Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen

Jukka Ristikartano, Milla Ristikartano Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen Tiehallinnon sisäisä julkaisuja 10/2007

Jukka Ristikartano, Milla Ristikartano Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen Tiehallinnon sisäisiä julkaisuja 10/2007 Tiehallinto Helsinki 2007

Kannen kuva: Pauli Velhonoja ISSN 1457-991X TIEH 4000554 Verkkojulkaisu pdf (www.tiehallinto.fi/julkaisut) ISSN 1459-1561 TIEH 4000554-v Edita Prima Oy Helsinki 2007 Tiehallinto Asiantuntijapalvelut Opastinsilta 12 A PL 33 00521 HELSINKI Puhelinvaihde 0204 22 11

ESIPUHE Suomessa on perinteisesti laskettu tiejaksojen liikenteellistä palvelutasoa amerikkalaisten menetelmien mukaisesti (Highway Capacity Manual). Menetelmiä on tarvittaessa sovitettu Suomen olosuhteisiin. Tiehankkeiden arvioinnissa käytetään Suomessa yleisesti Investointihankkeiden vaikutusten arviointiohjelmistoa (IVAR), joka laskee liikenteellisen palvelutason HCM 2000 version ja siihen Suomessa tehtyjen tarkennusten mukaisesti. Viime vuosina suunnittelussa painopistehankkeina ovat olleet uudet pääosin keskikaiteelliset tiet (ohituskaistatiet, 4-kaistaiset tie), joiden palvelutasoista IVAR-ohjelmiston nykyisiä malleja laadittaessa ei ollut riittävästi käytettävissä kokemuksia eikä luotettavia tutkimustuloksia. Tässä selvityksessä on pyritty määrittelemään käytössä oleviin laskentamalleihin tarvittavat muutokset, joiden jälkeen mallit soveltuisivat myös näiden uudentyyppisten poikkileikkausten tarkasteluun. Työ on tehty Tiehallinnon toimeksiannosta ja työtä on ohjannut Pauli Velhonoja. Selvitys on laadittu Tieliikelaitoksessa, jossa projektipäällikkönä on toiminut DI Jukka Ristikartano. Mallien testauksessa ja raportin kirjoittamisessa on avustanut tekn.yo Milla Ristikartano. Helsingissä helmikuussa 2007 Tiehallinto Asiantuntijapalvelut

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 5 Sisältö 1 JOHDANTO JA TAVOITTEET 7 2 TARKASTELTAVAT POIKKILEIKKAUSTYYPIT 8 3 NYKYISET LASKENTAMALLIT 11 3.1 Yleistä 11 3.2 Matkanopeudet 11 3.3 Välityskyky ja palvelutaso 14 3.4 Palvelutason määrääminen 17 3.5 Palvelutasot uusilla poikkileikkauksilla 19 3.6 Yhteenveto nykyisten mallien ongelmista 21 4 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI 23 4.1 Nopeusmallit 23 4.2 Välityskyky 23 4.3 Palvelutason laskentamenetelmät 24 4.4 Palvelutason määrääminen 24 4.5 Uudet laskentatulokset 25 5 SUOSITUKSET 30 6 LÄHTEET 31

6 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 7 JOHDANTO JA TAVOITTEET 1 JOHDANTO JA TAVOITTEET Liikenteellisen palvelutason laskemisessa on Suomessa perinteisesti käytetty amerikkalaisia välityskykymenetelmiä (Highway Capacity Manual). Viimeisin laitos välityskykykäsikirjasta on vuodelta 2000. Kaksikaistaisten teiden osalta menetelmää on täydennetty Suomen olosuhteisiin perustuvilla tutkimusaineistoilla. Tiehankkeiden arvioinnissa käytetään Suomessa yleisesti Investointihankkeiden vaikutusten arviointiohjelmistoa (IVAR), joka laskee liikenteellisen palvelutason HCM 2000 version ja siihen Suomessa tehtyjen tarkennusten mukaisesti. Menetelmässä ei kuitenkaan ole erikseen otettu huomioon uusia poikkileikkaustyyppejä, vaan niitä koskevat mallit ovat suurelta osin perustuneet karkeaan tietoon poikkileikkausten eroista perinteisiin poikkileikkauksiin verrattuna. Suomessa on vuoden 2000 jälkeen otettu käyttöön uusia keskikaiteellisia poikkileikkaustyyppejä. Näistä saatujen hyvien kokemusten takia ratkaisut tulevat lähivuosina yleistymään selvästi etenkin runkoteitä parannettaessa. Vaihtoehtona voivat olla nelikaistainen tie, säännöllisesti toistuvat tai yksittäiset ohituskaistat tai muut erityiskohteet. Poikkileikkaus voi tällöin olla joko 1+1-, 2+1- tai 2+2-kaistainen. Näitä ratkaisuja koskevista nopeus- ja palvelutasomalleista on saatu osin ristiriitaisia kokemuksia. Selvityksen tavoitteena on ollut tarkentaa käytettäviä malleja teoreettisten tarkastelujen, käytännön kokemusten ja asiantuntija-arvioiden pohjalta. Mallien kannalta oleellinen asia on määrittää, miten palvelutaso muuttuu parannettaessa tavallinen kaksikaistainen tie ohitus/keskikaistatieksi. Kehitettävät mallit on kuvattava niin, että ne voidaan tarvittaessa ottaa käyttöön eri laskentaohjelmistoissa.

8 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen TARKASTELTAVAT POIKKILEIKKAUSTYYPIT 2 TARKASTELTAVAT POIKKILEIKKAUSTYYPIT Työssä on tarkasteltu nopeus- ja palvelutasomalleja sekä vanhoilla perinteisillä poikkileikkaustyypeillä että viime vuosina käyttöön otetuilla uusilla tietyypeillä. Seuraavassa on esitetty tarkasteluissa käytettyjen uusien ja vanhojen tietyyppien poikkileikkaukset (Tiehallinto 2006 a). Kaksikaistainen päätie. Mallien vertailukohteena on käytetty kuvan 2.1 mukaista perinteistä kaksikaistaisen päätien poikkileikkausta (10/7), jossa ajokaistat ovat 3,5 metriä ja pientareet 1,5 metriä (päällystetty piennar 1,25 m). Kuva 2.1. Kaksikaistainen päätie. Poikkileikkaus 10/7. Ohituskaistatie. Perinteinen ohituskaistatie, jolla on yksittäisiä tai jatkuvia ohituskaistoja vuorotellen kumpaakin suuntaan. Ajosuunnat erotetaan toisistaan sulkuviivalla. (Kuva 2.2). Kuva 2.2. Ohituskaistatie. Ohituskaistatie keskikaiteella. Uusi poikkileikkaustyyppi, jolla on joko yksittäisiä tai vuorotellen kumpaankin suuntaan jatkuvia ohituskaistoja. Ajosuunnat erotetaan toisistaan keskikaiteella. (Kuva 2.3). Kuva 2.3. Ohituskaistatie keskikaiteella.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 9 TARKASTELTAVAT POIKKILEIKKAUSTYYPIT Leveäkaistatie. Leveäkaistatiellä ajokaistan leveys on 5,25.. 5,50 metriä ja poikkileikkaus mahdollista siten ohituksen suorittamisen siirtymättä vastaantulevan liikenteen kaistalle. (Kuva 2.4). Kuva 2.4. Leveäkaistatie. Leveäpiennartie. Leveäpiennartiellä ajokaistojen leveys on normaali (enintään 3,75 metriä). Moottoriliikennetien tyyppisesti piennarleveys on kuitenkin normaalia leveämpi eli noin 2,0 3,0 metriä, mikä mahdollistaa selvästi hitaampien ajoneuvojen ohittamisen keskiviivaa ylittämättä. (Kuva 2.5). Kuva 2.5. Leveäpiennartie. Kaksikaistainen tie keskikaiteella. Kaksikaistainen tie, jossa ajosuunnat on erotettu keskikaiteella. Poikkileikkausta voidaan käyttää lähinnä muiden keskikaiteellisten osuuksien (ohituskaistojen) välialueella, jolloin saadaan aikaan yhtenäinen keskikaiteellinen osuus. Poikkileikkauksen vähimmäismitat on esitetty kuvassa 2.6 (Tiehallinto 2006 b). Kuva 2.6. Kaksikaistainen keskikaidetie.

