Uppskattning av fördröjning och avgasutsläpp i fyrvägskorsningar med olika regleringsformer speciellt fyrvägsstopp

(1)

VTI meddelande

Nr 700 - 1992

Uppskattning av fördröjning och avgasutsläpp i

fyrvägskorsningar med olika regleringsformer,

speciellt fyrvägsstopp

Per Henriksson

(2)

VTI meddelande

Nr 700 - 1992

Uppskattning av fördröjning och avgasutsläpp i

fyrvägskorsningar med olika regleringsformer,

speciellt fyrvägsstopp

Per Henriksson

din

(3)

(4)

-oell7iafilr-Utgivare: Publikation: VTI MEDDELANDE 700 Utgivningsår: Projektnummer:

1992 75342-6 wymmfik_ Projektnamn: Uppskattning av fördröjning Wlnstitumr och avgasutsläpp i fyrvägskorsningar med Statens väg- och trañkinstitut (VTI) - 581 01 Linköping olika regleringsformer, spec. fyrvägsstopp

Författare: Uppdragsgivare:

Per Henriksson Trafiksäkerhetsverket (TSV)

T' I:

de

_{Uppskattning av fördröjning och avgasutsläpp i fyrvägskorsningar med olika}

regleringsformer speciellt fyrvägsstopp

Referat (bakgrund, syfte, metod, resultat] max 200 ord:

Detta meddelande skattar avgasutsläpp och fördröjning i fyrvägskorsningar för tre typer av regleringar: stopplikt i två tillfarter, stopplikt i fyra tillfarter och signaler.

Variabler som inkommande flöde, trañkfördelning på primär- och sekundärgata samt andelen svängande fordon har varierats.

Fördröjningen i en korsning med stopplikt i alla tillfarter uppskattas vara i samma storleksordning som fördröjningen i en korsning med signaler, dvs upp till dubbelt så stor som i fallet med stopp i två tillfarter.

Utsläppen är lägst i en korsning med stopp i två tillfarter, med signaler ökar utsläppen med 5-10 % och med stopp i alla tillfarter blir ökningen 10-20 %.

Skillnaden i utsläpp ökar när antingen andelen svängande fordon minskar eller när fördelningen av trafiken på de korsande gatorna blir ojämn.

Nyckelord:

Språk' Antal sidor:

0347-6049 Svenska 31 + Bil.

(5)

(6)

Publisher: Publication: VTI

Published: Project code:

1992 75342-6

Whnaadand ProjectEstimation of delays and emissions at 'TrafficBassam!)an four-way junctions with different forms of

re-Swedish Road and Traffic Research Institute 0 8-581 01 Linköping Sweden gulation, principally four-way mandatory stop

Author: Sponsor:

Per Henriksson Swedish Road Safety Office

Title'Estimation of delays and emissions at four-way junctions with different forms of regulation, principally four-way mandatory stop

Abstract (ba ckground,aims, methods, results) max200 words:

The bulletin reports anestimation ofemissions anddelays at four-way junctions with different types of regulation: mandatory stop on two approaches, mandatory stop on four approaches and traffic signals.

Variables such as incoming traffic flow, traffic distribution on the primary and secondaryroad and the proportion of turning vehicles have been varied.

The delay at ajunction with mandatory stop on all approaches has been estimated to be of the same order of size as the delay at a junction regulated by signals, i.e. up to twice as long as in the case of a mandatory stop on two approaches.

Emissions are lowest at a junction with mandatory stop on two approaches. With traffic signals, emissions increase by 5-10 % and with mandatory stop on all approaches the increase is 10-20 %.

The difference in emissions increases when either the proportion of turning vehicles decreases or the distribution of the traffic on the intersecting roads is uneven.

Keywords:

Language: No. ofpages:

(7)

(8)

FÖRORD

Uppdragsgivare för detta projekt har varit Trafiksäkerhetsverket

med Åke Svedberg som kontaktman.

Ulf Hammarström har bidragit med värdefull hjälp och synpunkter

har även lämnats av Arne Carlsson, Rein Schandersson och Mats

(9)

(10)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 01 0 1 0 1 m m m N H '-1 .-1 SAMMANFATTNING SUMMARY BAKGRUND BERÃKNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR

TOTAL FÖRDRÖJNING OCH ANDEL STOPPADE FORDON

Definition av total fördröjning

Skattning av geometrisk fördröjning för samtliga regleringsformer

Modeller för Skattning av interaktions-fördröjning i 4-vägsstopp

Studie av korsning som ändrats från

2-vägsstopp till 4-vägsstopp

Jämförelse av interaktionsfördröjning skattad ur videofilmad korsning och med Richardsons modell

Modell för Skattning av interaktionsför-dröjning i 2-vägsstopp

Modell för Skattning av interaktionsför-dröjning i signalreglerade korsningar Skattning av andel stoppade fordon SKATTNING AV UTSLÃPP OCH BRÃNSLEFÖR-BRUKNING

RESULTAT

Total fördröjning

Utsläpp och bränsleförbrukning

RESULTATET SETT I ETT STÖRRE SAMMANHANG

Total årlig fördröjning

Utsläppen i korsningar satta i relation till utsläppen i en tätort

REFERENSLISTA

BILAGA 1: Beskrivning av hur utsläpps-faktorerna bestämts

BILAGA 2: Komponenterna som bygger upp de totala utsläppsfaktorerna BILAGA 3: Karta över Linköpings innerstad

Sid IV 11 13 14 15 16 18 21 23 27 27 28 31

(11)

(12)

Uppskattning av fördröjning och avgasutsläpp i fyrvägskorsningar med olika regleringsformer, speciellt fyrvägsstopp.

av Per Henriksson

Statens väg- och trafikinstitut (VTI) 581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

Trafiksäkerhetsverket har gett VTI i uppdrag att försöka skatta fördröjning och avgasutsläpp i fyrvägskorsningar med olika reg-leringsfonmer; signaler och stopplikt. I det senare fallet har två varianter studerats, en med stopplikt i två tillfarter och en med stopplikt i alla tillfarter (sk 4-vägsstopp). 4-vägsstop-pens positiva effekt på antalet olyckor är tidigare belagd, me-dan uppgifter om.miljökonsekvenser har saknats.

För varje regleringsform har följande alternativa

förutsättning-ar utvärderats:

* totalt 400 eller 800 inkommande fordon under en timme (f/h),

* primärgatan står för 50 eller 60 % av trafikmängden,

* andelen svängande fordon är 30 eller 50 %.

Fördröjningen har delats upp i geometrisk fördröjning och inter-aktionsfördröjning (betjäningstiden + väntetiden i kö). Interak-tionsfördröjningen i korsningar med 4-vägsstopp har skattats med en amerikansk modell i kombination med svenska empiriska upp-gifter och för de två andra typerna av regleringsformer har en vägverksmodell utnyttjats.

De totala utsläppen, inklusive tillägg för kallstart och av-dunstning, har beräknats med hjälp av en modell som VTI tagit

fram på uppdrag av Vägverket.

Ett antal förenklingar och antaganden har gjorts för att be-gränsa omfattningen av beräkningarna: t ex har antagits att cyklister och gångtrafikanter inte förekommer; samma fördelning

(13)

II

på fordonstyper har använts för alla trafikströmmar och sväng-ande fordon har räknats som stoppsväng-ande.

När det totala inkommande flödet är 400 f/h, har

medelfördröj-ningen per fordon skattats till: * 7 s i 2-vägsstoppet,

* 11 s i 4-vägsstoppet, * 12 s i signalkorsningen.

Vid det dubbla flödet, 800 f/h, blir medelfördröjningen

* mellan 7,4 och 9,4 3 i 2-vägsstoppet, * omkring 12 s i 4-vägsstoppet,

* 15 s i den signalreglerade korsningen.

2-vägsstoppet ger enligt uppskattningarna upphov till de lägsta utsläppen. I fallet med 400 inkommande f/h, jämnt fördelad tra-fikmängd på gatorna och med en svängandel på 50 %, släpps under en timme ut 384 g HC, 3 730 g CO, 43,8 g C02, 279 g NOx och 18,3 liter bränsle åtgår. Installeras signaler i samma korsning ökar utsläppen med 5 %. Med stopplikt i alla tillfarter beräknas utsläppen bli 10 % högre jämfört med situationen med stopp i endast två tillfarter.

