Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen

Transkriptio

1 Eero Kaarlehto ja Verneri Lauksio Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen Kuntainfran kehittämisfoorumi

2 TEKIJÄT: Eero Kaarlehto Verneri Lauksio ISBN (pdf) Suomen Kuntaliitto ja kirjoittajat Helsinki 2017 Suomen Kuntaliitto Toinen linja 14, Helsinki PL 200, Helsinki Puh

3 Sisältö 1 Tiivistelmä Tausta Tavoitteet Kuntotasomallin alaraja Ylläpito ja uudelleenpäällystys Laskimen uusi hintataso Kuntotason mittaustapa Uusi laskin Päivitetyt kuntotasomallit Lähteet

4 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen 1 Tiivistelmä Katujen korjausvelan laskennan kehityshanke oli Kuntaliiton, Kehto-kuntien sekä Rapal Oy:n järjestyksessään kolmas korjausvelan laskentaa käsittelevä yhteishanke. Tämän hankkeen tavoitteena oli kehittää katujen korjausvelan laskennassa käytettäviä kuntomalleja sekä parantaa edellisessä yhteishankkeessa tehdyn korjausvelkalaskimen käytettävyyttä ja päivittää laskimen hintataso vastaamaan paremmin nykypäivän hintatasoa. Halu kuntotasomallin parantamiseen sekä laskimen hintatason päivittämiseen on syntynyt laskimen avulla saatujen korjausvelkasummien ollessa yleisesti liian suuria. Kuntotasomallien parantamista varten kerättiin hankkeeseen osallistuneilta kunnilta katujen kuntotietoja. Tietojen vähäisen määrän vuoksi täysin uusien mallien muodostaminen luotettavasti ei kuitenkaan ollut mahdollista, joten päädyttiin vain parantamaan vanhoja malleja. Uudet kuntotasomallit mukailevatkin pääosin vanhoja malleja, mutta sillä erotuksella, että uudet mallit ovat logistisen funktion muotoisia s-käyriä. Näin kadun elinkaaren loppupäässä katujen kunto ei laske yhtä jyrkästi kuin aikaisemmin. Laskimen uusi hintataso määritettiin käyttäen hyväksi Fore-kustannuslaskentajärjestelmän hankeosalaskentaa. Korjausvelkalaskimeen päätettiin hintatason päivityksen yhteydessä toteuttaa uusia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat tarkemman hintatiedon käytön korjausvelan laskennassa. Hinnat päätettiin määrittää siten, että ne vaihtelevat laskettavan alueen sijainnin sekä maaperäolosuhteiden mukaan. Käyttäjä määrittää nämä tiedot laskentaa tehdessään. Näin saadaan huomattavasti tarkempaa kustannustietoa, kuin mitä yhdellä, koko maan kattavalla yksikköhinnalla saadaan. Korjausvelkalaskimen käytettävyyttä parannettiin myös muilla tavoin. Käyttäjien toiveina oli, että laskimeen lisättäisiin laskentarivejä, jotta suurenkin laskelman voisi tehdä helposti. Lisäksi laskimeen toteutettiin mahdollisuus asettaa kadun kuntotaso katukohtaisesti käsin. Myös muutama muu pieni parannus laskimen käyttöliittymään tehtiin tämän hankkeen aikana. 4

