I denna studie har riktlinjer utvecklats för implementering av styralgoritmer för automatisk styrning av varierande hastighetsgränser i det uppdaterade motorvägsstyrningssystem som finns implementerat i dag. Riktlinjerna tar hänsyn till de krav som en trafikföreskrift ställer på utformning av algoritmer med tvingande hastighetsgränser.
Genom att dra slutsatser från tidigare forskning, empiri och en simuleringsbaserade utvärdering kan man dra slutsatsen att VH tillsammans med AID har potential att öka framkomligheten vid flaskhalsar av typen på- och avfarter, i kombination med förändringar av antalet körfält, vid trafikplatser på motorvägar med en hastighet på 100 km/h. Den undersökta sträckan vid Södertälje Syd har i dagsläget AID implementerat med rekommenderade hastighetsgränser. För att harmonisera med dagens styrning föreslås därför design av styralgoritm enligt Figur 45 och Figur 46 för sträcka S1 och S2. Sträcka S1 och sträcka S2 finns beskrivna i Figur 16.
Inget system har prioritet över det andra, utan det är alltid lägst hastighet som visas vid en portal oberoende av om det är rekommenderad eller tvingande hastighetsgräns som är lägst. För att uppnå en mer enhetlig styrstrategi bör det övervägas att i framtiden använda VH med två hastighetsgränser, 80 och 60 km/h, och endast en kövarningssymbol då AID aktiveras. Detta medför att endast densitet behövs för aktivering och deaktivering av hastighetsgränser.
Figur 46: Förslag till algoritm med VH och AID för sträcka 2.
Studien har medfört direkt nytta genom samverkan med Trafikverkets pågående arbete med att
implementera det nya motorvägstyrningssystemet i Stockholm. Detta genom att resultaten från studien har använts som input vid utformningen av en trafikföreskrift för den sträcka av E4/E20 förbi
Södertälje, där fältförsök ska äga rum under 2021.
Nästa steg är att utvärdera hur styrstrategin påverkar trafiksystemet i en verklig trafikmiljö. Genom att studera trafikeffekter från fältförsöket kan effekter undersökas som inte går att fånga upp i en
trafiksimuleringsmiljö. Dessa är bland annat trafiksäkerhet, långsiktiga effekter på framkomlighet och till viss del miljöeffekter.
Eftersom sträckan redan är utrustad med avancerad mätutrustning som samlar in trafikdata vid givna snitt (med avstånd om 150-300 meter), ger det ett unikt tillfälle att jämföra dagens styrning med de förbättrade styråtgärderna. Sådana jämförelser av system i drift är mycket ovanliga, och kan bidra med ny kunskap kring trafikstyrning på stadsnära motorvägar med hjälp av variabla hastighetsgränser. Vidare samlas medelvärdesdata per körfält in på minutnivå och det finns även tillgängliga data för enskilda fordonspassager, vilket möjliggör en detaljerad beskrivning av utvecklingen i trafiken också över tid.
I en nästa studie bör därför sunda och välmotiverade metoder tillämpas för att på ett sofistikerat sätt analysera före- och eftersituationen. I möjligaste mån bör hänsyn tas till olika aspekter såsom
framkomlighet, säkerhet och miljö. Därefter kan styrstrategin utvärderas och justeras på lämpligt sätt då den är testad i en verklig trafikmiljö.
Vid kalibreringen av trafiksimuleringsmodellen tillämpades tillgängliga mätdata från detektorer i nuvarande motorvägsstyrningssystem samt hastighet och tidsluckor för individuella fordon. Tillgängliga data har därmed inte möjliggjort kalibrering av körfältsbyten, interaktioner mellan
enskilda fordon eller efterlevnad av VH och AID. Då det är känt att dessa faktorer har en stor påverkan på framkomligheten i flaskhalsar, kan en felaktig modellering av dessa leda till att resultaten i
simuleringen skiljer något från resultaten som observeras i verkliga trafikmiljöer. Ett viktigt nästa steg är därför att undersöka hur väl simuleringsresultaten stämmer överens med resultaten på teststräckan för den implementerade styrstrategin. Detta ger en uppfattning om hur viktig modellering av
detaljerade modellegenskaper i simuleringsmodellen är samt vilken påverkan det har på simuleringsresultatet.
Referenser
S. Ahn and M. J. Cassidy (2007). Freeway traffic oscillations and vehicle lane-change maneuvers. Proceedings of the 17th International Symposium on Transportation and Traffic Theory (ISTTT17).
P. Allaby, et al. (2007). "Variable speed limits: Safety and operational impacts of a candidate control strategy for freeway applications." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems
8(4): 671-680.