Är andelen svängande fordon 30 % (fortfarande 400 inkommande f/h och jämt fördelad trafik på gatorna) blir utsläppen ca 5 % lägre i korsningen med 2-vägsstopp jämfört med om andelen svängande fordon är 50 %. I den signalreglerade korsningen är skillnaden något mindre och med 4-vägsstopp är utsläppen lika stora som i fallet med 50 % svängande fordon.

Även total fördröjning under ett år har skattats. Utsläppen har

också bestämts för ett större område som en del av en stad.

Den årliga fördröjningen i en korsning med 2-vägsstopp har upp-skattats till omkring 6 000 h. De två andra regleringsformerna

ger upphov till ungefär samma fördröjning: 9-10 000 h/år.

(14)

III

I en stadskärna (Linköpings innerstad) med ett trafikarbete på

110 000 fkm/dygn, släpper trafiken per dygn ut 540 kg HC, 6 900

kg C0, 80 kg C02 och 570 kg NOX. Den förbrukade bränslemängden

uppgår till 34 000 liter per dygn. En korsning med stopplikt i

två tillfarter och maximalt 800 inkommande f/h, ger per dygn upphov till drygt 11 kg HC, 110 kg CO, 1,3 kg C02 samt mellan 7,9 och 8,4 kg NOX. Omkring 540 liter bränsle förbrukas. Med signaler skulle utsläppen/förbrukningen Öka med 5 %. Om

stopp-likt skulle råda i alla tillfarter, blir utsläppen/förbrukningen

(15)

(16)

IV

Estimation of delays and emissions at four-way

junctions with different forms of regulation, principally four-way mandatory stop.

by Per Henriksson

Swedish Road and Traffic Research Institute (VTI

3-581 01 LINKÖPING Sweden

SUMMARY

The National Road Safety Office has requested the VTI to esti-mate the delays and emissions at four-way junctions with diffe-rent forms of regulation: traffic signals and mandatory stop. In

the latter case, two variants have been studied, one with

manda-tory stop on two approaches and one with mandatory stop on all approaches (four-way stop). The positive effect of a four-way stop on the number of accidents has earlier been established,

while information on the environmental consequences is lacking.

Each form of regulation has been evaluated under the following

conditions:

* A total of 400, alternatively 800, incoming vehicles during one hour (vehicles/h)

* The primary road carries 50 %, alternatively 60 %, of the traffic volume

* The proportion of turning vehicles is 30 %, alternatively 50 %.

The delay has been divided into geometric delay and delay in

interaction (service time + time queueing). The delay in

interaction at a junction with a four-way stop has been estimated with an American model in combination with Swedish empirical data, while a National Road Administration model has been used for the other types of regulation.

Total emissions, including supplements for cold start and evaporation, have been calculated with the aid of a model produ-ced by the VTI at the request of the National Road

(17)

A number of simplifications and assumptions have been made to limit the extent of the calculations: for example, cyclists and pedestrians have ben excluded, the same distribution of vehicle types has been used for all traffic streams and also turning vehicles have been considered as stopped.

When the total incoming flow is 400 vehicles/h, the mean delay

per vehicle has been estimated at: * 7 s with a two-way stop,

* 11 s with a four-way stop,

* 12 s at a signal regulated junction.

With double the flow, 800 vehicles/h, the mean delay is: * 7.4 - 9.4 s with a two-way stop,

* about 12 s with a four-way stop, * 15 s at a signal regulated junction.

The two-way stop is estimated to lead to the lowest emissions.

With 400 incoming vehicles/h, an evenly distributed traffic

volume on the roads and a turning proportion of 50 %, hourly emissions are 384 g HC, 3,730 g CO, 43.8 g C02 and 279 g NOX, fuel consumption being 18.3 litres. If signals are installed at the same junction, emissions increase by 5 %. With a mandatory stop on all approaches, emissions are 10 % higher than with a stop on only two approaches.

If the proportion of turning vehicles is 30 % (still with 400 incoming vehicles/h and evenly distributed traffic on the roads) emissions will be about 5 % lower at a junction with a two-way stop than in the situation with a 50 % proportion of turning vehicles. For the signal regulated junction, the reduction is somewhat less and with a four-way stop, emissions are as great as in the case with a 50 % proportion of turning vehicles.

(18)

VI

Also the total delay during one year has been estimated. Emis-sions have furthermore been determined for a larger area, such as a city zone.

The annual delay at a junction with a two-way stop has been

estimated at about 6,000 h. The two other forms of regulations

give rise to about the same delay: 9,000-10,000 h/year.

According to the estimates, daily emissions in a city centre

with traffic activity of 110,000 vehicle km/day are 540 kg HC,

6,900 kg C0, 80 kg C02 and 570 kg NOX, fuel consumption being 34,000 litres. A junction with stop control on two approaches and a maximum of 800 incoming vehicles/hour generates just over 11 kg HC, 110 kg CO, 1.3 kg C02 and 7.9-8.4 kg NOx per day. Approximately 540 litres of fuel are consumed. With traffic signals, the emissions/consumption ratio would increase by 5 %. If stop control were introduced on all approaches, the ratio would be 10 % greater compared to stop control on two approaches.

(19)

(20)

1 BAKGRUND

Så kallade 4-vägsstopp (stopplikt i samtliga tillfarter i en korsning) har sedan 1980-talets början testats i Sverige i

främst Malmö och Stockholmsområdet, referens (91-1). I referens

(88-1) redovisas resultatet av enlitteraturstudie som i huvud-sak tar upp amerikanska erfarenheter av effekten på olyckor. Eftersom alla fordon tvingas stanna blir hastigheten i kors-ningen låg vilket medför ökad säkerhet. En negativ följd kan vara ökade avgasutsläpp och tidsförluster.

I Trafiksäkerhetsverkets ansats till riktlinjer för 4-vägsstopp,

referens (91-1), anges det att 4-vägsstopp är lämpligt att in-föra i en korsning under följande villkor:

* korsningen är drabbad av många typiska korsningsolyckor, * trafikmängden >4OO inkommande fordon under maxtimmen,

* signaler erfordras och skall uppsättas men detta kan inte ske inom rimlig tid av ekonomiska skäl,

* trafiken på sekundärvägen utgör minst 40 % av den totala tra-fikmängden.

Innan Trafiksäkerhetsverket beslutar om 4-vägsstoppets framtid i Sverige behöver andra effekter än olyckor belysas. Därför har Trafiksäkerhetsverket gett VTI i uppdrag att försöka skatta ut-släpp och total fördröjning i en korsning med 4-vägsstopp

jäm-fört med två alternativa regleringsformer: stopp i två av

(21)

2 BERÄKNINGSFÖRUTSÃ'lTNINGAR

De avgastyper för vilka utsläppsmängder ska beräknas, är kol-väten (HC), kolmonoxid (CO), koldioxid (C02) och kväveoxider (NOX). Även bränsleförbrukningen ska studeras. 1992 är satt till beräkningsår och hastighetsgränsen är generellt 50 km/h med ett körfält i varje tillfart. För de tre regleringsformerna (4-vägs-stopp, 2-vägsstopp och signalreglering) har 400 och 800 totalt

inkommande fordon under maxtimmen valts som nivåer på flödet.

Vidare har två fall av fördelning av trafiken av på primärgatan

och sekundärgatan valts: 50/50 och 60/40. Andelen svängande

trafik har antagits vara 30 eller 50 %. Fordonssammansättningen har antagits vara 95 % lätta bilar (personbilar och lätta

last-bilar), 4 % tunga lastbilar (inklusive bussar) och 1 % tunga

lastbilar med släp. Denna fördelning på fordonstyper gäller för tätort och har tagits fram av VTI i andra sammanhang.

Fördelningen, den sanna, är sannolikt beroende av total

flödes-nivå och på så sätt att andelen tung trafik minskar med ökande

trafik.

Inga cyklister eller gångtrafikanter antas förekomma i

korsning-arna.

(22)

3 TOTAL FÖRDRÖJNING OCH ANDEL STOPPADE FORDON 3.1 Definition av total fördröjning

Den totala fördröjningen som ett fordon drabbas av i en trafik-anläggning (referens 77-1) kan sägas utgöras av tre delar:

* geometrisk fördröjning, * betjäningstid (servicetid), * Väntetid i kö.