5 2 Tausta Tämä katujen korjausvelan laskennan kehittämishanke on järjestyksessään kolmas Kehtokuntien, Kuntaliiton sekä Rapal Oy:n katujen korjausvelan laskentaa käsittelevä yhteisprojekti. Korjausvelan laskentaperiaatteiden määrityshanke valmistui vuonna 2014 ja sitä seurannut laskentamallin luomishanke vuonna Tämän projektin tarkoituksena oli kehittää edelleen korjausvelan laskentamalleja sekä edellisessä hankkeessa syntynyttä laskentatyökalua. Kehto-kunnista projektiin osallistuivat: Helsinki Tampere Turku Mikkeli Pori Lappeenranta Vaasa Seinäjoki Espoo Vantaa Jyväskylä Lahti Joensuu Hämeenlinna Rovaniemi Projektin ohjausryhmä kokoontui kuusi kertaa vuoden 2016 aikana. Ohjausryhmän kokoonpano oli seuraava: Puheenjohtaja Petri Vainio, Espoon kaupunki Sihteeri Eero Kaarlehto, Rapal Oy Virpi Vertainen, Helsingin kaupunki Juha Tikka, Lahden kaupunki Irma Lehto, Porin kaupunki Päivi Turkki, Mikkelin kaupunki Antti Aalto, Turun kaupunki Tuula Smolander, Jyväskylän kaupunki Timo Rytkönen, Helsingin kaupunki Marika Kämppi, Kuntaliitto Eila Kesti, Turun kaupunki Jari Marjeta, Suomen kuntotekniikka Oy Janne Rantanen, Rapal Oy Verneri Lauksio, Rapal Oy Rapal Oy:n puolesta projektissa projektipäällikkönä toimi asiantuntija Eero Kaarlehto sekä projekti-insinöörinä nuorempi asiantuntija Verneri Lauksio. 5

6 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen 3 Tavoitteet Projektin yhtenä tavoitteena oli selvittää, miten kadun ylläpito ja uudelleenpäällystys vaikuttavat korjausvelan kehittymiseen. Lisäksi tavoitteina olivat kuntotasomallien mahdollisen alarajan määrittäminen, korjausvelkalaskimen uuden hintatason päivittäminen sekä korjausvelkalaskimen käytettävyyden parantaminen. Projektin tavoitteena oli myös saada kunnilta aineistoa, jonka perusteella voitaisiin kehittää ja päivittää kuntotasomalleja siten, että laskennassa voitaisiin ottaa huomioon erilaisia muuttujia, kuten esimerkiksi pohjaolosuhteet. Lisäksi hankkeen aikana nousi tarve selvittää erilaisten kuntotason määritystapojen vaikutusta korjausvelan laskentaan. 4 Kuntotasomallin alaraja Korjausvelkamäärän ollessa monissa tapauksissa laskimen käyttäjien mielestä liian suuri haluttiin tutkia kuntotasolle asetettavan alarajan mahdollisia vaikutuksia korjausvelkaan. Ajatuksena oli, että kuntotaso ei ikinä laskisi tietyn ennalta määrätyn raja-arvon alle, vaikka aikaa kuluisi pidempään. Näin toimittaessa korjausvelan määrä ei pääsisi kasvamaan suureksi, ja laskimen tulokset olisivat pienempiä ja täten oikeanlaisempia käyttäjien mielestä. Kadun kuntotasoa mallinnettaessa on kuitenkin lähdetty siitä, että mallilla pyritään mallintamaan kadun teknistä kuntotasoa. Mikäli malliin asetettaisiin keinotekoinen, nollasta poikkeava kuntotason alaraja, ei malli enää kuvaisi teknistä kuntotasoa. Rapal Oy:n asiantuntijoiden esityksen sekä ohjausryhmän keskustelujen perusteella päätettiin, että kuntotason alarajaksi asetetaan 0 %. Kuntotason liian nopea laskeminen päätettiin sen sijaan ottaa huomioon muuttamalla kuntotasomallin kuvaajan muotoa s-käyräksi. Käyrää siirtämällä, puristamalla ja venyttämällä saadaan muokattua mallin käyttäytymistä helposti. Kuntotasomallien päivittämisestä lisää kappaleessa 9. Kuntotasomalli (esimerkki) Kuntotaso (%) Ikä (v) Kuva 1: Vaihtoehtoisia kuntotasomalleja Alaraja 15 Alaraja 0 Vanha malli 6

