Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviäselvityksiä

Tiehallinnon selvityksiä 25/2006

TiehallintoHelsinki 2006

Tiehallinnon selvityksiä 25/2006

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviäselvityksiä

Kannen kuva: Jukka Räsänen ISSN 1459-1553 ISBN 951-803-728-0 TIEH 3201001-v

Tiehallinto ASIANTUNTIJAPALVELUT Opastinsilta 12 A PL 33 00521 HELSINKI Puhelinvaihde 0204 2211

Jukka Ristikartano, Jukka Räsänen, Veli-Pekka Kallberg, Mira-Maria Penttinen: Ajokus-tannusten kuntoriippuvuuksia täydentäviä selvityksiä. Helsinki 2006. Tiehallinto, Asian-tuntijapalvelut. Tiehallinnon selvityksiä 25/2006. 70 s. + liitt. 4 s. ISSN 1459-1553, ISBN 951-803-728-0, TIEH 3201001-v. Asiasanat: ajokustannukset, tien kunto, turvallisuus, ajomukavuus, kelirikko Aiheluokka: 02, 33

TIIVISTELMÄ

Tämä työ täydentää vuonna 2005 tehtyä selvitystä �Ajokustannusten kunto-riippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä� (Ristikartano ym. 2005). Tavoit-teina oli täsmentää aiemmassa selvityksessä esitettyä tien huonon kunnon ja onnettomuusasteen välistä riippuvuutta, luoda menettely ajomukavuuden monetarisoinnille sekä selvittää ja mallintaa sorateiden runkokelirikon ja kier-toteiden vaikutus ajokustannuksiin. Lisäksi päämääränä oli päivittää edelli-sessä selvityksessä laadittu Excel-sovellus tässä projektissa saatujen tulos-ten perusteella.

Turvallisuusmalleja kehitettiin erottelemalla tien ajonopeuksien hajonta ajo-neuvojen väliseen ja tien pituussuuntaiseen nopeushajontaan. Nämä tarkas-telut olivat osin teoreettisia. Niiden taustaksi analysoitiin uusimmat turvalli-suutta koskevat tutkimukset. Saatujen mallilaskelmien mukaan hyväkuntoi-silla teillä tien kunnon huononeminen heikentää turvallisuutta hieman, mutta kun huono kunto alkaa vaikuttaa selvästi myös ajonopeuksiin, onnettomuus-riskikin alkaa alentua. Mallia voidaan käyttää osana kustannusmalleja, joilla määritetään tien kunnon vaikutuksia ajokustannuksiin, mutta niitä ei voida suositella varauksetta muihin tarkasteluihin.

Työssä täydennettiin ajomukavuutta koskevaa mallintamistietoa ottamalla huomioon tulokset Tiehallinnon asiakastarpeiden tutkimusohjelmassa (ASTAR) tehdystä selvityksestä, jossa oli verrattu tien mitatun kunnon ja tienkäyttäjien ajokokemuksen suhdetta toisiinsa. Tavoitteena oli ajomuka-vuuden monetarisointi eli muuttaminen taloudelliseksi vaikutukseksi. Tutki-muksessa muodostetun tarkastelukehikon avulla perinteiset ajokustannukset ja erilaiset ajomukavuuteen liittyvät tekijät pyrittiin yhdistämään toisiinsa ja näin löytämään eräänlainen varjohinta tienkäyttäjien näkemyksille kokonais-kustannuksista. Riittäviä perusteita ajomukavuuden hinnoittelulle ei kuiten-kaan löytynyt.

Kelirikon ja kiertoteiden aiheuttamien ajokustannusten mallintamiseen kehi-tettiin laskentamenettely, joka ottaa huomioon tie- ja liikennetietojen lisäksi kelirikon vaikeuden ja keston sekä mahdolliset painorajoitukset ja kiertotiet. Lähtöaineistona käytettiin tietoja kelirikon ja painorajoitusten yleisyydestä, kelirikon toistuvuudesta sekä karkeahkoja arvioita kiertoteiden pituuksista. Menetelmä soveltuu sekä tapauskohtaiseen että verkolliseen tarkasteluun.

Aiemmassa tutkimuksessa laadittuun Excel-sovellukseen lisättiin uudet tur-vallisuusmallit ja kelirikkoa ja kiertoteitä koskevat tarkastelut. Sovellusta täy-dennettiin myös ottamalla huomioon uudet ajokustannusten yksikköarvot se-kä uudistetut polttoaineenkulutusmallit.

Jukka Ristikartano, Jukka Räsänen, Veli-Pekka Kallberg, Mira-Maria Penttinen: Kom-pletterande utredningar gällande körkostnadernas avhängighet av vägens tillstånd. Helsingfors 2006. Vägförvaltningen, Experttjänster. Vägförvaltningens utredningar 25/2006. 70 s. + bilagor 4 s. ISSN 1459-1553, ISBN 951-803-728-0, TIEH 3201001-v. Nyckelord: körkostnader, vägens tillstånd, säkerhet, körkomfor, menföre

SAMMANFATTNING

Detta arbete kompletterar utredningen från 2005 om �Inverkan av vägens tillstånd på körkostnader för belagda vägar och grusvägar� (Ristikartano mfl. 2005). Målsättningen var att precisera det som i den tidigare utredningen framställdes om anhängighet mellan dåligt vägtillstånd och olycksgrad, ska-pa en metod för monetarisering av körkomfort samt utreda och visa hurdan inverkan menföre har på grusvägars körkostnader. Ett annat syfte var att en-ligt resultaten från detta projekt uppdatera Excel-kalkylprogrammet som ut-arbetades i den tidigare utredningen.

Säkerhetsmodeller utvecklades genom att indela spridningen av hastighe-terna på vägen till spridning av avståndet mellan fordonen och spridning i vägens längdriktning. Dessa granskningar var delvis teoretiska. Som bak-grund för granskningarna analyserades de nyaste säkerhetsforskningarna. Enligt modellkalkylerna orsakar en försämring av vägens tillstånd på vägar som är i gott tillstånd en något försämrad säkerhet, men då körhastigheten tydligt påverkas av vägens dåliga tillstånd börjar även olycksrisken sänkas. Modellen kan användas som en del av kostnadsmodeller i vilka vägtillstån-dets inverkan på körkostnader fastställs, men modellerna kan inte rekom-menderas för andra granskningar utan viss reservation.

I arbetet kompletterades modellutformningen gällande körkomforten genom att beakta resultaten av utredningen från Vägförvaltningens forskningspro-gram om kundgruppernas behov (ASTAR) i vilken vägens tillstånd och trafi-kanternas körerfarenhet i relation till varandra jämfördes. Målet var att mone-tarisera körkomforten till en ekonomisk inverkan. I utredningen ämnades med hjälp av ett uppbyggt ramverk att kombinera traditionella körkostnader och olika faktorer som hänger ihop med körkomforten och på så sätt hitta ett visst skuggpris för trafikanternas uppfattning om helhetskostnaderna. Till-räckliga grunder för värdering av körkomforten hittades dock inte.

För modellutformningen av körkostnaderna orsakade av menföre och omvä-gar utvecklades en kalkyleringsprocedur som tar hänsyn till förutom väg- och trafikdata också menföreperiodens svårighet och varaktighet samt möjliga viktbegränsningar och omvägar. Som utgångsmaterial användes uppgifter om hur allmänna menförena och viktbegränsningarna var, hur ofta menföret upprepades samt vissa tämligen grova beräkningar om längden på omvä-garna. Metoden tillämpar sig för granskningar av såväl projekt- som väg-nätsnivå.

Till Excel-kalkylprogrammet som utarbetades i den tidigare forskningen tilla-des nya säkerhetsmodeller och granskningar gällande menföre och omvä-gar. Programmet kompletterades också genom att beakta de nya enhets-värdena gällande körkostnaderna samt de förnyade bränsleförbrukningsmo-dellerna.

Complementary studies of driving costs for paved roads and gravel roads. Helsinki 2006. Finnish Road Administration. Finnra Reports 25/2006. 70 p. + app. 4 p. ISSN 1459-1553, ISBN 951-803-728-0, TIEH 3201001-v. Keywords: driving costs, condition of road, safety, driving comfort, thaw-weakening

SUMMARY

This project supplements a study completed in 2005 titled, �Inspect of road condition on driving costs for paved roads and gravel roads� (Ristikartano et al., 2005). The goal was to particularize the dependency between poor road condition and accident rate presented in the previous study, create a method for monetarizing driving comfort, and analyze and model the impact of gravel road structural thaw-weakening and detours on driving costs. Another objec-tive was to use the results obtained in this project to update the Excel appli-cation compiled in the previous study.

Safety models were developed by separating divergence in driving speeds on the road into divergence between vehicles and longitudinal divergence on the road. These analyses were partly theoretical. As a background, the latest studies on safety were analyzed. According to the model calculations, dete-rioration of roads that are initially in good condition weakens road safety a little, but when the poor condition clearly begins to affect driving speeds, the risk of accidents also begins to decrease. The model can be used as a part of cost models for specifying the impact of road condition on driving costs, but they cannot be recommended for use without reservation in other analy-ses.

The project supplemented modeling information related to driving comfort by taking into consideration the results of a study carried out in Finnra�s cus-tomer requirements research program ASTAR, which compared the rela-tionship between the measured road condition and road users� driving ex-periences. The goal was to monetarize driving comfort, i.e. convert it to eco-nomic impact. The intent was to use the framework of analysis created in the study to link driving costs and various factors related to driving comfort to each other, and thereby come up with a kind of shadow price for road users� views on overall costs. However, sufficient grounds for pricing driving com-fort were not found.

A calculation method was developed for modeling driving costs caused by frost heaves and detours that takes into consideration the severity and dura-tion of thaw-weakening and possible weight limitations and detours in addi-tion to road and traffic data. Information about the frequency of thaw-weakening and weight limitations, the recurrence of frost heaving, and rough estimates of the length of detours were used as initial material. The method is suitable for examining individual cases and the network.

New safety models and studies of frost heaving and detours were added to the Excel application compiled in the previous study. The application was also supplemented by taking into consideration new unit values of driving costs and revised fuel cost models.

ESIPUHE

Tien kunto vaikuttaa tienkäyttäjien kustannuksiin usealla tavalla. Ajonopeuk-sien aleneminen lisää aikakustannuksia. Samanaikaisesti polttoaineenkulu-tus yleensä kasvaa, mikä vaikuttaa ajoneuvokustannuksiin. Ajokustannusten kuntoriippuvuutta on tutkittu Väyläomaisuuden hallinnan tutkimusohjelmassa (VOH) vuonna 2005 valmistuneessa selvityksessä. Siinä muodostettiin mallit eri kuntomuuttujien vaikutuksista ajoneuvo-, aika, onnettomuus-, päästö ja melukustannuksiin. Tässä selvityksessä mallintamista on jatkettu uudistamalla onnettomuusvai-kutuksia koskevia malleja, selvittämällä kelirikon vaikutuksia ja pyrkimällä kuvaamaan ajomukavuusvaikutuksia rahamääräisinä. Viimemainittuun osa-alueeseen ei kuitenkaan löydetty riittäviä perusteita. Uudet mallit liitettiin myös aiemman selvityksen yhteydessä laadittuun Excel-sovellukseen. Työn tuloksia onkin käytettävä yhdessä aiemman selvityksen tulosten kanssa. Työtä ohjanneeseen työryhmään ovat kuuluneet: Mikko Inkala Tiehallinto, pj Tuomas Toivonen Tiehallinto Pertti Virtala Tiehallinto Anton Goebel Tiehallinto Tuovi Päiviö-Leppänen Tiehallinto Harri Spoof Pöyry Infra Oy Selvitys on laadittu Tieliikelaitoksen ja VTT:n yhteistyönä. Tieliikelaitoksesa työhön ovat vastanneet DI Jukka Ristikartano projektipäällikkönä sekä DI Mira-Maria Penttinen ja FM Hanna Horppila. VTT:n puolesta työstä ovat vas-tanneet DI Jukka Räsänen, DI Veli-Pekka Kallberg ja VTM Virpi Britschgi. Raportin viimeistelyyn on lisäksi osallistunut DI Lotta-Maija Seppänen Tielii-kelaitoksesta. Helsingissä syyskuussa 2006 Tiehallinto Asiantuntijapalvelut

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 9

Sisältö

1 JOHDANTO 11

2 TUTKIMUSKOHTEET 13 2.1 Yleistä 13 2.2 Turvallisuusmalleihin liittyvät tarkastelut 14

2.2.1 Tausta 14 2.2.2 Uusimmat ajonopeuksien turvallisuusvaikutuksia koskevat

tutkimukset 17 2.2.3 Nopeuksien hajonnan vaikutusmekanismit 22 2.2.4 Nopeuksien hajonnan vaikutuspotentiaali 24 2.2.5 Johtopäätöksiä tien kunnon, nopeuksien ja turvallisuuden

suhteista 28 2.2.6 Tien kunnon turvallisuusvaikutukset ajokustannusmalleissa

29 2.2.7 Tien kunnon turvallisuusvaikutusten tutkiminen 33

2.3 Ajomukavuuteen liittyvät tarkastelut 35 2.3.1 Tausta 35 2.3.2 Eri tutkimustulosten arviointi 37 2.3.3 Ajomukavuuden arviointi eri menetelmillä 39 2.3.4 Liikennemallit ajomukavuuden kuvaajina 42 2.3.5 Tien kuntomuuttujien ja ajomukavuuden välinen riippuvuus

43 2.3.6 Ajomukavuuden mallintaminen ja monetarisointi 45

2.4 Kelirikkoon ja kiertoteihin liittyvät tarkastelut 48 2.4.1 Tausta ja menetelmät 48 2.4.2 Kelirikon vaikutus sorateiden kuntoarvoon 49 2.4.3 Painorajoituksista ja kiertoteistä aiheutuvat

lisäkustannukset 51 2.4.4 Kelirikosta aiheutuvat kokonaiskustannukset 51 2.4.5 Lähtöarvot kelirikon tarkasteluihin verkkotasolla 52 2.4.6 Esimerkki kelirikkokustannusten laskennasta 57

2.5 Tulosten yhdistäminen aikaisempiin kustannusmalleihin 59

3 MALLIEN TESTAUS 61 3.1 Ajokustannusten yksikköarvojen ja laskentamallien muutosten

vaikutus 61 3.2 Turvallisuusmallin muutosten vaikutukset 63

4 YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET 65 4.1 Yhteenveto 65 4.2 Jatkotutkimustarpeet 67 4.3 Uusien mallien käyttöönotto 67

10 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä

5 KIRJALLISUUS 69

6 LIITTEET 71

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 11 JOHDANTO

1 JOHDANTO

Tausta

Ajokustannukset (aika-, onnettomuus-, ajoneuvoja ympäristökustannukset) ovat merkittävä tekijä tienpidon rahoitustarkasteluissa sekä tienpidon ohja-uksen eri tasoilla. Tieliikenteen ajokustannukset Suomessa ovat uusimpien laskelmien mukaan noin 13 mrd euroa vuodessa. Ajokustannusten ja tien kunnon välisen riippuvuuden hyödyntäminen on luontevinta tienpidon ohjauksessa ohjelmatasolla (esim. toimintalinjat, TTS), mutta niitä tulisi voida soveltuvin osin käyttää myös esim. toimenpiteiden oh-jelmoinnin ja hankearvioinnin yhteydessä. Tällä hetkellä tiestön kunnon ja ajokustannusten välistä yhteyttä hyödynne-tään Tiehallinnossa päällystettyjen teiden ja sorateiden ylläpidon ohjausjär-jestelmissä. Viimeisin ajokustannuksia käsitellyt kotimainen selvitys on väy-läomaisuuden hallinnan (VOH) tutkimusohjelmassa laadittu raportti Ajokus-tannusten kuntoriippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä (Ristikartano ym. 2005). Edellä mainitun selvityksen tulokset on jo osittain otettu käyttöön, mutta siinä tunnistettiin useita jatkokehitystarpeita, joista osaa on tutkittu tässä projektis-sa. Aiemman selvityksen valmistumisen jälkeen Tiehallinto on julkaissut uu-det liikenne- ja viestintäministeriön hyväksymät tieliikenteen ajokustannusten yksikköarvot (Tiehallinto 2006a) ja uuden ajokustannusten laskentaa koske-van ohjeen (Tiehallinto 2005).

Tavoitteet

Työn tavoitteena on ollut täydentää ajokustannusten kuntoriippuvuutta kos-kevaa tietoutta keskittyen tiettyihin osakokonaisuuksiin. Seuraavassa on esi-tetty tutkimusalueittain ne tavoitteet, joihin tällä työllä haettiin vastauksia: − Aiemmassa selvityksessä esitettyä tien huonon kunnon ja onnettomuus-

asteiden välistä riippuvuutta pyritään varmistamaan tarkastelemalla laa-jemmin tien kunnon aiheuttaman nopeuksien hajonnan vaikutusta eri on-nettomuustyyppeihin. Hajonnan kuvaamiseksi voidaan käyttää LAM-aineistoista saatavia tietoja.

− Ajomukavuuden osalta aiemman selvityksen tuloksia täydennetään asi-

akkuuden tutkimusohjelmassa (ASTAR) tehtävän projektin tuloksilla. Sii-nä tiestön kuntoa yhdistetään ajomukavuuteen mm. erilaisilla ajopanee-leilla. Lisäksi on pyrittävä ajomukavuuden monetarisointiin (eli muuttami-nen taloudellisiksi vaikutuksiksi), jolloin ajomukavuuskustannukset voi-daan liittää osaksi ajokustannusten kuntoriippuvuuden laskentamallia.

− Sorateiden runkokelirikon ja kiertoteiden vaikutus ajokustannuksiin selvi-

tetään ja mallinnetaan. Runkokelirikko on usein syynä painorajoituksen asettamiseen, jolloin raskas liikenne joutuu joko kiertämään tai kuljetuk-

12 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä JOHDANTO

set jäävät tekemättä � molemmista vaihtoehdoista syntyy lisäkustannuk-sia.

− Aiemmassa vaiheessa laadittu Excel-sovellus päivitetään nyt saaduilla

tutkimustuloksilla ja muunnetaan uusien ajokustannusten yksikköarvojen ja laskentamenetelmien mukaiseksi.

Tämän työn yhteydessä käytetyt määritelmät ovat yhdenmukaisia aiemman selvityksen kanssa (Ristikartano ym. 2005).

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 13 TUTKIMUSKOHTEET

2 TUTKIMUSKOHTEET

2.1 Yleistä

Edellisen työvaiheessa (Ristikartano ym. 2005) työn tavoitteena oli kehittää tien kunnosta riippuvaiset ajokustannusmallit erityisesti ohjelmointitason tar-kasteluihin. Taustalla oli se, että Tiehallinnossa aiemmin käytössä olleet mallit kaipasivat päivittämistä ja täydentämistä, ja niiden käyttöönoton jäl-keen oli saatu uutta tietoa ajokustannusten, tieolojen ja erityisesti tien kun-non välisistä yhteyksistä. Tavoitteena oli selkeä mallikokonaisuus, joka kat-taa sekä päällystetyt että soratiet ja ottaa huomioon myös sillat ja niiden kunnon. Työssä analysoitiin HIPS-järjestelmässä käytettävät ajokustannusmallit. Myös tärkeimmiksi katsotut ulkomaiset mallit (Maailmanpankin HDM ja poh-joismaiset järjestelmät) käytiin läpi. Samalla kerättiin käyttöön viimeisin tieto-us työhön liittyviltä eri osa-alueilta (ajoneuvo-, aika-, onnettomuus- ja ympä-ristökustannukset). Työssä selvitettiin myös mahdollisuudet sisällyttää verk-kotason tarkasteluihin uusia, tärkeäksi katsottuja mutta aiemmin laiminlyöty-jä tai vain hanketarkasteluissa käytettyjä tekijöitä. Näitä ovat erityisesti melu, likaantuminen ja ajomukavuus. Tuloksena saatiin mallijärjestelmä, joka perinteisten liikenneteknisten muut-tujien (tien laatu ja geometria, liikenteen määrä ja koostumus, jne.) lisäksi ottaa huomioon tien kunnon. Kunnon kuvaamiseksi kehitettiin yhdistetty kun-tomuuttuja, joka sisältää tien tasaisuutta, vaurioita ja urautumista kuvaavat komponentit. Kevyille, raskaille ja yhdistelmäajoneuvoille kehitettiin keskino-peus- ja nopeushajontamallit, jotka kykenevät ottamaan kuntomuuttujan huomioon. Nopeusmallien ja tiestöä kuvaavien muuttujien avulla rakennettiin mallit aikakustannuksille, polttoaineenkulutukselle, ajoneuvokustannuksille, onnettomuusasteelle ja -kustannuksille, pakokaasupäästöille, päästökustan-nuksille, liikennemelulle, pölyämiselle sekä melu- ja pölyhaittakustannuksille. Ajomukavuutta ei kuitenkaan kyetty arvottamaan kustannusmalleihin. Työssä esitetyt tärkeimmät jatkokehitysmahdollisuudet liittyivät nopeusha-jonnan tarkempaan selvittämiseen, polttoaineenkulutusmallien kehittämi-seen, turvallisuusvaikutusten kriittiseen tarkasteluun etenkin nopeuksien ha-jonta huomioon ottaen. Lisäksi suositeltiin ajomukavuustutkimuksen tulosten täydentämistä tehtyjen ajopaneelien tulosten avulla. Koska pääosa edellisessä selvitetyistä malleista on osoittautunut toimiviksi, eikä niiden tarkentamiseen ole tarvetta, koostuu tämän työn sisältö seuraa-vissa luvuissa esitetyistä päätutkimusalueista, jotka täydentävät aiempia malleja. Lisäksi nyt saadut uudet tulokset sisällytetään aiempaan laskenta-sovellukseen. Muilta osin aiemmassa selvityksessä esitetyt mallit ovat edel-leen käyttökelpoisia.