A. Anund and H. Svensson (2010). Nya hastighetsgränser i Sverige: Hur upplever bilisterna detta? S. Berg and N. Bukkems (2001). Dutch and Swedish experiences of the Dutch Motorway Control
System MTM. Proceedings of the 8th World Congress on Intelligent Transport Systems. R. C. Carlson, et al. (2011). "Local feedback-based mainstream traffic flow control on motorways
using variable speed limits." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 12(4):
1261-1276.
A. Carlsson and M.-R. Yahya (2002). Kövarningssystem på E6 Göteborg: Redovisning av trafikmätningar.
Y. C. Chiou, et al. (2012). "Optimal variable speed-limit control under abnormal traffic conditions." Journal of the Chinese Institute of Engineers 35(3): 299-308.
K. Chung, et al. (2007). "Relation between traffic density and capacity drop at three freeway bottlenecks." Transportation Research Part B: Methodological 41: 82-95.
C. F. Daganzo and J. A. Laval (2006). "Lane-changing in traffic streams." Transportation Research Part B: Methodological 40(3): 251-264.
S. Dahlstedt (2002). Nya kövarningsskyltar längs E6 genom Göteborg: Resultat av utvärderingsintervjuer.
A. Duret, et al. (2009). Spatio-temporal analysis of impacts of lane changing consistent with wave propagation. Transportation Research Board 88th annual meeting, Compendium of papers. J. R. D. Frejo, et al. (2014). "Hybrid model predictive control for freeway traffic using discrete speed
limit signals." Transportation Research Part C: Emerging Technologies 46: 309-325.
E. Grumert and A. Tapani (2018). "Characteristics of variable speed limit systems." European transport research review.
E. F. Grumert, et al. (2019). Traffic state estimation as a complement to stationary detectors in variable speed limit systems. TRB 98nd Annual Meeting Compendium of Papers.
B. Gustafsson, et al. (2018). Störningsrapporten 2017.
S. Gustafsson, et al. (2012). Vägtrafikens hastigheter, Kunskapsinventering.
Y. Han, et al. (2017). "Variable speed limit control at fixed freeway bottlenecks using connected vehicles." Transportation Research Part B: Methodological 98: 113-134.
A. Hegyi, et al. (2005). "Optimal coordination of variable speed limits to suppress shock waves." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 6(1): 102-112.
A. Hegyi and S. P. Hoogendoorn (2010). Dynamic speed limit control to resolve shock waves on freeways - Field test results of the SPECIALIST algorithm. IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Proceedings, ITSC'10, IEEE.
A. Hegyi, et al. (2008). SPECIALIST: A dynamic speed limit control algorithm based on shock wave theory. IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems, Proceedings, ITSC'08. A. Isaksson (1997). En studie av hastigheter och tidluckor 1996.
H.-Y. Jin and W.-L. Jin (2015). "Control of a lane-drop bottleneck through variable speed limits." Transportation Research Part C: Emerging Technologies 58: 568-584.
C. Lee, et al. (2006). "Evaluation of variable speed limits to improve traffic safety." Transportation Research Part C: Emerging Technologies 14(3): 213-228.
D. Li and P. Ranjitkar (2015). "A fuzzy logic-based variable speed limit controller." Journal of Advanced Transportation 49(8): 913-927.
D. Li, et al. (2014). A logic tree based algorithm for variable speed limit controllers to manage recurrently congested bottlenecks. Transportation Research Board 93rd Annual Meeting, Compendium of papers.
X. R. Liang and D. Q. Wang (2012). "Design and Simulation of Speed Limit Controller Based on Fuzzy Logic Inference." Applied Mechanics and Materials 220: 988-991.
J. Lindqvist Dillen, et al. (2003). Acceptance av skilda hastighetsanpassningssystem: Analys av förändringar i attityder mellan 1999 och 2002.
F. Maunsell and M. Parkman (2007). M25, Control motorway, Summary report.
Movea (2015). E4/E20 Södertäljevägen, Effekter av trafikledning, vägrensutnyttjande och nödfickor. E. R. Müller, et al. (2015). "Microsimulation analysis of practical aspects of traffic control with
variable speed limits." IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems 16(1): 512-
523.
G. Nilsson (1977). Sammanställning av försök med differentierade hastighetsgränser åren 1968-1972. G. Nilsson (1990). Sänkning av hastighetsgränsen 110 km/h till 90 km/h sommaren 1989: Effekter på
personskadeolyckor, trafikskadade och hastigheter.
A. Nissan and K. L. Bang (2006). Evaluation of impacts of the motorway control system (MCS) in Stockholm. European Transport Conference (ETC) Association for European Transport. A. Nissan and H. N. Koutsopoulos (2011). "Evaluation of the Impact of Advisory Variable Speed
Limits on Motorway Capacity and Level of Service." Procedia - Social and Behavioral Sciences 16: 100-109.
