Cykelräknares tillförlitlighet under vinterförhållanden en fallstudie på Malmudden i Luleå

Transkript

1 ARBETSRAPPORT Nr 2002:3 Cykelräknares tillförlitlighet under vinterförhållanden en fallstudie på Malmudden i Luleå Peter Rosander Lars Leden Institutionen för: Samhällsbyggnadsteknik Avdelningen för: Trafikteknik ISSN

2 Förord Detta arbete ingår som en del i ett större projekt, System för trafiksäkerhetsåtgärder i tätort, som ska utmynna i en ökad kunskap om metoder för att utveckla trafiksäkerheten i tätorter, främst till nytta för barn, äldre och funktionshindrade. Medverkande parter är Luleå kommun samt Vägverket som finansiär. Ett speciellt tack riktas till Per-Erik Wikström som ansvarat för insamling av data samt bistått med fakta och uppgifter från den tidigare utförda mätningen som utförts under barmarksförhållanden. Han är också den som tagit samtliga foton i denna rapport. Bert Lindström på Väglaboratoriet i Norr AB har tålmodigt svarat på våra frågor om mätutrustningens funktioner och handhavande. Till samtliga inblandade vill vi rikta ett varmt tack. Luleå juni 2002 Peter Rosander Luleå tekniska universitet Avdelningen för Trafikteknik Lars Leden Luleå tekniska universitet Avdelningen för Trafikteknik samt VTT Bygg och Transport, Finland

3 Sammanfattning Cyklister tillhör gruppen oskyddade trafikanter. De har tillsammans med gående en utsatt position i trafiken idag. En metod att öka trafiksäkerheten för dessa trafikanter är att anlägga GC-vägar. Detta är ett arbete som måste föregås av studier som ska leda till att öka kunskapen om cyklisternas rörelsemönster. Trafikräknare utvecklade för detta specifika behov är ett verktyg som kan ge stöd och information i detta arbete. Denna analys är utförd för att undersöka hur väl trafikräknare anpassade för detektering av passerande cyklar fungerar under vinterförhållanden med snö och kyla. En liknande undersökning som denna har skett under barmarksförhållanden under sommaren Uppställning och utförande var inför denna analys helt likvärdig med den tidigare utförda. Totalt har fem trafikräknare använts. Fyra av räknarna är s.k. slangräknare som normalt används för att mäta fordonsflöden mm. De har inför dessa försök, liksom under den tidigare utförda mätningen under barmarksförhållanden, utrustats med en annan typ av slang för att kunna detektera cyklar. Den femte räknaren är en slingräknare speciellt framtagen för ändamålet. Platsen är densamma som under den tidigare utförda mätningen, dvs. en gång- och cykelväg på Malmudden i Luleå. Analysen är utförd under fyra dagar, mars Under de fyra mätdagarna har temperaturen legat mellan -3 till -9 C. Vädret har varit varierande mellan mulet till soligt, men aldrig snöfall. För att kunna bestämma hur många cyklister som passerat mätplatsen har videofilmning skett under de angivna dagarna. Slangräknarna har i detta test visat mycket stora fel på antalet räknade passager av cyklar. Samtliga har registrerat alltför många passager, i genomsnitt 61 % med en standardavvikelse på 15 %. Under den tidigare genomförda sommarmätningen var det små fel som redovisades för dessa räknare, genomsnittet låg på 1 % med en standardavvikelse på 4 %. Slingräknaren visar liksom under sommarmätningen fortfarande på rätt god funktion. Felen var totalt sett över samliga dagar 7 %. De fel som visar sig är oftast inte större än tidigare, och de fel som finns kan oftast förklaras med passage av mopeder eller cyklister som passerar i bredd eller möts inom mätområdet. Ett antal tänkbara felkällor har angivits som kan bidra till att vissa trafikräknare inte har lyckats mäta antalet passager så väl. Tänkbara orsaker är slangräknarnas utbytta slangar och kombinationen med snö och kyla

4 Innehållsförteckning Förord Sammanfattning 1. Inledning Bakgrund Syfte Metod 1 2. Utrustning Slangräknare Slingräknare 1 3. Försöksplats Väderförhållanden 5 4. Videofilmning 6 5. Felkällor 7 6. Resultat 9 7. Diskussion Slangräknare Slingräknare 13 Referenser 14