10 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen TARKASTELTAVAT POIKKILEIKKAUSTYYPIT Ohituskaistatie keskikaiteella, ohituskaistat molempiin suuntiin. Tiellä on joko yksittäiset ohituskaistat samanaikaisesti molempiin suuntiin tai jatkuvat ohituskaistat molempiin suuntiin. Vastakkaiset ajosuunnat on erotettu toisistaan keskikaiteella. (Kuva 2.7). Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella. Uusi käyttöön otettu moottoritietä kevyempi poikkileikkaus, jolla on kaksi ajokaistaa molempiin suuntiin. Vastakkaiset ajosuunnat on erotettu toisistaan keskikaiteella. Poikkileikkaus vastaa kapean keskikaiteellista ohituskaistatietä, jossa ohituskaistat ovat molempiin suuntiin (Kuva 2.7). Kuva 2.7. Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella tai ohituskaistatie keskikaiteella (ohituskaistat molempiin suuntiin).

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 11 NYKYISET LASKENTAMALLIT 3 NYKYISET LASKENTAMALLIT 3.1 Yleistä Liikenteellinen palvelutaso riippuu liikennevirran perusominaisuuksista, joista tärkeimmät ovat liikennemäärä ja liikenteen keskimääräinen nopeus. Palvelutason määräämisessä käytettävät tekijät poikkeavat kuitenkin toisistaan erityyppisillä teillä ja kaduilla. Perinteisillä kaksikaistaisilla teillä käytetään palvelutason mittareina liikenteen keskinopeutta ja niin sanottua seurantaaikaosuutta. Jälkimmäisellä tarkoitetaan sitä osuutta ajasta, jonka ajoneuvo keskimäärin joutuu ajamaan toisen ajoneuvon perässä. Monikaistaisilla teilä käytetään liikennemäärästä ja nopeudesta riippuvaa liikennetiheyttä palvelutason määräämisen kriteerinä. Palvelutason määräämiseksi on siten aina pystyttävä kuvaamaan liikenteen keskimatkanopeus vallitsevissa tie- ja liikenneolosuhteissa. 3.2 Matkanopeudet Matkanopeuksien määrittäminen on Tiehallinnossa ohjeistettu Tieliikenteen ajokustannusten laskenta julkaisussa (Tiehallinto 2005). Mallien testauksessa käytetyn IVAR-ohjelmiston mallit perustuvat vielä osittain aiemman Tieliikenteen ajokustannukset 2000 julkaisuun (Tiehallinto 2001), koska IVAR-ohjelmistoa päivitettäessä vuonna 2006 siihen oli mahdollista tehdä vain ne mallimuutokset, jotka voitiin toteuttaa pelkästään ohjelmiston parametreja tarkistamalla. Muut ajokustannusjulkaisun edellyttämät muutokset on suunniteltu toteutettavaksi ohjelmiston seuraavan kehitysvaiheen yhteydessä. Matkanopeustarkastelu perustuu seuraavassa esitettyihin Tieliikenteen ajokustannusten laskenta julkaisun (Tiehallinto 2005) mukaisiin laskentamenetelmiin kaavoineen ja lähtöarvoineen. Keskimääräinen matkanopeus voidaan määrittää vaiheittain seuraavan kaavan avulla: V k = V T V 1 V 2 V 3 (1) missä V T on tavoitenopeus, jonka määrittämisessä huomioidaan tien poikkileikkaus ja nopeusrajoitus. Tekijä V 1 kuvaa pitkäkestoisten ominaisuuksien, kuten tien geometrian sekä liittymien määrän ja tyypin sekä tarvittaessa päällysteen tyypin ja ympäristön luonteen aiheuttamaa matkanopeuden alenemaa. Tekijä V 2 kuvaa ajan mukana muuttuvien ominaisuuksien kuten tien kunnon sekä sään ja kelin aiheuttamaa nopeusalenemaa ja tekijä V 3 liikenteestä johtuvien ominaisuuksien kuten liikennemäärän, suuntajakauman ja ajoneuvokoostumuksen aikaansaamaa nopeuden alenemaa.

12 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Tavoitenopeus vapaissa oloissa eri ajoneuvoryhmille voidaan määrittää seuraavalla kaavalla: V T = a + b * V raj + c * V raj / 80 * Pl (2) missä V raj = nopeusrajoituksesta riippuva tekijä (taulukko 3.1) Pl = päällysteen leveys (huom. mahdolliset korjaukset) a, b ja c = päällysteen leveydestä ja ajoneuvotyypistä riippuvia vakioita. Taulukko 3.1. Tavoitenopeuden laskemisessa tarvittavan V raj tekijän määrääminen. Ajoneuvotyyppi Nopeusrajoitus 80 km/h 100 km/h 120 km/h kevyet autot = nopeusrajoitus 98 km/h 108 km/h raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät = nopeusrajoitus 81 km/h 82 km/h Kaksikaistaisilla teillä päällysteen leveydellä tarkoitetaan kesto- tai kevytpäällysteen leveyttä, sorateillä ajoradan koko leveyttä. Ohituskaistan kohdalla päällysteen leveysarvosta vähennetään 2 metriä (4 metriä, jos ohituskaistat ovat molempiin suuntiin). Jos ajosuunnat on erotettu keskikaiteella, vähennetään leveydestä myös turvallisuuteen liittyvä ajovarmuusvara, joka riippuu käytetystä ratkaisusta ja nopeustasosta. Monikaistaisilla teillä päällysteen leveydellä tarkoitetaan yhden ajoradan tai oikeammin yhden ajosuunnan päällysteen leveyttä. Jos keskikaista on vain kaiteella erotettu tai ajorata on yhtenäinen, on leveydestä vähennettävä turvallisuuden edellyttämä ajovarmuusvara, joka riippuu käytetystä ratkaisusta ja nopeudesta. Kaavassa 2 tarvittavat kertoimet a, b ja c voidaan määrittää taulukosta 3.2. Taulukko 3.2. Tavoitenopeuden (V T ) kaavassa käytetyt kertoimet a, b ja c. Ajoratojen luku 1 2 Päällysteen leveys >10 m 7-10 m 7 m >10 m 10 m Ajoneuvotyyppi a b c Kevyet autot 22 0,73 0,6 Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät 18 0,78 0,3 Kevyet autot 22 0,58 1,8 Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät 18 0,58 1,9 Kevyet autot 22 0,50 2,8 Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät 18 0,50 2,9 Kevyet autot 22 0,87 0,0 Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät 18 0,87 0,0 Kevyet autot 22 0,77 0,8 Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät 18 0,82 0,4