Med geometrisk fördröjning avses accelerations- och retarda-tionsförlusterna i förhållande till hastigheterna upp- respek-tive nedströms trafikanläggningen.

Betjäningstiden för ett fordon i en underordnad ström definieras som tiden det behöver vänta längst fram i kö innan en tidlucka större än det kritiska tidsavståndet uppträder i den överordnade

trafikströmmen.

Väntetiden i kö är alltså väntetiden som ett fordon drabbas av innan det kommer fram till stopplinjen.

Summan av betjäningstiden och väntetiden i kö kallas inter-aktionsfördröjning.

Eventuella fördröjningar till följd av konflikt efter passage av stopplinjen har antagits vara försumbara.

3.2 Skattning av geometrisk fördröjning för samtliga re-gleringsformer

I denna rapport räknas även ett svängande fordon som stoppande, samma förenkling som görs i Vägverkets avgasmodell (se avsnitt 4). Ett stoppande eller svängande fordonantas vidare retardera från

50 km/h till stillastående för att sedan accelerera till

(23)

Tabellen nedan innehåller de retardations- och

accelerations-nivåer som använts för de olika fordonstyperna.

Tabell 1 Använda retardations- och accelerationsnivåer för

olika fordonstyper.

Fordonstyp Retardations- Accelerations-nivå (m/sz) nivå (m/sz) Pb och lätta lb Tunga lb Tunga lb m släp i- H-Ii -I äää 0 0 0 0 0 0 C D I -* N N \ N m o m

Fördröjning till följd av acceleration kan härledas till att beräknas ur följande formel:

fördröjning = hastighet utan stopp/(2*dv/dt)

där fördröjning mäts i s, hastighet i m/s och dv/dt i m/sz.

För-dröjning till följd av retardation beräknas med samma formel. I tabellen nedan ges de geometriska fördröjningarna som erhålls:

Tabell 2 Geometrisk fördröjning som funktion av fordonstyp och hastighetsförändringar. Fördröjning (s/f) Fordonstyp 50-0 km/h 0-50 km/h Totalt Pb och lätta lb 3,86 2,67 6,5 Tunga lb 3,86 6,94 10,8 Tunga lb m släp 3,86 11,57 15,5

Vägs de totala geometriska fördröjningarna för fordonstyperna ihop med vikter enligt fordonssammansättningen i avsnitt 2

er-hålls en genomsnittlig geometrisk fördröjning på 6,8 s/f. Med

detta förfaringssätt förbises det faktum att personbilar med större accelerationsförmåga blir hindrade av långsammare fordon som exempelvis en tung lastbil med släp. För de trafiknivåer som är aktuella i denna rapport kan dock förekomsten av sådana

(24)

ationer anses vara mindre vanliga och inte påverka förloppet i korsningen nämnvärt. Under förutsättning att alla fordon stannar helt vid stopplinjen i en korsning med 4-vägsstopp kommer ett fordon inte att bli hindrat av ett framförvarande under

accele-rationen.

Den geometriska fördröjningen för ett svängande och/eller stopp-ande fordon skattas i alla tre regleringsformerna sålunda till

6,8 s/f.

3.3 Modeller för skattning av interaktionsfördröjning i

4-vägsstopp

Från de svenska försöken med 4-vägsstopp, se referenserna (88-1) och (91-1), är uppgifter om interaktionsfördröjning mycket be-gränsade och behäftade med stor osäkerhet.

Genom sökningar i litteraturen har ett antal amerikanska artik-lar hittats som tar upp 4-vägsstoppets effekterpå interaktions-fördröjningen. I USA har 4-vägsstopp förekommit sedan 1950-talet.

I referens (89-1) presenteras resultaten av studier av hur kapa-citeten och interaktionsfördröjningen beror på flödet i kors-ningen. Data har samlats in från ett antal

4-vägsstoppskorsning-ar med ett körfält i v4-vägsstoppskorsning-arje tillf4-vägsstoppskorsning-art. Ur detta material tas två

metoder fram för att skatta interaktionsfördröjningen för ett fordon: en grafisk och en analytisk metod. Figur 1 visar sche-matiskt hur interaktionsfördröjningen beror på flödet i den stu-derade tillfarten och flödet i de övriga tillfarterna.

(25)

O O In te ra kt io ns fm rd rO Jn in g s/ f h ä. §. §-u. g k % 9 d \ \ \ . _ §§_ _ . . . . ä-_ " ' * -u ; za g . _ _ _ _ _ _ _ . h . . . _ _ _ _ -u g a s t ? * \\ i * \\ N * \\ N * *\ \. * *N §N * *\ \. O I 0 ?00 400 600 800 1000

Studerad tillfarts flöde, f/h

Figur 1 Interaktionsfördröjning som funktion av den studerade tillfartens flöde och summan av övriga tillfarters flöde.

Interaktionsfördröjningen kan ur figuren utläsas till omkring

5 8 när den "egna" tillfartens flöde högst uppgår till 300 f/h.

När flödet överstiger 300 f/h ökar interaktionsfördröjningen exponentiellt och olika mycket beroende på det övriga flödets storlek.

Den andra, analytiska, metoden i referens (89-1) beskriver

interaktionsfördröjningen enligt följande funktion (som ju är anpassad till samma material som den grafiska metoden):

interak . fördröjning=e ( . 00375 *SUBVOL+ . 00132 *CONVOL+ . 00153*OPPVOL)

där interaktionsfördröjningen erhålls i s/f och SUBVOL, CONVOL

samt OPPVOL är flödet (f/h) i den tillfart fordonet befinner sig

i, det totala flödet i de korsande tillfarterna respektive

flö-det i den motsatta tillfarten.

I referens (88-2) redovisas en för- och efterstudie av 2-vägs-stopp och 4-vägsstopp i västra Virginia, USA, i korsningar med

lågt trafikflöde (högst 400 f/dag). Tre korsningar med dubbla körfält belägna i bostadsområden var under vintermånaderna reg-lerade med stopplikt i två av tillfarterna och under sommaren

ändrades de till 4-vägsstopp. Man fann att den totala

(26)

ningen var 2,6 gånger större när det var stopplikt i alla till-farter jämfört med situationen med stopplikt i två av

tillfar-terna. Resultatet är dock inte direkt användbart här eftersom det rör sig om tillfarter med dubbla körfält och dessutom är

trafiknivån väsentligt lägre än den som ska studeras i denna

rapport.

I referens (87-1) utgår A J Richardson från den s k

M/G/l-model-len för att beskriva skeendet i en korsning med stopplikt i alla tillfarter. Enligt den ankommer fordonen till korsningen enligt en Poissonprocess (M för Markov), betjäningstiderna har en

gene-rell (G) sannolikhetsfördelning och antalet betjäningsställen

(korsningar) är 1.

Vid höga trafikflöden kan antagandet om slumpmässiga

fordons-ankomster ifrågasättas. Modellens simulerade värden bör då

tolkas försiktigt.

Artikelförfattaren räknar endast med att fordonen passerar rakt genom korsningen och att flödena på motsatta tillfarter är lika stora. Utveckling av modellen pågår för att även kunna ta med svängande trafik i beräkningarna. Betjäningstiden för ett fordon i en tillfart bestäms ur en funkton av den aktuella tillfartens flöde, de korsande tillfarternas flöden, den motsatta tillfar-tens flöde samt "betjäningstiderna" för två fall: dels när inga fordon finns på korsande tillfarter och dels när fordonet hind-ras av ett fordon på den korsande gatan. I fortsättningen

be-nämns dessa tider för kritiskt tidsavstånd (egentligen den tid

som fordonet behöver för att ta sig igenom korsningen) respek-tive klargöringstid.

Betjäningsordningen är den att det fordon som väntat längst vid stopplinjen prioriteras. Med hjälp av den sk

Pollaczek-Khint-chine-formeln (se referens (87-l)) bestäms sedan

interaktions-fördröjningen utifrån medelflödet, ankomstintensiteten samt me-delvärdet och variansen av betjäningstiden.

(27)

Av modellen följer att

* interaktionsfördröjningen ökar mer än linjärt när flödet

ökar,

* ju jämnare fördelning av trafikflödet på primär- och

sekun-därgata, desto kortare interaktionsfördröjning,

* kortaste interaktionsfördröjningen fås när trafikflödet är helt jämnt fördelat, vilket också innebär att kapaciteten är

som störst.

