Optimering af signalanlæg

Transkript

1 Optimering af signalanlæg Potentiale ved system- og trafikteknisk optimering af signalanlæg i Danmark Morten Andersen Fagligt essay, Civilingeniøruddannelsen i Vej- og Trafikteknik, Aalborg Universitet, januar, 2014 RESUMÉ. I dette essay beskrives potentialet ved en gennemgående optimering af danske trafiksignalanlæg. Det årlige samfundsøkonomiske besparelse ved at optimere samtlige signalanlæg estimeres til 1,3 mia. kr. Desuden overvejes, hvad der kan stå til hinder for at landets vejmyndigheder udfører en sådan optimering. Endelig vurderes hvilke tiltag, der kan gøres for at overkomme disse forhindringer. NØGLEORD. Signalanlæg, signaloptimering, drift, vedligehold, samfundsøkonomi ABSTRACT. In this assignment the potential of a comprehensive optimization of the traffic signals in Denmark is described. The annual socio-economic savings by a general optimization are estimated at 1.3 billion DKK. Furthermore it is considered which possible obstacles might prevent the Danish road authorities in executing such optimization. Finally it is considered which initiatives that can be done in order to overcome these obstacles. KEYWORDS. Traffic signal, signal optimization, operation, maintenance, socio-economic Antal ord: 5993 Side 1 af 20

2 2 Morten Andersen Indhold 1. Indledning Behov for signalanlæg Trængsel er et stigende problem Metode Hvordan kan et signalanlæg optimeres? Systemteknisk drift Trafikteknisk drift Selve optimeringen Potentialet ved optimering af signalanlæg Status på signalanlæg i Danmark Forudsætninger for opgørelse af besparelser ved optimering af signalanlæg Potentiel samfundsøkonomisk gevinst Fokus på området i udlandet Hvad kan forhindre at danske signalanlæg optimeres? Hvori ligger det økonomiske incitament for vejmyndigheden? Har vejmyndigheden tilstrækkeligt med ressourcer? Har vejmyndigheden den fornødne ekspertise? Er signalanlæggene blevet for komplicerede? Ændringer af signalanlæg skal ske med samtykke fra politiet Forslag til at fremme optimeringsprocessen Øget opmærksomhed på problemets omfang Alternative detekteringsformer Fjernovervågning af alle signalanlæg Bevillinger specifikt til formålet Sammenfatning Litteratur... 19

3 Optimering af signalanlæg 3 1. Indledning 1.1. Behov for signalanlæg Rødt lys betyder stop (Vejdirektoratet 2012b). Så simpelt står det skrevet i vejreglen for vejsignaler. Præmissen er simpel, men årsagen til, at denne præmis gør sig gældende, er mere kompliceret end som så. Der er sket stor udvikling i trafiksammensætningen, siden det første signalanlæg i Danmark blev opstillet i København i 1928 til i dag, hvor der i alt findes ca signalanlæg landet over (Vejdirektoratet 2012a). Af det samlede trafikarbejde i Danmark i år 2011 tegnede personbiler og små varebiler sig for hele 73,9 %, og af det samlede transportarbejde var andelen endnu større (Vejdirektoratet 2013a). I takt med den stigende biltrafik er behovet for signalregulerede vejkryds blevet tilsvarende større, idet Signalregulering anvendes i kryds, hvor trafikmængden i perioder er så stor, at der for trafikanter, som har vigepligt, opstår urimelige ventetider og kødannelser. (Vejdirektoratet 2010). Signalanlæg kan altså anvendes ved kryds, hvor trafikintensiteten er tilpas stor, til at skabe uacceptabel afvikling af trafikken fra sideretningen. Desuden medvirker signalanlæg til bedre trafiksikkerhed, idet flere af de primære konflikter, som kendes fra traditionelle F- eller T-kryds, elimineres. Der findes altså åbenlyse fordele ved signalregulerede kryds, som hverken prioriterede vejkryds eller rundkørsler kan matche, og det er umiddelbart svært at forestille sig en acceptabel trafikafvikling i en større dansk by uden tilstedeværelsen af et eller flere signalanlæg. Signalregulerede vejkryds kan næppe undværes i det moderne bybillede, idet vejnettets kapacitet i vidt omfang fordeles heri, og trafikken vil med al sandsynlighed bryde sammen uden trafiksignaler. Ikke desto mindre påfører signalanlæg den enkelte trafikant en klar ulempe i form af ventetid i trafikken, og det er derfor af afgørende betydning, at denne ventetid ikke bliver længere end højest nødvendigt. Unødige stop ved rødt lys i et signalreguleret vejkryds medfører en række målbare negative konsekvenser, blandt andet i form af forsinkelse og øget brændstofforbrug for den enkelte trafikant, men også samfundet som helhed oplever negative følger herunder blandt andet trængsel og øget luftforurening Trængsel er et stigende problem Trafikarbejdet for motorkøretøjer er i perioden fra steget med ca. 28 % ( og til trods for et mindre fald siden 2008, hvor finanskrisen indtraf, tyder intet på at trafikarbejdet ikke også i fremtiden vil stige. I takt med den øgede

