Download de PDF.
Het gebruik van eenrichtingsstraten in de binnenstad wordt kritisch bekeken. Stadsambtenaren en stadsplanners hebben een beweging op gang gebracht om het stratennet in de binnenstad om te vormen van het traditionele eenrichtingsverkeer naar tweerichtingsverkeer. Deze inspanning lijkt grotendeels succesvol te zijn – vele steden (b.v. Denver, CO; Dallas en Lubbock, TX; Tampa, FL; Des Moines, IA; Salina, KS; Kansas City, MO; Sacramento, CA) hebben onlangs een dergelijke conversie uitgevoerd of zijn daarmee bezig. Deze aanpassingen zijn bedoeld om de toegang voor voertuigen te verbeteren en verwarring bij de bestuurder te verminderen. Veel andere factoren spelen een rol bij deze beslissing, maar het algemene uitgangspunt is duidelijk: reizigers en bewoners geven de voorkeur aan tweerichtingsstraten om verschillende economische en leefbaarheidsredenen, terwijl verkeersingenieurs en vervoersplanners van mening zijn dat eenrichtingsstraten het verkeer efficiënter bedienen.
Onze studie maakt gebruik van een geïdealiseerd verkeersnetwerkmodel om de efficiëntie van eenrichtings- en tweerichtingsstraten rechtstreeks te vergelijken. Uit de studie blijkt dat straten met tweerichtingsverkeer het verkeer efficiënter kunnen bedienen, vooral wanneer de verplaatsingen binnen het netwerk kort zijn.
Twee richtingsverkeer verhoogt de economische activiteit en leefbaarheid
In de huidige literatuur over het ontwerp van stedelijke stratennetwerken wordt benadrukt dat straten met tweerichtingsverkeer meer economische activiteit creëren en de leefbaarheid van binnensteden verbeteren. Zo zijn tweerichtingsstraten beter voor lokale bedrijven die sterk afhankelijk zijn van passerend verkeer. Bovendien dwingt de timing van verkeerslichten op tweerichtingsstraten voertuigen vaker te stoppen dan op eenrichtingsstraten, waardoor bestuurders meer te zien krijgen van lokale bedrijven.
Twee richtingsstraten blijken ook veiliger te zijn dan eenrichtingsstraten, om verschillende redenen. Hoewel kruispunten van straten met tweerichtingsverkeer meer conflicterende manoeuvres hebben, correleren straten met eenrichtingsverkeer met verminderde aandacht van de bestuurder. Eenrichtingsstraten maken ook hogere rijsnelheden mogelijk omdat de verkeerslichten minder vaak stoppen voor voertuigen. Voetgangers geven ook de voorkeur aan straten met tweerichtingsverkeer, omdat bestuurders daar langzamer rijden en conflicten tussen voertuigen beter voorspelbaar zijn.
Eenrichtingsverkeer kan bestuurders ervan weerhouden hun bestemming vanuit de meest logische richting te benaderen. Deze onzekerheid kan bestuurders intimideren en in sommige gevallen doen aarzelen om terug te keren.
Bezoekers van de binnenstad, of ze nu met de auto of het openbaar vervoer komen, geven de voorkeur aan een tweerichtingsstratennetwerk boven een eenrichtingsstratennetwerk omdat het minder verwarrend is. Bezoekers die in een netwerk met tweerichtingsstraten rijden, kunnen hun bestemming gemakkelijk vanuit elke richting naderen. Een eenrichtingsnetwerk kan bestuurders verhinderen hun bestemming vanuit de meest logische richting te benaderen. Deze onzekerheid kan bestuurders intimideren en hen in sommige gevallen doen aarzelen om terug te keren. Ook maken straten met tweerichtingsverkeer het lokaliseren van de halte voor een retourrit vanuit het centrum eenvoudiger – in bijna alle gevallen bevindt de bushalte zich gewoon aan de overkant van de straat. Bij eenrichtingsstraten ligt de halte voor de terugreis meestal in een andere straat, waardoor bezoekers in verwarring kunnen raken en kunnen verdwalen.
