Alemman tieverkon LAM

Alemman tieverkon LAM Esiselvitys Sisäisiä julkaisuja 46/2001

Alemman tieverkon LAM Esiselvitys Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 46/2001 Tiehallinto Helsinki 2002

ISSN 1457-991X TIEH 4000311 Edita Prima Oy Helsinki 2002 Julkaisua myy/saatavana: Tiehallinto, julkaisumyynti Telefaksi 0204 22 2652 S-posti julkaisumyynti@tiehallinto.fi www.tiehallinto.fi/julk2.htm Tiehallinto Liikenteen palvelut Opastinsilta 12 A PL 33 00521 HELSINKI Puhelinvaihde 0204 22 150

Alemman tieverkon LAM - esiselvitys. Helsinki 2002. Tiehallinto, Tiestötiedot. Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 46/2001. 18 s. + liitt. 1 s. ISSN 1457-991X, TIEH 4000311. Asiasanat: liikennelaskennat, vähäliikenteiset tiet, LAM Aiheluokka: 20 TIIVISTELMÄ Tieverkon liikennettä mitataan yleisen liikennelaskentajärjestelmän (YL) avulla. Mittaus tapahtuu otosmittauksina siirrettävillä mikroaalto- ja silmukkalaskimilla. Päätieverkolla tukena käytetään liikenteen automaattista mittausjärjestelmää (LAM). Yleisen liikennelaskennan Tiehallinto tilaa Tieliikelaitokselta. LAM-laitteista ja -mittauksista vastaa Tiehallinto. Liikennetietoja käytetään tienpidon suunnittelua, liikenteen seurantaa ja liikennetiedotusta varten. Lisäksi tietoja käytetään toimenpidepäätösten tukena ja hallintajärjestelmien perustietoina. LAM-järjestelmän laajentamisesta alemmalle tieverkolle on keskusteltu koko järjestelmän olemassa olon ajan. Tässä esiselvityksessä on tutkittu, kuinka laaja alemman tieverkon LAM-verkoston tulisi olla, mitkä olisivat sen kustannukset sekä mitä rahallista ja laadullista hyötyä siitä saataisiin. Järjestelmän kustannuksia määritettäessä on ensin arvioitu, kuinka monta laitetta tarvitaan, jotta voitaisiin tuottaa luotettavat ennustemallit. Analyyseissä havaittiin, että LAM-pisteiden ennustetarkkuus on kaksinkertainen yleiseen liikennelaskentaan verrattuna. Tarvittavaa laitemäärää arvioitaessa tämä merkitsee sitä, että LAM-mittaus tuottaa tarkemman tuloksen, jos laitteiden lukumäärä on 87 kpl ja luotettavaan varmuuteen liikennemääräennusteista päästään 143 laitteella. Rahallisesti 143 laitetta tarkoittaa 1,43 milj. euron (8,5 milj. mk) investointia ja 120 000 euron (0,7 milj. mk) vuotuisia käyttö- ja ylläpitokuluja. Kun LAM-laitteiden käyttöiäksi lasketaan 10 vuotta, päädytään 263 000 euron (1,56 milj. mk:n) vuotuisiin kustannuksiin. Tarkentuneen liikennemääräennusteen rahallista arvoa on vaikea määrittää. Mikä on esim. yhdellä prosentilla tarkentuneen ennusteen rahallinen hyöty? Sen sijaan LAM-mittaukset mahdollistavat yleisen liikennelaskennan otosmittausten vähentämisen. Nykyisin tarvitaan kustakin homogeenisesta liikennelaskentavälistä vähintään kaksi mittausta, jotta saadaan määritettyä keskimääräinen liikennemäärä ja liikenteen vaihtelumuodot. LAM-verkoston avulla voitaisiin noin puolelta näistä pisteistä vähentää yksi mittauskerta. Tämän tuoma kustannussäästö on 194 000 euroa/v (1,16 milj. mk). Järjestelmän tuomia immateriaalisia hyötyjä ovat tarkemmat liikenne-ennusteet ja liikennetiedot, joita hyödynnetään tienpidon ohjauksessa ja toimenpidesuunnittelussa. LAM-mittauksilla on myös positiivisia vaikutuksia tiedon laatuun ja Tiehallinnon imagoon. Viestittäähän panostus alemman tieverkon mittauksiin alemman tieverkon merkitystä ja Tiehallinnon panostusta siihen. Projektiryhmä näkee LAM-järjestelmän laajentamisen alemmalle tieverkolle tarpeellisena ja immateriaaliset hyödyt huomioon ottaen kannattavana. Projektiryhmä ehdottaa, että asiaan otetaan kantaa seuraavassa tiestötietovastaavien foorumissa keväällä 2002.

