Vihreä aalto ei aina pelaa molempiin ajosuuntiin

Liikennevalojen vihreä aalto on ylivoimaisesti suosituin aihe missä tahansa, kun puhutaan liikennevaloista. Tuttu kysymys on: miksi siinä risteyksessä joutuu aina pysähtymään, eikö sitä nyt millään saisi vihreään aaltoon...

Taustaa

Yleisesti ollaan sitä mieltä, että liikennevalot saadaan aina toimimaan vihreänä aaltona. Samoin väitetään, että vihreän aallon tökkiminen aiheutuu liikennevalosuunnittelijasta - hän ei joko osaa tai halua suunnitella valoja siten, että liikenne sujuisi ilman pysähdyksiä. Onhan tosiasia, että jokainen pysähdys liikennevaloissa lisää ilman saasteita ja polttoaineen kulutusta. Miksi siis vihreää aaltoa ei saada pelaamaan.

Vihreän aallon toiminta on hyvin yksinkertainen asia. Se ei vaadi kuin hiukkasen peruskoulun matematiikkaa. Mutta tästä huolimatta varsin harva on malttanut paneutua siihen.

Seuraavassa on pikakurssi vihreän aallon periaatteista. Jos jaksat kahlata sen läpi, niin ei enää tarvitse ihmetellä, kun vihreä aalto seuraavan kerran katkeaa.

Mikä on vihreä aalto

Vihreä aalto on peräkkäisten liikennevalojen tahdistamista siten, että aallon suunnassa liikenne pääsee etenemään risteyksestä toiseen ilman pysähdyksiä. Käytännössä liikennevalojen keskusohjaus synkronoi eri risteysten liikennevalojen ajoituksen niin, että vihreä valo syttyy ja sammuu peräkkäisissä risteyksissä liikenteen etenemisen mukaisessa tahdissa.

Onko vihreä aalto mahdollinen molempiin ajosuuntiin

Liikennevalojen vihreä aalto samanaikaisesti molempiin ajosuuntiin on mahdollinen vain silloin kun 1) liikennevalojen kiertoaika, 2) liikenteen ajonopeus ja 3) liikennevaloristeysten keskimääräinen välimatkat ovat sopivat. Alla olevasta taulukosta näet, milloin vihreä aalto voi toimia samanaikaisesti molempiin ajosuuntiin.

Ehdot samanaikaiselle vihreälle aallolle molempiin ajosuuntiin

Vihreä aalto on siis mahdollinen, vain jos valo-ohjatut risteykset ovat harvassa, keskimäärin 400 - 500 metrin etäisyydellä toisistaan. Niinpä monilla keskustan ulkopuolella olevilla kehäväylillä ja sisääntuloteillä on melko sujuva vihreä aalto.

Sen sijaan Helsingin keskustaan taulukosta ei näytä olevan mitään apua. Missä siis on vika ja mitä asialle voisi tehdä? Siitä lisää seuraavassa.

Vihreän aallon kaavio

Liikennevalojen vihreä aalto kuvataan alla olevan kuvan mukaisella matka-aika -kaaviolla, jossa vaakasuuntaan kulkee matka ja pystysuuntaan aika.

Vihreän aallon kaavion esitystapa

Kukin liikennevaloristeys kuvataan kaaviossa kahdella pystyviivalla. Pystyviivojen väliin merkitään risteyksen liikennevalojen ajoitus.

Pääkadun vihreä merkitään vihreällä ja sivukadun vihreä punaisella. Väliin jää suoja-aika, jonka aikana molemmille suunnille näytetään turvallisuuden takia punaista valoa.

Kun yhdistetään pääkadun risteysten vihreiden alkupisteet ja vastaavasti loppupisteet toisiinsa, saadaan vihreän aallon kaavio. Sen kaltevuus kuvaa vihreän aallon nopeutta; mitä loivempi kaavio on, sitä nopeampi on vihreä aalto ja päinvastoin mitä jyrkempi kaavio on, sitä hitaammin autot joutuvat ajamaan vihreässä aallossa.

