S12 Pääteiden parantamisratkaisut Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa Sisäisiä julkaisuja 37/24
S12 Pääteiden parantamisratkaisut Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 37/24 Tiehallinto Helsinki 24
Kannen kuva: Åsa Enberg ISSN 1457-991X TIEH 4435 Verkkojulkaisu pdf (www.tiehallinto.fi/julkaisut) ISSN 1458-1561 TIEH 4435-v Edita Prima Oy Helsinki 24 Julkaisua myy/saatavana: asiakaspalvelu.prima@edita.fi Faksi 2 45 247 Puhelin 2 45 11 Tiehallinto Liikennetekniikka Opastinsilta 12 A PL 33 521 HELSINKI Puhelinvaihde 24 2211
Virpi Ojala, Åsa Enberg, R. Tapio Luttinen: Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa. Helsinki 24. Tiehallinto, liikennetekniikka. Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 37/24. 43 s. + liitt. 24 s. ISSN 1457-991X, TIEH 4435. Asiasanat: nopeus, nopeusrajoitukset, ohitus, raskaat ajoneuvot, liikenneturvallisuus, liikennevirta Aiheluokka: 21 TIIVISTELMÄ Tässä selvityksessä vertailtiin liikennevirran keskinopeuksia ja teoreettista ohitustarvetta eri nopeusrajoitusalueilla Ruotsissa ja Suomessa. Taustalla oli ehdotus 9 km/h tasanopeusjärjestelmästä, jossa tiekohtaisen rajoituksen noudattamista valvottaisiin tiukalla nollatoleranssilla. Raskaiden ajoneuvojen ajoneuvokohtainen nopeusrajoitus säilyisi 8 km/h:ssä, ja niiden sallittaisiin ajaa kuten nykyisinkin, siis tyypillisimmin nopeudenrajoittimen sallimaa enimmäisnopeutta (87 89 km/h). Varsinaisena tutkimusaineistona käytettiin Ruotsin Vägverketiltä saatuja ajoneuvokohtaisia pistemittausaineistoja maaseudun kaksikaistaisilta teiltä nopeusrajoitusalueilta 7, 9 ja 11 km/h ja Suomen Tiehallinnon ajoneuvokohtaisia LAM-mittausaineistoja rajoitusalueilta 8 ja 1 km/h. Ohitustarvetarkasteluissa vertailuaineistona käytettiin lisäksi Ruotsista VTI:ltä saatuja tietyypeittäisiä keskiarvoaineistoja nopeusrajoitusalueilta 7, 9 ja 11 km/h. Ruotsissa 7 km/h nopeusrajoitusalueella keskinopeus oli keskimäärin 79, km/h, 9 km/h alueella 93,8 km/h ja 11 km/h alueella 97,2 km/h ja Suomessa 8 km/h alueella vastaavasti 82,2 km/h ja 1 km/h alueella 93,8 km/h. Ruotsissa nopeuksien hajonta näyttäisi olevan jonkin verran suurempaa kuin Suomessa. Nopeusero kevyiden ja raskaiden ajoneuvojen välillä oli pienin Suomessa 8 km/h nopeusrajoitusalueella, toiseksi pienin Ruotsissa 7 km/h alueella. Tämän jälkeen ero kasvoi rajoituksen suurentuessa. Teoreettinen ohitustarve määritettiin Wardropin kaavalla, jonka mukaan ohitustarve on riippuvainen liikennemäärästä sekä ajoneuvojen tavoitenopeuksien matkajakaumasta. Pistemittausaineistoista lasketun vapaiden ajoneuvojen nopeusjakauman oletettiin vastaavan tavoitenopeusjakaumaa. Vägverketin ja Suomen aineistojen perusteella teoreettinen ohitustarve oli korkein Ruotsissa 7 km/h nopeusrajoitusalueella ja alhaisin Suomessa 8 km/h alueella. Ruotsin 9 km/h alueella ohitustarve oli hieman korkeampi kuin Suomen 1 km/h alueella. 11 km/h alueella ohitustarve oli Ruotsissa samaa tasoa kuin 9 km/h alueella. Myös VTI:n aineiston perusteella teoreettinen ohitustarve oli Ruotsissa korkein 7 km/h alueella. 11 km/h alueella ohitustarve oli jonkin verran alhaisempi kuin 9 km/h alueella. VTI:n aineistoonkin verraten ohitustarve oli alhaisin Suomessa 8 km/h alueella. Sen sijaan Suomessa 1 km/h nopeusrajoitusalueella ohitustarve vaikuttaisi olevan hiukan korkeampi kuin VTI:n keskiarvoaineiston perusteella lasketut ohitustarpeet Ruotsissa 9 ja 11 km/h alueilla. Saadut tulokset eivät antaneet suoraa vastausta siihen, miten ehdotettu 9 km/h tasanopeusjärjestelmä vaikuttaisi nopeuksiin ja ohitustarpeeseen Suomessa verrattuna nykyiseen 1 km/h rajoitukseen. Koska Ruotsin tuloksia ei voida yleistää koskemaan Suomea, olisi kokeilun tekeminen 9 km/h rajoituksella muutenkin perusteltua. Kenttäkokeissa nähtäisiin, miten 9 km/h rajoitus tehoaisi suomalaisiin kuljettajiin ja millaisia olisivat todelliset ohitusmäärät. Parhaiten koetieksi soveltuisi tiejakso, jolla nykyinen nopeusrajoitus on 1 km/h ja jolla on havaittu turvallisuusongelmia, mutta joka on standardiltaan kuitenkin niin hyvä, että 8 km/h nopeusrajoitus olisi liian alhainen ja johtaisi suureen määrään ylinopeuksia. Liikennemäärältään kokeilutiejakson tulisi olla sellainen, että nykytilanteessa ohitustarve on suuri. Myös raskasta liikennettä tulisi olla riittävästi. Liikennettä ei saisi kuitenkaan olla niin paljon, ettei ohittaminen enää ole mahdollista. Suuntajakauman tulisikin poiketa 5/5-jakaumasta.