Daarnaast stellen tweerichtingsstraten automobilisten in staat de meest directe route van herkomst naar bestemming te nemen. Neem bijvoorbeeld de reis in figuur 1a tussen herkomst O en bestemming D. In een tweerichtingsnetwerk (aangegeven door de pijlen die de reisrichting aangeven) kan de bestuurder de meest directe weg nemen van O naar D. Vergelijk deze route eens met dezelfde reis op een eenrichtingsnetwerk, zoals aangegeven in de figuren 1b en 1c. Het kan zijn dat de bestuurder een extra afstand moet afleggen bij de oorsprong (zoals in figuur 1b), bij de bestemming (zoals in figuur 1c), of bij beide. Het gebruik van eenrichtingsstraten verhoogt dus de gemiddelde rijafstand tussen de verschillende punten van herkomst en bestemming en zal resulteren in meer afgelegde voertuigkilometers (VMT). Een hoger VMT betekent een hoger brandstofverbruik, meer emissies en een grotere kans op ongevallen.
Voertuigenstromen nemen toe door eenrichtingsverkeer.
Voertingsverkeer in één richting heeft één cruciaal voordeel ten opzichte van een tweerichtingsverkeer: het voorkomt conflicterende linksafslaande manoeuvres op kruispunten. Dit is van cruciaal belang omdat linksafslaande voertuigen de maximale voertuigstromen op kruispunten verminderen. Linksafslaande voertuigen die zich tussen het doorgaande verkeer bevinden, moeten bijvoorbeeld wachten op een hiaat in het tegengestelde verkeer en kunnen voorliggende voertuigen blokkeren die wachten om door te rijden. Gescheiden rijstroken kunnen linksafslaande voertuigen scheiden van andere voertuigen om deze blokkering te verminderen, maar deze strategie vermindert ook de hoeveelheid beschikbare ruimte voor de overige voertuigen om het kruispunt te passeren. Speciale linksafslaande seinen kunnen gebruikt worden om de blokkering op te heffen, maar hun aanwezigheid leidt tot een gecompliceerdere signaaltiming en verhoogt de tijd die voertuigen verliezen om zich op het kruispunt te bewegen. Aangezien kruispunten de maximale netwerkstromen beperken, volgt hieruit dat netwerken met eenrichtingsstraten hogere maximale netwerkstromen kunnen verwerken (d.w.z. een grotere capaciteit hebben om voertuigen te verplaatsen) dan netwerken met tweerichtingsstraten.
De verminderde capaciteit van voertuigen verlaagt de netwerkefficiëntie.
Voorstanders van het ombouwen van eenrichtingsstraten naar tweerichtingsstraten halen vaak deze verminderde capaciteit van voertuigen aan (naast de kosten en de haalbaarheid). Hoewel tweerichtingsstraten de welvaart en leefbaarheid kunnen verhogen, vrezen beleidsmakers dat het verlies aan voertuigdoorvoer zal resulteren in langere en meer verstopte spitsperiodes, lagere gemiddelde voertuigsnelheden en meer oponthoud voor voertuigen. Een verminderde voertuigcapaciteit leidt dus tot een lagere netwerkefficiëntie. Erger nog, congestie als gevolg van het verlies aan voertuigcapaciteit kan ertoe leiden dat mensen de binnenstad mijden en kan bijdragen aan de achteruitgang ervan als een centrum van economische en recreatieve activiteit.
Trip-Serving Capacity: A Better Metric of Network Efficiency
Het vermogen om veel voertuigen te verplaatsen weerspiegelt niet het uiteindelijke doel van een vervoersnetwerk. Het doel is mensen in staat te stellen hun bestemming zo snel mogelijk te bereiken. De maximale snelheid waarmee mensen hun bestemming bereiken, ook wel de capaciteit van het netwerk genoemd, geeft deze doelstelling beter weer. Een netwerk met een hogere trip-serving capacity bedient voertuigen met minder vertraging.
Hoewel het huidige onderzoek en de conventionele wijsheid suggereren dat eenrichtingsnetwerken efficiënter zijn dan hun tegenhangers in twee richtingen, tonen wij aan dat eenrichtingsnetwerken soms minder efficiënt zijn omdat ze de snelheid beperken waarmee mensen hun bestemmingen bereiken. Wanneer dit het geval is, is er een grotere stimulans om het traditionele eenrichtingsverkeer om te schakelen naar tweerichtingsverkeer.
Vergelijking van netwerken
We kunnen de capaciteit van verschillende netwerken voor tweerichtings- en eenrichtingsverkeer rechtstreeks vergelijken. De netwerken voor tweerichtingsverkeer verschillen in hun behandeling van conflicterende afslagen naar links op kruispunten. Hier beschouwen we drie behandelingen voor een netwerk met twee rijbanen in elke richting. Figuur 2 toont de kruispuntconfiguraties voor deze netwerken. Tabel 1 geeft een overzicht van de voor- en nadelen van deze drie behandelingen.