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 13 NYKYISET LASKENTAMALLIT Nopeusalenema V 1 voidaan määrittää eri ajoneuvotyypeille seuraavilla kaavoilla: Kevyet autot V 1 (kev) = V T (kev) * (Ka / (Ka+ 800 ) + Pt) + Lt (3) Raskaat autot ja ajoneuvoyhdistelmät V 1 (r+y) = V T (r+y) * (Mä / ( Mä + 200 ) + Pt) + Lt (4) Kaarteisuus (Ka) ja mäkisyys (Mä) ovat kaavoissa tieosakohtaisia keskiarvoja. Päällystetyypin (Pt) kerroin on kestopäällysteille 0, kevytpäällysteille 0,04 ja sorapäällysteille 0,1. Kaavoissa oleva liittymätiheys (Lt) voidaan laskea joko pelkästään yleisten teiden liittymistä tai yleisten ja yksityisten teiden liittymistä seuraavilla painokertoimilla: Yleiset tiet, nelihaaraliittymä 1, kolmihaaraliittymä 0,7 ja yksityistiet, nelihaaraliittymä 0,1 kolmihaaraliittymä 0,07. Liikennevalot on tarkasteltava aina erikseen. Nopeusaleneman V 2 avulla voidaan tarkastella tien kunnon ja muiden muuttuvien olosuhteiden vaikutusta ajoneuvojen nopeuteen. Nämä vaikutukset otetaan huomioon tarvittaessa. Eri poikkileikkauksia koskevien palvelutasomallien kannalta niillä ei ole merkitystä. Nopeusalenema V 3 voidaan määrittää ajosuunnittain eri tuntiliikenteille seuraavilla kaavoilla: V 3 (kev) = V T (kev) * ((0,06 * Q p + 0,03 * Q v ) / (Kk * 1000) + p rask /10 * (V kev -V r+y ) * 0,3 * Q p / (Kk * 1000)) (5) V 3 (r+y) = V T (r+y) * ((0,06 * Q p + 0,03 * Q v ) / (Kk * 1000)) (6) Kaavoissa Q p on tarkasteltavan suunnan liikenne (ajon/h) ja Q v vastakkaisen suunnan liikenne. Kerroin Kk on tavallisilla kaksikaistaisella tiellä 1 ja ohituskaistan kohdalla 2. Leveäkaistaisella tiellä kerroin on 2,5 ja monikaistaisilla teillä yhtä suuri kuin kaistojen lukumäärä. Kerroin p rask on raskaiden ajoneuvojen (raskaat ja yhdistelmät) prosenttiosuus liikenteestä ja V kev -V ras kevyiden autojen ja muiden autojen välinen nopeusero korjaustekijän V 1 määrittämisen jälkeen. Karkeissa laskelmissa Q p ja Q v voidaan olettaa yhtä suuriksi (puolet tuntiliikenteestä). Nopeusalenemalle V 3 määritettyjä kaavoja voidaan käyttää vain kun liikenteen kysyntä on kaikkina tunteina alempi kuin tien välityskyky. Kysynnän lähestyessä välityskykyä liikenteen nopeus alenee voimakkaasti. Nopeuksien laskennan lopuksi on vielä tarkistettava, että raskaiden autojen nopeus ei ole suurempi kuin kevyiden autojen nopeus. IVAR-ohjelmistossa nopeusmallien tekijöistä käytössä ovat muut paitsi V 2. Muilta osin on todettava, että V 1 ja V 3 lasketaan yhdellä kertaa ja laskentakaava on hieman eri muotoa. Tavoitenopeuden kaava on sama kuin Tieliikenteen ajokustannusten laskenta julkaisussa.

14 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Tekijän V 1 laskentakaavassa kaarteisuus lasketaan aiemman (v. 2000) julkaisun mukaisesti, mutta tulos poikkeaa merkittävästi vain hyvin suurilla kaarteisuusarvoilla. Tekijän V 3 vaikutus vastaa Tieliikenteen ajokustannusten laskenta-ohjetta. Kuvassa 3.1 on esitetty IVAR-ohjelmiston mukaiset nopeusmallit alkuosiltaan kaksikaistaisten teiden poikkileikkausvaihtoehdoille. Nopeusmallit, 2-kaistaiset tiet Keskinopeus, kaikki ajoneuvot, pääsuunta 100 Keskinopeus (km/h) 90 80 1+1 (10/7) 1+1 (kk) 2+1 lev.pient 2+1 (kk) 2+2 (kk) lev.kaist 70 0 500 1000 1500 2000 Vilkkaamman suunnan liikennemäärä (ajon/h) Kuva 3.1. IVAR-ohjelmiston nopeusmallit. 3.3 Välityskyky ja palvelutaso Välityskyvyn ja palvelutason laskentamalleja on kuvattu Liikenne ja väylät käsikirjassa (RIL 2005) ja IVAR-ohjelmiston mallien kehittämistä koskevassa julkaisemattomassa muistiossa (Tiehallinto 2003). Seuraavassa laskentakaavat on kuvattu jälkimmäisen mukaisesti. Linkin välityskykyä käytetään IVAR-ohjelmassa myös nopeusmallin säätämiseen. Nopeusmalliin liittyy kaksi taitepistettä, joiden liikennemääräraja määräytyy aina linkin yhden suunnan välityskyvyn perusteella. Nopeusmallin ensimmäinen taitepiste muodostuu silloin, kun liikenteen kysyntä ylittää 85 % välityskykyarvosta ja toinen, kun kysyntä on 110 % välityskyvystä. Nämä prosenttiarvot on määritetty ohjelmiston parametreissa. IVAR-ohjelmistossa kaksikaistaisten teiden ja monikaistaisten teiden palvelutaso määritetään selkeästi erilaisilla menettelyillä. Tämä voi aiheuttaa tulkintavaikeuksia tilanteissa, joissa perusrakenteeltaan kaksikaistainen tie on osittain levennetty ohituskaistojen avulla nelikaistaiseksi.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 15 NYKYISET LASKENTAMALLIT Välityskyky kaksikaistaisilla teillä määräytyy kaavalla C = 27200 / ( 15 * P/100 + 1) * Fw * Kc (7) Missä P = vilkkaamman suunnan prosenttiosuus Fw = päällysteen leveydestä riippuva korjauskerroin Kc = on väylätyypistä johtuva kerroin, jonka avulla mahdollistetaan välityskyvyn hienosäätö mm. normaaleista poikkeavia poikkileikkauksia käytettäessä. Kertoimista Fw käytössä on aiemmista HCM-1985 menetelmän kertoimista muunnetut kertoimet, jotka ovat välillä 0,75-1,0, perusarvo on 1,0. Väylätyppikertoimen Kc arvo normaaleilla poikkileikkauksilla on aina 1, mutta esim. leveäkaistaisella tiellä 1,20. Yhden suunnan välityskyky saadaan kaavalla Cp = P / 100 * C (8) Monikaistaisilla teillä välityskyky yhteen suuntaan lasketaan kaavalla Cp = 2400 * N / 2 * Kc (9) missä N / 2 = kaistojen lukumäärä yhteen suuntaan Kc on väylätyypistä johtuva kerroin (arvo kaikilla tyypeillä 1). Vastaavasti voidaan laskea koko tien välityskyky. Kaksikaistaisten teiden palvelutason laskentamenetelmä perustuu seuranta-aikaosuuden laskemiseen. Nopeusrajoituksesta riippuvien parametrien ja 300 metrin näkemäprosentin avulla lasketaan ensin apukerroin b1 seuraavalla kaavalla: 100 N 300 b1 k1 k 2 100 (10) missä k1 ja k2 N300 = nopeusrajoituksesta riippuvia kertoimia = 300 metrin näkemien %-osuus