Virpi Ojala, Åsa Enberg, R. Tapio Luttinen: Hastighetsbegränsningens inverkan på omkörningsbehov i Sverige och i Finland. Helsingfors 24. Vägförvaltningen, trafikteknik. Interna publikationer 37/24. 43 s. + bilagor 24 s. ISSN 1457-991X, TIEH 4435. Nyckelord: hastighet, hastighetsbegränsningar, omkörning, tunga fordon, trafiksäkerhet, trafikflöde SAMMANFATTNING I denna utredning jämfördes trafikflödets medelhastigheter och teoretiska omkörningsbehov vid olika hastighetsbegränsningar i Sverige och i Finland. Bakgrunden var ett förslag om att införa ett system med likställd hastighet 9 km/h, där efterföljandet av den differentierade (för vägen tillåtna) hastighetsbegränsningen skulle övervakas med sträng nolltolerans. Den fordonsanknutna hastighetsgränsen för tunga fordon skulle förbli 8 km/h och dessa fordon skulle såsom också nu tillåtas köra med hastighetsbegränsarens högsta tillåtna hastighet (87 89 km/h). Det egentliga undersökningsmaterialet bestod av material från svenska Vägverkets punkthastighetsmätningar från tvåfältiga landsvägar med hastighetsgränsen 7, 9 och 11 km/h samt material från finska Vägförvaltningens automatiska mätpunkter med hastighetsgränsen 8 och 1 km/h. Som jämförelsematerial vid behandlingen av omkörningsbehovet användes dessutom färdigt beräknade medelvärdesmaterial för olika vägtyper med hastighetsgränserna 7, 9 och 11 km/h från svenska VTI. I Sverige var medelhastigheten vid hastighetsgränsen 7 km/h i medeltal 79, km/h, vid hastighetsgränsen 9 km/h i medeltal 93,8 km/h och vid hastighetsgränsen 11 km/h i medeltal 97,2 km/h. I Finland var motsvarande medeltal vid hastighetsgränsen 8 km/h 82,2 km/h och vid hastighetsgränsen 1 km/h 93,8 km/h. I Sverige verkar hatigheternas standardavvikelse vara något högre än i Finland. Hastighetsskillnaden mellan lätta och tunga fordon var lägst vid hastighetsbegränsningen 8 km/h i Finland och nästlägst vid hastighetsbegränsningen 7 km/h i Sverige. Därefter ökade skillnaden, då hastighetsgränsen blev större. Det teoretiska omkörningsbehovet beräknades med hjälp av Wardrops ekvation, enligt vilken omkörningsbehovet beror av trafikflödet och fördelningen av fordonens önskade hastigeter. I detta sammanhang antogs, att den hastighetsfördelning som beräknades för de fria fordonen i punktmätningsmaterialet motsvarade fördelningen av de önskade hastigheterna. På basen av Vägverkets och Vägförvaltningens mätmaterial var det teoretiska omkörningsbehovet högst i Sverige vid hastighetsränsen 7 km/h och lägst i Finland vid hastighetsgränsen 8 km/h. I Sverige vid hastighetsgränsen 9 km/h var omkörningsbehovet en aning högre än i Finland vid hastighetsgränsen 1 km/h. Vid 11 km/h var omkörningsbehovet i Sverige ungefär på samma nivå som vid 9 km/h. Även utgående från VTI:s mätmaterial var omkörningsbehovet störst vid hastighetsgränsen 7 km/h. Vid hastighetsgränsen 11 km/h var omkörningsbehovet något lägre än vid 9 km/h. Också då man jämför med VTI:s material var omkörningsbehovet lägst i Finland vid hastighetsgränsen 8 km/h. Däremot verkar det som om omkörningsbehovet vid hastighetsgränsen 1 km/h i Finland skulle vara litet högre än de omkörningsbehov som beräknades från VTI:s material för 9 och 11 km/h. Resultaten ger inte ett entydigt svar på frågan om hur ett system med likställd hastighet 9 km/h skulle inverka på hastigheterna och omkörningsbehovet i Finland jämfört med nuvarande 1 km/h. Eftersom de svenska resultaten inte kan generaliseras till att gälla i Finland, skulle ett experiment med 9 km/h vara motiverat i Finland. Med hjälp av fältmätningar kunde man se hur hastighetsbegränsningen 9 km/h inverkar på finländska förare och vilka de verkliga omkörningsmängderna skulle vara. Bäst som experimentväg skulle en vägsträcka med följande egenskaper lämpa sig: nuvarande hastighetsbegränsningen är 1 km/h; säkerhetsproblem har konstaterats men vägstandarden är i alla fall så hög, att 8 km/h vore en för låg hastighetsgräns och leda till ett stort antal överhastigheter; trafikflödet borde vara sådant att omkörningsbehovet i nuläget är stort, dvs. tung trafik borde finnas tillräckligt; trafikflödena borde dock inte vara så höga att omkörningar inte längre är möjliga; riktningsfördelningen borde avvika från 5/5.