I figur 2, hämtad ur referens (87-1), framgår hur interaktions-fördröjningen för fordon på en tillfart beror på flödet i den studerade tillfarten och det totala flödet på de korsande till-farterna. Flödena i motsatta tillfarter antas vara lika. Ur referens (87-1) framgår också att variationer i den motsatta tillfartens flöde endast påverkar interaktionsfördröjningen för trafiken i den studerade tillfarten marginellt.

g.. :0 LH á- Korsande flode, f/h "å nu; .- 500 400 500 W \\ /200 100 0 r: co -r-l F-i CP "_3 :0 a) 9+: '0 H

28

: 50 .. LHr-i (Dr-l C-H 0+: -H 4-9'0 .x (U (U F-c 5-4 (D (D'D

tåâ °

0

*

1000 H (0 500

Studerad tillfarts flöde, f/h

Figur 2 Interaktionsfördröjning som funktion av studerad tillfarts flöde och summan av korsande tillfarters flöden.

I referens (89-2) jämförs uppmätta interaktionsfördröjningar med simulerade värden från två modeller: Richardsons (se ovan) och

en av Chan m fl (referens (89-3)) utvecklad exponentiell modell

som förutom flödet även tar hänsyn till gatans bredd och andel vänstersvängande trafik. Artikelförfattarna finner att Richard-sons modell bäst kunde simulera interaktionsfördröjningen.

(28)

I denna rapport kommer Richardsons modell att användas som bas för att skatta interaktionsfördröjningen i korsningar med stopplikt i alla tillfarterna.

3.4 Studie av korsning som ändrats från 2-vågsstopp till

4-vågsstopp

I fyrvägskorsningen Djupdalsvägen-Västerleden i västra Stockholm infördes i mars 1992 stopplikt i alla tillfarter. Innan hade

endast trafikanter på Djupdalsvägen stopplikt. Lokalt i kors-ningen är Västerleden breddad så att två fordon får plats,

vilket också utnyttjas av trafikanterna. Inga körfältsmarkering-ar finns i körbanan. Korsningen videofilmades av Stockholms

Gatukontor i för- och eftersituationen.

Trafikflödet maskinräknades också av Gatukontoret före och efter införandet av 4-vägsst0pp. Dygnsflödet uppgick i både för- och eftersituationen till omkring 7 500 fordon med ca 70 % av trafi-ken på Västerleden. Stockholms Gatukontor gjorde även en för-studie av stoppbeteendet på Djupdalsvägen: drygt 40 % av bilis-terna stannade helt vid stopplinjen, 20 % stannade i kö men körde sedan förbi stopplinjen utan att stanna och knappt 40 % stannade ej.

Tyvärr är korsningen filmad på ett sådant sätt att Djupdals-vägens tillfarter är starkt beskurna; endast en kölängd på två personbilar kommer med på filmen. I de fall hela kön inte kan

observeras på filmen kommer de bakre bilarnas fördröjning att underskattas. Trafikmängden på denna gata är dock ganska liten, varför uppkomsten av längre köer kan antas vara mindre vanlig.

Uppgifterna för Djupdalsvägen bör ändå betraktas som något

osäkra.

VTI har analyserat delar av videofilmen noggrant. För varje tillfart och utriktning har interaktionsfördröjningen, andel stopp, antal fordon framför vid stopp och andel konfliktdrabbade (fordonet måste lämna företräde åt andra trafikanter) noterats.

(29)

10

Tabellen sammanfattar data om för- och eftersituationen.

Tabell 3 Sammanfattande data om videoutvärderad korsning.

Väg och Antal Interak- Andel helt Andel kon- Ant fordon

tillfart obs. tionsför- stopp (%) fliktdrab- framför

fordon dröjning bade (%) vid stopp

(s/f)

Utriktning Före Efter Före Efter Före Efter Före Efter Före Efter Djupdalsv. N samtliga 34 83 7,9 4,0 56 60 56 45 0,29 0,34 vänster 18 67 9,1 4,0 50 63 44 48 0,44 0,33 rakt fram 12 9 6,4 3,9 67 56 75 33 0,17 0,44 höger 4 7 6,6 4,5 50 43 50 29 0,00 0,29 Djupdalsv. S samtliga 14 57 7,2 5,4 71 81 71 60 0,07 0,18 vänster 2 1 4,0 2,9 50 100 50 0 0,00 0,00 rakt fram 10 24 8,1 6,1 80 79 80 83 0,10 0,17 höger 2 32 5,6 4,9 50 81 50 44 0,00 0,19 Västerleden Ö samtliga 95 108 0,2 5,1 - 82 3 31 0,04 0,31 vänster 11 13 0,7 7,7 - 92 18 62 0,00 0,15 rakt fram 64 61 0,2 4,9 - 77 2 33 0,03 0,30 höger 20 34 0,0 4,4 - 85 0 15 0,10 0,32 Västerleden V samtliga 40 137 0,4 4,3 - 79 5 40 0,18 0,31 vänster 3 15 2,7 4,4 - 87 67 53 0,67 0,13 rakt fram 36 116 0,3 4,3 - 80 0 38 0,14 0,34 höger 1 6 0,0 4,2 - 33 0 33 0,00 0,33 Hela korsningen 183 385 2,2 4,6 16 76 18 42 0,12 0,30

De gjordes

avsnitt av videoupptagningarna som tabellen ovan grundas på 920302 kl 16.15-16.30 respektive 920424 kl 17.00-17.30.

Flödena uppräknade till timnivå blir 732 respektive 770. Andelen

tung trafik (fordon med en totalvikt > 3,5 ton) uppgick till 2 % före och 3 % efter införandet av 4-vägsstoppet. Västerleden hade 74 % respektive 64 % av det inkommande flödet.

Konfliktsituationer kan förstås även uppstå efter att ett fordon

lämnat stopplinjen. Det gäller främst för svängande fordon.

(30)

11

dröjningen som följer av detta har ur videofilmen bedömts som

försumbar.

Obetydliga skillnader i interaktionsfördröjningen för lätta och tunga fordon noterades. Ingen större skillnad kan noteras mellan interaktionsfördröjningen på de två korsande gatorna i efter-situationen. Antalet observerade fordon är i vissa riktningar för litet för att interaktionsfördröjningen ska kunna skattas med någorlunda säkerhet men ingen systematik för

interaktions-fördröjningen för utriktningarna verkar finnas.

I tre av tillfarterna stannar ca 80 % av fordonen i eftersitua-tionen. I Djupdalsvägens norra tillfart endast 60 %. Andelen som

helt stoppar har ökat något för Djupdalsvägens tillfarter

jäm-fört med föresituationen. Sett över utriktning stannar störst andel av den vänstersvängande trafiken.

Totalt sett, för hela korsningen, har den genomsnittliga inter-aktionsfördröjningen uppmätts till 4,6 s/f i situationen med 4-vägsstopp, en ökning med 2,4 s/f jämfört med föresituationen. Givetvis skulle fördröjningen bli större om 100 % av fordonen skulle stanna i korsningen. Interaktionsfördröjningen kan då uppskattas till minst 5,0 s/f (=interaktionsfördröjningen för de

fordon som stannar).

3.4.1 Jämförelse av interaktionsfördröjning skattad ur videofilmad korsning och med Richardsons modell

Den studerade korsningen i Stockholm motsvarar på en del punkter ett av de typfall som fördröjning och.utsläpp ska redovisas för:

ungefär 800 f/h, fördelning av trafiken på primärgata och

sekun-därgata är omkring 60/40 och hastighetsbegränsningen är 50 km/h. Dock är andelen tunga fordon något lägre än i typfallen.

Ur videoupptagningen framgick att medelvärdet av interaktions-fördröjningen för samtliga fordon i situationen med 4-vägsstopp

(31)

12

uppgick till 4,6 s/f. För fordon på Västerleden var den4,7 s/f och för Djupdalsvägen 4,6 s/f.

Studeras endast den rakt-framgående trafiken blir den

genom-snittliga interaktionsfördröjningen 4,7 s/f (Djupdalsvägen

5,5 s/f och Västerleden 4,5 s/f).

