Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen sujuvuuteen

Transkriptio

1 Sonja Lehtonen Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 10/2009

2

3 Sonja Lehtonen Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 10/2009 Tiehallinto Kouvola 2009

4 Verkkojulkaisu pdf ( ISSN TIEH v TIEHALLINTO Kaakkois-Suomen tiepiiri Kauppamiehenkatu KOUVOLA Puhelin

5 Sonja Lehtonen: Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen. Kouvola Tiehallinto, Kaakkois-Suomen tiepiiri. Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 10/2009, 49 s. ISSN , v. Asiasanat: raskas liikenne; raskaat ajoneuvot; liikennevirta; liikenteen seuranta; liikenteen sujuvuus; jonoutuminen Aiheluokka: 12 TIIVISTELMÄ Raskaan liikenteen määrä ja liikennesuorite Suomen tieverkolla ovat kasvaneet huomattavasti viimeisen kymmenen vuoden aikana aina syksyn 2008 taloustilanteen muuttumiseen asti. Erityisen voimakkaana kasvu on näkynyt Kaakkois-Suomen tiepiirin alueella lähinnä Venäjälle suuntautuvan liikenteen vuoksi. Raskaan liikenteen vaikutukset liikennevirtaan korostuvat ajoneuvojen suuren koon sekä henkilöautoja heikomman suorituskyvyn myötä. Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää, millä tavoin raskaan liikenteen määrä vaikuttaa liikenteen. Lisäksi on pyritty löytämään sellaisia liikenteen raja-arvoja, joilla raskaan liikenteen vaikutus liikennevirtaan alkaa korostua. Tutkimus perustuu kaksikaistaisen tien tarkasteluun ja jakaantuu neljään erilaiseen tutkimusvaiheeseen, joissa kussakin on käytetty erilaista ja edellisestä vaiheesta paranneltua tutkimusmenetelmää. Työn ensimmäisessä vaiheessa mukana tutkimuksessa on kaksikaistaisen tien poikkileikkaukseltaan erilaisia tietyyppejä, mutta myöhemmin keskitytään ainoastaan geometrialtaan normaaliin tiehen. Työn alussa perehdytään liikenteen sujuvuuden määritelmään sekä siihen, millä tavoin raskas liikenne vaikuttaa liikennevirtaan. Lisäksi tutustutaan aiemmin vastaavista aiheista tehtyihin tutkimuksiin. Itse tutkimus perustuu liikenteen automaattisilta mittauspisteiltä (LAM) saataviin ajoneuvokohtaisiin liikennetietoihin, joista on analysoitu keskinopeuksia ja liikennevirran jonoutumista. Tutkimuksen mukaan sekä kokonaisliikennemäärä, raskaan liikenteen määrä että raskaan liikenteen osuus vaikuttavat ajoneuvojen keskinopeuksiin. Sujuvuusvaikutus jonoutumiseen vaihtelee tutkimusmenetelmästä riippuen. Kun tutkittava aineisto rajataan mahdollisimman homogeeniseksi ja erilaiset muuttuvat tekijät poistetaan aineistosta, nähdään, että raskas liikenne on vaikuttavana tekijänä jonoutumiseen toisin kuin aiemmat tutkimukset osoittavat. Tarkasteluissa oli havaittavissa, että raskaan liikenteen osuuden kasvaessa normaalia suuremmalle tasolle jonoprosentti laskee. Tämä selittyy sillä, että tyydytään ajamaan jonossa ja ohittaminen koetaan turhaksi, jolloin ajoneuvojen väliset aikavälit kasvavat ja kevyiden ajoneuvojen keskinopeus laskee. Toisin sanoen suurilla raskaan liikenteen osuuksilla kuljettajien ajokäyttäytymisessä tapahtuu muutos. Raskaan liikenteen osuutta 20 prosenttia voidaan pitää merkittävänä käännekohtana liikenteen sujuvuudessa. Tätä pienemmillä raskaan liikenteen osuuksilla kokonaisliikennemäärä vaikuttaa ensisijaisesti ajoneuvojen keskinopeuksiin, kun taas suuremmilla raskaan liikenteen osuuksilla raskas liikenne voimistaa liikennemäärän aiheuttamaa sujuvuusvaikutusta ja kevyiden ajoneuvojen keskinopeudet kääntyvät jyrkempään laskuun.

6

7 Sonja Lehtonen: The effects of heavy vehicle density on traffic flow on single carriageways. Kouvola Finnish Road Administration, South-East Finland Road Region. Finnra internal reports, 49 p. ISSN , v. SUMMARY Heavy vehicle traffic volume and mileage on Finnish road network have grown considerably over the past ten years until the economic downturn in autumn The growth has shown particularly in The Finnish Road Administration's South-East Finland Road Region mainly due to transit-traffic heading to Russia. The impact of heavy vehicle traffic on the traffic flow is pronounced by the large size and weaker performance of the vehicles compared to cars. This study's aim was to explore ways in which the heavy vehicle traffic volume affects traffic flow. In addition, efforts have been made to identify and enumerate limiting factors where the effects of heavy vehicle traffic to traffic flow start to have a noticeable impact. This research is based on a study of a two-lane road (undivided highway with one lane of traffic in each direction) and is divided into four different study phases. In each of these phases a different research method is employed, each builds upon and develops the previous stage. In the first phase of this study there are different cross section types of a two-lane road been studied, but later on the study focuses only on a road type with typical geometry. In the beginning of this study the concept of traffic flow is being discussed as well as the ways how heavy vehicle traffic affects traffic flow. Also previous studies on the matter are being reviewed. The study itself is based on vehicle-specific traffic data that has been retrieved from automated traffic measurement points (LAM). From this data average speeds and queue formation have been analysed. This study shows that all the overall volume of traffic, heavy vehicle traffic volume and the portion of heavy vehicle traffic affect the average vehicle speeds. The reported impact of queue formation on the traffic flow varies depending on the research method. When the research data is limited to as homogenic as possible and different variables are being removed from the data, it becomes visible that heavy vehicle traffic is a factor in forming queues within the traffic unlike previous studies suggest. In the studies carried out within this research it was found that as the heavy vehicle traffic portion grows to a level higher than normal the queue percentage decreases. This is explained by people settling to drive in a queue and finding passing other vehicles not to be worth while, which causes the time gap between vehicles to grow and the average speed of cars to decrease. In other words, a large portion of heavy vehicle traffic contrives a change in the driver behaviour. Heavy vehicle traffic portion of 20 per cent can be considered as a major turnpoint in the fluency of the traffic flow. With heavy vehicle traffic portions smaller than this, the primary factor in average vehicle speeds is the total traffic amount. When heavy vehicle traffic portion exceeds this, heavy vehicle traffic emphasizes the overall traffic amounts effect on the fluency of the traffic and the average speeds of cars turn to a steeper decline.

8

9 ESIPUHE Kaakkois-Suomen tieverkolla raskaan liikenteen määrä on poikkeuksellisen suuri. Raskaiden ajoneuvojen liikkuminen kapealla tieverkolla on koettu turvallisuusriskiksi ja muuta liikennettä hidastavaksi tekijäksi. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää raskaan liikenteen vaikutuksia liikenteen ja löytää sellaisia liikenteen raja-arvoja, joilla raskas liikenne alkaa häiritä liikennevirtaa merkittävästi. Liikennevirran sujuvuutta tutkittiin liikenteen automaattisilta mittauspisteiltä (LAM) saatavien ajoneuvokohtaisten liikennetietojen avulla. Tutkimus jakaantui eri vaiheisiin, joissa tutkimusmenetelmää kehitettiin paremmaksi vaiheesta toiseen siirryttäessä. Työn on tilannut Kaakkois-Suomen tiepiiri ja tilaajan puolelta tutkimuksen vastuuhenkilönä on toiminut Kari Halme. Ohjausryhmään on lisäksi kuulunut Kaakkois-Suomen tiepiiristä Jussi Pitkälahti, Yrjö Pilli-Sihvola sekä Petteri Kukkola. Tutkimus on tehty Ramboll Finland Oy:ssä, jossa työstä on vastannut DI Sonja Lehtonen ja laadunvarmistajana sekä asiantuntijana on toiminut TkT Jarkko Niittymäki. Työ käynnistyi toukokuussa 2007 Sonja Lehtosen diplomityöllä, joka valmistui helmikuussa Kesäkuussa 2008 käynnistyneeseen jatkotyöhön täsmennettiin tutkimuksen tavoitteita ja muokattiin tutkimusmenetelmiä. Tämän raportin taustaosio ja tutkimuksen ensimmäinen vaihe on referoitu Lehtosen diplomityöstä. Kouvolassa elokuussa 2009 Tiehallinto Kaakkois-Suomen tiepiiri

10

11 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen 9 Sisältö 1 JOHDANTO 11 2 TAUSTA JA TAVOITTEET Liikenteen sujuvuuden määritelmä Raskaan liikenteen vaikutukset liikennevirtaan Aikaisemmat tutkimukset Selvityksen tavoitteet 16 3 TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT Liikenteen automaattinen mittausjärjestelmä (LAM) LAM-mittausjärjestelmän periaatteet LAM-aineiston käyttö ja luotettavuus Tutkimuskohteiden valinta Työn eteneminen ja käytetyt menetelmät Vuorokausiliikennetarkastelu pisteittäin Tuntiliikennetarkastelu kokonaisuutena Tuntiliikennetarkastelu pisteittäin ja suunnittain minuutin liikennetilannetarkastelu 22 4 SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Vuorokausiliikennetarkastelu pisteittäin Tuntiliikennetarkastelu kokonaisuutena Tuntiliikennetarkastelu pisteittäin ja suunnittain minuutin liikennetilannetarkastelu Aikavälitarkastelu Keskinopeustarkastelu 40 5 YHTEENVETO JA PÄÄTELMÄT Yhteenveto raskaan liikenteen vaikutuksesta liikenteen Tulosten luotettavuus ja jatkoselvitystarpeet 47 6 LÄHTEET 49

