Download PDF.
Envejsgader i bymidten får nu et kritisk blik. Byembedsmænd og byplanlæggere har startet en bevægelse for at omlægge gadenetværk i bymidten fra deres traditionelle envejsdrift til tovejsdrift. Denne indsats ser ud til at være en stor succes – mange byer (f.eks. Denver, CO; Dallas og Lubbock, TX; Tampa, FL; Des Moines, IA; Salina, KS; Kansas City, MO; Sacramento, CA) har enten for nylig foretaget eller er i færd med at foretage sådanne omlægninger. Formålet med disse ombygninger er at forbedre adgangen for køretøjer og mindske forvirringen for bilisterne. Mange yderligere faktorer indgår i denne beslutning, men den generelle præmis er klar: rejsende og beboere foretrækker tovejsgader af en række økonomiske og livlige årsager, mens trafikingeniører og transportplanlæggere mener, at ensrettede gader tjener trafikken mere effektivt.
Vores undersøgelse anvender en idealiseret trafiknetværksmodel til direkte at sammenligne effektiviteten af ensrettede og tovejsgadenetværk. Den viser, at tovejsgader kan betjene trafikken mere effektivt, især når turene inden for nettet er korte.
Tovejsgadenetværk øger den økonomiske aktivitet og levestandarden
Den aktuelle litteratur om udformning af gadenetværk i byerne understreger, at tovejsgader skaber højere økonomisk aktivitet og forbedrer levestandarden i bymidten. Tovejsgader er f.eks. bedre for lokale virksomheder, der i høj grad er afhængige af forbipasserende trafik. Desuden tvinger trafiksignaltidspunktet på tovejsgader køretøjer til at standse oftere end på ensrettede gader, hvilket giver bilisterne mere kontakt med de lokale forretninger.
Tovejsgader har også vist sig at være mere sikre end ensrettede gader af flere grunde. Selv om der i kryds i tovejsgader er flere modstridende manøvrer, korrelerer ensrettede gader med et lavere niveau af føreropmærksomhed. Envejsgader giver også mulighed for højere rejsehastigheder, da signalregulering resulterer i mindre hyppige stop for køretøjer. Fodgængere foretrækker også at krydse tovejsgader, da bilisterne har en tendens til at køre langsommere på dem, og køretøjskonflikterne er mere forudsigelige.
Et ensrettet net kan forhindre bilisterne i at nærme sig deres destination fra den mest logiske retning. Denne usikkerhed kan skræmme bilisterne og i nogle tilfælde få dem til at tøve med at vende tilbage.
Besøgende i bymidten, uanset om de ankommer i bil eller med offentlig transport, foretrækker tovejsnetværk af gader frem for ensrettede gadenetværk, fordi de er mindre forvirrende. Besøgende, der kører i et tovejs gadenetværk, kan nemt nærme sig deres destination fra alle retninger. Et envejsnet kan forhindre bilisterne i at nærme sig deres destination fra den mest logiske retning. Denne usikkerhed kan skræmme bilisterne og i nogle tilfælde få dem til at tøve med at vende tilbage. På samme måde gør tovejsgader det lettere at finde transportstoppestedet for en returrejse fra centrum – i næsten alle tilfælde er busstoppestedet simpelthen placeret på den anden side af gaden. I envejsnet er stoppestedet for returrejsen derimod normalt placeret på en anden gade, hvilket kan forvirre de besøgende og få dem til at fare vild.
Dertil kommer, at tovejsnet giver bilisterne mulighed for at tage de mest direkte ruter fra udgangspunkt til destination. Tænk f.eks. på den tur, der er vist i figur 1a mellem udgangspunkt O og destination D. I et tovejsnet (vist ved pilene, der angiver rejseretningen) kan bilisten tage den mest direkte vej fra O til D. Sammenlign denne rute med den samme tur i et ensrettet net, som vist i figur 1b og 1c. Chaufføren skal muligvis tilbagelægge en ekstra strækning ved enten udgangspunktet (som i figur 1b), destinationen (som i figur 1c) eller begge steder. Brugen af ensrettede gadenetværk øger således den gennemsnitlige kørselsafstand mellem de parvise udgangs- og bestemmelsessteder og vil resultere i flere kørte kilometer i køretøjer. Øgede VMT betyder øget brændstofforbrug, emissioner og eksponering for ulykker.
Endagsgadenetværk øger biltrafikken
Endagsgadenetværk har en afgørende fordel i forhold til tovejsgadenetværk: de eliminerer konfliktfyldte venstresvingmanøvrer i kryds. Dette er kritisk, fordi venstresving reducerer den maksimale køretøjsstrøm i krydsene. For eksempel skal venstresvingende køretøjer, der blandes med gennemkørende trafik, vente på et hul i den modsatte trafik og kan blokere for køretøjer, der venter på at køre igennem. Separate kørebaner kan adskille venstresvingende køretøjer fra andre køretøjer for at reducere denne blokering, men denne strategi reducerer også den plads, der er til rådighed for de resterende køretøjer til at bevæge sig gennem krydset. Der kan anvendes dedikerede venstresvingssignaler for at fjerne blokering, men deres tilstedeværelse medfører en mere kompliceret signalregulering og øger den tid, der går til spilde for køretøjernes bevægelse i krydset. Da kryds begrænser de maksimale netstrømme, følger det heraf, at ensrettede gadenetværk kan betjene større maksimale netstrømme (dvs. have større kapacitet til at flytte køretøjer) end tovejsnetværk.