För att använda Richardsons modell behövs en skattning av det

kritiska tidsavståndet och klargöringstiden som nämns i avsnitt

3.3. Ur videofilmen har de skattats till 4,1 3 respektive 5,1 8. Detta kan jämföras med 4,0 3 respektive 7,6 3 som Herbert, refe-rens (63-1), anger dem till och som Richardson hänvisar till. Richardsons modell, med ett inkommande flöde av 240 f/h för var och en av primärgatans tillfarter och 160 f/h för sekundärgatans

tillfarter, i kombination med ett kritiskt tidsavstånd på 4,1 3

och en klargöringstid på 5,1 3, ger en genomsnittlig interak-tionsfördröjning på 5,3 8. Det kan jämföras med 4,6 3 ovan, dvs värdet för alla fordon. Ovan visades att det inte förelåg någon

större skillnad när rakt-framgående fordonoch alla fordon

stu-derades separat. För primärgatan blir tiden 5,4 5 och för sekundärgatan 5,2 3.

Här måste man erinra sig att Richardson-modellen innehöll flera förenklingar: ingen svängande trafik och motsatta körfält har lika stora flöden. Om hänsyn tagits till svängande trafik skulle väntetiden förmodligen minska; åtminstone den högersvängande trafiken är hindrad i mindre omfattning än den som fortsätter rakt fram i korsningen. Modellen antar förstås också att efter-levnaden av stopplikten är 100 %-ig. Tidigare såg vi att ungefär 3/4 av fordonen stannade helt i den studerade korsningen med 4-vägsstopp i Stockholm. Richardson-modellen kan därför sägas överskatta väntetiden och värdena från videofilmen underskatta väntetiden om vi skulle ha en situation där bilisterna inte bara körde rakt fram och alla följde stoppregeln.

En annan typ av överskattning som finns "inbyggd" i modellen är att det kritiska tidsavståndet är fixt, dvs oberoende av

(32)

13

ande trafik; anländer ett fordon till en korsning som är fri

från andra fordon är den tiden lika stor som i en situation med korsande trafik.

Det följande är ett försök att kombinera resultaten från videon

och modellen. Ett medelvärde av interaktionsfördröjningen upp-mätt från videon och väntetiden predikterad av modellen blir 5,0 3. Det antas vidare att skillnaden mellan modelldata och verkliga data är en funktion av flödet, varför en korrigering med en faktor är lämpligast (med en additiv ansats skulle 0,3 3 subtraheras från modelldata). Korrektionsfaktorn blir 0,943 och den korrigerade interaktionsfördröjningen för trafiken på

Västerleden blir 5,1 s/f och 4,9 s/f för Djupdalsvägen. All

ut-data från Richardson-modellen kommer i fortsättningen att korri-geras med faktorn 0,943.

Resultaten för typfallen återfinns i avsnitt 5.1.

3.5 Mbdell för skattning av interaktionsfördröjning i 2-vägsstopp

I Vägverkets Effektkatalog, referens (89-4), kapitlet "Modell

för restidsberäkning, tätort", finns anvisningar om hur

inter-aktionsfördröjningen ska beräknas i korsningar med stopplikt i två av tillfarterna.

Effekterna av de låga trafikflöden som behandlas i denna rapport kan inte utläsas i Effektkatalogen, utan beräkningar har gjorts med hjälp av Vägverks(VV)-modellen i referens (77-1). Effekt-katalogen är översiktlig och bygger på förenklingar av

VV-model-len.

Även VV-modellen för 2-vägsstopp baseras på en köteoretisk

modell där betjäningstiden för ett underordnat fordon är lika

med väntetiden tills det kritiska tidsavståndet uppträder i det

(33)

14

Interaktionsfördröjningen som skattats ur videofilmen när

Stockholmskorsningen hade stopplikt i två tillfarter har

jäm-förts med den som VV-modellen ger. Totalt sett, för hela kors-ningen, har VV-modellens utdata god överensstämmelse med "verk-ligheten". För de överordnade tillfarterna ger VV-modellen dock för långa interaktionsfördröjningar och för de underordnade för

korta.

Med hjälp av VV-modellen fås interaktionsfördröjningen och till-sammans med den geometriska fördröjningen som skattas enligt avsnitt 3.2, fås den totala fördröjningen. Se avsnitt 5.1 med

resultaten.

3.6 Modell för skattning av interaktionsfördröjning i signalreglerade korsningar

Även för denna typ av regleringsform har skattningar med hjälp av VV-modellen gjorts. Egentligen är de trafikflöden som här behandlas för små för att det ska vara motiverat med signalan-ordningar.

Signalerna har antagits vara trafikstyrda och med två faser. Den

totala gröntiden (grönt + gröngult) har satts till 10 s i varje

fas och omloppstiden har beräknats till 33 s. Dessa tider gäller

för båda nivåerna på trafik och gröntiden är vald med tanke på

den minsta säkerhetstiden för (tänkta) gående. VV-modellen

bygger på 1970-ta1ets teknik och dagens LHOVRA-styrda signal-korsningar skulle ge kortare väntetid. I referens (91-2) anges tidsvinsten med LHOVRA-tekniken till mellan 3 och 5 s/f för pri-märgatans trafik jämfört med traditionell signalreglering. Sekundärgatans fördröjning ökar samtidigt med 2-3 s/f. Dessa uppgifter gäller för korsningar med totalt inkommande

årsdygns-trafik på 10-15 000 fordon.

Interaktionsfördröjningen som bestämts med VV-modellen och den geometriska fördröjningen enligt avsnitt 3.2 ger den totala

(34)

15

fördröjningen som presenteras i avsnitt 5.1 för de olika typfallen.

3.7 Skattning av andel stoppade fordon

För att förenkla beräkningarna har det antagits att samtliga fordon stannar när de har skyldighet att göra det. I 4-vägs-stoppets alla tillfarter och i tillfarterna för de underordnade fordonen i 2-vägsstoppet sätts alltså andelen stoppade fordon till 100 %. För 2-vägsstoppets Överordnade tillfarter och för

den signalreglerade korsningens trafik erhålls skattningar på

andel stoppad trafik med hjälp av VV-modellen.

I resultatavsnittet 5.1 återfinns skattningarna på andel

(35)

16

4 summa: AV UTSLÄPP OCH BRÅNSLEFÖRBRUKNING

Den modell som har utnyttjats för att bestämma utsläppen är en revidering av Vägverkets avgasmodell i referens (89-5). Den ger

emissioner i form av kolväten (HC), kolmonoxid (CO) och kväve-oxider (NOX) samt bränsleförbrukningen. Koldioxidutsläppet (C02)

är proportionellt mot bränsleförbrukningen och erhålls genom multiplikation av bränsledata med omvandlingsfaktorer.

Modellen räknar som tidigare nämnts även ett svängande fordon som stoppande. Merutsläppet för ett stoppande fordon definieras som utsläppet som är förenat med retardations- och accelera-tionsförloppet minus utsläppet vid konstanthastighet (här 50

km/h). Den tid motorn går på tomgång under väntetiden ger upphov

till obetydliga merutsläpp och förbises här liksom i

VV-model-len.

Modellen ger basvärden på s k länk- och mereffekter samt kall-startsfaktorer för olika kategorier (i vårt fall två kategorier: med eller utan katalysator). Även effekten av avdunstning ("hot

soak" och "running losses") har beaktats. Basvärdena har sedan

korrigerats med hänsyn till årlig försämring och årsmodeller och sedan vägts samman till ett totalvärde. Detta värde ska

repre-sentera utsläppen från en bilpark av 1992 års sammansättning.

Vikterna för årsmodellsklasserna är proportionella mot utfört trafikarbete. Se närmare i bilaga 1 med förklaringar och en

be-skrivning över hela beräkningsgången.

Utsläppen som är relaterade till korsningen har beräknats för en delsträcka av 320 m av varje led, 160 m före och 160 m efter korsningen. 160 m motsvarar den sträcka som det långsammaste

fordonet (tung lb med släp) behöver för att nå 50 km/h från

stillastående med en accelerationsnivå på 0,6 m/s2 (se avsnitt 3.2).

Nedan anges det som avges och förbrukas under den 320 m långa färden (som inkluderar passagen av korsningen) som en funktion av beteendet. Värdena representerar utsläppen från ett

(36)

17

snittligt" fordon, dvs emissionerna som en personbil ger upphov till har fått vikten 0,95, tunga lastbilar har fått vikten 0.04 och tunga lastbilar med släp 0,01.

