Kaupunkien pääväylien palvelutasot Johdanto

Transkriptio

1 Kaupunkien pääväylien palvelutasot Johdanto Highway Capacity Manual 2010 käyttää termiä Urban Street Facility kuvaamaan kaupunkimaista ympäristöä, jossa liikennevirran voi olettaa joutuvan, joko suunnitellusti tai satunnaisesti, pysähtymään. Termin voisi kääntää pääväyläksi. Kadun käyttäjät, ajoneuvot, pyöräilijät, kävelijät ja joukkoliikenteen käyttäjät, kokevat katutilan liikkumispalveluna, jolle on mahdollista arvioida tarjottu palvelutaso. Palvelutaso voidaan määrittää joko koko kadulle tai erikseen kadun muodostaville segmenteille. Segmentit rajautuvat kahden pisteen, yleensä joko valo-ohjattu tai kiertoliittymä, välille muodostuviin linkkeihin. Kaupunkien katuosuuksien liikennevirran palvelutasoanalyysi jaotellaan Highway Capacity Manual 2010:sssä (jatkossa HCM2010) neljään osaan: Yksittäisten liittymien analyysiin, liittymien välisten linjaosuuksien analysointiin, kadun linjaosuuden ja sen päässä olevien liittymien muodostaman kokonaisuuden analyysiin (segments, kappale 17) sekä useammasta segmentistä koostuvien katuosuuksien (facilities, kappale 16) analyysiin. Liittymien analyysi jakaantuu viiteen osaan: Kappale 18: Liikennevalo-ohjatut liittymät; Kappale 19: Valo-ohjaamattomat liittymät, joissa sivusuunnilla on Stop-merkit; Kappale 20: Valo-ohjaamattomat liittymät, joissa kaikilla suunnilla on Stop-merkit; Kappale 21: Kiertoliittymät; Kappale 22: Eritasoliittymien ramppiliittymien analyysi, jossa käsitellään sekä valo-ohjatut että valo-ohjaamattomat liittymät ja myös kiertoliittymät. Moottoriajoneuvoliikenteen palvelutason arviointi eroaa muiden liikennemuotojen vastaavasta. Moottoriajoneuvojen palvelutasokriteerit määrittyvät mitattavien ominaisuuksien avulla. Sen sijaan pyöräilyn ja jalankulun palvelutaso pohjaa tienkäyttäjiltä saatuihin arvioihin heidän kokemastaan palvelusta. Joukkoliikenteen palvelutaso perustuu muuttuneiden liikenneolosuhteiden yhteydessä mitattuihin käyttäjämäärämuutoksiin (transit patronage). Muiden kuin ajoneuvoliikenteen palvelutason määrityksessä apuna käytetään palvelutasoarvoa (LOS Score), joka koostuu erilaisista palvelutasoon vaikuttavista osatekijöistä. Palvelutasoarvon ja itse palvelutason välinen yhteys on määritetty tienkäyttäjien sanallisten arviointien perusteella. Suorat katuosuudet Ajoneuvoliikenteen palvelutaso Keskeinen määrittävä tekijä ajoneuvoliikenteen palvelutasoa arvioitaessa on kadun tai katuosuuden läpiajonopeus. Läpiajonopeus sisältää ajoneuvovirran kadulla kokemat viivytykset. Palvelutasoksi määrittyy aina F, kun kysyntä ylittää tarjotun välityskyvyn (v/z > 1). Askeleet ajoneuvoliikenteen palvelutason määrittämiseksi ovat selvittää 1. liikennevirran perus vapaa nopeus (Base Free Flow Speed) 2. toteutunut matkanopeus (Travel Speed) 3. pysähdysten lukumäärä (Spatial Stop Rate) 4. palvelutaso. Kuva 1. Ajoneuvoliikenteen palvelutasokriteerit (HCM 2010, 16-8)