Virpi Ojala, Åsa Enberg, R. Tapio Luttinen: The Impact of Speed Limits on Overtaking Demand in Sweden and in Finland. Helsinki 24. Finnish Road Administration. Finnra Internal Reports 37/24. 43 p. + app. 24 p. ISSN 1457-991X, TIEH 4435. Keywords: speed, speed limits, overtaking, heavy vehicles, traffic safety, traffic flow SUMMARY In this study time mean speeds and theoretic overtaking demand were compared at different speed limit areas in Sweden and Finland. In the background there was a suggestion of equal speed system, in which speed limit of 9 km/h is applied and enforced strictly with zero tolerance. The speed limit of heavy vehicles is kept at 8 km/h and they are allowed to drive as today, typically at the maximum speed allowed by speed limiter (87 89 km/h). The actual research material consisted of point measurement data (including information of each passing vehicle) from two-lane rural roads. Data from speed limit areas of 7, 9, 11 km/h was received from Swedish Road Administration Vägverket and TMS-data from speed limit areas of 8 and 1 km/h from Finnish Road Administration Finnra. In overtaking demand examinations average data from speed limit areas of 7, 9 and 11 km/h received from Swedish National Road and Transport Research Institute VTI was used as comparison material. In Sweden at speed limit area of 7 km/h the average time mean speed was 79, km/h, at area of 9 km/h 93,8 km/h and at area of 11 km/h 97,2 km/h and in Finland at area of 8 km/h correspondingly 82,2 km/h and at area of 1 km/h 93,8 km/h. It seems that in Sweden standard deviation of speeds is somewhat higher than in Finland. Speed difference between light and heavy vehicles was smallest in Finland at speed limit area of 8 km/h, second smallest in Sweden at area of 7 km/h. After that difference was the larger the higher the speed limit was. Theoretic overtaking demand was determined with Wardrop s equation. According to it the overtaking demand depends on the flow rate and the space distribution of the desired speeds of the vehicles. The speed distribution of free vehicles estimated from point measurement data was assumed to correspond to the speed distribution of desired speeds. Based on material from Vägverket and Finnra the theoretic overtaking demand was the highest in Sweden at speed limit area of 7 km/h and the lowest in Finland at area of 8 km/h. In Sweden at area of 9 km/h overtaking demand was somewhat higher than in Finland at area of 1 km/h. In Sweden at area of 11 km/h overtaking demand was at the same level as at area of 9 km/h. Also the material from VTI showed that the theoretical overtaking demand in Sweden was the highest at speed limit area of 7 km/h. At area of 11 km/h the overtaking demand was a little lower than at area of 9 km/h. Compared with material from VTI overtaking demand was the lowest in Finland at area of 8 km/h. Instead in Finland at speed limit area of 1 km/h overtaking demand seemed to be somewhat higher than in Sweden at areas of 9 km/h and 11 km/h based on material from VTI. The results did not give a direct answer what kind of effect the suggested equal speed system of 9 km/h would have on speeds and overtaking demand in Finland compared with the present speed limit of 1 km/h. Because the results from Swedish material can not be generalized to Finland, there would be a case for an experiment with speed limit of 9 km/h. In field experiments it could be seen what kind of effect speed limit of 9 km/h would have on Finnish drivers and what would be the actual overtaking density. A suitable road for an experiment would be a road section where the current speed limit is 1 km/h and where safety problems have occurred, but the design standard of which is so high that speed limit 8 km/h would be too low and lead to much speeding. The flow rate of the experimental road section should be such that the overtaking demand in the present situation is high, that is the share of heavy vehicles must be high enough. However, the flow rate must not be so high that overtaking maneuvers are impossible. The directional distribution should differ from 5/5.