Yksisuuntaisella kadulla on aina vihreä aalto

Yksisuuntaisella kadulla liikennevalot voidaan aina saada toimimaan vihreässä aallossa. Helsingissä esimerkiksi Fredrikinkadulla ja Lönnrotinkadulla pääseekin ruuhka-aikoja lukuun ottamatta etenemään varsin juohevasti Kaksisuuntaisella kadulla vihreä aalto molempiin suuntiin on joskus mahdollinen.

Sensijaan kaksisuuntaisella kadulla tilanne on jo toinen. Otetaan esimerkki katujaksosta, jossa on kaksi 500 metrin etäisyydellä toisistaan olevaa risteystä. Valitaan liikennevalojen kiertoajaksi 80 s ja jaetaan se siten, että pääkadun vihreä on 40 s ja sivukadun 30 s. Loput 10 s varataan suoja-ajoille.

Vihreä aalto molempiin ajosuuntiin

Nyt liikennevalojen vihreä aalto toteutuu nopeudella 45 km/h eli 12.5 m/s. Käytännössä se merkitsee, että vihreän valon alussa liikkeelle lähtenyt auto ajaa risteysvälin 40 sekunnissa. Huomaa, että tätä esimerkkiä kuten myös kaikkia seuraavia on yksinkertaistettu jättämällä pois kiihdytyksen ja hidastuksen vaikutus; käytännössä se otetaan huomioon esimerkiksi pienellä vihreän aallon nopeuden muutoksella.

Kaavio osoittaa, että molempiin ajosuuntiin on saatu hyvä vihreä aalto. Aalto vasemmalta oikealle (pääsuunta) on kuvattu vihreällä ja oikealta vasemmalle (vastasuunta) harmaalla värillä. Molemmat vihreät aallot ovat katkeamattomia, joten ensimmäisestä risteyksestä vihreällä ajavat autot pääsevät kaikki pysähtymättä jälkimmäisen risteyksen läpi molemmissa ajosuunnissa.

Kun risteyksiä tulee lisää, niin asia mutkistuu

Lisätään sitten uusi risteys keskelle katujaksoa ja kuvitellaan itsemme sivusuunnasta ruuhka-aikana pääkadulle pyrkiväksi autoilijaksi. Mitä tapahtuu.

Ensin autoja tulee vihreässä aallossa vasemmalta. Ja kun nämä ovat menneet, alkaa autoja tulla oikealta. Ja sitten taas vasemmalta. Sellaista hetkeä, jolloin liikennettä ei saavu kummastakaan suunnasta, ei tule. Sivukadulta pääsy risteyksen yli on tästä syystä hankalaa, erityisesti ruuhka-aikoina.

Vihreä aalto molempiin ajosuuntiin
välillä valo-ohjaamaton risteys

Niinpä liikennevalosuunnittelija saa pian puhelinsoiton, jossa valitetaan tilannetta: se on ihan mahdoton paikka, kyllä siihen pitää heti saada liikennevalot. Sivukadun autoilijan kannalta toivomus on toki vilpitön, mutta käytännössä sen toteuttaminen johtaa ojasta allikkoon, ainakin pääkatua ajavan liikenteen näkökulmasta.

Uudessa liikennevaloristeyksessä sivukadun liikenteelle kuten myös katua ylittävälle jalankululle on varattava vihreää aikaa. Tänä aikana pääkadun molemmille ajosuunnille joudutaan näyttämään punaista valoa. Sen seurauksena entinen molempiin suuntiin sujunut vihreä aalto menee kokonaan uusiksi. Näin on käynyt Helsingissä viime vuosina monessa kohteessa kun uusia valo-ohjattuja risteyksiä on rakennettu vihreän aallon kaduille, kuten esimerkiksi Paciuksenkaaren risteys Paciuksenkadulla sekä Tilkanvierron ja Karamzininkatujen risteykset Mannerheimintiellä.