4 4 Morten Andersen vejtrafik er fokus på trængsel tilsvarende skærpet i den offentlige og politiske debat, nok bedst eksemplificeret ved den omdiskuterede såkaldte Trængselsring i Hovedstadsområdet samt den derefter nedsatte Trængselskommission. Tidligere er kapacitetsproblemer i vejnettet udbedret med udvidelser af infrastrukturen, men der er i de senere år kommet en erkendelse af, at ikke alle problemer løses ved flere og større vejanlæg. I stedet ses en stigende tendens til at optimere den eksisterende infrastruktur for dermed at opnå størst mulig kapacitet. Dette ses blandt andet ved den store satsning på intelligente transportsystemer, som har netop det formål at effektivisere transporten. Sådanne systemer er dog ofte ret bekostelige, og det er derfor et spørgsmål om at opnå størst mulig forbedring ved mindst mulig omkostning. Optimering af signalanlæg har længe været anerkendt som et af de mest kosteffektive tiltag til forbedring af trafikafviklingen. Alligevel oplever mange trafikanter at holde for rødt lys, uden at der er trafikanter fra tværretningen at holde tilbage for. Noget kunne altså tyde på, at ikke alle signalanlæg lever op til sit fulde potentiale med nedsat trafikafvikling til følge. I dette essay beskrives, hvad det indebærer at optimere et signalanlæg, og desuden undersøges potentialet ved at optimere de danske signalanlæg. 2. Metode Til grund for dette essay ligger en gennemgang af artikler og rapporter, som har relevans for det overordnede emne, optimering af signalanlæg. Litteraturstudiet udføres med det formål at sammenfatte allerede eksisterende viden indenfor området, og finde ligheder og forskelligheder mellem tidligere udførte studier. Litteraturen er overvejende af dansk oprindelse, men også litteratur fra USA og Sverige indgår. Litteraturstudiet omfatter ca. 50 artikler, forskningsrapporter samt øvrige rapporter. Det er dog langt fra al litteraturen der anvendes direkte i dette essay, idet kvaliteten og relevansen af det gennemgåede materiale er meget varierende. 3. Hvordan kan et signalanlæg optimeres? At sikre hensigtsmæssig drift af et signalreguleret vejkryds er helt overordnet afhængig af to ting. For det første er det afgørende at signalanlæggene rent faktisk fungerer, og for det andet er det vigtigt, at signalerne agerer således trafikken afvikles hensigtsmæssigt. Der skelnes mellem systemteknisk og trafikteknisk drift, begreberne beskrives i det følgende.

5 Optimering af signalanlæg Systemteknisk drift Den systemtekniske drift sikrer opretholdelse af materiellets fysiske tilstand. Her sikres det, at anlæggets hardware fungerer herunder signallanterner, styreapparat og trafikdetektorer (induktionsspoler i de fleste tilfælde). Det er altså den systemtekniske drift, der sikrer, at et signalanlæg overhovedet kan være i drift. Uden denne drift vil alle signalanlæg med tiden ophøre med at fungere, idet defekte eller nedslidte komponenter ikke repareres eller udskiftes. (Vejdirektoratet 2012a) 3.2. Trafikteknisk drift Den trafiktekniske drift sikrer opretholdelse af et signalanlægs trafikale funktion. Dette indebærer indstilling af diverse signalparametre herunder omløbstider, grøntider, forlængelsestider og så videre, således trafikken afvikles hensigtsmæssigt. Undlades denne drift, vil trafikanterne til tider opleve urimelige ventetider, og at signalanlægget reagerer ulogisk, hvilket kan have flere uheldige konsekvenser. (Vejdirektoratet 2012a) 3.3. Selve optimeringen At optimere et signalreguleret vejkryds rent systemteknisk er i sig selv temmelig uproblematisk, idet det blot kræver vedligehold og reparation af defekte komponenter. Enten virker spoler eller lyssignaler, eller også gør de ikke. Der ligger dog en opgave i at opdage, at en komponent er fejlramt, hvilket selvfølgelig er en simpel opgave, hvad angår signallanterner, men at en spole er defekt springer derimod næppe i øjnene til trods for den reducerede trafikafvikling. Desuden kræver selve reparationen af en defekt spole ofte opgravning af vejbelægningen, hvilket naturligvis er bekosteligt og til stor gene for trafikken. Grænsen for hvornår et signalanlæg er i hensigtsmæssig drift rent trafikteknisk er dog mere flydende. Her skelnes ikke imellem enten/eller, og en perfekt trafikteknisk drift af signalanlæg kan næppe realiseres i praksis. Måden hvorpå den trafiktekniske optimering udføres, afhænger af hvorledes det givne signalanlæg styres, altså om det er tids- eller trafikstyret. For et rent tidsstyret anlæg, bør omløbs-og grøntider tilpasses de reelle trafikmængder, for dermed at sikre mindst mulig forsinkelse i den enkelte tilfart. For at tage højde for den løbende variation i trafikintensitet, kan der desuden med fordel anvendes forskellige signalprogrammer henover dagen. At opretholde en hensigtsmæssig indstilling af et tidsstyret signalanlæg kræver løbende ajourføring med de forekommende trafikmængder, og dataindsamling er derfor afgørende i denne sammenhæng. I de tilfælde hvor et tidsstyret signalanlæg indgår i samordning med øvrige anlæg, kræves desuden en koordinering og tilpasning signalanlæggene imellem.

