Forskningsområden

Denna studie är en del i ett forskningsprojekt kallat ”Implementering av marginalkostnadsprissättning i transportsektorn – problem med variabilitet, differentiering, interdependens och osäkerhet”. Denna studie ingår i delprojektet Luftföroreningar som ska behandla miljöproblem i form av utsläpp som sprids via luften och som är kopplade till användningen av transportsystemet. Att det finns ett intresse i att beräkna marginalkostnaderna beror på att denna kunskap behövs om man ska kunna uppnå ett effektivt resursutnyttjande.

Den europeiska miljömyndigheten EEA (European Environment Agency) arbetar sedan 1998 med ett indikatorsystem, TERM, som ska kunna användas för att påvisa utvecklingen på transportområdet ur miljösynpunkt. Enligt den senaste rapporten så minskar inte utsläppen från transporter i önskvärd takt. En orsak till det anges vara att priserna för olika transportmedel inte reflekterar deras faktiska kostnader för samhället. På grund av detta fattar individuella aktörer på marknaden beslut som inte leder till ett för samhället önskvärt utfall.

När det gäller transporter innebär det exempelvis att den relativt sett mer miljöförstörande bilen gynnas på andra färdmedels bekostnad. Ett sätt att påverka det individuella valet är att kostnaderna faktiskt avspeglar de verkliga kostnaderna. Inte minst av detta skäl är det angeläget att påvisa de kostnader som luftföroreningar från olika transportmedel ger upphov till. Dock används inte marginalkostnader idag i praktiken för att prissätta olika typer av transporter. Däremot så har kostnader beräknats. I Sverige ingår dessa bl.a. i de värden som tas fram i det s.k. ASEK-samarbetet. Dessa värden används i de samhällsekonomiska kalkyler som genomförs vid infrastrukturinvesteringar.

Meningen med denna förstudie är att ge en översikt över de problem med luftburna föroreningar från fordon som finns idag och de metoder som idag används för att beräkna marginalkostnaderna av dessa, samt att diskutera vad som ytterligare behöver utforskas utifrån perspektivet av en framtida marginalkostnadsprissättning av transporter. Vi behandlar dock inte klimatpåverkande gaser i detta arbete av två skäl; dels för att klimatpåverkande gasers effekter är så vittomspännande att de gör kostnadsberäkningen oerhört osäker, dels för att de kostnader som de ger upphov till inte varierar beroende på var utsläppen sker eftersom påverkan är global. Vi har i studien delvis fokuserat på en modell för beräkning av transportsektors marginalkostnader som tagits fram i ett europeiskt projekt, ExternE Core/Transport. Detta eftersom denna modell baserar sig på aktuell kunskap och även används för att beräkna kostnaderna för transporter på europeisk nivå. I vissa delar har vi jämfört beräkningarna i den modellen med de beräkningar som de nu aktuella svenska värdena baserar sig på.

ExternE-modellen, liksom även vissa av de svenska marginalkostnadsberäkningarna, baserar sig på s.k. exponerings-respons(ER)-samband. Metoden går ut på att man försöker beräkna kostnaderna för ett visst utsläpp genom att härleda vilka negativa effekter det ger upphov till. De effekter som man fokuserar på är främst hälsa men även skador på (delar av) ekosystemet och nedbrytning av material. För att göra detta krävs förståelse för vilka emissioner ett visst transportmedel ger upphov till, hur dessa sprids och omvandlas i omgivningen, vilka som är mottagare av dessa utsläpp samt hur de påverkas. Till slut krävs det även en ekonomisk analys för att beräkna värdet av dessa effekter. I denna studie har vi studerat de enskilda delarna i denna beräkningskedja för att se vilka problem som finns. Vår genomgång har dock visat att det av ett flertal olika skäl är problematiskt att beräkna dessa kostnader utifrån rena exponerings-respons-samband. Problemen finns i alla delar av beräkningskedjan ”emissioner-halter-exponering-effekter-värdering”.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Transportekonomi

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: N35-2003

Köp tryckt version
250 SEK

I de EU-finansierade ”ExternE”-projekten har en metod tagits fram för att beräkna de externa kostnaderna av utsläpp till luft. Denna metod har nu använts för att beräkna de externa kostnaderna från svenska transporter år 2000. Denna rapport presenterar och diskuterar resultaten av dessa beräkningar. Beräkningar har gjorts för olika miljöer (landsbygd och stad, Stockholm och Skellefteå) samt för olika transportslag (olika vägfordon, tåg, sjöfart och flyg). Denna rapport fokuserar därför på hur kostnaderna varierar mellan olika miljöer och/eller fordon, samt försöker förklara orsakerna till dessa variationer. Vidare jämför vi resultaten av dessa beräkningar med de värden som framkommit i några andra studier och försöker förklara skillnaderna mellan dem. Bland de studier vi jämför med är den, som är grunden till de värden som nu används vid investeringskalkylering av infrastrukturprojekt i Sverige.