14 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä TUTKIMUSKOHTEET

2.2 Turvallisuusmalleihin liittyvät tarkastelut

2.2.1 Tausta

Tien kunto, liikenneturvallisuus ja ajonopeudet

Tien kunnon ja turvallisuuden välisestä riippuvuudesta ei ole käytettävissä sellaista tietoa, jota voitaisiin suoraan soveltaa Suomessa käytettäviin ajo-kustannusmalleihin. Tien kunnon suoraa vaikutusta turvallisuuteen ei tunne-ta riittävän hyvin. Siksi käytössä olevissa ajokustannusmalleissa tien kunnon vaikutus onnettomuusasteeseen (onnettomuuksien lukumäärä 100 miljoo-naa ajokilometriä kohden) otetaan huomioon välillisesti sen perusteella, mi-ten kunto vaikuttaa liikenteen keskinopeuteen ja nopeuksien keskihajontaan. Turvallisuutta koskevassa mallissa (Ristikartano ym. 2005, s. 45) onnetto-muusaste riippuu ensisijaisesti liikenteen keskinopeudesta. Mallissa nope-uksien hajonnan vaikutus turvallisuuteen on selvästi pienempi kuin keskino-peuden. Malli tukeutuu tutkimustuloksiin siitä, miten ajonopeus vaikuttaa onnetto-muusasteeseen. Tapa, jolla keskinopeuden ja nopeuksien hajonnan vaiku-tus otetaan mallissa huomioon, on sopusoinnussa Suomessa ja muualla maailmassa tehtyjen ajonopeuden turvallisuusvaikutuksia koskevien tutki-musten kanssa. Osa mallissa käytettävistä parametreista on kuitenkin pa-remman tiedon puutteessa määritetty harkinnanvaraisesti, eikä mallin hy-vyyttä ole voitu testata. Tämän vuoksi ei voida olla varmoja siitä, että nope-uksien hajonnan vaikutus suhteessa keskinopeuden vaikutukseen tulee mal-lissa oikealla tavalla huomioon otetuksi. Erityisesti on tarvetta selvittää sitä, onko nopeuksien hajonnan vaikutus liikenneturvallisuuteen tavallista suu-rempi silloin, kun hajonta kasvaa tien kunnon huononemisen takia. Olosuhteiden takia muuttuva nopeustaso ei yksin määrää vaikutusta liiken-neturvallisuuteen. Kuljettajat voivat ajonopeutta muuttamalla joko ali- tai yli-kompensoida tien kunnon vaikutuksen. Tyypillisiä esimerkkejä ovat kelin vaikutus (alikompensointi) ja hidasteiden vaikutus (ylikompensointi). Huonon kelin vaikutusta ei oteta riittävästi huomioon, jolloin riskitaso nousee vaikka nopeudet laskevatkin. Sen sijaan hidastetöyssy alentaa ajonopeuksia niin paljon, että seurauksena on turvallisuuden parantuminen, vaikka töyssyn �suora� vaikutus voikin olla turvallisuuden lasku esimerkiksi ajoneuvon hal-linnan menettämisen vuoksi. Ajonopeuksien hajonta voidaan ymmärtää toisaalta ajoneuvojen välisiksi no-peuseroiksi ja toisaalta yksittäisen ajoneuvon nopeuden vaihteluksi. Kaikki ajonopeuksien hajonnan turvallisuusvaikutuksista tehdyt tutkimukset koske-vat ajoneuvojen välisten nopeuserojen vaikutuksia. Tähän lienee ainakin kaksi syytä. Ensinnäkin yksittäisten ajoneuvojen nopeuden vaihteluista on hankala saada niin paljon ja niin yksityiskohtaisia tietoja, että vaikutuksia onnettomuuksiin voitaisiin selvittää tilastollisilla tutkimuksilla. Ajoneuvojen välisistä nopeus-eroista sen sijaan on suhteellisen helppo saada tietoja mittaamalla ajonope-


uksia kiinteillä laitteilla (esim. liikenteen automaattiset mittausasemat eli LAM-asemat). Toiseksi yksittäisen ajoneuvon nopeusvaihteluita ei ehkä ole nähty niin mer-kityksellisiksi kuin ajoneuvojen väliset nopeuserot. Tämä puolestaan voi joh-tua siitä, että tarkasteltaessa yhtä ajoneuvoa irrallaan muusta liikennevirras-ta sen nopeusvaihtelut voidaan nähdä pelkästään ilmentymänä kuljettajan absoluuttista ajonopeutta koskevista valinnoista: Turvallisuuden kannalta on pidetty ratkaisevana sitä, millä nopeudella kuljettaja missäkin tilanteessa ajaa, eikä sillä ole oleellista merkitystä, mikä ajonopeus oli esimerkiksi 10 sekuntia aiemmin. Yksittäisen ajoneuvon nopeuden vaihtelu voi kuitenkin kuvata tien epähomogeenisuutta ja siten onnettomuusriskiä jopa ajoneuvo-jen välistä hajontaa selvemmin, minkä takia sitä ei voida sivuuttaa tien kun-non ajokustannusvaikutuksia selvitettäessä. Julkaisussa (Ristikartano ym. 2005) käytettyjä nopeus- ja nopeushajonta-malleja laadittaessa pyrittiin siihen, että ne ottaisivat ensisijaisesti huomioon tien pituussuuntaisen hajonnan muutoksen (ajoneuvojen välisen hajonnan pysyessä lähes entisellään). Julkaisun turvallisuusmalleja laadittaessa tämä ei kuitenkaan ole ollut mahdollista, vaan ne ovat tukeutuneet pääosin ajo-neuvojen väliseen nopeushajontaan. Kun selvitetään tien kunnon huononemisesta aiheutuvan nopeuksien hajon-nan muutosten vaikutuksia turvallisuuteen, tarkastelu voidaan jakaa kahteen vaiheeseen: a) miten ja miksi tien kunnon huononeminen vaikuttaa ajonope-uksien hajontaan ja b) miten ajonopeuksien hajonnan muutos vaikuttaa eri-tyyppisiin onnettomuuksiin. Tällaisella teoreettisella tarkastelulla voidaan saada karkea käsitys siitä, miten merkityksellinen asia on liikenneturvalli-suudelle. Teoreettista, tutkittavan ilmiön vaikutusmekanismeihin perustuvaa tarkastelua voidaan lisäksi hyödyntää arvioitaessa miten ja millaisilla empiiri-sillä tutkimuksilla tutkittavasta ilmiöstä voisi saada lisätietoa.

Käsitteitä

Ajoneuvojen ja liikennevirran tilaa kuvataan tässä nopeuksien keskiarvoja ja keskihajontoja käyttäen. Keskinopeudella voidaan tarkoittaa joko mitattujen nopeuksien aritmeettista tai harmonista keskiarvoa. Turvallisuustarkastelujen yhteydessä (ellei erik-seen ole toisin mainittu) ajoneuvojen nopeuksien keskiarvolla tarkoitetaan kaavan 1 mukaista aritmeettista keskiarvoa. Ajoneuvo- ja aikakustannusten määrittelyssä käytetään kuitenkin kaavan 2 mukaista harmonista keskiarvoa, mikä soveltuu aritmeettista keskiarvoa paremmin nopeusmuutosten tarkas-teluun ja on välttämätöntä mm. keskimääräisen matkanopeuden laskemi-sessa.

∑=i

iKa vn

v 1 (1)


∑=

i i

H

v

nv1

(2)

missä vKa on nopeushavaintojen aritmeettinen keskiarvo vH on nopeushavaintojen harmoninen keskiarvo n on havaintojen lukumäärä vi on yksittäinen nopeushavainto. Nopeuksien keskihajonta kuvaa turvallisuustarkastelujen yhteydessä (ellei erikseen ole toisin mainittu) autojen nopeuksien jakaumaa tietyssä mittaus-paikassa. Nopeuksien keskihajonta (s) lasketaan silloin kaavalla 3

∑ −⋅−

=i

Kai vvn

s 2)(1

1 (3)

Yksittäisen ajoneuvon nopeuksien hajontaa tien pituussuunnassa voidaan kuvata ainakin kahdella vaihtoehtoisella tavalla. Se voi tarkoittaa nopeus-vaihtelujen summaa (nopeuskäyrän peräkkäisten minimi- ja maksimipistei-den erotusten itseisarvojen summa) tiekilometriä kohden, tai hajontaa voi-daan kuvata esimerkiksi määrätyin aikavälein tehtyjen nopeushavaintojen keskihajontana. Viimeksi mainitussa tapauksessa laskukaava on sama kuin edellä esitetty paitsi, että nopeudet ovat saman ajoneuvon nopeuksia eri ajankohtina ja keskinopeutena voidaan käyttää myös näiden harmonista keskiarvoa. Kaikkien ajoneuvojen keskinopeuden vaihtelua tietyllä tiejaksolla voidaan periaatteessa kuvata yhdistämällä yksittäisten ajoneuvojen tien pituussuun-taista nopeushajontaa koskevia lukuja. Asiaa ei kuitenkaan tässä yhteydes-sä käsitellä enempää. Silloin kun tarkastellaan nopeuksien hajontaa tien pituussuunnassa ja sa-massa yhteydessä liikenteen keskimääräistä nopeutta, on loogista käyttää keskinopeutena keskimääräistä matkanopeutta, joka yksittäisellä ajoneuvolla on ajetun matkan pituus jaettuna siihen käytetyllä ajalla.

Tavoitteet

Tämän tutkimusalueen tarkoituksena on tuoda lisävalaistusta siihen, mikä on tien kunnon huononemisesta johtuvan nopeuksien hajonnan kasvun merki-tys liikenneturvallisuudelle. Erityisesti haetaan vastausta siihen, pitäisikö ha-jonnan kasvun näkyä tien kunnon vaikutusta liikenneturvallisuuteen koske-vissa ajokustannusmallien osassa nykyistä voimakkaampana, eli pitäisikö malleissa nopeuksien hajonnan vaikutusta lisätä ja keskinopeuden vaikutus-ta vastaavasti vähentää. Tarkastelujen perusteella tehdään tarpeelliseksi katsottavat turvallisuusmallien muutosehdotukset. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, voitaisiinko tien kunnon turvallisuusvaikutuk-sista saada nykyistä parempia tietoja tutkimuksella, jossa selittäjinä käytet-


täisiin liikenteen automaattisilta mittausasemilta (LAM-asemilta) kerättäviä tietoja liikenteen keskinopeudesta ja nopeuksien keskihajonnasta sekä tien kuntoa kuvaavia muuttujia.

Osatehtävät

Tien kunnon huononemisesta aiheutuvien keskinopeuden ja nopeuksien keskihajonnan muutosten turvallisuusvaikutuksia tarkastellaan seuraavassa kahdesta näkökulmasta: 1. Tutkimustulokset keskinopeuden ja nopeuksien keskihajonnan turvalli-

suusvaikutuksista.

− Koska nimenomaan tien kunnon huononemisesta johtuvista nopeuk-sien muutoksista ja niiden vaikutuksista turvallisuuteen ei ole tietoja, tarkastelu koskee nopeuden muutosten vaikutuksia yleensä, riippu-matta siitä mistä ne aiheutuvat.

− Täydennetään aiemmin (Ristikartano ym. 2005) luotua kuvaa ajono-

peuksien ja etenkin nopeuksien hajonnan turvallisuusvaikutuksista. 2. Tien kunnon huononemisesta aiheutuvan nopeuksien hajonnan vaiku-

tusmekanismit ja potentiaalinen hajonnan kasvun vaikutus erityyppisten onnettomuuksien lukumäärään ja vakavuuteen.

− Tarkastelemalla järjestelmällisesti erityyppisten onnettomuuksien

tyypillistä tapahtumien kulkua arvioidaan, millä tavalla ja miten paljon ajonopeuksien hajonta ja sen eri komponentit (ajoneuvojen välinen ja ajoneuvojen oman nopeuden vaihtelu) vaikuttavat onnettomuuksien tapahtumisriskiin ja seurausten vakavuuteen.

− Esitetään em. onnettomuustyyppikohtaiseen analyysiin sekä onnet-

tomuustilastoihin perustuva määrällinen arvio siitä, miten merkityksel-lisiä erisuuruiset nopeuksien hajonnan kasvut ovat liikenneturvalli-suudelle yleensä (kaikki onnettomuustyypit yhdessä) pääteillä ja muilla teillä.

Näiden osatehtävien tulosten perusteella arvioidaan nykyisten ajokustan-nusmallien liikenneturvallisuutta koskevien osien muutostarvetta ja tehdään tarpeellisiksi katsottavat muutosehdotukset.

2.2.2 Uusimmat ajonopeuksien turvallisuusvaikutuksia koske-vat tutkimukset

Ajokustannusten kuntoriippuvuutta koskevan raportin (Ristikartano ym. 2005) laatimisen jälkeen ajonopeuksien turvallisuusvaikutuksista on julkaistu neljä aiheeseen liittyvää tutkimusta, joita seuraavassa referoidaan lyhyesti. Referaattien jälkeen arvioidaan, millaisiin ajokustannusten kuntoriippuvuus-mallien uudistamistarpeisiin uusi tutkimustieto mahdollisesta antaa aihetta.


Elvik ym. 2004

Elvik ym. (2004) selvittivät miten hyvin ruotsalainen (Nilssonin 2004) malli, johon myös Suomessa käytössä oleva ajokustannusten kuntoriippuvuusmalli tukeutuu, selittää liikenteen keskinopeuden ja vakavuudeltaan erilaisten on-nettomuuksien lukumäärän välistä riippuvuutta. Menetelmänä oli meta-analyysi1 ja aineistona kaikki kattavalla kirjallisuushaulla löydetyt aihetta kä-sittelevät tutkimukset. Tulosten mukaan henkilövahinko-onnettomuuksien määrä riippuu keskinopeudesta seuraavasti

0.2

__

____

=

−−

ennenNopeusjälkeenNopeus

ennenlukumääräksienonnettomuuHvjälkeenlukumääräksienonnettomuuHv

(4)

Nopeuksien suhteen eksponentin paras estimaatti 2.0 oli siten täsmälleen sama kuin ruotsalaisessa mallissa alun perin käytetty. Sen 95 %:n varmuus-väliksi saatiin 1,3�2,7. Nopeuksien hajonnan turvallisuusvaikutuksia koskevassa tarkastelussa Elvik ym. (2004) toteavat vastakkaisiin tai samaan suuntaan ajavien ajoneuvojen välisten kohtaamistilanteiden lukumäärän kasvavan, kun ajonopeuksien ha-jonta kasvaa, mikä voi lisätä onnettomuusriskiä. Nopeuksien hajonnan kasvu näyttää lisäävän erityisesti muuta liikennettä hitaammin ajavien autojen koh-taamistilanteiden määrää, kun nopeammin ajavat saavuttavat (ja ohittavat) niitä (kuva 1). Koska kuljettajat reagoivat tien kunnon huononemiseen eri ta-voin, voidaan olettaa, että se johtaa sekä yksittäisten ajoneuvojen nopeuksi-en vaihtelun kasvuun että ajoneuvojen välisten nopeuserojen lisääntymi-seen. Pelkän kohtaamistilanteiden lukumäärän kasvun perusteella ei kuitenkaan pidä päätellä, että nopeuksien hajonta vaikuttaisi turvallisuuteen enemmän kuin nopeustaso. Kohtaamistilanteiden lukumäärän kasvu ei myöskään riitä osoittamaan, että muuta liikennettä hitaammin ajaminen lisäisi onnettomuus-riskiä. Esimerkin (kuva 1) perusteella vastakkaisiin suuntiin ajavien välisten kohtaamistilanteiden määrään nopeuksien hajonnan kasvu ei vaikuta. Tällai-set kohtaamistilanteet voivat kuitenkin muuttua vaarallisemmiksi, jos ohitus-ten määrä kasvaa.

1 Meta-analyysi on tilastollinen menetelmä, jolla yhdistetään useista aiemmista tutkimuksista saadut vai-kutusarviot yhdeksi kaikki tarkastellun tutkimustiedon hyödyntäväksi kvantitatiiviseksi vaikutusarvioksi.


Kuva 1. Ajonopeuksien hajonnan kasvun vaikutusta ajoneuvojen välisten

kohtaamistilanteiden lukumäärään havainnollistava esimerkki. Ylemmässä kuvassa kaikki ajavat samalla nopeudella. Alem-massa kuvassa nopeudet vaihtelevat. Kohtaamistilanteet vastak-kaisiin tai samaan suuntaan ajavien kesken on merkitty mustilla ympyröillä (Elvik ym. 2004).

Elvik ym. (2004) toteavat, ettei nopeuksien hajonnan ja onnettomuuksien vä-linen tilastollinen korrelaatio välttämättä kerro mitään sitä, miten liikennevir-ran keskinopeutta kovempaa tai hiljempaa ajaminen vaikuttaa yksittäisen ajoneuvon onnettomuusriskiin. Lisäksi he muistuttavat siitä, että liikenteen keskinopeuden ja keskihajonnan välillä on tavallisesti voimakas korrelaatio, eikä keskinopeuden ja nopeuksien hajonnan vaikutuksia sen vuoksi ole helppo erottaa toisistaan.

Elvik 2005

Ajonopeuksien vaikutus onnettomuuksien seurausten vakavuuteen on laajal-ti tunnettu ja tunnustettu. Ottamalla ajonopeuksien hajonta mukaan malleihin päästään paremmin käsiksi ajonopeuksien jakaumaan kuin käyttämällä pelkkiä keskiarvoja, joiden varaan useimmat mallit on jouduttu rakentamaan. Nopeuksien vaikutuksesta onnettomuuksien lukumäärään on vaihtelevia kä-sityksiä etenkin maallikoiden mutta myös tutkijoiden keskuudessa. Artikke-lissaan Elvik (2005) osoittaa kattavaan ja perusteelliseen asiaa koskevien tutkimusten meta-analyysiin tukeutuen, että ajonopeuksien kasvun onnetto-muuksia lisäävä vaikutus (syy�seuraus-suhde) on tieteellisesti perusteltu, koska


− ajonopeuksien ja onnettomuusmäärän välillä on voimakas ja johdonmu-kainen (engl. consistent) tilastollinen riippuvuus

− syy edeltää ajallisesti seurausta ja vaikutuksen suunta on selvä (kumpi vaikuttaa kumpaan)

− tilastollinen riippuvuus ei katoa, kun ns. väliintulevien (engl. confounding) muuttujien vaikutus eliminoidaan

− nopeuden muutoksen vaikutus onnettomuuksien lukumäärään on sitä suurempi mitä suuremmasta nopeuden muutoksesta on kyse (dose�response relationship)

− nopeuden muutoksen vaikutusmekanismit onnettomuuksien lukumää-rään tunnetaan ja ovat teoreettisesti perusteltavissa.

Vaikka ajonopeuksien hajonnallakin (poikkeamalla liikennevirran keskino-peudesta) ilmeisesti on jonkin verran vaikutusta onnettomuuksien lukumää-rään, sen vaikutusta ei ole voitu läheskään yhtä selkeästi osoittaa tai kvanti-tatiivisesti määrittää kuin absoluuttisen nopeuden vaikutus.

Aarts & van Schagen 2006

Katsauksessaan ajonopeuksien ja onnettomuuksien välistä riippuvuutta kos-keviin tutkimuksiin Aarts ja van Schagen (2006) vahvistavat nopeuksien kasvun onnettomuuksia lisäävän vaikutuksen. Onnettomuuksien lukumäärän riippuvuutta liikenteen keskinopeudesta kuvaa parhaiten ns. Nilssonin malli (joka henkilövahinko-onnettomuuksien osalta on esitetty kaavassa 4). Aarts ja van Schagen tarkastelevat myös tutkimuksia siitä, miten yksittäisen kuljet-tajan nopeudenvalinta vaikuttaa hänen onnettomuusriskiinsä ja toteavat muuta liikennettä nopeammin ajamisen lisäävän riskiä. Muuta liikennettä hi-taammin ajamisen ei sen sijaan ole voitu varmasti osoittaa lisäävän riskiä.

Park & Saccomanno 2006

Park & Saccomanno (2006) kiinnittävät huomiota ajonopeuksien vaihteluun tien pituussuunnassa. Heidän mukaansa nopeuserot (engl. speed inconsis-tency) tien eri poikkileikkausten välillä voivat ilmentää kasvanutta onnetto-muusriskiä, vaikka asiaa ei ole voitu pätevästi varmentaa. Yhdysvalloissa nopeuseroja poikkileikkausten välillä mitataan yleisesti 85 %:n nopeuksien erotuksella2, josta käytetään merkintää ∆V85. Park & Saccomanno kyseen-alaistavat ∆V85:n sopivuuden nopeuksien tien pituussuuntaisen hajonnan mittarina, koska se ei a) kuvasta oikein yksittäisten ajoneuvojen nopeuden-muutoksia ja b) ota huomioon sitä, että yksittäisten ajoneuvojen nopeuteen tietyssä poikkileikkauksessa vaikuttaa niiden nopeus edeltäneessä poikki-leikkauksessa. ∆V85:n sijaan Park & Saccomanno ehdottavat käytettäväksi 85MSR-nimistä mittaria (MSR = maximum speed reduction), joka tarkoittaa 85. persentiiliä yksittäisten ajoneuvojen kahden peräkkäisen mittauspaikan välisissä nopeuseroissa. Tämän mittarin mukaan nopeuksien muutokset tien peräkkäisten poikkileikkausten välillä ovat noin kaksi kertaa niin suuret kuin jos mittarina käytettäisiin ∆V85:ttä.

2 85 %:n nopeus tarkoittaa nopeutta, jonka 85 % ajoneuvoista alittaa ja 15 % ylittää tietyssä poikkileikka-uksessa.


Yksilö- ja ryhmätason hajontamittausten eroa havainnollistaa kuva 2. Siinä nopeusjakautumat suoralla ovat samat kuvissa a ja b, samoin nopeusjakau-tumat kaarteessa. Ryhmätasolla mitatut nopeuksien hajonnat (∆V85) poikki-leikkauksissa ovat molemmissa kuvissa yhtä suuret. Yksilötasolla mitatut nopeuksien vaihtelut (85MSR) ovat kuitenkin kuvan b tapauksessa suurem-mat kuin kuvan a tapauksessa.

Kuva 2. Nopeuksien vaihtelun mittaustavan eroja havainnollistava esi-

merkki yksittäisten ajoneuvojen nopeusprofiileista. (Park & Sac-comanno 2006).

Parkin ja Saccomannon kritiikki, joka koskee ∆V85:n käyttöä tien pituussuun-taisten nopeusvaihtelujen kuvaajana, pätee myös poikkileikkauskohtaisten nopeuksien keskihajontojen käyttöön hajonnan kuvaajana. Park & Saccomanno (2006) muistuttavat myös siitä, että ryhmätason mitta-uksiin (kuten ajoneuvojen keskinopeus tai nopeuksien keskihajonta tien poikkileikkauksessa) perustuvat johtopäätökset eivät välttämättä päde yksi-lötasolla. Ilmiöstä käytetään nimeä ekologinen harha (engl. ecologic fallacy), jonka syy on tiivistetysti se, että tietoa katoaa kun yksilötason tietoa summa-taan ryhmiä koskevaksi. Ryhmätason mittauksiin perustuvien mallien seli-tysasteet ovat tyypillisesti korkeampia kuin jos mallit perustuisivat yksilöiden käyttäytymisen mittauksiin. Park & Saccomanno havainnollistavat asiaa kah-della todellisiin nopeusmittauksiin perustuvalla mallilla, joilla selitettiin tien kaarteen vaikutusta ajonopeuksiin kaarresäteen ja kaarretta edeltävällä suo-ralla mitatuilla nopeuksilla. Ryhmätason mittauksiin perustuvan mallin seli-tysasteeksi saatiin 64 %, kun todenmukaisempi, yksilötason mittauksiin pe-rustuvan mallin selitysaste oli 27 %. Mallien selittävien muuttujien kertoimiin ekologisella harhalla ei välttämättä ole merkittävää vaikutusta.