Reduceret køretøjskapacitet mindsker nettets effektivitet.
Begyndere af at omlægge ensrettede gader til tovejsdrift nævner ofte dette fald i kapacitet til at flytte køretøjer (ud over omkostninger og gennemførlighed). Selv om tovejsgader kan øge velstanden og livligheden, frygter beslutningstagere, at tabet i køretøjsgennemstrømning vil resultere i længere og mere overbelastede spidsbelastningsperioder, lavere gennemsnitlige køretøjshastigheder og øgede forsinkelser for køretøjerne. Reduceret køretøjskapacitet mindsker således nettets effektivitet. Endnu værre er det, at den overbelastning, der opstår som følge af tabet af kapacitet til at transportere køretøjer, kan få folk til at undgå bymidten og kan bidrage til dens tilbagegang som centrum for økonomisk og rekreativ aktivitet.
Trip-Serving Capacity: En bedre målestok for nettets effektivitet
Evnen til at flytte mange køretøjer afspejler ikke det endelige mål for ethvert transportnet. Målet er at give folk mulighed for at nå frem til deres destinationer så hurtigt som muligt. Den maksimale hastighed, hvormed folk når frem til deres destinationer, også kendt som nettets kapacitet til at betjene turene, giver et mere præcist billede af dette mål. Alt andet lige vil et net med en højere kapacitet til at betjene køreture med mindre forsinkelse.
Så selv om den nuværende forskning og den konventionelle visdom tyder på, at ensrettede vejnet er mere effektive end deres tovejsnet, viser vi, at ensrettede net undertiden er mindre effektive, fordi de begrænser den hastighed, hvormed folk når frem til deres destinationer. Når dette er tilfældet, er der et større incitament til at omlægge traditionelle ensrettede gadenetværk til tovejsdrift.
Netværkssammenligning
Vi kan direkte sammenligne kapaciteten af forskellige tovejs- og ensrettede gadenetværk med hensyn til at betjene turene. De tovejs gadenet adskiller sig fra hinanden ved deres behandling af modstridende venstresving i krydsene. Her overvejer vi tre behandlinger for et net med to kørebaner i hver retning. Figur 2 viser krydskonfigurationer for disse net. Tabel 1 opsummerer fordelene og ulemperne ved disse tre behandlinger.
Den kørselsmæssige kapacitet i disse net varierer på grundlag af faktorer som f.eks. efterspørgselsfordeling, signaltidspunktet i krydsene og ruteskemaer for bilisterne. For at forenkle analysen sammenligner vi nettene under ideelle forhold, som omfatter ensartede rejsemønstre, dedikerede venstresvingssignaler, der er timet til at betjene den eksisterende venstresvingsefterspørgsel, og den mest direkte ruteføring for bilisterne. Disse ideelle forhold gør det lettere at finde en analytisk løsning på de forskellige nets kapacitet til at betjene ture, men resultaterne af denne analyse gælder også for virkelige forhold, hvor disse antagelser lempes.
Et nets kapacitet til at betjene ture viser sig at være et forhold mellem to størrelser: dets kapacitet til at bevæge køretøjer og den gennemsnitlige turlængde. Antallet af køretøjer, der kan køre gennem et kryds i løbet af en signalcyklus, bestemmer køretøjsbevægelseskapaciteten. Ved at anvende sandsynlighedsteori på netværksgeometrien kan vi bestemme den gennemsnitlige rejselængde ved at bestemme, hvor langt køretøjerne skal køre på grund af bevægelsesrestriktionerne. Begge størrelser og dermed nettets kørselskapacitet viser sig at være en funktion af to nøgleparametre: 1) den gennemsnitlige afstand mellem udgangs- og bestemmelsessteder i nettet og 2) den tid, der går til spilde ved venstresvingssignaler. Figur 3 viser forholdet mellem kapaciteten for tovejs- og ensrettede gadenetværk i forhold til ensrettede gadenetværk for forskellige værdier af disse variabler. Dette forhold måler den relative effektivitet af et tovejsnet sammenlignet med et envejsnet. Værdier over 1 betyder, at tovejsnettene betjener rejser i højere grad, mens værdier under 1 betyder, at envejsnettene er bedre.