6 6 Morten Andersen Ovennævnte principper går igen for trafikstyrede signalanlæg. Her fastsættes rammerne for hvorledes signalanlægget skal agere, afhængig af den forekommende trafik. Dette gøres ved indstilling de enkelte parametre for faseforlængelser, mellemtider, minimum- og maksimumgrøntider mv. I det følgende opgøres det forventede økonomiske potentiale ved forbedring og optimering af samtlige danske signalanlæg. 4. Potentialet ved optimering af signalanlæg At optimere et signalanlæg har, som allerede antydet, en række positive følger, hvoraf nogle ses i nedenstående punktopstilling. Helt konkret vil færre stop og kortere ophold for trafikanter, som færdes i signalregulerede vejkryds, bl.a. medføre: Bedre udnyttelse af vejnettets reelle kapacitet med bedre trafikafvikling og reduceret trængsel til følge. Reduceret luftforurening (herunder CO2-udledning) idet stop-and-go kørsel minimeres. Den enkelte trafikant sparer penge pga. nedsat brændstofforbrug. Samfundsøkonomisk besparelse idet ventetiden i trafikken reduceres. Færre uheld (primært bagendekollisioner). Den enkelte trafikant får en bedre service og dermed en bedre oplevelse af at færdes i trafikken. Ovenstående punkter giver næsten i sig selv incitament til at se nærmere på landets trafiksignaler. Der er dog ét argument der umiddelbart overstråler dem alle, nemlig det at flere amerikanske undersøgeler viser en benefit/cost ratio på 40:1 for trafikteknisk optimering (Harris 2005). Det vil altså sige at investeringen kommer hjem 40 gange det første år, således tilbagebetalingstiden altså er kortere end 10 dage. Resultaterne i dette kapitel er fra Vejdirektoratets rapport Bedre Trafiksignaler fra 2012, hvori der dels gøres status på de danske signalanlæg og dels opgøres potentiale ved at forbedre disse Status på signalanlæg i Danmark I 2007 udførte Vejdirektoratet en spørgeskemaundersøgelse blandt de danske vejmyndigheder med det formål at opgøre antal og styreform på landets signalanlæg. Undersøgelsen viser at der i år 2007 var i alt 2803 signalanlæg i Danmark. Dette tal kan dog variere lidt, afhængig af om den enkelte vejmyndighed har opfattet et signalanlæg som værende selve styreapparatet (som kan styre flere tætliggende kryds) eller som antallet af lysregulerede vejkryds.

7 Optimering af signalanlæg 7 Styreformen på disse anlæg er næsten ligeligt fordelt imellem samordnede (1347) og ikke samordnede (1456). Rent tidsstyrede og fritliggende signalanlæg tager ikke hensyn til den forekommende trafik og har derfor lavere kapacitet end et trafikstyret anlæg. Af 216 i Bekendtgørelse om anvendelse af vejafmærkning (Transportministeriet 2012) fremgår at Signalanlæg, der ikke er samordnede skal trafikstyres. Dette er gældende for nyanlæg og ikke allerede eksisterende signalanlæg. Derfor findes der stadig 234 rent tidsstyrede fritliggende signalanlæg i Danmark. Signalregulerede vejkryds anvendes som tidligere nævnt ofte som trafiksikkerhedsfremmende foranstaltning, idet primærkonflikter mellem krydsende trafikstrømme elimineres. Ikke desto mindre skete i 2009 i alt trafikulykker i danske signalanlæg med 563 dræbte og tilskadekomne til følge. Typiske ulykker i signalregulerede kryds er uheldssituationerne 140 og 312, altså påkørsel bagfra mellem ligeudkørende i samme retning (140) og højresving ind foran medkørende (312) (Vejdirektoratet 2013b) uheldene reduceres næppe markant ved en gennemgående signaloptimering, hvorimod antallet bagendekollisioner må forventes at kunne reduceres ved en mere flydende trafikafvikling med færre pludselige stop. Af undersøgelsen fremgår yderligere, at godt 40 % af de danske signal anlæg ikke er fjernovervågede. Overvågning er væsentlig i forhold til at få indrapporteret fejl, særligt på induktionsspoler hvor fejl ofte først opdages sent. Med udgangspunkt i ovenstående har Vejdirektoratet lavet et groft overslag over de samfundsomkostninger de danske signalanlæg giver anledning til. Til grund for overslaget ligger en antagelse om, at et gennemsnitligt dansk signalanlæg har en årsdøgntrafik på (baseret på tal fra vejman.dk) samt det, at 33 % af samtlige køretøjer skal standse for rødt lys, hvilket af Vejdirektoratet anses som værende et meget optimistisk skøn. Hertil kommer en række antagelser vedrørende omkostninger ved ventetid, brændstofpriser, brændstofforbrug ved deceleration og acceleration samt tomgangsforbrug mv. Tabel 1. Skønnede årlige omkostninger i danske signalanlæg i 2010 (Vejdirektoratet 2012a) Omkostning pr. år (1000 kr.) Pr. anlæg For anlæg % Tidstab ,9 Brændstof for rødt lys ,9 Brændstof ved acceleration ,9 Trafikulykker ,7 Drift, el mv ,5 I alt Omkostningsoverslaget i Tabel 1 viser samlede årlige omkostninger på 13,8 mia. kr. for de danske signalanlæg. Disse omkostninger er dog ikke udtryk for, hvor meget samfundet kan spare ved at

8 8 Morten Andersen fjerne samtlige anlæg, da dette naturligvis ville medføre andre og endnu større omkostninger. Endelig skal det nævnes, at miljøomkostninger er udeladt af overslaget, da disse udgør en meget lille andel af de samlede omkostninger. I de kommende afsnit estimeres de potentielle økonomiske gevinster ved optimering af de danske signalanlæg Forudsætninger for opgørelse af besparelser ved optimering af signalanlæg Til grund for at estimere det økonomiske potentiale ved forbedring af landets signalanlæg har Vejdirektoratet anvendt allerede kendte danske og internationale erfaringer samt simuleringer (VISSIM og TRANSYT) udført af Vejdirektoratet selv. Den økonomiske opgørelse baseres på nedenstående tiltag og antagelser: Optimering af samordnede signalanlæg. Dette giver en reduktion i forsinkelse på 5-10 % samt ned sat brændstofforbrug på 3 % Reparation af detektorer i trafikstyrede signalanlæg under overvågning sker hurtigere. Dette anslås at nedbringe andelen af fritliggende trafikstyrede anlæg under overvågning med defekte detektorer fra 15 % til 5 %. Ikke overvågede kryds bringes under overvågning. Dette anslås at nedbringe andelen af kryds (som før var uden overvågning) med defekte detektorer fra 25 % til 5 %. Fritliggende, tidsstyrede anlæg ombygges til trafikstyring. Forventes at kunne medføre en samfundsøkonomisk gevinst på ca kr. pr. signalanlæg. Ovenstående skøn synes dog alle relativt forsigtige. Vejdirektoratet har som nævnt delvis baseret de potentielle gevinster på simuleringer i mikrosimuleringsprogrammet VISSIM og signaloptimeringsprogrammet TRANSYT, og her antyder flere resultater væsentligt større gevinster end de anført ovenfor. Alligevel anvendes forsigtige skøn, idet eksisterende information og data vedrørende de danske signalanlæg kun findes i begrænset omfang Potentiel samfundsøkonomisk gevinst I nedenstående Tabel 2 vises de årlige potentielle besparelser under forudsætningerne opstillet i afsnit 4.2.