Slutsatserna är att kostnaderna varierar geografiskt mellan norr och söder, mellan stad och land och också mellan olika fordon. Därför bör de kostnader som används vid investeringskalkylering differentieras i högre grad än vad som idag är fallet. Vidare finner vi att värdena i våra beräkningar är lägre än de värden som idag används, men eftersom orsaken till detta inte kunnat klargöras behövs vidare forskning innan nya värden fastställs. Slutligen konstaterar vi att det med dessa beräkningar är svårt att ta hänsyn till alla faktorer som gör att de externa kostnaderna för luftföroreningar varierar. Detta eftersom beräkningarna är komplicerade och påverkas av en mängd olika faktorer. Därför är perfekt prissättning för att internalisera dessa externa effekter inte möjligt i praktiken. I stället är det intressant att utforska hur styrmedel kan utformas för att så effektivt som möjligt åstadkomma en för samhället önskvärd utsläppsnivå.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Transportekonomi

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: N36A-2003

Köp tryckt version
100 SEK

Uppföljning av miljökonsekvenser har blivit allt vanligare sedan 1995. Det ständigt pågående utvecklingsarbetet med uppföljning av miljökonsekvenser vid Vägverket och Banverket visar många positiva resultat. Bland annat har flera genomgripande uppföljningsprogram tagits fram för några vägobjekt, även om enstaka uppföljningsformuleringar i miljökonsekvensbeskrivningar (MKB) och arbetsplaner/järnvägsplaner fortfarande dominerar.

VTI har studerat cirka 70 uppföljningsarbeten, producerade under 1990-talet, huvudsakligen från 1996 och framåt. Materialet har eftersökts vid Vägverkets regionkontor Sydöst, Väst och Mitt samt inom hela Banverket.
Några av de viktigare slutsatserna är att
- det sedan 1995 har blivit vanligare med uppföljningsformuleringar
- uppföljning inte självklart omfattar såväl byggskede som tiden efter färdigställande
- uppgifter om före-data är ovanliga,
- de vanligaste uppföljningsparametrarna är vatten, buller, djur och landskapsbild
- mätmetoder sällan anges
- kompetenskrav sällan anges
- fastställda statistiska krav sällan anges
- syftet med uppföljningen sällan anges
- kommunikation med olika aktörsgrupper såsom allmänhet är en ovanlighet.

Det material som insamlats kommer att kunna användas som en utgångspunkt i såväl upprättande av en handbok för uppföljning i samband med MKB, som vid utvecklandet av ett informationssystem om uppföljning.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: N50-2002

Köp tryckt version
100 SEK

Syftet med denna studie var att klarlägga attityden till miljö och transporter samt effekten av en elektronisk vägkantsskylt, som gav information i realtid om den egna bilens utsläpp. Frågan var om denna information ökade förarnas medvetenhet om miljöfrågor – och då framförallt om sådana som kunde kopplas samman med transporter och det egna körbeteendet. Två studier genomfördes, en innan skylten blev utplacerad och en efter det att den tagits ned.

Resultaten visade att de boende i det aktuella bostadsområdet i hög grad var beroende av bilen som transportmedel. Att många var missnöjda med kollektivtrafikens servicenivå på orten och att det var långt till närmaste hållplats spelade en roll i sammanhanget, men även en attitydskillnad mellan biltrafikanter och kollektivtrafikanvändare kunde också märkas. De som använde kollektiva färdmedel ansåg att det var ett relativt enkelt sätt att färdas på medan bilisterna inte höll med om detta. Till skillnad från tidigare studier, som visat att valet av kollektiva färdmedel var kopplat till inkomst och kön, kunde ett sådant samband inte påvisas i denna studie. Däremot var det färre i gruppen kollektivtrafikresenärer som hade tillgång till bil. Mer än hälften ansåg inte att bilavgaser var ett stort problem, i varje fall inte om man hade en ny bil. I likhet med tidigare studier fanns det också ett samband mellan attityden till bilavgaser och det egna bilåkandet. I den grupp som svarade att bilavgaser utgjorde ett stort problem fanns det fler som ansåg att det var relativt lätt att minska sitt eget bilanvändande och de var också beredda att investera i en mer miljöanpassad bilmodell. I enlighet med detta ansåg de också att antalet bilar borde minska.