12 10 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen Kuvaluettelo Kuva 1 Tieliikenteen vaikuttavat tekijät (Luoma 1998)...12 Kuva 2 Tarkastelussa olleet LAM-pisteet ja näiden sijainnit...19 Kuva 3 Keskinopeuksien kehitys valtatiellä Kuva 4 Nopeuksien keskihajonnat valtatiellä Kuva 5 Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus valtatiellä Kuva 6 Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus vertailutiellä (vt 8)...26 Kuva 7 Jonojen määrien kehitys valtatiellä Kuva 8 Jonopituuden kehitys valtatiellä Kuva 9 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen.30 Kuva 10 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus raskaiden ajoneuvojen määrän suhteen...30 Kuva 11 Jonoprosentti kokonaisliikennemäärän suhteen...32 Kuva 12 Jonoprosentti raskaan liikenteen määrän suhteen...32 Kuva 13 Jonoprosentti raskaan liikenteen osuuden suhteen...33 Kuva 14 Jonopituus kokonaisliikennemäärän suhteen...33 Kuva 15 Jonopituus raskaan liikenteen määrän suhteen...34 Kuva 16 Jonopituus raskaan liikenteen osuuden suhteen...34 Kuva 17 Bruttoaikavälien tiheysfunktio liikennemäärällä ajon/h...36 Kuva 18 Bruttoaikavälien tiheysfunktio liikennemäärällä ajon/h...36 Kuva 19 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h...37 Kuva 20 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h...38 Kuva 21 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h...39 Kuva 22 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h...39 Kuva 23 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita raskaan liikenteen osuudella %...40 Kuva 24 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen eri raskaan liikenteen osuuksilla...41 Kuva 25 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 5 % ja 10 %...41 Kuva 26 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 15 % ja 20 %...42 Kuva 27 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 25 % ja 30 %...42 Kuva 28 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 35 % ja 40 %...43 Kuva 29 Keskinopeuden muutoskohdat eri liikennetilanteilla...44 Taulukkoluettelo Taulukko 1 Työn ensimmäiseen vaiheeseen valitut LAM-pisteet...20 Taulukko 2 Työn kolmanteen vaiheeseen valitut LAM-pisteet...22 Taulukko 3 LAM-pisteiden tuntihavainnot suunnittain...31 Taulukko 4 Raja-arvot liikennevirran häiriytymiselle...43 Taulukko 5 Työn keskeisimmät tulokset...47 Taulukko 6 Jatkoselvitystarpeet...48

13 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen JOHDANTO 11 1 JOHDANTO Liikenteen vaikuttavat monet eri tekijät, joista raskas ajoneuvoliikenne on yksi. Raskaan liikenteen vaikutukset liikennevirtaan korostuvat raskaiden ajoneuvojen suuren koon ja heikomman suorituskyvyn takia. Raskaiden ajoneuvojen nopeudet alenevat yleensä nousuissa, mikä vaikuttaa takana tulevien nopeuksiin. Ajoneuvojen välisten nopeuserojen vuoksi syntyy jonoja ja ohitustarve lisääntyy. Raskas ajoneuvo vaikuttaa myös psykologisesti muiden kuljettajien ajokäyttäytymiseen ja ajomukavuuteen. Raskaiden ajoneuvojen määrä ja liikennesuorite nousivat huimasti luvun puolivälin jälkeen aina syksyyn 2008 asti, jolloin maailman taloustilanteessa tapahtunut muutos vaikutti kuljetusmääriin. Suurimmat vaikutukset lisääntyvästä raskaasta liikenteestä ovat kohdistuneet Kaakkois-Suomen tieverkolle Venäjälle suuntautuvan transitoliikenteen sekä Suomen ja Venäjän välisen tavaraliikenteen vuoksi. Seudun vilkkaimmilla raskaan liikenteen käyttämillä pääväylillä raskaan liikenteen osuus kokonaisliikennemäärästä on noussut prosenttiin, mikä on kaksi kertaa enemmän kuin Suomen valtateiden keskimääräinen raskaan liikenteen osuus (11 prosenttia). Lisääntyvä raskaan liikenteen määrä aiheuttaa huolta, koska ajoneuvojen liikkuminen kapealla tieverkolla koetaan turvallisuusriskiksi ja muuta liikennettä hidastavaksi tekijäksi. Tämän työn tavoitteena on selvittää, millä tavoin raskaan liikenteen suuri määrä vaikuttaa liikenteen. Tarkastelu on rajattu kaksikaistaiseen tiehen. Työn ensimmäisessä vaiheessa mukana tutkimuksessa on kaksikaistaisen tien poikkileikkaukseltaan erilaisia tietyyppejä, mutta myöhemmin keskitytään ainoastaan geometrialtaan normaaliin tiehen. Työn alussa tutustutaan liikenteen sujuvuuden määritelmään ja siihen millä tavoin raskas liikenne vaikuttaa liikennevirtaan. Tutkimus jakaantuu eri vaiheisiin, joissa kussakin on käytetty erilaista tarkastelumenetelmää. Jokainen menetelmä perustuu liikenteen automaattisilta mittauspisteiltä (LAM) saataviin pistekohtaisiin nopeus- ja liikennetietoihin. Näistä ajoneuvokohtaisista tiedoista analysoidaan keskinopeuksia ja liikennevirran jonoutumista. Raskaalla liikenteellä tarkoitetaan tässä tutkimuksessa sekä ajoneuvoyhdistelmiä, kuorma-autoja että linja-autoja. Linja-autojen osuus liikennesuoritteesta on vain noin kymmenesosa, joten käytännössä raskaalla liikenteellä tarkoitetaan nimenomaan kuorma-autoja ja näitä suurempia ajoneuvoyhdistelmiä.

14 12 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TAUSTA JA TAVOITTEET 2 TAUSTA JA TAVOITTEET 2.1 Liikenteen sujuvuuden määritelmä Liikenteen sujuvuus käsitteenä ei ole yksiselitteinen. Kirjallisuudessa on kuitenkin pyritty määrittelemään useita erilaisia sujuvuuden kokemiseen vaikuttavia tekijöitä. Tällaisia ovat esimerkiksi liikennöitävyys, toimivuus, tavoitettavuus, tehokkuus, vaivattomuus ja palvelutaso. Sujuvuuden määritelmä riippuu käytettävästä näkökulmasta. Siten esimerkiksi tienpitäjä tarkastelee asiaa järjestelmätasolla, mutta tienkäyttäjä yksilötasolla. Sujuvuuden merkitys vaihtelee myös eri tienkäyttäjäryhmien kesken ja sujuvuudella on eroja johtuen kuljettajien erilaisista mieltymyksistä ja tavoitteista. (Luoma 1998.) Tieliikenteen vaikuttavat tekijät voidaan jakaa väylätekijöihin, liikennetekijöihin sekä muihin tekijöihin (kuva 1). Väylätekijöillä tarkoitetaan tien välityskykyyn vaikuttavia tekijöitä, kuten tien geometriaa, tieverkon rakenteita (esim. liittymiä), kelirikkoa, tien kuntoa ja liikenteen ohjausta. Liikennetekijöihin kuuluvat liikennemäärä, raskaan liikenteen osuus, liikenteen vaihtelumuodot ja erilaiset häiriöt. Muilla tekijöillä tarkoitetaan esim. keliä, säätä ja liikennetiedottamista, jonka avulla voidaan vaikuttaa kuljettajien ajokäyttäytymiseen. (Luoma 1998.) Kuva 1 Tieliikenteen vaikuttavat tekijät (Luoma 1998). Koska yhtä kaikkiin käyttöihin soveltuvaa sujuvuusmittaria on vaikeaa toteuttaa, on tärkeää tunnistaa sujuvuuden osatekijät ja kehittää niille sopivat mittarit tai ymmärtää, mihin sujuvuuden osatekijään mikäkin mittari kuuluu. Kuten aiemmin mainittiin, liittyvät monet eri asiat. Tärkeimpiä yksityiskohtaisempia tekijöitä ovat kuitenkin tavoitenopeus tai -aika, matka-aika, matkanopeus, liikennemäärä sekä olosuhdetekijät. (Luoma 1998.

15 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TAUSTA JA TAVOITTEET 13 Yksilötasolla tieosuuden tai muun liikennejärjestelmän osan liikenteen sujuvuutta arvioidaan sen perusteella, kuinka häiriöttömästi ja odotustensa mukaisesti tienkäyttäjä kykenee kulkemaan määränpäähänsä. Häiriöttömyydellä tarkoitetaan sitä, miten vähän haitallisia viivytyksiä tai muita haittoja matkan aikana esiintyy (Luoma 1998). Liikkujien kannalta olennaista kokonaismatka-ajan ohella on se, kuinka paljon joudutaan poikkeamaan tavoitenopeudesta. Tavoitenopeustaso on se nopeustaso, jonka ylläpitämiseen kuljettaja liikenteessä pyrkii. Hyvin pienillä liikennemäärillä kuljettaja voi valita nopeutensa vapaasti, mutta liikennemäärän kasvaessa nopeuksien hajonta johtaa siihen, että hitaammat ajoneuvot alkavat kerätä taakseen jonoa. Tällöin tavoitenopeuttaan ajava kuljettaja joutuu joko ohittamaan kaikki samaan suuntaan ajavat hitaammat ajoneuvot tai sopeutumaan tilanteeseen laskemalla omaa tavoitenopeuttaan. Hidastettuna tai pysähdyksissä vietetty aika arvotetaan usein monin verroin kalliimmaksi kuin normaalissa matkavauhdissa kulutettu aika. Toisaalta on muistettava, että liikenteessä esiintyvien satunnaisvaihteluiden vuoksi kuljettajan on tuskin koskaan mahdollista ylläpitää tavoitenopeuttaan (Kiljunen ja Summala 1996). Vaikka tavoitenopeudella tarkoitetaan nopeustasoa, jonka ylläpitämiseen kuljettaja pyrkii, voidaan nopeus sovittaa myös vallitseviin liikenneolosuhteisiin. Juhlapyhien menoliikenteessä suuriakin liikennemääriä voidaan pitää sujuvana, kun taas arkiliikenteessä ja pimeän aikaan varsin pienet liikennemäärät koetaan sujuvuutta haittaavaksi tekijäksi. Kuljettajan kokema sujuvuus riippuukin liikennetilanteen tiedostamisesta etukäteen ja vallitsevaan tilanteeseen sopeutumisesta. (Kiljunen ja Summala 1998.) Yhdysvaltalaisen Highway Capacity Manual:n mukainen tien liikenteellisen palvelutason luokitus kuvaa sujuvuutta teknisesti keskinopeuden, käyttösuhteen ja operointivapauden eli viivytettynä ajavien osuuden avulla. Palvelutaso voidaan määritellä erityyppisille teille näiden geometristen ym. ominaisuuksien perusteella, eivätkä palvelutasoluokkien rajat ole kiinteät vaan suhteessa tieosan maksimivälityskykyyn (HCM 2000). Koettua sujuvuutta tarkasteltaessa ongelma on, että palvelutasomalli hyväksyy esim. kahdella peräkkäisellä, geometrialtaan eritasoisella tieosalla vallitsevat erilaiset nopeusolosuhteet samaan palvelutasoluokkaan. Lisäksi teoreettinen viivytettynä ajo (alle viisi sekuntia edellä ajavasta) ei välttämättä kuvaa yksittäisen kuljettajan käsitystä liikenteestä. Koska kuljettajat sopeuttavat ajamistaan koskevia odotuksia esim. tavoitenopeutta ja ohituspyrkimyksiä vallitseviin olosuhteisiin, on liikennetilanteen kokemista ja koettua sujuvuutta vaikea yhdistää HCM:n liikenteellisen palvelutason käsitteeseen. Edellinen kuvaa kuljettajien subjektiivista käsitystä tilanteesta, kun taas jälkimmäinen on tekninen tien toimintakykyä kuvaava mitta. (Kiljunen ja Summala 1998.) 2.2 Raskaan liikenteen vaikutukset liikennevirtaan Raskaan liikenteen ominaisuudet ja vaikutukset muuhun liikenteeseen ovat erilaiset kuin henkilöautoliikenteellä. HCM:n mukaan kuorma-autot vaikuttavat liikennevirtaan kahdella kriittisellä tavalla (HCM 2000): - Kuorma-autot ovat suurempia kuin henkilöautot ja varaavat siten enemmän tietilaa.