Alemman tieverkon LAM esiselvitys (Automatic Traffic Counting System on Lower Road Network feasibility study). Helsinki 2002. Finnish Road Administration. Finnra Internal Publications 46/2001. 18 p. + app. 1 p. ISSN 0788-3722, ISBN 951-726-1457-991X. TIEH 4000311. Keywords: Traffic Counting, Low Traffic Volume Roads, Automatic Traffic Counting System (TMS) SUMMARY Traffic in public roads is measured with General Traffic Counting System. Measurements are made by transferable microwave calculators and loop calculators. Automatic Traffic Calculation System (TMS) is used to complement these measurements on main roads. Finnish Road Administration (Finnra) currently procures traffic counting from Finnish Road Enterprise whereas TMS-equipments and measurements are owned and managed by Finnra itself. Traffic information is used for planning of road maintenance, for traffic monitoring and for traffic reporting. This information is also used to support decision-making and as basic data for management systems. There have been discussions of expanding the system to lower road network during the existence of the current TMS-system. In this report it has been studied how extensive the TMS-network in lower road network should be, what would the costs be and what would be monetary and qualitative benefits. The main objective of this study was to estimate how many TMS-equipments are needed to generate reliable traffic forecast models. It was found out that the accuracy of traffic forecasts using data from TMS-equipments is considerably better (up to 50 percent) compared to General Traffic Counting. This means that TMS-measurements would give better results if only 87 TMSequipments were used. Adequate reliability in traffic volume predictions would be achieved by using 143 TMS-equipments. Financially this would mean annual costs of 263 000 euro (1,56 million FIM). It is difficult to define the monetary value of better traffic volume predictions. For example if the prediction is one percent better, what are the financial savings and where do they come from? However, by using TMSmeasurements it is possible to reduce need of General Traffic Counting. Currently, at least two measurements from each homogenous section are needed to define average traffic volume and variation patterns. By using TMS-network one measurement from about half of these sections could be reduced. This would mean annual savings of 195 000 euro (1,16 million FIM). TMS-network in lower road network would also bring immaterial savings, such as more accurate traffic predictions and better traffic information to be used in planning of road maintenance and rehabilitation. TMSmeasurements have also positive influence on quality of information and on Finnra's image. Project team considers the expanding of TMS-network into lower road network necessary and, considering immaterial benefits, also profitable. Project team proposes that the expanding of TMS-network would be discussed in the next meeting of regional road information managers in spring 2002.

ESIPUHE Tarkastelun tavoitteena on ollut selvittää nykyisen päällystetyn tieverkon liikennelaskennan kustannukset päätiestöllä ja alemmalla tieverkolla sekä toisaalta, mitä liikennetietoja alemmalta tieverkolta halutaan sekä kuinka laaja LAM -verkko alemmalla päällystetyllä tieverkolla tulisi olla, jotta edellä määritetyt tarpeet saadaan toteutettua. Liikennelaskentojen kustannukset ovat tiepiireissä nousseet jo niin suuriksi, että on haluttu myös selvittää myös mahdollisen LAM verkon laajennuksen kustannukset sekä siitä saatavat mahdolliset immateriaaliset hyödyt. Selvitystyö on tehty Tiehallinnon Tiestötiedot yksikön toimeksiannosta Inframan Oy:ssä. Projektiryhmään kuuluivat seuraavat henkilöt: Reijo Prokkola Pekka Räty Jyri Vilhunen Jari Juutinen Antti Kanto Ari Kähkönen Tiehallinto / Tiestötiedot Tiehallinto / Uudenmaan tiepiiri Tiehallinto / Tiestötiedot Inframan Oy Inframan Oy Inframan Oy Helsinki, joulukuu 2001 Tiehallinto Tiestötiedot

6 Alemman tieverkon LAM Sisältö 1 JOHDANTO 7 2 LIIKENNELASKENNAN NYKYKÄYTÄNTÖ 8 2.1 Yleistä 8 2.2 Liikenteen automaattinen mittausjärjestelmä LAM 8 2.3 Yleinen liikennelaskenta 9 2.4 Liikennelaskennan kustannukset 10 2.5 Liikennelaskentojen hyödyntäminen 10 3 LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA 11 3.1 Yleistä 11 3.2 LAM-laitteilla saavutettava konstruointikertoimien tarkkuus 11 3.3 Laitemäärän tarpeen arviointi 12 3.4 Mittauspisteiden sijoittelu 14 4 ALEMMAN TIEVERKON LAM-PISTEIDEN KUSTANNUKSET JA HYÖDYT 15 4.1 Kustannukset 15 4.2 Hyödyt 15 5 JATKOSUOSITUKSET 18 LIITE 1. KOMMENTIT

Alemman tieverkon LAM 7 JOHDANTO 1 JOHDANTO Tiehallinto mittaa tieverkon liikennettä yleisen liikennelaskentajärjestelmän avulla. Liikenteen mittaus tapahtuu otosmittauksina siirrettävillä mikroaaltoja silmukkalaskimilla. Päätieverkolla otosmittausten tukena käytetään liikenteen automaattista mittausjärjestelmää (LAM). LAM-laitteilla seurataan ensisijaisesti liikenteen kehitystä mutta sen lisäksi myös liikenteen sujuvuutta ja ajonopeuksia, ja varsinkin pääkaupunkiseudulla niitä käytetään myös liikenteen ohjauksen tukena. Yleisen liikennelaskentajärjestelmän otosmittauksia tehdään neljän vuoden kierrolla (kahdeksan vuoden kierrolla, kun KVL<150), jolloin mittausvuonna saadaan liikenteen todellinen määrä ja kasvukertoimien avulla lasketaan välivuosien liikenne. Kasvukertoimet saadaan päätieverkon LAM-mittausten perusteella. Liikennelaskentojen kustannukset ovat tiepiireissä nousseet niin suuriksi, että on haluttu selvittää, olisiko taloudellisesti järkevää laajentaa nykyistä LAM-verkostoa koskemaan myös alempaa päällystettyä tieverkkoa (seutuja yhdystiet). Myös LAM-mittauksista saatavan tiedon lisäarvo (mm. liikenteen kasvukertoimen tarkempi määritys) halutaan selvittää. Tämän esiselvityksen tavoitteena on kartoittaa paljonko alemman päällystetyn tieverkon liikennelaskenta maksaa nykyään ja mitä sillä panostuksella saadaan mitä liikennetietoa alemmalta tieverkolta halutaan riittääkö jatkossakin Tierekisteriin talletettavat KVL-tiedot vai ollaanko kiinnostuneita myös esim. liikenteen ennustamisesta, sujuvuudesta ja ajonopeuteen liittyvistä tiedoista kuinka laaja LAM-verkosto alemmalla tieverkolla tulisi olla, jotta edellisessä kohdassa määritetyt tarpeet saataisiin toteutettua, sekä mitkä olisivat tämän verkoston perustamis- ja käyttökustannukset LAM-mittauksista saatavat hyödyt. Esiselvityksen pohjalta tehdään päätökset jatkotoimenpiteistä eli laitteiden mahdollisesta hankinnasta, perustettavan LAM-verkoston laajuudesta sekä nykyisen mittausjärjestelmän uudistamisesta. Selvityksessä alempi tieverkko käsittää seutu- ja yhdystiet. Koska LAM-pisteet vaativat päällysteeseen sijoitettavat silmukat, rajoitetaan tarkastelu koskemaan kestopäällystettyjä teitä. Seutu- ja yhdysteillä on AB-päällysteisiä kaikkiaan 7 000 km ja PAB-päällysteisiä 26 000 km. Tarkastelu on määritetty koskemaan koko maata (ei tiepiirikohtaista tarkastelua). Taajamaliikenne ja soratiet on jätetty tarkastelun ulkopuolelle. Päätieverkolla LAM-pisteillä tavoitellaan pitempimatkaista liikennettä ja sama pätee myös alemmalle tieverkolle. Soratiet puolestaan on jätetty pois, koska silmukoita ei niille voida asentaa.