Tabell 4 Utsläpp och förbrukning för ett genomsnittligt fordon

på en 320 m lång led med en korsning.

Beteende Avgastyp (g) Bf (l) HC CO CO2 _NOx Varken stoppande ,76 5,66 ,0666 ,368 ,0279 eller svängande Stoppade och/eller 1,02 10,4 ,122 ,795 ,0510 svängande

De totala emissionsmängderna och förbrukningen erhålls genom att multiplicera antalet fordon som varken stoppar eller svänger med motsvarande värden i tabellen ovan och på samma sätt med antalet stoppade och/eller svängande fordon. Resultatet kan ses i av-snitt 5.2.

Som jämförelse anges nedan avgivna mängder under samma förut-sättningar som ovan frånsett att hastighetsförloppet är 50-20-50 km/h, som skulle kunna motsvara sänkt hastighet i sväng.

Tabell 5 Utsläpp och förbrukning för ett genomsnittligt fordon

på en 320 m lång led vid tillfällig

hastighetssänk-ning. Beteende Avgastyp (g) Bf (l) HC C0 C0₂ NOX Hastighetsförlopp ,99 9,94 ,117 ,741 ,0485 50-20-50 km/h VTI MEDDELANDE 700

(37)

18

5 RESULTAT

Beräkningar har gjorts för sex fall med varierande trafikflöde, fördelning av flödet på primär- och sekundärgata och andel svängande trafik. Kombinationerna åskådliggörs i skisserna nedan där de inkommande timflödena är markerade för varje tillfart. Tillfarterna som är betecknade A och C hör till den överordnade

leden. Alla resultat gäller för den 320 m långa delsträckan av

varje led som innefattar korsningen.

I tabellerna med fördröjningsresultaten ges den genomsnittliga totala fördröjningen för ett medelfordon . Fördröjningen är uppdelad på geometrisk fördröjning och interaktionsfördröjning.

Även andel stoppade och svängande fordon redovisas.

Utsläppen motsvarar det som avges från samtliga fordon som pas-serar korsningen under en timme, inklusive tillägg för kall-starter och avdunstning.

Fall 1: (400 f/h, 50/50 och 50 % sväng.) 100

100 _{\750 50<}

₁₀₀

100 VTI MEDDELANDE 700

(38)

19 Fall 2: B (400 f/h, 50/50 och 30 % sväng.) u{/\§i

15

15 \0/

4) \. 1/ 100 l ?0 70\

'\

\15

70 .25/

C

5 15/

b

,L

J

100 Fall 3: 80

(400 f/h,

3

60/40 och 48 % sväng.) uz/xåi 4 24 /' 24 :2 24

120 7' §72

72< \

120 A

\'24

32 24/

C

24 /\ 24 D 80 Fall 4: 200 B (800 f/h, 50/50 och 50 % sväng.) h{/\§! 50 50 \v/ 50 100 50

200 < >100 100< '\

200 ./

A

50

100

50 C

50 A 50

D

200

VTI MEDDELANDE 700

(39)

20 160 Fall 5: B (800 f/h, 60/40 och 48 % sväng.) 48 48 /' 48 'N 48 1/2 64 Fix \

240A

N7144 144%/

240

48 54 48 C

48 'P 48

D 160 Fall 6: 160 B (800 f/h, 60/40 och 32 % sväng.) 32 32

32

96

32

240 < >178 176< > 240 A 32 96 32 C

32 ^ 32

D 168 VTI MEDDELANDE 700

(40)

5.1

21 Total fördröjning

Fall 1 (400 f/h, 50/50 och 50 % svängande):

Reglering Tillfart Andel Andel stopp Interak.- Geometrisk Totalt

stopp o/el sväng fördröjn. fördröjning (%) (%) (s/f) (s/f) (s/f) 2-vägsstopp A & C 10 55 1,1 3,7 4,8 B & D 100 100 3,6 6,8 10,4 Alla 55 78 2,4 5,2 7,6 4-vägsstopp A & C 100 100 4,3 6,8 11,1 E & D 100 100 4,3 6,8 11,1 Alla 100 100 4,3 6,8 11,1 Signaler A & C 71 86 6,2 5,8 12,0 B & D 71 86 6,2 5,8 12,0 Alla 71 86 6,2 5,8 12,0

stopp o/el sväng fördröjn. fördröjning

(%) (%) (S/f) (S/f) (S/f) 2-vägsstopp A & C 8 36 1,1 2,4 3,5 B & D 100 100 3,6 6,8 10,4 Alla 54 68 2,4 4,6 7,0 4-vägsstopp A & C 100 100 4,3 6,8 11,1 B & D 100 100 4,3 6,8 11,1 Alla 100 100 4,3 6,8 11,1 Signaler A & C 71 80 6,2 5,4 11,6 B & D 71 80 6,2 5,4 11,6 Alla 71 80 6,2 5,4 11,6

(%)

(s/f)

2-vägsstopp A & C 11 47 1,5 3,2 4,7 B & D 100 100 3,6 6,8 10,4 Alla 47 68 2,3 4,6 7,0 4-vägsstopp A & C 100 100 4,4 6,8 11,2 E & D 100 100 4,3 6,8 11,1 Alla 100 100 4,4 6,8 11,2 Signaler A & C 72 83 6,7 5,6 12,3 B & D 71 88 6,0 6,0 12,0 Alla 72 85 6,4 5,8 12,2

VTI MEDDELANDE 700

(41)

22

(%) (%) (s/f) (S/f) (S/f) 2-vägsstopp A & C 18 59 1,8 4,0 5,8 B & D 100 100 6,3 6,8 13,1 Alla 59 80 4,0 5,4 9,4 4-vägsstopp A & C 100 100 5,0 6,8 11,8 B & D 100 100 5,0 6,8 11,8 Alla 100 100 5,0 6,8 11,8 Signaler A & C 73 86 8,8 5,9 14,7 B & D 73 86 8,8 5,9 14,7 Alla 73 86 8,8 5,9 14,7

(%)

(s/f)

(S/f)

(s/f)

2-vägsstopp A & C 19 51 1,5 3,5 5,0 B & D 100 100 5,6 6,8 12,4 Alla 51 71 3,1 4,8 8,0 4-vägsstopp A & C 100 100 5,1 6,8 11,9 B & D 100 100 4,9 6,8 11,7 Alla 100 100 5,0 6,8 11,8 Signaler A & C 74 84 10,0 5,7 15,7 B & D 72 89 7,9 6,0 13,9 Alla 73 86 9,2 5,8 15,0

(%)

(s/f)

2-vägsstopp A & C 17 39 1,5 2,6 4,1 B & D 100 100 5,6 6,8 12,4 Alla 50 63 3,1 4,3 7,4 4-vägsstopp A & C 100 100 5,1 6,8 11,9 B & D 100 100 4,9 6,8 11,7 Alla 100 100 5,0 6,8 11,8 Signaler A & C 74 81 9,8 5,5 15,3 B & D 72 83 7,4 5,6 13,0 Alla 73 82 8,8 5,5 14,3

VTI MEDDELANDE 700

(42)

23

En korsning med signalanläggning ger upphov till störst

fördröj-ning: 12-15 3, den lägre siffran gäller vid ett totalflöde på 400 f/h och den högre vid 800 f/h. Fördröjningen i 4-vägsstoppet

upp-går till 11,1 respektive 11,8 8 och i en korsning med stopplikt i två tillfarter blir bilisten i genomsnitt fördröjd i 7-9 3.

För-modligen är ett inkommande totalt timflöde på 400 fordon för lågt

för att det ska vara lönsamt att installera signaler.