16 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Pientareiden leveyden vaikutus otetaan huomioon käyttämällä apukerrointa b2. IVAR-ohjelmistossa tämä kerroin lasketaan kuitenkin lähtötiedoissa olevien päällysteen ja ajoradan leveyksien avulla kaavalla: b2 ( Pl k 3 k 4 * 0,5 20 Al ) (11) missä k3 ja k4 Pl Al = parametreissa annettavia kertoimia = Päällysteen leveys (dm) = Ajoradan kaistojen yhteisleveys (dm) Jos ajoradan leveys puuttuu, lasketaan sen arvo samaksi kuin päällysteen leveys (kuitenkin enintään 70 dm). Raskaiden ajoneuvojen kerroin fhv lasketaan kaavalla fhv k5 * p * Q p * Q v (12) missä k5 p Q p ja Q v = nopeusrajoituksesta riippuva kerroin = raskaiden ajoneuvojen osuus = pääsuunnan ja vastakkaisen suunnan liikennemäärät (ajon/h) Lähinnä leveäkaistateitä koskevan kaistaleveyden kerroin fwl määritetään kaavasta fwl k 6 Q p (13) missä k6 = väylätyypistä riippuva kerroin Samaa kerrointa voidaan myös käyttää ohituskaistateille tehtäviin korjauksiin, mutta nykyisessä ohjelmaversiossa näille kertoimille on määritelty vain perusarvot, jolloin todellista korjausta ohituskaistateiden osalta ei tehdä. Näiden kertoimien määrittelyn jälkeen voidaan laskea kummallekin ajosuunnalle seuranta-aikaosuus (Pw) seuraavalla kaavalla Q p Pw 100 1 exp b1 b2 3600 Q v 3600 fhv fwl (14) Keskimääräinen seuranta-aikaosuus voidaan laskea eri suuntien osuuksien liikennemäärillä painotettuna keskiarvona.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 17 NYKYISET LASKENTAMALLIT Monikaistaisten teiden palvelutason määräämiseen IVAR-ohjelmistossa käytetään HCM 2000 menetelmän mukaisesti liikennetiheyttä D p. Tämä lasketaan kumpaankin suuntaan erikseen kaavalla D p = Q p / V p / (N / 2) (15) missä Q p V p N / 2 = tarkastelusuunnan liikennemäärä (ajon/h) = tarkastelusuunnan keskinopeus (km/h) = tien kaistojen lukumäärä tarkastelusuuntaan 3.4 Palvelutason määrääminen Kaksikaistaisten teiden palvelutaso määrätään aika vilkkaamman suunnan perusteella. IVAR-ohjelmiston väylätyypit on jaettu kahteen ryhmään sen perusteella, käytetäänkö niiden palvelutason määräämisessä hyväksi liikenteen nopeutta vai pelkästään laskettua seuranta-aikaosuutta. Maaseudun pääteillä ja normaaleja leveämmillä poikkileikkauksilla käytetään aina molempia palvelutasokriteereitä. Alemman luokan teillä sekä taajamissa palvelutaso määrätään vain seuranta-aikaosuuden perusteella. Seuranta-aikaosuuden raja-arvot on esitetty taulukossa 3.3. Palvelutason E arvoja on tarkistettu viimeksi vuonna 2005. Taulukko 3.3. Seuranta-aikaosuuden raja-arvot eri palvelutasoille kaksikaistaisilla teillä. Toiminnallinen luokka Seuranta-aikaosuuden yläraja eri palvelutasoilla A B C D E Valtatie 25 40 55 70 80 Kantatie 25 40 55 70 80 Seututie 30 45 60 75 80 Yhdystie 35 50 65 80 85 Muu tie tai katu 35 50 65 80 85 Jos seuranta-aika ylittää palvelutason E ylärajan, on palvelutaso F. Nopeuden mukaan määräytyvät raja-arvot riippuvat väylätyypistä ja nopeusrajoituksesta. Taulukossa 3.4 on esitetty palvelutasoille käytetyt nopeuksien alarajat maaseudun pääteillä. Arvoja on tarkistettu viimeksi vuonna 2005.