7 5 Ylläpito ja uudelleenpäällystys Projektin yhtenä tavoitteena oli selvittää, kuinka uudelleenpäällystys vaikuttaa kadun kuntotasoon ja sitä kautta kadulle kertyvän korjausvelan määrään. Tähän asti uudelleenpäällystetty katu on oletettu saneeratuksi, mikä ei kuitenkaan todellisuudessa pidä paikkaansa. Uudelleenpäällystetty katu ei vastaa kuntotasoltaan uutta tai uutta vastaavaksi saneerattua katua, sillä kadun rakennekerroksia ei ole korjattu. Ratkaisuksi ehdotettiin kuntotasomallin jakamista kahteen eri osaan, jolloin rakennekerroksille ja päällysteelle olisivat omat osamallinsa. Näin uudelleenpäällystämisen yhteydessä voitaisiin päällysteen kuntotaso asettaa uutta vastaavaksi. Rakennekerrosten kuntotaso säilyisi muuttumattomana, koska niihin ei korjauksia ole tehty. Näiden kahden osamallin avulla voitaisiin määrittää koko kadulle kuntotaso painottamalla päällysteen ja rakennekerrosten osuutta koko kadun kuntotasosta halutulla tavalla. Esimerkissä (Kuva 2) rakennekerroksen ja päällysteen vaikutussuhde on 80 % / 20 % (rakenne / päällyste) Kuntotasomalli (esimerkki) Kuntotaso (%) Ikä (v) Päällyste Rakennekerrokset Rakennekerrokset ja päällyste yhdessä Kuva 2: Erilliset kuntotasomallit päällysteelle ja rakennekerroksille sekä nämä kaksi mallia yhdistävä malli Kahden erillisen mallin muodostaminen tämän projektin puitteissa ei ollut mahdollista, sillä projektin aikana saadut toteumatiedot eivät olleet riittäviä mallien muodostamiseksi. Kahden tai jopa useamman osamallin muodostamisella voidaan saavuttaa huomattavia etuja yhteen, kaiken huomioon ottavaan malliin nähden. Esimerkiksi uudelleenpäällys- 7

8 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen täminen sekä rakenteen korjaaminen vain tiettyyn rakennekerrokseen asti voitaisiin ottaa laskennoissa huomioon entistä tarkemmin. Lisäksi erilliset mallit mahdollistaisivat maaperäolosuhteiden tarkemman huomioon ottamisen. Osamallien muodostaminen vaatii kuitenkin oman projektinsa, jotta malleista saadaan luotettavat. 6 Laskimen uusi hintataso Korjausvelkalaskimen käyttäjiltä saatiin palautetta, että laskimen hintataso on liian korkea, mistä syystä korjausvelkalaskentojen lopputuloksena saatiin liian korkeita korjausvelkamääriä. Korjausvelkalaskimeen asetettujen hintojen alkuperästä tai laskentatavasta ei ollut tietoa, joten päätettiin määrittää laskimelle täysin uusi hintataso käyttäen hyväksi Fore-järjestelmän standardikustannustietoja. Korjausvelkalaskimen hintatason perusteena päätettiin käyttää Foren hankeosalaskentamalleja. Jotta hintataso saatiin mahdollisimman oikeaksi, päätettiin laskimeen toteuttaa myös sijainti- sekä maaperäolosuhdevalinnat. Näin saatiin otettua huomioon alueelliset erot sekä kustannustasossa että maaperäolosuhteissa (Kuva 3). Kuva 3: Hankkeen sijainti vaikuttaa laskelmakertoimiin Uuden hintatason määrittäminen aloitettiin luomalla Hola-laskelma, jossa jokaiselle toiminnalliselle luokalle sekä maaperäolosuhteelle luotiin omat Hola-mallit (Kuva 4). Jokainen malli muokattiin vastaamaan haluttuja maaperäolosuhteita (Kuva 5). Muut valinnat 8

9 jätettiin Hola-mallin oletusarvoiksi. Mallien laajuudeksi päätettiin valita 1000 m², sillä näin saatu yksikkökustannus vastaa normaalia hankekokoa. Mikäli laajuudeksi valittaisiin suoraan 1 m², laskisi Hola-malli liian suuren yksikköhinnan. Kuva 4: Jokaiselle toiminnalliselle luokalle sekä maaperäolosuhteelle luotiin omat Holamallit Kuva 5: Hola-mallit muokattiin vastaamaan haluttuja olosuhteita 9