5.2 Utsläpp och bränsleförbrukning

Regleringsform Antal HC CO CO2 NOX Bf

Beteende

(f)

(g)

(9)

(l)

2-vägsstopp

varken stoppade el svängande 90 68,4 509 5,99 33,1 2,51

stoppade och/eller svängande 310 316 3224 37,8 246 15,8

totalt 400 384 3730 43,8 279 18,3

genomsnitt/fordon 0,960 9,32 0,110 0,698 0,0458

4-vägsstopp

varken stoppade el svängande - - -

-stoppade och/eller svängande 400 408 4160 48,8 318 20,4

totalt 400 408 4160 48,8 318 20,4

genomsnitt/fordon 1,02 10,4 0,122 0,795 0,0510 Signaler

totalt 400 394 3890 45,7 294 19,1

(43)

24

Beteende

(f)

(g)

(9)

(g)

(9)

(l)

2-vägsstopp

varken stoppade el svängande 128 97,3 724 8,52 47,1 3,57 stoppade och/eller svängande 272 277 2829 33,2 216 13,9

totalt 400 374 3550 41,7 263 17,5

genomsnitt/fordon 0,935 8,88 0,104 0,658 0,0438 4-vägsstopp

-stoppade och/eller svängande 400 408 4160 48,8 318 20,4 totalt 400 408 4160 48,8 318 20,4

stoppade och/eller svängande 320 326 3328 39,0 254 16,3 totalt 400 387 3780 44,3 283 18,5

Regleringsform Antal HC CO 002 NOX Bf

Beteende

(f)

(g)

(9)

(g)

(9)

(l)

2-vägsstopp

4-vägsstopp

VTI MEDDELANDE 700

(44)

25

Beteende (f) (g) (9) (9) (9) (l)

2-vägsstopp

varken stoppade el svängande 164 125 928 10,9 60,4 4,58

genomsnitt/fordon 0,985 9,76 0,114 0,738 0,0479 Fall 5 (800 f/h, 60/40 och 48 % svängande):

Beteende

(f)

(g)

(9)

(l)

2-vägsstopp

VTI MEDDELANDE 700

(45)

Fall 6 (800 f/h, 60/40 och 32 svängande): 26

Beteende (f) (g) (9) (9) (g) (1)

2-vägsstopp

varken stoppade el svängande 293 223 1658 19,5 108 8,17

totalt 800 740 6930 81,4 511 34,1

Utsläppen från en korsning med 4-vägsstopp är mellan 10 och 20 %

större trafik.

vän i en korsning med 2-vägsstopp.

VTI MEDDELANDE 700

än i fallet med 2-vägsstopp beroende på andelen svängade Utsläppen från en signalkorsning ligger 5-10 % över

(46)

ni-27

6 RESULTATEN SETT I ETT STÖRRE SAMMANHANG

6.1 Total årlig fördröjning

Den totala fördröjningen i korsningarna har tidigare beräknats

för två trafiknivåer: 400 och 800 totalt inkommande f/h. Detta

är tänkt att vara flödet under maxtimmen. För att kunna bestämma medelfördröjningen för ett dygn kan s k rangkurvor användas, referens (91-3). En rangkurva för citygata har använts för att bestämma timflöden och andel fordon vid varje timflöde för en korsning med 800 inkommande f/h (vilket motsvarar en

årsdygns-medeltrafik på 8 000 f). För två timflöden har ju skattningar på fördröjningen gjorts: 400 och 800 f/h. För nivåerna däremellan

görs interpoleringar, se exempel nedan för 4-vägsstoppet med

50/50-fördelning av trafiken.

Tabell 6 Total fördröjning vid olika trafiknivåer i en kors-ning med 4-vägsstopp och 50 % av trafiken på

primär-gatan.

f/h

Andel av ÅDT

Fördröjning

800 11,8 720 0,172 11,7 550 0,407 11,4 400 0,377 11,1 45 0,044 10,9

Fördröjningarna vid nivåerna 720 och 550 f/h är interpolerade. Fördröjningen vid flödet 45 f/h har bestämts som minsta

fördröj-ningen för ett fordon i en korsfördröj-ningen med 4-vägsstopp: den

geo-metriska fördröjningen 6,8 5 och det kritiska tidsavståndet

minsta möjliga: 4,1 3.

En ihopvägning ger en dygnsmedelfördröjning på 11,3 3 och den årliga fördröjningen kan i timmar beräknas till:

(8000*365*11,3)/3600 = 9 200 timmar.

(47)

28

Tabellen nedan ger resultatet för alla regleringsformer.

Tabell 7 Total årlig fördröjning som funktion av reglerings-form och trafikfördelning.

Regleringsform

Årlig fördröjning (h)

Fördelning av trafik

50/50 60/40

2-vägsstopp 6 400 5 800

4-vägsstopp 9 200 9 200

Signaler 10 200 10 400

6.2 Utsläppen i korsningar satta i relation till utsläp-pen i en tätort

VTI gjorde i mitten av l980-talet en korsningsinventering i tät-ort, referens (87-2). Varje länk (tillfart) klassificerades efter hastighetsgräns, regleringsform och korsningstyp. För

varje länktyp angavs skattningar på

* antal länkar,

* längd på länken (dvs sträckan mellan två korsningar),

* länkflöde,

* andel tung trafik,

* andel höger- och vänstersväng,

* andel stoppad trafik per utriktning (ej fullständiga upp-gifter).

Fordon som ska rakt fram på huvudled antas aldrig stoppa och de fordon som har stopplikt antas alltid stoppa.

Med utgångspunkt från referens (87-2) kompletterad med egna

be-räkningar har antalet svängar och/eller stopp/fkm samt antalet passager/fkm av korsning utan att svänga eller stoppa skattats. Betraktar man endast länkar med hastighetsbegränsningen 50 km/h VTI MEDDELANDE 700

(48)

29

har antalet svängar och/eller stopp beräknats till 3,06/fkm och antalet rakt-frampassager utan stopp till 5,89/fkm.

Ett annat sätt att uttrycka resultatet är att säga och att en

bilist under färd i tätort (på 50-länkar) svänger eller stoppar

i en korsning var 327:e m och var 170:e m kör bilisten rakt fram i en korsning utan att behöva stanna. En uppskattning av den genomsnittliga länklängden blir 112 m (1000/(3,06+5,89)).

Resultatet i avsnitt 4 kan presenteras enligt tabell 8 nedan. I den har länkeffekter (utsläpp från ett varken stoppande eller svängande fordon) och mereffekter (merutsläppet för ett

stoppan-de och/eller svänganstoppan-de fordon) angetts per km.

Tabell 8 Utsläpp och förbrukning för olika effekter för ett genomsnittligt fordon. Effekt Avgastyp (g/km) Bf (l/km) HC C0 C0₂ NO_X länkeffekt 2,38 17,7 0,208 1,15 0,0872 mereffekt 0,813 14,8 0,173 1,33 0,0722

Uppgifter från Stadsbyggnadskontoret i Linköping gör gällande att uträttat trafikarbete/dygn 1988 uppgick till 110 000 fkm i

innerstaden (se kartan i bilaga 3). Med följande formel har

totalutsläppen beräknats.

Antal fkm * (länkeffekt + antal svängar och/eller stopp/fkm *

mereffekt).

(49)

30

Totalsifforna för Linköpings innerstad ges i tabell 9. Tabell 9 Utsläpp och förbrukning i Linköpings innerstad.

Avgastyp, kg/dygn Bf 1000 1/

NOX dygn

HC CO CO2

535 6930 81 574 33,9

Ovanstående tabells värden kan jämföras med värdena i tabell 10. I den har utsläpp/dygn i en korsning (inklusive 160 m.av leden

före och 160 m efter korsningen) med antingen 2-vägsstopp, 4-vägsstopp eller signaler uppskattats då det maximalt inkom-mande totalflödet är 800 f/h. Med hjälp av en rangkurva har det genomsnittliga timflödet uppskattats till 500 f. Kombinerat med genomsnittsutsläppen/f i avsnitt 5.2 har dygnssiffror beräknats.

Tabell 10 Utsläpp/dygn som funktion av regleringsform,

trafik-fördelning och andel svängande i en korsning med 800 inkommande fordon under maxtimmen.

Typ av korsning HC CO CO2 NOX Bf

Regleringsform

(kg)

(1)

50/50 och 50 % sväng. 2-vägsstopp 11,5 112 1,32 8,41 551 4-vägsstopp 12,2 125 1,46 9,54 612 Signaler 11,8 117 1,37 8,83 574 60/40 och 48 % sväng. 2-vägsstopp 11,2 107 1,26 7,93 528 4-vägsstopp 12,2 125 1,46 9,54 612 Signaler 11,8 116 1,37 8,76 570

Utsläppen i Linköpings innerstad motsvarar utsläppen från 50-60 st fyrvägskorsningar (dividerar värdena i tabell 9 med motsva-rande i tabell 10). En kontrollräkning på en karta ger resulta-tet att det finns ca 30 fyrvägskorsningar och ungefär lika många trevägskorsningar som inte begränsar biltrafik inom det

marke-rade området i bilaga 3.