I figur 3 har de tovejsnet, der tillader venstresving, en højere kapacitet til at betjene rejser ved kortere rejselængder. Når turlængden er kort, er den ekstra omløbstid i envejsnet så skadelig, at en enklere signaltid i krydset (og en højere kapacitet for køretøjsbevægelser) ikke kan kompensere for den ekstra rejseafstand. Når turene er længere, kompenserer en enklere signalregulering imidlertid for den ekstra kørsel, der kræves af envejsnettet. Da den gennemsnitlige rejselængde bør være proportional med størrelsen af bymidten, kan en omlægning fra envejs- til tovejssignalering af et bymidtenet faktisk øge nettets evne til at betjene rejser i mindre byer. Figur 3 viser også, at selv hvis turene er lange, kan tovejsnettene med venstresvingslommer give en kapacitet til at betjene ture, der kun er 10 % lavere end envejsnettene. Den kritiske turlængde, der adskiller “korte” og “lange” ture, er en funktion af den tid, der går til spilde ved de dedikerede venstresvingssignaler. Efterhånden som der spildes mere tid ved de dedikerede venstresvingssignaler, falder denne kritiske turlængde.
Den kritiske turlængde, der adskiller “korte” og “lange” ture, er en funktion af den tid, der spildes ved dedikerede venstresvingssignaler.
Det er bemærkelsesværdigt, at tovejsnet med forbudte venstresving altid har en højere kapacitet til at betjene ture, selv når turene er lange. Begge strategier giver den samme kapacitet til at flytte køretøjer (da begge strategier eliminerer modstridende drejemanøvrer), men det tovejsnet med forbud mod venstresving giver mindre omveje end det ensrettede net. Faktisk er den ekstra rejseafstand, der kræves i et envejsnet, mindst dobbelt så lang som i et tovejsnet med forbud mod venstresving, og den er derfor mindst dobbelt så lang som i et tovejsnet med forbud mod venstresving. Dette giver fysisk mening, da envejsnettene er mere restriktive og forbyder flere køretøjsbevægelser. Hvis venstresving er forbudt i krydsene, kan en omlægning af et envejsnet til et tovejsnet således altid øge nettets evne til at betjene rejser, selv i større byer med længere gennemsnitlige rejselængder.
Slutning
I modsætning til konventionel visdom og designhåndbøger er tovejsnet ofte mere effektive end envejsnet. Selv om tovejsnettene kan give en lavere kapacitet til at flytte køretøjer, kan de i nogle tilfælde betjene rejser med en højere hastighed. Denne kapacitet til at betjene ture er en bedre målestok til at forudsige nettets ydeevne i spidsbelastningsperioder. Når turene er korte, har tovejsnet, der tillader modstridende svingmanøvrer, en højere kapacitet til at betjene turene end ensrettede net, fordi den ekstra omsætning i ensrettede net opvejer den mere effektive kontrol af krydset. Tovejsnettene er mere konkurrencedygtige, efterhånden som signalcyklussens længde øges. Desuden kan tovejsnet med forbud mod venstresving altid betjene flere ture med en højere hastighed. Mens begge strategier eliminerer modstridende svingmanøvrer, pålægger tovejsnet med forbud mod venstresving mindre cirkuitet end ensrettede net.
Uanset byens størrelse bør en omlægning fra ensrettede til tovejsgader dog altid øge effektiviteten af nettene i bymidten.
Når de overvejer at omlægge til tovejsgader, bør byplanlæggere og trafikingeniører undersøge den gennemsnitlige turlængde inden for nettet. Intuitionen tyder på, at den gennemsnitlige rejselængde har en tendens til at være proportional med størrelsen af bymidten – større bymidter bør have længere rejselængder. Mindre bymidter bør derfor nøje undersøge den tid, der går til spilde, når der etableres dedikerede venstresvingssignaler, for at afgøre, hvilken type tovejsnetkonfiguration der skal anvendes. Da den spildte tid falder med den gennemsnitlige cykellængde, bør mindre byer kun tillade venstresving, når cykellængden er lang, og bør forbyde venstresving, når cykellængden er kort. Større bymidter bør imidlertid også omlægge til tovejsdrift, men forbyde venstresving i kryds. Uanset byens størrelse bør en omlægning fra ensrettet til dobbeltrettet gadeforbindelse dog altid øge effektiviteten af nettene i bymidten. Da beboerne af forskellige årsager foretrækker tovejs gadenetværk, kan en omlægning af et ensrettet gadenetværk til tovejsdrift forbedre både byernes effektivitet og livlighed.
Denne artikel er tilpasset fra den længere version, “Analytical Capacity Comparison of One-Way and Two-Way Signalized Street Networks”, der oprindeligt blev offentliggjort i Transportation Research Record.
Forther Readings
Carlos F. Daganzo. 2007. “Urban Gridlock: Macroscopic Modeling and Mitigation Approaches,” Transportation Research Part B, 41 (1): 49-62.
Vikash V. Gayah og 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 til Two-Way Operation, East Lansing: Michigan State University, Department of Civil and Environmental Engineering.
G. Wade Walker, Walter M. Kulash, og Brian T. McHugh. 2000. “Downtown Streets: Are We Strangling Ourselves on One-Way Networks?” Transportation Research Circular, 501 (F-2): 1-18.