Effekten av vägkantsskylten, och den skriftliga informationen som delades ut under projektets gång, belystes med hjälp av en för- och efterstudie. Jämfört med tidigare studier placerades skylten invid ett bostadsområde vilket innebar att nästan ingen av deltagarna kunde undgå den. Resultaten visade att val av färdmedel inte hade förändrats däremot fanns det några som hade ändrat sitt körsätt, de körde nu lugnare och mjukare. Det var också relativt många som uppskattat initiativet eftersom de ansåg att det var värdefullt att få denna information. Studien visade att vägkantskylten och tillhörande information mest påverkade beteenden och attityder som var direkt kopplade till bilens utsläpp och hur man kunde minska dessa genom ändrat körsätt. Däremot ökade den inte medvetenheten om miljö och transporter i ett vidare perspektiv.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Människan i transportsystemet
Miljö

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: N50-2003

Köp tryckt version
160 SEK

open

Beräkningsmodell: bilavgaser II

År:
2004
VTI-kod:
N54-2000

Författare: Ulf Hammarström

Ett huvudmål vid utvecklingen av en ny beräkningsmodell för vägtrafikens avgasutsläpp har varit största möjliga acceptans och en modell som används av ”alla”. För att uppnå dessa mål har NV givit VTI i uppdrag att presentera förslag avseende:

- långsiktig ajourhållning dvs. utveckling och förbättring av själva modellen samt kalibrering. Kalibreringen avser förbättring av gamla data och komplette-ring med nya data år för år
- det långsiktiga ansvaret för modellen
- support till användare.
långsiktig ajourhållning dvs. utveckling och förbättring av själva modellen samt kalibrering. Kalibreringen avser förbättring av gamla data och komplette-ring med nya data år för år
- det långsiktiga ansvaret för modellen
- support till användare.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: N54-2000

Köp tryckt version
100 SEK

Den genomsnittliga bränsleförbrukningen för tunga lastbilar under år 1997 har uppskattats till 0,43 l/km baserat på en enkät (UVAV). Transporter med hög energieffektivitet (l/tonkm) utmärks av en stor andel långväga transporter, en stor andel körning med släp och stor last. För den karosserityp som har lägst bränsleförbrukning (l/tonkm), tank – mjölk, är detta uppfyllt. Transporter med tillkopplat släp har i genomsnitt en förbrukning (l/tonkm) som är 1/3 av vad som gäller utan släp. Olika beräkningsmodeller för vägtrafikens totala avgasutsläpp baseras bl.a. på bränslefaktorer (l/km) vilka är ca 16–33% lägre än för här redovisad studie. I studien påvisade samband mellan årsmodell och transportlängd, släpanvändning samt lastfaktorer beaktas normalt inte vid avgasberäkningar, vilket kan resultera i betydande fel.

En uppföljning av Riksdagens utsläppsmål för olika avgaser förutsätter användning av beräkningsmodeller. I dessa beräkningsmodeller ingår normalt bränslefaktorer (l/km). Bränslefaktorerna är i sin tur ofta framtagna med andra typer av beräkningsmodeller. Alla beräkningsmodeller bygger på beräkningsförutsättningar som till viss del tagits fram via någon typ av mätning. Då beräknad dieselförbrukning för vägtrafiken i Sverige jämförts med nationella drivmedelsleveranser till vägtrafiken föreligger en skillnad som är större än marginell och där beräknad förbrukning är mindre än drivmedelsleveranserna. Om beräknad förbrukning skulle utgöra en underskattning är detta ett uttryck för att antingen trafikdata eller sträck-specifik förbrukning också skulle utgöra en underskattning. Om bränsleförbrukningen underskattas finns också en risk för att olika typer av beräknade avgasutsläpp utgör under-skattningar.

Enkäten ”Varutransporter med lastbil” (UVAV) har utförts av Statistiska Centralbyrån sedan år 1972. Undersökningen är avgränsad till lastbilar med en maxlast av minst 3,5 ton. UVAV är i miljösammanhang av intresse både direkt avseende insamlade trafikdata m.m., basundersökningen, men även som bas för en tilläggsfråga om bränsleförbrukning. Inom det här redovisade projektet fanns en tilläggsfråga om bränsle-förbrukning med i UVAV under år 1997.