2.2.3 Nopeuksien hajonnan vaikutusmekanismit

Vaikutusmekanismilla tarkoitetaan tässä sitä, millä tavalla nopeuksien hajon-ta voi vaikuttaa yksittäisten ajoneuvojen onnettomuusriskiin. Uskottava vai-kutusmekanismi on edellytys syy-seuraussuhteen olemassaololle. Tilastolli-nen korrelaatio on syy-seuraussuhteen välttämätön edellytys, mutta ei riittä-vä edellytys. Pohditaan aluksi sitä, miten tien huono kunto voi vaikuttaa liikenteen keski-nopeuteen ja nopeuksien keskihajontaan. Voidaan olettaa, että tien kunnon huonontuessa käytännöllisesti katsoen kaikki kuljettajat alentavat nopeut-taan tai eivät ainakaan lisää sitä. Nopeuksien alentamisen syitä lienevät ai-nakin ajomukavuus, ajoneuvon vaurioitumisen mahdollisuus ja tien kokemi-nen vaaralliseksi. Silloin tien kunnon huonontuminen aiheuttaa keskinopeu-den alenemisen. Yleensä keskinopeuden ja nopeuksien keskihajonnan välillä vallitsee positii-vinen korrelaatio, eli keskinopeuden alentuessa nopeuksien hajonta piene-nee (Elvik ym. 2004). Tämä pätee etenkin silloin, kun nopeuksia alennetaan esimerkiksi rajoitusten avulla. Silloin kun tien huono kunto alentaa keskino-peutta, tilanne on kuitenkin toinen. Eri kuljettajat alentavat nopeuttaan eri ta-voin, jolloin heidän riskitasonsa muuttuvat eri tavoin, ja liikennevirran keski-nopeuden lisäksi myös nopeuden keskihajonta voi muuttua. Seuraavassa eritellään ajoneuvojen hajonnan kasvun mahdollisia vaikutus-mekanismeja, kun otetaan huomioon sekä ajoneuvojen välinen että tien pi-tuussuuntainen nopeushajonta. Ajoneuvojen välisten nopeuksien hajonnan kasvu voi lisätä lähinnä usean osapuolen onnettomuuksien tapahtumisriskiä seuraavilla tavoilla: − Toisen osapuolen etäisyyden ja nopeuden arviointi sekä liikennetilanteen

kehittymisen ennakointi vaikeutuvat tutuissakin paikoissa etenkin koh-taamis-, ohitus- ja risteystilanteissa, koska toisten ajoneuvojen nopeudet vaihtelevat. Turvallisuuden kannalta kriittisiä ovat tilanteet, jossa toinen osapuoli lähestyy selvästi tavanomaista suuremmalla nopeudella.

− Ohitustarve ja ohitusten määrä kasvavat, kun ajoneuvojen väliset nope-

userot kasvavat. Tämä on omiaan lisäämään ohitusonnettomuuksien määrää, koska ohitettaessa onnettomuusriski on suurempi kuin omalla kaistalla ajettaessa. Onnettomuusriskin kasvuun voi vaikuttaa monia syi-tä, kuten ohittavan auton keskimääräistä suurempi nopeus ja pienet tur-vamarginaalit, kun ohittava ja ohitettava (ja joskus vastaantuleva ajoneu-vo) ovat hetken ajan hyvin lähellä toisiaan.

− Ohitustilanne asettaa etenkin ohittavan ajoneuvon hallittavuudelle suuria

vaatimuksia, joiden täyttymistä tien huono kunto saattaa ratkaisevasti haitata. Ohittava auto tekee neljä kaarrosta (käännös vasemmalle kais-talle, oikaisu tien suuntaan, käännös takaisin oikeanpuoleiselle kaistalle ja oikaisu tien suuntaan), joiden aikana ajoneuvoon kohdistuu sivusuun-taan vaikuttavia voimia. Ajoneuvon hallintamahdollisuuksiin vaikuttavat myös nopeuden kiihdyttäminen ohituksen alkuvaiheessa ja jarruttaminen ohituksen loppuvaiheessa omalle kaistalle palattaessa. Jotta ajoneuvo pysyisi kuljettajan hallinnassa tien pinnan ja renkaan välisen kitkavoiman on oltava vähintään yhtä suuri (mutta vastakkaissuuntainen) kuin kaar-


tamisesta ja kiihdyttämisestä tai jarruttamisesta renkaaseen aiheutuvat voimat. Etenkin huonoissa keliolosuhteissa (lumisella, jäisellä tai märällä tiellä) tien urat ja muut epätasaisuudet voivat edistää ajoneuvon hallin-nan menetystä, koska epätasaisuuksista aiheutuu kitkan tarvetta lisääviä sivuttaisvoimia tai epätasaisuudet edistävät liukkauden syntyä (uriin ker-tyvä vesi tai jää).

− Tapauksissa, joissa tien huono kunto lisää nopeuksien hajontaa, ohitus-

ten määrän ohella myös jonossa ajamisen osuus voi kasvaa, jos ohitus-mahdollisuudet eivät vastaa ohitustarvetta. Jonoissa etummainen alen-taa perässä ajavien nopeutta, mikä parantaa turvallisuutta. Jonossa aja-minen kuitenkin koetaan usein epämukavaksi. Jonoutumisen myötä no-peuksien hajonta pienenee, mikä myös on omiaan parantamaan turvalli-suutta, vaikka peräänajojen riski kasvaakin. Äärimmillään yllättävät no-peusvaihtelut voivat jonoutuneessa liikenteessä johtaa peräänajoihin, kun kaikki kuljettajat eivät ehdi reagoida häiriöön ja haitariliike voimistuu auto autolta.

− Vakaviin henkilövahinkoihin johtavat peräänajot ovat maantieolosuhteis-

sa harvinaisia. Niitä tapahtuu lähinnä silloin, edellä ajava on hidas ajo-neuvo (esimerkiksi traktori) tai kun edellä ajava hiljentää äkillisesti no-peuttaan niin, ettei takana tuleva osaa tai voi sitä ennakoida (edellä aja-va voi esimerkiksi suuntamerkkiä näyttämättä jarruttaa voimakkaasti kääntyäkseen pihaan). Myös tien huono kunto, kuten yksittäinen routa-kohouma tai kuoppa voi aiheuttaa äkkijarrutuksia, jos se tulee kuljettajal-le yllätyksenä. Tien huonon kunnon aiheuttamista yllättävistä jarrutuksis-ta aiheutuvat peräänajo-onnettomuudet ovat kuitenkin hyvin harvinaisia.

Tien pituussuuntaisen nopeushajonnan kasvu voi lisätä sekä yksittäisonnet-tomuuksien että usean osapuolen onnettomuuksien tapahtumisriskiä seu-raavilla tavoilla: − Kun nopeudet alenevat tien kunnon huonontumisen takia, yksittäisen

ajoneuvon nopeuden alenemisesta saatava turvallisuushyöty on sitä suurempi mitä enemmän nopeus alenee. Tien kunnon huononeminen ja nopeudenmuutos yhdessä aiheuttavat turvallisuuden muutoksen, joka voi kaikilla ajoneuvoilla olla joko positiivinen tai negatiivinen riippuen sii-tä, kuinka suuri on tien kunnon huononemisen välitön negatiivinen vaiku-tus ja kuinka suuri nopeuden alenemisesta aiheutuva positiivinen vaiku-tus.

− Jarruttamiset ja kiihdyttämiset vaikeuttavat ajoneuvon hallintamahdolli-

suuksia etenkin liukkailla keleillä. Ajoneuvo voi hallinnan menettämisen takia joko suistua pois tieltä tai ajautua vastaantulevien kaistalle aiheut-taen joko yksittäis- tai kohtaamisonnettomuuden.

− Yksittäisten ajoneuvojen nopeudenvaihteluiden kasvu tien pituussuun-

nassa voi lisätä ajoneuvojen välisiä nopeuseroja. Vaikutus kuitenkin vaihtelee tien kohdasta toiseen. Kuvassa 2b esimerkiksi ajoneuvojen vä-linen nopeushajonta on nolla suoran ja kaarteen rajakohdassa, mutta selvästi suurempi kaarretta edeltävällä suoralla ja kaarteessa.

Täysin riippumatta siitä, miten tien huono kunto vaikuttaa ajonopeuksiin tai niiden hajontaan, on muistettava, että tien huono kunto voi kaikissa liikenne-


tilanteissa lisätä ohjausliikkeitä, kun kuljettaja väistää vaurioita, ohjaa ajo-neuvoa tien urien suuntaisesti tai urista pois. Tien pinnan epätasaisuudet (esim. urat, kuopat, routakohoumat) voivat vaikuttaa ajoneuvon kulkusuun-taan myös ilman kuljettajan ohjausliikkeitä. Onnettomuuksien vakavuuteen ajonopeuksien hajonnalla ei ole merkittävää vaikutusta. Auton matkustajien loukkaantumisriski ja loukkaantumisen vaka-vuus onnettomuuden tapahtuessa on sitä suurempi mitä suurempi on ajo-neuvon törmäyksenaikainen nopeudenmuutos (∆v). Se puolestaan on sitä suurempi mitä suurempi on auton nopeus välittömästi ennen onnettomuutta (Kallberg & Rathmayer 1996). Kevyen liikenteen onnettomuuksissa jalankul-kijan vammautumisriski riippuu auton törmäysnopeudesta (Pasanen 1991). Yksittäisen tienkäyttäjän kannalta onnettomuuksien vakavuus riippuu siten vain absoluuttisesta nopeudesta, ei siitä, miten nopeus poikkesi jostain (nol-lasta poikkeavasta) vertailunopeudesta. Kun tarkastellaan ajonopeuksien vaikutusta onnettomuuksien vakavuuteen liikennevirran tasolla, nopeuksien hajonnan ja onnettomuuksien vakavuuden (ja onnettomuuksien todennäköisyyden) välillä voi olla positiivinen korrelaa-tio. Havainnollistetaan asiaa yksinkertaisella esimerkillä. Olkoon ensimmäi-sessä tapauksessa kaikkien kolmen onnettomuusauton törmäysnopeus 50 km/h, ja olkoot nopeudet toisessa tapauksessa 40, 50 ja 60 km/h. Keski-nopeus on molemmissa tapauksissa sama, mutta hajonta on jälkimmäisessä tapauksessa suurempi kuin edellisessä. Myös seuraukset ovat jälkimmäi-sessä tapauksessa pahemmat kuin edellisessä, koska nopeuden kasvatta-minen 50 km/h:sta 60 km/h:iin pahentaa seurauksia enemmän kuin nopeu-den alentaminen 50 km/h:sta 40 km/h:iin lieventää niitä (liike-energian muu-tokset ovat erisuuruisia). Esimerkkitapauksessa nopeuksien hajonnan kas-vun ja onnettomuuksien vakavuuden välillä on tilastollinen riippuvuus. Esi-merkki myös havainnollistaa sitä, että nopeuksien hajonnan kasvu huonon-taa turvallisuutta, kun keskinopeus pysyy muuttumattomana.

2.2.4 Nopeuksien hajonnan vaikutuspotentiaali

Edellisen kohdan perusteella ajoneuvojen välisen nopeuksien hajonnan kas-vu voi lisätä ohitusonnettomuuksia ja peräänajoja, vaikka näidenkin onnet-tomuuksien syntyyn ja seurausten vakavuuteen (tilastoihin tulevien henkilö-vahinko-onnettomuuksien lukumäärään) absoluuttinen nopeus vaikuttaa enemmän kuin nopeuksien hajonta. Muihin onnettomuustyyppeihin nopeuk-sien hajonta vaikuttaa vain tien pituussuuntaisen nopeushajonnan kautta. Seuraavassa on ensin laskettu vaikutuspotentiaali siten että on otettu huo-mioon vain ajoneuvojen välisen nopeushajonta. Toisessa tarkastelussa on haettu nopeuksien hajonnan vaikutuspotentiaalin teoreettisia äärirajoja siinä tapauksessa, että ajoneuvojen välisen nopeushajonnan lisäksi otetaan huo-mioon myös tien pituussuuntainen nopeushajonta. On huomattava, että jäl-kimmäinen tarkastelu on alustava ja sen teoreettinen perusta on puutteelli-nen.

Päätiet

Vuosina 2000�2004 pääteiden (valta- ja kantatiet) onnettomuuksissa kuoli keskimäärin 186 ja loukkaantui 2 238 henkilöä vuodessa (taulukko 1). Ohi-


tus- ja peräänajo-onnettomuuksien osuus oli henkilövahinko-onnettomuuk-sista 13,7 %, kuolleista 8,4 % ja loukkaantuneista 15,5 %. Ajoneuvojen välis-ten nopeuksien hajonta ei kuitenkaan koskaan ole onnettomuuden ainoa syy, eikä hajontaa käytännössä voi kokonaan poistaa. Sen vuoksi nopeuden hajontaa rajoittavilla toimenpiteillä (jotka eivät samalla alenna liikenteen kes-kinopeutta) tuskin voidaan vähentää ohitus- ja peräänajo-onnettomuuksissa kuolleita tai vammautuneita ainakaan enempää kuin 50 %. Oletetaan, että muissa kuin ohitus- ja peräänajo-onnettomuuksissa kuolleiden ja loukkaan-tuneiden lukumäärä vähenisi nopeuksien hajontaa rajoittavilla toimenpiteillä (absoluuttisesti) enintään saman verran kuin ohitus- ja peräänajo-onnetto-muuksissa kuolleiden ja loukkaantuneiden lukumäärä. Silloin päädytään ar-vioon, että pelkästään nopeuden hajontaa alentavilla toimenpiteillä päätei-den henkilövahinko-onnettomuuksien lukumäärää voisi vähentää enintään 13,7 %, onnettomuuksissa kuolevien määrää voisi pienentää enintään 8,4 % ja loukkaantuneiden määrää enintään 15,5 %. Tämä vastaa noin 16 kuollutta ja 350 loukkaantunutta vuodessa koko päätieverkolla, jonka pituus on noin 13 300 km.

Taulukko 1. Valta- ja kantateiden henkilövahinko-onnettomuuksien sekä niissä loukkaantuneiden ja kuolleiden vuotuiset lukumäärät (vuosien 2000–2004 keskiarvo)

lkm % lkm % lkm %1 Yksittäisonnettomuus 514 30,2 632 28,3 31 16,62 Kääntymisonnettomuus 173 10,1 278 12,4 5,8 3,13 Ohitusonnettomuus 78 4,6 109 4,9 13,2 7,14 Risteämisonnettomuus 206 12,1 312 14,0 16,2 8,75 Kohtaamisonnettomuus 187 11,0 243 10,8 80,8 43,46 Peräänajo-onnettomuus 155 9,1 238 10,6 2,4 1,37 Mopo-onnettomuus 38 2,2 38 1,7 1,4 0,88 Polkupyöräonnettomuus 70 4,1 55 2,5 9,6 5,29 Jalankulkijaonnettomuus 55 3,2 29 1,3 15,4 8,3

10 Hirvionnettomuus 153 9,0 195 8,7 7,2 3,911 Peuraonnettomuus 10 0,6 14 0,6 0 0,012 Muu eläinonnettomuus 11 0,6 13 0,6 0,2 0,113 Muu onnettomuus 55 3,2 80 3,6 3 1,6

Yhteensä 1705 100,0 2238 100,0 186 100,0

hvj-onnettomuudet kuolleetOnnettomuusluokka loukkaantuneet

Muut tiet

Muiden kuin pääteiden onnettomuuksissa kuoli vuosina 2000�2004 keski-määrin 118 ja loukkaantui 2 221 henkilöä vuodessa (taulukko 2). Ohitus- ja peräänajo-onnettomuuksien osuus oli henkilövahinko-onnettomuuksista 5,5 %, kuolleista 2,3 % ja loukkaantuneista 5,9 %. Soveltamalla edellä mai-nittuja arviointikriteereitä päädytään arvioon, että muilla kuin pääteillä pel-kästään nopeuden hajontaa alentavilla toimenpiteillä muiden kuin pääteiden henkilövahinko-onnettomuuksien lukumäärää voisi vähentää enintään 5,5 %, onnettomuuksissa kuolevien määrää voisi pienentää enintään 2,3 % ja kaik-kien loukkaantuvien määrää enintään 5,9 %. Tämä vastaa noin neljää kuol-lutta ja 130 loukkaantunutta vuodessa muilla kuin pääteillä, joiden pituus on yhteensä noin 65 000 km.


Taulukko 2. Muiden maanteiden henkilövahinko-onnettomuuksien sekä niis-sä loukkaantuneiden ja kuolleiden vuotuiset lukumäärät (vuosi-en 2000–2004 keskiarvo)

lkm % lkm % lkm %1 Yksittäisonnettomuus 717 42,0 887 39,9 42,8 23,02 Kääntymisonnettomuus 117 6,9 166 7,5 2,2 1,23 Ohitusonnettomuus 27 1,6 40 1,8 3,2 1,74 Risteämisonnettomuus 205 12,0 303 13,7 7 3,85 Kohtaamisonnettomuus 164 9,6 246 11,1 23 12,46 Peräänajo-onnettomuus 66 3,9 91 4,1 1,2 0,67 Mopo-onnettomuus 107 6,3 104 4,7 6,4 3,48 Polkupyöräonnettomuus 174 10,2 156 7,0 12,4 6,79 Jalankulkijaonnettomuus 105 6,1 95 4,3 11,6 6,2

10 Hirvionnettomuus 60 3,5 70 3,2 2,4 1,311 Peuraonnettomuus 8 0,5 9 0,4 0 0,012 Muu eläinonnettomuus 14 0,8 17 0,8 0,6 0,313 Muu onnettomuus 39 2,3 39 1,7 4,8 2,6

Yhteensä 1803 105,7 2221 100,0 118 63,2

hvj-onnettomuudet kuolleetOnnettomuusluokka loukkaantuneet

Teoreettista arviointia

Aiemmassa selvityksessä (Ristikartano ym. 2005) nopeuden ja turvallisuu-den yhteyttä kuvaavaksi malliksi valittiin ruotsalaisten kehittämä malli (Nils-son 2004), jossa henkilövahinko-onnettomuusaste muuttuu keskinopeuden suhteellisen muutoksen neliössä. R = ( V / V0)2 (5) Sovelletaan kaavaa 5 yksittäisen ajoneuvon onnettomuusriskin laskemiseen kahdessa tapauksessa (kuva 3). Verrataan tasaisella 80 km/h nopeudella ajavan auton ja vaihtelevalla nopeudella (keskiarvo 80 km/h, vaihteluväli 75�85 km/h, nopeuden keskihajonta 3,5 km/h) suhteellista riskiä. Kaavalla 5 laskettuna tien pituussuuntainen nopeusvaihtelu (hajonta) aiheuttaisi tällöin 2 % kasvun kuolemaan johtavien onnettomuuksien riskille, jos tie- ja liiken-neolot ovat vakiot tarkastelujaksolla. Yksinkertaistaen tulkittuna nopeuden pituussuuntaisen hajonnan noustessa yli 3,5 km/h onnettomuusaste kasvaa 2 % jokaista 1 km/h nopeushajonnan kasvua kohti.


v1=tasainen ajonopeus, v2=vaihteleva ajonopeus, r1=tasainen onnettomuusriski, r2=vaihteleva onnetto-muusriski Kuva 3. Suhteellisen onnettomuusriskin teoreettinen riippuvaisuus ajono-

peudesta Nilssonin (2004) kaavalla tulkittuna, yhden ajoneuvon tien pituussuuntainen nopeushajonta.

Vastaavasti voidaan tarkastella ajoneuvojen välistä nopeushajontaa ja verra-ta sitä kaavan 5 avulla määritettyyn riskitasoon eri nopeuksilla. Kuvan 4 ta-pauksessa keskimääräinen ajonopeus on 80 km/h ja nopeuden keskihajonta 5 km/h. Koska keskiarvoa suuremmalla nopeudella ajavien ajoneuvojen riski kasvattaa kokonaisriskiä enemmän kuin keskiarvoa alemmalla nopeudella ajavien sitä alentaa, kasvaa riski hajonnan kasvaessa. Esimerkissä onnet-tomuusriski koko liikennevirralle olisi noin 2,4 % korkeampi kuin tapaukses-sa, jossa kaikkien autojen nopeus on 80 km/h (ja nopeuksien hajonta on nol-la). Myös tämä vaikutus voidaan yksinkertaistaen tulkita niin, että nopeuksi-en hajonnan noustessa yli 10 km/h onnettomuusaste kasvaa 1,9 % jokaista 1 km/h nopeushajonnan kasvua kohti.

nopeus ja kjo-riski

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2000 4000 6000 8000 10000

matka( m)

nope

us (k

m(h

) ja

suht

. ris

ki (%

)

v1v2r1r2

%

km/h


nopeuksien ja onnettomuuksien jakaumat

0,000000

0,500000

1,000000

1,500000

2,000000

2,500000

3,000000

3,500000

4,000000

4,500000

5,000000

40 50 60 70 80 90 100 110 120

v [km/h]

[%]

pfat

Kuva 4. Suhteellisen onnettomuusriskin teoreettinen riippuvaisuus ajono-

peudesta Nilssonin (2004) kaavalla tulkittuna, yhtenäinen käyrä kuvaa ajoneuvojen nopeusjakautumaa ja katkoviiva eri nopeuk-silla tapahtuneiden vakavien onnettomuuksien riskin jakautumaa.

Kunnon suoraa vaikutusta turvallisuuteen voidaan teoreettisesti lähestyä lii-kennevahinkojen tutkijalautakuntien arvioiden perusteella. Niiden mukaan tien kunto oli yhtenä tekijänä vaikuttamassa kuudessa prosentissa vuosina 2001�2003 tutkituista moottoriajoneuvossa kuolleiden onnettomuuksista (Liikennevakuutuskeskus). Osuutta voidaan pitää merkittävänä, vaikka se onkin vain noin kolmasosa verrattuna onnettomuuksiin, joiden syntyyn kelin arvioitiin vaikuttaneen. Ilman vertailukelpoista tietoa huonokuntoisten teiden tai erilaisten kelien yleisyydestä ei kuitenkaan voi päätellä, miten nämä teki-jät vaikuttavat onnettomuusriskiin.

2.2.5 Johtopäätöksiä tien kunnon, nopeuksien ja turvallisuu-den suhteista

Kaikki edellä luvussa 2.2.2 kuvatut tutkimukset korostavat nopeuden merki-tystä onnettomuusmäärien ja niiden vakavuuden arvioinnissa. Hajonta ei sel-laisenaan tullut esille yhdessäkään tutkimuksessa niin merkittävänä tekijänä, että olisi perusteltua muuttaa aiemmin laadittuja malleja. Hajonnan nähtiin kuitenkin vaikuttavan turvallisuuteen, mutta kolmessa ensimmäisessä tutki-muksessa hajonnalla kuvattiin pääosin eri ajoneuvojen nopeuksien välistä hajontaa. Vain Park & Saccomanno käsittelevät ajonopeuksien hajontaa tien pituussuunnassa. Vaikka hekään eivät pysty osoittamaan sen vaikutusta tur-vallisuuteen, niin heidän havaintonsa eri hajontamittarien hyvyydestä antavat syyn arvioida erikseen tien pituussuuntaisen nopeushajonnan merkitystä teoreettisella tasolla. Nopeuksien hajonnan vaikutusmekanismeja koskevista tarkasteluista voi-daan yhteenvetona päätellä, että ajoneuvojen välisten nopeuksien hajonta vaikuttaa merkittävästi onnettomuuksien tapahtumisriskiin lähinnä vain ohi-


tus- ja peräänajo-onnettomuuksissa, joissa on useampi kuin yksi osapuoli. Yksittäisonnettomuudessa onnettomuuden tapahtumisriski riippuu absoluut-tisesta nopeudesta. Esimerkiksi tieltä suistumisen riskiin kaarteessa vaikut-taa absoluuttinen nopeuden lisäksi vain se, kuinka hyvin kuljettaja on osan-nut arvioida turvallisen nopeuden, eikä se, miten suistumisnopeus poikkesi liikennevirran keskinopeudesta tai muusta referenssiarvosta tai siitä, mikä nopeus oli esimerkiksi kilometri ennen suistumispaikkaa. Sen sijaan ajonopeuksien hajonta tien pituussuunnassa voi vaikuttaa lähes kaikkiin onnettomuuksiin, koska se kuvaa parhaiten kuljettajien kykyä rea-goida muuttuviin olosuhteisiin. Vaikutuksen suuruudesta ei kuitenkaan ole käytettävissä luotettavia tutkimuksia, joten vaikutuspotentiaalia osalta on tyydyttävä teoreettisiin tarkasteluihin. Lisäksi on otettava huomioon, että yk-sittäisen ajoneuvon tien pituussuunnassa tapahtuvat nopeusvaihtelut kuvaa-vat myös absoluuttista ajonopeutta, eikä rajaveto absoluuttisen ajonopeuden ja nopeushajonnan turvallisuusvaikutusten välillä ole selkeä. Nopeuden hajontaa pienentävillä toimenpiteillä (jotka eivät samalla alenna keskinopeutta) voidaan edellä esitetyn perusteella vähentää liikenneonnet-tomuuksissa kuolevien ja loukkaantuvien lukumäärää. Absoluuttisia nopeuk-sia (ja liikenteen keskinopeutta) alentavien toimenpiteiden vaikutuspotentiaa-li on tietysti monin verroin suurempi, koska nopeuden alentaminen alentaa käytännöllisesti katsoen kaikenlaisten onnettomuuksien tapahtumisriskiä ja lieventää niiden seurauksia. Absoluuttisen nopeuden vaikutusmekanismit tunnetaan hyvin ja ne ovat teoreettisesti perusteltavissa (Elvik 2005, Kall-berg & Rathmayer 1996). Hajontaa koskeviin vaikutusmekanismeihin on syytä suhtautua osin varauksellisesti.