10 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen Korjausvelan laskentaperiaatteiden määrittelyhankkeessa määriteltiin, että korjausvelka ei sisällä kadun alustaosan kustannuksia, sillä katua korjattaessa näitä osia ei jouduta enää muokkaamaan. Alustaosan kustannus poistettiin laskimeen tulevasta yksikköhinnasta (Kuva 6). Laskimen yksikköhinnat sisältävät hanketehtäviä sekä tilaajatehtäviä Foren oletusprosenttien osoittaman määrän (Kuva 7). Kuva 6: Kadun kustannuksista poistettiin alustaosan kustannukset korjausvelan määritelmän mukaisesti Kuva 7: Hanketehtäväprosentit ovat Foren oletusprosentit 10

11 Korjausvelkalaskimen hintataso on toteutettu siten, että sitä voidaan päivittää helposti, kun päivitykselle nähdään tarvetta. Hintatasoa ei projektin aikana ehditty testata oikeissa laskelmissa, mutta alustavat tuntemukset ohjausryhmässä olivat, että hintataso on muuttunut oikeaan suuntaan. Suoraa vertausta edelliseen hintatasoon on mahdoton tehdä, sillä päivitetty laskentatapa ottaa huomioon enemmän muuttujia, mutta yleisesti uusi hintataso on huomattavasti aiempaa alhaisempi. Kuva 8: Laskimen vanha hintataso Maaperä Uusimaa, /m2 Routimaton Routiva Kallio Pehmeikkö (alle 3m) Pehmeikkö (yli 3m) Pääkatu 67,3 85,6 59,7 96,1 147,2 Kokoojakatu 61,6 77,2 50,1 86,7 143,5 Tonttikatu 38,5 55,1 27,5 69,9 133,8 Kuva 9: Esimerkki korjausvelkalaskimen uudesta hintatasosta 11

12 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen 7 Kuntotason mittaustapa Kadun kuntotason määrittämiseen mittaamalla on käytössä useita erilaisia toimintatapoja. Eniten käytetyt mittaustavat ovat ns. syyperusteinen mittaustapa sekä toteava mittaustapa. Toteavassa mittaustavassa kadun vauriot kuvataan mittausajoneuvoon liitetyllä kuvauskalustolla, jonka jälkeen kuvamateriaalista määritellään vaurioituneen kadunosan pinta-ala. Syyperusteisessa mittaustavassa otetaan huomioon pinta-alan lisäksi myös vaurion tyyppi. Näiden kahden mittaustavan yhteneväisyydestä ei ole tehty tutkimusta. Tulevaisuudessa tällainen tutkimus olisi mahdollista, kun mittausaineistoa syntyy tarpeeksi. Kuva 10: Hyvien huonojen suhteeseen perustuva laskentatapa Mittausaineistossa kadutjaon mitattukadunosien 10 m osuuksissa, joissa jokaiselle osuudelle on annettu arvio osuuden kunnosta Kuntoluokat erittäin hyvä hyvä luokitellaan hyväkuntoisiksi loput huonokuntoisiksi ei ole olemassa yhtäjavakiintunutta tapaa. Selvityksessä löytyi osuuksiksi kaksi erilaistajakuntotason laskutapaa samanlaisesta mittausaineistosta (toteava mittaustapa). Laajemmalti käytössä oleva tapa perustuu mittausaineiston huonojen ja hyvien kadunosien suhteeseen, kun taas Kadun kuntotaso saadaan laskemalla hyväkuntoisten tieosuuksien osuus koko tien pituudesta Vantaan kaupungin teettämän opinnäytetyön mukainen tapa perustuu mittausaineiston perusteella määritettyihin raja-arvoihin ja interpoloimiseen näiden raja-arvojen välillä. Mittaustapojen erilaisuuden lisäksi myöskään mittausdatan muuttamiseksi kuntotasoksi Kuva 11: Raja-arvoihin perustuva laskentatapa Kuva 11: Raja arvoihin perustuva laskentatapa 12