Vihreä aalto onnistuu aina toiseen suuntaan

Jos säilytetään vihreä aalto toiseen suuntaan entisellään kuten alla olevassa kuvassa on tehty, niin vastasuunnassa on todellinen punainen aalto.

Vihreä aalto katkeaa kahdesti toisessa suunnassa

Oikeanpuoleisesta risteyksestä vihreän alussa lähtevä liikenne joutuu pysähtymään ensin keskimmäiseen risteykseen ja sitten vielä uudestaan vasemmanpuoleiseen risteykseen.

Tällainen vastasuunnan punainen aalto on tuttu jokaiselle, joka on joutunut ajamaan aamuruuhkan aikana keskustasta ulospäin. Vaikka liikennettä on vähän, niin matka ei tunnu etenevän lukuisten pysähdysten takia. Vihreä aalto on silloin ajoitettu ruuhkasuunnan mukaan eli keskustaan.

Sovitellaan vihreää aaltoa molempiin ajosuuntiin

Js vihreää aaltoa yritetään sovitella molempiin ajosuuntiin, silloin joudutaan katkaisemaan molemmat aallot. Alla olevassa kuvassa liikenne pääsee molemmissa suunnissa ajamaan yhden risteysvälin pysähtymättä, mutta joutuu sitten pysähtymään seuraavaan risteykseen.

Vihreä aalto katkeaa kerran molemmissa suunnissa

Käytännössä vihreän aallon katkaisu on liikennevalojen suunnittelijan arkipäivää: aallon katkaisukohdat on osattava valita siten, että ne tuntuvat autoilijoista luontevilta kuten esimerkiksi isoihin risteyksiin.

Aallon katkaisukohta voidaan valita myös siten, että bussit ehtivät käydä pysäkillä. Tällaisia aallon katkaisukohtia moni pitää joukkoliikenteen suosimisena. Toki näin voidaan ajatella, sillä jos vihreä aalto joka tapauksessa joudutaan katkaisemaan johonkin, niin miksi sitten katkaisua ei tehtäisi sellaiseen kohtaan, josta siitä on jollekin osapuolelle - tässä tapauksessa busseille, jotain hyötyä.

Entä jos lyhennettäisiin liikennevalojen kiertoaikaa...

Teoriassa jokaiselle risteysvälille löytyy sellainen liikennevalojen kiertoaika, jolla vihreä aalto saadaan pelaamaan yhtäaikaa molempiin ajosuuntiin. Esimerkin tapauksessa sopiva kiertoaika olisi 40 sekuntia.

Vihreä aalto kun kiertoaika on puolitettu

Näin lyhyt kiertoaika ei kuitenkaan ole käytännössä mahdollinen. Sen tarjoama liikenteen välityskyky on riittämätön. Lisäksi pääkatua ylittävien jalankulkijoiden tulee olla vähintäänkin pikajuoksijoita, koska heille jää vihreää aikaa kadun ylitystä varten vihreää aikaa vain noin 10 sekuntia.

Lyhyt kiertoaika, jolla siis teoriassa syntyisi sujuvia vihreitä aaltoja molempiin ajosuuntiin, on mahdollinen vain yöliikenteessä ja silloinkin se sopii vain yksinkertaisiin risteyksiin.

..tai hidastettaisiin vihreän aallon nopeutta...

Samoin teoriassa jokaiselle risteysvälille löytyy sellainen ajonopeus, jolla vihreä aalto sujuu molempiin ajosuuntiin. Esimerkin tapauksessa tällaisen vihreän aallon nopeus olisi 22.5 km/h.

Vihreä aalto kun ajonopeutta on hidastettu

Vaikka liikenteen turvallisuuden kannalta hidas vihreä aalto saattaisi olla jopa suotuisa, niin tuskin monikaan autoilija suostuisi ajamaan näin hitaalla nopeudella. Sen sijaan polkupyörille tällainen vihreä aalto olisi aivan ihanteellinen. Kaupunkikeskustoissa sitä voisikin käyttää, joskin tällaisissa olosuhteissa liikennevalot eivät välttämättä enää ole kovin tarpeelliset.