9 Optimering af signalanlæg 9 Tabel 2. Potentiale for årlig reduktion af forsinkelse og brændstofforbrug fordelt på typer af signalanlæg (Vejdirektoratet 2012a) Tid og brændstof Samfundsøkonomisk besparelse i alt (mio. kr.) Andel af samlet besparelse (%) Samordnede signalanlæg Trafikstyrede, overvågede 81 6 Trafikstyrede, ikke overvågede Tidsstyrede I alt Det fremgår, at de samordnede signalanlæg tegner sig for det klart største potentiale med en andel på hele 71 % af den samlede besparelse. Det er dog også bemærkelsesværdigt, at de tidsstyrede anlæg udgør hele 15 % af det samlede potentiale taget i betragtning, at kun 234 af landets signalanlæg hører under denne styreform. Dette giver en potentiel besparelse på godt kr. pr. signalanlæg. Til sammenligning er besparelsen pr. signalanlæg knap kr. for samordnede anlæg og henholdsvis kr. og kr. for trafikstyrede signalanlæg med og uden overvågning. Som nævnt er overslaget baseret på forsigtige skøn, og reelt er de potentielle gevinster måske endnu større. Eksempelvis kan nævnes, at Vejdirektoratets simuleringer viser, at ombygning fra tidsstyret til trafikstyret anlæg med alt rødt som hvilestilling giver en årlig samfundsøkonomisk gevinst på ca. 1,8 mio. kr. pr. signalanlæg. Sammenholdes dette med en anslået ombygningspris på kr. samt et mindre årligt beløb til drift og vedligehold, opnås altså en gevinst, som er markant højere end de kr., som er anvendt i overslaget. Tilsvarende gør det sig gældende for de øvrige styreformer, at simuleringer viser større økonomisk potentiale, end de i overslaget anvendte værdier. Det fremgår ikke af overslaget, hvorvidt finindstilling af de enkelte signalparametre (trafikteknisk drift) for ikke samordnede anlæg indgår, men umiddelbart er dette ikke tilfældet. I så fald findes altså yderligere uudnyttet potentiale. Generelt synes overslaget ikke at være tilstrækkeligt dokumenteret, og det er vanskeligt at gennemskue dets enkelte delelementer Fokus på området i udlandet Det er ikke kun i Danmark, der fokuseres på signalanlæg og forbedring af disse. Allerede i 1990 udgav TFK (en svensk transport- og logistikforskningsorganisation) rapporten Effektivare trafiksignaler (Davidsson 1990), hvori et omkostningsoverslag tilsvarende det beskrevet i Tabel 1 i afsnit 4.1 er udført for de i alt svenske signal-

10 10 Morten Andersen anlæg. Her anslås en årlig omkostning pr. signalanlæg på 3,4 mio. SEK, som er næsten tilsvarende de 4,9 mio. kr. for danske signalanlæg, inflation og valutakurs taget i betragtning. Med ovenstående viden kunne Vägverket, hvis opgave var at forvalte det statslige vejnet i Sverige (hører nu under Trafikverket), udgive rapporten Sverige behöver bättre trafiksignaler! (Vägverket 2000). Heri vurderes tilsvarende med Vejdirektoratets rapport, hvor store samfundsøkonomiske gevinster der kan opnås at forbedre og optimere landets trafiksignaler. Dette gøres dog uden en et decideret overslag, men derimod med procentmæssige forbedringsmuligheder med henblik på at opnå landets transportpolitiske delmål. Delmålene omhandler blandt andet: Øget tilgængelighed i transportsystemet. Høj transportkvalitet for erhvervslivet. Øget trafiksikkerhed. Forbedring af miljøet. I rapporten vurderes mulighederne for forbedringer store, og også her lægges særlig vægt på investeringernes store samfundsmæssige lønsomhed. Også i USA gøres en indsats for at forbedre standen på landets signalanlæg. Der er lavet en lang række undersøgelser, som viser samme tendens som i både Danmark og Sverige, nemlig at omkostningerne ved landets signalanlæg er langt større end de burde. Signaloptimering omtales som værende ligeså væsentlig en opgave som det at udfylde huller i vejen, rydde sne og lave vejafstribning (Harris 2005). Alligevel forsømmes opgaven i så stor grad at dårligt indstillede signalanlæg tegner sig for hele 5 % af landets samlede trængsel (FHWA 2005). Det er imidlertid mere vanskeligt at optimere samtlige signalanlæg i USA, end tilfældet er i både Danmark og Sverige. Der findes ca signalanlæg i USA, hvoraf 75 % vurderes at kunne forbedres ved at optimere både system- og trafikteknisk (ITE 2014). Der findes altså et enormt potentiale, som dog er vanskeligt at udnytte, idet en samlet national indsats er krævende at mobilisere. Flere nationale instanser i USA har forsøgt at opfordre til en sådan indsats landet over, og dette er primært gjort på to måder. For det første forsøges det hos den enkelte vejmyndighed igennem kampanger og lignende at øge bevidstheden om de store fordele og samfundsøkonomiske gevinster ved optimering af signalanlæg. Derudover er flere forskellige manualer udformet, således vejmyndigheden kan se, hvad en sådan optimering indebærer. The National Transportation Operations Coalition er en organisation bestående af repræsentanter fra de nationale, regionale og lokale myndigheder og har den overordnede vision at implementere og effektivisere trafikstyring blandt vejmyndighederne. Organisationen har udarbejdet National Traffic Signal Report Card (NTOC 2012), som netop er et forsøg på at skabe opmærksomhed

