Yhteenkytkentä

Valo-ohjattujen liittymien lukumäärän kasvaessa, pyrittiin liikennevalolaitteita kehittä-mään siten, että lähekkäiset liikennevalot olisi mahdollista kytkeä yhteen. (Sane 1981) Kuvassa 4 havainnollistetaan mahdollisten yhteenkytkettyjen valojen sijainnit liikenne-verkolla.

Kuva 4. Esimerkki yhteenkytketyistä liikennevaloista. (Sane 1981)

Yhteenkytkennällä tarkoitetaan toimintoa, jolla kaksi tai useampia liikennevalo-ohjattua liittymää ajoitetaan toiminaan yhteen niin, että muodostuu niin sanottu vihreä aalto.

Yhteenkytketyt liikennevalot noudattavat kiinteää kiertoaikaa. Yhteenkytkettyä ohjausta voidaan kutsua myös tahdistetuksi ohjaukseksi (Salonen 2010). Kaikki liikennevalot, jotka noudattavat kiinteää kiertoaikaa ovat yhteenkytkettyjä. Toisin kuin erillisohjauk-sessa, perinteisissä yhteenkytketyissä liikennevaloissa opastinryhmien vihreiden aloitus-lupien anto ja poisto tapahtuu kiertoaikaan sidottuna sekunnilleen määriteltynä. Aloitus-lupien annon ja poiston välinen aika määrää aikavälin, jolloin opastinryhmällä tulee olla vihreän pyyntö, jotta suunta pääsisi kyseisen valokierron aikana vihreäksi. Mikäli opas-tinryhmällä ei ole vihreän pyyntöä vihreän aloitusluvan poistoon mennessä, ei suunta pääse vihreäksi enää kyseisen kierron aikana. Aloituslupien sitominen kiertoaikaan mahdollistaa yhteenkytkennälle ominaisen vihreän aallon. Pääsuunnilla, joilla vihreä aalto toteutuu, on yleisesti vihreän kiinteä pyyntö. Myös erillisohjatuissa liikennevalois-sa pääsuunnan opastinryhmillä on kiinteä pyyntö (Tuupanen 2015). Opastinryhmät, joilla on kiinteä pyyntö, tulevat vihreäksi jokaisella valokierrolla riippumatta siitä, onko suunnalla liikennettä. Ilman kiinteää pyyntöä edellisestä liittymästä tuleva ajoneuvo ei välttämättä pääsisi kulkemaan liittymän läpi pysähtymättä.

Vihreällä aallolla tarkoitetaan yhteenkytkettyjen liikennevalojen ajoitusta, joka mahdol-listaa tietyn kulkusuunnan liikenteen kulkemisen mitoitusnopeudella perättäisten nevalojen läpi pysähtymättä (Tiehallinto 2005). Vihreässä aallossa vierekkäisten liiken-nevalojen yhteenkytkettyjen ajosuuntien vaihesiirto (Offset) asetetaan siten, että ajo-neuvon lähtiessä edellisestä liittymästä vihreän valon syttyessä, saavuttaa se mitoitus-nopeudella ajaessaan seuraavan liittymän liikennevalojen ollessa vihreällä. Tällöin liit-tymien läpi voidaan ajaa pysähtymättä. Usein vihreässä aallossa on hieman joustoa si-ten, että pääsuunnan vihreä vaihtuu vähän ennen, kuin edellisestä liittymästä saapuva ajoneuvojono saavuttaa kyseisen liittymän. Näin sen vuoksi, että liikennevalojen ollessa

punaisena risteäviltä ajosuunnilta saapuneet ja jonon muodostaneet ajoneuvot ehtisivät lähteä liikkeelle ennen kuin pääsuunnan ajoneuvojono saavuttaa kyseisen liittymän. Jos näin ei olisi, liittymään saapuvat ajoneuvot joutuisivat pysähtymään olemassa olevan jonon perään.

Yhteenkytkentä voidaan toteuttaa sekä aikaohjatusti, että liikennetieto-ohjatusti. Aika-ohjatussa yhteenkytkennässä yhteenkytkentään kuuluvien liittymien jokaisen opastin-ryhmän alku- ja loppuhetket alkavat ja päättyvät täsmälleen tietyillä ajanhetkillä. Tämä havainnollistetaan kuvassa 5.

Kuva 5. Aikaohjaus.

Kuvassa 5 on kuvitteellinen kaksivaiheinen liikennevaloliittymä 75 sekunnin kiertoajal-la. Opastinryhmät 1 ja 2 muodostavat ensimmäisen vaiheen ja opastinryhmät 3 ja 4 muodostavat toisen vaiheen. Aikaohjauksessa opastinryhmät 1 ja 2 päättyvät hetkellä 20 s, tällöin opastinryhmät 3 ja 4 pääsevät käynnistymään suoja-ajan kuluttua, tässä tapauksessa 5 s, hetkellä 25 s. opastinryhmät 3 ja 4 päättyvät aikaohjatusti hetkellä 60 s, jonka jälkeen opastinryhmät 1 ja 2 pääsevät käynnistymään uudelleen suoja-ajan kulut-tua, tässä tapauksessa 5 s, hetkellä 65 s.

Liikennetieto-ohjattu yhteenkytkentä mahdollistaa niin sanotut sauma-alueet, joiden välillä vihreä alkaa ja päättyy. Tämä havainnollistetaan kuvassa 6.

Kuva 6. Liikennetieto-ohjaus.