5 1. Inledning 1.1 Bakgrund Cyklister tillhör gruppen oskyddade trafikanter. De har tillsammans med gående en utsatt position i trafiken idag. En metod att öka trafiksäkerheten för dessa trafikanter är att anlägga GC-vägar. Detta är ett arbete som bör föregås av studier som ska leda till att öka kunskapen om cyklisternas rörelsemönster. Trafikräknare utvecklade för detta specifika behov är ett verktyg som kan ge stöd och information i detta arbete. 1.2 Syfte Syftet med denna undersökning är att se hur trafikräknare anpassade för mätning av cykelflöden fungerar under de förhållanden som uppstår under vinterförhållanden med snö, halka och kyla. 1.3 Metod En liknande undersökning som denna har skett under barmarksförhållanden. Uppställning och utförande var inför denna analys helt likvärdig med den tidigare utförda. Wikström (1999) fann ett fel på i genomsnitt 1 % för slangräknarna och -7 % för slingan under barmarksförhållanden. 2. Utrustning Fem trafikräknare har använts, se tabell 2. Fyra av räknarna är sk. slangräknare som normalt används för att mäta fordonsflöden mm. Den femte räknaren är en slingräknare speciellt framtagen för ändamålet. En videokamera av märke Sony Hi8 har använts för att kunna göra en jämförelse av antalet verkliga passager. 2.1 Slangräknare Slangräknarna är flyttbara mellan olika mätpunkter. Slangar läggs ut över mätsträckan och då fordonen passerar över slangen skapas en luftpuls som indikeras av ett membran i räknaren. Utrustningen modifierades inför de båda försöken under sommar och vinter med en annan typ av slangar än de som normalt används. För att räknarna skulle känna av den lilla luftpuls som en cykel åstadkommer användes en smalare slang av silikon med en invändig diameter på nio mm, två mm godstjocklek. 2.2 Slingräknare Den använda räknaren tillverkas av Counters & Accesories Ltd. England. Då denna räknare kräver en slinga som ligger nedfräst i asfalten får man betrakta denna som stationär pga. det omfattande arbete som en flyttning innebär. Om däremot flera slingor finns utlagda är utrustningen lika flyttbar som slangräknarna. Genom en i asfalten nedfräst slinga skapas en variation i induktansen då en cykel passerar. Detta lagras som data i ett tvåkanals minne som då även bestämmer riktning och tidpunkt i intervaller för den passerande cykeln. 1

6 Enligt tillverkaren ska det vara möjligt att känna igen två cyklar som passerar bredvid varandra. Den ska inte heller registrera andra metallobjekt som kundvagnar eller barnvagnar. Insamling av mätdata sker genom bärbar PC eller handdator typ Palm. Tabell 1 Tekniska data C&A Cykelräknare Vikt 1,75 kg Minne 32kB, motsvarar 5.5 månader vid registrering av timtrafik i två kanaler Batteri 12 Ah, laddningsbart Driftti Mer än två månader d Counters & Accesories Ltd. uppger att den LCD-display som finns på räknaren inte fungerar då den omgivande temperaturen är kallare än -10ºC. Temperaturer ned mot -30ºC bör dock räknaren tåla utan att förmågan att lagra passager upphör att fungera, vilket dock inte är testat. Ett lager med kompakt snö upp emot 4-5 cm ska också enligt uppgift vara acceptabelt utan att driftstörningar uppstår. Tabell 2 Utrustning Nr Trafikräknare 1 Golden River, Archer 6400 tillverkad Golden River, Archer 6400 tillverkad Golden River, Marksman 0331 tillverkad Golden River, Marksman 0340 tillverkad C&A Cykelräknare, (slingräknare) 2

7 3. Försöksplats Under mars månad 2001, gjordes en uppföljande analys av cykelräknares reliabilitet under vinterförhållanden. Arbetet pågick under fyra dagar, mars. Arbetsmetoden har varit likvärdig med den som utfördes under sommaren 1999, se Wikström (1999). Platsen är densamma som under den tidigare utförda mätningen, se figur 1, dvs. en gång- och cykelväg på Malmudden i Luleå som är en viktig förbindelselänk mellan centrum och ytterområden. Figur 1 Kartbild över centrala Luleå med mätplatsen utmärkt med ett kryss 3

8 De räknare som använts är desamma som under den mätning som genomfördes under sommaren 1999, och är placerade på samma sätt som tidigare, vilket figur 2 visar. cc 0,87 m Kamera ~0,6 m Centrum Riktning 1 Riktning 2 2,5 m 4,1 m ~1 m Slingräknare Slangräknare nr Figur 2 Mätområdet och de utplacerade räknarna 4