11 Optimering af signalanlæg 11 på vigtigheden af løbende drift og vedligehold af signalanlæg. Rapporten udarbejdes på baggrund af en vurdering og evaluering af landets signalanlæg, en evaluering som den enkelte vejmyndighed selv skal udføre. NTOC udsteder nogle klare retningslinjer for hvorledes denne evaluering skal foretages, således samtlige besvarelser er ensartede og kan sammenlignes. Helt overordnet skal vejmyndigheden bedømme de signalanlæg som denne administrerer ud fra en række parametre på en skala, hvor F er den lavest mulige karakter, og A er den højest mulige. NTOC bearbejder efterfølgende samtlige evalueringer og kan på denne baggrund bestemme et nationalt gennemsnit. Dette danner et meget klart billede af standen på landets signalanlæg, og grundlaget for at kunne estimere det uudnyttede potentiale bliver væsentligt forbedret. Evaluering i år 2012 er den tredje af sin slags, og denne viser en generel forbedring. Desuden kan den enkelte vejmyndighed sammenligne sin egen karakter med den nationale, og dermed få indblik i hvor der eventuelt bør laves forbedringer. Denne form for selvevaluering og efterfølgende afrapportering kan altså være et godt værktøj for vejmyndigheder på alle niveauer. Undersøgelserne fra Danmark, Sverige, USA samt en række andre lande peger alle entydigt på, at potentialet for trafikale og økonomiske gevinster ved at forbedre og optimere signalanlæg er stort. Dette har været kendt en del år efterhånden, og det er derfor relevant at overveje, hvorfor der så ikke gøres en større indsats blandt vejmyndighederne. I det følgende kapitel fremhæves nogle mulige årsager hertil. 5. Hvad kan forhindre at danske signalanlæg optimeres? Som netop beskrevet i kapitel 4 er genopretning af forældede, defekte og uhensigtsmæssigt indstillede signalanlæg en særdeles kosteffektiv metode til at forbedre fremkommelighed og trafiksikkerhed samt at reducere brændstofforbrug og luftforurening. I en tid hvor der i stigende grad fokuseres på at opnå maksimal udnyttelse af den eksisterende infrastruktur frem for at bygge ny, synes det åbenlyst, at signalanlæggenes uudnyttede potentiale bør forløses igennem optimering. Københavns Kommune administrerer i alt 349 signalanlæg og er dermed vejmyndighed for flest anlæg i Danmark (Vejdirektoratet 2012a). Samtidig er Københavnsområdet et af de steder hvor trafikanterne dagligt oplever betydelige forsinkelser som følge af den stigende trængsel. I erkendelse af at gaderummene i København generelt ikke tillader yderligere udvidelser, afsættes i disse år midler til mere og bedre trafikledelse og -styring herunder forbedring af byens trafiksignaler. Det vurderes at genopretning af Københavns Kommunes signalanlæg vil beløbe sig til ca. 250 mio. kr. over de næste 10 år (Lyster, Andersen 2013), og der er allerede givet flere bevillinger til formålet. Københavns Borgerrepræ-

12 12 Morten Andersen sentation har i 2013 bevilliget 60 mio. kr. til programmet for ITS, trafikledelse og grøn mobilitet, hvori optimering af signalanlæg indgår. Desuden er der i Københavns Kommunes budget for 2013 afsat 33 mio. kr. til modernisering af byens trafiksignaler, og bevillingerne forventes at fortsætte de kommende år (Københavns Kommune 2013). I Københavns Kommune gøres altså en aktiv indsats for at opnå maksimal udnyttelse af kommunens signalanlæg. Vejdirektoratet er vejmyndighed for næst flest signalanlæg i Danmark, i alt 312 (Vejdirektoratet 2012a). Det findes ikke umiddelbart tilgængelig information vedrørende Vejdirektoratets planer om optimering af deres signalanlæg, men processen er højst sandsynligt i gang. Fordelene ved at forbedre signalanlæg på steder med omfattende trængsel (herunder hovedstadsområdet og dele af statsvejnettet) synes åbenlyse. Men spørgsmålet er, hvad der kan være til hinder for at mindre og mellemstore kommuner oplever samme behov for at foretage en gennemgående optimering. I det følgende gives nogle bud Hvori ligger det økonomiske incitament for vejmyndigheden? Idet en vejmyndighed foretager investeringer i infrastrukturen, forventes det som oftest, at disse investeringer betaler sig selv hjem, hvad enten dette sker i form af forbedret trafiksikkerhed, øget fremkommelighed eller noget helt tredje. Som nævnt viser alle undersøgelser, at investeringer i optimering af signalanlæg er yderst rentable rent samfundsøkonomisk, men der kan dog stilles spørgsmålstegn ved, i hvilket omfang denne økonomiske gevinst kommer vejmyndigheden til gode. I en mindre eller mellemstor kommune, hvor trængsel ikke er et problem, kan det fra kommunens synspunkt være svært at finde afgørende incitament til at bruge ressourcer på signalanlæg, som reelt ikke giver anledning til trafikale problemer. Naturligvis vil en kommune have interesse i at forbedre signalanlæg, som er særligt uheldsbelastede eller giver anledning til store forsinkelser, men at udbedre samtlige administrerede signalanlæg er nok mindre interessant Har vejmyndigheden tilstrækkeligt med ressourcer? At sikre optimal system- og trafikteknisk drift af signalanlæg kræver ressourcer i form af både penge og tid, og det er ikke givet at den enkelte kommune har tilstrækkeligt med ressourcer til rådighed. I en amerikansk guide til hvorledes optimering og vedligehold af signalanlæg kan udføres, vurderes det, at der til trafikteknisk drift af signalanlæg kræves én ingeniør, og at der til systemteknisk drift af signalanlæg kræves én tekniker (FHWA 2009). Det vil sige, at der i eksempelvis Københavns