18 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Taulukko 3.4. Matkanopeuksien raja-arvot eri palvelutasoille kaksikaistaisilla maaseudun pääteillä teillä. Nopeusrajoitus Matkanopeuden alaraja eri palvelutasoilla maaseudun pääteillä A B C D E 30 30 28 27 26 25 40 40 37 34 32 30 50 50 45 40 37 35 60 60 55 50 45 40 70 70 65 60 55 45 80 75 70 65 60 50 90 83 78 73 68 55 100 90 85 80 75 60 120 100 95 90 85 70 Muilla kaksikaistaisilla teillä käytetään taulukon 3.5 mukaisia arvoja. Näiden arvot on valittu siten, etteivät ne vaikuta palvelutason määräämisen muutoin kuin E/F rajan osalta ja taajamissa käytettävillä nopeusrajoituksilla. Sen lisäksi niiden avulla varmistetaan laskentojen suoritus myös selkeästi virheellisillä lähtöarvoilla. Arvoja on viimeksi tarkistettu vuonna 2005. Taulukko 3.5. Matkanopeuksien raja-arvot eri palvelutasoille kaksikaistaisilla alemman luokan teillä ja taajamien teillä ja kaduilla. Nopeusrajoitus Matkanopeuden alaraja eri palvelutasoilla alemman luokan teillä ja taajamissa A B C D E 30 25 22 19 17 15 40 35 30 26 23 20 50 45 40 35 30 25 60-120 50 45 40 35 30 Arvioitaessa kunkin tunnin palvelutasoa, pääsuunnalle laskettuja seurantaaikaosuuksia ja ajonopeuksia verrataan edellä olevissa taulukoissa esitettyihin raja-arvoihin. Palvelutason määrää se tekijä, jonka raja-arvo ylittyy tai alittuu ensimmäiseksi. Jos palvelutaso määräytyy seuranta-aikaosuuden avulla, lasketaan lisäksi palvelutason täyttymisaste, joka kuvaa sitä, ollaanko lähellä ko. luokan alavai ylärajaa. Jos palvelutaso määräytyy nopeuden avulla, täyttymisasteeksi annetaan 0 %. Ohituskaistateiden mallien kytkemiseen menetelmään ei IVAR-ohjelmiston malleja laadittaessa ole löydetty hyvää ja yksinkertaista ratkaisua testiaineiston puuttumisen vuoksi. Ohjelmiston malleissa ohituskaistojen vaikutus näkyy vapaan nopeuden laskennassa sekä nopeusaleneman laskennassa (liikennemäärän vaikutus nopeusalenemaan). Menetelmään on lisätty myös leveäkaistateitä vastaava seuranta-aikaosuuden korjaustekijä, mutta sen arvojen määrittämiseksi ei ohjelmistoa päivitettäessä ollut riittävästi kokemuksia leveäkaistateiden vaikutuksista. Muutoksia voidaan kuitenkin rajoitetusti tehdä jälkikäteen parametreja muuttamalla.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 19 NYKYISET LASKENTAMALLIT Kapeiden nelikaistateiden (vertailuaineisto) palvelutasot on tässä tarkastelussa lasketttu monikaistaisten teiden palvelutasomenetelmällä, jossa palvelutaso määrätään vilkkaamman suunnan mukaan väylätyypistä riippuvan tiheydelle annettujen maksimiarvojen avulla. Nämä arvot on esitetty taulukossa 3.6. Taulukko 3.6. Tiheyksien raja-arvot eri palvelutasoille monikaistaisilla teillä ja kaduilla. Väylätyyppi Tiheyden maksimiarvo eri palvelutasoilla A B C D E Monikaistainen tie ja keskikaista 7 11 16 22 27 Kavennettu monikaistainen tie 7 11 16 22 27 Monikaistainen taajamatie ja keskikaista 7 11 16 22 28 Monikaistainen taajaman katu 7 11 16 22 28 Moottoritie 7 11 16 22 28 Kavennettu moottoritie 7 11 16 22 28 Palvelutason täyttymisaste lasketaan tiheyden avulla vastaavalla menetelmällä kuin kaksikaistaisilla teillä. 3.5 Palvelutasot uusilla poikkileikkauksilla Tätä selvitystä varten laskettiin luvussa 2 esitetyille poikkileikkauksille palvelutasoja IVAR-ohjelmistolla. Laskenta tehtiin vakioimalla poikkileikkausta ja liikennemäärää lukuun ottamatta muut laskentamallin lähtöarvot. Taulukossa 3.7 on esitetty tulokset näistä IVAR-tarkasteluista. Taulukko 3.7. IVAR-ohjelmiston mukaiset 100. huipputunnin palvelutasot ja täyttymisasteet eri poikkileikkauksilla ja liikennemäärillä. Palvelutasot 100. h (Ivar) Poikkileikkaus KVL 3000 KVL 6000 KVL 10000 Kaksikaistainen päätie (10/7) B 54 C 91 E 13 Yksittäiset ohituskaistat B 52 C 85 D 98 Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella A 96 C 34 D 61 Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) B 45 C 82 E 3 Leveäpiennartie B 44 C 81 E 2 Leveäkaistatie B 48 C 80 D 91 Ohituskaistat molempiin suuntiin, keskikaide A 78 B 86 D 19 Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella A 19 A 39 A 65 IVAR-ohjelmiston laskentatulosten lisäksi tehtiin vastaavilla yleistyksillä Excel-laskentapohja, jonka avulla laskettiin eri poikkileikkauksille palvelutasojen rajaliikennemäärät (ajon/h) vilkkaampaan suuntaan. Näin saadut tulokset on esitetty taulukossa 3.8. Kuvassa 3.2 on esitetty sama asia pylväsdiagrammina.

20 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Taulukko 3.8. Excel-sovelluksella lasketut palvelutasojen rajaliikennemäärä (ajon/h vilkkaampaan suuntaan) eri poikkileikkauksilla. Liikennemäärä (ajon/h) vilkk.suuntaan (Excel) Poikkileikkaus A B C D E Kaksikaistainen päätie (10/7) 186 346 556 856 1159 Yksittäiset ohituskaistat 186 350 570 896 1252 Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella 191 357 578 907 1265 Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) 188 350 561 863 1167 Leveäpiennartie 200 365 581 888 1196 Leveäkaistatie 191 359 585 929 1326 Ohituskaistat molempiin suuntiin, keskikaide 193 363 596 958 1407 Palvelutasot kaksikaistaisten teiden poikkileikkauksilla 1600 Pääsuunnan liikennemäärä (ajon/h) 1400 1200 1000 800 600 400 200 E D C B A 0 Kaksikaistainen päätie (10/7) Yksittäiset ohituskaistat Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) Leveäpiennartie Leveäkaistatie Ohituskaistat molempiin suuntiin, keskikaide Kuva 3.3 Excel-sovelluksella lasketut palvelutasot eri poikkileikkauksilla. Taulukoiden 3.7 ja 3.8 sekä kuvan 3.2 perusteella voidaan todeta, että uudet poikkileikkaukset parantavat nykyisillä malleilla laskettuna palvelutasoa vain vähän. Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella eroaa muista selvästi, mikä johtuu välityskykymallin ja käytettävien palvelutasokriteerien eroista. Palvelutasojen A, B ja C välillä muiden poikkileikkausten erot ovat lähes olemattomat eikä niiden erot ole riittävän selkeät vielä D ja E palvelutasoillakaan. Huomattava on kuitenkin, että tarkastelussa kaikki tiet ovat sekä geometrialtaan että nopeusrajoituksiltaan yhtäläiset. Kuvasta 3.3 ilmenee pääsyy näiden erojen vähäisyyteen. Palvelutason määräämisessä käytetyn seuranta-aikavälin funktio on muodoltaan sellainen, että erot poikkileikkausten välillä kasvavat sitä suuremmiksi, mitä suurempaa liikennemäärää tarkastellaan.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 21 NYKYISET LASKENTAMALLIT Palvelutasomallit Seuranta-aikaosuus, pääsuunta Seuranta-aikaosuus (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Vilkkaamman suunnan liikennemäärä (ajon/h 1+1 (10/7) 1+1 (kk) lev.pient 2+1 2+1 (kk) lev.kaist 2+2 (kk) Kuva 3.3 Excel-sovelluksella lasketut seuranta-aikaosuudet eri poikkileikkauksilla. 3.6 Yhteenveto nykyisten mallien ongelmista Nykyisissä malleissa on todettu sekä suomalaisiin ja ruotsalaisiin kokemuksiin että edellä oleviin laskennallisiin tarkasteluihin perustuen useita puutteita. Seuraavassa on kuvattu nämä puutteet ja tehty arvioita ja ehdotuksia niiden ratkaisemiseksi: Keskikaiteellisten ohituskaistateiden nopeustaso jää malleissa alhaisemmaksi, mitä nykyisin käytössä oleva tieto edellyttäisi. Ilmeisesti keskikaide lisää kuljettajien turvallisuuden tunnetta, mikä heijastuu edelleen hieman suurempina nopeuksina, kun niitä verrataan ohituskaistateille, joilla ei ole keskikaidetta. Lisäksi keskikaide edellyttää aina liittymärajoitusta sekä usein myös riista-aitoja ja rinnakkaisteitä, mikä myös vähentää paikallisia nopeutta alentavia häiriöitä päätiellä. Nykymallien tulkinnan mukaan ohituskaista ei lisää tien välityskykyä, koska ohituskaistan päättyessä liikenne joutuu aina siirtymään yhdelle kaistalle, mikä rajoittaisi välityskyvyn samaksi kuin kaksikaistaisella osuudella. Säännölliset ohituskaistat mahdollistavat kuitenkin muuta liikennettä selvästi hitaampien autojen ohittamisen, jolloin liikennevirrassa olevat aukot tulevat tasattua. Tämä lisää siten jonkin verran välityskykyä. Nykyisten mallien vaikutus palvelutasoon ei vastaa tienkäyttäjien kokemaa palvelutasomuutosta. Vaikutus on nykyisin marginaalinen. Aiemmin on arvioitu että ohituskaistan vaikutus voisi olla noin puoli HCM-palvelutasoluokkaa, mitä voidaan pitää varsin hyvänä arviona.