J. J. Olstam (2004). Harmonisering av hastigheter: Effekter av minskad hastighetsspridning. M. Papageorgiou, et al. (1991). "ALINEA: A local feedback control law for on-ramp metering."
Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1320: 58-64.
M. Papageorgiou, et al. (2008). "Effects of variable speed limits on motorway traffic flow." Transportation Research Record 2047(1): 37-48.
S. A. Smulders and D. E. Helleman (1998). Variable speed control: State-of-the-art and synthesis. 9th International Conference on Road Transport Information and Control.
F. Soriguera, et al. (2013). "Assessment of Dynamic Speed Limit Management on Metropolitan Freeways." Journal of Intelligent Transportation Systems: Technology, Planning, and Operations 17(1): 78-90.
A. Srivastava and N. Geroliminis (2013). "Empirical observations of capacity drop in freeway merges with ramp control and integration in a first-order model." Transportation Research Part C: Emerging Technologies 30: 161-177.
P. Strömgren and G. Lind (2016). Harmonization with variable speed limits on motorways. Transportation Research Procedia.
C. Svedung (2005). En studie av hastigheter och tidluckor 2004. Trafikanalys (2018). Trafikarbete på svenska vägar.
A. Vadeby and Å. Forsman (2010). Utvärdering av nya hastighetsgränssystemet: Effekter på hastighet, Etapp 1.
A. Vadeby and Å. Forsman (2012). Hastighetsspridning och trafiksäkerhet.
A. Vadeby and Å. Forsman (2012). Utvärdering av nya hastighetsgränssystemet: Effekter på hastighet, etapp 2.
A. Vadeby, et al. (2012). Utvärdering av nya hastihetsgränssystemet: Effekter på trafiksäkerhet och miljö.
A. Vadeby, et al. (2018). Utvärdering av intensifierad hastighetsövervakning i Polisregion Väst. E. van den Hoogen and S. Smulders (1994). Control by variable speed signs. Results of the Dutch
experiment. 7th International Conference on Road Traffic Monitoring and Control. J. A. C. van Toorenburg and M. L. de Kok (1999). Automatic incident detection in the motorway
control system MTM.
S. K. Zegeye, et al. (2009). Reduction of travel times and traffic emissions using model predictive control. IEEE American Control Conference ACC'09.
S. K. Zegeye, et al. (2011). Reduction of area-wide emissions using an efficient model-based traffic control strategy. IEEE Forum on Integrated and Sustainable Transportation Systems, FISTS. L. Zhang and D. Levinson (2004). "Some properties of flows at freeway bottlenecks." Transportation
Research Record: Journal of the Transportation Research Board 1883: 122-131.
P.-E. Åstrand (2007). Effekter av dynamiskt anpassningsbara hastighetsskyltar på efterlevnad av hastighetsgränser och föraracceptans - en fallstudie, Lunds Tekniska Högskola.
OM VTI
V
TI, Statens väg- och transportforskningsinstitut, är ett oberoende och internationellt framstående forskningsinstitut inom transportsektorn. Vår huvuduppgift är att bedriva forskning och utveckling kring infra- struktur, trafik och transporter. Vi arbetar för att kunskapen om transport- sektorn kontinuerligt ska förbättras och är på så sätt med och bidrar till att uppnå Sveriges transportpolitiska mål.Verksamheten omfattar samtliga transportslag och områdena väg- och ban- teknik, drift och underhåll, fordonsteknik, trafiksäkerhet, trafikanalys, människan i transportsystemet, miljö, planerings- och beslutsprocesser, transportekonomi samt transportsystem. Kunskapen från institutet ger beslutsunderlag till aktörer inom transportsektorn och får i många fall direkta tillämpningar i såväl nationell som internationell transportpolitik.
VTI utför forskning på uppdrag i en tvärvetenskaplig organisation. Medarbetarna arbetar också med utredning, rådgivning och utför olika typer av tjänster inom mätning och provning. På institutet finns tekniskt avancerad forskningsutrustning av olika slag och körsimulatorer i världsklass. Dessutom finns ett laboratorium för vägmaterial och ett krocksäkerhetslaboratorium.
I Sverige samverkar VTI med universitet och högskolor som bedriver närliggande forskning och utbildning. Vi medverkar även kontinuerligt i internationella forsk- ningsprojekt, framförallt i Europa, och deltar aktivt i internationella nätverk och allianser.
VTI är en uppdragsmyndighet som lyder under regeringen och hör tilI Infrastruk- turdepartementets verksamhets-/ansvarsområde. Vårt kvalitetsledningssystem är certifierat enligt ISO 9001 och vårt miljöledningssystem är certifierat enligt ISO 14001. Vissa provningsmetoder vid våra laboratorier för krocksäkerhetsprovning och vägmaterialprovning är dessutom ackrediterade av Swedac.