8 Alemman tieverkon LAM LIIKENNELASKENNAN NYKYKÄYTÄNTÖ 2 LIIKENNELASKENNAN NYKYKÄYTÄNTÖ 2.1 Yleistä Liikennelaskennat jakautuvat nykyään kahteen osaan: yleiseen liikennelaskentaan sekä LAM-järjestelmään (Liikenteen Automaattinen Mittausjärjestelmä). LAM-laskennat tehdään kiinteillä mittauslaitteilla, jotka on sijoitettu eri puolille Suomea lähinnä päätieverkolle. Yleinen liikennelaskenta taas tehdään otoslaskentoina siirrettävillä laskimilla. Yleistä liikennelaskentaa tehdään sekä päätieverkolla (valta- ja kantatiet) sekä alemmalla tieverkolla (seutu- ja yhdystiet). 2.2 Liikenteen automaattinen mittausjärjestelmä LAM LAM-järjestelmä luotiin 1980- ja 1990-luvun taitteessa seuraamaan liikenteen kehitystä päätieverkolla. Aluksi mittauspisteitä rakennettiin noin 170 kpl, mistä lukumäärä on tähän päivään mennessä kasvanut noin 270:een. Pisteet sijaitsevat pääosin päätieverkolla, mutta pisteitä on perustettu myös liikenteen seurannan tarpeisiin sekä seuraamaan rajanylitysliikennettä. Ensimmäisten pisteiden sijaintipaikat valittiin kohteista, joissa liikenteen kehitys oli ollut tasaista viiden edellisen vuoden aikana. Lisäksi noin puolet näistä ensimmäisistä mittauspisteistä oli vanhoja tarkkailevan liikennelaskennan pisteitä. Mittauslaitteet on sijoitettu siten, että niiden asentaminen ja huoltaminen olisi mahdollisimman helppoa ja turvallista (esim. suoralle ja näkyvyys hyvä). Uusia pisteitä perustetaan vuosittain 10 15 kpl. Alkuperäisen tarkoituksen (liikenteen kehityksen seuranta) lisäksi on LAMpisteitä alettu hyödyntää liikenteen sujuvuuden arvioinnissa, ajonopeustietojen seurannassa sekä lähinnä pääkaupunkiseudulla liikenteen tiedottamisen apuvälineenä työmatka- ja viikonloppuliikenteelle. Pisteitä on sijoitettu myös rajanylityspaikkoihin (Ruotsin ja Venäjän rajoille), missä seurataan liikennemääriä ja liikenteen koostumusta (kevyt ja raskas autoliikenne). Mittauslaitteet tallettavat kaikista ohituksista seuraavat tiedot: aika (sadasosasekunnin tarkkuudella), suunta, kaista, ajoneuvoluokka (seitsemän luokkaa), pituus ja nopeus. Nämä tiedot luetaan automaattisesti joka yö modeemien välityksellä Helsingin Pitäjänmäellä (NovoGroup Oyj:n tiloissa) olevalla HP-UX-koneella. Tiedoista lasketaan tuntikohtaisia ja joistain pisteistä viiden minuutin tietoja mm. liikennemäärät, ajoneuvovälit, nopeusluokkiin kuuluvien ajoneuvojen lukumäärät. Lasketut tiedot talletetaan tietokantaan ja kerätyt raakadatatiedostot talletetaan palvelimelle mahdollista myöhempää tutkimuskäyttöä varten. Tietokantaan talletetuista tiedoista lasketaan sitten mm. liikenteen kehitys, jota seurataan valtakunnallisesti ja tiepiireittäin. Valtakunnalliseen liikenteen kehityksen laskemiseen käytetään 180 190 mittauspistettä. Tiedoista voidaan tarkastella mm. tuntiliikennettä, vuorokausiliikennettä, kausivaihtelukertoimia. LAM:n tietokannasta saadaan vertailutietoa viikonloppuliikenteen ja juhlapyhien liikenteen ruuhkaennusteiden tekemiseen sekä työmatkaliikenteen seurannan tarpeisiin.