16 14 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TAUSTA JA TAVOITTEET - Kuorma-autojen kyky ylläpitää nopeutta nousuissa on huonompi kuin henkilöautoilla. Lisäksi henkilöautojen kiihdytys- ja jarrutusominaisuudet ovat paremmat. Vaikutuksista jälkimmäisellä on suurempi merkitys. Kuorma-autot eivät monissa tilanteissa pysty ylläpitämään samaa nopeutta kuin henkilöautot, jolloin liikennevirtaan muodostuu välejä. Välien muodostuminen aiheuttaa tietilan käytössä tehottomuutta, mikä korostuu erityisesti pitkissä ja jyrkissä nousuissa. Muodostuneiden välien täyttäminen ohituksilla on usein hankalaa, mikä aiheuttaa myös onnettomuusriskin suurenemista. (Tielaitos 1991.) Suurin nopeus, jonka raskas ajoneuvo pystyy nousussa ylläpitämään, riippuu nousun jyrkkyydestä ja auton tehopainosuhteesta. Yksittäisen kuormaauton suorituskyvyn liikenteessä määrää tehopainosuhde, joka riippuu moottorin tehosta sekä ajoneuvon kuormauksesta. Täyteen kuormatun ajoneuvoyhdistelmän nopeus nousussa alkaa hetkellisesti alentua, kunnes se saavuttaa lopulta nousun jyrkkyydestä ja yhdistelmän tehopainosuhteesta riippuvan ryömintänopeuden. Saman tehopainosuhteen omaavien autojen voidaan olettaa suoriutuvan nousuista samalla tavoin. (Tielaitos 1991.) Tutkimusten mukaan raskaiden ajoneuvojen läsnäolo vaikuttaa myös psykologisesti ja sitä kautta muiden kuljettajien käyttäytymiseen (Crowley & Krammes 1986). Kuljettajien ajomukavuus ja ajokäyttäytyminen muuttuvat kuorma-autojen ollessa läsnä. Tiehallinnon selvityksessä (Summala, ym. 2003) tutkittiin kuljettajien ajokäyttäytymistä kenttäkokein kohtaamistilanteessa. Tutkimuksen mukaan kuljettajan kannalta on kuormittavampaa kohdata raskas ajoneuvo kuin henkilöauto. Tästä voidaan päätellä, että raskaiden ajoneuvojen läsnäolo tieverkolla herättää useissa autoilijoissa erilaisia pelkoja ja vaikuttaa siten heidän ajokäyttäytymiseensä. Toiset kuljettajat alentavat omaa ajonopeutta kohdatessaan raskaita ajoneuvoja ja toiset taas muokkaavat tavoitenopeuttaan tyytyen ajamaan raskaan kaluston perässä, koska vieroksuvat ison ajoneuvon aiheuttamaa pitkää ohitusmatkaa. Kuorma-autojen liikennevirtaan aiheuttaman vaikutuksen suuruuteen liittyvät useat eri tekijät. Tällaisia ovat mm. kuorma-autojen ja muiden ajoneuvojen liikennemäärät, kuljettajien tavoitenopeudet, raskaan kaluston suorituskyky sekä tieverkolla olevat ohitusmahdollisuudet. Ajoneuvojen kuljettajien on yleensä mahdollisuus valita ajonopeutensa haluamallaan tavalla, mikäli liikennemäärät ovat pienet. Kun liikennemäärät kasvavat, alkavat muut ajoneuvot määrätä käytettävissä olevan nopeuden. Liikennemäärän ja raskaiden ajoneuvojen vaikutukset korostuvat geometrialtaan huonoilla teillä, joilla ylämäet hankaloittavat raskaiden ajoneuvojen kulkua ja vähentävät ohitusmahdollisuuksia. (Tielaitos 1991.) 2.3 Aikaisemmat tutkimukset Raskaan liikenteen vaikutusta liikenteen on aiempina vuosina tutkittu yhden vuoden aikaisten LAM-pistetietojen avulla (Pesu 1996, Torkkeli 1996). Pesun tutkimuksessa raskaan liikenteen ei havaittu aiheuttavan kevyen ajoneuvoliikenteen keskinopeuksien alenemista. Torkkelin mukaan raskas liikenne sen sijaan vaikuttaa ajoneuvojen keskinopeuksiin merkittävästi.

17 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TAUSTA JA TAVOITTEET 15 Raskaan liikenteen vaikusta ajonopeuksiin on tutkittu osittain myös Kaakkois-Suomen tiepiirin teettämissä selvityksissä. Päätieverkon simuloinnin yhteydessä tarkasteltiin raskaan liikenteen vaikutuksia alueen liikennevirtoihin tulevaisuudessa. Lisääntyvän raskaan liikenteen todettiin aiheuttavan pääväylille nopeustason alenemista sekä viivytyksiä muille ajoneuvoille (Tiehallinto 2006). Vuonna 2000 tutkittiin valtatie 7:n liikennetilanteita eri olosuhteissa ja samalla selvitettiin raskaiden ajoneuvojen vaikutusta liikennevirtaan. Selvityksessä tarkasteltiin sekaliikennetien LAM-pistettä 501 ja moottoriliikennetien LAM-pistettä 583. Tutkimuksessa raskaan liikenteen osuuden ei havaittu selittävän liikennevirran keskinopeutta tai sen keskihajontaa (Schirokoff, ym. 2000). Tehtyjen selvitysten pohjalta ei saada selkeää käsitystä raskaiden ajoneuvojen vaikutuksesta ajonopeuksiin, koska tulokset vaihtelevat paljon tutkimuskohtaisesti. Sen sijaan kokonaisliikennemäärällä näyttää olevan selvä vaikutus liikennevirran ja ajoneuvojen keskinopeuksiin. Pienillä liikennemäärillä liikenne sujuu hyvin ja autoilijat voivat ajaa melko vapaissa oloissa haluamallaan nopeudella. Liikennemäärän lisääntyessä ja lähestyessä tien kapasiteettirajaa ajoneuvojen keskinopeudet laskevat, tie ruuhkautuu ja matka-ajat yleensä kasvavat. Liikennemäärä vaikuttaa tieliikenteen ja sen kokemiseen, sillä kuljettajat ajavat mieluummin vapaasti omissa oloissaan kuin muiden ajoneuvojen pakottamina ruuhkautuneessa liikennevirrassa. (Tielaitos ja Luoma 1998.) Keskinopeuksien ohella myös jonoutumista on tutkittu vuosien saatossa. Torkkelin tutkimuksessa (Torkkeli 1996) raskaalla liikenteellä ei havaittu olevan selvää vaikutusta jononmuodostukseen, vaikka osasyynä raskasta liikennettä voidaan kuitenkin pitää. Tutkimuksen mukaan raskaan liikenteen suurella osuudella ei ole vaikutusta jonopituuksiin, vaan niihin vaikuttavat ennemminkin kokonaisliikennemäärä. Myös Pesun tutkimuksessa (Pesu 1996) jonojen määrän todettiin kasvavan lineaarisesti liikennemäärän kasvaessa. Raskaan liikenteen määrän kasvaessa jonojen määrä kasvoi kuitenkin voimakkaammin. Kaakkois-Suomen päätieverkon simulointi -työssä tarkasteltiin lisääntyvän raskaan liikenteen aiheuttamia vaikutuksia teittäin. Kohteessa, jossa raskaan liikenteen osuus oli muihin teihin verrattuna poikkeuksellisen alhainen (Kausala vt 12), jonoutumisen todettiin aiheutuvan kokonaisliikennemäärän suuruudesta. Sen sijaan Jurvalassa valtatiellä 6, jossa raskaan liikenteen osuus liikennemäärästä on suuri, raskaan liikenteen kasvu näkyy raskaan liikenteen aiheuttamien jonojen lisääntymisessä. Valtatiellä 26 jonojen todettiin olevan tulevaisuudessakin lyhyitä, mikä johtuu tien pienestä kokonaisliikennemäärästä. Pienen liikennemäärän uskottiin laskevan myös jonoprosenttia. Simuloinnin perusteella valtatiellä 26 tapahtuva raskaan liikenteen kasvu ei näyttäisi vaikuttavan jonoutumiseen odotetulla tavalla, vaan jonoutumisluvut jopa paranevan. Syyksi tähän arvioitiin jo nykyisin korkean raskaan liikenteen osuuden kasvun jopa yli 50 prosenttiin. Tämä aiheuttaa liikennevirtaan nopeushajonnan pienenemistä. Kun yhä useampi ajoneuvo on hidasliikkeinen, ei se saavuta edellä ajavaa, mikä puolestaan vähentää jonoja. (Tiehallinto 2006.) Tehtyjen tutkimusten pohjalta voidaan todeta, ettei raskaan liikenteen osuus yksinään selitä liikennetilannetta. Tutkimusten mukaan jonoprosentti ja jonojen pituudet ovat voimakkaasti riippuvaisia liikennemäärästä: Tarkastelu-

18 16 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TAUSTA JA TAVOITTEET suunnan liikennemäärän kasvaessa jonoprosentti yleensä kasvaa, kuten myös jonojen pituus (Tielaitos 1992). Liikennemäärä voidaan helposti yhdistää tieliikenteen sujumiseen, sen kokemiseen ja häiriytymisalttiuteen. Liikennemäärän kasvaessa liikennevirta tiivistyy, jonoprosentti kasvaa, kuten myös jonojen pituus. Liikennevirtaan aiheutuu jonoja, koska kuljettajilla on suorituskyvyltään erilaisia ajoneuvoja ja erilainen tavoitenopeus. 2.4 Selvityksen tavoitteet Raskaan liikenteen määrä Suomen tieverkolla on viime vuosikymmenen aikana lisääntynyt huimasti ja suurinta kasvu on ollut Kaakkois-Suomen tiepiirin alueella. Kaakkois-Suomessa raskaan liikenteen osuus on poikkeuksellisen suuri ja noin 25 prosenttia arkiliikenteestä on raskasta liikennettä, kun vastaava luku koko Suomen päätieverkolla on noin 11 prosenttia. Raskaan liikenteen suuri määrä ja sen liikkuminen kapealla tieverkolla koetaan usein turvallisuusriskiksi ja muuta liikennettä hidastavaksi tekijäksi. Edellä mainitut seikat sekä ajankohtainen keskustelu aiheesta antavat syyn tutkia raskaan liikenteen vaikutuksia entistä tarkemmin. Tämän selvityksen lähtökohtana on olettamus, että raskaan liikenteen suuri määrä vaikuttaa muun tieliikenteen. Työn tavoitteena on selvittää vaikutuksen suuruus ja pyrkiä eri menetelmien kautta selittämään raskaan liikenteen ja liikenteen sujuvuuden sekä jonoutumisen välistä yhteyttä.