Autoilijoille hidas vihreä aalto toimisi käytännössä punaisena aaltona - autoilijat ajaisivat normaalilla nopeudella ja joutuisivat pysähtymään jokaisen risteykseen. On hyvin epätodennäköistä, että autoilijat edes aikaa myöten oppisivat tällaisen vihreän aallon rytmin ja osaisivat sovittaa nopeutensa sen mukaan. Sen sijaan hieman nopeampi 30-35 km/h vihreä aalto näyttäisi hyvinkin olevan vielä opittavissa.

...vai levitettäisiinkö vihreä matto

Liikennevalojen vihreä matto tarkoittaa, että peräkkäisten risteysten liikennevalot ovat kaikki yhtä aikaa vihreinä. Tämä periaate on tuttu jo yli 40 vuoden takaa, sillä se kuvataan ensimmäisessä suomalaisessa liikennevaloja käsittelevässä oppikirjassa Liikenteen valo-ohjaus (Heikki Salmivaara, 1969), jossa sitä kutsutaan "simultaaniseksi menetelmäksi"

Vihreä matto

Vihreän maton käyettävyydestä on ristiriitaisia mielipiteitä: usein vihreä matto on liikenteen välityskyvyn takia lähes välttämätön siellä, missä liikennevaloja on hyvin tiheässä. Esimerkiksi Helsingin Kaivokadulla, jossa liikennevalojen keskimääräinen välimatka on vain 75 m, on käytössä vihreä matto.

Toisaalta liian pitkä vihreä matto houkuttelee autoilijoita ajonopeuden nostamiseen, koska silloin he ehtivät ajaa yhdellä kertaa mahdollisimman monen vihreänä olevan liikennevalon läpi.

Niin tai näin, joka tapauksessa vihreä matto aiheuttaa eniten toivomuksia siitä, että eikö sitä vihreää voisi nyt millään vähän jatkaa, jotta valoista ehtisi paremmin läpi. Toki näin voitaisiin tehdä, mutta silloin aletaan jo lähestyä sitä hölmöläisten hommaa, jossa peittoa jatkettiin yläpäästä leikkaamalla pala pois jalkopäästä...

Osaisiko tietokone ratkaista ongelman

Entä jos annetaan tietokoneen ratkaista ongelma. Se onnnistuu helposti esimerkiksi amerikkalaisella SYNCHRO-ohjelmalla.

Tietokoneelle syötetään tarvittavat tiedot kuten autojen määrä eri ajosuunnissa, risteysten väliset etäisyydet sekä kuvaus ajokaistoista ja suojateistä. Sen jälkeen SYNCHRO etsii valoille parhaan mahdollisen ajoituksen, joka tuottaa liikenteelle vähiten odotusaikoja ja pysähdyksiä. Tulos on valmis muutamassa sekunnissa.

Alla on on SYNCHROn ehdotus vihreän aallon kaaviosta. Kaavio on samanlainen kuin aiemmat kuvat, mutta SYNCHRO on lisännyt siihen vinot viivat kuvaamaan yksittäisten autojen kulkua eri risteysten läpi.

Vihreä aalto SYNCHRO-ohjelman tekemänä

Minkälaisen vihreän aallon SYNCHRO on sitten löytänyt? Kuvasta nähdään, että ohjelma on valinnut ajosuunnan vasemmalta oikeaan pääsuunnaksi ja yrittänyt saada sille kohtuullisen hyvän vihreän aallon. Aallon lopusta on kuitenkin katkaistu pois lähes puolet autoista, jotta on saatu tilaa vastasuunnan vihreän aallon kärjessä ajavalle liikenteelle. SYNCHRO- ohjelmakaan ei siis valtavasta laskentakyvystään huolimatta löytänyt ongelmaan kunnollista ratkaisua.

Viimeistään tämä osoittaa, että tietyllä risteysvälillä ja tietyllä liikennevalojen kiertoajalla ei ole mahdollista aikaansaada vihreää aaltoa samanaikaisesti molempiin ajosuuntiin: kyse on siis geometrisesta ongelmasta, johon ei ole haluttua ratkaisua kuten alussa oleva taulukko ja siihen liittyvä kaava selvästi osoittivat.

