovativa tecnica, l’inserimento della semaforizzazione nella rotatoria ha comportato una regolamentazione del flusso sia pedonale che ciclabile.
La struttura della rotatoria fa si che i pedoni e i ciclisti, se esistenti, siano un punto centrale della rotatoria stessa.
La creazione di un passaggio pedonale sulla rotatoria già esistente dotata di semaforizzazione comporta una regolamentazione molto attenta del semaforo e delle linee di stop. Tale attraversamento può essere controllato da una fase di flusso isolata oppure si può porre l’attraversamento sufficientemente lontano dalla rotatoria e questo comporta il minimo rischio per i pedoni e un minor rischio di formazione della coda all’interno della rotatoria.
Tuttavia il tempo di attraversamento deve essere relativamente breve, in quanto, può diventare un fattore limitante nel flusso del traffico.
La velocità dei veicoli in ingresso, in uscita e nella corona circolare deve essere presa molto in considerazione se si pensa di porre dei percorsi pedonali nelle vicinanze della rotatoria.
Uno dei vantaggi di una rotatoria semaforizzata a tempo pieni rispetto a una non semaforizzata o una a semaforizzazione parziale è che riduce notevolmente il pericolo per i ciclisti.
Il segnale full time è visto come la tecnica migliore per progettare rotatorie sicure per i pedoni e per i ciclisti perché il conflitto primario tra l’ingresso e la circolazione del traffico in rotatoria sono risolti con il semaforo e quindi con una fase esclusiva.
Fig 10-Percentuale dei convolgimenti degli incidenti
Nelle rotatorie più grandi, dove le velocità sono più alte, possono essere intimidatorie per i pedoni e i ciclisti. Bisogna prestare particolare attenzione al progetto sia geometrico che dei segnali semaforici, questo per ridurre la velocità veicolare.
La progettazione delle rotatorie semaforizzate deve rispettare degli aspetti: • Segnaletica molto avanzata
• Chiarezza nella segnaletica
• Sistema di circolazione semplificato • Visibilità dei segnali
• Semplificazione del sistema
ANALYSIS OF ROUNDABOUT METERING SIGNALS Rahmi Akçelik, Director “Akcelik & Associates Pty Ltd
“ There are many examples of roundabouts with unbalanced flow patterns in Australia, where part- time roundabout metering signals are used to create
gaps in the circulating stream in order to solve the problem of excessive queuing and delays at approaches affected by highly directional flows.
The use of metering signals is a cost-effective measure to avoid the need for a full-signalized intersection treatment.
A case study is presented comparing a roundabout with and without metering signals in terms of operating cost, fuel consumption and pollutant amissions as well as delay and degree of saturation.”
(“Ci sono molti esempi di rotatorie con sbilanciamenti di flussi in Australia, dove le rotatorie semaforizzate con segnale sia parziale che non sono usate per creare dei gaps nel flusso di circolazione al fine di risolvere il problema degli eccessivi ritardi dovuti a un elevato traffico direzionale.
L’uso dei segnali e una misura degli effettivi costi serve per vedere di evitare una intersezione con semaforizzazione continua anziché una con semaforizzazione parziale.
Casi di studi messi confrontano rotatorie con o senza semaforizzazione in termini di costi operativi, carburante e emissioni di polvere come pure ritardi e grado di saturazione”.)
Tratto: Paper presented at the 25th AITPM 2006 National Conference, Melbourne, Australia, August 2006
Questo documento presenta casi di studio a confronto tra rotatorie con o senza semaforizzazione in termini di costi operativi, di carburanti e emissioni di polvere come ritardi e gradi di saturazione.
L’analisi viene effettuata tramite il software “SIDRA INTERSECTION” e la micro simulazione è stata descritta in dettaglio da Akçelik e Besley (2003).