(50)

(63-1) (77-1) (87-1) (87-2) (88-1) (88-2) (89-1) (89-2) (89-3) (89-4) (89-5) (91-1) (91-2) (91-3) 31 REFERENSLISIA

Herbert J: A. Study of Four-way Stop Intersection Capacities,Highway Research Record 27, sid 130-147

HRB National Research Council, Washington D C, 1963

Beräkning av kapacitet, kölängd, fördröjning i väg-trafikanläggningar. TV 131. Vägverket, Borlänge, 1977 Richardson A J: A.Delay'Mbde1 for Mhltiway Stop-Sign Intersections. Transportation Research Record nr 1112, sid 107-114, National Research Council

Washington D C, 1987

Ragnarsson G: Korsningsinventering i tätort. Notat T 25. Statens Väg- och trafikinstitut, Linköping, 1987 Två- och fyrvägsstopp. Del 3. En litteraturstudie. PM 1988:3. Trafiksäkerhetsverket, Borlänge, 1988

Eck R W och Biega J A: Field Evaluation of Two-way versus Four-way Stop Sign Control at Low-Völume Inter-sections in Residential Areas. Transportation Research Record nr 1160, sid 7-13. National Research Council, Washington D C, 1988

Kyte M och Marek J: Estimating Capacity and.Delay at a Single-Lane Approach, All-way Stop-Controlled Inter-section. Transportation Research Record nr 1225, sid 73-82. National Research Council, Washington D C, 1989 Zion M, List G F och Manning C: Testing Delay'Mbdels with Field Data for Four-Way, Stop Sign-Controlled Intersections. Transportation Research Record nr 1225, sid 83-90. National Research Council, Washington D C, 1989

Chan, Y, Flynn, L J och Stocker, K J: Völume-Delay

Relationship at Four-Wäy-Stop Controlled Intersec-tions: A. Response-Surface-Mbdel. ITE Journal, sid 27-34, mars 1989

Objektanalys 16. Effektkatalog. Väg- och gatuinveste-ringar, Vägverket, Borlänge, 1989

16 B. Beräkning av avgasutsläpp. Bilaga till 16. Effektkatalog. Väg- och gatuinvesteringar, Vägverket, Borlänge, 1989

4-vägsstopp - sammanställning av försök. Notat 1991:3.

Trafiksäkerhetsverket, Borlänge, 1991

Signalreglering med LHOVRA-teknik. Publikation 1991:51. Vägverket, Borlänge, 1991.

Carlsson, A, Cedersund H-Å och Sörensen, G:

Trafik-flödesdata slutlig version. PM. Statens Väg- och trafikinstitut, Linköping, 1991

(51)

(52)

Bilaga 1

Sid 1 (2)

BESKRIVNING.AV HUR UTSLÄPPSFAKTORERNA BESTÃMTS

*

2)

Utsläppsfaktorerna som använts i rapporten är sammanslagningar av grund-länkeffekt-faktorn (utsläpp från fordon på länk med konstanthastigheten, i det här fallet 50 km/h),

grund-mereffekt-faktorn (för merutsläppet p g a retardation från 50 km/h till 0

km/h och acceleration till 50 km/h) och korrektionsfaktorer för kallstart och avdunstning (de två sista faktorerna är aktuella' endast för personbilar).

För grund-länkeffekt-faktorn (GLEF) och grund-mereffekt-faktorn (GMEF) har följande beräkningar gjorts:

Pb årsmodell (åm) -87 och tidigare räknas som icke

katalysator-bilar (kategori 1 enligt Vägverkets beteckingar). Värdena för -87 har dock korrigerats med 0,65 för HC, 0,60 för CO och 0,90 för NOX.

Pb åm -88 och senare räknas som katalysatorbilar (kategori 2

enligt VV).

Den årliga relativa försämringen för pb har antagits vara enligt nedan:

HC

co

Nox

åm -86 och tidigare 0,069 0,064 0,020

åm -87 0,086 0,091 0,028

åm -88 och senare 0,210 0,270 0,053

Personbilsutsläppen för varje årsklass vägs sedan med vikter som

motsvarar årsklassens andel av det totala trafikarbetet:

åm -92 0,094 åm -91 0,106 åm -90 0,093 åm -89 0,090 åm -88 0,085 åm -87 0,081 åm -86 & tidigare 0,451

Kallstartsfaktorn (endast för pb) har i första steget bestämts

enligt punkt 1) till 3) ovan. Man erhåller då

kallstartstilläg-get för varje bilhuvudresa. Här har antagits att en genomsnitt-lig bilresa har en längd av 18 kml. I andra beräkningssteget divideras värdena från första steget med denna reslängd, vilket

ger utsläppen/km.

Uppgiften kommer från en resvaneundersökning gjord i Stockholm 1986/87 av Stockholms Läns Landsting, Region- och trafikkontoret. I den undersökningen var denegna bostaden och arbetsplatsen s k basplatser.

(53)

Bilaga 1

Sid 2 (2)

* Avdunstning av bränsle sker bl a vid två tillfällen: dels från

en parkerad bil under avkylningsfasen efter körning ("hot soak")

och dels under körning ("running losses"). Hot

soak-avdunst-ningen har uppskattats genom att anta att bilen i genomsnitt körts 18 km (samma källa som vid beräkningen av kallstarts-tillägget) innan den parkerades. Avdunstning sker i form av kolväten och i någon betydande omfattning endast från

bensin-drivna fordon. '

(54)

Be te en de F-typ Gr un d-län ke ff ek t-fa kt or Gr un d-me re ff ek t-fa kt or Ka ll st ar te ff ek t Avd un st ni ng 50 km /h på 32 0 m-län k 50 -0 -5 0 km /h på 32 0 m-län k på 32 0 m-län k på 32 0 m-län k HC CO CO 2 NO X Bf HC CO CO 2 NO Bf HC C0 C0 NO Bf HC x 2 x (9 ) (9 ) (g ) (9 ) (l ) (9 ) (9 ) (9 ) (9 ) (l ) (9 ) (g ) (9 ) (9 ) (1 ) (g ) Va rk en st op p-Pb .2 70 1. 94 .0 54 8 .1 82 .0 23 2 -.3 04 3. 96 .0 07 27 .0 80 .0 03 08 .1 96 ad e el le r Tl .5 60 1. 04 .1 24 1. 56 .0 47 4 -_ -_ svän ga nd e Tl s .6 50 .9 38 .2 60 5. 63 .0 99 5 -_ St op pa de oc h/ Pb .2 70 1. 94 .0 54 8 .1 82 .0 23 2 .2 61 4. 86 .0 44 1 .2 38 .0 18 7 .3 04 3. 96 .0 07 27 .0 80 .0 03 08 .1 96 el le r Tl .5 60 1. 04 .1 24 1. 56 .0 47 4 .2 08 .9 32 .1 57 2. 06 .0 60 2 -svän ga nd e Tl s .6 50 .9 38 .2 60 5. 63 .0 99 5 .4 74 3. 38 .7 52 11 .9 .2 88

Be te en de F-typ 1 To ta lt på 32 0 m-län k H C C 0 C 0 N O B f 2 x (9 ) (9 ) (9 ) (9 ) (l ) Va rk en st op p-Pb .7 70 5. 90 .6 21 .2 62 .0 26 3 ad e el le r Tl .5 60 1. 04 .1 24 1. 56 .0 47 4 svän ga nd e Tl s .6 50 .9 38 .2 60 5. 63 .0 99 5 St op pa de oc h/ Pb 1. 03 10 .8 .1 06 .5 00 .0 45 0 el le r T1 .7 68 1. 97 .2 81 3. 62 .1 08 svän ga nd e Tl s 1. 12 4. 32 1. 01 17 .5 .3 88

1) Pb pe rs on bi la r oc h lät ta la st bi la r Tl tun ga la st bi la r Tl s= tun ga la st bi la r me d sl äp Bilaga 2 Sid.]. (1) .

(55)

(56)

(57)