13 Optimering af signalanlæg 13 Kommune skal være ca. 4 ingeniører og 10 teknikere ansat til drift af kommunens signalanlæg. I spørgeskemaundersøgelsen beskrevet i afsnit 4.1 Status på signalanlæg i Danmark spurgte Vejdirektoratet ind til hvor stort et antal årsværk den enkelte vejmyndighed benytter til trafikteknisk drift af signalanlæg. Kommunernes svar er dog ikke taget med i Vejdirektoratets afrapportering, idet spørgsmålet synes at være misforstået i nogle af besvarelserne. Havde svarene været fyldestgørende, kunne disse sammenlignes med ovennævnte anbefaling. Selv uden opgørelsen af kommunernes benyttede årsværk, kan der dog stilles spørgsmålstegn ved, hvorvidt ressourcerne i forvaltningerne er tilstrækkelige til at efterleve anbefalingerne. Udover behovet for ingeniører og teknikere til selve driften, kræver en løbende trafikteknisk drift store og opdaterede datamængder. Indsamling af data er ligeledes bekosteligt, og altså også noget vejbestyrelsen skal afsætte ressourcer til Har vejmyndigheden den fornødne ekspertise? Antages det, at en given vejmyndighed beslutter at foretage en gennemgående trafikteknisk signaloptimering, er det essentielt, for at en sådan optimering bliver succesfuld, at myndigheden besidder de fornødne praktiske kompetencer. Vejmyndighedens omkostninger ved signaloptimering afhænger i høj grad af, hvor vidt den almindelige trafikingeniør har tilstrækkelig formåen til at varetage opgaven, eller om kommunen er nødsaget til at få ekstern rådgivning. Det må formodes at de fleste kommuner har kompetencer til at udføre simple operationer til forbedring af signalanlæg. Det er dog en gennemgående tendens i litteraturen, at en omfattende signaloptimering kræver anvendelse af et eller flere simuleringsprogrammer. Eksempelvis anvender Vejdirektoratet signaloptimeringsprogrammet TRANSYT til justering af offsettider for samordnede anlæg, for efterfølgende at finindstille signalparametre i mikrosimuleringsprogrammet VISSIM (Vejdirektoratet 2012a). Foruden at værende en tidskrævende proces, vil sådanne simuleringer ofte kræve ingeniører med indgående viden om den anvendte software, eller alternativt kræves ekstern rådgivning. Det er altså ikke nødvendigvis givet, at de danske vejmyndigheder formår at forløse signalanlæggenes fulde potentiale Er signalanlæggene blevet for komplicerede? Effektiviteten af et trafikstyret signalanlæg er stærkt afhængig af anlæggets trafikdetektorer. Forringet trafikdetektering medfører forringet trafikafvikling. I Danmark detekteres trafikken oftest vha. induktionsspoler i vejbelægningen. Ved detektorfejl er signalanlæggenes styreapparat traditionelt programmeret til at benytte fast anmeldelse i den givne tilfart, således alle køretøjer sikres grønt lys og ikke glemmes. Desuden forlænges grøntider til

14 14 Morten Andersen den fastsatte maksimumværdi. Altså kan defekte detektorer medføre lange grønperioder, hvor kun lidt eller ingen trafik afvikles. At konsekvenserne af defekte spoler er store fremgår af simuleringerne foretaget af Vejdirektoratet. Heraf ses det, at de årlige omkostninger i et trafikstyret signalanlæg med detektorfejl enten i sideretningen (sekundærstrømmen) eller i begge retninger samtidig er højere end omkostningerne i et rent tidsstyret anlæg. Dertil kommer, at der vurderes at være detektorfejl på % af alle trafikstyrede anlæg i Danmark. Defekte detektorer er altså kraftigt medvirkende til den ringe effektivitet i de danske signalanlæg. I artiklen Trafikstyring i signalanlæg kan det gøres enklere? (Gautier, Kildebogaard 2013) diskuteres det, om der efterhånden stilles for høje krav til trafikstyrede signalanlægs funktion. Mere avanceret trafikstyring kræver flere detektorer, og risikoen for detektorfejl stiger i takt hermed, og det samme gør omkostningerne ved at opretholde signalanlæggets tilsigtede funktion. Det overvejes derfor, om der eventuelt bør anvendes alternative detekteringsformer med lavere risiko for defekt, og som kræver mindre vedligehold. Forslaget indebærer ikke, at alle induktionsspoler skal erstattes men derimod, at det i højere grad overvejes, hvilken detekteringsform der egner sig bedst til det givne signalregulerede vejkryds Ændringer af signalanlæg skal ske med samtykke fra politiet. Af 3 i Bekendtgørelse om anvendelse af vejafmærkning (Transportministeriet 2012) fremgår at Før afmærkning etableres eller bestående afmærkning ændres, [ ], skal vejbestyrelsen eller vejmyndigheden indhente samtykke fra politiet, [ ]. Ovenstående er også gældende for signalanlæg, hvilket indebærer, at vejbestyrelsen skal opnå samtykke fra politiet, inden der kan foretages ændringer af dens administrerede signalanlæg. Det anbefales desuden at stille nye kapacitetsberegninger og signalgruppeplaner m.m. til rådighed for politiet som grundlag for at kunne give samtykke (Vejdirektoratet 2012b). Politiet vil næppe stille sig i vejen for eventuelle forbedringer af signalanlæg, men ikke desto mindre pålægges vejmyndigheden en ekstra arbejdsbyrde samtidig med, at varigheden af selve optimeringsprocessen forlænges ved, at en godkendelse af ændringerne skal indhentes. Dette kan gøre det mindre attraktivt for vejbestyrelsen at påbegynde en gennemgående optimering. Der findes altså flere potentielle forhindringer, som kan bremse en gennemgående optimeringsproces. I det følgende overvejes, hvorledes disse forhindringer kan overkommes.