13 Tulevaisuudessa sekä mittaustapoja että tapoja muuttaa mittausaineisto kuntotasoksi tulee todennäköisesti lisää. Mittaustapojen tuloksia vertaavan tutkimustiedon puuttumisen vuoksi ei tässä hankkeessa voida ottaa kantaa mittaustapojen väliseen paremmuuteen. Ohjausryhmä teki kuitenkin päätöksen, jonka mukaan kaikkien mittaustapojen lopputuloksena tulee olla kadun kuntotaso prosentteina siten, että kuntotaso 100 % tarkoittaa uutta vastaavaa kuntoa. 8 Uusi laskin Katujen korjausvelan laskentaan aiemmassa projektissa rakennettua Excel-pohjaista työkalua kehitettiin eteenpäin toiminnallisuuden saralla. Muutoksia tehtiin saadun palautteen pohjalta. Laskennan tarkkuutta parannettiin mallikehityksen lisäksi uudella jälleenrakennushinnastolla sekä monipuolisilla vaihtoehdoilla hintatiedon hyödyntämiseksi laskennassa (Kuva 12). Kuva 12: MAKU-indeksi, maakuntavalinta sekä laskenta-alueen maaperäjakauma Työkalussa tehdään laskelmat nyt maakuntakohtaisesti lasketulla hintatiedolla ja hintatiedon laadinnassa käytetty MAKU-indeksin taso on ilmoitettu (Kuva 12). Maakuntakohtaisen hintatiedon lisäksi käyttäjän on mahdollista säätää työkalun käyttämää maaperäjakaumaa, jonka pohjalta työkalu muodostaa kohteiden jälleenhankintahinnat. Käyttäjän on mahdollista hyödyntää omaa tietämystään laskenta-alueen maaperäjakaumasta joko yksittäisen kohteen tasolla (Kuva 13) tai yleisellä tasolla (Kuva 12). Työkalun käyttäjän on kuitenkin yhä mahdollista laskea korjausvelka-arviot minimaalisilla tiedoilla eikä esimerkiksi maaperäjakaumaa ole pakko muuttaa oletusarvoisesta. 13

14 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen minimaalisilla tiedoilla eikä esimerkiksi maaperäjakaumaa ole pakko muuttaa oletusarvoisesta. Kuva 13: Yksittäisen kohteen maaperäjakauma Toiminnallisena lisänä on käyttäjien toivomuksesta työkaluun lisätty mahdollisuus syöttää omat kuntoarviot kohdekohtaisesti (Kuva 14). Edeltävässä versiossa kohteiden kuntoarvio määräytyi pelkästään mallien ja annettujen parametrien pohjalta. Täten on annettu mahdollisuus korjata havaittavat erot mallien tuottaman kuntoarvion ja käyttäjän potentiaalisesti parempaan tietämyksen pohjautuvan arvion välillä. n pohjautuvan arvion välillä. Kuva 14: Manuaalisesti syötettävä kadun kuntotaso 14