ESIPUHE Liikenneturvallisuuden ja usein myös liikenteen sujuvuuden kannalta olisi edullista, jos kaikki ajoneuvot ajaisivat samalla nopeudella eikä tarvetta ohittaa olisi (ns. tasanopeusjärjestelmä). Tiehallinto teetti S12 projektissa (Pääteiden parantamisratkaisut) tasanopeutta koskevan selvityksen, joka ilmestyi raporttina Tasanopeusjärjestelmä kaksikaistaisella päätieverkolla (Tiehallinnon selvityksiä 52/23). Ennen mahdollisen tasanopeusjärjestelmän kokeilun aloittamista on todettu, että olisi syytä vielä selvittää nopeuksia ja ohitustarvetta ruotsalaisella aineistolla 9 km/h ja 11 km/h nopeusrajoitusalueilta ja verrata näitä vastaaviin aiempiin tutkimustuloksiin Suomessa. Tässä selvityksessä on vertailtu liikennevirran keskinopeuksia ja teoreettista ohitustarvetta eri nopeusrajoitusalueilla Ruotsissa ja Suomessa. Tutkimusaineistona on käytetty Ruotsin Vägverketiltä saatuja ajoneuvokohtaisia pistemittausaineistoja maaseudun kaksikaistaisilta teiltä nopeusrajoitusalueilta 7, 9 ja 11 km/h ja Suomen Tiehallinnon ajoneuvokohtaisia LAM-aineistoja nopeusrajoitusalueilta 8 ja 1 km/h. Ohitustarvetarkasteluissa vertailuaineistona käytettiin lisäksi Ruotsin VTI:ltä saatuja tietyypeittäisiä keskiarvoaineistoja. Työn tilasi Tiehallinnon Liikennetekniikka Teknillisen korkeakoulun liikennelaboratoriolta. Tilaajan yhdyshenkilönä toimi tieinsinööri Päivi Nuutinen. TKK:ssa selvityksen tekivät DI Virpi Ojala, DI Åsa Enberg ja TkT Tapio Luttinen. Ruotsin aineistot saatiin Dennis Anderssonilta (Vägverket Konsult Trafik) ja Arne Carlssonilta (Väg- och transportforskningsinstitutet VTI). Helsingissä joulukuussa 24 Tiehallinto Liikennetekniikka
Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa 9 Sisältö MÄÄRITELMIÄ 11 1 JOHDANTO 13 1.1 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet 13 1.2 Teoriaa 15 2 AINEISTO JA MENETELMÄT 17 2.1 Tutkimusasetelma 17 2.2 Tutkimusaineisto 18 2.3 Aineistojen käsittely 22 3 TULOKSET 23 3.1 Pistenopeusjakaumat ja nopeusrajoituksien noudattaminen 23 3.2 Teoreettinen ohitustarve 26 3.2.1 Vägverketin ja Suomen aineistot 26 3.2.2 VTI:n aineisto 29 4 TULOSTEN TARKASTELU 31 4.1 Pistenopeusjakaumat ja nopeusrajoituksen noudattaminen 31 4.2 Teoreettinen ohitustarve 32 5 JOHTOPÄÄTÖKSET 37 6 LÄHDELUETTELO 41 7 LIITTEET 43
1 Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa
Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa 11 MÄÄRITELMIÄ MÄÄRITELMIÄ Vapaa nopeus Ajajan tai ajajien käyttämä nopeus, kun muu liikenne ei vaikuta nopeuden valintaan (Nokela et al. 198). Tavoitenopeus Nopeustaso, jolla kuljettaja pyrkii ajamaan vallitsevissa tie- ja sääolosuhteissa, jos muut ajoneuvot eivät ole esteenä ajamiselle (Luttinen 21). Pistenopeus Ajoneuvon hetkellinen nopeus tietyssä tien kohdassa (Nokela et al. 198). Matkanopeus Ajoneuvon nopeus tietyllä tieosuudella määritettynä matkan pituuden ja kokonaismatka-ajan (sis. viivytykset) osamääränä (Nokela et al. 198). Keskimääräinen matkanopeus en tai tiettyyn ajoneuvoryhmään kuuluvien ajoneuvojen tietyllä tiellä kulkemien matkojen summan ja niiden matka-aikojen summan osamäärä tiettynä ajanjaksona (Nokela et al. 198). Nopeuksien aikajakauma Tietyn poikkileikkauksen tiettynä aikana ohittaneiden ajoneuvojen nopeuksien jakauma (Nokela et al. 198). Keskimääräinen pistenopeus, Nopeuksien aikajakauman keskiarvo Ajoneuvojen pistenopeuksien aritmeettinen keskiarvo niiden ohittaessa tien tietyn poikkileikkauksen määrättynä ajanjaksona (Nokela et al. 198). Nopeuksien matkajakauma Tietyllä tieosalla kulkevien ajoneuvojen nopeuksien jakauma tietyllä hetkellä (Nokela et al. 198). Nopeuksien matkajakauman keskiarvo, vs Tieosalla tietyllä hetkellä olevien ajoneuvojen nopeuksien aritmeettinen keskiarvo (Nokela et al. 198). Matkajakauman keskiarvo saadaan laskettua aikajakauman havainnoista harmonisena keskiarvona: 1 vs. (1) 1 1 n v i Matkajakauman keskiarvo saadaan määritettyä myös tieosan keskimääräisen matka-ajan perusteella: s s vs. (2) 1 t ti n v t
12 Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa MÄÄRITELMIÄ Aikajakauman ja matkajakauman keskiarvojen välillä on yhteys (Wardrop 1952) 2 s vt vs. (3) v s Aktiivinen ohitus Ohitus ohittajan kannalta (Nokela et al. 198). Passiivinen ohitus Ohitus ohitettavan kannalta (Nokela et al. 198). Liikennevirran ohitustiheys Ohitusten lukumäärä tien pituusyksikköä ja aikayksikköä kohti (Nokela et al. 198). Ajoneuvon ohitustiheys Ohitusten lukumäärä tien pituusyksikköä ja ajoneuvoa kohti (Nokela et al. 198). Saadaan jakamalla liikennevirran ohitustiheys liikennemäärällä. Teoreettinen ohitustarve Ne ohitukset, jotka olisi suoritettava, jotta kuljettajat voisivat ajaa haluamallaan nopeudella (Nokela et al. 198).
Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa 13 JOHDANTO 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Kun liikennevirran ajoneuvojen nopeudet vaihtelevat, nopeammat ajoneuvot saavuttavat hitaampia, mistä seuraa ohitustarve. Teoreettisesti ohitustarve on riippuvainen vain liikennemäärästä sekä ajoneuvojen tavoitenopeuksien matkajakaumasta (keskinopeus ja -hajonta). Tavoitenopeuteen vaikuttavat tien nopeusrajoitus ja geometria, kuljettajan ja ajoneuvon ominaisuudet sekä myös ulkoiset olosuhteet. Suomen päätietieverkosta suurin osa on kaksikaistaisia teitä, joilla ohittaminen ei aina ole mahdollista. Kaksikaistaisilla teillä ohitusten määrään vaikuttavat myös ohitusmahdollisuudet. Vastaantuleva liikenne, näkemäesteet ja ohituskiellot rajoittavat ohittamista. Jos kaikkia tarvittavia ohituksia ei voida suorittaa, hitaasti ajavat ajoneuvot keräävät taakseen jonoa ja liikenteen sujuvuus kärsii. Ohitukset ovat riskitekijä liikenneturvallisuuden kannalta. Kuljettajien virhearvioinnit ohitustilanteissa voivat johtaa onnettomuuteen. Liikenneturvallisuuden ja useimmiten myös liikenteen sujuvuuden kannalta olisikin edullista, jos kaikki ajoneuvot ajaisivat samalla nopeudella eikä tarvetta ohittaa olisi. Kaksikaistaisten teiden liikenneturvallisuutta on aika ajoin ehdotettu parannettavaksi nopeusrajoituksia alentamalla. Toisaalta nopeusrajoituksen alentamisen on väitetty myös lisäävän ohitustarvetta ja näin synnyttävän uusia turvallisuusriskejä. Nopeusrajoitusten alentamisen vaikutusta ohituskäyttäytymiseen ei täysin tunneta. Teoreettisesti tarkastellen nopeusrajoituksen alentuessa tavoitenopeuksien keskihajonnan tulisi pienentyä huomattavasti keskinopeutta enemmän, jotta teoreettinen ohitustarve ei kasvaisi. (Tuovinen & Enberg 21.) Tiehallinto teetti vuonna 21 S12 Pääteiden parantamisratkaisut -projektissa selvityksen nopeusrajoitusten vaikutuksesta ohituksiin kaksikaistaisilla maanteillä (Tuovinen & Enberg 21). Selvityksessä tarkasteltiin kirjallisuuden ja teorian avulla, miten nopeusrajoitus vaikuttaa teoreettiseen ohitustarpeeseen sekä todellisiin ohituksiin. Lisäksi kokeiltiin liikenteen automaattisten mittauspisteiden (LAM) tuottamien aineistojen hyödyntämistä nopeusrajoituksen vaikutusten selvittämisessä. LAM-kokeilun perusteella näytti, että teoreettinen ohitustarve olisi pienempi 8 km/h nopeusrajoituksella kuin 1 km/h rajoituksella. Tutkitussa kirjallisuudessa oli päädytty ristiriitaisiin tuloksiin. Selvityksessä suositeltiin jatkotutkimusten tekemistä rekisteritunnustutkimuksella, jolloin voitaisiin tarkastella todellisia ohitusmääriä. Tiehallinto teettikin S12-projektissa selvityksen, joka ilmestyi raporttina Tasanopeusjärjestelmä kaksikaistaisella päätieverkolla (Kulomäki & Summala 23). Tutkimuksessa jäljiteltiin tasanopeustilannetta ja tutkittiin liikennevirran nopeuksia ja ohituksia kolmella tiellä tekemällä matkanopeusmittauksia rekisteritunnusmenetelmällä kesä- ja talvinopeusrajoituksien vaihtumisen aikaan kummankin nopeusrajoituksen (8/1 km/h) vallitessa. Lähtökohtana oli, että koska 8 km/h:n rajoitus vastaa raskaan liikenteen lain mukaista ajoneuvokohtaista rajoitusta, niin tällöin tavoitenopeustason tulisi olla sama sekä raskaiden ajoneuvojen että henkilöautojen osalta. Tutkimuksen taustalla oli myös ehdotus tasanopeusjärjestelmästä, jossa raskaan
14 Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa JOHDANTO liikenteen sallittaisiin ajaa nykyiseen tapaan ajoneuvokohtaista 8 km/h rajoitusta suurempaa nopeutta nopeudenrajoitinta vasten (raskaan liikenteen nopeus on nopeudenrajoittimin rajoitettu noin 87 89 km/h:iin) ja kaksikaistaisella päätieverkolla ryhdyttäisiin soveltamaan 9 km/h nopeusrajoitusta, jota valvottaisiin tiukan nollatoleranssin mukaisesti. Tällöin raskaan kaluston ja henkilöautojen tavoitenopeustaso olisi likimain sama. Tutkimuksessa todettiin, että nopeusrajoituksella ei ollut olennaista vaikutusta henkilöautojen keskinäisiin ohituksiin, mutta korkeampi 1 km/h nopeusrajoitus lisäsi huomattavasti henkilöautojen suorittamia raskaan liikenteen ohituksia. Henkilöautojen aktiivisten ohitusten (henkilöauto ohittajana) lukumäärä aineistossa oli n. 1,5 kertaa suurempi kesänopeusrajoituksen (1 km/h) aikana ja raskaan liikenteen passiivisten ohitusten (raskas ajoneuvo ohitettavana) määrä 1,5 4-kertainen riippuen tutkimustiejaksosta. Aiemmin vuonna 1992 Kallberg oli tarkastellut laskennallisesti tiekohtaisten nopeusrajoitusten alentamisen (1 km/h 8 km/h) vaikutuksia ohitustarpeeseen. Selvityksen mukaan raskaan liikenteen tarve ohittaa muita ajoneuvoja kasvaa selvästi nopeusrajoitusta alennettaessa. Kulomäen ja Summalan (23) tutkimuksessa tätä ei voitu täysin todistaa, koska kuorma-autoja oli aineistossa vähän. Suuntaa-antavasti havaittiin kuitenkin, että yhdistelmäajoneuvot ohittivat 8 km/h nopeusrajoituksella muita ajoneuvoja noin 1,5 kertaa useammin ja henkilöautoja (ja toisiaan) noin kaksi kertaa useammin kuin 1 km/h nopeusrajoituksella. Tämän selvityksen ensisijaisena tavoitteena oli selvittää, saavutetaanko 9 km/h nopeusrajoituksella merkittävä ohitustarpeen väheneminen kaksikaistaisella tiellä suhteessa 1 km/h rajoitukseen ruotsalaista (9 km/h) ja suomalaista (1 km/h) nopeusaineistoa vertaamalla. Selvityksen perusteella tuli tehdä suositus siitä, kannattaako Suomessa kokeilla 9 km/h nopeusrajoitusta koetiejaksolla ja millainen tiejakso koetieksi soveltuisi. Lisäksi selvityksessä haluttiin vertailla tarkemmin myös raskaan liikenteen nopeuksia eri nopeusrajoitusalueilla Ruotsissa ja Suomessa. Suomessa on ehdotettu raskaalle liikenteelle 7 km/h nopeusrajoitusta talviaikaan. Ruotsalaiset aineistot 7 km/h nopeusrajoituksen teiltä antoivat mahdollisuuden tutkia myös sitä, kuinka tätä nopeusrajoitusta noudatetaan ja miten rajoitus vaikuttaa ohitustarpeeseen suhteessa 8 km/h rajoitukseen.
Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa 15 JOHDANTO 1.2 Teoriaa Kuljettajien tavoitenopeudet vaihtelevat. Tavoitenopeudella tarkoitetaan tässä nopeutta, jolla kuljettaja ajaisi, jos muu liikenne ei ole esteenä ajamiselle. Tavoitenopeus riippuu monista tekijöistä kuten nopeusrajoituksesta, tiegeometriasta, säästä, tien pinnasta, matkan tarkoituksesta ja pituudesta, ajoneuvon ja kuljettajan ominaisuuksista sekä yleisistä liikenteellisistä olosuhteista. Kun ajoneuvojen nopeudet vaihtelevat, nopeammat ajoneuvot saavuttavat hitaampia, mistä seuraa ohitustarve. Saavuttaessaan hitaamman ajoneuvon kuljettaja voi joko ohittaa samantien, jos ohitus on mahdollista, tai jäädä hetkeksi hitaamman ajoneuvon perään, kunnes ohitusmahdollisuus ilmaantuu. Periaatteessa kuljettaja voi myös jäädä hitaamman ajoneuvon perään ilman aikeita ohittaa, mutta teoreettisesti tarkasteltaessa oletetaan aina, että tavoitenopeudeltaan nopeampi kuljettaja ohittaa hitaamman heti, kun siihen avautuu mahdollisuus. (Luttinen 21.) Kaksikaistaisilla teillä ohituksia voidaan suorittaa, jos vastaantuleva liikenne ja tieolosuhteet sen sallivat. Jos kaikkia ohituksia ei voida suorittaa, syntyy jonoja. Jonoutuminen johtaa muutoksiin liikennevirran nopeusjakaumassa, mikä puolestaan vaikuttaa edelleen ohitustarpeeseen. Ohitustarpeen laskemiseksi teoreettisesti joudutaan tekemään monia yksinkertaistuksia. (Kallberg 198.) Teoreettinen ohitustarve voidaan laskea kaavalla, jonka on esittänyt Wardrop (1952): 2 q s N. (4) 2 v s Kaavassa v s s q matkajakauman keskinopeus (km/h) matkajakauman keskihajonta (km/h) liikennemäärä tutkittavassa suunnassa (ajon/h). Wardropin kaava kuvaa tilannetta, jossa ajoneuvot kulkevat normaalijakautuneilla tavoitenopeuksillaan ja kaikki ohitukset suoritetaan välittömästi. Ohitustarpeen laskemiseksi täytyy tuntea ajoneuvojen tavoitenopeusjakauma. Kun ajoneuvot luokitellaan ryhmiin niiden nopeuden perusteella, voidaan ohitustarve kahden ajoneuvoryhmän välillä laskea. Koko liikennevirran ohitustarve saadaan laskemalla yhteen eri nopeusryhmien ohitustarpeet. (Huttunen 1994.) Ohitustiheyttä voidaan tarkastella koko liikennevirran tai yksittäisen ajoneuvon kannalta. Liikennevirran ohitustiheys tarkoittaa ohitusten määrää tuntia ja kilometriä kohti. Yksittäisen ajoneuvon ohitustiheys tarkoittaa ohitusten määrää ajoneuvoa ja kilometriä kohti. (Pursula et al. 24.)
