Kokemuksia ruutupohjaisten mallinnusmenetelmien hyödyntämisestä Liikenne ja maankäyttö 2015 8.10.2015 Kari Hillo, Strafica Oy Autoistuminen Hankesuunnittelu Hinnoittelu Hyödyt Kasvukerroin Esisuunnittelu Seudullinen? Valtakunnallinen Kapasiteetti Keskustelu Kouluverkko Kulkutapajakauma Kustannustehokkuus Liikennejärjestelmä Liikennemäärä Liikkumissuorite Maankäyttö Matka-aika Matkatuotos Neliporrasmalli Operatiivinen Palvelutaso Palveluverkko Perusteluviestintä Pyöräliikenne Päästöt Suuntautuminen Reitinvalinta Kävely Liikenneturvallisuus Alueellinen Simulointi Linkkihaastattelu Lyhyt aikaväli Mitoittaminen Paikallinen Pitkä aikaväli Ruuhkautuminen Saavutettavuus Strateginen Talous Tarjonta Tarveselvitys Trendi Työpaikat Väestö Vuorovaikutus Vähittäiskauppa Vertailu Yhteiskuntatalous Toimintalinja Vaikutusten tunnistaminen Analyysi Henkilöautoilu Joukkoliikenne Toimivuustarkastelut Kysyntä Vaikutusarviointi 1
Perinteisten liikennemallien ominaisuuksia Aluekeskiarvot Matkat laajojen alueiden välisiä Liikennevirtojen käsittely massana Matkat irrallaan kontekstista (matkaryhmät, matkustajan ominaisuudet) Hetkellinen tilanne Keskittyminen liikkumiskäyttäytymisen tilastolliseen selittävyyteen 3 Strategisten liikennemallien kehittämistarve Suunnitteluparadigman muutos Suunnittelun painopiste on siirtynyt autoliikenteen sujuvuuden ja infrastruktuurin suunnittelusta liikennejärjestelmien ja liikenteen kysynnän hallintaan. Suunnittelukysymykset ovat monipuolistuneet ja toisaalta suunnittelun tarkkuustasovaatimukset ovat kasvaneet: liikennemaankäyttö -vuorovaikutussuhteet, käyttäjälähtöisyys, palvelutasoajattelu, matkaketjut jne. Tietokoneiden laskentatehojen kasvaminen Perinteiset liikennemallit on kehitetty 50- ja 60-lukujen laskentakapasiteetin rajoitteissa. Avoimen raakatiedon hyödyntäminen Tiedon vapautuminen ja big data avaa avaa ovia innovatiivisten ja tehokkaiden suunnittelua palvelevien menetelmien kehittämiselle. 4 2
Ruutupohjaisten menetelmien tuleminen Kasvaneet tarpeet liikenteen ja maankäytön vuorovaikutussuhteiden tutkimiseksi 2000-luvun puolivälin jälkeen valmistuneet yhdyskuntarakenteen seurannan YKR-aineistot Tiedon tuottaminen prosessien aikana (menetelmien ketteryys) Yksinkertaisten tunnuslukumallien ja verkkomallien yhdistäminen Ruutupohjaisia menetelmiä ja aineistoja mm. Vyöhykeanalyysit (Urban Zone, VALHEA, SAVU) Yksilötason liikkumisvalintojen simulointi (Brutus) 5 Esimerkki mallinnuksen resoluutioerosta Perinteinen liikennemalli vs. ruutupohjainen malli Esimerkki ruutuaineistojen ja perinteisten liikennemallien osa-alueiden maantieteellisestä tarkkuuserosta. Yksi osa-alue voi sisältää jopa sata ruutua. 6 3
Brutus henkilöliikenteen yksilömalli Brutal, simple, Brute Force Käsitellään kotitalouksien ja yksilöiden liikkumistarpeita Matkat käsitellään matkaketjuina koko päivän liikkumistarpeet ja reunaehdot huomioiden Aluejakona tiheä säännöllinen ruudukko (250 x 250 m) Jatkuva aikadimensio (kaikki vuorokauden matkat) Mukana kaikki relevantit kulkutavat (myös kävely ja pyöräliikenne) Hyödynnetään kattavasti ja monipuolisesti eri tietolähteitä ja yhdistetään ne paikkatiedon avulla toisiinsa Hyödynnetään nykyaikainen prosessorien laskentakapasiteetti 