Av ett totalt utskick om ca 8 000 frågeformulär under år 1997 har användbara svar erhållits från ca 58% av de tillfrågade. Av denna mängd innehåller ca 39% svar på bränslefrågan. Efter olika kontroller har 1513 svar visat sig användbara för analys. Det finns inget som tyder på att det skulle finnas någon systematisk skillnad i bränsleförbrukning mellan de som har respektive inte har besvarat bränslefrågan baserat på en jämförelse av total- och lastvikter. Den stora skillnaden i svarsfrekvens mellan basfrågorna och tilläggsfrågan, bränsleförbrukning, för-klaras av att man hade svarsplikt på basfrågorna medan besvarande av bränslefrågan var frivillig.

Basundersökningen innehåller en sannolik underskattning av körsträcka med ca 10%, vilket inte beaktats i följande redovisning. En sådan underskattning av körsträcka skulle resultera i en överskattande tendens för den specifika bränsleförbrukningen (l/km och l/tonkm).

Bränslefaktorer söks för olika kategorier av lastbilar. De variabler som använts vid kategoriindelningen är följande: karosserityp; totalvikt; årsmodell; motoreffekt; transportlängd och förekomst av släp. Valet av dessa variabler är ett uttryck för att samband söks mellan bränsleförbrukning och dessa variabler. Variationen i bränsleförbrukning med viss variabel kan beskrivas enligt två huvudalternativ:
- Utan villkor för övriga variabler
- Under förutsättning av att vissa övriga variabler konstanthålles.

Eftersom det förekommer samband i större eller mindre utsträckning mellan variablerna fås olika samband mellan bränsleförbrukning och viss variabel bero-ende på hur många av övriga variabler som kategoriindelningen gjorts mot. Detta förhållande beskrivs av de utförda analyserna.
Vid jämförelse av energieffektivitet både inom och mellan olika delar av transportsektorn används mängd bränsle per transportarbete (l/tonkm), varför även detta mått tagits med i redovisningen.

Den genomsnittliga bränsleförbrukningen för hela materialet (1513 svar) har uppskattats till följande:

- 0,43 l/km
- 0,032 l/tonkm.

En grov uppdelning av materialet i tre kategorier av lastbilar har resulterat i följande bränsleförbrukning:
- sträckspecifik förbrukning (l/km)
- dragbil för påhängsvagn, 0,44
- övriga med totalvikt max 16 ton, 0,28
- övriga med totalvikt över 16 ton, 0,46
- transportspecifik förbrukning (l/tonkm)
- dragbil för påhängsvagn, 0,033
- övriga med totalvikt max 16 ton, 0,12
- övriga med totalvikt över 16 ton, 0,030.

Om denna kategoriindelning kompletteras med en uppdelning på årsmodellklasser framgår för dragbilar, till skillnad från de två andra grupperna, att den sträckspeci-fika förbrukningen är påvisbart högre för årsmodellklassen 1990–1998 än för 1980–1989.

Övriga lastbilar än dragbilar, både de med totalvikt av max 16 ton och de med totalvikt över 16 ton, har för årsmodellklassen 1990–1998 en lägre transport-specifik förbrukning än för årsmodellklass 1980–1989. För kategorin ”övriga med totalvikt över 16 ton” är förbrukningen 31% lägre för 1990–1998 än för 1980–1989. Den transportspecifika förbrukningen för dragbilar är 7% högre för den senaste årsmodellklassen jämfört med den föregående.
En förklaring till att den transportspecifika förbrukningen för kategorin ”övriga med totalvikt över 16 ton” i årsmodellklassen 1990–1998 är lägre än för den tidigare årsmodellklassen är att den genomsnittliga lasten är väsentligt högre än för äldre årsmodeller, till skillnad från övriga fordonskategorier.

En ytterligare uppdelning av materialet efter transportlängd och användning av släp har för sträckspecifik förbrukning visat:

- att körning med släp inom kategorin ”övriga med totalvikt över 16 ton” för kortväga respektive långväga transporter har en förbrukning som är 11 respektive 34% högre än för körning utan släp
- att långväga transporter med dragbil har en förbrukning för årsmodellklass 1990–1998 som är 47% högre, statistiskt påvisbart, än för 1980–1989. För övriga kategorier finns ingen påvisbar skillnad mellan årsmodellklasser.

Samma uppdelning har för transportspecifik förbrukning visat:

- att körning med släp har en förbrukning som är 1/3 av den för körning utan släp
- att den stora gruppen av långväga transporter med släp, både dragbilar och ”övriga med totalvikt över 16 ton”, har en förbrukning som antingen är högre eller lika för årsmodellklass 1990–1998 jämfört med 1980–1989. Detta innebär en skillnad jämfört med att inte göra en uppdelning efter transportlängd och släpanvändning
- att dragbilar i långväga transporter har en 87% högre förbrukning för den senaste årsmodellklassen än för den föregående.