2.2.6 Tien kunnon turvallisuusvaikutukset ajokustannusmal-leissa

Aiempi käytäntö

Nykyisin käytössä olevassa ajokustannusmallissa tien kunnon vaikutus hen-kilövahinko-onnettomuuksien onnettomuusasteeseen otetaan huomioon kahden tekijän summana. Ensimmäinen tekijä kuvaa keskinopeuden muu-toksen vaikutusta kaavan 6 mukaisesti

2

01

=∆

vvR (6)

missä ∆R1 on keskinopeuden muutoksesta aiheutuva henkilövahinko-onnetto-

muuksien onnettomuusasteen suhteellinen muutos v on nopeus muutoksen jälkeen v0 on nopeus ennen muutosta. Näin saatuun onnettomuusasteen suhteelliseen muutokseen lisätään ajo-neuvojen välisen nopeuksien hajonnan vaikutus, joka saadaan kaavasta 7


)012,000052,00000095,0()110/(2 22 +⋅−⋅⋅−⋅=∆ VVHR (7)

missä ∆R2 on suhteellinen ajonopeuksien keskihajonnasta aiheutuva korjaus-

termi onnettomuusasteen muutokseen V on ajoneuvovirran keskinopeus (km/h) H on ajoneuvovirran nopeuksien keskihajonta (km/h). Kaavan 7 ensimmäisellä kertoimella 2 on pyritty kuvaamaan sitä osaa nope-ushajonnan vaikutuksesta, jota malli ei sisällä. Tien kunnon vaikutus onnet-tomuusriskiin otetaan siis huomioon välillisesti sen kautta, miten se vaikuttaa ajonopeuksiin. Kaavojen 6 ja 7 yhdistettyä vaikutusta onnettomuusastee-seen havainnollistaa kuva 5, jossa verrataan suhteellinen onnettomuusriskiä tilanteeseen kun keskinopeus on 80 km/h ja nopeuksien keskihajonta 10 km/h (suhteellinen riski 1,0).

Keskinopeuden ja hajonnan vaikutus onnettomuusasteeseen, aiempi malli

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

50 60 70 80 90 100Keskinopeus km/h

Suht

eelli

nen

onne

ttom

uusa

ste

Hajonta 30 km/h

Hajonta 20 km/hHajonta 10 km/h

Hajonta 0 km/h

Kuva 5. Liikennevirran keskinopeuden ja keskihajonnan vaikutus onnet-

tomuusasteeseen (Ristikartano ym. 2005). Kaavojen 6 ja 7 sekä kuvan 5 mukaan nopeuksien keskihajonnan muutos 10 km/h suuntaan tai toiseen muuttaa henkilövahinko-onnettomuuksien on-nettomuusastetta 5�7 % samaan suuntaan. Aiemmin arvioitiin, että ajoneu-vojen välisten nopeuksien keskihajontaan alentavien toimien suurin mahdol-linen vaikutus henkilövahinko-onnettomuuksien määrään on pääteillä 13,7 % ja muilla teillä 5,5 %. Kaava 6 keskinopeuden muutoksen vaikutuksesta perustuu vankasti tieteel-lisiin tutkimuksiin. Kuvan 5 yhtenäisellä paksulla viivalla merkitty käyrä, joka vastaa nopeuksien keskihajontaa 10 km/h, kuvaa keskinopeuden muutoksen vaikutusta täsmälleen kaavan 6 mukaisesti. Koska kaava 6 perustuu suu-reen joukkoon empiirisiä tutkimuksia, joissa keskinopeuden muutokseen usein liittyi samansuuntainen keskihajonnan muutos, esitetty turvallisuusvai-kutus ei välttämättä johdu aivan kokonaan keskinopeuden muutoksesta, vaan (pieni) osa siitä saattaa liittyä samanaikaiseen nopeuksien hajonnan muutokseen. Asialla ei kuitenkaan ole olennaista käytännön merkitystä.


Toisin kuin kaava 6, kaava 7 ei tukeudu suureen joukkoon empiirisiä tutki-muksia. Kaavan 7 mukaiset ja kuvassa 5 esitetyt nopeuksien hajonnan vai-kutukset ovat asiantuntija-arvioita, jotka kuitenkin tukeutuvat teoreettiseen tarkasteluun ja onnettomuustilastoihin.

Uudet tarkastelut

Tässä työssä tehtyjen uusien teoreettisten tarkasteluiden perusteella lasken-taan voitaisiin lisätä vielä pienehkö korjauskerroin, joka kuvaisi tien pituus-suuntaisen nopeushajonnan vaikutuksia (kaava 8). Tätä suurempi merkitys olisi tekijällä, joka ottaisi huomion sen miten hyvin kuljettajat osaavat sopeut-taa ajonopeutensa huonontuneisiin olosuhteisiin, kuten tien kuntoon. Kaa-vassa 9 esitetään kaavasta 6 muunnos, joka edellyttää kuitenkin käyttäjältä arviota suhteesta, joka kertoo tämän kompensointivaikutuksen. Tien kunnon vaikutuksen kuvaamiseen ei ole käytettävissä perusteltua tietoa tästä kompensaatiosuhteesta, mutta se voi eri tilanteissa todennäköisesti vaihdella välillä 0,5�1,5. Alaraja kuvaa tilannetta, jossa ajoneuvojen kuljetta-vat aliarvioivat olosuhteiden muutosten vaatiman nopeusmuutoksen tarvetta (esim. huono keli), ylärajalla nopeuden lasku on selvästi suurempaa kuin olosuhteiden muutos edellyttäisi (esim. hidastetöyssyt). Suhdeluku 1,0 ku-vaa tilannetta, jossa nopeuden muutoksella kompensoitaisiin täysimääräi-sesti onnettomuusriskin muutos. Kaavaa 9 muodostettaessa on oletettu (ilman tätä tukevaa tutkimusaineis-toa), että tien kunnon huononemisen aiheuttamasta ajonopeuden alentumi-sesta 1/3 on seurausta siitä, että kuljettajat pyrkivät säilyttämään onnetto-muusriskin ennallaan, ja loppuosa siitä, että he haluavat säilyttää ajomuka-vuuden siedettävänä sekä varovat vaurioittamasta autoaan tai välttävät polt-toaineenkulutuksen kasvua. Kun vielä määritetään kaavasta 7 uusi versio (kaava 10) jättämällä aiemmin käytetty kerroin 2 pois, saadaan kaikki tekijät, jotka tarvitaan vaihtoehtoiseen tapaan määritellä tien kunnon aiheuttamien nopeusmuutosten vaikutus on-nettomuusasteeseen.

5,3))5,3(02,01(3 ≥−⋅+= HHR (8)

2

01

3/)1(

∆⋅−+=∆

vvpvR k

k (9)

missä p kuvaa sitä kompensaatiosuhdetta tien kunnon turvallisuusvaikutuk-

sesta, jonka kuljettajat ottavat huomioon nopeutta alentaessaan. ∆vk kuvaa tien kunnon aiheuttamien nopeusvaikutusten kokonaismäärää,

josta kolmasosan on kaavassa tulkittu olevan riippuvainen kuljettajien arvioimasta riskitason muutoksesta.

)012,000052,00000095,0()110/( 2

2 +⋅−⋅⋅−=∆ VVHR k (10)


Kaava 11 kuvaa tätä vaihtoehtoista tapaa määritellä onnettomuusaste.

321 )( RRRR kkyhd ⋅∆+∆=∆ (11) Kaavan 11 mukainen malli ottaa huomioon nopeusaleneman tuottaman tur-vallisuusmuutoksen, autojen välisen nopeushajonnan ja teoriatarkastelun perusteella autojen tien pituussuuntaisen nopeushajonnan turvallisuusvaiku-tukset sekä antaa käyttäjälle mahdollisuuden olettaa sen, miten hyvin tai huonosti kuljettajat mieltävät tien kunnon turvallisuusvaikutuksen (kompen-saatiosuhde). Kuvassa 6 on esitetty kaavan 11 mukainen tilanne, kun lähtöti-lanteessa keskinopeus on 80 km/h ja kompensaatiosuhteelle on annettu ar-vo 0,5.

Keskinopeuden ja hajonnan vaikutus onnettomuusasteeseen, uusi malli

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

50 60 70 80 90 100Keskimatkanopeus km/h

Suht

eelli

nen

onne

ttom

uusa

ste

Kokonaishajonta 30 km/h

Kokonaishajonta 20 km/h

Kokonaishajonta 10 km/hKokonaishajonta 0 km/h

Keskinopeuden ja hajonnan vaikutus onnettomuusasteeseen, uusi malli

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

50 60 70 80 90 100Keskimatkanopeus km/h

Suht

eelli

nen

onne

ttom

uusa

ste

Lisähajonta 10 km/h

Lisähajonta 6 km/h

Lisähajonta 3 km/h

Lisähajonta 0 km/h

Kuva 6. Liikennevirran keskinopeuden, keskihajonnan, kuljettajien ris-

kinoton ja tien pituussuuntaisen nopeuskeskihajonnan vaikutus onnettomuusasteeseen. Ylempi kuva kuvaa keskinopeuden ja nopeushajonnan yleisvaikutuksen, alempi kuva tien pituussuun-taisen nopeushajontalisän vaikutuksen onnettomuusasteeseen kompensaatiokertoimen arvolla 0,5.


Kuvassa 6 esitetyn tien pituussuunnassa määritetyn keskinopeuksien hajon-nan mittaaminen vaatii tietoa ajoneuvojen nopeuksista tarkastelujakson eri kohdissa. Se lasketaan tasavälein (matkan tai ajan mukaan) tehdystä nope-ushavainnoista tai niitä kuvaavista laskentamalleista. Keskinopeus määrite-tään tässä tapauksessa keskimatkanopeutena.

Johtopäätökset

Tien kunnon huononemisen turvallisuusvaikutuksen huomioon ottaminen ajokustannusmalleissa välillisesti nopeuksien muutoksesta aiheutuvan tur-vallisuusmuutoksen kautta on perusteltua, koska a) tien kunnon huononemi-nen vaikuttaa usein ajonopeuksiin, b) liikenteen keskinopeuden muutoksen turvallisuusvaikutukset ovat merkittäviä ja ne tunnetaan varsin hyvin, c) käy-tettävissä ovat mallit kunnon vaikutuksesta nopeuksien hajontaan (koskien pääosin ajonopeuksien hajontaa tien pituussuunnassa) ja d) tien kunnon huononemisen suorista turvallisuusvaikutuksista ei ole olemassa niin paljoa ja niin luotettavia suoria havaintojen tai tutkimuksia, että kuntoa kuvaavien muuttujien avulla voitaisiin suoraan ennustaa turvallisuutta. Lopputuloksena esitetyistä tarkasteluista on kuitenkin, ettei ole välttämätöntä muuttaa tapaa (kaavat 6 ja 7 sekä kuva 5), jolla tien kunnon vaikutus onnet-tomuusasteeseen otetaan ajokustannusmalleissa huomioon. Vaihtoehtoisel-la laskentatavalla (kaava 11 ja kuva 6) arvio turvallisuusvaikutuksesta saa-daan liikenteen keskinopeuden muutoksen, kuljettajien riskitietoisuuden ja tien pituussuuntaisen nopeuksien keskihajonnan funktiona. Keskinopeus ja nopeuksien keskihajonta siis tarkoittavat kuvissa 5 ja 6 eri asioita. On myös otettava huomioon, että vaihtoehtoisessa laskentatavassa tien pituussuun-taisen nopeushajonnan turvallisuusvaikutus on arvionvarainen, eikä lasken-tatapaa tulisi käyttää laajemmin erilaisissa tarkasteluissa ilman lisänäyttöä sen toimivuudesta. Vaikka kaavoihin 6 ja 7 perustuvassa laskutavassakin on puutteita, sen antamia tuloksia voidaan kuitenkin nykyisen tietämyksen va-lossa pitää luotettavampina kuin kaavan 11 vaihtoehtoisella laskutavalla saatavia turvallisuusvaikutuksia.

2.2.7 Tien kunnon turvallisuusvaikutusten tutkiminen

Käytössä olevissa ajokustannusmalleissa tien kunnon turvallisuusvaikutus otetaan huomioon välillisesti sen perusteella, miten kunto vaikuttaa liiken-teen keskinopeuteen ja nopeuksien keskihajontaan. Silloin huonon kunnon välittömät eli suoraan ajoneuvon hallittavuutta koskevat vaikutukset turvalli-suuteen jäävät enimmäkseen huomioon ottamatta, vaikka ajonopeutta alen-tamalla voidaan usein kompensoida tien kunnon huononemisen vaikutuksia. Periaatteessa on mahdollista, että kuljettajat reagoivat tien kunnon huono-nemiseen alentamalla ajonopeuksia jopa enemmän kuin olisi tarpeen tien kunnon huononemisesta aiheutuvan onnettomuusriskin kasvun kompensoi-miseksi. Silloin tien kunnon huononeminen johtaa liikenneturvallisuuden pa-ranemiseen. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet esimerkiksi sen, että kelin aiheuttamaa riskin kasvua ei yleensä kompensoida riittävällä nopeuden alentamisella, ja toisaalta että uri-en aiheuttama haitta jopa ylikompensoidaan kuivalla kelillä.


Välittömistä vaikutuksista esimerkiksi tiessä olevan vaurion väistäminen muistuttaa ajotapahtumana toisen ajoneuvon ohitusta, mutta voi tulla kuljet-tajalle yllättävämmin ja vaatia nopeampia ohjausliikkeitä, ja toisaalta se vaa-tii onnistuakseen yleensä vähäisemmät sivusuuntaiset siirtymät. Sitäkään ei tiedetä, kuinka suuri osa tien kunnon turvallisuusvaikutuksista on välittömiä ja kuinka suuri osa välillisiä, nopeuksien muutoksen kautta tai muuten välilli-sesti (esimerkiksi kuljettajien tarkkaavaisuuden muutosten seurauksena) realisoituvia. Puutteita on myös tiedoissa siitä, miten tien kunnon huonone-minen vaikuttaa nopeusjakautumaan. Tien kunnon ja siitä aiheutuvien nopeusjakautuman muutosten vaikutuksista onnettomuuksien lukumäärään voidaan periaatteessa saada nykyistä tar-kempia tietoja tilastollisella tutkimuksella, jossa seurataan onnettomuusas-teen ja nopeusjakautumien kehitystä tien kunnon funktiona. Onnettomuuksi-en lukumäärää voitaisiin selittää mallilla, jossa riippumattomina muuttujina ovat erilaiset tien kuntoa ja nopeusjakautumaa kuvaavat muuttujat, kuten tasaisuus, urasyvyys, vauriosumma, keskinopeus ja nopeuksien keskihajon-ta. Aineistoksi tarvittaisiin ilmeisesti satoja tai tuhansia kilometrejä teitä, joilta kerättäisiin seurantatietoa useiden vuosien ajan. Edellä kuvatun kaltaisessa tutkimuksessa erilaisten ajan myötä muuttuvien häiriötekijöiden (engl. confounding factors) vaikutuksen eliminointi tuloksista voi olla haasteellista. Joidenkin tekijöiden, kuten vuoden, vuodenajan, valoi-suuden tai nopeusrajoituksen vaikutukset voidaan eliminoida ottamalla ne selittäjiksi malleihin. Kaikista muuttujista, kuten tien pinnan kelistä, ei kuiten-kaan ole erityisen kattavaa ja tarkkaa tietoa käytettävissä. Muita mallintami-sessa huomioon otettavia asioita ovat erilaiset tiehen ja liikenteeseen sekä sen ohjaukseen liittyvät muutokset, kuten ajoratamaalausten uusiminen tai kevyen liikenteen väylän tai valaistuksen rakentaminen. Jos tutkimuksissa ei muuten voida kontrolloida erilaisten häiriötekijöiden vai-kutuksia, niiden voidaan olettaa pysyvän likimain samanlaisina. Esimerkiksi märällä tienpinnalla eri kuntoluokissa ajettujen kilometrien osuuden voi olet-taa olevan likimain sama. Tällainen oletus voi olla perusteltu, jos aineisto on suuri ja kaikkina tarkasteluajanjaksoina aineistoon kuuluu tasaisesti eri kun-toluokkiin kuuluvia teitä. Oman haasteensa tutkimukseen tuo turvallisuuteen vaikuttavien tekijöiden yhteisvaikutusten hallinta. Tien kunto voi esimerkiksi huonontaa merkittäväs-ti turvallisuutta märällä tai liukkaalla kelillä, vaikka vaikutus hyvällä kelillä olisi vähäinen tai peräti positiivinen. Yhdysvaikutuksia voidaan selvittää tilastolli-silla malleilla edellyttäen, että käytettävissä olevat lähtötiedot ovat riittävän tarkkoja. Lisäksi on otettava huomioon, että tien kunnolle on monta mittaria (esim. urasyvyys, tasaisuus, vauriosumma ja kantavuus). Mittarit ovat alun perin muodostettu tien teknisen kunnon ja sen kehityksen arvioimiseen, eivätkä ne siten sovi parhaalla mahdollisella tavalla nopeus-, kustannus- ja turvallisuus-vaikutusten arvioimiseen. Lisäksi eri tekijöiden vaikutus onnettomuuksiin voi vaihdella olosuhteista riippuen. Esimerkiksi tien pinnan urat voivat lisätä ris-kiä erityisesti vetisellä, lumisella tai jäisellä kelillä ja kantavuuden huonone-minen voi vaikuttaa lähinnä vain raskaan liikenteen onnettomuuksiin. Peri-aatteessa voidaan selvittää, miten erilaiset kuntomuuttujat korreloivat turval-lisuuden kanssa, mutta silloinkin ongelmaksi voivat tulla kuntomuuttujien


keskinäiset korrelaatiot. Kuntomuuttujat voidaan myös yhdistää kuntoarvo-muuttujaksi, kuten nykyisin käytössä olevissa ajokustannusmalleissakin on tehty. Jos tutkimuksessa päätetään käyttää yhtä yhdistettyä kuntoarvomuut-tujaa, tulisi varautua erikseen selvittämään, millä tavalla kuntoarvomuuttuja on muodostettava, jotta se parhaalla mahdollisella tavalla selittäisi tien kun-non vaikutusta turvallisuuteen. LAM-asemien keräämä nopeusaineistoa analysoimalla voidaan saada tietoa siitä, miten tien kunto vaikuttaa ajonopeuksiin ja sitä kautta turvallisuuteen. Edellytyksenä on riittävän tarkan tiedon saanti tien kunnosta ja haasteena tien kunnon vaikutusten erottaminen erilaisten olosuhdemuuttujien (esim. keli ja sää) vaikutusten erottaminen tien kunnon vaikutuksista. Myöskään tienkohdan kuntohistorian liittäminen sen nopeushistoriaan voi nykyisten re-kistereiden puitteissa olla vaikeaa. Pistemäisestä LAM-aineistosta ei voida selvittää tässä tutkimuksessa uutena tekijänä käyttöön otetun tien pituus-suuntaisen nopeushajonnan määrää eikä siten vaikutusta turvallisuuteen. Tien kunnon vaikutus tien pituussuuntaiseen ajonopeuksien vaihteluun ja edelleen turvallisuuteen on käytännöllisesti katsoen kokonaan selvittämättä. Yhtenä ensimmäisistä tehtävistä voisi olla alustava selvitys siitä, miten ajo-nopeudet todellisuudessa vaihtelevat tien pituussuunnassa toisaalta hyvä-kuntoisella ja toisaalta huonokuntoisella tiellä. Myös teoreettinen perusta tien pituussuuntaisen nopeusvaihtelun turvallisuusvaikutuksille kaipaa jäsentä-mistä ja vahvistusta.

2.3 Ajomukavuuteen liittyvät tarkastelut

2.3.1 Tausta

Ajomukavuudella tarkoitetaan tienkäyttäjän kokemusta ajamisen helppou-desta, miellyttävyydestä ja muista vastaavista tekijöistä. Keskeiset ajomuka-vuuteen vaikuttavat tekijät on kuvattu ensimmäisen tutkimusvaiheen rapor-tissa (Ristikartano & al. 2005). Primäärinä ajomukavuuteen vaikuttavana tekijänä nousi esille tien kunto. Tien huono kunto koetaan turvallisuusriskinä, mistä johtuen se vaikuttaa ajomukavuuteen. Yksittäisiä ajomukavuuteen vaikuttavia tekijöitä on paljon (mm. liikennesuorite, nopeudenvaihtelu, melu, tärinä) ja nämä vaikuttavat toisiinsa suoraan ja välillisesti. Ajomukavuuden kannalta yksittäiset suuret heitot (esim. reiät, töyssyt, heikkolaatuiset urien paikkaukset) koetaan merki-tyksellisimmiksi. Ruotsalaisten ajomukavuustutkimusten perusteella ajoneu-vokustannukset ja ajomukavuus ovat käyttäjälle tärkeimmät ominaisuudet tieosuuden valinnalle lyhyillä matkoilla. Ruotsissa on myös tarkasteltu mah-dollisuuksia ajomukavuuden hinnoittelulle. Maksuhalukkuutta on selvitetty Stated Preference- ja Contingent Valuation Method -menetelmillä. Edellisen vaiheen tutkimuksessa todettiin, että tulokset vaihtelevat erittäin paljon me-netelmästä riippuen, mutta eivät ole kuitenkaan ristiriitaisia. Ruotsissa ei päädytty suosittelemaan ajomukavuuden hinnoittelumallia tienpidon hallinta-järjestelmiin.


Tien kunnosta riippuvaa ajomukavuutta selvitettiin työn edellisessä vaihees-sa (Ristikartano ym. 2005), mutta tuolloin sitä ei kyetty arvottamaan kustan-nusmalleihin. Tämän työn tavoitteina oli täydentää ajomukavuutta koskevaa mallintamistietoa ottamalla huomioon ASTAR-tutkimusohjelmassa tehdyistä ajopaneeleista saadut tulokset sekä arvioimalla erilaisten menetelmien käyt-tökelpoisuutta ajomukavuuden määrittelyssä ja monetarisoinnissa. Näiden lisäksi on tarkasteltu mukavuuden hinnoittelua eri yhteyksissä käytettyjen yleistettyjen matkavastuksien (sisältää matka-ajan lisäksi muitakin kom-ponentteja) avulla. Ajomukavuustarkastelujen lähtökohtana oli kuvassa 5 esitetty tarkasteluke-hikko. Ajomukavuuden hintaa pyrittiin löytämään hakemalla ratkaisuja ku-vassa esitettyihin kysymyksiin.