1) Saavutettavuuspohjainen matkojen suuntautumisen ja kulkutavan valinnan simulointimalli. Osmo Salomaa 2011. Yksilömallien etuja 1 Herkkiä laajemmalle toimenpidevalikoimalle ja kykeneviä vastaamaan monimutkaisempiin kysymyksiin. Näiden lisäksi viisi erityistä tunnistettua etua : 1. Ei-kotiperäiset matkat 2. Mahdollistaa tulosten tarkemman analysoinnin 3. Paremmat mahdollisuudet hinnoittelun mallintamiseen 4. Tarkempi esitys ajasta 5. Helpompi laajennettavuus 1 Advanced Practices in Travel Forecasting (TRB 2010) 8 4
Lähtötietotarpeet Maankäyttö Liikenneverkot Liikkuminen OpenStreetMap Kalkati.net XML database dump Reittioppaat (GTFS) 9 Toimintaperiaate Aluerakennetta tarkastellaan rasterimuodossa, ruudut yhdistetään toisiinsa liikennejärjestelmän avulla. Katsotaan ruutuaineistosta asuntokuntien ominaisuuksia, esim. koko, työssäkäynti, autonomistus, tulotasot ja etsitään vastaavia yksilöitä liikennetutkimuksesta (synteettisen populaation tuottaminen). Päätellään ja arvioidaan, kuinka kaukana/missä asukkaat voisivat käydä töissä, asioilla, ostoksilla jne. sekä yhdistetään ja ketjutetaan samalla matkoja sen mukaan, mitä matkustajat ovat tutkimuksessa ilmoittaneet (liikkumistarve, kulkutavat, rajoitteet). Sijoittelee kaikki ko. asuntokunnan henkilöiden matkat kulkutavoilla liikenneverkon nopeimmille reiteille niinä kellonaikoina, mitä tutkimuksessa on kerrottu. Tekninen toteutus R:llä (tilastoanalyysiohjelmisto) Matemaattisten mallien avulla kuvataan, miten kukin asukas todennäköisimmin liikkuu paikallisissa olosuhteissa. 10 5
Tulokset ja havainnollistaminen Jokaisen asukkaan jokainen päivän matka (kulkutavat, reitit, matkojen kellonajat ja viipymät kohteissa) Verkolliset tulosteet Verkon kuormituskuvat kulkutavoittain Linkkihaastattelut Polkuriippuvaiset suureet (aika- ja matkasuoritteet, maksut, ym.) Teemakartat ja rasterigrafiikat Vaikutusten kohdentuminen ruuduittain (tai aggregointi haluttuun aluejakoon) 11 Katsaus ruutupohjaisen yksilömallinnuksen soveltamismahdollisuuksiin 12 6
Esimerkki: Valtakunnallinen liikkumisennuste Lisatietoa: Valtakunnallinen liikkumisvalintojen yksilömalli (Liikennevirasto 12/2014) 13 Esimerkki: Tienkäyttömaksujen tasa-arvovaikutukset Lisatietoa: Käyttöön perustuvan liikenteen verotuksen vaikutusten arviointi valtakunnallisilla Liikennemalleilla (LVM 38/2013) 14 7
Esimerkki: Kaupan palveluverkkoselvitys Lisatietoa: Uudenmaan kaupan palveluverkon liikenteellinen arviointi (2012) 15 Esimerkki: Julkinen lähipalveluverkko Lisatietoa: JULKI - Julkisen lähipalveluverkon vaikutukset kestävään liikkumiseen (HSL 2012) 16 8
Esimerkki: Raitiotieverkon kuormitusanimaatio 17 Esimerkki: Helsingin pyöräbaanat 18 9
Kokemuksia mallin hyödyntämisestä kahdessa esimerkkiprojektissa 19 Case 1: Keran osayleiskaavan liikenneselvitys Tavoitteita: - Liikenteellisten vaikutusten arviointi - Tietojen tuottaminen jatkosuunnitteluun Tarkastelunäkökulmat: - Seudullinen ja kaupungin sisäinen (HELMET-malli) - Paikallinen, kaava-alueen sisäinen (Brutus) 20 10
Ennuste- ja sijoittelualuejako (HELMET) Ennustealueraja (autonomistus, matkojen suuntautuminen, kulkutavat) Sijoitttelualueraja (liikenneverkon kuormittuminen) 21 Maankäyttö ja palvelut Päivittäiskauppa Koulu Muu palvelu Olemassa oleva Uusi 22 11