22 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen NYKYISET LASKENTAMALLIT Jos samalla kohtaa on kumpaankin ajosuuntaan ohituskaista, vaihtoehtona on käyttää kahta täysin erilaista mallia, joiden ero on erittäin suuri palvelutason osalta. Jos arvioidaan tilannetta monikaistaisten teiden palvelutasomalleilla, saadaan erittäin hyviä palvelutasoja. Määriteltäessä vain ohituskaistat molempiin suuntiin, palvelutaso on edelleen varsin lähellä tavallisen kaksikaistaisen tien palvelutasoa. Keskikaiteellisten 1+1 teiden malleja ei aiemmin ole tarkasteltu. Niitä käytetään pääsääntöisesti varsin lyhyillä osuuksilla ohituskaistojen välialueilla. Käyttötilanteesta johtuen niiden palvelutaso voidaan olettaa samaksi kuin tavallisilla kaksikaistaisilla osuuksilla, koska ohituskaistaosuuksien takia ohitustarve on tavanomaista pienempi.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 23 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI 4 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI 4.1 Nopeusmallit Nopeusmalleja ehdotetaan tarkistettavaksi keskikaiteellisten ohituskaistateiden osalta. Mallit kalibroidaan siten, että keskikaiteellisten ohituskaistateiden nopeudet ovat kauttaaltaan hieman suurempia kuin vastaavien teiden, joilla ei ole keskikaidetta. Tarvittavat muutokset voidaan tehdä IVARissa joko päällysteen leveyden määräämistä koskeviin ohjeisiin (keskikaidetta koskevan turvallisuuden varmuusvara voidaan jättää pois) tai ohituskaistojen lisäkaistatyyppiin liittyviin korjauskertoimiin (Tieliikenteen ajokustannusten laskenta ohjeessa ei ole vastaavaa erottelua keskikaiteen suhteen). Jatkotyössä testataan seuraavia arvoja: Keskikaidetta koskeva turvallisuusvara pois (IVARissa arvo yleensä 1,7 m). Ohituskaistojen lisäkaistatyypin korjauskerrointa Kk (kaavat 5 ja 6) pienennetään puoleen nykyisestä arvosta. Ehdotetut muutokset vaikuttavat myös ajokustannuksiin kaikilla liikennemäärillä, jolloin niiden kokonaisvaikutus on tarkistettava laskentaesimerkkien avulla sekä 2+1, 2+2 että 1+1 -kaistaisilla poikkileikkauksilla. 4.2 Välityskyky Välityskyvyn laskentamalleissa käytettävissä ovat sekä päällysteen leveyttä kuvaava kerroin F w että uusia poikkileikkauksia kuvaava kerroin K c (kaava 7). Kaikkien ohituskaistateiden välityskykyarvoja voidaan nostaa K c - kertoimen avulla. Kertoimella F w voidaan vaikuttaa keskikaideteiden malleihin vain jos päällysteen leveyden laskentamalleja muutetaan. Muissa tilanteissa kerroin vaikuttaa samansuuruisena kaikkiin saman levyisiin poikkileikkauksiin. Testataan seuraavia arvoja: Välityskyvyn nosto ohituskaistateillä joko 5 % tai 10 %. Teillä, joilla ohituskaista on molempiin suuntiin vastaava korotus on 10 % tai 20 %. Koska muutoksilla on kuitenkin vaikutus myös ajokustannuksiin etenkin liikennemäärän lähestyessä välityskykyä (kuormitus yli 0,85), vaikutus on testattava yhdessä nopeusmallitestauksen kanssa.