Ajomukavuuden hinta

Ajokustannukset nykyisillä malleilla

Ihmisten arvostus ajomukavuudelle

2. Lisänä vai erotuksena?

ajoneuvo-kustannukset

aika-kustannukset

onnettomuus-kustannukset

ympäristö-kustannukset

meluton kyyti

tasainen kyyti

riskien minimointi

melu- ja päästöhaitat

onnettomuus-riski

tärinä

tienpinnan tasaisuus

polttoaineen-kulutus

ajonopeus ja sen vaihtelut

tien kunto

yksittäiset heitot ja reunapainumat

nopein matka?

5. Selviääkö pelkästään kysymällä

maksuhalukkuutta?

1. Suhde kunto-muuttujamalliin ajomukavuuden

kannalta?

7. Pystytäänkö antamaan lukuarvoja?

6. Matkavastuksen hinta

liikennemalleissa?

3. Valinta-perusteet ja

niiden järjestys?

?

4. Mukavuuden tavoittelu vai

epämukavuuden välttäminen?

tien ja liikenteen ominaisuudet

Ajomukavuuden hinta

Ajokustannukset nykyisillä malleilla

Ihmisten arvostus ajomukavuudelle

2. Lisänä vai erotuksena?

ajoneuvo-kustannukset

aika-kustannukset

onnettomuus-kustannukset

ympäristö-kustannukset

meluton kyyti

tasainen kyyti

riskien minimointi

melu- ja päästöhaitat

onnettomuus-riski

tärinä

tienpinnan tasaisuus

polttoaineen-kulutus

ajonopeus ja sen vaihtelut

tien kunto

yksittäiset heitot ja reunapainumat

nopein matka?

5. Selviääkö pelkästään kysymällä

maksuhalukkuutta?

1. Suhde kunto-muuttujamalliin ajomukavuuden

kannalta?

7. Pystytäänkö antamaan lukuarvoja?

6. Matkavastuksen hinta

liikennemalleissa?

3. Valinta-perusteet ja

niiden järjestys?

?

4. Mukavuuden tavoittelu vai

epämukavuuden välttäminen?

tien ja liikenteen ominaisuudet

Kuva 7. Kehikko, jonka avulla tarkasteltiin ajomukavuuteen vaikuttavia

tekijöitä. Kuvassa vaalealla pohjalla olevat osiot kuvastavat perinteistä ajokustan-nusajattelua, jossa tien kunto on yhtenä lähtökohtana. Niiden avulla voidaan siten selvittää ajoneuvo-, aika-, onnettomuus- ja ympäristökustannukset, joi-den summa muodostaa ajokustannukset. Tien kunto vaikuttaa kuitenkin sa-manaikaisesti useisiin osin vaikeasti mitattaviin tekijöihin (vaalea varjostus), joita tienkäyttäjät arvostavat kukin omalla tavallaan. Näiden tekijöiden yh-teisvaikutuksena muodostuu ajokustannusten rinnalle toinen kustannusteki-jä, jonka mittaamiseen ei ole käytettävissä valmiita laskentamalleja. Ajomu-kavuus, laajasti käsittäen sen hinta, voisi ainakin teoriassa muodostua ihmis-ten arvostusten ja perinteisten ajokustannusten erotuksena. Tutkimusasetelman ratkaisua haettiin seuraavista kuvaan tummalla pohjavä-rillä merkityistä kysymysasetteluista, joihin jatkossa on pyritty löytämään vas-tauksia:


1. Kuntomuuttujien osalta tämä tarkoittaa sen arvioimista, missä määrin pe-rinteisissä ajokustannuksissa käytetty yhdistetty kuntoarvo sopii myös mukavuuden kuvaamiseen.

2. Ihmisten kokonaiskäsitys liikkumisen kustannuksista (ns. ajomukavuus-kustannukset huomioon ottaen) on todennäköisesti suurempi kuin perin-teisillä ajokustannusmalleilla on totuttu laskemaan, mutta tämä ei välttä-mättä pidä paikkaansa kaikissa tilanteissa.

3. Tienkäyttäjien arvostuksissa eri tekijöiden merkityksellä saattaa olla vaih-televia järjestyksiä, joiden selvittäminen tuo lisää tietoa tutkimusasette-luun.

4. Pyrkivätkö tienkäyttäjät ainoastaan epämukavien olosuhteiden välttämi-seen vai voiko mukavuuden halukin olla varsinainen päämäärä?

5. Voidaanko edellinen selvittää ainoastaan maksuhalukkuustutkimuksilla, ja jos näin, niin miten kysymysten asettelu tulee tehdä käyttökelpoisen vastauksen löytämiseksi?

6. Onko mahdollista löytää liikennemalleissa käytetyistä yleistetyistä mat-kavastushinnoista summaa, joka kuvaa yhdistettynä sekä perinteistä ajokustannussummaa että tienkäyttäjien arvostamaa ajomukavuutta?

7. Voidaanko edellisten avulla suositella ajomukavuudelle jotain yksiselit-teistä hintaa?

2.3.2 Eri tutkimustulosten arviointi

Kirjallisuusaineisto

Aiemmassa tutkimuksessa analysoitujen kirjallisuusaineistojen lisäksi tarkas-teltiin neljää uudehkoa tutkimusta, joista seuraavissa on lyhyet kuvaukset. Kansasissa (Burress & Oslund 1997) on selvitetty, kuinka paljon autoilijat ovat valmiita maksamaan tietullia, jotta pääsevät ajamaan moottoritietä kan-sallisen tien sijaan, jos ajoajassa ei ole eroa. Tutkimuksessa oletettiin muun muassa, että ajomukavuus laskee lineaarisesti PSI:n (Pavement Structural Index) kanssa ja että maksuhalukkuus riippuu enemmän matkan pituudesta kuin siihen kuluvasta ajasta. Rahasumman lisäksi kysyttiin syytä maksuha-lukkuudelle. Ajomukavuutta piti tärkeimpänä syynä 23,3 % kyselyn vastaajis-ta. Muina syinä maksuhalukkuuteen olivat parempi turvallisuus, kiinnosta-vammat näkymät sekä alemmat polttoaine-, huolto- ja korjauskustannukset. Uudessa Seelannissa (Cleland et al. 2005) kysyttiin kuvaparien avulla tien-pinnan kunnon tärkeydestä ammattilaisilta ja tavallisilta tienkäyttäjiltä. Vas-tauksia verrattiin toisiinsa näiden ryhmien välillä. Kyselyn tuloksia verrattiin myös tienpitäjälle tulevaan palautteeseen. Tutkimuksen mukaan päätöksen-tekijöiden mielikuva tienkäyttäjien toiveista syntyy paljolti palautteen perus-teella: Saatu palaute ei kuitenkaan anna oikeaa kuvaa asiakkaiden odotuk-sista vaan vääristää tuloksia. Rantasen (2005) mukaan tienkäyttäjät tuntevat päällysteen kunnon vaiku-tukset autossa täristyksenä tai ajolinjojen vaihteluna. Täristystä saa aikaan päällysteen pinnassa oleva megakarkeus. Sillä on vaikutusta myös meluun, kitkaan, vierintävastukseen, polttoaineen kulutukseen ja auton sekä renkai-den kulumiseen, joten ajomukavuuden (tutkituista tekijöistä lähinnä melu,


tärinä ja lisääntynyt ohjauskorjausten tarve) alentuminen on hankala erottaa kokonaisuudesta. Megakarkeus ei myöskään näy nykyisissä palvelutasomit-tausautolla mitattavissa tasaisuusmittauksissa, sillä täristystä aiheuttavan epätasaisuuden aallonpituus on lyhyempi kuin IRI-arvon aallonpituusalue. Brundell-Freij (2006) on selvittänyt teoreettisesti ajonopeuden ja ajomuka-vuuden välistä yhteyttä tien standardia parantavissa hankkeissa. Hän on to-dennut että matka-ajalla ja ajan arvolla on selkeä yhteys sekä ajomukavuu-teen että ajonopeuden valintaan. Johtopäätöksenä todetaan, että tämä riip-puvuus vaikuttaa tiehankkeiden taloudelliseen arviointiin sovellettaessa maksuhalukkuustutkimuksilla saatuja tuloksia tilanteisiin, joissa tien standar-dia (nopeustasoa) muutetaan. Näissä tilanteissa ajan ja mukavuuden arvos-tusta ei voida käsitellä, mitata ja arvioida luotettavasti erillisinä erinä. Edellä mainituista tutkimuksista ei kuitenkaan löytynyt tämän selvityksen kannalta merkittävää uutta tietoa tien kunnon ja ajomukavuuden yhteydestä tai ajomukavuuden monetarisoinnista.

Ajopaneelitarkastelut

Tiehallinnon ASTAR-tutkimusohjelmassa (Tiehallinto 2006b) on selvitetty tienkäyttäjien odotuksiin ja kokemuksiin perustuvia laatuvaatimuksia tär-keimpien päivittäiseen liikkumiseen vaikuttavien tienpitotekijöiden osalta. Työssä kartoitettiin asiakkaiden kokemuksia tiestön palvelutasosta kesällä ja talvella kolmella kohdealueella Suomessa. Saatuja tuloksia tarkasteltiin suh-teessa tiestöltä mitattuun tietoon erikseen päällystetyiltä teiltä ja sorateiltä. Lisäksi työssä tarkasteltiin vaikuttaako tienpidon laatu koettuun ajomukavuu-teen, ajokäyttäytymiseen, liikenneturvallisuuteen vai onko olosuhteilla käy-tännössä lainkaan vaikutuksia tienkäyttäjien liikkumiseen. Tiestön palvelutasoa pyrittiin kuvaamaan tieomaisuuden kunnon yhtenäisen palvelutasoluokituksen mukaisilla muuttujilla. Viisiportainen palvelutasoluoki-tus konkretisoi kokonaistyytyväisyyttä ja valaisee omalta osaltaan tienkäyttä-jän näkemysten ja tyytyväisyyden suhdetta. Kokemuksia selvitettiin ajo-paneeleilla sekä niitä tukevilla Internet-kyselyillä. Päällystettyjen teiden ajomukavuuden osalta kokonaisarvio talvikunnossapi-don koetusta laadusta korreloi varsin voimakkaasti tieomaisuuden kunnon yhtenäisestä palvelutasoluokituksesta johdetun vaikutusmuuttujan kanssa. Kokonaistyytyväisyys laskee herkästi, mikäli olosuhteet heikkenevät. Jotta päätieverkolla päästään kokonaistyytyväisyydessä arvoon 4,0 tai ylitse, ei tiellä saa käytännössä juurikaan näkyä merkkejä talvesta. Kesätutkimuksessa selvitettiin mitattujen kuntotietojen ja ajopaneelin vasta-usten korrelaatioita. Tuloksista voitiin päätellä, että epätasaisuus on mitatuis-ta tiedoista selkeästi se tekijä, jonka tien käyttäjät tunnistavat. Koettu epäta-saisuus korreloi mitatun epätasaisuuden lisäksi jonkin verran myös muiden kuntomuuttujien kanssa. Tämä merkinnee sitä, että käyttäjät tunnistavat pal-jon muunlaistakin �epätasaisuutta�, joka ei näy mitatussa epätasaisuudessa. Sekä epätasaisuuden (IRI) että urasyvyyden vaikutus tyytymättömyyteen mallinnettiin lineaarisilla malleilla. Tien eheyttä kuvaavalle vauriosummalle ei vastaavaa mallia pystytty määrittämään.


Päällysteitä koskevista tutkimuksista tehtiin seuraava yhteenveto: ! tasaisuus korreloi parhaiten ajomukavuuden kanssa ! tyytymättömyyden raja IRI:llä mitattuna on noin 4 mm/m ! huonon ja erittäin huonon rajan mallintaminen ei onnistu aineis-

ton vähäisyyden takia ! uuden veroisella tiellä tyytyväisyys on yleensä korkeintaan hyvä,

vain harvoin erittäin hyvä (eli noin 4)

Soratieverkolla viisiportaisen palvelutasoluokituksen sanallinen palaute oli varsin selkeä; tutkimuksen kohteena olleilla sorateillä ajaminen ei ole muka-vaa, sillä ajamisessa joudutaan vaihtelemaan sekä ajonopeutta että ajolinjo-ja.

2.3.3 Ajomukavuuden arviointi eri menetelmillä

Maksuhalukkuustutkimukset

Yleistä Maksuhalukkuusmenetelmissä oletetaan, että yksilö pystyy itse parhaiten tekemään itseään ja hyvinvointiaan koskevat päätökset. Menetelmissä he arvioivat halukkuuttaan maksaa haitan vähentymisestä tai hyödyn lisäänty-misestä. Menetelmiä on kahta päätyyppiä, haastattelut (Stated Preference, SP) ja tehdyt valinnat (Revealed Preference, RP). Yksilöiden ja ihmisryhmien lisäksi voidaan arvioida myös yhteiskunnan mak-suhalukkuutta. Tällöin otetaan huomion esimerkiksi reaalitaloudelliset mene-tykset, työpanoksen menetys nettoperiaatteella, sairaanhoitokulut, hallinto-kulut, aineelliset vahingot ja hyvinvoinnin menetykset. Arvottamisessa käytetään yleensä kysely- tai haastattelututkimuksia. Tulok-siin vaikuttaa myös toteutetaanko kysely posti-, käynti- vai puhelinhaastatte-luna. Tutkimuksen suunnittelussa on keskeistä, että vastaajalle voidaan luo-da hyödykettä koskeva mielekäs valintatilanne. Usein ei kuitenkaan ole sel-villä täsmällistä tietoa hankkeen vaikutuksista ja vaihtoehtojen kuvaaminen selkeästi ja ymmärrettävästi on vaikeaa. Kyselyn tuloksiin vaikuttavat myös uskomukset hankkeen taloudellisista ja sosiaalisista vaikutuksista sekä ih-misten alkuperäinen asenne hanketta kohtaan. Maksuhalukkuustutkimuksissa ihmistä pyydetään toimimaan joko kuluttajana tai myyjänä. Maksuhalukkuus antaa ymmärtää, että meidän on maksettava tietty hinta saadaksemme jotain. Ihmisten lähtökohtaisesti erilaiset näke-mykset voivat vastaavasti johtaa vastausten tietoiseenkin liioitteluun suun-taan tai toiseen. Vastaaja saattaa tietoisesti tai tiedostamatta vaatia mahdol-lisimman suurta korvausta tai pyrkiä selviämään mahdollisimman pienellä korvauksella. Arvottamismenetelmissä uskotaan kokonaisuuden kannalta parhaimman ratkaisun löytämiseen. Maksuhalukkuutta voidaan lähestyä kahden määri-telmän kautta: halu maksaa (willingness to pay) ja vaatimus korvauksista (willingness to accept). Perinteisesti ihmiset ja yhteiskunta ovat olleet haluk-


kaita vaatimaan korvauksia haitoista, mutta harvoin ollaan valmiita maksa-maan tarjotuista palveluista yhtä paljon. RP, paljastetut preferenssit Arvottaminen voi perustua suoraan havaittuun käyttäytymiseen (paljastetut preferenssit). Voidaan seurata pyöräilijöitten jakautumista kahden vaihtoeh-toisen reitin kesken tai kerätä tietoa kulkutapavalinnoista, joita sitten analy-soidaan kustannus- ja palvelutasomuuttujien suhteen. Havaittuun käyttäytymiseen perustuvissa menetelmissä voidaan todellisten valintojen perusteella päätellä, kuinka henkilö arvottaa tiettyä ominaisuutta. Ajatuksena menetelmässä on, että maksetut kustannukset kertovat siitä, mil-laisen arvon käyttäjät antavat hyödykkeelle. Hedonististen hintojen mene-telmässä markkinoilla vaihdettavien liikkumiseen liittyvien tuotteiden hinnas-ta voi päätellä itse liikkumisen tuottamaa arvoa. SP, ilmaistut preferenssit Taloustieteessä on kehitetty menetelmiä, joissa kysely- tai haastattelututki-muksen avulla voidaan rakentaa keinotekoiset markkinat tai hypoteettinen valintatilanne, jonka avulla saadaan tietoa kuluttajien arvostuksista (ilmaistu-jen preferenssien menetelmät). Menetelmän tarkoituksena on paljastaa ih-misten arvostukset esimerkiksi antamalla heidän ottaa kantaa siihen tulisiko jokin tietty hanke toteuttaa tietyllä kustannustasolla vai ei. Ongelmana on se, pystyvätkö ihmiset ymmärtämään kysymykset oikein, jotta vastauksista pys-tyttäisiin arvioimaan tutkittavat vaikutukset. Esimerkiksi ehdollisen arvottamisen menetelmässä (contingent valuation method) tutkitaan suoraan kyselyin tai haastatteluin arvioitavan toimenpiteen aiheuttamia hyvinvointivaikutuksia. Voidaan selvittää kuinka paljon kansalai-set olisivat valmiita hyväksymään kustannuksia hyödyn lisääntymisestä tai sitä, kuinka paljon he tarvitsisivat kompensaatiota, jotta he hyväksyisivät palvelun heikkenemisen.

Monikriteerianalyysi (Multi-Criteria Analysis, MCA)

Monikriteerianalyysi (Mendoza et al) on päätöksenteon tukimenetelmä, jota sovelletaan monimutkaisten kokonaisuuksien hallinnassa. Sen avulla voi-daan verrata toisiinsa sekä mitattavia (kvantitatiivisia) että laadullisia (kvalita-tiivisia) vaikutuksia. Selkeä ja looginen tarkastelukehikko on tarpeen varsin-kin silloin, kun perinteisesti rahaksi muutettujen vaikutusten ohella halutaan tarkastella joko vaikeasti arvotettavia tai jopa vaikeasti mitattavia tekijöitä. Menetelmä ei vaadi yhteisiä ennalta sovittuja painotuksia eri tekijöitten välil-le, vaan jokainen päätöksentekoon osallistuva voi käyttää omia käsityksiään osatekijöitten välisistä merkittävyyseroista. Yksinkertaisimmat monikriteerimenetelmät ovat järjestys- ja suhdearviointi. Osatekijät järjestetään tärkeimmästä vähiten tärkeään, tai niille annetaan suhteelliset painot. On myös kehitetty menetelmiä, joilla päätöksentekijöitten antamia eri vaikutusten välisiä merkityksiä analysoidaan matemaattisesti, ja tuloksena saadaan kullekin vaikutukselle keskimääräinen suhteellinen merki-tys osana arvioitavan hankkeen tuottamaa kokonaisvaikutusta.


Monikriteerianalyysin käyttö vaatii asiantuntijoitten ja kaikkien asianosaisten ja päätöksentekijöitten paneutumista käytettävissä oleviin vaikutusarviointei-hin ja osallistumista koko arviointiprosessiin. Muuten tuloksena ei ole yhtei-nen synteesi eikä hyväksytty kompromissi. Ajomukavuutta ajatellen monikriteerianalyysin käyttö eri mukavuustekijöitten välisen merkityksen vertailuun vaatisi sopivien koehenkilöitten kanssa tehtä-viä melko laajoja tutkimuksia ja hyvin strukturoitua arviointikehikkoa. Tulok-sena saatavien eri tekijöitten väliset merkityssuhteiden avulla on mahdollista päästä myös monetarisoimaan eri tekijöitä, jos mukana on myös rahana mi-tattuja muuttujia.

QFD-menetelmä

QFD-menetelmä (Varis 2004, Vesikari ja Laaksonen 2006), monikriteeriana-lyysin alalaji, on systemaattinen tapa kehittää tuotteiden ja palveluiden asia-kaslähtöisyyttä ja -tyytyväisyyttä siten, että tarkasteluun saadaan mukaan asiakkaiden tarpeista lähtevät mitattavat ominaisuudet. QFD-menetelmä pe-rustuu siihen, että muutetaan asiakastarpeet mitattaviksi tavoitteiksi ja tavoit-teet asetetaan tärkeysjärjestykseen. QFD-menetelmässä voidaan käyttää apuna esimerkiksi matriisia, johon kirjataan asiakastarpeet ja tuotteen laa-tuominaisuudet. Seuraavaksi arvioidaan, miten nämä osatekijät korreloivat keskenään, ja tämän jälkeen vaihtoehdoille sekä niiden yhteydessä tarkas-teltaville tekijöille asetetaan painokertoimet, joiden avulla tärkeysjärjestys muodostetaan. Toisin sanoen QFD:ssä on periaatteessa kolme elementtiä: input, korrelaatiokerroin ja output. QFD:ssä tarpeet �syötetään� sisään ja tu-loksena saadaan spesifikaatioita, ja korrelaatiokertoimella kuvataan vuoro-vaikutuksen voimakkuutta. QFD:ssä käytännön työskentely pohjautuu mark-kinatutkimuksiin, teknisten ratkaisujen ideointiin, arviointeihin sekä laatukaa-vioiden täyttöön.

Johtopäätökset

Maksuhalukkuutta mittaavat menetelmät ovat parhaita menetelmiä kuvan saamiseksi arvostuksiin liittyvistä asioista. Niiden esteenä ovat kuitenkin suuret kustannukset ja luotettavien koejärjestelyjen määrittämisen vaikeus. Tulokset ovat lisäksi voimakkaasti riippuvaisia kysymysten asettelusta. Kai-kissa tässä ja edellisessä selvityksessä (Ristikartano ym.2005) käsitellyissä maksuhalukkuustutkimuksissa on jouduttu toteamaan, että saadut tulokset eivät ole suoraan yleistettävissä. Näistä puutteista ja vaikeuksista huolimatta yksiselitteistä ja luotettavaa rahamääräistä arvoa ajomukavuudelle ei kuiten-kaan ole mahdollista määrittää ilman maksuhalukkuustutkimuksia. Monikriteerianalyysit eri variaatioineen muodostavat maksuhalukkuustutki-musten rinnalle toisen vaihtoehtoisen tavan selvittää ajomukavuuden merki-tystä, mutta tuloksia ei voi suoraan muuntaa rahamääräisiksi. Niiden avulla voidaan kuitenkin täydentää maksuhalukkuustutkimuksia siltä osin, mihin varsinainen tutkimusaineisto ei anna riittävää varmuutta. Käytetäänpä mukavuuden arvioimiseen mitä menetelmää tahansa, tärkeintä on laatia tutkimusasetelma siten, että varsinaisen tutkimuksen avulla voi-daan löytää riittävän yksiselitteinen vastaus etukäteen määriteltyihin kysy-mys- ja vastausasetteluihin. Taustatietojen ja muiden menetelmien avulla


näin määritellyt tulokset pitäisi sitten pystyä yleistämään laajempaan käyt-töön. Jos tutkimukset tehdään ilman riittävää etukäteissuunnittelua ja tarkkaa ta-voitteiden määrittelyä, saadaan vastauksina suurelta osin satunnainen jouk-ko tuloksia, joista on hyvin vaikea määritellä luotettavasti ajomukavuuden hinnoittelua edes yksittäisissä tilanteissa saati sitten yleistää tuloksia laa-jempaan käyttöön.