19 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT 17 3 TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT 3.1 Liikenteen automaattinen mittausjärjestelmä (LAM) LAM-mittausjärjestelmän periaatteet Liikenteen sujuvuutta tutkitaan liikenteen automaattisilta mittausasemilta (LAM) saatavien tietojen perusteella. Vuodesta 1992 lähtien autojen ajonopeuksien seuranta on perustunut kyseiseen tutkimusmenetelmään (Kangas 2006). Nykyisin LAM-järjestelmään kuuluvia liikenteen mittausasemia on ympäri Suomea yhteensä noin 350 kappaletta. Näissä kaikissa on liikennelaskentalaitteet tiehen sijoitettuine antureineen sekä tiedon siirto-, tallennusja raportointijärjestelmät. (Tiehallinto 2003.) LAM-piste tunnistaa ajoneuvon tiehen upotettujen kahden peräkkäisen induktiosilmukan avulla. Nämä havaitsevat ajoneuvon taajuuden muutoksena, joka syntyy ajoneuvon ajaessa induktiosilmukan yli. Ajoneuvon nopeus saadaan peräkkäisten silmukoiden ylitysten välisen ajan avulla ja ajoneuvon pituus kummankin silmukan ylitykseen kuluvan keskimääräisen ajan avulla. Mittauspisteen liikennelaskentalaitteet pystyvät rekisteröimään ohiajavista ajoneuvoista seuraavia tietoja: ohitusajankohta sadasosasekunnin tarkkuudella, ajoneuvon nopeus ja pituus sekä käytetty ajokaista ja ajosuunta. (Tiehallinto 2003.) LAM-aineiston käyttö ja luotettavuus LAM-pisteiltä saatavaa ajoneuvokohtaista raakadataa on työn alkuvaiheessa muokattu siten, että aineistosta on poistettu havainnot, joiden nopeus on 1 km/h, 199 km/h tai alle 10 km/h. Nopeushavainto 1 km/h kuvaa tilannetta, jossa ajoneuvosta ei ole voitu tunnistaa nopeutta tai ajoneuvon tyyppiä. Nopeushavainto 199 km/h voi periaatteessa kuvata tilannetta, jossa henkilöauto ajaa LAM-pisteen ohi vähintään nopeudella 199 km/h. Tämä on suurin LAM-mittausjärjestelmän tunnistama nopeus. Kuitenkin suurin osa tutkimusaineiston 199 km/h havainnoista oli havaintoja, joissa ajoneuvotyyppinä on raskas ajoneuvo. Tämän perusteella yleisin syy poikkeuksellisen suuren nopeuden mittaamiseen on LAM-pisteen toimintahäiriö nimenomaan nopeuden määrittämisessä. Alle 10 km/h nopeushavainnot on jätetty tarkastelusta pois sillä perusteella, että nämä ovat ns. poikkeuksellisia havaintoja. Tutkimuksessa haetaan vastauksia raskaan liikenteen aiheuttamiin sujuvuusvaikutuksiin, ja tällöin poikkeuksellisen hitaat ajoneuvot, esim. traktorit, työkoneet, pientareelle pysähtyjät, ym. häiriöt voisivat vaikuttaa tulokseen. Aineistosta poistetut havainnot on jätetty pois myös liikennemäärästä, koska virheellisten tietojen perusteella ajoneuvojen jako kevyisiin ja raskaisiin ajoneuvoihin tuottaisi ongelmia. Alle 10 km/h nopeushavaintoja on vuosi- ja pistekohtaisesti tyypillisesti vain muutamia, joten ne eivät vaikuta merkitsevästi kokonaisliikennemäärään ja on siten jätetty pois aineistojen selkiyttämiseksi. 1 km/h nopeushavaintoja on paikoin paljon, vuorokausiliikenteestä noin 1 prosentti, mutta enimmillään jopa 3-4 prosenttia. Näiden havaintojen osuus kaikista havainnoista on sen verran merkitsevä, että ne tulisi huomioida liikennemäärissä. Kyseiset havainnot jätetään kuitenkin tämän työn ulkopuo-

20 18 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT lelle, koska Tiehallintokaan ei huomioi näitä omissa julkaisemissaan liikennetiedoissa. LAM-mittausjärjestelmän heikkoutena on myös se, että pisteet saattavat paikoin tunnistaa suurenkin osan (jopa 10 prosenttia) raskaista ajoneuvoista väärin. Kun tämä virheellisyyden mahdollisuus otetaan huomioon aineistosta poistettavien nopeushavaintojen/liikennemäärien ohella, ei LAM-järjestelmää voida pitää täysin luotettavana. Toisaalta on kuitenkin muistettava, että ajoneuvojen nopeuksia on mitattu LAM-asemilla vuodesta 1992 lähtien ja se on kokonaislaajuudeltaan hyvä liikenteen laskenta- ja mittauslaite. Muokatusta LAM-raakadatasta on laskettu liikennemäärätiedot, raskaan liikenteen prosenttiosuudet sekä keskinopeudet ajoneuvoryhmittäin (kevyet/raskaat). Itse jonoutumista on tarkasteltu tutkimusvaiheesta riippuen eri tavoin pääpiirteiden ollessa kuitenkin seuraavat: Ajosuunnittain on määritetty ajoneuvojen aikavälit ja tämän perusteella laskettu jonoprosentit. Aikavälitarkastelussa jonokriteerinä on käytetty kolmea ajoneuvoa ja vaihtelevasti kolmen tai viiden sekunnin bruttoaikaväliä. 3.2 Tutkimuskohteiden valinta Tutkimusta varten haettiin Kaakkois-Suomesta sellaisia LAM-pisteitä, jotka sijaitsevat merkittävillä pääväylillä ja joissa raskaan liikenteen prosentuaalinen osuus keskimääräisestä vuorokausiliikenteestä on keskitasoa korkeampi. Pisteiden valinnassa kiinnitettiin huomiota tiekohtaiseen nopeusrajoitukseen ja tien poikkileikkaukseen. Kaikki tarkasteluun valitut LAM-pisteet pyrittiin valitsemaan siten, ettei niiden läheisyydessä sijaitse liittymiä tai muita vastaavia häiriötekijöitä, jotka pudottaisivat nopeuksia ja vaikuttaisivat hetkellisesti liikenteen. Tutkimukseen valittuja LAM-pisteitä muuteltiin työn eri vaiheissa. Kaakkois- Suomen pisteiden ohella mukaan etsittiin muualta Suomesta sellaisia LAMpisteitä, joilla raskaan liikenteen osuus on Kaakkois-Suomen pisteitä huomattavasti alhaisempi ollen ns. normaalilla tasolla. Kaikki tutkimuksessa mukana olleet LAM-pisteet on esitetty karttakuvassa 2.

21 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT 19 Kuva 2 Tarkastelussa olleet LAM-pisteet ja näiden sijainnit Tarkat työvaiheet, kulloinkin mukana olleet LAM-pisteet ja käytettävät tutkimusmenetelmät on esitetty seuraavassa kappaleessa Työn eteneminen ja käytetyt menetelmät Vuorokausiliikennetarkastelu pisteittäin Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa tarkasteltiin raskaan liikenteen vaikutuksia liikenteen kaksikaistaisen tien poikkileikkaukseltaan erilaisilla tietyypeillä. Tutkimukseen valittiin geometrialtaan normaali tie, geometrialtaan huono/pienempi tie, leveäkaistatie sekä leveäpientareinen tie. Useamman poikkileikkauksen myötä oli tarkoitus saada selvyys siihen, vaikuttaako tien poikkileikkaus ihmisten ajokäyttäytymiseen ja liikenteen. Tästä tutkimuksen osavaiheesta on julkaistu diplomityö (Lehtonen 2008).

22 20 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT Kaakkois-Suomesta tarkasteluun valittiin 6 LAM-pistettä, joita kutsuttiin esimerkkipisteiksi. Näiden pisteiden liikennetietoja vertailtiin muualla Suomessa olevaan 5 vertailupisteeseen, joilla raskaan liikenteen osuus oli huomattavasti alhaisempi. Tarkasteluun valitut LAM-pisteet on esitetty tietyypeittäin seuraavassa taulussa. Taulukko 1 Työn ensimmäiseen vaiheeseen valitut LAM-pisteet Tie LAM-piste KVL raskaan osuus nopeusrajoitus Geometrialtaan normaali tie Esimerkkipisteet VT 7 Lelu, ,5 % 100 km/h VT 7 Pyhtää, ,4 % 100 km/h VT 15 Uronlampi, ,2 % 100 km/h Vertailupisteet VT 5 Nuottijärvi, ,7 % 100 km/h VT 8 Lapinkangas, ,0 % 100 km/h Geometrialtaan huono, pienempi tie Esimerkkipiste VT 26 Anjalankoski, ,8 % 80 km/h Vertailupiste VT 17 Tuusniemi, ,8 % 80 km/h Leveäkaistatie Esimerkkipiste VT 7 Sarvilahti, ,9 % 100 km/h Vertailupiste VT 9 Aura, ,2 % 100 km/h Leveäpientareinen tie Esimerkkipiste VT 6 Luumäki, ,8 % 100 km/h Vertailupiste VT 8 Koivulahti, ,0 % 100 km/h Tutkimus tehtiin 10 vuoden ajalta, vuosilta Tarkasteluun valittiin jokaiselta vuodelta viikko 36 ja tältä viikolta viikonpäivät maanantaista torstaihin. Tämä syyskuun ensimmäinen viikko todettiin hyväksi tutkimusajankohdaksi, koska tällöin koko maassamme vallitsee vielä kesäkeli, ja liikenne on normaalia ilman lomaruuhkia. Tarkastelu tehtiin toissuuntaiselle liikennevirralle ja tutkimussuunnaksi valittiin ajosuunta 1, mikä on LAM-datassa tierekisterin kasvusuunta. Poikkeuksena on leveäpientareisen tien LAM-piste 522 valtatiellä 6, jolta tarkasteltiin ajosuuntaa 2. Ajoneuvokohtaista dataa tarkasteltiin vuorokausittain ja siten määriteltiin ajoneuvojen (kevyet/raskaat) keskinopeudet ja nopeuksien keskihajonnat, häirittyjen ajoneuvojen osuus, jonoprosentti, jonomäärät sekä jonopituudet. Ajoneuvo katsottiin häirityksi, mikäli aikaväli edellä ajavaan on korkeintaan