24 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI 4.3 Palvelutason laskentamenetelmät Palvelutason laskentamenetelmissä uusia poikkileikkauksia koskee lähinnä kerroin k6 (kaava 13), jota nykyisin käytetään mm. leveäkaistateiden yhteydessä. Kertoimen vaikutus on kuitenkin liikennemääräsidonnainen ja sen muuttaminen edellyttää tarkastelua eri liikennemäärillä. Testataan kertoimen muuttamisen vaikutusta seuraavasti: Kertoimelle annetaan kaksin- ja nelinkertaiset arvot sekä yksittäisen että kahden kohdakkain sijaitsevan ohituskaistan tapauksessa. Ajokustannusvaikutusta kertoimella ei ole, joten vaikutuksien arvioimiseen riittävät palvelutasotarkastelut eri tilanteista. Kertoimen luonteesta johtuen sen vaikutus ei todennäköisesti poista ongelmaa yksinään, joten sitä testataan myös yhdessä palvelutasojen raja-arvojen muuttamisen kanssa. 4.4 Palvelutason määrääminen Palvelutason määräämisessä käytettävät raja-arvot eivät riipu poikkileikkauksesta vaan toiminnallisesta luokasta ja nopeusrajoituksesta, joten niitä muuttamalla ei voida vaikuttaa yksittäisten poikkileikkausten palvelutasoihin menetelmän perusrakennetta muuttamatta. Koska edellä oleva k6 kertoimen vaikutus ei todennäköisesti kuitenkaan ratkaise ongelmaa, on palvelutasorajojen muuttamista testattava kaikkien ohituskaistateiden ja muidenkin keskikaiteellisten teiden osalta. Mahdollinen toteutus edellyttää IVAR-ohjelmiston muuttamista. Tehdään seuraavat testit: Palvelutasojen seuranta-aikoja koskevia raja-arvoja nostetaan vähitellen ja pyritään löytämään vaikutus, joka vastaa yksittäisen ohituskaistan kohdalla noin puolta palvelutasoluokkaa ja ohituskaistojen sijaitessa kohdakkain, yhtä palvelutasoluokkaa. Lisätesti tehdään yhdistämällä edellisen k6-kertoimen testi rajaarvojen muutokseen, jolloin haetaan muuttujien yhdistelmä, joka parhaiten täyttää muutokselle asetetut oletukset. Jos edellisissä testeissä löydetään ratkaisu, joka täyttää asetetut tavoitteet ongelmien poistamiseksi, kuvataan ratkaisu siten, että IVARin muuttaminen voidaan tehdä tarvittaessa pienehkönä päivitysmuutoksena. Ratkaisua testataan erikseen IVARin testikannassa muuttamalla tilapäisesti ohjelman parametriarvoja.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 25 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI 4.5 Uudet laskentatulokset Nopeus- ja välityskykymallit Nopeusmallien muutos tehtiin edellä esitetyllä tavalla. Aiemmin mm. ajokustannusten laskentaohjeessa esitetty päällysteen leveydestä keskikaiteen takia vähennettävä turvallisuusvara jätettiin mallista pois. Tulos vastasi odotuksia, joten keskinopeudet keskikaiteellisilla teillä nousivat vähän sekä Excel-sovelluksessa että IVAR-tarkasteluissa. Muutos ei kuitenkaan vaikuta palvelutasotarkastelujen tuloksiin. Välityskyvyn nosto vaikutti kaikkiin ohituskaistateihin. Kuvassa 4.1 on esitetty eri poikkileikkauksille saadut uudet nopeusmallit, kun sekä päällysteen leveyden korjauskerrointa ja nopeustason laskua liikennemäärän mukaan on pienennetty puoleen aiemmasta ohituskaistojen osalta että välityskykyä on nostettu 5 % yksittäisen ohituskaistan kohdalla ja 20 % silloin, kun ohituskaistat ovat molempiin suuntiin. Muilta osin kuva on verrattavissa aiemmin esitettyyn kuvaan 3.2. 100 Nopeusmallit, 2-kaistaiset tiet Keskinopeus, kaikki ajoneuvot, pääsuunta nopeustason laskua pienennetty, välityskyky (2+1= +5%, 2+2= +20%) 2+2 (kk) Keskinopeus (km/h) 90 80 1+1 (10/7) 1+1 (kk) 2+1 lev.pient 2+1 (kk) lev.kaist 70 0 500 1000 1500 2000 Vilkkaamman suunnan liikennemäärä (ajon/h) Kuva 4.1 Uusien nopeusmallien muoto, jos sekä päällysteleveyteen liittyvää ohituskaistakerrointa, liikennemäärän vaikutusta nopeuksiin että välityskykyä muutetaan ohituskaistateiden osalta. Nopeusmallien muutokset jäävät käytännössä marginaaliseksi palvelutason määräämisen kannalta. Välityskyvyn nostaminen muuttaa tilannetta vain, kun liikennemäärä oli noin 85 % aiemmasta välityskyvystä eli suuruusluokassa 1400 ajon/h vilkkaampaan suuntaan. Edellä olevien tulosten perusteella palvelutasomallien tarkistamista tavoitteiden mukaisella tavalla ei voida tehdä pelkästään nopeus- ja välityskykymalleja muuttamalla. Muutokset sinällään ovat kuitenkin perusteltuja, koska niillä on palvelutason lisäksi oikean suuntainen vaikutus nopeusmalleihin ja ratkaisuista saataviin ajokustannushyötyihin.

26 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI Palvelutasomallit Palvelutasomallien toimintaa eri ohituskaistajärjestelyissä testattiin Excelsovelluksen avulla, jolloin todettiin, että malliin liitettyä k6-kerrointa kasvattamalla 2- tai 4-kertaiseksi ei ollut mahdollista muuntaa lopputuloksia toivottuun suuntaan. Palvelutasomuutokset olivat voimakkaimmat palvelutasoilla D-F ja muutokset jäivät aina vähäisiksi palvelutasoilla A-C, vaikka tavoite oli päinvastainen. Laskentamalleihin sisältyvillä muilla kertoimilla ei myöskään arvioitu olevan toivottavia vaikutuksia. Kertoimen k6 vaikutus nykyisessä käytössään todettiin lisäksi niin vähäiseksi, että se voidaan hyvin siirtää palvelutasomäärittelyjä paremmin ohjaavaan käyttöön. Palvelutasojen raja-arvojen nostoa uusilla poikkileikkauksilla selvitettiin myös yhdistämällä ne edellä mainitun k6-kertoimen muutoksiin. Eri tilanteisiin haettiin parametriarvot, jotka antoivat palvelutasojen liikennemäärien rajaarvoílle ne arvot, jotka työn alkuvaiheissa taustaselvitysten mukaan oli todettu parhaiksi. Parhaimpaan lopputulokseen päästiin, jos sekä palvelutasojen raja-arvoja että k6 kerrointa muutettiin siten että niiden vaikutukset kumosivat toisensa sekä vähäisillä liikennemäärillä että lähellä välityskykyä olevilla liikennemäärillä. Näin määritellen palvelutasomuutokset voitiin kohdistaa ohituskaistateiden toiminnan kannalta tärkeimmille liikennemääräalueille. Leveäkaista- ja leveäpiennarteille vastaavan tyyppistä muutosta ei tehty, mutta ne on mahdollista toteuttaa IVAR-ohjelmiston muutostyön yhteydessä. Taulukossa 4.1 on esitetty tarkastelujen lopputuloksena löydetyt parametriarvot, joiden toteuttaminen edellyttää, että IVAR-ohjelmistoon tehdään seuraava tekijää fwl (kaava 6) koskeva kaavamuutos. fwl k 6 Q p k 7 (16) Taulukko 4.1. Excel-sovelluksen avulla haetut optimaaliset parametriarvot palvelutason määräämiseksi uusilla poikkileikkauksilla. Poikkileikkaus Vanha k6-kertoimen arvo Uusi k6-kertoimen arvo Uusi k7 lisäkerroin muunnokselle Ohituskaista 0,002-0,003 9 Ohituskaista molempiin 0,004-0,006 18 suuntiin Leveäkaistatie 0,003 0,003 0 Leveäpiennartie 0 0 0 Näin määritellyn laskentamallin palvelutasoja koskevat tulokset on esitetty kuvissa 4.2-4.4.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 27 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI Palvelutasomallien muutosten vaikutus IVAR-ohjelman tuloksiin, KVL 3000 ajon/h, palvelutaso 100. huipputuntina Palvelutaso A B C D E Kaksikaistainen päätie (10/7) Yksittäiset ohituskaistat Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) Leveäpiennartie Leveäkaistatie Ohituskaistat molempiin suuntiin, keskikaide Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella Vanhat mallit Nopeus- ja välityskykymallit muutettu Nopeus-, välityskyky- ja palvelutasomallit muutettu Kuva 4.2 Palvelutasot 100. huipputuntina eri poikkileikkauksilla liikennemäärän (KVL) ollessa 3000 ajon/vrk. Palvelutasomallien muutosten vaikutus IVAR-ohjelman tuloksiin, KVL 6000 ajon/h, palvelutaso 100. huipputuntina Palvelutaso A B C D E Kaksikaistainen päätie (10/7) Yksittäiset ohituskaistat Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) Leveäpiennartie Leveäkaistatie Ohituskaistat Kapea molempiin suuntiin, nelikaistainen tie keskikaide keskikaiteella Vanhat mallit Nopeus- ja välityskykymallit muutettu Nopeus-, välityskyky- ja palvelutasomallit muutettu Kuva 4.3 Palvelutasot 100. huipputuntina eri poikkileikkauksilla liikennemäärän (KVL) ollessa 6000 ajon/vrk.