Alemman tieverkon LAM 9 LIIKENNELASKENNAN NYKYKÄYTÄNTÖ 2.3 Yleinen liikennelaskenta Yleiset liikennelaskennat tekee tällä hetkellä Tieliikelaitos Tiehallinnon kanssa tehdyn palvelusopimuksen mukaisesti. Laskenta suoritetaan silmukka- ja mikroaaltolaskimilla, jotka kaikki ovat Tieliikelaitoksen omistuksessa. Tieliikelaitos vastaa laitteiden huollosta ja kehittämistoimista. Silmukkalaskimet vaativat tiehen sijoitetut induktiosilmukat, joiden rakentamisesta ja rakennettujen silmukoiden ylläpidosta Tiehallinto vastaa. Silmukkalaskimia käytetään lähinnä vilkkailla laskentaväleillä ja laskentaväleillä, joissa ajoradalla on enemmän kuin kaksi kaistaa. Tiedonkeruulaitteet ovat taas Tieliikelaitoksen omistuksessa ja se vastaa kokonaisuudessaan laitteista. Tieverkko on jaettu ns. homogeenisiin liikennelaskentaväleihin, jotka on muodostettu tiettyjen periaatteiden mukaan (esim. KVL ei saa vaihdella välillä yli 10 %:a). Tiehallinto määrittelee homogeeniset liikennelaskentavälit ja toimittaa ne Tieliikelaitokselle, joka määrittää väliltä varsinaisen mittauspisteen paikallis- ja asiantuntemuksensa perusteella. Liikennelaskentavälien kiertoaika on neljä vuotta paitsi yhdysteillä, joiden KVL on alle 150, kahdeksan vuotta. Tämän keskimääräisen laskentakiertoajattelun perusteella on määritelty suositeltava laskentavälimäärä tiepiireittäin (taulukko 1). Taulukko 1. Suositeltava vuosittainen keskimääräinen laskentavälimäärä tiepiireittäin (lähde: Yleisen liikennelaskennan palvelusopimus). TIEPIIRI Suositeltava vuosittainen laskentavälimäärä Uusimaa 256 Turku 499 Kaakkois-Suomi 390 Häme 445 Savo-Karjala 455 Keski-Suomi 183 Vaasa 401 Oulu 475 Lappi 235 YHTEENSÄ 3 339 Mittauksia tehdään kussakin pisteessä vähintään viiden päivän ajan sekä kesällä että syksyllä (jossain pisteissä myös talvella). Mittausten avulla kullekin pisteelle saadaan määriteltyä liikenteen perustaso (keskimääräinen vuorokausiliikenne) sekä liikenteen vaihtelumuodot (kausi-, viikonpäivä- ja tuntivaihtelun tyyppi).

10 Alemman tieverkon LAM LIIKENNELASKENNAN NYKYKÄYTÄNTÖ 2.4 Liikennelaskennan kustannukset Yhdestä LAM -pisteestä aiheutuu vuodessa noin 500 euron (3 000 mk) ylläpitokustannukset, mikä sisältää laitteen huollon, käynnit pisteellä, mahdolliset silmukoiden uusimiset yms. Lisäksi tulevat tietoliikenne- ja sähkökustannukset, jotka ovat arviolta noin 340 euroa (2 000 mk) vuodessa. LAMpisteiden (270 kpl) vuotuiset käyttö- ja ylläpitokulut ovat siten 227 000 euroa (1,35 milj. mk). Uuden pisteen perustaminen taas maksaa keskimäärin 10 000 euroa (59 500 mk), joka sisältää mittauslaitteen, silmukoiden tekemisen, puhelinlinjan ja sähkötyöt. Yhden otoslaskennan hinta on noin 146 euroa (870 mk) ja otoslaskentoja tehdään koko maassa vuodessa noin 8 000 kpl. Otoslaskentojen kustannukset ovat noin 1,17 milj. euroa (6,95 milj. mk) vuodessa. 2.5 Liikennelaskentojen hyödyntäminen LAM-pisteiden alkuperäinen käyttötarve oli seurata liikenteen kehitystä päätieverkolla. Tämä on edelleen tärkeä osa järjestelmää. Lisäksi tiedon hyödyntämiseen on tullut uusia funktioita esim. liikenteen tiedottaminen ja ennustaminen. Viime aikoina kiinnostus on herännyt myös nopeustietojen (keskinopeuksien, ajoneuvovälien yms.) seuraamiseen ja tämän vuoksi LAMtietokantaan on lisätty ajonopeuksista kerättyä tietoa. Yleinen liikennelaskentajärjestelmä tuottaa tilastoitavaa pitemmän aikavälin liikennetietoa. Liikennetietoja käytetään pääasiassa tienpidon suunnittelun tarpeisiin toimenpidepäätösten tueksi ja hallintajärjestelmien perustietoina. Yleisen liikennelaskentajärjestelmän tuottamien liikennemäärätietojen perusteella lasketaan vuosittaiset ajoneuvolajikohtaiset suoritetiedot. Liikennelaskennoista tuotetaan Tierekisteriin vuoden keskimääräistä liikennemäärätietoa: KVL = vuoden keskimääräinen vuorokausiliikenne, KAVL = vuoden keskimääräinen arkivuorokausiliikenne (arkivuorokausi = ma - to), KKVL = kesän keskimääräinen vuorokausiliikenne, raskaan ja yhdistelmäajoneuvojen osalta KVL ja KAVL, kausivaihteluluokka, viikonpäivävaihteluluokka ja tuntivaihteluluokka. Liikennemäärätiedot julkaistaan liikennemääräkartan muodossa ja karttaa päivitetään muutaman vuoden välein. Yksittäisten LAM-pisteiden tiedoista julkaistaan vuosittain kooste. Vuosille, joilla mittauksia ei tehdä, lasketaan liikennemäärätiedot kasvukertoimen avulla. Kasvukerroin saadaan päätieverkon LAM-mittausten perusteella (päätieverkon liikenteen kasvukerroin) tiepiireittäin, KVL-luokittain ja tieluokittain.