2.3.4 Liikennemallit ajomukavuuden kuvaajina

Ajomukavuuden arvottamista voidaan lähestyä myös liikennemallien kertoi-mien tulkinnan kautta. Liikennemallien funktioiden kertoimet (suuruus ja etumerkki) kuvaavat sitä, miten liikennejärjestelmän ominaisuudet, esimer-kiksi palvelutaso ja kustannukset, vaikuttavat ihmisten valintoihin: tehdäänkö tiettyä tarkoitusta palveleva matka, mihin matka suuntautuu, ja millä kulkuta-valla se tehdään. Näitä kertoimia on aiemmin mm. EU-projektissa EXTRA käytetty ajan arvottamiseen, sillä niiden avulla voidaan suhteuttaa matka-ajan merkitystä verrattuna rahana tunnettuihin kustannuksiin, esimerkiksi li-pun hintaan tai henkilöauton käyttökustannuksiin. Liikennemallien funktioihin sisältyvät vakiot sisältävät ne usein kulkutapakohtaiset tekijät, joita käytetyt muuttujat eivät kykene kuvaamaan. Näin ollen myös mukavuustekijöiden voidaan katsoa olevan mukana malleissa. Lisäksi mallien selitysaste kertoo sen, kuinka hyvin käytettävissä olevat muuttujat kykenevät selittämään ku-vattavan ilmiön vaihtelua. Maantieliikennettä parhaiten kuvaavat suomalaiset liikennemallit löytyvät HELVI-järjestelmästä (LM 1996). Tässä esitettävät arviot perustuvat kulkuta-vanvalintamalleihin ja henkilöauton kuljettajien hyötyfunktioihin. Vaikka mallit perustuvat vuoden 1992 henkilöliikennetutkimukseen, ei ole nähtävissä suu-ria muutoksia, jotka olisivat muuttaneet eri tekijöitten välisiä arvostuksia vii-me vuosina. Mallien selitysasteet vaihtelevat välillä 0,35�0,69, eli mallien muuttujien ul-kopuolelle jää 31�65 % kulkutavan valintaa selittävistä tekijöistä. Osa tästä selittämättömästä vaihtelusta voi olla ajomukavuuteen liittyvää. Seuraavassa on esitetty malleissa mukana olevien muuttujien tyypillisiä suhteellisia merki-tyksiä hyötyfunktioiden arvoille (taulukko 3). Arvot perustuvat kunkin tekijän tyypillisille vaihteluväleille verrattuina keskimääräisiin automatkoihin.


Taulukko 3. Kulkutavan valintaan vaikuttavien osatekijöitten tuottaman hyö-dyn merkityksiä HELVI-malliston kulkutavanvalintamallien hyö-tyfunktioissa, henkilöauton kuljettajat (LM 1996).

Tekijä / Suhteellinen vaikutus hyötyyn

vähintään [%]

enintään [%]

erityistä

selittämätön vaihtelu 31 65 sisältää myös mukavuustekijöitä, osittain mukana kulkutapakohtaisis-sa vakioissa

matkan pituus 22 78 voi sisältää mukavuustekijöitä, työ-matkoilla vaikutus voi olla erityisen suuri

matka-aika 1 40 voi sisältää mukavuustekijöitä matkakustannus 2 41 ostosmatkoilla suurempikin henkilöauton käyt-tömahdollisuus

15 71 liittyy enemmän suhteeseen muihin kulkutapoihin

henkilöä ja perhettä kuvaavat tekijät

29 50 suuri vaikutus erityisesti mökkimat-koilla

Taulukon 3 tulkintana voidaan todeta, että mukavuus on todennäköisesti yh-tä merkittävä tekijä liikkumista koskevassa päätöksenteossa kun malleissa yleisesti käytetyt muuttujatkin, mutta sen vaikutus realisoituu kulkutapojen välistä valintaa tehtäessä. Taulukossa esitetyt suhteelliset selitysosuudet on laskettu sijoittamalla mallien hyötyfunktioihin tyypillisiä matkojen minimi-, keski- ja maksimipituuksia, aikoja, kustannuksia sekä taustamuuttujien arvo-ja. Lopputuloksen vaihteluväliä eri muuttujien suhteen sekä selittämättä jää-neen vaihtelun osuudetta on verrattu toisiinsa. Koska kustannustekijä on il-moitettu suoraan rahana, siihen suhteuttamalla saadaan arviot muidenkin muuttujien arvoiksi. Rahaksi arvotettuna vakiotekijän merkityksen suuruus-luokka on tällöin 0,1 �/km. Kulkutavan valinnan tultua tehdyksi (esimerkiksi �henkilöauton kuljettaja�) vaihtoehdon sisällä vaihtelu jäänee selvästi pie-nemmäksi, ja siihen voisi päästä käsiksi paremmin reitinvalintamallien ana-lyysillä. Valitettavasti tällaista aineistoa ei ole käytettävissä.

2.3.5 Tien kuntomuuttujien ja ajomukavuuden välinen riippu-vuus

Aiemmassa selvityksessä (Ristikartano ym 2005) esitettiin Ruotsissa vuonna 2003 toteutetun ajopaneelin tuloksia (Ihs et al. 2004). Tutkimuksessa saatiin erittäin hyvä yhteys sekä epätasaisuuden että urasyvyyden ja ajomukavuu-den välille. Kuvissa 8 ja 9 on verrattu Ruotsissa saatuja tuloksia suomalaisiin ASTAR-tutkimusohjelmassa tehtyjen ajopaneelien tuloksiin (Tiehallinto 2006). Ajopaneeliaineiston havainnollistamiseksi kunkin tutkimuskohteen ar-vioinnit on jaettu neljään lukumäärältään yhtä suureen ryhmään, jolloin pel-kän keskiarvon sijasta voidaan kuvata myös arviointien hajontaa ainakin osittain. Yksittäisten havaintojen esittäminen ei niiden kokonaislukuluontees-ta olisi olut mielekästä. Kuvia tarkasteltaessa on otettava huomioon myös se, että työssä ei ole eritelty, millä tavoin eri tutkimuksien termit mukavuus ja tyytyväisyys on määritelty. Vaikka niiden määrittelyissä olisikin eroja, on niillä varmasti selkeä riippuvuus. Asteikko on molemmissa tutkimuksissa ollut yh-tenäinen välillä 1�5.


Epätasaisuuden vaikutus mukavuuteen/tyytyväisyyteen

1

2

3

4

5

0 2 4 6 8 10

IRI (mm/m)

Muk

avuu

s ta

i tyy

tyvä

isyy

s

Tiehallinto 2006,ositetut havainnotTiehallinto 2006

Ihs et al 2004

Kuva 8. Ajomukavuuden (Ihs et al. 2004) ja tyytyväisyyden (Tiehallinto

2006b) yhteys epätasaisuuteen.

Urien vaikutus mukavuuteen/tyytyväisyyteen

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20 25 30

Urasyvyys (mm)

Muk

avuu

s ta

i tyy

tyvä

isyy

s

Tiehallinto 2006,ositetut havainnotTiehallinto 2006

Ihs et al 2004

Kuva 9. Ajomukavuuden (Ihs et al. 2004) ja tyytyväisyyden (Tiehallinto 2006b) yhteys urasyvyyteen.

Kuvista nähdään, että sekä epätasaisuudella (IRI) että urasyvyydellä on kor-relaatio mukavuuteen tai tyytyväisyyteen. Suomalainen havaintoaineisto on kuitenkin niin suppea, että mallin selitysaste on varsin vähäinen. Verrattaes-sa edellä esitettyjä tuloksia, voidaan todeta, että suomalaisessa selvitykses-sä saatu riippuvaisuus on useimmiten esiintyvillä tasaisuus- ja urasyvyyslu-vuilla loivempi kuin ruotsalainen malli. Aineistojen erilaisesta kattavuudesta


johtuen ei tuloksista kuitenkaan voi päätellä sitä, onko ero todellinen vai sa-tunnainen. Teoreettisesti tarkasteltuna ruotsalainen funktiomuoto on oikea-oppisempi käytettyyn mukavuusskaalaan (1�5) nähden. Huomattavaa on että esimerkiksi epätasaisuuden kasvu arvosta 1,5 mm/m arvoon 3 mm/m heikentää tyytyväisyysarvosanaa 3,5:stä 3,0:aan. Vastaava muutos saadaan urasyvyyden kasvulla kahdesta seitsemään millimetriin. Jos mallit todellisuudessakin ovat lineaarisia ja niiden kulmakertoimet vertail-tavissa tekijöiden keskinäisestä riippuvuudesta huolimatta, on näiden kulma-kertoimien suhde huomattavasti pienempi kuin aiemman selvityksen (Risti-kartano ym 2005) kuntomuuttujien yhdistämisessä käytetyn kaavan avulla voidaan laskea. Tämä viittaisi siihen, että mukavuuden osalta eri urasyvyyttä arvostetaan selvästi enemmän kuin mitä sen vaikutus on ajonopeuksiin ja nopeuksien perusteella määritettyihin perinteisiin ajoneuvoja aikakustan-nuksiin. Samaan viittaa myös ruotsalaisen selvityksen käyrien muoto. Vaurioille ei vastaavaa mallia ole saatu. Suomalaisessa selvityksessä vau-riosumma vaikuttaa tyytymättömyyteen kuntomuuttujista vähiten. Vau-riosumman on oltava yli 150, ennen kuin vastaajat ovat tyytymättömiä. To-dennäköisesti edellä esitetty arvio kuntomuuttujien yhdistämisestä pätee myös vauriosumman vaikutusten voimakkuuteen toisaalta ajomukavuuteen ja toisaalta perinteisiin kustannuseriin.

2.3.6 Ajomukavuuden mallintaminen ja monetarisointi

Seuraavassa teoreettisessa tarkastelussa ajomukavuuskäsite on määritelty varsin laajasti. Sen katsotaan kuvaavan kaikkea sitä, mitä tienkäyttäjät tiellä kulkiessaan arvostavat, mutta jota ei oteta huomioon perinteisissä taloudelli-sissa tarkasteluissa. Se voi siten sisältää osittain perinteisiäkin yksikköarvoja täydentäviä eriä (esim. korkeampia ajan arvoja, turvallisuuden tunteen ar-vostusta), mutta myös varsinaista ajomukavuuden arvostusta. Jälkimmäi-nenkin voi koostua useista eristä, joita käytännössä on vaikea erottaa toisis-taan.

Ajokustannukset eri esimerkkitapauksilla

Tarkastelu on tehty suppean kehikon avulla, jossa neljää erityyppistä tietä arvioidaan sekä hyvä- että huonokuntoisena. Taulukossa 4 on esitetty nämä tietyypit ja niille arvioidut kuntomuuttujien arvot. Hyvän ja huonon kunnon ero on pyritty määrittelemään eri tieluokille siten, että esimerkkitarkasteluun saadaan riittävän suuri vaihtelualue eri kuntomuuttujien suhteen. Luonnolli-sesti etenkin pääteillä tien päällyste uusitaan jo ennen kuin tien kunto laskee taulukon �huono kunto�-tasolle.


Taulukko 4. Esimerkkinä käytetyt tietyypit ja niiden kuntoarvot.

Mo 120 km/h KVL 20 000

Vt 100 km/h KVL 8 000

St 80 km/h KVL 3000

Yt (sora) 60 km/h KVL 200

Kunto-muuttuja

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

IRI 1 2,5 1 3,5 1,5 6,0 Urasyvyys 3 20 3 20 4 25 Vaurio-summa 5 50 10 80 15 200

Yhdistetty kuntoarvo 1,0 3,0 1,0 4,0 1,5 6,0 2,0 15,0

Taulukon 4 mukaisille tietyypeille voidaan laskea tässä työssä käytetyn Ex-cel-sovelluksen avulla teoreettiset nopeus- ja ajokustannusarvot. Nämä tau-lukossa 5 esitetyt arvot kuvaavat niitä kustannuksia, jotka perinteisillä las-kentamenetelmillä otetaan mukaan taloudellisiin tarkasteluihin.

Taulukko 5. Esimerkkinä käytettyjen tietyyppien laskennallisia nopeus-, no-peushajonta (km/h) ja kustannusarvoja (c/ajon.km).

Mo 120 km/h KVL 20 000

Vt 100 km/h KVL 8 000

St 80 km/h KVL 3000

Yt (sora) 60 km/h KVL 200

Tekijä

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

Hyvä kunto

Huono Kunto

Keskino-peus 106,0 101,9 89,8 84,4 76,6 69,4 57,7 45,4

Keskiha-jonta 22,8 28,8 18,2 25,1 15,8 23,5 17,1 27,9

Ajoneuvo-kustannus 18,8 19,5 22,0 23,3 24,0 26,6 30,4 38,6

Aikakus-tannus 10,4 10,6 9,6 10,1 7,8 8,9 6,9 9,2

Onnetto-muuskus-tannus

1,9 2,0 3,8 4,0 5,7 5,7 7,1 6,0

Päästökus-tannus 2,6 2,6 2,2 2,3 1,8 1,9 1,7 2,2

Ajokustan-nukset yht. 33,7 34,7 37,6 39,7 39,3 43,1 46,1 56,0

Taulukon 5 luvuista voidaan todeta, että esimerkin moottoritiellä ajokustan-nusten ero hyvä- ja huonokuntoisen tien välillä on 1 sentti ajoneuvokilomet-riä kohti. Valtatiellä se on 2,1 c/ajon.km, seututiellä noin 3,8 c/ajon.km ja so-ratiellä noin 10 c/ajon.km.

Tyytyväisyyden ja kustannusten vertailu

Tienkäyttäjien arvostusta selvittäneissä tutkimuksissa (Ihs et al 2004 ja Tie-hallinto 2006b) löydettiin joitakin riippuvuuksia tienkäyttäjien tyytyväisyyden ja kuntotekijöiden välille (kuvat 8�9) päällystetyillä teillä. Esimerkiksi IRI-arvon muutos valtatiellä arvosta 1,0 arvoon 3,5 (muutos 2,5) laskee kuvan 8 mukaan tyytyväisyyttä arvosta 3,6 arvoon 2,8 eli muutos on -0,9 yksikköä.


Tarkasteltaessa tällä tavoin ASTAR-tutkimuksen malleilla määritettyjä tyyty-väisyyseroja esimerkkinä käytetyillä tietyypeillä, voidaan tuloksia verrata tau-lukossa 5 esitettyihin ajokustannusten muutoksiin. Eri kuntomuuttujien muu-tosten aiheuttamille kustannusten kasvulle ja tyytyväisyyden muutoksille saadaan kuvassa 10 esitetyt riippuvuudet.

Tyytyväisyyden muutoksen ja kustannusten kasvun riippuvuus päällystetyillä teillä eri kuntomuuttujien avulla

arvioituna

-2,5

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,00,0 1,0 2,0 3,0 4,0

Kustannusten kasvu c/ajon.km

Tyyt

yväi

syyd

en m

uuto

s

Tasaisuuden ero

Uraisuuden ero

Yhdistetynkuntomuuttujan ero

Kuva 10. Tyytyväisyyden muutoksen ja ajokustannusten kasvun välinen

riippuvuus arvioituna eri kuntomuuttujien avulla. Tarkasteltaessa riippuvuutta pelkästään tasaisuuserojen avulla, saadaan lä-hes lineaarinen riippuvuus, jonka selitysaste esimerkkitapauksissa on yli 0,99. Urasyvyyden osalta selitysaste jää alle 0,85. Yhdistetyn kuntomuuttu-jan malli on ASTAR-tulosten osalta määritetty tasaisuusarvioiden avulla. Vauriosummalle ja sorateille ei vastaavaa mallia ei aineistojen perusteella voitu muodostaa. Jos riippuvuutta olisi arvioitu ruotsalaisten ajomukavuutta koskevien mallien avulla, olivat selitysasteet jääneet selvästi alemmiksi. Suomalaisten tulosten voidaankin katsoa sopivan jonkin verran paremmin tyytyväisyyden ja ajokustannusten välisen riippuvuuden selittämiseen. Jos tienkäyttäjien ajomukavuuden arvo pystytään määrittämään joissakin selkeissä testitilanteissa, voidaan edellä olevan tarkastelun tulosten perus-teella tehdä se johtopäätös, että tulokset ovat varsin yksinkertaisilla malleilla yleistettävissä laajemminkin.

Ajomukavuuden hintatarkasteluja

Ongelman yhtenä ratkaisuvaihtoehtona tässä työssä oli, että liikennemal-leissa käytettävien yleistettyjen matkavastuskustannusten (kuvaavat tien-käyttäjien arvostusta) ja liikenne- ja viestintäministeriön hyväksymien ajokus-tannusten yksikköarvojen (kuvaavat yhteiskunnan arvostusta) vertailun avul-la olisi löydetty tietoja eri osapuolten arvostuksiin liittyvistä kustannuseroista. Tätä arvoa olisi voitu käyttää ensimmäisenä perusarviona ajomukavuuden hinnasta. Ajomukavuus on tällöin ymmärrettävä varsin laajana käsitteenä


kuvaamaan kaikkea sitä, mikä normaalisti jää perinteisen hyöty-kustannus-laskelman ulkopuolelle. Tähän ratkaisuun ei kuitenkaan käytettävissä olleen aineiston puutteista joh-tuen löytynyt riittävää varmuutta, joten tämän työn tuloksena ei voida antaa luvussa 2.3.4 esitettyä arviota 0,1 �/ajon.km parempaa arviota. Koska tälle-kään arvolle ei pystytty määrittelemään edes yleistä vaihteluväliä eri tilan-teissa, ei sen perusteella voida tehdä alustaviakaan arvioita tien kunnon vai-kutuksista mukavuuskustannuksiin. Tehtyä arvioita ei myöskään pystytty määrittelemään siten, että sitä voitaisiin käyttää osana erilaisia laskentamal-leja. Jos tämä hinta-arvio (sen vaihtelu huomioon ottaen) lisätään taulukossa 5 esitettyihin ajokustannuksiin, saadaan kustannusarvoja, joita voitaisiin käyt-tää erilaisissa liikennemallitarkasteluissa siten, että esimerkiksi liikenteen sijoittelu eri reittivaihtoehdoille vastaisi tienkäyttäjien todellista reitinvalintaa. Kääntäen tarkasteltuna hinta-arviota voitaisiin tarkentaa hyväksi todettujen sijoittelufunktioiden avulla. Suomessa liikennemalleissa käytettyjä sijoittelufunktioita ei kuitenkaan pys-tytty työssä yksilöimään sillä tarkkuudella, että niiden avulla olisi ollut mah-dollista löytää lukuarvoja esimerkkilaskelmien täydentämiseksi tienkäyttäjien arvostamilla kokonaiskustannuksilla. Sijoittelufunktiot perustuvat matka-aikaan ja matkan pituuteen eikä niistä voida erottaa mukavuustekijöitä. Siltä osin teoreettiselle tarkasteluasetelmalle asetettuja tavoitteita ei saavutettu. Koska monetarisoinnille ei ole tämän työn puitteissa löydetty realistisia mah-dollisuuksia, ei myöskään aiemmin tässä luvussa esitettyjä tyyppiteiden määrittelyjä ole tarkennettu. Mahdollisissa jatkoselvityksissä nyt tehdyt arviot eri riippuvuuksista voivat kuitenkin toimia hyvänä lähtökohtana.

2.4 Kelirikkoon ja kiertoteihin liittyvät tarkastelut

2.4.1 Tausta ja menetelmät

Kelirikon ja siitä aiheutuvien painorajoitusten voidaan arvioida lisäävän ajo-kustannuksia sekä suoraan että välillisesti:

! Sorateiden kelirikko lisää ajokustannuksia ajonopeuden alentumisen seurauksena kelirikon vaikeusasteesta riippuen.

! Kelirikon takia joudutaan raskaan liikenteen liikkumista rajoittamaan painorajoituksin, mikä aiheuttaa kiertoteiden ja kuljetusten peruuntu-misen myötä lisäajokustannuksia.

Kelirikolla on myös laajoja yhteiskuntataloudellisia seurannaisvaikutuksia esimerkiksi metsäteollisuuteen (Metsäkeskus 2006), mutta tässä selvityk-sessä ei niihin puututa. Kelirikon suoria vaikutuksia ajokustannuksiin ei määritetty aiemmassa selvi-tyksessä (Ristikartano ym. 2005). Niiden määrittämisessä voidaan kuitenkin hyödyntää em. selvityksessä esitettyä yhdistettyä kuntoarvoa. Jos kelirikkoa


voidaan kuvata normaalikuntoon verrattavissa olevalla tavallista suuremmal-la kuntoarvolla, voidaan kustannusten määrittämisessä käyttää suoraan hy-väksi aiemman selvityksen laskentamalleja. Kelirikon epäsuorat vaikutukset voidaan mallintaa kiertotiepituuden funktiona niille ajoneuvoille, joita painorajoitukset koskevat. Kelirikon kokonaisvaikutus ajokustannuksiin määräytyy näiden tekijöiden summana.

2.4.2 Kelirikon vaikutus sorateiden kuntoarvoon

Kelirikon esiintyminen määritetään joka kevät koko maassa kelirikon esiin-tymisaikana suoritettavien kelirikkoinventointien perusteella. Inventoinneissa kelirikko jaetaan vaikeuden perusteella kolmeen eri luokkaan: Vaurioluokka 1

! autoilija joutuu lähes täysin pysähtymään ja arvioimaan, onko mah-dollista päästä yli kelirikkokohdasta

! ajolinja on valittava tarkkaan ! auton pohja saattaa koskettaa tietä ! tien runko on pahasti sekaisin

Vaurioluokka 2

! ajonopeutta joudutaan laskemaan tuntuvasti ! lievää ajolinjojen hakua ! tien pinnassa pursuilua tai silmäkkeitä

Vaurioluokka 3

! ajonopeutta joudutaan hivenen laskemaan ! reunasortumia, joita on väisteltävä ! pääosa tiestä kantavaa

Tieomaisuuden kunnon yhtenäistä palvelutasoluokitusta koskevassa julkai-sussa (Tiehallinto 2004) esitettiin sorateiden viisiportainen palvelutasoon pe-rustuva luokittelujärjestelmä sekä sen avulla laskettava kuntoarvo: Erittäin hyvä

! Tien pinta on hyvin tasainen ! Pinnan mahdollinen pieni epätasaisuus ei vaikuta ajomukavuuteen. ! Pölyämistä ei esiinny lainkaan ! Tien pinta on kiinteä ja irtoainesta esiintyy lähinnä vain pientareilla

Hyvä

! Tien pinta on yleensä tasainen, muutamia pieniä erillisiä kuoppia voi siellä täällä esiintyä

! Pinnan epätasaisuuden vuoksi ei ajonopeutta tarvitse hiljentää ! Pientä pölyämistä renkaiden kohdalla voi esiintyä, mutta ajoneuvon

peräpeilistä pölyämistä ei näe ! Tien pinta on pääosin kiinteä, irtoainesta esiintyy jonkin verran

ajourien ulkopuolella

Tyydyttävä ! Tien pinta on suurimmaksi osaksi tasainen, pienehköjä kuoppia ja

muuta epätasaisuutta voi olla paikoitellen


! Tiellä olevat kuopat ja muut epätasaisuudet voidaan väistää tai ne ovat sellaisia, ettei ajonopeutta tarvitse niiden vuoksi hiljentää.