De trip-serving capaciteiten van deze netwerken variëren op basis van factoren zoals vraagverdeling, signaaltiming op de kruispunten, en driver routing schemes. Om de analyse te vereenvoudigen, vergelijken we de netwerken onder ideale omstandigheden, waaronder uniforme reispatronen, speciale linksaf-signalen die zo zijn afgesteld dat ze de bestaande vraag naar linksaf-signalen bedienen, en de meest directe routering van de bestuurder. Deze ideale omstandigheden maken een analytische oplossing van de trip-serving capaciteiten van de verschillende netwerken mogelijk, maar de resultaten van deze analyse zijn ook van toepassing op reële omstandigheden waarin deze aannames worden versoepeld.
De trip-serving capaciteit van een netwerk blijkt een verhouding te zijn tussen twee grootheden: de voertuigbewegingscapaciteit en de gemiddelde reislengte. Het aantal voertuigen dat een kruispunt tijdens een seincyclus kan passeren, bepaalt de capaciteit van het netwerk om voertuigen te verplaatsen. Door waarschijnlijkheidsrekening toe te passen op de netwerkgeometrie kan men de gemiddelde reislengte bepalen door te bepalen hoeveel verder de voertuigen moeten rijden gezien de bewegingsbeperkingen. Beide grootheden, en dus de capaciteit van het netwerk om ritten te maken, blijken een functie te zijn van twee belangrijke parameters: 1) de gemiddelde afstand tussen herkomst en bestemming in het netwerk; en 2) de hoeveelheid tijd die verloren gaat bij linksafslaande seinen. Figuur 3 toont de verhouding van de capaciteit van het wegennet in twee richtingen ten opzichte van het wegennet in eenrichtingsverkeer voor verschillende waarden van deze variabelen. Deze verhouding meet de relatieve efficiëntie van een tweerichtingsnetwerk ten opzichte van een eenrichtingsnetwerk. Waarden groter dan één impliceren dat het tweerichtingsverkeer sneller kan worden afgewikkeld, terwijl waarden kleiner dan één impliceren dat het eenrichtingsverkeer superieur is.
In Figuur 3 hebben de tweerichtingsverkeersaders die links afslaan toestaan een hogere capaciteit voor het afwikkelen van korte ritten. Bij korte ritten is de extra omloopsnelheid van eenrichtingsstraten zo groot dat een eenvoudigere seintiming op het kruispunt (en hogere voertuigbewegingscapaciteiten) de extra reisafstand niet kan compenseren. Bij langere ritten compenseert een eenvoudigere seintiming echter wel de extra verplaatsing die het eenrichtingsverkeer vereist. Aangezien de gemiddelde reisafstand evenredig zou moeten zijn met de grootte van het centrumgebied, kan een ombouw van het centrumnetwerk van eenrichtingsverkeer naar tweerichtingsverkeer de capaciteit van het netwerk voor het bedienen van reizen in kleinere steden in feite vergroten. Figuur 3 laat ook zien dat zelfs als de verplaatsingen lang zijn, het tweerichtingsnetwerk met linksafvakken een capaciteit kan bieden die slechts 10% lager is dan het eenrichtingsnetwerk. De kritieke lengte van de rit die het onderscheid maakt tussen “korte” en “lange” ritten is een functie van de hoeveelheid tijd die verloren gaat bij de linksaf-signalering. Naarmate er meer tijd wordt verspild bij de linksafslaande richtingaanwijzers, neemt deze kritieke lengte af.
De kritieke lengte van de rit die de “korte” van de “lange” rit scheidt, is een functie van de tijd die wordt verspild bij de linksafslaande richtingaanwijzers.
Het is opvallend dat het tweerichtingsnetwerk met verboden linksafslaande richtingaanwijzers altijd een hogere capaciteit heeft om de rit te maken, zelfs als de rit lang is. Beide strategieën leveren dezelfde capaciteit op (omdat ze beide conflicterende afslaande bewegingen elimineren), maar het tweerichtingsnetwerk met een verbod op linksafslaande bewegingen legt minder omslachtige routes op dan het eenrichtingsnetwerk. De extra af te leggen afstand in een eenrichtingsnetwerk is namelijk minstens twee keer zo groot als in een tweerichtingsnetwerk met een verbod op links afslaan. Dit is logisch, omdat eenrichtingswegen meer beperkingen opleggen en meer voertuigbewegingen verbieden. Als links afslaan op kruispunten verboden is, kan het ombouwen van een eenrichtingsnetwerk naar een tweerichtingsnetwerk de capaciteit van het netwerk altijd vergroten, zelfs voor grotere steden met een langere gemiddelde reisduur.