2 Pyöräilyn palvelutaso Pyöräilyn palvelutaso määrittyy kahden muuttujan, pyöräilyn läpiajonopeuden ja pyöräilyn palvelutasoarvon, avulla. Askeleet pyöräliikenteen palvelutason määrittämiseksi ovat selvittää 1. pyöräliikenteen toteutunut matkanopeus (Travel Speed) 2. palvelutasoarvo (Level-of-Service Score) 3. palvelutaso. Kuva 2. Pyöräilyn ja joukkoliikenteen palvelutaso (HCM 2010, 16-9). Jalankulun palvelutaso Jalankulun palvelutaso muodostuu kahdesta osatekijästä, joista toinen eli jalankulkijan nopeus on toiminnallinen tekijä ja toinen eli jalankulkijan käytettävissä oleva tila taas tien ominaispiirre. Nämä segmenttikohtaiset arvot yhdistämällä segmenttipituuden mukaan painotetulla keskiarvolla saadaan laskettua jalankululle kadun palvelutaso, jonka arvon voi laskea vain katuosuuksilla, joilla on jalkakäytävä. Askeleet jalankulun palvelutason määrittämiseksi ovat selvittää 1. jalankulkijan käytettävissä oleva tila (Pedestrian Space) 2. toteutunut kävelynopeus (Travel Speed) 3. palvelutasoarvo (LOS Score) 4. palvelutaso. Kuva 3. Jalankulun palvelutasokriteerit (HCM 2010, 16-9). Joukkoliikenteen palvelutaso Joukkoliikenteen palvelutaso määritellään, samoin kuin ajoneuvo- ja pyöräliikenteenkin kohdalla, suunnittain erikseen. Työjärjestys palvelutason määrittämiseksi sisältää 3 askelta, joissa jokaisessa määritetään 1. joukkoliikenteen toteutunut matkanopeus (Travel Speed) 2. palvelutasoarvo (Level-of-Service Score) 3. palvelutaso. Liikennevalo-ohjauksiset liittymät Yleistä Kappaleissa 2 5 on käsitelty pohjatietoina tarvittavia asioita, kuten HCM2010:n käyttömahdollisuuksia, eri liikennemuotojen ominaisuuksia, liikennevirran ja kapasiteetin käsitteitä sekä palvelutason käsitettä. Liikenteellinen palvelutaso analysoidaan HCM2010:ssä erikseen autoliikenteelle (sisältäen myös muun moottoriajoneuvoliikenteen, ei kuitenkaan joukkoliikennettä), jalankulkuliikenteelle, polkupyöräliikenteelle ja joukkoliikenteelle. Tässä kappaleessa käytetyt analyysimenetelmät soveltuvat kappaleissa esiteltyjä menetelmiä paremmin käytettäväksi silloin, kun tavallisella kadulla on liittymiä hyvin lähellä toisiaan.