23 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT 21 viisi sekuntia. Tällöin edellä ajavan kuljettajan käyttäytyminen ja nopeuden vaihtelu vaikuttaa takana tulevaan ajoneuvoon, joka tulee häirityksi. Tutkimuksessa jonokriteerinä käytettiin viiden sekunnin bruttoaikaväliä ja kolmea ajoneuvoa. Tähän päädyttiin, koska kriteeri on yleisesti käytössä ja se mahdollisti tutkimuksesta saatavien tuloksien vertailemisen aiempiin tutkimuksiin. Jonokriteerin perusteella laskettiin kokonaisjonomääriä ja siitä edelleen raskaan liikenteen aiheuttamien jonojen määriä ja jonopituuksia Tuntiliikennetarkastelu kokonaisuutena Tutkimuksen ensimmäisestä vaiheesta saadut tulokset yllättivät, koska niiden mukaan raskas liikenne vaikuttaa liikenteen huomattavasti odotettua vähemmän. Tutkimuksesta ei saatu kovin tarkkoja eikä yksityiskohtaisia tuloksia, koska tarkasteltiin useita tietyyppejä ja vuorokausiliikennettä. Toisessa tutkimusvaiheessa tarkastelu päätettiin siirtää vuorokausitasolta tunteihin. Tähän päädyttiin, koska vuorokausikohtaisessa tarkastelussa yöajan hiljainen liikenne saattaa vääristää tuloksia. Tuntikohtaisessa analysoinnissa aikajakso on lyhyempi eli homogeenisempi ja siten luotettavampi tarkastelutapa. Tutkimus keskitettiin myös päiväsaikaan, klo 7-19, jolloin liikennemäärät ovat suuremmat ja liikennetilanne vastaa normaalia päiväliikennettä. Tässä tutkimusvaiheessa keskityttiin ainoastaan kaikista yleisimmän tietyypin eli geometrialtaan normaalin valtatien sujuvuuden analysointiin. Tutkimus tehtiin aiemmassa vaiheessa mukana olleille geometrialtaan normaalin tien LAM-pisteille ja näihin lisättiin vielä Selkäharjun LAM-piste (LAM 588) valtatieltä 6. Suuremmasta työmäärästä johtuen tarkasteluun otettiin kolme vuotta, vuodet Tutkimus tehtiin viikolta 36 ja mukana oli viikonpäivät maanantaista perjantaihin. Perjantai päätettiin ottaa mukaan, koska tarkasteluun haluttiin myös sellaisia havaintotunteja, joissa raskaan liikenteen osuus olisi alhainen. Ajoneuvokohtaisesta LAM-datasta analysoitiin molempien ajosuuntien keskinopeustiedot sekä jonoutumista. Jonokriteerinä käytettiin kolmea ajoneuvoa ja vaihtoehtoisesti sekä kolmen sekunnin että viiden sekunnin bruttoaikaväliä. Viiden sekunnin aikaväli koettiin varsin pitkäksi, koska tällöin nopeudella 100 km/h ajoneuvojen välinen matka olisi yli 100 metriä. Todellisuudessa kun ajetaan jonossa, ajoneuvovälit ovat huomattavasti lyhyempiä ja kuljettaja kokee jonoksi lyhyemmänkin aikavälin. Tuntikohtaisten havaintojen keskiarvot merkittiin kaikkien LAM-pisteiden aineistosta koostuviin kuvaajiin. Tilastollisen tarkastelun ja regressioanalyysin perusteella pyrittiin selvittämään, miten voimakkaasti eri sujuvuustekijät riippuvat kokonaisliikennemäärästä, raskaan liikenteen määrästä ja raskaan liikenteen osuudesta Tuntiliikennetarkastelu pisteittäin ja suunnittain Tutkimuksen toisessa vaiheessa huomattiin, että eri LAM-pisteiden ja liikennöintisuuntien yhdisteleminen sotkee tuloksia. Yhdistelyn myötä havaintoihin tulee mukaan monia muuttuvia väylä- ja ympäristötekijöitä, joilla on suuri merkitys. Yksistään liikenteellisten tekijöiden eli liikennemäärän ja raskaan

24 22 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT liikenteen vaikutus liikenteen voidaan löytää ainoastaan rajaamalla nämä muuttuvat tekijät pois, jotta havaintojoukosta saadaan mahdollisimman homogeeninen. Työn seuraavassa vaiheessa tarkastelut rajattiin Kaakkois-Suomen LAMpisteisiin. Analysoinnissa käytettiin samaa tuntikohtaista menetelmää kuin aiemmin sillä erolla, että nyt tarkastelut tehtiin pistekohtaisesti ja suunnittain. Tutkimusaika kasvatettiin takaisin kymmeneen vuoteen, vuodet Havaintomäärän lisäämiseksi tutkimukseen otettiin kaksi viikkoa eli viikon 36 lisäksi viikko 37 ja tutkittaviin päiviin lisättiin myös lauantait. Suuremmalla havaintomäärällä pyrittiin saamaan toisiaan tukevia havaintoja eri pisteiltä ja vahvistamaan siten edellisessä tutkimusvaiheessa saatuja tuloksia. Jonokriteeriksi valittiin kolme ajoneuvoa ja kolmen sekunnin aikaväli. Kaikki tarkasteluun valitut LAM-pisteet sijaitsivat geometrialtaan normaalilla tiellä, jolla nopeusrajoitus on 100 km/h. Tarkasteltavat pisteet ja näiden tiedot on esitetty taulukossa 2. Taulukko 2 Työn kolmanteen vaiheeseen valitut LAM-pisteet Tie LAM-piste KVL raskaan osuus nopeusrajoitus tarkasteltava ajosuunta VT 7 Pyhtää, ,4 % 100 km/h 1 ja 2 VT 15 Uronlampi, ,2 % 100 km/h 1 ja 2 VT 6 Selkäharju, ,9 % 100 km/h 1 VT 5 Joroinen, ,8 % 100 km/h minuutin liikennetilannetarkastelu Kolmannen tutkimusvaiheen tulokset eivät antaneet merkittävää lisäarvoa aiemmin saatuihin tuloksiin nähden. Tämän takia tutkimukset päätettiin keskittää yksittäisten aikavälien ja entistä homogeenisemman liikennetilanteen tarkasteluun. Liikennevirran sujuvuutta lähdettiin tutkimaan kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksien kautta, koska raskaan liikenteen vaikutus liikennevirtaan ei ole yksiselitteisesti tulkittavissa jonoutumistarkasteluista liikennekäyttäytymisen vuoksi. Tarkastelu keskitettiin yhdelle LAM-pisteelle, jonka liikennetilannetta tutkittiin 15 minuutin aikajaksoissa. Yksityiskohtaiseen tarkasteluun valittiin valtatie 7, Pyhtään LAM-piste (LAM 584) ajosuunnassa 1. Tutkimuksessa tarkasteltiin 10 vuotta, vuosia , viikkoja 36 ja 37, viikonpäiviä maanantaista lauantaihin sekä päiväliikennettä kello Datasta tutkittiin yksittäisiä ajoneuvojen välisiä bruttoaikavälejä, joiden perusteella määriteltiin aikavälien tiheys- ja kertymäfunktioita eri liikennetilanteille. Näihin liikennetilanteisiin päästiin laskemalla aikavälihavaintoja vastaavat liikennemäärät sekä raskaan liikenteen osuudet 15 minuutin liikennemäärän mukaan. Yksittäiset aikavälihavainnot jaoteltiin kokonaisliikennemäärän perusteella seuraaviin luokkiin: < 100 ajon/h ajon/h ajon/h ajon/h ajon/h

25 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen TUTKIMUSAINEISTO JA KÄYTETYT MENETELMÄT ajon/h ajon/h > 700 ajon/h Näiden liikennemääräluokkien aikavälihavainnot jaettiin edelleen raskaan liikenteen osuuden mukaan seuraavasti: < 10 % % % % % Tämän jälkeen toteutettiin aikavälien tiheys- ja kertymäfunktioita eri liikennetilanteilla siten, että liikennemääräluokat ja raskaan liikenteen osuudet oli otettu huomioon. Liikennevirran häiriytymistä tutkittiin keskinopeustarkastelulla niin ikään eri liikennetilanteilla. Kevyiden ajoneuvojen keskinopeudet määritettiin 15 minuutin liikenteen mukaan ja keskinopeuden muutosta tarkasteltiin liikennemäärän suhteen eri raskaan liikenteen osuuksilla. Tutkimusmenetelmän tarkoituksena oli löytää sellaisia raja-arvoja, toisin sanoen se raskaan liikenteen osuus ja se kokonaisliikennemäärä, joilla liikenteen käyttäytyminen muuttuu. Tällöin päästäisiin kiinni siihen, millä liikennemäärällä mikäkin raskaan liikenteen osuus vaikuttaa häiritsevästi kevyiden ajoneuvojen keskinopeuteen.

26 24 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 4 SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 4.1 Vuorokausiliikennetarkastelu pisteittäin Tutkimuksen ensimmäisen vaiheen tuloksista on julkaistu diplomityö (Lehtonen 2008), josta ilmenee yksityiskohtaiset analyysit tietyypeittäin ja LAMpisteittäin. Tässä kerrotaan työstä saaduista tuloksista ja esitetään havainnollisuuden vuoksi muutamia esimerkkikuvia. Tarkastelun perusteella voidaan todeta, että kokonaisliikennemäärällä ja raskaan liikenteen osuudella on vaikutusta sekä ajoneuvojen keskinopeuksiin että nopeuksien keskihajontoihin. Pääsääntöisesti ajoneuvojen keskinopeudet laskevat liikennemäärän ja raskaan liikenteen osuuden kasvaessa (kuva 3). Keskinopeudet ja KAVL VT 7, Pyhtää (LAM 584) KAVL (ajon/vrk) keskinopeus (km/h) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) v (kevyet) v (raskaat) 70 Kuva 3 Keskinopeuksien kehitys valtatiellä 7 Raskaiden ajoneuvojen määrän lisääntyessä kevyiden ajoneuvojen nopeuksien keskihajonnat nousevat (kuva 4). Suuret keskihajonnat korostuvat teillä, joilla raskaan liikenteen osuus kokonaisliikennemäärästä on suuri. Tämä kertoo ajoneuvojen välisistä nopeuseroista, liikennevirran epätasaisista nopeuksista sekä siitä, että kevyet ajoneuvot ajavat välillä raskaiden ajoneuvojen perässä ja välillä vapaina. Raskaan liikenteen määrän lisääntyessä raskaiden ajoneuvojen keskinopeudet ja nopeuksien keskihajonnat laskevat. Tämä johtuu siitä, etteivät ajoneuvot pysty ajamaan liikennevirrassa vapaasti, vaan tulevat usein toisen raskaan ajoneuvon häirityksi.

27 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 25 KAVL (ajon/vrk) Nopeuksien keskihajonnat ja KAVL VT 7, Pyhtää (LAM 584) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) v (kevyet) v (raskaat) nopeuksien keskihajonta (km/h) Kuva 4 Nopeuksien keskihajonnat valtatiellä 7 Nopeustarkastelusta saaduissa tuloksissa on eroavaisuuksia tietyypistä riippuen. Merkittävää on, että leveäkaistatiellä keskinopeudet ovat huomattavasti suuremmat kuin muilla tietyypeillä. Sama pätee nopeuksien keskihajontoihin. Edes raskaan liikenteen määrän lisääntyminen ei ole aiheuttanut muutoksia, joten leveäkaistatiellä raskaan liikenteen aiheuttamat vaikutukset eivät olleet havaittavissa. Keskinopeustarkastelun ohella tutkittiin liikenteen sujuvuutta erinäisten jonoutumistekijöiden kautta. Tutkimuksen mukaan kokonaisliikennemäärällä on enemmän vaikutusta liikenteen kuin raskaan liikenteen osuudella. Sekä jonoprosentti, häirittyjen ajoneuvojen osuus että jonojen kokonaismäärä seuraavat ensisijaisesti liikennemäärän muutoksia (kuva 5, 6 ja 7). Kuvasta 5 nähdään, että jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus muuttuu kokonaisliikennemäärän muuttuessa. Kuvassa 6 on esitetty Pyhtään LAM-pistettä vastaavan vertailupisteen tiedot valtatieltä 8. Kyseisessä kohdassa jonoprosentti kasvaa kokonaisliikennemäärän kanssa samassa suhteessa raskaan liikenteen määrän pysyessä ennallaan.