15 Optimering af signalanlæg Forslag til at fremme optimeringsprocessen De negative konsekvenser af defekte og uhensigtsmæssigt indstillede signalanlæg er mange og store. Tilsvarende er rækken af positive konsekvenser ved at udbedre disse defekter og uhensigtsmæssigheder lang. Herunder hører bedre og mere flydende trafikafvikling, reduceret CO2-udledning, nedsat brændstofforbrug, mere effektiv erhvervs- og varekørsel, mindre ventetid, øget trafiksikkerhed, bedre service og oplevelse til den enkelte trafikant, og listen kunne forsætte. Interesseren for en gennemgående landsdækkende signaloptimering bør derfor være stor både for samfundet som helhed og for den enkelte trafikant. Alt andet lige ligger det endelige ansvar for, at en sådan optimering kan finde sted hos den enkelte vejmyndighed, men som beskrevet i afsnit 5 findes flere potentielle forhindringer, som bør overvejes. I det følgende fremhæves nogle mulige tiltag, som kan medvirke til at opfylde målet om bedre trafiksignaler i Danmark Øget opmærksomhed på problemets omfang Om end det virker banalt, er det af helt afgørende betydning, at den enkelte vejforvaltning gøres opmærksom på, at system- og trafikteknisk dårligt vedligeholdte signalanlæg er et omfattende problem. Den store samfundsøkonomiske rentabilitet, som er forbundet med investeringer i signaloptimering, skal ligeledes præsenteres for kommunen, da denne ellers næppe vil bruge store summer på forbedring af anlæg, som nok i manges øjne fungerer tilstrækkeligt. Vejdirektoratets rapport Bedre Trafiksignaler er uden tvivl særdeles anvendelig i forhold til at kvantificere problemets omfang, og ligeledes til at udpege fokusområder, hvor ressourcerne først og fremmest bør anvendes. Der sker dog næppe de store fremskridt, hvis ikke vejmyndighederne gøres bekendt med resultaterne i afrapporteringen, og det er derfor essentielt at videreformidle rapportens budskaber til kommunerne, hvad enten dette gøres ved kampagner eller på anden vis Alternative detekteringsformer Som beskrevet i afsnit 5.4 er detektorfejl stærkt medvirkende til den nedsatte signalfunktion. Selvom omkostningerne ved at reparere en defekt induktionsspole anslås til kun kr. (Vejdirektoratet 2012a), vil der ofte være en tendens til, at reparationen ikke udføres, så snart fejlen opdages. Dels kan det i vinterperioder være vanskeligt eller næsten uladsiggørligt at udføre spolearbejde. Derudover kan der opstå modvillighed imod at reparere kun én spole af gangen, da opgravning af vejbelægningen helst undgås, og det kan derfor synes fristende at vente med reparation til, at flere tætliggende spoler er defekte (Gautier, Kildebogaard 2013). Der findes allerede en række alternative typer detektorer, hvoraf de mest almindelige er video-, radar- og infrarøddetektorer, men

16 16 Morten Andersen der er også udviklet metoder til detektering vha. af bl.a. GPS og Bluetooth. Fælles for disse metoder er, at eventuel hardware kan monteres på lygtepæle, signalstandere eller lignende, og vejbelægningen skal dermed ikke opgraves ved installation eller reparation, hvilket gør vedligehold mere ligetil samt reducerer omkostninger herved. De forskellige alternativer til induktionsspoler har længe været kendt som mindre præcise og mere følsomme overfor eksempelvis kraftig regn, tåge og frost. Der er dog sket stor udvikling på området de senere år med øget præcision og robusthed til følge. Eksempelvis beskrives i artiklen Ny og revolutionerende detektering af køretøjer og cyklister (Jakobsen, Knudsen 2013) en nyudviklet radarbaseret detektor, som testes i en række forskellige forhold. Radaren synes at være både præcis og uafhængig af lys og vejrlig, hvilket kunne tyde på, at den hidtidige kritik af netop denne detekteringsform ikke længere er berettiget. Det bør derfor overvejes, om der ikke i større omfang bør anvendes andre typer detektorer end de traditionelle induktionsspoler Fjernovervågning af alle signalanlæg Funktionaliteten af trafikstyrede anlæg er i høj grad afhængig af velfungerende hardware (styreapparat, signallanterne, detektorudstyr m.m.), og reparation af defekt hardware skal derfor ske hurtigst muligt. En defekt signallanterne opdages hurtigt, men fejlramte spoler springer derimod næppe i øjnene. Det er derfor meget afgørende, at et signalanlægs tekniske funktionalitet kan fjernovervåges. I 2007 var andelen af danske signalanlæg med fjernovervågning kun på ca. 60 % (Vejdirektoratet 2012a), og det er helt essentielt at denne andel bringes så tæt på 100 % som muligt, hvis visionen om at udnytte de danske signalanlægs fulde potentiale skal realiseres Bevillinger specifikt til formålet Det primære ansvar for selve udførelsen af signaloptimering ligger hos den enkelte vejmyndighed. Som beskrevet i afsnittene 5.1 og 5.2 kan det være problematisk for en kommune at finde de fornødne ressourcer samt det afgørende økonomiske incitament til at investere i signalanlæg. Det kan derfor overvejes, om en landsdækkende signalgenopretning i stedet bør finansieres eller medfinansieres fra statsligt hold. I Aftaler om En grøn transportpolitik (Transportministeriet 2013) oprettedes puljen til nye teknologiske muligheder på i alt 600 mio. kr. Fra puljen kunne blandt andet bevilliges penge til genopretning af signalanlæg. Imidlertid nåede kun 475 mio. kr. at blive bevilliget inden puljens nedlæggelse i 2013 jf. Aftale om en ny Storstrømsbro, Holstebromotorvejen mv. (Transportministeriet 2013). Hvor stor en andel af puljen, der så reelt er anvendt til forbedring af signalanlæg, fremgår ikke. Om ikke andet synes puljer