9 3.1 Väderförhållanden Eftersom Luleå har vinter under den utförda mätperioden har gång- och cykelbanan varit belagd med ett skikt av snö som har ansetts som packad, vilket bild 1 visar. Underlaget har således varit relativt hårt, men troligen inte lika hårt som bar asfalt. Gångvägarna plogas i lika stor utsträckning som övriga vägar vilket innebär att förhållandena i övrigt varit goda. Bild 1 Översikt över mätområdet 21 mars 2001 Tabell 3 Aktuella väderobservationer under mätdagarna Väderobservationer Datum Temperatur Kommentar Tisdag C Soligt, molnfritt Onsdag C Soligt genom disiga moln Torsdag C Sol, spridda moln Fredag C Sol, blå himmel Under de fyra mätdagarna har temperaturen legat mellan -3 till -9 C. Vädret har varit varierande mellan mulet till soligt, men aldrig snöfall. Underlaget har även haft god friktion genom halkbekämpning med en finkornig grusfraktion. 5

10 4. Videofilmning Liksom den tidigare utförda mätningen som skedde under barmarksförhållanden har även här skett videofilmning för att kunna bestämma hur många cyklister som passerat mätplatsen. De har utförts under de dagar och tider som är angivet i tabell 4. Tabell 4 Tidpunkter för videofilmning Veckodag Datum Tid Antal timmar Tisdag :00-16:10 2,17 Onsdag :05-10:35, 13:15-14:35, 14:40-16:10 4,33 Torsdag :50-16:20 1,50 Fredag :40-09:10 1,50 Totalt: 9,50 Videokamera på stolpe Bild 2 Uppställning av videokamera För att ha möjlighet att exakt avgöra var den nedfrästa slingan är placerad har den markerats med sprayfärg på snön inför samtliga filmningar, detta för att kunna bedöma vilka cyklister som passerat slingan. Slangarna har också rensopats från snö vid dessa tillfällen för bästa funktion och synbarhet. Det har därmed varit enkelt att se hur och var cyklisterna passerat över räknarna. De målade markeringarna på asfalten som utfördes under sommaren, i ett försök att leda in cyklisterna mot mitten av cykelbanan, har ej varit synliga pga. av snötäcket. 6

11 5. Felkällor Liksom under sommarmätningen täcker inte slingräknaren hela gång- och cykelbanans bredd. Orsaken är att den maximala bredden på slingan för denna räknare är 2,5 m. Beroende på snöröjningens utförande kan även de områden som inte täcks in av slingräknaren variera något mer än under barmarksperioden. I figur 2 visas hur den nedfrästa slingan är något förskjuten i sidled. De som cyklar in mot centrum och använder högertrafik har en större del av slingan på sin sida jämfört med de som åker åt motsatta hållet på sin högra sida. Detta kan innebära att fler cyklister som åker från centrum kommer utanför slingräknarens täckningsområde och därmed ej detekteras. En skillnad mellan antalet passager över slangar och slinga uppstår därmed i videoanalysen. Ett visst antal cyklister har passerat mätområdet i bredd och en del har mötts mitt på, enligt videoanalysen. De har dock i videoanalysen räknats som det faktiska antalet cyklister. Några barn på kälke, bagagekärror, barnvagnar, mopeder samt sparkåkare har även passerat över mätplatsen. De är inte många, men de kan bidra till att vara felkällor. Slingräknaren ska enligt tillverkarens uppgifter klara av detta och slangräknarna ska normalt sett kunna ange riktning på de passerande. Vid möte inom mätområdet eller passage i bredd kan denna funktion i vissa fall ge felaktiga data och därmed påverka riktningsfördelningen. Huruvida gående kan aktivera slangmätarna är inte känt, men vid vissa tillfällen har större grupper av människor tillsammans passerat över slangarna och därmed kanske aktiverat räknarna. De slangar som använts är av en annan dimension och typ än de som normalt används till denna typ av trafikräknare. Detta diskuteras utförligare av Wikström (1999) i den tidigare nämnda arbetsrapporten. Då man testade utrustningen inför arbetet med cykelräkning, fann man att det krävdes att den fria änden av slangen var helt igentäppt för att få en tillräcklig kraftig luftpuls för att aktivera räknaren. En cykel har smalare däck, och hastigheten är lägre än för fordon. Då fordonsmätningar sker på vägar har man en grövre slang som inte är helt tät i den fria änden, utan där finns en ventil med ett litet hål som tillåter en viss mängd luft att tränga ut. Detta har man för att undvika att en studsande luftpuls ska uppstå som då kan tolkas av räknaren som ännu en markering. Hur frånvaron av en sådan ventil kan påverka utrustningen, främst vid låga temperaturer, är inte känt, men kan vara en orsak till felkälla. Det omnämns även i rapporten från barmarksmätningen att det är viktigt att slangarna har exakt lika längd för att resultatet ska bli korrekt. 7