Kuva 6 esittää samaa kaksivaiheista liikennevaloliittymää 75 sekunnin kiertoajalla. Lii-kennetieto-ohjaus tuo yhteenkytkentään joustavuutta sauma-alueiden avulla. Kuvassa opastinryhmät 1 ja 2 päättyvät hetkellä 15 s, mikäli niillä ei ole vihreän pidennystarvet-ta. Mikäli opastinryhmillä olisi vihreän pidennystarvetta, päättyisivät ne viimeistään

hetkellä 20 s. Riippuen opastinryhmien 1 ja 2 vihreän tarpeesta, pääsevät opastinryhmät 3 ja 4 alkamaan suoja-ajan kuluttua, aikaisintaan hetkellä 20 s, tai viimeistään hetkellä 25 s. Päättyvien ja alkavien opastinryhmien päättymis- ja aloitushetket ovat riippuvaisia ainoastaan päättyvien opastinryhmien vihreiden pidennystarpeista (Sane 1986). Alka-vien opastinryhmien vihreiden tarpeet eivät siis voi vaikuttaa päättyAlka-vien opastinryhmien päättymishetkeen.

Parhaiten yhteenkytkentä soveltuu tieosuudella, jolla pääsuunnan liikenteen osuus liit-tymien kokonaisliikennemääristä on suuri ja yhteenkytkettävien liitliit-tymien välimatkat ovat tasamittaisia. Yhteenkytkennän hyödyt pienenevät oleellisesti liittymien välimatko-jen kasvaessa suuriksi. Pitkien liittymävälien aikana ajoneuvojono kasvaa pitkäksi ja vain osa ajoneuvoista kulkee vihreässä aallossa. Yhteenkytkettävien liittymien kuormi-tusasteet tulisi olla keskenään samanlaisia, koska muussa tapauksessa yhteenkytkentä-jaksolle valitut kiertoajat käyvät vähäliikenteisten liittymien kannalta turhan pitkiksi.

(Tiehallinto 2005) Yhteenkytkentä soveltuukin hyvin kaupunkien läpi kulkevien pää-väylien sekä sisääntulopää-väylien liikennevalojen kytkentätavaksi pääsuuntien liikenne-määrien osuuden ollessa suuria.

Vihreän aallon toteuttaminen molempiin suuntiin samanaikaisesti ei ole aina liikenne-teknisesti mahdollista. Jotta vihreä aalto saadaan toimimaan molempiin suuntiin saman-aikaisesti, tulee liittymien välimatkojen, kiertoaikojen sekä liikenteen ajonopeuden olla juuri sopivia. Yksisuuntaisilla teillä vihreän aallon luominen onnistuu aina. Kuva 7 esit-tää, mitkä liikennevaloliittymien välimatkojen tulisi olla tietyillä kiertoajoilla, sekä lii-kenteen ajonopeudella, jotta vihreä aalto saadaan muodostettua molempiin suuntiin sa-manaikaisesti. (Sane 2014)

Kuva 7. Ehdot samanaikaiselle vihreälle aallolle molempiin ajoajosuuntiin. (Sane 2014)

Kuvasta 7 ilmenee, että ajonopeuden ollessa 50 km/h ja kiertoajan ollessa 70 s, tulisi liittymien välimatkojen olla 480 m, jotta vihreä aalto olisi mahdollinen molempiin suun-tiin samanaikaisesti. Kuvan lukuarvoista voidaan todeta, että sujuvan vihreän aallon luominen molempiin ajosuuntiin samanaikaisesti on hyvin haastavaa valoliittymien si-jaitessa lähellä toisiaan. Kaupunkien keskustoissa liittymien välimatkat ovat lähes poik-keuksetta taulukon lukuarvoja lyhyempiä. Tämän vuoksi hyvin toimiva vihreä aalto pyritään muodostamaan vain toiseen ajosuuntaan tapauskohtaisesti, kuitenkaan pyrkien estämään tilannetta, jossa vastaantuleva ajosuunta joutuisi pysähtymään jokaisessa lii-kennevaloliittymässä.

Yhteenkytketyissä liikennevaloissa on usein muutamia eri valo-ohjelmia liikenteen eri tarpeisiin. Ohjelmia voi olla esimerkiksi aamuruuhkaa varten 90 sekunnin kierrolla, iltaruuhkaa varten 100 sekunnin kierrolla, ruuhka-aikojen ulkopuolisena aikana 75 se-kunnin kierrolla sekä myöhäisillan ohjelma 60 sese-kunnin kierrolla. Yhteenkytketyt lii-kennevalot voivat myös toimia erillisohjattuina öisin, jolloin liikennettä on vähän. Tä-män lisäksi liittymät voivat toimia erillisohjauksella tiettyinä aikoina keskellä päivää, muun muassa kauppojen aukioloaikojen mukaan.

Yhteenkytkentöjen suunnittelu on kompromissien tekemistä. Suunnittelua hankaloittaa entisestään, mikäli yhteenkytkennät risteävät keskenään toistensa kanssa. Tällöin liitty-mät, joissa vihreät aallot risteävät keskenään toimivat pullonkaulaliittyminä, joissa vih-reät aallot joudutaan usein katkaisemaan, varsinkin jos liittymän valo-ohjauksessa on useampia vaiheita. Kaupunkien keskustoissa esiintyy usein monia keskenään risteäviä yhteenkytkentöjä. Tämä johtaa usein siihen, että muunneltaessa tietyn tieosuuden lii-kennevalojen ajoituksia, heijastuvat vaikutukset mahdollisesti toisella puolella kaupun-gin keskustaa olevan tieosuuden ajoituksiin.