Alemman tieverkon LAM 11 LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA 3 LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA 3.1 Yleistä Alemmalta tieverkolta kerättävän tiedon tarpeellisuus voidaan ryhmitellä seuraavasti: Tieto erittäin tärkeää: - Koko liikenteen kehitys - Koko liikenteen vaihtelu Tieto tärkeää: - Liikenteen koostumus (ajoneuvotyypeittäin kevyet, raskaat, yhdistelmät) - Otoksiin perustuvan estimointimallin kontrollointi Tieto melko tärkeää: - Ajonopeuksien seuranta (nopeusmittaukset voivat olla tärkeitä yksittäisissä paikoissa) - Liikenteen sujuvuus - Liikenteen ohjaus Tässä selvityksessä on tutkittu LAM-laitteiden ennustetarkkuus liikenteen kehitystä estimoitaessa. Tulokset on esitetty seuraavissa kappaleissa. 3.2 LAM-laitteilla saavutettava konstruointikertoimien tarkkuus LAM-laitteiden mittaustuloksia käytetään KVL:n arviointiin (konstruointiin) myös sellaisilla teillä, joissa LAM-laitetta ei ole. KVL-laskennassa LAM-laitteesta saatava hyöty saadaan tällaisten konstruoitujen arvioiden parantuneena tarkkuutena. Jatkossa tällaisia arviota kutsutaan ennusteiksi. Jotta hyötyjä voitaisiin arvioida, arvioitiin eri laskentamenetelmien ennustustarkkuudet molemmilla laskentatavoilla eri KVL-tyypeillä. Laskennat perustuivat kolmeen peräkkäiseen mittaukseen samalla laskentatavalla kymmenen viime vuoden aikana. Kahden vanhimman mittauksen perusteella laskettiin KVL:n vuosittainen muutosnopeus, jonka perusteella laskettiin ennuste tuoreimman mittauksen KVL:lle. Tätä verrattiin kolmannen mittauksen toteutuneeseen arvoon, josta laskettiin vuosittainen ennustevirhe. Ennusteen hyvyyskriteerinä käytettiin absoluuttisen prosentuaalisen ennustevirheen mediaania. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

12 Alemman tieverkon LAM LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA Taulukko 2. Prosentuaalisten ennustevirheiden mediaanit eri KVL-tyypeille. KVL KAVL KKVL KVLyhd KAVLyhd KVLras KAVLras YL 4,35 4,41 6,17 7,16 11,68 10,89 4,1 LAM 2,29 2,54 3,45 7,17 5,83 5,58 1,83 Lyhenteiden selitykset: KVL= keskimääräinen vuorokausiliikenne KAVL= keskimääräinen arkivuorokausiliikenne KKVL= kesän keskimääräinen vuorokausiliikenne KVLyhd= yhdistelmäajoneuvojen keskimääräinen vuorokausiliikenne KAVLyhd= yhdistelmäajoneuvojen keskimääräinen arkivuorokausiliikenne KVLras= raskaiden ajoneuvojen keskimääräinen vuorokausiliikenne KAVLras= raskaiden ajoneuvojen keskimääräinen arkivuorokausiliikenne. Karkeasti voidaan sanoa, että LAM-laitteilla vuosittainen ennustetarkkuus on noin kaksinkertainen yleiseen liikennelaskentaan verrattuna. Ennustetarkkuus vaihtelee KVL-tyypeittäin lähinnä erilaisista volyymeistä johtuen. 3.3 Laitemäärän tarpeen arviointi Vertailujen perustaksi valittiin KVL-ennustetarkkuus, joka yleisessä liikennelaskennassa on p 4.35 0 % ja LAM-laitteilla p 2.29 L %. Luvut eivät ole sellaisenaan täysin vertailtavissa, sillä niillä voidaan kertoa ennustetarkkuus ainoastaan niillä tieosilla, joissa kyseinen laite on käytössä. LAM-laitteiden osalta prosenttiluku kertoo siis saavutettavan tarkkuuden hypoteettisessa tilanteessa, jossa siirrytään pelkästään LAM-laitteiden käyttöön. Koska LAMlaitteilla käytännössä saadaan vain otos tieosista, mittauksesta aiheutuvaan ennustevirheeseen on lisättävä vielä otannasta johtuva ennustevirhe Rahoitusriskilaskelmissa käytetään nykyään hyvin yleisesti VaR (Value at Risk) ajattelua, jossa määritellään suurin sallittu todennäköisyys, jolla voidaan päätyä haluttua huonompaan tulokseen. Tässä tapauksessa määritellään sallittu todennäköisyys, jolla tiettyyn LAM-laitemäärään n perustuva otos antaa huonomman ennusteen kuin yleinen liikennelaskenta. Yleisimmin käytetään arvoa = 0.05. Tuloksena saadaan LAM-laitteille otoskorjattu ennustetarkkuus p p z p ( 100 p ) n, K L L L / missä z on haluttuun todennäköisyyteen liittyvä normaalijakauman prosenttipiste. Yhtälöstä voidaan laskea kriittinen laitemäärä n, jossa mittaustavat * ovat tasavertaiset eli p0 pk Laitemäärä riippuu mitattavasta KVL-tyypistä ja valitusta VaR -todennäköisyydestä. Sen kaavaksi saadaan n * p L ( 100 pl )( z /( p0 pl )) 2 Näin saadaan kriittiset laitteiden minimimäärät, jotka on esitetty seuraavassa taulukossa. Niistä voidaan lukea arvio sille, että LAM-laitteisto antaa huonomman ennusteen kuin yleinen liikennelaskenta.