28 26 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN KAVL (ajon/vrk) Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus VT 7, Pyhtää (LAM 584) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) raskas % häirittyjen osuus jonoprosentti %-osuus Kuva 5 Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus valtatiellä 7 Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus VT 8, Lapinkangas (LAM 1235) KAVL (ajon/vrk) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) raskas % häirittyjen osuus jonoprosentti %-osuus Kuva 6 Jonoprosentti ja häirittyjen ajoneuvojen osuus vertailutiellä (vt 8)

29 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 27 Tutkimuksen mukaan raskas liikenne vaikuttaa selvästi ainoastaan raskaan liikenteen aiheuttamien jonojen määrään. Raskaiden ajoneuvojen osuus jonojen johtajista oli esimerkkiteillä selvästi suurempi kuin vertailuteillä, ja Kaakkois-Suomessa jopa puolet kaikista jonoista oli raskaiden ajoneuvojen aiheuttamia (kuva 7). KAVL (ajon/vrk) Jonojen määrät VT 7, Pyhtää (LAM 584) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) jonot yht. jonot, raskas jonoa/vrk Kuva 7 Jonojen määrien kehitys valtatiellä 7 Poikkeuksen jonotarkasteluun aiheutti geometrialtaan huono tie, jolla raskaan liikenteen osuus oli yhdessä kokonaisliikennemäärän kanssa vaikuttamassa sekä jonoprosentin, häirittyjen ajoneuvojen osuuden että jonojen yhteismäärän kehittymiseen. Tässä tutkimusvaiheessa jono kuin jono tulkittiin sen pituudesta riippumatta yhdeksi jonoksi, joten jonojen määrään ei voida perustaa luotettavia päätelmiä. Tutkituista sujuvuustekijöistä jonopituus oli poikkeuksellinen, sillä siihen kokonaisliikennemäärällä eikä raskaan liikenteen osuudella ollut selvää vaikutusta. Kuvasta 8 nähdään, että jonopituus on pysynyt vuosien kuluessa samalla tasolla, vaikka kokonaisliikennemäärän ja etenkin raskaan liikenteen määrän kasvu on ollut huimaa.

30 28 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 1600 Jonopituus VT 26, Anjalankoski (LAM 503) 5 KAVL (ajon/vrk) jonopituus (ajon. jonossa) vuosi KAVL (raskas) KAVL (kevyt) jonpituus 0 Kuva 8 Jonopituuden kehitys valtatiellä 26 Vertailtaessa sujuvuutta poikkileikkaukseltaan erilaisten kaksikaistaisten teiden kesken, havaittiin sujuvuudessa suuria eroja tietyypistä riippuen. Tarkastelussa geometrialtaan huonon, pienemmän tien liikenne näytti varsin sujuvalta kaikkien mitattujen sujuvuusarvojen mukaan. Liikennemäärä oli kuitenkin muihin tietyyppeihin nähden selvästi alhaisempi, minkä voidaan olettaa vaikuttavan tuloksiin. Verrattaessa Kaakkois-Suomen esimerkkitietä vertailutiehen, ei liikenteen sujuvuudessa ollut kuitenkaan niin suurta eroa, mitä yli kolme kertaa suurempi raskaan liikenteen osuus olisi antanut olettaa. Yhtenä syynä valtatien 26 suhteellisen hyvään voidaan pitää sitä, että kyseinen tie tiedostetaan yleisesti raskaan liikenteen käyttämäksi reitiksi, ja muu ajoneuvoliikenne on tottunut suureen raskaan liikenteen määrään sekä sen hitauteen. Kevyiden ajoneuvojen kuljettajat sopeuttavat oman ajo- ja tavoitenopeutensa raskaan liikenteen tasolle, jolloin ohitushalukkuus vähenee. Näin tietyn raskaan liikenteen osuuden ylittyessä raskaat ajoneuvot alkavat säädellä liikennevirtaa ja sen nopeutta. Sujuvuutta geometrialtaan huonolla tiellä parantaa muihin tietyyppeihin verrattuna 80 km/h nopeusrajoitus, joka tasoittaa raskaiden ja kevyiden ajoneuvojen välisiä nopeuseroja, yhtenäistää liikennevirtaa ja vähentää raskaan liikenteen aiheuttamia vaikutuksia. Tutkimuksesta saadut tulokset tukevat 90 km/h nopeusrajoituksen kokeilua Suomessa. Nopeusjärjestelmän etuna olisi eri ajoneuvoryhmien nopeuserojen tasaaminen, mikä parantaisi liikenteen sekä sujuvuutta että turvallisuutta ohitusmäärien ja lyhyiden ajoneuvovälien vähentyessä. Tutkimuksessa leveäkaistatie osoittautui tarkastelluista tietyypeistä kaikista sujuvimmaksi. Leveä poikkileikkaus mahdollistaa nopeat ohitukset, vähentää raskaiden ajoneuvojen ja liikennemäärän aiheuttamia vaikutuksia ja nostaa sekä yksittäisten ajoneuvojen että koko liikennevirran nopeuksia.

31 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 29 Myöskään leveäpientareisella tiellä raskas liikenne ei näytä häiritsevän liikennevirtaa muuta liikennettä enempää siitä huolimatta, että kyseinen tietyyppi osoittautui sujuvuudeltaan kaikista heikoimmaksi. Saatu tulos selittynee leveäpientareisen tien ajokäyttäytymisellä. Suomen lainsäädännön ja epäselvien määräyksien sekä annetun tulkinnanvaraisuuden takia tavallisen autoilijan on mahdotonta tietää, onko pientareelle väistäminen sallittua vai ei. Tämä johtaa mielipide-eroihin ja siihen, ettei leveäpientareisella tiellä synny hyvää yhtenäistä ajokäytäntöä. Ajokäyttäytyminen leveäpientareisella tiellä saatetaan rinnastaa leveäkaistatiehen, minkä vuoksi ajetaan lähellä edellä ajavaa painostaen tätä väistämään pientareelle. Todennäköisesti raskaat ajoneuvot väistävät hitaampina ajoneuvoina selvästi useammin pientareen puolelle, jolloin niiden aiheuttamat vaikutukset jäävät korostumatta. Tutkimuksen ensimmäisestä vaiheesta saadut keskeiset tulokset: Raskas liikenne vaikuttaa ajoneuvojen keskinopeuksiin ja nopeuksien keskihajontoihin. Jonoutumiseen kokonaisliikennemäärällä on ensisijainen vaikutus. Raskaalla liikenteellä eikä kokonaisliikennemäärällä ole selvää vaikutusta jonopituuteen. Leveämmän poikkileikkauksen tiet vähentävät raskaan liikenteen aiheuttamia vaikutuksia. o Leveäkaistatie on sujuvuudeltaan parhain o Leveäpientareiden tie osoittautui sujuvuudeltaan kuitenkin kokonaisuudessaan kaikista huonoimmaksi. Geometrialtaan huonon tien alhaisemmalla nopeusrajoituksella (80 km/h) on positiivinen vaikutus liikenteen. Ajoneuvojen väliset nopeuserot tasaantuvat. Tämä tukee 90 km/h nopeusrajoituksen kokeilua Suomessa. Suurella raskaan liikenteen osuudella raskaat ajoneuvot alkavat säädellä liikennevirtaa ja sen nopeutta. 4.2 Tuntiliikennetarkastelu kokonaisuutena Tutkimuksessa mukana olleista LAM-pisteistä saatiin kolmen vuoden aikana yhteensä 1650 tuntihavaintoa, joita tarkasteltiin yhtenä ryppäänä. Analyysien perusteella sekä kevyiden että raskaiden ajoneuvojen keskinopeus alenee kokonaisliikennemäärän, raskaiden ajoneuvojen määrän ja raskaan liikenteen osuuden kasvaessa. Raskaan liikenteen määrä selittää selitysasteen perusteella parhaiten keskinopeuksien alenemista (kuva 9 ja 10). Regressiokertoimien mukaan raskaan liikenteen vaikutus on myös lähes neljä kertaa voimakkaampi kuin kokonaisliikennemäärän.

32 30 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus kokonaisliikennemäärän funktiona keskinopeus (km/h) y = x Negatiivinen yhteys Regressiokerroin -0,03 Selitysaste 35,5 % liikennemäärä (ajon/h) Kuva 9 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus raskaiden ajoneuvojen määrän funktiona keskinopeus (km/h) y = x Negatiivinen yhteys Regressiokerroin -0,11 Selitysaste 44,9 % liikennemäärä, raskaat (ajon/h) Kuva 10 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus raskaiden ajoneuvojen määrän suhteen Jonoutumistarkasteluissa todettiin, että eri LAM-pisteiden yhdisteleminen sotkee tuntikohtaisten havaintojen pistejoukkoa, jolloin kuvaajien tulkinta on vaikeaa. Jonoprosentin, jonojen määrän ja jonopituuksien myötä on havaittavissa, että nämä seuraavat ensisijaisesti kokonaisliikennemäärän muutoksia. Tarkasteltaessa jonoutumista suhteessa kokonaisliikennemäärään ja raskaan liikenteenmäärään seuraa havaintojen pistejoukko selvästi paremmin kokonaisliikennemäärää. Kuvaajien selitysasteet ovat myös keskimäärin yli kaksi kertaa paremmat, vaikkakin raskaan liikenteen määrällä on regressiokertoimien perusteella suurempi vaikutus.