16 Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa JOHDANTO Aktiivinen ohitus on ohitustapahtuma ohittajan kannalta, passiivinen ohitettavan kannalta. Koko liikennevirran kannalta aktiivisia ja passiivisia ohituksia on yhtä paljon. Yksittäisen ajoneuvon aktiivisten ja passiivisten ohitusten lukumäärän erotus saadaan yhtälöstä N N ( v v k, jossa (5) N a N v i a p i s ) p aktiivisten ohitusten lukumäärä/h passiivisten ohitusten lukumäärä/h ajoneuvon matkanopeus (km/h) v s liikennevirran matkajakauman keskinopeus (km/h) k liikennetiheys (ajon/km). (Pursula et al. 24.) Jos ajoneuvo liikkuu liikennevirran keskinopeudella, on aktiivisten ja passiivisten ohitusten lukumäärä ajoneuvon kannalta yhtä suuri. (Pursula et al. 24.)
Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa 17 AINEISTO JA MENETELMÄT 2 AINEISTO JA MENETELMÄT 2.1 Tutkimusasetelma Tässä selvityksessä tarkastelun kohteena on ns. tasanopeusjärjestelmä. Siinä tavoitteena on, että koko liikennevirta ajaa samalla nopeudella, jolloin tarvetta ohittaa ei ole. Periaatteessa kaikkien nopeusrajoitusjärjestelmien taustalla on tavoite yhdenmukaistaa nopeuksia sekä pienentää nopeuksien keskihajontaa ja näin vähentää onnettomuusriskiä. Alhaisempi keskinopeus jo sinällään vähentää onnettomuusriskiä ja etenkin lieventää onnettomuuksien seurauksia. Suomessa nopeusrajoitusjärjestelmä on parillinen, eli maaseututeillä on käytössä 6, 8 ja 1 km/h nopeusrajoitukset (ja moottoriteillä rajoitus on 12 km/h). Paikallisesti on käytössä myös 7 km/h rajoituksia. Aiemmissa suomalaisissa nopeusrajoitusten vaikutusta ohituskäyttäytymiseen selvittäneissä tutkimuksissa on tehty kenttämittauksia nimenomaan parillisilla nopeusrajoitusalueilla siten, että samalla tieosuudella nopeuksia on mitattu sekä 8 km/h talvirajoituksen että 1 km/h kesärajoituksen aikana. Näin on saatu tutkittua, miten nopeusrajoituksen laskeminen/nostaminen vaikuttaisi ohitustarpeeseen vakioiduissa liikenne- ja tieolosuhteissa. Vastaavanlainen tutkimusasetelma olisi mahdollinen, jos tieosan nopeusrajoitusta vaihdettaisiin muuttuvilla nopeusrajoitusmerkeillä. Tasanopeustilannetta on tutkittu lähinnä nopeusrajoituksella 8 km/h. 8 km/h rajoitus koskee kaikkia ajoneuvotyyppejä. Kulomäen ja Summalan (23) tutkimuksen mukaan nykyisenkaltaisella liikennevalvonnalla, jossa nopeusrajoituksen ylitykset 1 %:lla ovat vielä sallittuja, ei 8 km/h rajoituksella kuitenkaan todellisuudessa saavuteta tasanopeustilannetta: ajoneuvokohtaisesta 8 km/h nopeusrajoituksesta huolimatta raskas liikenne ajaa lähes poikkeuksetta nopeusrajoittimen sallimaa maksiminopeutta (n. 87 89 km/h), kun taas henkilöautoilijoiden joukossa on myös niitä, jotka noudattavat rajoituksia. Kulomäen ja Summalan (23) tutkimuksessa ehdotettiin 9 km/h tasanopeusjärjestelmää. Tällöin raskaan liikenteen annettaisiin ajaa nykyisellä nopeudellaan rajoitinta vasten, mutta tiekohtaiseen nopeusrajoitukseen kohdistettaisiin tiukka nollatoleranssi nopeusvalvonnassa. Tällöin henkilöautojen ja raskaiden ajoneuvojen nopeudet olisivat lähellä toisiaan. Järjestelmän ongelmaksi nousee henkilöautojen ja raskaan liikenteen erilainen kohtelu: raskaalle liikenteelle sallittaisiin nykyisen ajoneuvokohtaisen nopeusrajoituksen ylitys, kun taas henkilöautojen osalta tiekohtaisen nopeusrajoituksen noudattamista valvottaisiin tiukasti. Teoriassa ehdotetun 9 km/h tasanopeusjärjestelmän tulisi toimia siten, että nopeuksien keskihajonta pienenisi sekä 1 km/h että 8 km/h rajoituksesta 9 km/h rajoitukseen siirryttäessä. 1 km/h rajoituksesta 9 km/h rajoitukseen siirtyminen vähentäisi hajonnan lisäksi myös onnettomuuksien vakavuusastetta. 8 km/h rajoituksen nostaminen 9 km/h:iin sen sijaan lisäisi onnettomuuksien vakavuusastetta.