3 Liikennevalo-ohjattujen liittymien analysointi Analyysin vaatimia lähtötietoja on autoliikenteen osalta esitetty liitteen 1 kuvissa 1 ja 2 sekä analyysimenetelmiä liitteen 3 kuvassa 4. Palvelutaso määritellään autoliikenteen osalta liittymissä liikennevalo-ohjauksesta aiheutuvan viiveen perusteella liitteen 3 kuvan 7 mukaan. Jalankulkuliikenteen osalta palvelutaso määritellään kuvassa 8 esitellyllä tavalla analyysissä saadun laskennallisen palvelutasopisteytyksen pohjalta. Jalankulkuliikenteen ja pyöräliikenteen osalta tarvittavat lähtötiedot on esitetty liitteen 2 kuvassa 3 ja analyysimenetelmä jalankulun osalta liitteen 2 kuvassa 5 sekä pyöräilyn osalta liitteen 2 kuvassa 6. Autoliikenteen, jalankulun ja pyöräilyn palvelutasoanalyysiin lähtötiedoiksi tarvitaan tiedot liikenteen ominaisuuksista, risteyksen geometriasta, liikennevalo-ohjauksen parametreistä ja analysoitavan ajan pituudesta. Jalankulun osalta analyysiin vaikuttavat mm. samaan aikaan mahdollisesti kääntyvä autoliikenne sekä käytettävissä olevan suojatien leveys ja keskikorokkeen olemassaolo. Pyöräilyn osalta palvelutaso määritellään HCM2010:ssä erikseen vain, jos liittymään saapuva polkupyöräliikenne käyttää pyöräkaistaa tai pyöräkaistan tapaan käytettävää piennarta. Erillistä analyysiä voidaan periaatteessa käyttää myös silloin, kun polkupyöräliikenne käyttää liittymään saapuessaan sekä ajoradasta että jalkakäytävästä tasoerotettua pyöräkaistaa. Autoliikenteen palvelutason laskenta liikennevalo-ohjatuissa liittymissä sisältää seuraavat vaiheet: Autoliikenteen palvelutason laskenta 1. Määrittele liikennevirrat ja kaistaryhmät 6. Määrittele vaiheiden pituudet 2. Määrittele eri liikennevirtojen suuruudet 7. Määrittele kapasiteetti ja käyttösuhde 3. Määrittele eri kaistaryhmiä käyttävien 8. Määrittele viivytykset liikennevirtojen suuruudet 4. Määrittele kunkin kaistaryhmän välityskyky 9. Määrittele palvelutaso 5. Määrittele vihreän aikana saapuvien osuus 10. Määrittele jonoprosentti Tässä yhteydessä liikennevirralla tarkoitetaan liittymään määrätyltä osatulosuunnalta saapuvaa autoliikennettä. Kaistaryhmä taas vastaa suunnilleen suomalaisen käsitteistön opastinryhmää. Jalankulkuliikenteen palvelutason laskenta Polkupyöräliikenteen palvelutason laskenta 1. Määrittele odotusalueiden mitat 1. Määrittele polkupyöräilijöiden viivytykset 2. Määrittele suojateiden mitat 2. Määrittele polkupyöräliikenteen palvelutasopisteet 3. Määrittele jalankulkijoiden viivytykset 3. Määrittele polkupyöräliikenteen palvelutaso 4. Määrittele jalankulkuliikenteen palvelutasopisteet 5. Määrittele jalankulkuliikenteen palvelutaso Valo-ohjauksettomat liittymät Yleistä Valo-ohjauksettomia liittymiä on HCM2010 kappaleen 19 mukaan pääasiassa kahden tyyppisiä, nelihaara ja kolmihaara liittymiä. Nelihaaraliittymässä on useimmiten etuajo-oikeutettu päätie ja väistämisvelvollinen sivutie. jossa on STOP-merkit. Kolmihaaraliittymässä on useimmiten yksittäinen väistämisvelvollinen STOP-merkillä varustettu sivutie, joka voi olla julkinen katu tai yksityinen ajotie. [HCM ]

4 Moottoriajoneuvot Valo-ohjauksettoman liittymän palvelutaso määritellään laskennallisesti tai mittaamalla saadun ohjausviiveen perusteella. Jokaiselle sivutien kulkusuunnalle sekä päätien vasemmalle kääntyville määritellään palvelutaso erikseen. [HCM ] Valo-ohjauksettomien liittymien palvelutason arvot näkyvät kuvassa 4. Kuva 4. Valo-ohjauksettoman liittymän palvelutasoluokat [HCM2010, 19-2] Palvelutasoa ei määritellä liittymälle kokonaisuutena, koska päätien läpiajavalla liikenteellä ei oleteta olevan ohjausviivettä lainkaan. Lisäksi päätien läpiajavan liikenteen suhteettoman pieni ohjausviive vääristää painotettua kaikkien kulkusuuntien keskiarvoa, jolloin liian pieni ohjausviiveen arvo voi peittää tärkeitä hiljaisempien suuntien palvelutason puutteita. Kapasiteettianalyysin kuvaamista valoohjauksettomissa liittymissä varten on kehitetty hyväksyttävän välin sekä empiiriset mallit. [HCM ] HCM2010 laskentatavat valo-ohjauksettomille liittymille, joiden päätie koostuu korkeintaan 3 läpiajettavasta kaistasta, jaetusta tai omasta kaistasta, ja joiden liittyvätie koostuu korkeintaan 3 kaistasta, joista maksimissaan yksi on jokaiselle kulkusuunnalle. Laskentatavat toimivat vakaassa tilanteessa, jossa kysyntä sekä kapasiteetti ovat vakioita tarkkailujakson ajan. [HCM ] Vaadittu data Ajoneuvoliikenteen palvelutason arviointiin tarvitaan kaistakonfiguraatio ja määrä jokaiselle saapuvalle haaralle, jokaisen haaran ajoneuvoliikenteen ja kävelijöiden kysyntä (demand volume), huipputunnin neljänneksen tai kokonaishuipputunnin ajalta huipputuntikertoimella korjattuna sekä raskaan ajoneuvoliikenteen määrä prosentteina. Lisäksi tarvitaan sivutien mahdollinen kaistojen levenemä ja mahdolliset liittymän lähestymisopasteet. Myös matka, jolla autoilija väistää jalankulkijaa sekä jalankulkijoiden kasaantumisen tekijä sekä analysointiaika tarvitaan. [HCM ,19-3] Kevyenliikenteen palvelutaso valo-ohjauksettomissa liittymissä Valo-ohjauksettomissa liittymissä jalankulkijoiden palvelutason laskentarajoitukset ovat jotakuinkin erilaiset kuin moottoriajoneuvoilla. Laskentatavat pätevät liittymiin, joissa jalankulkija ei ylitä yli 4 kaistaa suuntaansa päätiellä, jos suunnat on erotettu saarekkeella. Laskelmissa oletetaan jalankulkijoiden virran olevan sattumanvaraisesti saapuvaa sekä tasaisesti molempiin suuntiin jakautunutta. [HCM ] Pyöräilijöille ei ollut HCM 2010 julkaisun aikaan julkaistua palvelutaso standardia valo-ohjauksettomissa liittymissä [HCM ]. Kiertoliittymät Yleistä HCM2010:n analyysi kiertoliittymien välityskyvystä pohjaa National Cooperative Highway Research Program Project 3 65:n aineistoon, joka kerättiin yhteensä 31 kiertoliittymän havaintojen pohjalta. HCM2010:n koostamisen aikaan ei ollut käytössä käyttäjäkokemusarvioita kiertoliittymien palvelutasokriteereistä, joten palvelutasoa arvioitaessa kategorioiden rajapyykit on määritelty yhteneviksi muiden valo-ohjauksettomien risteysten kanssa.