33 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 31 Suoraviivaista yhteyttä raskaan liikenteen ja liikennevirran jonoutumisen välille ei siis löytynyt. Sen sijaan pistekohtaiset jonoutumishavainnot suhteessa raskaan liikenteen osuuteen näyttäisivät mukailevan toisen asteen yhtälön käyriä. Tämä toimiikin perusoletuksena seuraavaan tutkimusvaiheeseen. Tämän vaiheen tarkastelut tehtiin sekä jonokriteerillä viisi sekuntia että jonokriteerillä kolme sekuntia. Analyysien perusteella aikavälin lyhentäminen alensi regressiosuoran kulmakerrointa, mutta muita merkittäviä eroja ei ilmennyt. Jatkossa päädyttiin käyttämään kolmen sekunnin aikaväliä, koska nopeudella 100 km/h jonoksi tulkittavien ajoneuvojen väliset matkat kasvaisivat muuten todellisuuteen nähden varsin pitkiksi. Tutkimuksen toisesta vaiheesta saadut keskeiset tulokset: Keskinopeudet alenevat kokonaisliikennemäärän, raskaiden ajoneuvojen määrän ja raskaan liikenteen osuuden kasvaessa. Raskaan liikenteen määrä selittää parhaiten keskinopeuksien alenemista ja vaikutus on lähes neljä kertaa voimakkaampi kuin kokonaisliikennemäärällä. Jonoutumishavainnot suhteessa raskaan liikenteen osuuteen mukailevat toisen asteen yhtälön käyriä. Kolmen sekunnin aikavälin käyttö tutkimuksissa on parempi, koska viiden sekunnin aikavälillä ajoneuvojen väliset matkat ovat yli 100 m. Todellinen jonokäyttäytyminen tukee lyhyempää aikaväliä. Ympäristötekijöillä on suuri merkitys tutkimuksiin: o LAM-pisteiden yhdisteleminen sotkee tuloksia. o Myös suunnat on käsiteltävä erillisinä. Väylä- ja ympäristötekijät tulee minimoida! 4.3 Tuntiliikennetarkastelu pisteittäin ja suunnittain Jonoutumistarkastelut tehtiin LAM-pisteittäin siten, että myös suunnat eroteltiin toisistaan. Suunta 1 tarkoittaa tarkasteluissa tierekisterin mukaista kasvusuuntaa. Keskimääräisiä tuntihavaintoja saatiin taulukon 3 mukaisesti: Taulukko 3 LAM-pisteiden tuntihavainnot suunnittain Tie LAM-piste tuntihavaintoa suuntaan 1 tuntihavaintoa suuntaan 2 VT 7 Pyhtää, VT 15 Uronlampi, VT 6 Selkäharju, VT 5 Joroinen, Sujuvuustekijöittäin tehdyt tarkastelut esitetään tässä valtatie 7 Pyhtään LAM-pisteen (LAM 584) analyysien mukaan. Kuvista 11 ja 12 nähdään, että jonoprosentti kasvaa sekä kokonaisliikennemäärän että raskaan liikenteen määrän lisääntyessä. Vaikka regressiosuorien kulmakertoimien mukaan raskaan liikenteen määrä vaikuttaa hieman kokonaisliikennemäärää voimakkaammin, mukailevat tuntihavainnot kuitenkin paremmin kokonaisliikennemäärän muutoksia.

34 32 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN jonoprosentti 50 % 45 % 40 % 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % Jonoprosentti kokonaisliikennemäärän funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) y = x y = x % kokonaisliikennemäärä (ajon/h) suunta 1, N=1386 suunta 2, N=1386 Kuva 11 Jonoprosentti kokonaisliikennemäärän suhteen jonoprosentti 50 % 45 % 40 % 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % 5 % Jonoprosentti raskaan liikenteen määrän funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) y = x y = x % raskaan liikenteen määrä (ajon/h) suunta 1, N=1386 suunta 2, N=1386 Kuva 12 Jonoprosentti raskaan liikenteen määrän suhteen Tarkasteltaessa jonoprosentin käyttäytymistä raskaan liikenteen osuuden suhteen (kuva 13) havaitaan, että pistejoukkoa kuvaa parhaiten toisen asteen käyrä. Pienillä raskaan liikenteen osuuksilla jonoprosentti voi paikoin olla hyvinkin korkea, mikä johtuu todennäköisesti suuresta kokonaisliikennemäärästä. Sen sijaan raskaan liikenteen osuuden kasvaessa ei jonoprosentti nouse, vaan päinvastoin laskee. Tämä kertoo ajoneuvojen välisten aikavälien kasvusta ja siitä, että tyydytään ajamaan jonossa. Koska aikavälit

35 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 33 kasvavat, niin jonoutuminen valitulla jonokriteerillä (kolme sekuntia) vähenee. Raskaiden ajoneuvojen lisääntyessä ohittaminen koetaan turhaksi. jonoprosentti 50 % 45 % 40 % 35 % 30 % 25 % 20 % 15 % 10 % Jonoprosentti raskaan liikenteen osuuden funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) y = x x % y = -0.46x x % 0 % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % raskaan liikenteen osuus suunta 1, N=1386 suunta 2, N=1386 Kuva 13 Jonoprosentti raskaan liikenteen osuuden suhteen Kuvissa 14 ja 15 on esitetty jonopituuden muuttuminen kokonaisliikennemäärän ja raskaan liikenteen määrän suhteen. Keskimääräinen jonopituus näyttäisi kasvavan molempien liikennemäärien kasvaessa. jonopituus (ajon. jonossa) Jonopituus kokonaisliikennemäärän funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) y = 0.004x y = x suunta 1, N=1386 suunta 2, N= kokonaisliikennemäärä (ajon/h) Kuva 14 Jonopituus kokonaisliikennemäärän suhteen

36 34 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Jonopituus raskaan liikenteen määrän funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) jonopituus (ajon. jonossa) suunta 1, N=1386 suunta 2, N=1386 y = x y = x raskaan liikenteen määrä (ajon/h) Kuva 15 Jonopituus raskaan liikenteen määrän suhteen Sen sijaan kun jonopituutta tarkastellaan raskaan liikenteen osuuden suhteen (kuva 16), havaitaan keskimääräisen jonopituuden pysyvän koko ajan samalla tasolla, n. kolme ajoneuvoa jonossa, huolimatta raskaan liikenteen osuuden kasvusta. Saatu tulos tukee aiemmin jonoprosentin tarkastelun yhteydessä tehtyä tulkintaa siitä, että raskaiden ajoneuvojen hankalamman ohittamisen vuoksi liikennevirta tasaantuu, ja ajoneuvojen väliset aikavälit kasvavat jonokriteeriä suuremmaksi. Jonopituus raskaan liikenteen osuuden funktiona, VT7, LAM 584 (Pyhtää) jonopituus (ajon. jonossa) suunta 1, N=1386 suunta 2, N=1386 y = x x y = x x % 10 % 20 % 30 % 40 % 50 % raskaan liikenteen osuus Kuva 16 Jonopituus raskaan liikenteen osuuden suhteen

37 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 35 Jonomäärien tarkastelu ensimmäisen tutkimusvaiheen tulkintatavalla koettiin turhaksi, koska se ei ota huomioon jonon pituutta vaan jono kuin jono on tulkittu yhdeksi jonoksi. Jonoprosenttia ja jonopituutta käsittelevistä kuvaajista (kuvat 11,12,14 ja 15) on trendisuorien kulmakertoimista nähtävissä, että raskaan liikenteen määrä vaikuttaa jonoutumiseen ja vieläpä hieman kokonaisliikennemäärää enemmän. Tulos on erkaneva aiemmin tehtyihin tutkimuksiin nähden (Pesu 1995, Torkkeli 1996, Lehtonen 2008). Tämä selittyy tarkemmalla tutkimusmenetelmällä ja ennen kaikkea häiritsevien ympäristötekijöiden minimoinnilla. Jos aineistoon jätetään liikaa muuttuvia tekijöitä (esim. väylä- ja ympäristötekijät), sotkee se tutkittavaa aineistoa. Jonoutumistarkastelut on ehdottomasti tehtävä LAM-pistekohtaisesti ajosuunnat eroteltuna. Lisäksi on huomioitava ja karsittava pois tutkimusajalla kohteeseen tehdyt parannustoimenpiteet. Tästä kolmannesta tutkimusvaiheesta ei saatu merkittäviä uusia tuloksia raskaan liikenteen ja liikenteen sujuvuuden välille. Tämän takia tutkimusmenetelmää päätettiin muuttaa yksittäisten aikavälien ja entistä homogeenisemman liikennetilanteen tarkasteluun. Koska jonoutumistarkastelussa raskaan liikenteen vaikutus liikennevirtaan ei ole yksiselitteisesti tulkittavissa liikennekäyttäytymisen muuttumisen myötä, päätettiin liikennevirran sujuvuutta lähteä tutkimaan kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksien kautta. Tutkimuksen kolmannesta vaiheesta saadut keskeiset tulokset: Jonoutumista raskaan liikenteen osuuden suhteen kuvaa toisen asteen käyrä. o Raskaan liikenteen osuuden kasvaessa normaalia suuremmaksi jonoprosentti laskee. Tyydytään ajamaan jonossa ja ohittaminen koetaan turhaksi, jolloin ajoneuvojen väliset aikavälit kasvavat. Jonopituus kasvaa sekä kokonaisliikennemäärän että raskaan liikenteen määrän kasvaessa. Raskaan liikenteen osuudesta huolimatta jonopituus pysyy koko ajan samalla tasolla (noin kolme ajoneuvoa jonossa). Ajoneuvojen väliset aikavälit kasvavat jonokriteeriä suuremmaksi. Raskaan liikenteen määrällä on vaikutusta jonoutumiseen ja vaikutus on hieman kokonaisliikennemäärää suurempi minuutin liikennetilannetarkastelu Aikavälitarkastelu Aikavälien tiheysfunktiot kertovat, mikä on ajoneuvojen bruttoaikavälien prosenttiosuus kaikista aikaväleistä. Tiheysfunktiot on määritelty eri liikennetilanteille siten, että kokonaisliikennemäärä on huomioitu kuten myös raskaan liikenteen osuus 10 prosentin välein. Tiheysfunktioista nähdään, että pienillä liikennemäärillä (< 400 ajon/h) raskaan liikenteen osuus ei vaikuta lyhyiden aikavälien ( 3 sekuntia) todennäköisyyteen. Kuvassa 17 on esitetty bruttoaikavälien todennäköisyys eri raskaan liikenteen prosenttiosuuksilla liikennemääräluokassa ajon/h.

38 36 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 80 % 70 % 60 % Bruttoaikavälien prosenttiosuudet eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) %-osuus 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % < 3 s 3-6 s 6-9 s >9 s bruttoaikaväli (s) raskas < 10 % raskas % raskas % raskas % raskas % Kuva 17 Bruttoaikavälien tiheysfunktio liikennemäärällä ajon/h Ensimmäiset vaihtelut tiheysfunktioissa ilmenevät liikennemäärällä ajon/h (kuva 18). Raskaan liikenteen osuuden ollessa 20 prosentin luokkaa, lyhyiden aikavälien osuus on suurempi kuin pienillä raskaan liikenteen osuuksilla. 80 % 70 % 60 % Bruttoaikavälien prosenttiosuudet eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) %-osuus 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % < 3 s 3-6 s 6-9 s >9 s bruttoaikaväli (s) raskas < 10 % raskas % raskas % raskas % Kuva 18 Bruttoaikavälien tiheysfunktio liikennemäärällä ajon/h

39 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 37 Kertymäfunktioiden avulla on määritetty bruttoaikavälien todennäköisyys ja aikavälien kehittyminen sekunnin aikavälein. Pienillä liikennemäärillä aikavälien kertymäfunktiot vaihtelevat ainoastaan hieman eri raskaan liikenteen osuuksilla (kuva 19). Suurin vaihtelu käyrissä kohdistuu lyhyille aikaväleille (alle kolme sekuntia). Näiden aikavälien todennäköisyys on sitä pienempi mitä suurempi raskaan liikenteen osuus on. Tämä tukee aiemmassa vaiheessa määritettyä tulkintaa liikennekäyttäytymisen muuttumisesta raskaan liikenteen osuuden kasvaessa. Bruttoaikavälien kertymäfunktioita eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) kumulatiivinen todennäköisyys s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 s 9 s 10 s >10 s bruttoaikaväli raskas < 10 % raskas % raskas % raskas % raskas % Kuva 19 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h Aikavälien kertymäfunktiot eri raskaan liikenteen osuuksilla vaihtelevat kaikista eniten liikennemäärän ollessa ajon/h (kuva 20). Suurilla raskaan liikenteen osuuksilla (> 30 %) aikavälien kertymäfunktiota kuvaava käyrä kulkee muita alempana. Tämän mukaisesti ajoneuvojen aikavälit ovat suuremmat korkeilla raskaan liikenteen osuuksilla. Tällöin tyydytään ajamaan jonossa ja ajoneuvojen väliset aikavälit ovat pidemmät.