Alemman tieverkon LAM 13 LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA Taulukko 3. LAM-laitemäärät eri KVL-tyypeillä ja vaaditulla varmuudella. Yhdistelmäajoneuvojen (KVLyhd) osalta tavanomaisen laskennan ja LAMlaitteiden ennustekyky on käytännössä sama, eikä tarkkuutta voida LAM-laitteistolla parantaa. KVL KAVL KKVL KVLyhd KAVLyhd KVLras KAVLras 1 % 285 383 244-87 101 189 2 % 222 299 190-68 79 147 3 % 187 250 159-57 66 123 4 % 162 217 138-49 57 107 5 % 143 192 122-43 51 94 6 % 127 171 109-39 45 84 7 % 115 154 98-35 41 76 8 % 104 140 89-32 37 69 9 % 95 127 81-29 34 63 10 % 87 116 74-26 31 57 11 % 79 106 68-24 28 52 12 % 73 98 62-22 26 48 13 % 67 90 57-20 24 44 14 % 62 83 53-19 22 41 15 % 57 76 48-17 20 37 16 % 52 70 45-16 18 34 17 % 48 64 41-15 17 32 18 % 44 59 38-13 16 29 19 % 41 55 35-12 14 27 20 % 37 50 32-11 13 25 Taulukko 3 kuvaa todennäköisyyttä, että otokseen valittu määrä LAMlaitteita tuottaa yleistä liikennelaskentaa tarkemman ennusteen liikenteen kehityksestä. Taulukosta nähdään, että voidaan olla kohtalaisen varmoja (90 %), että LAM-otanta tuottaa tarkemman tuloksen, jos laitteiden lukumäärä on 87. Varsin luotettavaan varmuuteen (95%) päästään lukumäärällä 143 ja lähes varmaan (99%) lukumäärällä 285. Sopivan lukumäärän päättämiseen vaikuttaa laitteiston rakentamis- ja ylläpitokustannukset. Sopivaa määrää päätettäessä tulisi pohtia, vastaako laitteiden lisäämisestä saatava tarkempien ennusteiden määrä aiheutuneita kustannuksia. Seuraavassa kuvassa on havainnollistettu saavutettavaa KVL ennustevirheen jakaumaa yleisellä liikennelaskennalla ja LAM-laitteilla eri otoskoolla.

14 Alemman tieverkon LAM LAM-PISTEIDEN TARVE ALEMMALLA TIEVERKOLLA Ennustusvirheen jakauma 0,12 0,08 N=50 y 0,04 N=150 N=250 laskenta 0-10 -8-6 -4-2 0 2 4 6 8 10 ennustusvirhe% Kuva 1. Ennustevirheen jakauma yleisellä liikennelaskennalla ja LAM-mittauksella. 3.4 Mittauspisteiden sijoittelu Tässä selvityksessä ei ole tutkittu LAM-mittauspisteiden tarkempaa sijoittelua vaan se tulee tehdä tarkemmin erikseen. Laitteet tulisi kuitenkin jakaa suhteellisen tasaisesti koko maahan eikä niitä tule sijoittaa kaikkein vilkkaimmille osuuksille. Sijoittelussa tulisi muutenkin noudattaa samoja periaatteita mitä käytettiin päätieverkon alkuperäisten mittauspisteiden sijoittelussa (katso luku 2.2). Yksi tapa arvioida laitteiden sijoittelua karkeasti on laskea laitteiden määrä piireittäin liikennesuoritteen ja tiepituuden perusteella. Tulos on esitetty alla olevassa taulukossa. Kustannuslaskennan perusteet on esitetty luvussa 4.1. Taulukko 4. LAM-pisteiden karkea sijoittelu piireittäin liikennesuoritteen ja tiepituuden perusteella. Taulukossa on arvioitu, missä rajoissa laitemäärät ja vuosikustannukset piireittäin vaihtelisivat, jos LAM-laitteiden kokonaismäärä olisi 143 kpl. Tiepiiri Tiepituus Liikennesuorite LAMpisteitä Vuosikustannukset (euro) Uusimaa 19.2 % 6.0 % 9-28 16 600-50 600 Turku 14.8 % 10.9 % 16-21 29 400-39 000 Kaakkois-Suomi 9.2 % 11.8 % 13-17 24 200-31 300 Häme 15.1 % 12.1 % 17-22 31 300-39 600 Savo-Karjala 9.4 % 14.7 % 13-21 24 800-38 600 Keski-Suomi 5.5 % 6.5 % 8-9 14 300-16 600 Vaasa 10.8 % 11.1 % 15-16 28 500-29 500 Oulu 11.2 % 16.3 % 16-23 29 300-42 300 Lappi 4.8 % 10.6 % 7-15 12 700-27 600 Kaikki 100.0 % 100.0 % 143 263 000