Olika karosserier är delvis ett uttryck för olika typer av transporterade varukategorier och för olika körförhållanden. Medelvärdesbildningar per karosserityp, ingen övrig uppdelning, varierar mellan följande ytterligheter:

- sträckspecifik förbrukning (l/km)
- lägst 0,26 för transport av fordon
- högst 0,59 för snabblås
- transportspecifik förbrukning (l/tonkm)
- lägst 0,016 för tank–mjölk
- högst 0,099 för avfallstransporter.

Vad som utmärker karosseri tank-mjölk är: stor lastvikt; stor andel långväga och stor andel körning med släp. Karosseri av typen avfallstransporter utmärks av liten genomsnittlig lastvikt, vilket också sammanfaller med att körning med släp inte förekommer.

Betydelsen av karosserityp har också undersökts per totalvikts- och årsmodellklass. Inom gruppen med flest observationer, 24 000–31 999 kg och årsmodell 1990–1998, är också tank – mjölk den karosserityp som har lägst transportspecifik förbrukning. Statistiska analyser med indelning efter karosserityp, viktklass och årsmodellklass har inte kunnat påvisa några generella samband mellan års-modellklass och sträckspec

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: R445

Köp tryckt version
250 SEK

Att uppfylla de internationella åtaganden som Sverige ställt sig bakom avseende en stabilisering av koldioxidutsläppen (CO2) från användning av fossila bränslen kräver ordentliga uppoffringar inom transportsektorn. Kraftiga höjningar av bränslepriserna krävs för att CO2-utsläppen från person-bilstrafiken inte ska öka enligt de beslutsmöjligheter och förutsättningar som är inkluderade i VTI:s modell.

Reduktionen av utsläppen åstadkoms främst genom att konsumenterna antas välja nya personbilar som har en lägre specifik förbruk-ning än i nuläget, dels på grund av att den tekniska utveck-lingen möjliggör detta, dels genom att bilmodeller med en relativt sett låg bränsleförbrukning prioriteras högre jämfört med idag (andra aspekter som storlek, komfort, motorstyrka etc. kommer att värderas lägre relativt sett). Inverkan av dessa faktorer beräknas svara för 50–75% av den totala reduktionen. Andra betydelsefulla reaktioner är ett ekonomiskt körsätt och ett minskat resande med personbil.

De möjliga åtgärderna i modellen är individuella modifieringar av drivmedels-priserna över tiden, samtidigt som den årliga fordonsskatten kan varieras för olika fordonstyper (bensin/diesel). Alternativt kan generella åtgärder vidtas, t.ex. en CO2-skatt som ger prisförändringar i proportion till drivmedlens innehåll av fossilt kol (istället för individuella val av drivmedelspriser).

Resultaten av åtgärderna uttrycks i välfärds- och samhällsekonomiska termer samt i form av prognostiserade avgasutsläpp. Målet är att maximera nettoförändringen av konsument-överskottet, eller med en alternativ, ekvivalent formulering, att minimera minskningen av konsumentöverskottet. Skuggpriser erhålls för de bivillkor som ”hårdast” definierar lösningen, främst de formulerade CO2-målen. Ett högt skuggpris för partikelutsläppskraven erhålls i grundfallet, men endast för en av perioderna. I samtliga fall är det optimalt att höja fordonsskatten för dieselbilar för att motverka den prognostiserade ökningen av partikelutsläppen.

Vi har använt en optimeringsmodell för värdering av biltrafikens avgasutsläpp. En viktig förutsättning har varit förekomsten av simultana utsläppskrav (mål-nivåer) avseende koldioxid, kolväten, kväveoxider och partiklar från personbils-trafiken. Optimeringsmodellen formuleras som en maximering av nettoförändringen av konsumentöverskottet med hänsyn till bivillkor för framtida utsläppsnivåer. De inbördes konflikter som finns mellan att exempelvis samtidigt minska koldioxid- och kväveoxidutsläppen uppstår genom fordonstypernas emissions-egenskaper, i genomsnitt har bensindrivna bilar i jämförelse med dieselbilar högre CO2-utsläpp men lägre kväveoxidutsläpp.