Aluejaon tihentäminen 23 Seudullinen näkökulma (HELMET) Vaikutukset - Autonomistus - Kulkutapojen käyttö - Matkojen suuntautuminen - Tie- ja katuverkon kuormittuminen (henkilöautoliikenne) - Joukkoliikennejärjestelmän kuormittuminen 24 12
Paikallinen näkökulma (Brutus) Vaikutukset - Kävelyn ja pyöräilyn rooli alueen sisällä (korttelitarkkuus) - Jalankulkuvirrat - Pyöräliikenteen virrat - Liikkumisen päästöt 25 Ruutupohjaisen menetelmän anti työssä Täydensi seudullista liikennemallia liikenteellisten vaikutusten arvioinnin osalta Mahdollisti osayleiskaava-alueen sisäisen liikkumisen ja saavutettavuuden arvioinnin eri näkökulmista Voitiin antaan tarkempia suosituksia eri toimintojen sijoittelusta ja luonteesta Asutus Työpaikat Kaupalliset palvelut Koulut Pysäköinti Kävelyverkon ja pyöräliikenteen yhteyksien kuormittuminen Tietoja verkkojen, yhteyksien ja olosuhteiden jatkosuunnitteluun Liityntäpyöräpysäköinnin paikkatarve ja sijoittelu 26 13
Case 2: Pyöräliikenteen pääverkkosuunnittelu Hämeenlinnan seudulla Uudenmaan ELY-keskus on teettänyt Brutus-mallin koko toimivalta-alueelleen. Alueelliset liikennetutkimukset: Helsingin seudun laaja liikennetutkimus 2008 ja 2012 Lahden seudun liikennetutkimus 2010 27 Nykyinen maankäyttö ja pyöräverkko YKR OpenStreetMap Matka.fi Lahden seudun liikennetutkimus (Kanta-Hämeen liikkumiskysely) 3km 5km 3km 28 14
Pyöräverkon kuvaus ja pyöräiltävyys Pyöräilyn nopeus (vastus) on riippuvainen väylätyypistä, minkä lisäksi otetaan huomioon: Autoliikenteen määrä (jos ei erillistä pyöräväylää) Tien ylittämisestä aiheutuva viivytys Korkeuserot (kaltevuus) 29 Pyöräilyn kulkutapaosuus alueittain 30 15
31 Pyöräilyn potentiaali nykytilanteessa 32 16
Uusien yhteyksien vaikutus Verkon kuormitusmuutokset Saavutettavuusmuutokset Kuinka merkittäviä muutokset ovat? Keihin / millaisiin käyttäjiin hyödyt kohdistuvat? Mihin hyödyt kohdistuvat alueellisesti? - Linkkihaastattelut (määrät ja suuntautuminen) - Käyttäjäryhmäkohtaiset tarkastelut - Saavutettavuusmuutosten arviointi 33 Kysynnän perusteella saadaan selville relevantti pääverkon hahmo ja kiinnostavimmat yhteydet tarkempaan suunnitteluun: - Toiminnallisuus ja silmäkoko - Konfiliktipisteet / erottelutarpeet - Tulevaisuuden maankäyttö 34 17
Yhteenvetoa kokemuksista BRUTUS-malli soveltuu hyvin maankäytön, palvelujen, liikennejärjestelmän ja liikkumisvalintojen välisten vuorovaikutusten kuvaamiseen ja arviointiin. Tuloksia voidaan tuottaa kattavasti ja monipuolisesti koko valtakunnan tasolta aina yksilökohtaisiin analyyseihin. Hyvä siirrettävyys ja laajennettavuus. Mallinnuksen korkea resoluutio näyttäisi soveltuvan erityisen hyvin Kaavoituksen ja muun maankäytön suunnittelun tueksi Kestävien liikkumismuotojen tarkasteluun Käyttäjälähtöisiin analyyseihin Matkaketjujen palvelutasotarkasteluihin Kokemuksia jalankulkuyhteyksien suunnittelusta tai käveltävyyden arvioinnista ei vielä ole. Ei pelkästään valmiin paketin vaikutusarvionneissa, vaan hyödyntäminen jo toimintojen alustavassa sijoittelussa, periaatteellisessa mitoituksessa ja suunnitelmien hienosäädössä. 35 LISÄTIETOA: Kari Hillo kari.hillo@strafica.fi 040 5848315 www.mobilitymodeling.com www.strafica.fi 36 18