15 9 Päivitetyt kuntotasomallit Korjausvelan kehittymistä kuvaavat kuntotasomallit uudistettiin ja aiempien mallien sisältämät merkittävät ongelmat saatiin näin korjattua. Korjausvelkamallien korkeamman tason laskentaperiaatteista keskusteltiin. Projektin alkuvaiheessa pohdittiin yleisemmällä tasolla ohjausryhmän kesken muun muassa sitä, tulisiko kuntotasoa käsitellessä keskittyä katujen palvelutasoon, vaiko pyrkiä puhtaan teknisen näkökulman säilyttämiseen. Tuloksena päädyttiin säilyttämään kuntotaso teknisen kunnon mittarina. Teknisen kunnon mittarina erityisesti kuntotason alaraja on subjektiivisempi ja helpommin määriteltävissä. Edellisessä korjausvelkaprojektissa kehitetty ja yhteisesti hyväksytty laskentalogiikka toimii myös parhaiten kuntotason teknisen tarkastelutavan kanssa. Mallien olettamasta ylläpidon ja uudelleenpäällystyksen tasosta käytiin keskustelua. Tällä hetkellä on edelleen vaikea määrittää, minkä verran em. toimia oletetaan laskettaville kohteille. Arvio on kuitenkin se, että em. toimia oletetaan määrällisesti ja/tai säännöllisyyden puolesta eniten pääkaduille. Pääkatuja vähemmän toimia odotetaan kokoojakaduille ja vähiten tonttikaduille. Keskustelua käytiin myös mahdollisen nollasta eroavan alarajan asettamisesta kuntotasolle. Alarajan asettamista argumentoitiin mm. nolla-kuntojen välttämisellä sekä linkillä palvelutasoon. Lopputulemana päätettiin kuitenkin jättää asettamatta keinotekoiset alarajat. Epärealistisiksi miellettyjen nollakuntoisten kohteiden määrän uskotaan myös vähentyvän merkittävästi aiempien kuntomallien ongelmakohtien ratkaisemisella. Varsinaisten kuntomallien kehittämistä varten osallistujatahoilta pyydettiin mittaustietoa vastuualueidensa kaduista. Pyydettyjen tietojen tuli sisältää kuntomitattujen katujen perustietoja yhdessä näille annettujen kuntoarvioiden kanssa. Tietoa saatiin hyvin maltillisesti suhteessa tiedon tarpeeseen; annetut kriteerit täyttävien tietueiden määrä oli reilut 3000 kappaletta. Erityisen niukaksi tiedot jäivät pää- ja kokoojakatujen osalta. Kerätyt tiedot sisälsivät odotetusti merkittäviä epävarmuuksia erityisesti sellaisten attribuuttitietojen osalta, joiden vaikutus mallinnuksella saavutettavien kuntomallien tarkkuuteen on merkittävä. Näitä attribuutteja ovat esimerkiksi katujen rakennus- ja saneerausajankohdat, kuntoarvion laatimisessa käytetyt periaatteet ja saatujen mittausarvojen muuntaminen numeerisiksi arvoiksi. Tietuejoukon pohjalta ei kyetty tunnistamaan kunnollista trendiä tai katujen kuntotason käyttäytymistä. Näin ollen saadun tiedon pohjalta ei kyetty juurikaan parantamaan tietämystämme katujen kunnon kehittymisestä suhteessa eri attribuutteihin. Selittävien attribuuttien epätarkkuus tai puute yhdessä varsinaisten kuntomittaustietojen sisältämän epävarmuuden kanssa ovat merkittävimmät syyt sille, ettei saatujen tietojen pohjalta kyetty erityisemmin kehittämään tietämystämme katujen kunnon käyttäytymisestä. Lopulliset mallit laadittiin sovittamalla aiempiin malleihin nähden luonnollisemmin käyttäytyvät ns. S-käyrät mahdollisimman läheisesti aiempia kuntomalleja mukaillen, kuitenkin korjaten hieman saatujen tietojen pohjalta. Uusien mallien ennustustarkkuutta ei ole vielä kyetty testaamaan, mutta edellisiin malleihin nähdä tarkkuuden oletetaan selkeästi parantuneen. Projektin alkuvaiheessa toimittajan puolesta esitettiin potentiaalisesti mahdollisena erottaa kuntomallit kadun pinta- ja runko-osille. Erillisten mallien kehitys olisi kuitenkin 15

16 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen vaatinut enemmän tai tarkempaa kuntotietoa kuin mitä saatavilla oli. Toimittajan näkemyksen mukaan oli parempi keskittyä ensisijaisesti niin sanottujen perusmallien ennustustarkkuuden kehittämiseen saatavilla olevan tiedon ollessa niukkaa. Kuva 15: Uudet kuntotasomallit noudattelevat pääosin vanhoja malleja, mutta kuntotason lähestyessä nollaa uudet mallit poikkeavat vanhoista ja muodostavat S-muodon Kuva 16: Tonttikadun uusi ja vanha kuntotasomalli 16

17 Kuva 17: Kokoojakadun uusi ja vanha kuntotasomalli Kuva 18: Pääkadun uusi ja vanha kuntotasomalli 17

18 Katujen korjausvelan laskennan kehittäminen Lähteet Rantanen, J. Korjausvelan laskentaperiaatteiden määrityshanke download.php?filename=uploads/korjausvelka_ebook.pdf Rantanen, J. Laskentamalli katujen ja viheralueiden korjausvelan laskemiseen kunnat.net/download.php?filename=uploads/laskentahanke.pdf Nissinen, J. Vantaan katuverkon kuntoarvio