28 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI Palvelutasomallien muutosten vaikutus IVAR-ohjelman tuloksiin, KVL 10000 ajon/h, palvelutaso 100. huipputuntina Palvelutaso A B C D E Kaksikaistainen päätie (10/7) Yksittäiset ohituskaistat Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) Leveäpiennartie Leveäkaistatie Ohituskaistat Kapea molempiin suuntiin, nelikaistainen tie keskikaide keskikaiteella Vanhat mallit Nopeus- ja välityskykymallit muutettu Nopeus-, välityskyky- ja palvelutasomallit muutettu Kuva 4.4 Palvelutasot 100. huipputuntina eri poikkileikkauksilla liikennemäärän (KVL) ollessa 10000 ajon/vrk. Kuvissa vasemmanpuoleiset pylväät kuvaavat nykyisen mallin antamia tuloksia, keskimmäiset tuloksia, jotka saadaan aikaan muuttamalla nopeus- ja välityskykymalleja aiemmin esitetyn mukaisesti ja oikeanpuoleiset pylväät tilannetta, jossa muutetaan sekä nopeus-, välityskyky- että palvelutasomalleja. Vain viimemainitun vaihtoehdon toteuttaminen IVAR-ohjelmistoon edellyttää ohjelmistomuutosta. Kuvassa 4.5 on vastaavasti esitetty henkilöautojen keskinopeus eri malleilla laskettuna liikennemäärällä 6000 ajon/h. 110 Palvelutasomallien muutosten vaikutus IVAR-ohjelman tuloksiin, KVL 6000 ajon/h, kevyiden ajoneuvojen nopeus km/h kevyiden autojen nopeus (km/h) 105 100 95 90 85 80 Kaksikaistainen päätie (10/7) Yksittäiset ohituskaistat Yksittäiset ohituskaistat keskikaiteella Kaksikaistainen tie keskikaiteella (1+1) Leveäpiennartie Leveäkaistatie Ohituskaistat molempiin suuntiin, keskikaide Kapea nelikaistainen tie keskikaiteella Vanhat mallit Nopeus- ja välityskykymallit muutettu Nopeus-, välityskyky- ja palvelutasomallit muutettu Kuva 4.5 Palvelutasomallien muutosten vaikutus kevyiden autojen nopeuksiin eri poikkileikkauksilla (KVL 6000 ajon/h).

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 29 EHDOTUS UUSIKSI LASKENTAMALLEIKSI Tehtyjen testien perusteella voidaan arvioida, että edellä esitetty muutos korjaisi IVAR-ohjelmistolla lasketuissa palvelutasoarvoissa olevaa epäuskottavuutta. Palvelutasomallien muuttaminen ei sinällään muuta eri hankkeista saatavia taloudellisia tunnuslukuja, mutta se lisäisi vaikutusten arvioinnin uskottavuutta (ainakin palvelutasojen osalta) selvästi. Nopeus- ja välityskykymalleilla on jonkin verran vaikutuksia myös ajokustannuksiin, mutta kokonaisvaikutukset eivät kuitenkaan oleellisesti muuta eri poikkileikkausten keskinäistä edullisuutta. Keskikaiteellisten ohituskaistateiden edullisuus ei muutosten jälkeenkään riipu tässä tarkastelluista laskentamalleista, vaan niiden osalta pääpaino on turvallisuutta koskevilla laskentamalleilla. IVAR-ohjelmistossa ei nykyisin ole mitään valmista mallia keskikaiteen turvallisuushyödyn laskemiseksi. Laskelmat voidaan tehdä vain käyttäjän erikseen antamien korjauskertoimien avulla.

30 Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen SUOSITUKSET 5 SUOSITUKSET Tehtyjen tarkastelujen perusteella voidaan tehdä seuraavat suositukset: Nopeus- ja välityskykymallit kannattaa tarkistaa IVAR-ohjelmistojen parametreja muuttamalla. Samalla on vielä varmistuttava siitä, ettei poikkileikkauksiin, joita tässä ei ole tarkasteltu, jää selkeitä virheellisiä laskentamalleja. Työ voidaan tehdä joko erillisenä työnä ohjelmiston liikenneteknisen tuki- ja ja ylläpitosopimuksen puitteissa (testaukset testikannassa) tai yhdistää se seuraavaan kohdan uusimistyöhön. Palvelutasomallien uudistamiseen esitetyllä tavalla on selkeät perusteet, koska nykyisin malleihin liittyy vakava uskottavuusongelmia. Työ edellyttää sekä ohjelmiston koodiin tehtäviä muutoksia että niiden testaamista testikannassa. Muutosta tehtäessä on vielä tarkistettava, että kaikkien eri poikkileikkausten mallit toimivat johdonmukaisesti. Turvallisuusmallien uusiminen on lähiaikoina välttämätöntä IVARohjelmiston uskottavuuden kannalta. Työ olisi ehkä mahdollista tehdä osittaisena lisäämällä laskentamalleihin korjauskertoimia uusien poikkileikkausten osalta, mutta tällöin malleihin jäävä epävarmuus säilyy ennallaan. Suositeltavampaa olisi tarkastella ensin mallien kehittämistarvetta kokonaisuutena ja tehdä arviot muutostöihin tarvittavista resursseista, aikataulusta ja kustannuksista. Tällainen esiselvitys kannattaisi tehdä yhteistyössä TARVA-ohjelmiston asiantuntijoiden kanssa, jolloin eri ohjelmistoissa olevat peruserot olisi jatkossa mahdollista poistaa. Ohjelmistojen kehittäminen voidaan esiselvityksen jälkeen tehdä tarvittaessa erillisinä projekteina.

Uusien tietyyppien liikenteellisten palvelutasomallien tarkistaminen 31 LÄHTEET 6 LÄHTEET IVAR (2005). Investointihankkeiden vaikutusten arviointiohjelmisto. Versio 2.2. Laskentojen systeemimääritelmä. Tiehallinto 2005. Julkaisematon. RIL (2005). Liikenne ja väylät I. Suomen Rakennusinsinöörien Liitto. Käsikirja RIL 165-1. Helsinki 2005. Ristikartano Jukka (2003). IVAR-ohjelmiston laskentamallien päivitys. Versioon 2.1 tehdyt muutokset. Tiehallinto 2003. Julkaisematon. Tiehallinto (2001). Tieliikenteen ajokustannukset 2000. Suunnitteluvaiheen ohjaus. Tiehallinto 2001. Tiehallinto (2005). Tieliikenteen ajokustannusten laskenta. Suunnitteluvaiheen ohjaus. Helsinki 2005. Tiehallinto (2006a), S12 projektin www-sivusto. http://alk.tiehallinto.fi/s12/htdocs/pages/s12index.htm. Tiehallinto 2006. Tiehallinto (2006b), Tietoa tiensuunniteluun nro 83, Luonnos 31.3.2006, Tiehallinto 2006. Tieliikelaitos (2006). IVAR-ohjelmiston version 2.2.1 parametritaulujen ylläpito. Helsinki 2006. Julkaisematon muistio.

ISSN 1459-1561 TIEH 4000554-v