Conclusie
In tegenstelling tot de conventionele wijsheid en ontwerphandboeken, zijn tweerichtingsnetwerken vaak efficiënter dan eenrichtingsnetwerken. Ook al bieden tweerichtingsnetten een lagere capaciteit voor het afleggen van een voertuig, toch kunnen zij in sommige gevallen een hogere dienstverleningsgraad hebben. Deze capaciteit is een betere maatstaf voor het voorspellen van de netwerkprestaties tijdens piekperiodes. Bij korte ritten hebben tweerichtingsnetwerken die conflicterende afslaande manoeuvres toestaan een hogere trip-serving capaciteit dan eenrichtingsnetwerken, omdat de extra drukte in eenrichtingsnetwerken de efficiëntere kruispuntcontrole compenseert. Netwerken met tweerichtingsverkeer zijn concurrerender naarmate de lengte van de seincyclus toeneemt. Bovendien kunnen netwerken met tweerichtingsverkeer die links afslaan verbieden, altijd meer verkeer verwerken. Hoewel beide strategieën conflicterende afslaande bewegingen elimineren, zorgen netwerken met tweerichtingsverkeer en een verbod op links afslaan voor minder verkeersdrukte dan netwerken met eenrichtingsverkeer.
Ongeacht de grootte van de stad zou een ombouw van eenrichtingsverkeer naar tweerichtingsverkeer de efficiëntie van netwerken in de binnenstad echter altijd moeten verhogen.
Wanneer stadsplanners en verkeersingenieurs overwegen over te schakelen op tweerichtingsverkeer, moeten ze de gemiddelde lengte van de verplaatsingen binnen het netwerk onderzoeken. Intuïtie leert dat de gemiddelde lengte van een rit evenredig is met de grootte van de binnenstad – grotere binnensteden zouden een langere ritlengte moeten hebben. Kleinere binnensteden zouden dus zorgvuldig moeten onderzoeken hoeveel tijd er verloren gaat met linksaf-signalering om te bepalen welk type netwerkconfiguratie voor tweerichtingen gebruikt moet worden. Aangezien de verloren tijd afneemt met de gemiddelde lengte van de cycli, zouden kleinere steden links afslaan alleen moeten toestaan als de cycli lang zijn, en links afslaan moeten verbieden als de cycli kort zijn. Grotere binnensteden zouden echter ook moeten overschakelen op tweerichtingsverkeer, maar het links afslaan op kruispunten moeten verbieden. Ongeacht de grootte van de stad, zou een ombouw van eenrichtingsverkeer naar tweerichtingsverkeer de efficiëntie van de netwerken in de binnenstad altijd moeten verhogen. Aangezien bewoners om verschillende redenen de voorkeur geven aan een tweerichtingsverkeer, kan het ombouwen van een eenrichtingsverkeernetwerk naar een tweerichtingsverkeernetwerk zowel de efficiëntie als de leefbaarheid van steden verbeteren.
Dit artikel is een bewerking van de langere versie, “Analytical Capacity Comparison of One-Way and Two-Way Signalized Street Networks,” oorspronkelijk gepubliceerd in Transportation Research Record.
Further Readings
Carlos F. Daganzo. 2007. “Stedelijke verkeersopstoppingen: Macroscopic Modeling and Mitigation Approaches,” Transportation Research Part B, 41 (1): 49-62.
Vikash V. Gayah en Carlos F. Daganzo. 2012. “Analytical Capacity Comparison of One-Way and Two-Way Signalized Street Networks,” Transportation Research Record, Forthcoming.
Richard W. Lyles, Chessa D. Faulkner, and Ali M. Syed. 2000. Conversion of Streets from One-Way to Two-Way Operation, East Lansing: Michigan State University, Department of Civil and Environmental Engineering.
G. Wade Walker, Walter M. Kulash, and Brian T. McHugh. 2000. “Straten in de binnenstad: Are We Strangling Ourselves on One-Way Networks?” Transportation Research Circular, 501 (F-2): 1-18.