Indata avseende trafikarbete och emissionsnivåer har hämtats från EM94- och EMV-databaserna (i VTI:s emissionsmodeller) och tidigare arbeten åt Trafik- och klimatkommittén och SIKA. I modellen ingår en utvecklad beslutsmodell för val av fordonsteknologi (baserad på en logitfördelning och en körsträcksfördelning, där den senare är en lognormalfördelning för årlig körsträcka), nämligen valet mellan bensin- eller dieselbil. Körsträckor för respektive fordonskategori erhålls som en funktion av deras marknadsandel och den övergripande körsträcksfördelningen. Konsumentöverskottet beräknas baserat på efterfrågekurvorna för bensin- och dieselbränsle.

Bränslepriser för bensin och diesel, samt skillnad i kapitalkostnad och årlig fordonsskatt mellan diesel- och bensinbilar utgör beslutsvariabler i modellen. En restriktion för dessa är att priserna och skatterna inte får sjunka jämfört med dagens läge. Tre uppsättningar med resultat redovisas, där alla är grundade på ett gemensamt basscenario och en grundmodell. Parallellt med resultaten redovisas effekterna i termer av emissionskostnadsdelarna av de externa effekterna enligt 1999 års värdering. Dessa visar på positiva effekter som mångfalt överstiger kon-sumentförlusterna (och då är ändå inte minskade olycksrisker på grund av ett reducerat trafikarbete medtagna).

Slutsatsen är att den utvecklade modellen med sina ingående delar utgör ett mycket intressant analysverktyg för värdering av kravnivåer avseende avgasutsläpp från person-bilar. Detta är av betydelse inför fortsatta analyser av transport-politikens inriktning och konsekvenser. Att göra analyser för alternativa kravnivåer och samhällsekonomiska kostnader är naturligtvis enkelt. Att modifiera de åldersbaserade emissionsnivåerna med alla sina delar kräver ingrepp i emissions-databaserna, beräkning med en lämplig emissionsmodell (som EMV) och ett inkluderande av emissionsutdata i vår formulerade grundmodell. Både modellen för val av fordonskategori och optimerings-modellen kan utvecklas till att omfatta fler alternativ.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Transportekonomi

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: R456

Köp tryckt version
160 SEK

open

Validering och utvärdering av AUT/TRANSYT

År:
2004
VTI-kod:
R462

Författare: Ulf Hammarström , Henrik Edwards , Per Henriksson

De största luftproblemen i tätorter kan förväntas i anslutning till signalreglerade korsningar. Här finns också de största möjligheterna till mycket kostnadseffektiva avgasreduktioner genom förbättrad styrning av trafiksignaler. Validering och utvärdering av det s.k. AUT-systemet har påvisat att bl.a. utsläpp av kväveoxider i korsningarna kan reduceras med ca 16%. I försöksområdet har kostnadsreduktioner om drygt en miljon kr/korsning och år beräknats, vilka kan jämföras med en investeringskostnad av maximalt ca 100 000 kr per korsning.

AUT är en metod för automatisk uppdatering av tidplaner i samordnade trafiksignaler. I metoden ingår det kända TRANSYT-programmet. Med TRANSYT kan den mest effektiva tidplanen beräknas för givna trafikförutsättningar.
Den grundläggande principen för utveckling av AUT har varit att så långt möjligt inom ramen för befintlig signalutrustning utveckla en tilläggsrutin för automatisk uppdatering av s.k. tidplaner i signalsystem.

Indata till AUT utgörs av fortlöpande automatiska trafikräkningar. Dessa används för prediktion av trafiken en vecka framåt i tiden. Predikterad trafik utgör underlag för beräkning av optimala tidplaner för nästa vecka. Med optimal avses att någon eller några av följande delkostnader, efter användarens önskemål, reduceras till ett minimum:

- bränsleförbrukning
- övriga fordonskostnader
- avgaskostnader
- restidskostnader.

De i programsystemet inlagda effektberäkningsmodellerna och värderingarna motsvarar de som används inom vägplaneringen.

Den förhållandevis enkla utformningen av AUT innebär att AUT skulle kunna utnyttjas i alla signalsystem med automatisk trafikräkning och med möjlighet att överföra trafikdata till en central och att återföra tidplanedata från centralen till styrapparaterna. En användare kan själv välja det antal trafikströmmar som skall detekteras utöver befintlig trafikräkning.

Som försöksområde för utvecklingen av AUT har valts E4:ans genomfart i Uppsala. Detta signalsystem omfattar nio korsningar. Validering och utvärdering av AUT har också genomförts i detta område. AUT kan användas både på leder och i nätverk samt oberoende av hastighetsbegränsning.