! Tiellä ei ole kelirikkoa ! Tie pölyää jonkin verran ! Ajoneuvon peräpeilistä näkee pölyämistä ! Ajourat ovat kiinteät, irtoainesta esiintyy ajourien ulkopuolella

Huono

! Tien pinta on epätasainen ! Tien pinnassa on jonkin verran �pyykkilautaa�, paikoin voi esiintyä

reikiä, painumia tai kohoumia ! Ajonopeutta on toisinaan hiljennettävä ja epätasaisuuskohtia varotta-

va ! Tiellä esiintyvä kelirikko haittaa liikennettä vain vähän ! Tie pölyää kohtalaisesti, ajoneuvon peräpeilistä näkyvän pölypilven

läpi näkee. ! Tien pinta on lähes koko leveydeltään irtoaineksen peitossa, kiinteä

pinta näkyy paikoin Erittäin huono

! Tien pinta on erittäin epätasainen, tienpinnassa on reikiä, kuoppia, "pyykkilautaa", painumia tai kohoumia, joita ei pysty väistämään

! Tien pintaa on jatkuvasti tarkkailtava ja ajonopeutta useasti vaihdet-tava

! Tiellä on liikennettä haittaavaa kelirikkoa ! Tie pölyää runsaasti, ajoneuvon peräpeilistä näkyy lähes läpinäkymä-

tön pölypilvi, "valkoinen seinä" ! Tien pinta on koko leveydeltään irtoaineksen peitossa, kiinteää pin-

taa ei irtoaineksen alta juurikaan näe. Eri palvelutasoluokille on Ajokustannusten kuntoriippuvuus-julkaisussa mää-ritetty taulukon 4 mukainen kuntoarvo.

Taulukko 6. Sorateiden kuntoarvot palvelutasoluokittain.

Palvelu-tasoluokka

Palvelutaso-luokan numero Kuntoarvo

Erittäin hyvä 1 2 Hyvä 2 5 Tyydyttävä 3 8 Huono 4 12 Erittäin huono 5 15 Kelirikko heikentää soratien palvelutasoluokkaa sekä myös kuntoarvoa. Käy-tettävissä ei kuitenkaan ole tietoa näiden muutosten voimakkuuksista, mutta työssä on tehty seuraavat asiantuntijanäkemyksiin perustuvat oletukset. Lievän kelirikon (vaurioluokka 3) oletetaan kasvattavan soratien kuntoarvoa viidellä yksiköllä vastaten noin puolentoista palvelutasoluokan eroa. Keski-vaikea kelirikko (vaurioluokka 2) heikentää kuntoarvoa 10 yksiköllä (ero kol-me palvelutasoluokkaa) ja vaikea kelirikko (vaurioluokka 1) 20 yksiköllä (ero suurempi kuin palvelutasoluokkien maksimiero). Tällöin kuntoarvon lasken-takaava on muotoa:


Kuntoarvo = 3.3 * PTL � 1,5 + KRT (11) missä PTL = palvelutasoluokan numero (taulukon 6 mukaan) KRT= kelirikkotekijä (ei kelirikkoa KRT=0, lievä kelirikko KRT=5, keskivaikea kelirikko KRT=10, vaikea kelirikko KRT=20) Kelirikon suora vaikutus ajokustannuksiin saadaan siis huomioimalla kelirik-kotekijä kuntoarvon laskennassa. Kustannusmallissa kelirikon esiintyminen lisää kaikkia muita ajokustannuskomponentteja, ainoastaan onnettomuus-kustannukset voivat vähentyä nopeuden alenemisen seurauksena.

2.4.3 Painorajoituksista ja kiertoteistä aiheutuvat lisäkustan-nukset

Kiertotielle joutuvien ajoneuvojen määrä riippuu painorajoituksen suuruudes-ta. Laskentamallin yksinkertaistamiseksi voidaan olettaa, että täysperävau-nulliset kuorma-autot siirtyvät kiertotielle, kun painorajoitus on 12 t ja kaikki raskaat ajoneuvot siirtyvät käyttämään kiertoreittiä, kun painorajoitus on 4 t. Mikäli kelirikko on niin vakavaa, että tie joudutaan sulkemaan kokonaan, mahdollistaa laskentamalli tämänkin huomioimisen. Näissä tapauksissa ajo-neuvokustannukset määräytyvät kaikille ajoneuvoille kiertotien pituuden ja kunnon funktiona. Kiertoteiden aiheuttamat lisäajokustannukset muodostuvat reitin pidentymi-sestä aiheutuvan ylimääräisen polttoaineenkulutuksen, lisääntyneen matka-ajan sekä lisääntyneiden päästökustannusten myötä. Kiertoteiden vaikutus onnettomuuskustannuksiin voidaan arvioida suoritemuutoksen ja keskimää-räisen onnettomuusasteen avulla.

2.4.4 Kelirikosta aiheutuvat kokonaiskustannukset

Kuvassa 11 esitetään kaaviokuvan muodossa kaikkien kelirikkoon sidoksis-sa olevien kustannusten muodostumistapa.


Painorajoituksen suuruus

Kelirikkotietä käyttävät ajoneuvot

Kiertotielle siirtyvät ajoneuvotKelirikon

vaikeus

Kuntoarvo

Ajonopeuden alenema

Ajoneuvokustannuslisä

Aikakustannuslisä

Päästökustannuslisä

Onnettomuuskustannusten muutos

Matka-ajan pitenemä

Kiertotiepituus


Aikakustannuslisä


Onnettomuus-kustannuslisä

KELIRIKKOKUSTANNUKSET

Painorajoituksen suuruus

Kelirikkotietä käyttävät ajoneuvot

Kiertotielle siirtyvät ajoneuvotKelirikon

vaikeus

Kuntoarvo

Ajonopeuden alenema


Aikakustannuslisä


Onnettomuuskustannusten muutos

Matka-ajan pitenemä

Kiertotiepituus


Aikakustannuslisä


Onnettomuus-kustannuslisä

KELIRIKKOKUSTANNUKSET

Kuva 11. Kelirikkokustannusten määräytyminen. Kelirikosta aiheutuvat kustannukset määräytyvät painorajoituksen perusteel-la erikseen ajoneuvoille, jotka käyttävät kelirikkoista tietä sekä ajoneuvoille, jotka joutuvat siirtymään kiertotielle painorajoituksen takia. Kelirikkotietä käyttävien ajoneuvojen nopeus alenee kelirikkokohdan pituudesta, kelirikon vaikeudesta ja sitä seuraavasta tien kuntoarvosta riippuen. Ajonopeuden aleneminen aiheuttaa lisääntyneitä ajoneuvokustannuksia, aikakustannuksia sekä päästökustannuksia. Onnettomuuskustannukset voivat sen sijaan jopa vähentyä ajonopeuksien alentumisen johdosta. Tämän lisäksi määritetään kelirikkokustannukset kiertotietä käyttäville ajo-neuvoille. Näiden ajoneuvojen kustannukset riippuvat kiertotien pituuden kautta matka-ajan pitenemästä sekä kiertotien kuntoarvosta. Kiertotielle siir-tyminen lisää kaikkia ajokustannuskomponenttien arvoa. Vuotuisten kelirikkokustannusten laskennassa tulee huomioida kelirikon kes-to. Kelirikon kesto vaihtelee maantieteellisestä sijainnista sekä paikallisista olosuhteista riippuen.

2.4.5 Lähtöarvot kelirikon tarkasteluihin verkkotasolla

Liikennemäärät kelirikkoteillä

Kelirikon aiheuttamien verkkotason ajokustannuslaskelmien lähtötiedoiksi selvitettiin keskimääräiset liikennemäärät Suomen sorateillä vuonna 2005. Keskivuorokausiliikennemäärän voidaan olettaa olevan kelirikkoteillä samaa luokkaa kuin sorateillä keskimäärin. Koska painorajoituskäytäntö on hieman


erilainen niillä sorateillä, jossa keskivuorokausiliikennemäärä on yli 200 ajo-neuvoa, on KVL-arvot laskettu erikseen seuraaville liikennemääräluokille:

! ≥200 ajoneuvoa vuorokaudessa ! <200 ajoneuvoa vuorokaudessa.

Keskivuorokausiliikennemäärät on tierekisterissä määritetty eripituisille sora-tiejaksoille yleisen liikennelaskennan tuloksena. Tästä syystä piirikohtaiset, keskimääräiset sorateiden liikennemäärät on määritetty painottamalla liiken-nemääriä niiden esiintymispituudella. Kuvassa 12 on esitetty keskimääräiset liikennemäärät piireittäin eri liikennemääräluokissa.

Liikennemäärät sorateillä liikennemääräluokittain 2005

102

292

87

241

87

253

79

263

77

256

86

246

93

267

78

273

67

273

81

260

4

8

3

9

3

9

4

9

4

7

5

10

3

2

10

3

9

1

2

4

2

5

2

5

2

5

2

6

2

2

4

2

5

10

7

3

3

6

4

2

0 50 100 150 200 250 300 350

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

<200

≥200

Uus

imaa

Turk

u

Kaa

kko

is-

Suo

mi

Häm

eS

avo-

Kar

jala

Kes

ki-

Suo

mi

Vaa

saO

ulu

Lapp

iK

oko

Suo

mi

Kevyet Raskaat ilman perävaunua Yhdistelmät

Kuva 12. Sorateiden liikennemäärät piireittäin eri liikennemääräluokissa. Raskaiden ajoneuvojen ja yhdistelmäajoneuvojen määrät keskimäärin Suo-men sorateillä ovat alhaisia. Sorateillä, joiden KVL on alle 200, liikkuu päivit-täin keskimäärin 5 raskasta ajoneuvoa, joista 2 on yhdistelmiä. KVL-luokas-sa ≥200 raskaita ajoneuvoja on keskimäärin 14 vuorokaudessa, joista 5 on


yhdistelmäajoneuvoja. Erillistä tietoa liikennemääristä kelirikon aikaan ei ole käytettävissä. Keskimäärin koko Suomessa sorateillä liikkuu 95 kevyttä, 4 perävaunutonta raskasta ja 2 yhdistelmäajoneuvoa vuorokaudessa.

Kelirikkoisten tieosuuksien määrä

Kelirikkoriskin suuruutta sorateillä selvitettiin vertailemalla sorateiden koko-naispituutta runkokelirikkoisten tieosien pituuteen sekä inventoidun kelirikon määrään viimeisen viisivuotiskauden aikana. Kelirikon esiintymistä on ha-vainnollistettu kuvassa 13.

Runkokelirikon esiintyminen sorateillä vuosina 2001-2005

87 31

3047

4527

28252405

5292

2976

2045

799

3641

2296238324052341

3961

2700

1331

746

233 3311186 129511920

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Uusimaa Turku Kaakkois-Suomi

Häme Savo-Karjala

Keski-Suomi

Vaasa Oulu Lappi

Sorateitä yhteensä (km)Runkokelirikkoiset tieosat 2001-2005 (km) Inventoitu kelirikko keskimäärin 2001-2005 (km)

Kuva 13. Kelirikon esiintyminen sorateillä vuosina 2001–2005 (Tiehallinto

2006c, Tiehallinto 2006d). Taulukossa 7 on esitetty kelirikkoisten tieosien osuus sekä kelirikkoinven-toinneissa havaittujen kelirikkopituuksien osuus viimeisellä viisivuotiskaudel-la koko soratiepituudesta piireittäin.


Taulukko 7. Kelirikkoiset tieosuudet ja inventoitu kelirikko suhteessa kaikkien sorateiden pituuteen.

PiiriRunkokelirikosta kärsivät tieosat /

kaikki soratiet

Inventoitu kelirikko / kaikki

soratiet Uusimaa 29 % 0,24 %Turku 36 % 0,91 %Kaakkois-Suomi 37 % 1,39 %Häme 91 % 2,88 %Savo-Karjala 75 % 2,44 %Keski-Suomi 97 % 4,62 %Vaasa 85 % 3,08 %Oulu 53 % 0,72 %Lappi 75 % 1,01 %Koko maa 67 % 1,99 % Tilastojen perusteella kelirikko on uhkana 2/3:lla Suomen soratieosuuksista. Piirien välillä vaihtelu on suurta. Hämeen ja Keski-Suomen tiepiireissä yli 90 %:lla soratieosuuksista kelirikkoa on esiintynyt viimeisen viiden vuoden aikana kun taas Uudenmaan tiepiirissä vastaava luku on alle 30 %:a. Kelirikkoinventointitilastoissa on mukana ainoastaan ne tienkohdat, joilla ke-lirikkoa esiintyy. Tilastojen mukaan viimeisen viiden vuoden aikana kelirikko on ollut konkreettista keskimäärin alle 2 %:lla soratiekilometreistä. Suurin esiintymisosuus on ollut Keski-Suomen tiepiirissä, jossa kelirikkoa on esiin-tynyt lähes 5 %:lla soratiekilometreistä.

Painorajoitettujen tieosuuksien määrä

Kelirikkoiset kohdat muodostavat haitan vaurioitunutta tien osuutta laajem-malle alueelle, sillä painorajoitukset joudutaan yleensä asettamaan kokonai-sille tieosille. Tällöin yksittäinen vaurioitunut tienkohta voi estää liikkumisen koko tieosuudella. Tällä asialla ei kuitenkaan ole vaikutusta kelirikon aiheuttamien ajokustan-nusten mallintamiseen, koska painorajoituksista aiheutuvat lisäkustannukset määritetään kiertotiepituuksien avulla.

Kelirikon ja painorajoitusten kesto

Runkokelirikko kestää useita viikkoja tai jopa kuukausia. Kelirikon kestolle ei voida määrittää keskimääräisiä arvoja vaan kesto on arvioitava tapauskoh-taisesti. Painorajoitukset tulisi asettaa, kun tien sulaminen on jo alkanut mutta tierun-ko ei ole vielä ehtinyt vaurioitua. Sulamiskauden pituus on mahdollista mää-rittää roudan syvyyden ja talven pakkasmäärän avulla. Tiehallinto on antanut painorajoitusten asettamista koskevat ohjeet, mutta käytännössä tiepiiri päättää painorajoitusten asettamisesta paikallisten olosuhteiden ja hoitoura-koitsijan esitysten perusteella.


Kelirikon ja painorajoituksen keskimääräisestä kestosta kyseltiin viidestä tie-piiristä kokeneilta tiemestareilta. Tiepiireiksi valittiin Savo-Karjalan, Keski-Suomen, Hämeen ja Vaasan tiepiirit, joissa kelirikko-ongelmat ovat pahim-mat. Vertailun vuoksi kysyttiin vastaavia tietoja myös Oulun tiepiiristä. Saatujen tulosten mukaan kelirikko kestää keskimäärin maalis-huhtikuusta toukokuulle. Painorajoitus asetetaan tarvittaessa kelirikon pahimman vai-heen aikaan ja on kestoltaan yleensä 3�8 viikkoa. Keskimääräinen painora-joituksen kesto vaihtelee tiepiireittäin. Savo-Karjalan tiepiirissä keskimääräi-nen kesto on 3�4 ja esimerkiksi Vaasan tiepiirissä 8 viikkoa, huonoina vuo-sina jopa kolme kuukautta. Oulun tiepiirissä on jouduttu luopumaan koko-naan joidenkin tieyhteyksien painorajoituksista, vaikka tien kunto sitä vaatisi. Näille teille ei ole olemassa järkeviä kiertomahdollisuuksia. Taulukossa 6 on esitetty kyselyiden perusteella saadut tulokset kelirikon ja painorajoitusten kestosta.

Taulukko 8. Kelirikon ja painorajoitusten keskimääräinen kesto eräissä tiepiireissä.

Tiepiiri Kelirikon keski-määräinen kesto

[viikkoa]

Painorajoituksen kes-kimääräinen kesto

[viikkoa] Hämeen tiepiiri 4 2-3

Vaasan tiepiiri 10 8

Savo-Karjalan tiepiiri 8 3-4

Keski-Suomen tiepiiri 8 5-6

Oulun tiepiiri 10 4-6

Keskimääräinen 8 4-5 Teiden kelirikkoa on vaikea ennustaa ja se onkin aikalailla riippuvainen ke-vään sääolosuhteista. Jos routa on syvällä tien rungossa, eivät kelirikot tule olemaan pahoja, mutta pinnalla oleva roudan voidaan olettaa aiheuttavan kelirikon. Myös raskaan liikenteen määrää arvioimalla voidaan ennustaa tei-den kelirikkoa. Jos esimerkiksi teiden varrella on paljon puupinoja, voidaan olettaa, että puukuljetuksia olevan tulossa. Tällöin voidaan teiden sulamisai-kaan ennakoivasti rajoittaa raskasta liikennettä. Tiepiireissä pyritään ensisi-jaisesti turvaamaan teiden varrella olevien asukkaiden liikkumismahdolli-suus. Kelirikon alaisten teiden kuntoa seurataan viikoittain ja painorajoituksen saaneita teitä jopa useamminkin. Painorajoitus voidaan poistaa, kun routa on sulanut maasta. Roudan poistuminen määritetään silmämääräisesti. Kun tielle ei enää muodostu lammikoita, voidaan painorajoitus poistaa. Taulukon 6 perusteella voidaan päätellä, että laskentamenetelmää testatta-essa kelirikon kestoksi voidaan valita 8 viikkoa ja painorajoituksen kestoksi 4 viikkoa. Tutkittaessa yksittäisiä tienkohtia on tietysti arvioitava nämä kesto-ajat tiepiiri- tai hankekohtaisesti.


Kiertotiepituudet

Kiertoteiden pituudelle on vaikeaa löytää verkkotason tarkasteluihin soveltu-vaa keskimääräistä arvoa suuresta vaihteluvälistä johtuen. Keskimääräisen arvon käyttäminen saattaisi johtaa hyvin epätarkkoihin tuloksiin. Tästä syys-tä on suositeltavaa määrittää kertotien pituus tapauskohtaisesti jokaiseen tarkasteluun soveltuvaksi. Mikäli tarkkoja tapauskohtaisia arvoja ei ole saatavilla, voidaan verkkotason tarkasteluissa harkita kuvan 14 arvojen käyttämistä. Ne perustuvat eri pii-reissä yhdysteiden silloille siltarekisteriä varten tehtyihin kiertotieinventoin-teihin.

Kiertotien pituus keskimäärin

0

8

26

9

1714

911

22

15

0

5

10

15

20

25

30

U* TKaS H SK

KeS V O L

Yhteen

sä

Tiepiiri

(km

)

Kuva 14. Yhdysteiden siltojen kiertotiepituudet keskimäärin. Laskentamenetelmää testattaessa perusarvona voidaan käyttää kuvan 14 keskimääräistä arvoa 15 km.

2.4.6 Esimerkki kelirikkokustannusten laskennasta

Esimerkkitapauksessa on vertailtu ajokustannuksia kolmessa erilaisessa ti-lanteessa:

1) Viiden kilometrin pituisella tieosuudella ei kelirikkoa 2) Tieosuudella keskivaikeaa kelirikkoa yhden kilometrin matkalla, ei

painorajoituksia 3) Tieosuudella keskivaikeaa kelirikkoa yhden kilometrin matkalla,

painorajoitus 4 t, kiertotien pituus 15 km.

* ei inventointietoa


Tarkasteltavan tieosuuden nopeusrajoitus on 80 km/h ja KVL on 200, josta raskaan liikenteen osuus on 6 %. Soratien palvelutasoluokka ilman kelirik-koa on 3 eli tyydyttävä. Laskentamallin mukainen kuntoarvo 1-tapauksessa on tällöin 8,4 ja 2- sekä 3-tapauksessa 18,4 kaavan 11 mukaisesti. Laskentamallilla saatiin kuvan 15 mukaiset viikoittaiset ajokustannukset.

Esimerkki viikottaisista kustannuksista kelirikkouhan alaisella tiellä

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Ei kelirikkoa Kelirikko, ei painorajoitusta Kelirikko ja painorajoitus

Kust

annu

kset

€/v

iikko

Päästökustannukset

Onnettomuuskustannukset

Ajoneuvokustannukset

Aikakustannukset

Kuva 15. Esimerkkitapauksen ajokustannukset viikossa. Laskentamallin kelirikon suorat vaikutukset kasvattavat ajokustannuksia esi-merkissä runsaat 20 %. Kun otetaan huomioon myös painorajoituksen vaiku-tus, kasvavat ajokustannukset noin 67 %, koska painorajoituksen vaikutuk-sesta kaikki raskaat ajoneuvot joutuvat käyttämään kiertotietä. Vuotuisten ajoneuvokustannusten laskennassa kelirikon vaikutus ei ole niin merkittävä, sillä kelirikko- ja painorajoituskausi kestää tavallisesti vain joita-kin viikkoja. Kevätkaudella kelirikkokustannukset muodostavat kuitenkin merkittävän lisän ajokustannuksiin. Jos kelirikon kesto on kahdeksan viikkoa ja painorajoituksen kesto jälkim-mäisessä tapauksessa neljä viikkoa, lisää se esimerkin vuotuisia ajokustan-nuksia kuvan 16 mukaisesti.


Esimerkki vuosikustannuksista kelirikkouhan alaisella tiellä

0

50000

100000

150000

200000

250000

Ei kelirikkoa Kelirikko, ei painorajoitusta Kelirikko ja painorajoitus

Kus

tann

ukse

t €/

viik

ko

yhdistelmätraskaatkevyet

Kuva 16. Esimerkkitapauksen ajokustannukset vuodessa. Vuotuinen kustannusten kasvu esimerkissä on runsaat 3 %, jos kelirikon kesto on 8 viikkoa, mutta painorajoitusta ei tarvitse asettaa. Jos painorajoitus asetetaan 4 viikon ajalle, kasvavat vuotuiset kustannukset esimerkissä 7 %. Euromääräisenä vastaavat kokonaismuutokset ovat vajaat 6 000 ja 12 000 euroa vuodessa. Tieverkollisena tarkasteluna tiedetään, että runkokelirikkoa esiintyy runsaalla 500 kilometrillä vuosittain. Jos puolelle näistä joudutaan lisäksi asettamaan painorajoitus ja kaikki muut edellä olevan esimerkin lähtöarvot pitäisivät kes-kimäärin paikkaansa, aiheutuisi laskentamenetelmän mukaan runkokelirikos-ta noin 4,3 miljoonan euron ajokustannuslisät vuosittain. Edellä mainittu luku on tietysti vain suuntaa-antava, koska laskentamenetelmään liittyy vielä useita epävarmuustekijöitä. Se kuvanneekin parhaiten kehitetyn laskenta-menetelmän antamia mahdollisuuksia tarkempien arvioiden tekemiseen.

2.5 Tulosten yhdistäminen aikaisempiin kustannusmalleihin

Turvallisuusmallit

Luvussa määritellyt turvallisuusmallit on yhdistetty vanhaan Excel-sovellukseen siten, että sen avulla voidaan sovelluksen pääsivulla valita, käytetäänkö laskennassa vanhempaa vai uudempaa menetelmää. Käytettä-vän turvallisuuslaskennan menetelmän valinnan lisäksi sovelluksen käyttä-jän on valittava uuden menetelmän edellyttämä kompensaatiokerroin. Ker-toimen on oltava välillä 0,5�1,5, muussa tapauksessa laskentamallien toi-mintaa ei voida taata. Excel-sovelluksen turvallisuus-välilehdellä lasketaan tulokset aina molemmil-la malleilla, mutta pääsivun yhteenveto-osassa näytetään vain käyttäjän va-litseman laskentamenetelmän mukaiset tulokset.


Ajomukavuusmallit

Ajomukavuusmalleja ei ole lisätty sovellukseen, koska niille ei pystytty löy-tämään riittävän luotettavia menetelmiä ajomukavuuskustannusten määrit-tämiseksi.