Alemman tieverkon LAM 15 ALEMMAN TIEVERKON LAM-PISTEIDEN KUSTANNUKSET JA HYÖDYT 4 ALEMMAN TIEVERKON LAM-PISTEIDEN KUSTANNUKSET JA HYÖDYT 4.1 Kustannukset Ennustetarkkuus- ja laitemäärätarveanalyysissä (luvut 3.2 ja 3.3) saatiin tulokseksi, että luotettavaan ennustevarmuuteen päästään 143 laitteella. Jos LAM-laitteen kestoiäksi arvioidaan 10 vuotta ja hankintahinnaksi 10 000 euroa sekä yhden laitteen vuosittaiset käyttö- ja ylläpitokuluiksi 840 euroa (katso luku 2.4), saadaan alemman LAM-verkoston vuosikuluiksi 1 840 euroa/laite * 143 laitetta = 263 000 euroa (1,56 milj. mk). Alemmalla tieverkolla on jo nykyään joitakin LAM-pisteitä. Työn yhteydessä onkin tuotu esiin myös ajatus, että niitä käytettäisiin osana mahdollisesti perustettavaa alemman tieverkon LAM-järjestelmää. Tämä ei kuitenkaan ole järkevää, sillä nykyiset alemmalla tieverkolla sijaitsevat LAM-pisteet on asennettu poikkeuksellisen vilkkaille väylille (esim. Kehä I) tai raja-asemille. Uusien laitteiden hankintaa voitaisiin vähentää hankkimalla päätieverkolle uusia laitteita ja siirtämällä päätieverkon vanhat laitteet alemmalle tieverkolle. Näin tehtäisiin siksi, että uusissa laitteissa olisi enemmän tallennuskapasiteettia. Nykyisten laitteiden kapasiteetti riittää hyvin alemmalle tieverkolle. Yhtenä vaihtoehtona LAM-mittauksille on esitetty vuosittainen otoslaskenta 143:sta pisteestä. Otosmittausten avulla saadaan mitattua vain liikennemäärä ja jos mittauksia tehdään riittävän usein myös kausivaihtelu. Tarkempaa ajoneuvotyyppikohtaista tietoa tai nopeustietoa ei tällöin saada selville. Otosmittausten vuosikustannukset 143:sta pisteestä ovat 41 800 euroa (2 mittausta/vuosi = liikennemäärä) tai 250 500 euroa (12 mittausta/vuosi = liikennemäärä + kausivaihtelu). Koska liikenteen kehityksen ja vaihtelun mittaus olisi otoslaskentana kustannuksiltaan samaa luokkaa kuin käyttämällä LAM-laitteita, näitä vaihtoehtoja ei ole jatkossa huomioitu vaan tarkastelu on keskittynyt LAM-laitteisiin ja niillä tapahtuvaan mittaukseen. 4.2 Hyödyt Edellisessä kappaleessa lasketulla 263 000 euron panostuksella saavuttaisiin alla esitettyjä hyötyjä. Vain osalle hyödyistä voidaan laskea markkamääräinen arvio. 1. Alemman tieverkon liikenteen kehityskertoimen määrittäminen (välivuosien liikenteen konstruointi) tarkentuu Tällä hetkellä yleisen liikennelaskennan mittauskierto on neljä vuotta. Välivuosien liikenne konstruoidaan päätieverkon LAM-mittauksista saatavien ennustemallien avulla. Tarkemman konstruointikertoimen laskenta alemman tieverkon LAM-mittauksista toisi paremman ennustetarkkuuden (Kuva 2).

16 Alemman tieverkon LAM ALEMMAN TIEVERKON LAM-PISTEIDEN KUSTANNUKSET JA HYÖDYT Kuva 2. Alemman tieverkon LAM-mittausten hyöty tulee mm. parantuneesta ennustetarkkuudesta. Luvuissa 3.2 ja 3.3 on käyty läpi LAM-laitteella saavutettavaa ennustetarkkuutta sekä arvioitu tarvittavaa laitemäärää nykytarkkuuteen pääsemiseksi (87 kpl) sekä luotettavaan ennustevarmuuteen pääsemiseksi (143 kpl). 2. Otosmittausten tarve vähenee Nyt otosmittauksia tehdään kussakin mittauspisteessä viiden päivän ajan pääasiassa kahtena eri viikkona (kesä, syksy). Näiden kahden mittauksen avulla saadaan määritettyä, mitä liikenteen vaihtelumuotoa (5 eri tyyppikäyrästöä) kunkin pisteen liikenne noudattaa, ja siten saadaan estimoitua liikenteen määrä ja kausivaihtelu kyseisessä pisteessä. Jatkuvilla LAM-mittauksilla saataisiin selville liikenteen kausivaihtelu eikä toista viikkomittausta enää tarvittaisi. Tämän aiheuttama kustannussäästö voidaan arvioida seuraavasti: yhden otosmittauksen hinta on 146 euroa. Alemmalla tieverkolla vuosittain mitattavia homogeenisia liikennelaskentavälejä on 2 800 kpl, joista 2 660:lle (95%) tehdään kaksi tai kolme mittausta vuodessa. Jos näistä mittausväleistä puolelta voidaan jättää yksi mittaus pois, saadaan säästöksi 194 000 euroa (1,16 milj. mk) (=1330 mittausta * 146 euroa/mittaus). 3. Saadaan tarkempaa tietoa tienpidon ohjaukseen LAM-verkoston kautta saatavalla tarkemmalla liikennemäärätiedolla on vaikutusta seuraavasti: tieverkon kunnon seurannassa käytettävään kuntotavoitteen alittavien teiden määrän laskenta tarkentuu (yhtenä luokittelutekijänä on liikennemäärä) rahoitustarveanalyyseissä liikennemäärä on HIPS-analyysien luokkarajana rahanjako tiepiireille tapahtuu päällystetyillä teillä HIPS -järjestelmän avulla ja sorateillä rahanjako tapahtuu liikennemäärän funktiona päällystetyn tien muuttaminen soratieksi laskennassa KVL on yksi parametri sorateillä ylläpidossa KVL-tiedolla on vaikutusta lähinnä talvihoidon laatuun, kesähoidon määrityksiin ei liikennemäärätiedolla ole vaikutusta (sorateiden hoito on urakoitsijoiden vastuulla ja tielle mennään lähinnä kuntokriteerien ja laatuvaatimusten perusteella).

Alemman tieverkon LAM 17 ALEMMAN TIEVERKON LAM-PISTEIDEN KUSTANNUKSET JA HYÖDYT 4. Saadaan tarkempaa liikennetietoa toimenpidesuunnitteluun Päällystystoimenpiteiden ohjelmointi tiepiireissä tapahtuu PMSproohjelmistolla. Järjestelmässä päällystyskohteet etsitään suositusprosessien avulla siten, että ohjelma ennustaa kunkin satametrisen kuntotilaa mittausten ja tiedossa olevien toimenpiteiden avulla. Kuntotilaa verrataan käyttäjän antamiin kuntorajoihin ja toimenpiteiden valintaehtoihin. Tämän perusteella jaksot saavat toimenpidesuosituksen. Kuntorajat määräytyvät KVL:n avulla siten, että mitä suurempi KVL, sitä tiukemmat kuntorajat. Liikennelaskentavälin liikennemäärätiedon muutosten vaikutusta kunnossapitokustannuksiin on selvitetty VTT:n yhdyskuntatekniikan laboratorion raportissa Homogeenisten liikennelaskentavälien määrittäminen (Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 7/2001). Simulointitulosten mukaan nykyisellä liikennelaskennan tarkkuudella 0,5 1,5 % :lla tiestöstä päällystämistoimenpide voi kohdistua väärin ja 1,5 4,5 % teistä voi joutua väärään talvihoitoluokkaan. KVL-tietoa käytetään myös tiehankkeiden lobbaamisessa. 5. Estimointimallien arviointi paranee Tieliikelaitos vastaa estimointimallin tekemisestä. Tiehallinto voisi kontrolloida sitä, tuottaako malli hyviä estimaatteja. 6. Saadaan tarkempaa tietoa liikenteen koostumuksesta Otantalaskenta luokittelee liikenteen kolmeen luokkaa (kevyet, raskaat, yhdistelmäajoneuvot). LAM-mittausten avulla saataisiin selville mm. linjaautojen osuus liikenteestä.