18 Nopeusrajoituksen vaikutus ohitustarpeeseen Ruotsissa ja Suomessa AINEISTO JA MENETELMÄT Tutkimuksissa on lisäksi todettu 9 km/h rajoituksen sopivan koko ajan lisääntyvälle iäkkäiden autoilijoiden joukolle paremmin kuin 1 km/h rajoituksen (mm. Kulomäki & Summala 23). Ehdotetusta 9 km/h tasanopeusjärjestelmästä ei Suomessa ole tehty kenttämittauksia. Koska Ruotsissa nopeusrajoitusjärjestelmä on pariton (7 9 11 km/h), päätettiin sieltä pyytää nopeusmittausmateriaalia asian tutkimiseksi teoreettisesti ennen koetiejärjestelyjä. Aineistojen avulla oli mahdollista selvittää, miten tasanopeus Ruotsissa nykyisellään toteutuu ja verrata tuloksia (niin nopeusjakaumien kuin ohitustarpeenkin osalta) suomalaisiin aineistoihin parillisten nopeusrajoitusten teiltä (8 ja 1 km/h). Ruotsissa raskaiden kuorma-autojen ja perävaunullisten ajoneuvojen ajoneuvokohtainen nopeusrajoitus on samoin kuin Suomessa 8 km/h (liitteet 1 ja 2). Moottoriteillä ja moottoriliikenneteillä perävaunuttomat kuorma-autot saavat Ruotsissa kuitenkin ajaa 9 km/h. Linja-autojen nopeusrajoitus on Ruotsissa 9 km/h, Suomessa 8 km/h tai 1 km/h, jos linja-auto on katsastuksessa hyväksytty käytettäväksi tällä nopeudella. Raskaan liikenteen nopeudenrajoittimien suhteen sekä Suomea että Ruotsia koskee EU-lainsäädäntö, jonka mukaan ajoneuvoluokissa N 2 ja N 3 (kuorma-auto) tulee olla nopeudenrajoitin, joka estää ajoneuvon nopeuden kohoamisen suuremmaksi kuin 9 km/h ja luokissa M 2 ja M 3 (linja-auto) suuremmaksi kuin 1 km/h. Tutkimusasetelmassa oli lähtökohtaisesti havaittavissa selvä puute. Ruotsissa nopeusvalvonnan taso on nykyisellään samaa luokkaa kuin Suomessa (Fernström 24), joten 9 km/h rajoitus ei Ruotsissakaan kuvanne aitoa tasanopeustilannetta. Ruotsalainen aineisto mahdollisti kuitenkin myös 7 km/h nopeusrajoituksen vaikutuksen tutkimisen. Mielenkiinto oli etenkin siinä, miten hyvin raskas liikenne ko. rajoitusta noudattaa. 7 km/h rajoituksella raskas liikennekin joutuu hidastamaan eikä voi ajaa rajoittimen sallimaa enimmäisnopeutta, kuten Suomessa 8 km/h rajoitusalueella. 7 km/h rajoitus Ruotsissa kuvaakin ehkä todellisimmillaan tasanopeustilannetta. 2.2 Tutkimusaineisto Varsinaisena tutkimusaineistona käytettiin Ruotsin Vägverketiltä saatuja ajoneuvokohtaisia pistemittausaineistoja maaseudun kaksikaistaisilta teiltä nopeusrajoitusalueilta 7, 9 ja 11 km/h (ns. Vägverketin aineisto) ja Suomen Tiehallinnon ajoneuvokohtaisia LAM-mittausaineistoja rajoitusalueilta 8 ja 1 km/h (ns. Suomen aineisto). Tutkimusaineistoksi oli alunperin tarkoitus pyytää Ruotsista matkanopeusmittausaineistoa, mutta alustavien aineistokyselyjen perusteella kuitenkin selvisi, ettei Ruotsista ollut saatavilla sopivaa rekisteritunnustutkimusaineistoa. Ruotsalaisaineistot ovat peräisin Vägverketin ns. otantamittauksista (stickprovsmätningar), joita tehdään kesäisin eripuolilla Ruotsia sekä valtion tieverkolla että taajamissa. Mittauspisteet valitaan satunnaisesti ja mittaukset kestävät kussakin pisteessä vuorokauden (eri viikonpäivinä). Tiedot kerätään ns. letkulaskureilla (kaksi letkua 2 metrin etäisyydellä toisistaan). Ohiajavasta ajoneuvosta saadaan selville mm. ohitusajankohta, ajosuunta, ajoneuvotyyppi (15 ryhmää) ja nopeus. Ohitusajankohta rekisteröidään tuhannesosasekunnin tarkkuudella ja nopeushavainnot 1 km/h tarkkuudella. Vägverketillä on myös kiinteitä ympärivuotisia laskentapisteitä, mutta niistä