40 38 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Bruttoaikavälien kertymäfunktioita eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) kumulatiivinen todennäköisyys s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 s 9 s 10 s >10 s bruttoaikaväli raskas < 10 % raskas % raskas % raskas % Kuva 20 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h Liikennemääräluokkaa ajon/h voidaan pitää jonkinlaisena muutoskohtana, koska tätä pienemmillä liikennemäärillä aikavälien kertymäfunktiot nousevat alle kolmen sekunnin kohtaan pääsääntöisesti sitä loivemmin mitä suurempi raskaan liikenteen osuus on kyseessä. Vastaavasti liikennemäärän noustessa yli 500 ajon/h, aikavälien kertymäfunktiot nousevat jyrkemmin, kun raskaan liikenteen osuus on suuri (kuva 21 ja 22). Toisaalta on otettava huomioon, että näin suurilla liikennemäärillä suuria raskaan liikenteen osuuksia (yli 30 %) ei enää esiinny (ainakaan tarkastelussa olevalla Pyhtään LAM-pisteellä).

41 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 39 kumulatiivinen todennäköisyys Bruttoaikavälien kertymäfunktioita eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) 1 s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 s 9 s 10 s >10 s bruttoaikaväli raskas < 10 % raskas % raskas % Kuva 21 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h Bruttoaikavälien kertymäfunktioita eri raskaan liikenteen osuuksilla (liikennemäärä ajon/h) kumulatiivinen todennäköisyys s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 s 9 s 10 s >10 s bruttoaikaväli raskas < 10 % raskas % raskas % Kuva 22 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita liikennemäärällä ajon/h Yksittäisistä eroista huolimatta aikavälien tiheys- ja kertymäfunktiot osoittavat, että kokonaisliikennemäärällä on merkittävin vaikutus jonoutumiseen. Kuvassa 23 on esitetty bruttoaikavälien kertymäfunktiot eri kokonaisliikennemäärillä raskaan liikenteen osuuden ollessa prosenttia. Kuvasta nähdään, että raskaan liikenteen osuuden pysyessä samalla tasolla brutto-

42 40 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN aikavälien kertymäfunktioissa on huomattavia eroja kokonaisliikennemäärästä riippuen, ja kokonaisliikennemäärän kasvaessa lyhyiden aikavälien osuus kasvaa Bruttoaikavälien kertymäfunktiot eri kokonaisliikennemäärillä (raskaan liikenteen osuus %) kumulatiivinen todennäköisyys s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s 8 s 9 s 10 s >10 s bruttoaikaväli alle 100 Kuva 23 Bruttoaikavälien kertymäfunktioita raskaan liikenteen osuudella % Keskinopeustarkastelu Liikennevirran häiriytymistä tarkasteltiin kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksien avulla. Kuvassa 24 näkyy kevyiden ajoneuvojen keskinopeudet ja näiden trendiviivat liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuus huomioiden. 95 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) keskinopeus (km/h) v (raskas 5 %) v (raskas 10 %) v (raskas 15 %) v (raskas 20 %) v (raskas 25 %) v (raskas 30 %) v (raskas 35 %) v (raskas 40 %) liikennemäärä (ajon/h)

43 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 41 Kuva 24 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen eri raskaan liikenteen osuuksilla Kohdassa 4.3. todettiin, että raskaan liikenteen osuuden kasvaessa jonoprosentti laskee. Tämä kertoo ajoneuvojen välisten aikavälien kasvusta ja siitä, että tyydytään ajamaan jonossa. Jonossa ajettaessa kevyiden ajoneuvojen keskinopeus laskee, mikä on nähtävissä myös kuvasta 24. Raskaan liikenteen osuuden ollessa 20 prosenttia tai sen alle, vaikuttaa raskas liikenne keskinopeuksiin, mutta kokonaisliikennemäärän vaikutus on kuitenkin suurempi. Raskaan liikenteen osuuden noustessa yli 20 prosenttiin, kääntyy kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksia kuvaavien trendiviivojen kulmakertoimet laskuun (kuva 24). Tämä kuvastaa raskaan liikenteen aiheuttamaa voimakkaampaa vaikutusta. Raskaan liikenteen osuutta 20 prosenttia voidaan siis pitää käännekohtana, minkä jälkeen raskaan liikenteen osuus voimistaa liikennemäärän aiheuttamaa sujuvuusvaikutusta. Tutkimuksen tarkoituksena oli löytää sellaisia muutoskohtia, joissa keskinopeutta kuvaavien pisteiden trendi muuttuu, toisin sanoen ajoneuvojen keskinopeus laskee merkittävästi. Kuvissa muutoskohdat ja trendiviivojen muutokset on kuvattu eri raskaan liikenteen osuuksilla. Muutoskohtia haettiin etsimällä pistejoukosta ns. kriittinen piste, jonka kohdilla trendissä tapahtuu muutos. Tämän jälkeen pistejoukkoihin sijoitettiin trendiviivat siten, että kriittinen piste oli mukana molemmissa trendiviivoissa. Kriittinen piste on kuvaajissa ympyröity ja trendiviivojen risteämiset merkattu kirjaimella X. Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) v (raskas 5 %) v (raskas 10 %) keskinopeus (km/h) Muutoskohdan jälkeen trendiviivat jyrkkenevät alkuperäiseen nähden. X X liikennemäärä (ajon/h) Kuva 25 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 5 % ja 10 %

44 42 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) v (raskas 15 %) v (raskas 20 %) keskinopeus (km/h) Muutoskohdan jälkeen trendiviivat jyrkkenevät niin ikään alkuperäiseen nähden, mutta eivät enää niin paljoa. X X liikennemäärä (ajon/h) Kuva 26 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 15 % ja 20 % Raskaan liikenteen osuuden ollessa maksimissaan noin 20 prosenttia, muutoskohdan jälkeiset trendiviivat ovat alkuperäisiä jyrkemmät. Sen sijaan, raskaan liikenteen osuuden kasvaessa 25 prosenttiin tai sen yli muutoskohdan jälkeiset trendiviivat muuttuvat alkuperäisiä loivemmiksi. Tämä johtunee siitä, että kevyiden ajoneuvojen keskinopeus on jo alussa pudonnut roimasti, minkä jälkeen muutos tasaantuu. Tällöin ollaan lähellä raskaiden ajoneuvojen rajoitinnopeutta ja ajoneuvojen väliset nopeuserot ovat tasaantuneet eikä liikennevirran nopeus putoa enää niin jyrkästi. Raskaan liikenteen osuutta 20 prosenttia voidaan pitää ns. käännekohtana liikenteen sujuvuudessa. Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) 95 keskinopeus (km/h) X Muutoskohdan jälkeiset trendiviivat ovat loivemmat kuin alkuperäiset. X v (raskas 25 %) v (raskas 30 %) liikennemäärä (ajon/h) Kuva 27 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 25 % ja 30 %

45 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN 43 keskinopeus (km/h) Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) Muutoskohta on jo hyvin alhaisella liikennemäärällä, jonka jälkeen trendi on pääsääntöisesti melko tasainen. v (raskas 35 %) v (raskas 40 %) liikennemäärä (ajon/h) Kuva 28 Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän suhteen raskaan liikenteen osuudella 35 % ja 40 % Hyvin suurilla raskaan liikenteen osuuksilla (35 % tai yli) kevyiden ajoneuvojen keskinopeuden muutoskohta näyttäisi olevan jo varsin alhaisilla liikennemäärillä (kuva 28). Keskinopeus putoaa tarkastelun alussa jopa 2,5 km/h liikennemäärän lisääntyessä 50 ajon/h, minkä jälkeen trendi on poikkeuksia lukuun ottamatta varsin tasainen. Keskinopeuksien muutoskohta voisi olla silmämääräisesti tulkittu, kuvissa ympyröity piste tai vaihtoehtoisesti muutoskohdan mukaisesti piirrettyjen trendiviivojen leikkauspiste (kuvissa merkitty kirjaimella X). Koska trendiviivat riippuvat muutoskohdaksi valitusta kriittisestä pisteestä, tulkitaan kyseinen piste muutoskohdaksi, vaikka todellisuudessa muutoskohta on todennäköisesti silmämääräisen havainnon ja trendiviivojen leikkauspisteen välisellä alueella. Kuvassa 29 on esitetty ympyröimällä se muutoskohta eri raskaan liikenteen osuuksilla, jossa liikennevirran keskinopeus häiriytyy. Kyseinen piste kertoo, mikä on milläkin liikennemäärällä se raskaan liikenteen osuus, joka pudottaa kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksia merkittävästi. Tulokset on esitetty myös taulukossa 4. Taulukko 4 Raja-arvot liikennevirran häiriytymiselle Raskaan liikenteen osuus Liikennemäärä suuntaansa 5 20 % ajon/h 25 % 350 ajon/h 30 % 250 ajon/h % 150 ajon/h

46 44 Raskaan liikenteen määrän vaikutus kaksikaistaisten teiden liikenteen SUJUVUUSTARKASTELUN TULOKSET TYÖVAIHEITTAIN Kevyiden ajoneuvojen keskinopeus liikennemäärän funktiona eri raskaan liikenteen osuuksilla (LAM 584, vt 7) keskinopeus (km/h) liikennemäärä (ajon/h) v (raskas 5 %) v (raskas 10 %) v (raskas 15 %) v (raskas 20 %) v (raskas 25 %) v (raskas 30 %) v (raskas 35 %) v (raskas 40 %) Kuva 29 Keskinopeuden muutoskohdat eri liikennetilanteilla Tutkimuksen neljännestä vaiheesta saadut keskeiset tulokset: Aikavälitarkastelujen perusteella kokonaisliikennemäärä vaikuttaa merkittävimmin liikenteen. Jonoutumistarkasteluissa liikennekäyttäytymisen muuttuminen suurilla raskaan liikenteen osuuksilla vaikuttaa tuloksiin, minkä vuoksi liikenteen sujuvuutta on paras tutkia kevyiden ajoneuvojen keskinopeuksien kautta. Raskaan liikenteen osuutta 20 prosenttia voidaan pitää merkittävänä käännekohtana liikenteen sujuvuudessa. o Tätä pienemmillä raskaan liikenteen osuuksilla kokonaisliikennemäärä vaikuttaa ajoneuvojen keskinopeuksiin. o Tätä suuremmilla raskaan liikenteen osuuksilla raskas liikenne voimistaa liikennemäärän aiheuttamaa sujuvuusvaikutusta. Raskaan liikenteen osuus vaikuttaa merkittävästi siihen, millä kokonaisliikennemäärällä kevyiden ajoneuvojen keskinopeudet alkavat pudota ja liikenne häiriytyä: o raskaan osuus 20 % ajon/h o raskaan osuus 25 % 350 ajon/h o raskaan osuus 30 % 250 ajon/h o raskaan osuus 35 % 150 ajon/h