18 Alemman tieverkon LAM JATKOSUOSITUKSET 5 JATKOSUOSITUKSET LAM-järjestelmän laajentamisesta alemmalle tieverkolle on keskusteltu koko järjestelmän olemassa olon ajan. Tässä esiselvitystyössä on haluttu selvittää, mitä hyötyä ja lisäarvoa LAM-mittaukset toisivat nykyiseen yleiseen liikennelaskentaan. Selvitystyön tuloksena voidaan todeta, että LAM-mittausten laajentaminen alemmalle tieverkolle olisi lähinnä hyvin toimivan systeemin hienosäätöä. Rahalliset vuotuiset kustannukset (263 000 euroa) ovat jonkin verran järjestelmän tuomia laskennallisia säästöjä (194 000 euroa) suuremmat. Kaikkia hyötyjä ei kuitenkaan voida laskea rahallisesti vaan suurempi hyöty tullee ennen kaikkea tarkentuneina liikenne-ennusteina, mikä puolestaan hyödyntää tienpidon ohjausta ja toimenpidesuunnittelua. LAM-järjestelmän laajentamisen myötä Tiehallinto voisi myös paremmin kontrolloida alemman tieverkon liikennemittauksia ja estimointimalleja. LAM-mittauksilla on myös positiivisia vaikutuksia tiedon laatuun ja Tiehallinnon imagoon. Viestittäähän panostus alemman tieverkon mittauksiin alemman tieverkon merkitystä. Projektiryhmä näkee LAM-järjestelmän laajentamisen alemmalle tieverkolle tarpeellisena ja immateriaaliset hyödyt huomioon ottaen kannattavana. Projektiryhmä ehdottaa, että asiaan otetaan kantaa seuraavassa Tiehallinnon tiestötietovastaavien foorumissa keväällä 2002.

Alemman tieverkon LAM Liite 1 LIITE 1. KOMMENTIT LIITE 1. KOMMENTIT Raporttiluonnos lähettiin tammikuun alussa tiepiirien liikennetietovastaaville kommentoitavaksi. Kommentteja saatiin kahdeksasta piireistä (Vaasan tiepiirin kommentit puuttuvat). Alla on esitetty saadut kommentit asiatasolla. Kahdeksasta tiepiiristä neljä piti LAM-verkoston laajentamista alemmalle tieverkolle hyvänä asiana. Vastaavasti neljä piiriä ei pitänyt järjestelmää tarpeellisena. Perusteluina tarpeettomuudelle oli mm.: liikennemäärätiedon taso riittää nykyisiin vähiin investointipäätöksiin nähden selvityksen perusteluja pidetään heppoisina LAM on liian kallis järjestelmä pelkästään ennusteiden tekoa varten, joten sille pitäisi olla muitakin hyödyntämiskohteita liikennemäärät alemmalla tieverkolla ovat pieniä ja pisteen perustaminen kallista, joten olisi parempi satsata päätieverkolle, jolloin järjestelmä siellä saataisiin kattavammaksi eivätkä pisteiden välit olisi niin pitkiä liikennemäärätiedon taso riittää nykyisiin vähäisiin investointipäätöksiin nähden. Järjestelmän kehittämiseen liittyen tuli seuraavia kommentteja: pitäisi kehittää piirikohtaiset muuntokertoimet, koska liikenteen määrän muutokset ovat alemmalla verkolla maan eri osissa erilaisia ja paikoin myös erisuuntaisia; tämä voidaan tehdä esim. luomalla jokaiseen piiriin otostiekohteet, jotka laskettaisiin joka vuosi olisi tärkeää saada luotettavammat kasvu- ja kehityskertoimet varsinkin seututieverkolle kustannussäästöä syntyy pitkällä aikavälillä LAM-järjestelmän hyödyt tulevat esiin erityisesti piireissä, joissa on pitkät etäisyydet ja rajut kausivaihtelut LAM-pisteistä kannattaisi tehdä tarkat asemapiirrokset, jolloin niitä olisi helpompi varoa esimerkiksi päällysteen uusimistyössä pisteiden sijoittelua tulisi miettiä tarkemmin; alemmalla tieverkolla liikenne muodostuu suurimmalta osalta paikallisesta liikenteestä, joten pisteiden sijoitteluun tulisi saada yhtenäinen periaate koko maahan haluttiin selvittää, olisiko LAM-mittauksille vaihtoehtoa esimerkiksi vuosittaiset otoslaskennat samasta pisteestä (tämä kommentti on huomioitu luvussa 4.1 sivulla 1) järjestelmän hyötylaskennassa käytettyä toisen viikkomittauksen vähentämistä pidettiin kikkailuna jos LAM-järjestelmää laajennetaan alemmalle tieverkolle, tulee kaikkien piirien olla mukana (koko maan kehityksen seuranta ja maan eri osien vertailukelpoisuus) oikean ja ajantasaisen tiedon saaminen on jo imagon vuoksi hyvä asia.

ISSN 1457-991X TIEH 4000311