17 Optimering af signalanlæg 17 af denne slags at kunne gøre en forskel, og måske der endda kan oprettes puljer endnu mere målrettet mod signalanlæg. Der kunne udover de nævnte eksempler nævnes flere andre tiltag til at fremme standen på landets signalanlæg. Danske signalanlæg skal respektere en lang række direktiver og standarder, og der findes på nuværende tidspunkt ikke én forskrift med samling på disse. Det er dermed ingen simpel opgave at opfylde samtlige krav og retningslinjer. Vejdirektoratet har derfor igangsat udarbejdelsen af en udbudsforskrift for signalanlæg, som netop sikrer overholdelse af de gældende regler. Desuden sikres mere ensartet udformning af landets signalanlæg, og dermed også mere ensartethed i vedligeholdelsesopgaverne. (Roslyng, Olesen 2013) Endelig kan det overvejes i højere grad at lade vejmyndighederne udføre selvevaluering. Eksempelvis kunne en fremgangsmåde lignende den i National Traffic Signal Report Card (NTOC 2012) beskrevet i afsnit 4.4 anvendes. Dette vil, foruden at give vejbestyrelsen en indikation om signalanlæggenes system- og trafiktekniske stand, kunne hjælpe til at danne overblik over de danske signalanlægs generelle tilstand. I øvrigt er en lignende metode anvendt til gennemgang af signalanlæggene i Hvidovre Kommune i 2012 (Werdelin 2013). 7. Sammenfatning De danske signalanlæg rummer et stort uudnyttet potentiale, som ved dets forløsning vil medføre mange og store gevinster for samfundet. De danske signalanlæg er i vidt omfang forældede, defekte og dårligt indstillede, og de gener som påføres trafikanterne er unødvendigt store. Vejdirektoratet anslår en mulig årlig besparelse på hele 1,3 mia. kr., hvis der foretages en gennemgående og kontinuerlig optimering. Vejmyndighederne har ansvar for standen på signalanlæggende, og dette er umiddelbart den primære årsag til den ringe tilstand på landets trafiksignaler. Det afgørende incitament for at investere stort i signalanlæg synes ikke på nuværende tidspunkt at findes for den enkelte vejmyndighed. Det vurderes derfor hensigtsmæssigt med højere grad af statslig involvering, særligt i form af økonomisk tilskud. Der kan også gøres en række øvrige tiltag til at fremme processen, og fælles for de fleste af disse er, at de medvirker til at lette optimeringsopgaven for vejmyndigheden. Netop det at nå ud til kommunerne og dels gøres opmærksom på optimeringens store rentabilitet, dels lette arbejdsgangen i selve optimeringen og endelig at hjælpe rent økonomisk synes at være afgørende for, at den generelle tilstand på de danske signalanlæg kan forbedres.

18 18 Morten Andersen

19 Optimering af signalanlæg Litteratur Davidsson, F. 1990, Effektivare trafiksignaler. TFK Rapport 1990:7, TFK. FHWA 2009, Traffic Signal Operations and Maintenance Staffing Guidelines, Federal Highway Administration. FHWA 2005, Traffic congestion and reliability: Trends and advanced strategies for congestion mitigation, Federal Highway Administration. Gautier, E. & Kildebogaard, J. 2013, Trafikstyring i signalanlæg - kan det gøres enklere?, Trafik og Veje 2013/09. Harris, J.T. 2005, "Benefits of Retiming Traffic Signals", ITE 2005 Annual Meeting and Exhibit Compendium of Technical Papers. ITE 2014,, Traffic Signal Timing [Homepage of Institute of Transportation Engineers], [Online]. Available: Jakobsen, L.H. & Knudsen, K.D. 2013, Ny og revolutionerende detektering af køretøjer og cyklister, Trafik og Veje 2013/09. Københavns Kommune 2013, Vedtaget budget 2013, Københavns Kommune. Lyster, R. & Andersen, A.K. 2013, Genopretning af signalanlæg i København, Trafik og Veje 2013/09. NTOC 2012, National Traffic Signal Report Card: Technical Report, the National Transportation Operations Coalition. Roslyng, T.W. & Olesen, J. 2013, Ny udbudsforskrift for trafiksignalanlæg, Trafik og Veje 2013/09. Transportministeriet 2013, Aftale om en ny Storstrømsbro, Holstebromotorvejen mv., Transportministeriet. Transportministeriet 2012, Bekendtgørelse om anvendelse af vejafmærkning, Transportministeriet, Lovtidende A. Vägverket 2000, Sverige behöver bättre trafiksignaler!, Vägverket.

20 20 Morten Andersen Vejdirektoratet 2013a,, Trafikarbejde. Available: rafikken%20i%20tal/hvor_meget_korer_vi/sider/trafikarbejde.a spx#.upmyecrlpez. Vejdirektoratet 2013b,, vejman.dk - Uheldssituation [Homepage of Vejdirektoratet], [Online]. Available: Vejdirektoratet 2012a, Bedre trafiksignaler : konsekvenser for trafikanter og samfund, Vejdirektoratet, København. Vejdirektoratet 2012b, Vejsignaler, Vejdirektoratet, Vejdirektoratet 2010, Byernes Trafikarealer, Hæfte 4, Vejkryds. Werdelin, T. 2013, Tag temperaturen på dine signalanlæg, Trafik og Veje 2013/09.