5 Ajoneuvoliikenne Kiertoliittymän palvelutaso määräytyy ohjausviiveen pituuden perusteella. Palvelutasoluokkien rajaukset ovat täsmälleen samat kuin valo-ohjauksettomilla liittymillä ja ne on esitetty kuvassa 4. Huomattavaa on, että liittymähaaraan saapuvan liikennemäärän ylittäessä kaistakohtaisen kapasiteetin, eli kun v/c > 1, palvelutasoluokaksi määräytyy aina F. Datan keruun aikaan kaikki analysoitavat kohteet olivat verraten nuoria alle viisivuotiaita. Tästä johtuen ajoneuvojen käyttäytyminen kiertoliittymässä oli havaintoaineistossa verraten varovaista. Viitteitä siihen, että ajan ja kokemuksen myötä kiertoliittymien kapasiteetti kasvaa onkin olemassa. Saadut tulokset siis ovat oletetusti jonkin verran alakanttiin [HCM 2010, 21-5]. HCM2010:n analyysi soveltuu ainoastaan yksi- tai kaksikaistaisten kiertoliittymien palvelutason arviointiin. Tarkastelun ulkopuolelle jäävät myös poikkeustapaukset (21-2 3), joissa valo-ohjaus vaikuttaa voimakkaasti liittymän kapasiteettiin, selvien pääsuuntien olemassaolo vaikuttaa kiertoliittymän tasapainoon, liittymässä on suuri määrä jalankulku- ja pyöräliikennettä, liittymän lähellä on yksi tai useampi toinen kiertoliittymä. Vaadittava data Ajoneuvoliikenteen palvelutason arviointiin tarvitaan sama data kuin valo-ohjauksettomissakin liittymissä, pois lukien mahdollinen kaistojen levenemä; mahdolliset liittymän lähestymisopasteet; matka, jolla autoilija väistää jalankulkijaa; jalankulkijoiden kasaantumisen tekijä sekä analysointiaika Kiertoliittymän liikennevirrat ja kapasiteetti Kiertoliittymään saapuvaan liikenteeseen (kuvassa v e) vaikuttaa luonnollisesti liittymässä kiertävä liikenne (v c), mutta myös mahdollisesti liittymästä poistuva liikennevirta (v ex). Poistuvalla liikennevirralla ei kuitenkaan havaittu olevan niin merkittävää vaikutusta, että sitä tarvitsisi huomioida [HCM2010, 21-4]. Kuva 4. Kiertoliittymähaaran liikennevirrat [HCM 2010, 21-5] Saapuvan liikenteen kaistakohtainen kapasiteetti riippuu kiertoliittymän kaistakonfiguraatiosta. Monikaistaisten kiertoliittymien kapasiteetin arviointi on hankalampaa kuin yksikaistaisten kiertoliittymien. HCM2010 määrittää monikaistaisiksi kiertoliittymiksi tapaukset, joissa vähintään yhdellä saapuvalla haaralla on enemmän kuin yksi kaista ja kiertotilassa on ainakin paikoin useampi kiertävä kaista. Kapasiteetin laskemiseksi käytetyn kaavan kertoimet elävät kiertoliittymätyypin mukaan. Mikäli saapuvia sekä kiertäviä kaistoja on kumpiakin kaksi, tarvitsee kaistoja tarkastella erikseen. Eroista huolimatta keskeistä eri tapausten kapasiteetin laskemiseksi on kiertävän, eli väistettävän, liikenteen raskaan liikenteen määrällä korjatun liikennevirran tarkastelu.