Vihreä aalto saadaan kyllä väkisin, mutta mihin hintaan

Kuitenkin monet ulkomailla ajaneet kertovat, että kyllä vihreä aalto pelaa molempiin ajosuuntiin vaikka liikennevaloja on yhtä tiuhassa kuin Helsingissä.

Väkisin tehty vihreä aalto

He ovat ihan oikeassa. Mutta he tarkastelevatkin ongelmaa puhtaasti pääkatua ajavan liikenteen näkökulmasta ja samalla unohtavat kokonaan sivusuunnan liikenteen sekä pääkadun ylittävän jalankulun.

Jos esimerkin keskimmäisessä risteyksessä sivusuunnasta tuleva liikenne pakotetaan kääntymään oikeaan ja pääkadun ylittävä jalankulku ohjataan keskikorokkeen avulla kadun ylitse kahdessa vaiheessa, niin - simsalabim - koko ongelma on ratkaistu. Vihreä aalto saadaan kuin saadaankin sujumaan molempiin ajosuuntiin samanaikaisesti.

Mutta onko liikenteen sujuvuudesta silloin maksettu liian kova hinta. Jo pakollinen oikealle kääntyminen lisää autoilijoiden ajomatkoja ja samalla polttoaineen kulutusta. Suurempi ongelma liittyy kuitenkin jalankulkijoihin, jotka jouduttaisiin ohjaamaan kadun ylitse kahdessa vaiheessa.

Jalankulkija ylittäisi ensin toisen ajoradan puoliskon ja sitten hän joutuisi odottamaan välikorokkeella vajaat puolet kiertoajasta eli noin 40 sekuntia ennenkuin pääsisi ajoradan toisen puoliskon ylitse. Se jos mikä houkuttelee jalankulkijan lähtemään vasten punaista valoa - erityisesti syksyisin ja talvisin, jolloin rapa roiskuu ja kastelee korokkeella odottavat. Jo tämän takia järjestely huonontaa risteyksen turvallisuutta.

Kokeile itse

Tämä ei ollut puolustuspuhe siitä, miksi liikennevalojen vihreä aalto tökkii. Ei, se vain halusi muistuttaa vihreän aallon suunnittelussa vallitsevista geometrisista lainalaisuuksita. Ne ovat kuin luonnonlakeja. Niiden edessä taitavinkin suunnittelija on voimaton.

Lisäksi tämä oli vasta pintaraapaisu liikennevalojen ajoittamisen ongelmiin. Asian yksinkertaistamiseksi tässä ei käsitelty lainkaan kolmi- ja useampivaiheisten valojen sovittamista vihreään aaltoon eikä myöskään liikennevalojen ajoittamisen tärkeintä kysymystä: koska liikennevalot ylipäänsä kannattaa kytkeä yhteen vihreäksi aalloksi. Samoin joukkoliikenteen etuuksien aiheuttamat vihreän aallon rokotukset on jätetty tarkastelun ulkopuolelle. Näistä asioista lisää toisella kerralla.

Mutta jos nyt kuitenkin haluaisit kokeilla, miten saisit Mannerheimintien eteläosan liikenteen sujumaan vihreässä aallossa molempiin ajosuuntiin, niin ole hyvä. Alla olevaan kuvaan on piirretty hyvä vihreä aalto Lasipalatsilta Erottajalle.

Mannerheimintien vihreä aalto - toiseen suuntaan

Piirrä Sinä vuorostasi siihen yhtä hyvä vihreä aalto vastakkaiseen ajosuuntaan. Mutta muista, kymmenet tuhannet jalankulkijat haluavat päästä kerralla Mannerheimintien ylitse. Samoin autoilijat haluavat yhä ajaa Pohjois-Espalta Lönnrotinkadulle kuten myös Kaivokadulta Simonkadulle ja päinvastoin.