Projektet har bl.a. omfattat följande delar: systemutveckling; kontroll; kalibrering; validering och utvärdering. Dataunderlagen för validering avser en del av år 1993 medan utvärderingen avser delar av både år 1993 och 1994.

Valideringsdelen har i stort sett avsett samtliga delar i den långa beräkningskedjan fram till resulterande effekter. Detta innebär att bl.a. följande variabler har studerats:

- länkflöden, både observerade och predikterade
- matande utflöden till olika länkar
- fordonstypsfördelning
- mättnadsflöden
- stopp, fördröjning och genomsnittlig max. kölängd
- bränsleförbrukning.

En beräkningsförutsättning som avviker systematiskt från verkliga förhållanden är att modellen beskriver en fast tidstyrning medan korsningarna till viss del varit lokalt trafikstyrda.

Två olika mätmetoder har använts för valideringen. Den ena avser en mätbil med parallell registrering av körförlopp och bränsleförbrukning och den andra videoupptagningar av trafiken i två korsningar.

Valideringen har begränsats till morgon- och dagtidplanen för vardagar.

Mätbilen har körts genom systemet i dess huvudriktningar med ett hastighetsanspråk motsvarande inlagda hastigheter i TRANSYT under morgon- respektive dagtidplanen.

Videoupptagningar har utvärderats för en halvtimma per dag och per tidplan avseende två dygn.

Den statistiska analysen har genomförts med linjär regression, vilken ger information om:

- förklaringsgrad (R2)
- eventuell systematisk avvikelse.

I analyserna har modelldata varit förklarande variabel och mätdata studerad variabel.

För att en modell skall kunna bedömas som tillfredsställande bör följande vara uppfyllt:

- att nivån på förklaringsgraden minst kan bedömas som acceptabel
- att interceptet i regressionsanalysen inte är signifikant skilt från noll
- att regressionskoefficienten inte är signifikant skild från 1.

En trafikbeskrivning avser en bestämd tidsperiod och omfattar alla körfält i signalsystemet. Trafikbeskrivningen per körfält avser både totala flödet per utriktning och hur varje utriktning matar andra länkar i angränsande korsningar.

Det finns två typer av trafikdata, observerad och predikterad trafik. För uppföljning av trafikeffekter används observerad trafik och för beräkning av optimala tidplaner används predikterad trafik.

Observerad trafik motsvaras både av räknedata direkt och av uppskattningar baserade på räknedata. Den observerade länktrafiken uppvisar en god överensstämmelse med videodata och med en förklaringsgrad av 0,95. Absolutnivåerna för trafikdata ur videon avvek marginellt från modelldata.

För samordning av trafiksignaler är beskrivning av de matande flödena per länk ett absolut krav. Trots en hög förklaringsgrad, 0,87, kan man finna stora absoluta avvikelser mellan video- och modelldata i vissa fall.

Genomförd statistisk analys avseende predikterad trafik har resulterat i vad som möjligen kan betecknas som acceptabla förklaringsgrader, 0,43–0,82. På länknivå har en genomsnittlig absolut avvikelse av ca 7% beräknats för prediktionerna. Analyserna avser en jämförelse av prediktionsvärden beräknade vecka n avseende vecka n+1 med observerad modelltrafik för vecka n+1 under en tidsperiod av åtta månader.

Fordonstypsfördelning – personbil, tung lastbil, tung lastbil med släp och buss – har stor betydelse för optimeringsdelen och effektberäkningarna. Trots att stora insatser gjorts för att uppnå en bra beskrivning avvek fördelningarna under valideringsperioderna mer än marginellt mot använda kalibreringsdata. Detta skulle kunna vara en följd av att kalibrerings- och valideringsperioderna inte varit tillräckligt långa. Eftersom representativa fordonstypsfördelningar har stor betydelse för tidplanernas effektivitet bör den utvecklade statistiska metodiken vidareutvecklas inför eventuella kommande AUT-installationer i kombination med längre kalibreringsperioder. Den typ av kalibrering av fordonstypsfördelning som förutsätts genomföras bygger på hypotesen att fördelningen för viss veckodag och mellan vissa klockslag är stabil i tiden per länk. Denna hypotes borde testas ytterligare.