6 Kuva 5. Yksi- ja kaksikaistaisten haarojen kapasiteetti (HCM 2010, 21-9). Kevyen liikenteen palvelutaso kiertoliittymissä Jalankulun palvelutasoa kiertoliittymissä on tutkittu niukasti Yhdysvalloissa. Osavaltiokohtaisesta lainsäädännöstä riippuen jalankulkijoilla on kulkuoikeus joko astuessaan tai astuttuaan suojatielle. Palvelutason määrittämiseen voi soveltaa samaa metodologiaa kuin valo-ohjaamattomien, sivusuunnilla Stop-merkit sisältävien liittymien tapauksessa. Ajoneuvoliikenteen väistöaste kuitenkin vaihtelee sen mukaan, miten ylitys on järjestetty, kuinka monta kaistaa jalankulkijoilla on ylitettävänä sekä mikä on tien nopeusrajoitus. Tämä tekee ajoneuvoliikenteen jalankululle aiheuttamien viiveiden arvioinnista hankalaa. [HCM 2010, 21-21] Pyöräilijöiden palvelutasoa kiertoliittymille ei ole erikseen määritelty HCM2010:ssä. Riippuen kiertoliittymän geometriasta ja muusta rakenteesta pyöräliikenteen virta käyttäytyy joko jalankulun tai autoliikenteen tapaan. Jalankulkumaisessa kiertotilaa sivuavan liikenteen tapauksessa pyöräliikennettä tulee käsitellä jalankululle yllä määritellyin tavoin. Ajoneuvoliikennettä mukailevassa kiertotilassa tapahtuvassa pyörävirrassa käsittely tapahtuu ajoneuvoliikenteen tavoin lisäämällä pyöräliikennemäärät ajoneuvoliikenteen määriin. Tällöin tulee yksi polkupyörä rinnastaa 0,5 autoon. [HCM 2010, ] Viittaukset: [HCM 2010, (luku)-(sivu)]

7 Liite 1 Kuva 1. HCM 2010, Taulukko Autoliikenteen palvelutasoanalyysin vaatimat lähtötiedot niissä valo-ohjatuissa liittymissä, joissa valo-ohjaus perustuu kiinteään kiertoaikaan tai on kokonaan tai osittain liikennetieto-ohjattu. Kuva 2. HCM 2010, Taulukko Autoliikenteen palvelutasoanalyysin vaatimat lähtötiedot niissä valo-ohjatuissa liittymissä, joissa valo-ohjaus on toteutettu yhteenkytkettynä viereisten liittymien kanssa.

8 Liite 2 Kuva 3. HCM 2010, Taulukko Moottorittoman liikenteen palvelutasoanalyysin vaatimat lähtötiedot. Kuva 5. HCM 2010, Kaavio Jalankulkuliikenteen palvelutason laskentamenetelmä liikennevaloohjatuissa liittymissä Kuva 6. HCM 2010, Kaavio Pyöräliikenteen palvelutason laskentamenetelmä liikennevaloohjatuissa liittymissä

9 Liite 3 Kuva 4. HCM 2010, Kaavio Autoliikenteen palvelutason laskentamenetelmä liikennevaloohjatuissa liittymissä. Kuva 7. HCM 2010, Kaavio Autoliikenteen palvelutasokriteerit liikennevalo-ohjatuissa liittymissä.