Kelirikko ja kiertotiemallit

Kelirikkoa ja kiertoteitä koskevat laskentamallit on sovelluksessa erotettu pääosin omalle erilliselle välilehdelle. Tarkastelujen perustiedot annetaan kuitenkin pääsivulla. Kuntoarvon laskentaan liittyvälle sivulle on lisätty keliri-kon vaikutuksia kuvaava täydennys. Kuntoarvo-välilehti muodostaa kuitenkin edelleenkin erillisen apusivun, jota ei ole linkitetty muille sivuille. Varsinainen kelirikko- ja kiertotiekustannusten laskenta tehdään kelirikko-välilehdellä. Lehden alaosaan on muodostettu kuvat sekä viikko- että vuosi-tason kustannusmuutoksille eroteltuna ajoneuvotyypeittäin ja kustannus-komponenteittain. Kelirikkomallissa oletetaan käyttäjän antamien lähtöarvojen lisäksi, että pai-norajoituksen avulla tietyt ajoneuvoryhmät ohjataan kiertotielle. Kiertotien standardi on arvioitu samantasoiseksi, mitä kelirikosta kärsivä tieosuus on silloin, kun kelirikkoa ei esiinny.

Muut sovelluksen muutokset

Excel-sovellukseen on edellä mainittujen uusien ominaisuuksien lisäksi tehty seuraavat muutokset. Uusi versio käyttää tieliikenteen ajokustannusten yksikköarvoja vuodelta 2005 (vanhemmassa vastaavat vuodelta 2000). Polttoaineenkulutusmallit on myös samalla uusittu. Rinnakkaista laskentaversiota ei ole laadittu. Pääsivulle on lisätty valikoima tyyppitapauksia, joiden lähtöarvot on annettu taulukon muodossa. Käyttäjä voi näiden lisäksi määritellä useita omiakin va-kiotapauksiaan. Muutoksella helpotetaan sovelluksen käyttöä vertailtaessa useasti samoja perusratkaisuja toisiinsa.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 61 MALLIEN TESTAUS

3 MALLIEN TESTAUS

3.1 Ajokustannusten yksikköarvojen ja laskentamallien muu-tosten vaikutus

Ajokustannusten yksikköarvot uusittiin vuonna 2005. Samalla tehtiin muu-toksia myös osaan laskentamalleista. Muutokset koskivat lähinnä nopeus- ja polttoaineenkulutusmalleja. Kuvassa 17 on esimerkki näiden muutosten vaikutusta edellisessä vaihees-sa laaditun Excel-sovelluksen avulla. Liitteessä 1 on esimerkit kaikista aiem-massa selvityksessä käytetyistä tietyypeistä. Seuraavat johtopäätökset kos-kevat koko testausta. Muutosten takia huonon kunnon aiheuttamat aikakustannusten lisäykset kasvavat päällystetyillä teillä keskimäärin 40 % ja sorateillä 15�25 %. Ero eri päällystetyypeillä johtuu nopeusmalleihin tehdystä päällystekorjaustekijästä, muu kasvu yksikköarvojen noususta. Vaikutukset ajoneuvokustannuksiin vaihtelevat tapauksittain. Moottoriteillä ja sorateillä huonon kunnon aiheuttamat lisäkustannukset vähenevät, muilla valtateillä ja seututeillä ne pysyvät suurin piirtein ennallaan. Toisaalta syynä on pääomakustannusten poistaminen (osa pääomakustannuksista määritet-tiin aiemmin aikasidonnaisina) toisaalta uudet polttoaineenkulutusmallit, jot-ka ottavat paremmin huomioon muun muassa huonon kunnon vaikutukset. Onnettomuuskustannuksissa muutokset ovat lineaarisia, jolloin kaikissa ta-pauksissa huonon kunnon aiheuttamat muutokset kasvavat. Päästökustannuksissa tapahtuvat muutokset ovat suhteellisesti ottaen erit-täin suuria mutta absoluuttisesti mitattuna pieniä. Muutosten suuruus ja suunta riippuvat eri päästökomponenttien osuuksista eri tilanteissa.

62 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä MALLIEN TESTAUS

Kunnon aiheuttamat lisäajokustannukset vuoden 2000 ajokustannusarvot

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

1 2 3 4 5

Yhdistetty kuntoarvo

Lisä

kust

annu

s €

/ v

Ajokustannukset yht.

Aikakustannukset




Kunnon aiheuttamat lisäajokustannuksetvuoden 2005 ajokustannusarvot

-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




Kuva 17. Ajokustannusjulkaisujen 2000 ja 2005 yksikköarvojen mukaiset

vaikutukset hyvätasoisella valtatiellä, KVL 8000. Esimerkin valtatiellä uudet ajokustannusarvot ja -mallit kasvattavat lisäkus-tannuksia 17�29 % kuntoarvosta riippuen. Aikakustannusten lisäys kasvaa noin 40 % ja ajoneuvokustannusten säilyy lähes ennallaan. Onnettomuus-kustannusten vähenemä kasvaa 21 %. Päästökustannusten lisäys kasvaa 35�60%.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 63 MALLIEN TESTAUS

3.2 Turvallisuusmallin muutosten vaikutukset

Seuraavassa on tarkasteltu edellisen luvun esimerkin valtatietä (kuva 18), kun tien kunnon vaikutus turvallisuuteen lasketaan aiemmin esitetyillä vaih-toehtoisella mallilla. Ylemmässä kuvassa on kompensaatiokertoimena käy-tetty arvoa 1, joka vastaa varsin hyvin aiemmassa selvityksessä käytettyä mallia. Alemmassa kuvassa kerroin on 0,5, joka on kertoimen suositellun vaihteluvälin alarajalla. Kertoimen merkitys on kuvattu luvussa 2.2.6 (sivu 31).

Kunnon aiheuttamat lisäajokustannukset, uusi turvallisuusmalli, kompensaatiokerroin 1,0

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




Kunnon aiheuttamat lisäajokustannukset, uusi turvallisuusmalli, kompensaatiokerroin 0,5

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




Kuva 18. Kunnon vaikutus ajokustannuksiin hyväkuntoisella valtatiellä

(KVL 8000) uudella turvallisuusmallilla ja kompensaatiokertoimen arvoilla 1,0 ja 0,5.

Tarkastellulla mallivaihtoehdolla on varsin suuri merkitys kokonaismalliin. Onnettomuuskustannusten kasvavat aluksi kun tien kunto huononee, mutta kääntyvät laskuun kun yhdistetty kuntoarvo ylittää arvon 3 tai 3,5 kompen-saatiokertoimen arvosta riippuen. Muutos näkyy kunnon aiheuttamien lisä-

64 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä MALLIEN TESTAUS

ajokustannusten kasvuna, mutta ei kuitenkaan ole merkitsevä kokonaiskus-tannusten kannalta. Muutos on esimerkkitapauksessa kokonaisuudessaan samaa suuruusluokkaa kuin edellä arvioitu ajokustannusten yksikköarvojen muutos oli. Vastaava muutos tapahtuu myös muilla tietyypeillä, joten merkittävää paino-pisteen siirtymää eri tietyyppien välisen kunnon tarkasteluihin ei synny.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 65 YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET

4 YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET

4.1 Yhteenveto

Yleistä Tässä työssä täydennettiin vuonna 2005 tehtyä selvitystä �Ajokustannusten kuntoriippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä� (Ristikartano ym. 2005). Tutkimusalueiksi valittiin turvallisuus, ajomukavuus ja kelirikko. Kukin tutki-musalue muodostaa erillisen osuuden selvityksestä ja kaikki tukeutuvat osal-taan aiempaan selvitykseen. Turvallisuus Turvallisuusmallien osalta laskentamenetelmää kehitettiin ajoneuvojen väli-sen nopeushajonnan lisäksi tien pituussuuntaisen nopeushajonnan vaiku-tuksilla. Aiemmin nopeushajonnan vaikutus oli käsitelty yhtenä vaikuttavana tekijänä. Tarkastelun taustaksi analysoitiin uusimmat turvallisuutta koskevat tutkimukset sekä tehtiin laajahko teoreettinen tarkastelu turvallisuuteen liitty-vistä vaikutusmekanismeista ja -potentiaalista. Näiden pohjalta muodostettiin uudet mallit tien kunnon vaikutuksesta turval-lisuuteen. Näihin malleihin liittyy kuitenkin vielä useita epävarmuustekijöitä, minkä takia niitä ei voida varauksetta suositella muihin tarkasteluihin. Niitä voidaan kuitenkin käyttää osana kustannusmalleja, joilla määritetään tien kunnon vaikutuksia ajokustannuksiin. Uusien mallien perusteella tien kunnon heikkeneminen voi joko parantaa tai heikentää liikenneturvallisuutta. Muutoksen suunta ja voimakkuus riippuu tien nykyisestä kunnosta sekä tien muista ominaisuuksista. Mallilaskelmien mukaan hyväkuntoisilla teillä tien kunnon huononeminen heikentää turvalli-suutta hieman, mutta kun huono kunto alkaa vaikuttaa selvästi myös ajono-peuksiin, onnettomuusriskikin alkaa alentua. Onnettomuusriski alkaa alen-tua, kun yhdistetty kuntoarvo ylittää arvon 3 tai 3,5 kompensaatiokertoimen arvosta riippuen. Ajomukavuus Ajomukavuutta selvitettiin myös aiemmassa selvityksessä, mutta tuolloin sitä ei pystytty sisällyttämään ajokustannustarkasteluihin. Tämän selvityksen ta-voitteena oli siten ajomukavuuden monetarisointi. Taustatietoina analysoitiin uudempaa kansainvälistä aineistoa, mutta merkittävää uutta tietoutta ei löy-tynyt. Lähtöaineistona käytettiin myös Tiehallinnon asiakastarpeiden (ASTAR) tutkimusohjelmassa tehtyä selvitystä, jossa on verrattu tien mitatun kunnon ja tienkäyttäjien ajokokemuksen suhdetta toisiinsa. Lisäksi arvioitiin erilaisten menetelmien soveltuvuutta ajomukavuuden arvioimiseksi ja mone-tarisoimiseksi. Tutkimuksessa muodostettiin tarkastelukehikko, jonka avulla pyrittiin yhdis-tämään perinteiset ajokustannukset ja ajomukavuuteen liittyvät erilaiset teki-jät toisiinsa. Tavoitteena oli mm. liikennemalleissa käytettävien yleistettyjen matkavastusfunktioiden avulla löytää eräänlainen varjohinta tienkäyttäjien

66 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET

näkemyksille kokonaiskustannuksista. Tämän kokonaishinnan ja perinteisten ajokustannusarvojen eron arvioitiin kuvaavan ajomukavuuden hintaa ainakin suuruusluokaltaan. Kehikon todettiin pääosin toimivan suunnitellulla tavalla, mutta tarkastelu jäi kuitenkin puutteelliseksi, koska riittäviä perusteita ajomukavuuden hinnoitte-lulle ei löytynyt. Työn jatkaminen on kuitenkin mahdollista kehikon pohjalta, jos puutteellisiksi jääneistä osioista saadaan uudempaa tietoa. Kelirikko ja kiertotiet Kelirikon ja kiertoteiden aiheuttamia ajokustannuksia koskevia tarkasteluja ei aiemmassa selvityksessä ollut tehty. Osa-alueen lähtöaineistona käytettiin tietoja kelirikon ja painorajoitusten yleisyydestä, kelirikon toistuvuudesta se-kä karkeahkoja arvioita kiertoteiden pituuksista. Kelirikon vaikeus kuvattiin aiemmassa selvityksessä käytetyn kuntoarvon mukaisesti, jolloin aiemmat sorateille kehitetyt laskentamallit sopivat sellaisenaan tilanteisiin, joissa pai-norajoituksia ei tarvittu. Painorajoitusten vaikutus arvioitiin kiertotietä käyttä-mään joutuvien ajoneuvoryhmien osalta. Kokonaan peruuntuvien kuljetusten kustannusten määriä ei laskettu erikseen vaan niiden arvioitiin vastaavan kiertotietä käyttävien lisäkustannuksia. Kehitetyllä laskentamenettelyllä voidaan selvittää yksittäisen kelirikkokoh-teen vaikutuksia ottamalla huomioon tie- ja liikennetietojen lisäksi kelirikon vaikeus ja kesto sekä mahdolliset painorajoitukset ja kiertotiet. Menetelmä soveltuu myös tapauskohtaisesti ja saatavissa olevien lähtötietojen puitteis-sa yleisempään verkolliseen tarkasteluun, jos edellä mainitut ominaisuudet tunnetaan riittävällä tarkkuudella tarkasteltavalla tieverkolla keskimäärin. Esimerkiksi tällä menetelmällä laskettuna viiden kilometrin pituisella soratie-osuudella, jolle kiertotien pituus on 15 km, 8 viikon mittainen kelirikko aiheut-taa runsaat 3 % vuotuisen ajokustannusten kasvun. Jos samalle tiellä asete-taan 4 t:in painorajoitus 4 viikon ajalle, kasvavat vuotuiset ajokustannukset 7 %. Koko tieverkon laajuudella runkokelirikosta aiheutuu laskentamenetel-män mukaan noin 4,3 miljoonan euron ajokustannuslisät vuosittain. Tämä on kuitenkin vain suuntaa antava luku, johon liittyy useita epävarmuustekijöitä. Laskentasovellus Työssä täydennettiin myös aiemmin laadittua Excel-sovellusta ottamalla huomioon mm. uudet ajokustannusten yksikköarvot sekä uudistetut polttoai-neenkulutusmallit. Mallimuutosten vaikutukset kuvattiin testausten avulla. Sovellukseen lisättiin myös vakioitujen tyyppitapausten käsittely. Käyttäjä voi myös muuttaa näitä tyyppitapauksia tai lisätä omia tarkastelutilanteita niiden lisäksi. Uudet turvallisuusmallit lisättiin sovellukseen siten, että käyttäjä voi valita käyttääkö sovellus aiempia malleja vai nyt kehitettyjä malleja. Mallivaihtoeh-tojen eroja kuvattiin laskentaesimerkein. Kelirikkoa ja kiertoteitä koskevat tarkastelut lisättiin uusina ominaisuuksina sovellukseen. Niiden luonteesta johtuen käsittely edellyttää kuitenkin muusta mallistosta poikkeavaa toimintatapaa, koska niiden osalta perustapauksena on yksittäisen kohteen tarkastelu. Muun malliston osalta sovellus perustuu pääosin verkollisiin tarkasteluihin.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 67 YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET

4.2 Jatkotutkimustarpeet

Tutkimuksen mahdollisia jatkokehitystarpeita on kuvattu tarkemmin eri tutki-musalueiden tarkastelujen yhteydessä. Niissä esitettyjen asioiden lisäksi suuri osa aiemmassa selvityksessä esitetyistä tutkimuskohteista on edelleen tarpeellisia. Tärkeimmät uudet esille tulleet tutkimustarpeet voidaan määritellä seuraa-vasti:

• Tien kunnon suorien ja välillisten (mm. nopeusmuutokset) turvalli-suusvaikutusten selvittäminen antaisi mahdollisuuden tarkentaa nyt esitettyjä turvallisuusmalleja. Työ edellyttäisi kuitenkin varsin laajaa tilastollista tutkimusta ja kattavaa aineistoa, jotta tulosten luotettavuus olisi riittävä. Urautumisen suorien vaikutusten osalta tällainen selvitys on jo ollut tekeillä.

• Yhdistetyn kuntoarvon korrelaatiota turvallisuusvaikutusten kanssa ei ole selvitetty, vaan kuntomuuttujien yhdistäminen on tehty ensisijai-sesti nopeusriippuvuuden arvioimiseksi. Tarkastelussa olisi otettava huomioon myös eri kuntomuuttujien välinen korrelaatio, joka voi vielä vaihdella eri tilanteissa (urien vaikutus erilainen sateella ja kuivalla kelillä).

• Nopeuksien hajonnan turvallisuusvaikutusten selvittämiseksi olisi ajoneuvojen välisen nopeushajonnan lisäksi syytä tarkastella tien pi-tuussuuntaista nopeushajontaa ja sen vaihtelua kuntotasoltaan eri-laisilla teillä. Analyysi voisi perustua teoreettiseen tarkasteluun, jota täydennettäisiin käytännön mittauksilla eri tilanteista.

• Ajomukavuuden arvottamiseksi maksuhalukkuustutkimukset ovat pa-ras mahdollisuus. Tutkimukset ovat kuitenkin laajoja ja niiden edellyt-tämät koejärjestelyt vaativia. Yhdistämällä tutkimus esimerkiksi ajan arvostusta koskevaan tutkimukseen, voitaisiin ajomukavuutta koske-vaa aineistoa saada kohtuullisilla lisäkustannuksilla.

• Työssä luonnosteltua kehikkoa ajomukavuuden varjohinnan mää-räämiseksi olisi mahdollista jatkaa lisäselvityksillä, mutta tällöin olisi oltava varmuus siitä, että puutteellisten osioiden selvittämiseksi olisi löydettävissä uutta tietoa.

• Malleja kelirikon vaikutuksista ajokustannuksiin olisi mahdollista täy-dentää laajemmilla selvityksillä kelirikon yleisyydestä ja kestosta, kiertoteiden liikennemääristä jne. Ennen lisätutkimuksia olisi kuitenkin syytä testata nyt kehitettyjä malleja käytännössä, jotta varmistuttaisin jatkokehittämisen tarve.

4.3 Uusien mallien käyttöönotto

Aiemmassa selvityksessä esitetyt mallit on jo otettu osittain käyttöön. Ajo-kustannusten laskentaohjeessa on jo käytetty kolmea tyyppiajoneuvoa ja mallit ovat olleet pohjana myös HIBRIS-järjestelmää käyttöön otettaessa. Niitä on lisäksi käytetty ainakin päällystettyjen teiden ylläpitoa koskevassa toimintalinjatyössä sekä pienemmissä erityistarkasteluissa. Uudet mallit voidaan ottaa käyttöön vastaavalla menettelyllä. Turvallisuus-mallit soveltuvat sellaisenaan verkkotason kokonaistarkasteluihin (HIBRIS,

68 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä YHTEENVETO, SUOSITUKSET JA JATKOTOIMET

toimintalinjat) ja kelirikkomalleja voidaan käyttää kehitettäessä niitä koskevia toimintalinjoja. Uusien mallien avulla on myös mahdollista parantaa ajokustannusten las-kentaohjeen mukaisesti tehtäviä tarkasteluja esimerkiksi sisällyttämällä IVAR- ja TARVA-ohjelmistoihin tien kunnon vaikutusta kuvaavia malleja.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 69 KIRJALLISUUS

5 KIRJALLISUUS

Aarts, L., van Schagen, I. 2006. Driving speed and the risk of road crashes: A review. Accident Analysis and Prevention 38(2006), Issue 2, pp. 215�224. Brundell-Freij (2006). User Benefits and Time in Road Investment and Main-tenance: Role of Speed Choice and Driving Comfort. Lund University, Swe-den. esitys 26.1.2006 TRB-konferenssissa Elvik, R. 2005. Speed and Road Safety, Synthesis of Evidence from Evalua-tion Studies. Transportation Research Board. Transportation Research Re-cord No. 1908, pp.59−69. Elvik, R., Christensen, P. Amundsen, A. 2004. Speed and road accidents, An evaluation of the power model. Institute of Transport Economics (TØI), Norway. TOI report 740/2004. Kallberg, V-P. & Rathmayer, R. 1996. Ajonopeuden turvallisuusvaikutukset yksilöllisestä näkökulmasta. Tielaitoksen selvityksiä 72/1996. Liikennevakuustuskeskus. Raportit liikennevahinkojen tutkijalautakuntien tutkimista moottoriajoneuvossa kuolleiden onnettomuuksista vuosina 2001, 2002, ja 2003. Mendoza et al. xxxx. Mendoza, G.A. and Macoun, P. with Prabhu, R., Su-kadri, D., Purnomo, H. and Hartanto, H. Guidelines for Applying Multi-Criteria Analysis to the Assessment of Criteria and Indicators. C&I Toolbox Series, C&I Tool No. 9. Metsäkeskus 2006. http://www.metsakeskus.fi/web/fin/uutiset/2006_uutiset/tammikuu/ps_nv_al_news_kelirikko_200106.htm Nilsson, G. 2004. Traffic safety dimensions and the power model to describe the effect of speed on safety. Lund University, Lund Institute of Technology. Bulletin 221. Park, Y-J., Saccomanno, F. 2006. Evaluating speed consistency between successive elements of a two-lane rural highway. Elsevier. Transportation Research Record Part A 40(2006) pp. 375−385. Pasanen, E. 1991. Ajonopeudet ja jalankulkijan turvallisuus. Teknillinen kor-keakoulu, Liikennetekniikka, Julkaisu 72. Ristikartano, J., Spoof, H., Räsänen, J., Malmivuo, M. 2005. Ajokustannus-ten kuntoriippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 53/2005. Tiehallinto 2004. Tieomaisuuden kunnon yhtenäinen palvelutasoluokitus. Perusteet, nykytila ja ehdotus luokitukseksi. Tiehallinnon selvityksiä 32/2004. Tiehallinto 2004.

70 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä KIRJALLISUUS

Tiehallinto 2005. Tieliikenteen ajokustannusten laskenta. Suunnitteluvaiheen ohjaus. Tiehallinto 2005. Tiehallinto 2006a. Tieliikenteen ajokustannusten yksikköarvot 2005. Suunnit-teluvaiheen ohjaus. Tiehallinto 2006. Tiehallinto 2006b. Päivittäisen tieliikenteen koettu palvelutaso, Luonnosver-sio 2.6.2006. Tiehallinto 2006c. Tietilasto 2005. Pikatilasto 21.2.2006. Tiehallinto 2006. Tiehallinto 2006d. Tiehallinnon teiden ja siltojen kunto 2005. Tiehallinnon selvityksiä 16/2006. Tiehallinto 2006. Varis, Hannu 2004. QFD. http://www.tuta.oulu.fi/laatu/dokumentit/555132S%20Laadun%20seminaari_Luento2.doc Vesikari ja Laaksonen 2006. Keskustelu Erkki Vesikarin ja Rainer Laakso-sen kanssa 8.2.2006

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 71 LIITTEET

6 LIITTEET

Liite 1. Ajokustannusten yksikköarvojen muutosten vaikutus esimerkkitapa-usten ajokustannuksiin

72 Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä LIITTEET

LIITE 1

AJOKUSTANNUSTEN YKSIKKÖARVOJEN MUUTOSTEN VAIKUTUS ESIMERKKITAPAUSTEN AJOKUSTANNUKSIIN


-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset





-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




Ajokustannusjulkaisujen 2000 ja 2005 yksikköarvojen mukaiset vaikutukset moottoritiellä, kun KVL 20 000 ajon/vrk.


-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset





-20000

-10000

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




Ajokustannusjulkaisujen 2000 ja 2005 yksikköarvojen mukaiset vaikutukset hyvätasoisella valtatiellä, kun KVL on 8000 ajon/vrk.

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä 73 LIITTEET

Ajokustannusjulkaisujen 2000 ja 2005 yksikköarvojen mukaiset vaikutukset seututiellä, kun KVL on 3000 ajon/vrk.

Ajokustannusjulkaisujen 2000 ja 2005 yksikköarvojen mukaiset vaikutukset sorapintaisella yhdystiellä, kun KVL on 200 ajon/vrk.


-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 3 5 7 9 11 13 15


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset





-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 3 5 7 9 11 13 15


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset





-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset





-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

1 2 3 4 5


Lisä

kust

annu

s €

/ v


Aikakustannukset




ISSN 1459-1553ISBN 951-803-728-0TIEH 3201001-v

Documents

Ajokustannusten kuntoriippuvuusmalleja täydentäviä selvityksiä