De mättnadsflöden som kunnat uppskattas ur videodata tyder på att modelldata avseende stopplinjer med trafik enbart rakt fram ger en mindre underskattning, ca 3,7%, medan resultatet för svängande trafik motsvarar en överskattning med ca 17%. Förklaringsgraden för delmodellen avseende mättnadsflöden är mycket låg. Om modellens beräkningsförutsättningar, avseende andel tung trafik, väljs lika med vad som registrerats ur videodata så uppnås en påtaglig förbättring av förklaringsgraden även om nivån fortfarande är låg. Vad som inte av resursskäl har kunnat studeras är mättnadsflöden på länkar med konflikter antingen med bilar eller med andra trafikantgrupper Den använda mättnadsflödesmodellen bygger i huvudsak på samma underlag som VV:s CAPCAL-program.

Beträffande mätdata i form av stopp, fördröjning och kölängd så har dessa inte jämförts direkt med modelldata. Uppmätta data har före jämförelse korrigerats för att motsvara de speciella TRANSYT-definitionerna av dessa variabler. Exempelvis räknar TRANSYT alla fordon med fördröjning som stoppande.

Stopp har validerats både med mätbils- och videodata. Båda metoderna ger förklaringsgrader som minst kan bedömas som acceptabla. En jämförelse av mätbilsdata med modelldata motsvarar en överskattning med 12%. Avvikelsen enligt videodata motsvarar en överskattning av stopp med 39% i valideringskorsningarna och med ca 24% för hela systemet. Enligt videodata finns en observation med stoppandel större än 100% medan modellen ger 14 sådana värden.

Fördröjningen överskattas i genomsnitt med 60% i valideringsk

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Trafikanalys
Miljö

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: R462

Köp tryckt version
300 SEK

Car tires are supposed to be constructed for safe, economical, pleasant and environ¬men¬tally friendly driving. Three perfor¬mance measures that would quite well represent the major operational charac¬te¬ris¬tics of tires within the mentioned topics would be noise emission, wet friction and rolling resistance. Since the latter affects fuel consumption it also affects economy and exhaust emissions.
It is sometimes claimed that when trying to reduce exterior noise emission, there is a conflict with friction and perhaps also with rolling resistance. The im¬pli¬cation would be that one could not reduce tire/road noise “any further” without sacrificing safety or economy. A European Union directive with noise emission limits for tires is underway. It has been suggested that tires should meet certain limits also with regard to friction; assuming a conflict between requirements for low noise and high friction. Consequently, it is important to study this matter further.
Earlier studies have indicated that there is no consistent conflict between friction and noise characteristics with respect to road surfaces [1]. For 12 tires tested on 5 surfaces Denker found no significant noise-friction correlation, until he normalized friction values in an unusual way, in which case he found weak conflicts between noise and friction [2]. Tests in 1992 by Nelson for 16 car and 9 truck tires indicated weak noise-safety correlations, suggesting a conflict between the parameters, but this could well have been biased by the inclusion of a wide range of tire widths [3]. According to Ejsmont, a general conflict between noise and rolling resistance properties could not be found [4]. A recent and quite comprehensive study in Germany [5], made on 48 car tires, concluded that neither was there any correlation between noise and rolling resistance, nor between noise and "wet braking". The same was found between noise and aquaplaning speed.
These authors conducted a pilot study in 1997 with the purpose to establish relations between exterior tire/road noise, wet friction and rolling resistance of current car tires [6]. The first conclusions suggested that there is no significant conflict between friction and noise or between rolling resistance and noise. This study was limited to 28 tires so it was decided to continue with testing in order to get higher confidence of the results and to examine altogether about 100 modern car tires of similar size. The results of this study, which is believed to be the most comprehensive study of these relations so far, are presented here.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Fordonsteknik

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: S339

Köp tryckt version
80 SEK

The results of the study clearly show that, within the boundaries of the applied methodology, a majority of the individuals prefer scenarios where all kinds of road-users relatively safely coexist on streets and roads in towns and cities, and where this condition has been reached by traffic calming measures. Compared to the present situation in many Swedish towns and cities, this means a rather large reduction in car-traffic and parking in, especially, inner cities with corresponding improvements in safety and assigned capacity for pedestrians and cyclists.



In general there is a strong tendency towards a preference for a mixed traffic situation, distinguished by the absence of a dominating means of transportation. Even if access by car is preferred in residential areas, the majority stresses the importance of guaranteeing the safety and comfort of pedestrians, bicyclists and children playing in the streets. The results indicate that traffic-calming measures have a great potential to limit car traffic in urban areas while road pricing and prohibitions will meet with greater resistance among public opinion, with consequences for the feasibility for the authorities to initiate different policies at local level.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Transportsystem

  • Publicerad: 2004-09-15
  • VTI-kod: 340

Köp tryckt version
80 SEK