12 Bild 3 Översikt av silikonslangar på halkbekämpat vinterunderlag Under vinterförhållanden halkbekämpas normalt gång- och cykelvägar, oftast med en stenfraktion med liten kornstorlek. Detta kan innebära att underlaget för slangarna blir mer ojämnt än under barmarksförhållanden. Om detta kan påverka slangarnas funktion är ej känt. Likaså kan temperaturen påverka slangarna. De kan bli styvare eller mer känsliga för pulser, men detta är fortfarande endast teorier. De slangar som använts är av silikon, ett material som normalt inte ska påverkas i någon större grad av de temperaturer som förekommit vid mättillfällena. Fordonsräknare ska normalt sett kunna användas under vinterklimat med traditionell kringutrustning och de har haft samma inställningar under bägge försöksperioderna. Felen borde därför sökas i kombinationen kyla, underlag och den nya slangutrustningen. 8

13 6. Resultat I tabellerna redovisas resultaten från de aktuella vinterdagarna. De visar dels på antalet passager som passerat enligt räknarna och dels det verkliga antalet cyklister utifrån videoanalysen. Viktigt att notera är att endast cyklister har räknats i videoanalysen. Det passerar trots allt en mindre andel andra transportmedel som eventuellt kan bli detekterade av räknarna som t.ex. mopeder, barnvagnar och sparkåkare. Skillnaden mellan antalet passager över slang och slinga enligt video, är beroende på det utrymme som finns vid sidan av slingan där cyklister kan passera över slangarna men ej över slingan. Även den procentuella skillnaden finns redovisad, utifrån antalet passager. Negativa tal redovisar färre antal registrerade passager än vad videoanalysen visat. Tabell 5 Antal registrerade samt procentuell skillnad av antalet registrerade passager enligt video Tidpunkt, kl. 14:00-16:10 Antal passager Skillnad i procent Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Passager över slang enl. video Trafikräknare 5 (slinga) Passager över slinga enl. video *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum Tabell 6 och 7 visar den andra mätdagen då en tidsindelning har skett till skillnad mot de övriga dagarna. Den tidslucka på fem minuter mellan kl. 14:35 och 14:40 som finns redovisad, är orsakad av att filmen tog slut i en kamera och fick bytas ut. Kolumnerna totalt, avser samtliga tidsintervall tillsammans under denna dag. Tabell 6 Antal registrerade passager på Malmudden Tidpunkt, Totalt 09:05-10:35 13:15-14:35 14:40-16:10 Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Passager över slang enl. video Trafikräknare 5 (slinga) Passager över slinga enl. video *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum 9

14 Tabell 7 Skillnad i procent mellan antalet registrerade och iakttagna passager enligt video Tidpunkt, Totalt 09:05-10:35 13:15-14:35 14:40-16:10 Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare 5 (slinga) *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum Tabell 8 Antal registrerade samt procentuell skillnad av antalet registrerade passager enligt video Tidpunkt, kl. 14:50-16:20 Antal passager Skillnad i procent Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Passager över slang enl. video Trafikräknare 5 (slinga) Passager över slinga enl. video *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum 10

15 Ur tabell 9 kan man utläsa att trafikräknare 5, slingräknaren, har räknat sex passager i riktning 2 istället för de fyra som videofilmen visar. Detta är dock en korrekt räkning. Videoanalysen visar att fyra cyklister och två mopeder har passerat mätområdet, men det är endast cyklister som har avsetts att bli räknade i denna studie. Tabell 9 Antal registrerade samt procentuell skillnad av antalet registrerade passager enligt video Tidpunkt, kl. 07:40-09:10 Antal passager Skillnad i procent Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Passager över slang enl. video Trafikräknare 5 (slinga) Passager över slinga enl. video *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum Då man studerar tabellerna 5 till 9 ovan ser man att slangräknarna oftast har registrerat ett avsevärt högre antal passager och slingräknaren oftast ett lägre värde än vad videoanalysen visat. I sammanställningen i tabell 10 kan man se att samtliga slangräknare uppvisade stora fel. I den tidigare utförda sommarmätningen var det endast räknare nr 2 som då uppvisade ett avvikande mätresultat med endast 5 % avvikelse. Emellertid kan några felaktiga registreringar i trafikräknaren ge en stor procentuell skillnad om antalet cykelpassager är få. Man bör därför jämföra tabell 10 och 11 med varandra. Viktigt att notera är att trafikräknare 5, slingan, har ett lägre antal verkliga passager än slangmätarna pga. det tidigare redovisade smalare mätområdet, se figur 2. Slingräknaren visar dock på en totalt sett rätt god funktion. Tabell 10 Sammanställning från de fyra mätdagarna, antal registrerade passager Datum Samtliga fyra dagar Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Passager över slang enl. video Trafikräknare 5 (slinga) Passager över slinga enl. video *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum 11

16 Tabell 11 visar den procentuella avvikelsen utifrån det verkliga antalet passager enligt videoanalysen. I genomsnitt var den procentuella avvikelsen 47 %, 71 %, 77 % och 49 % för de fyra trafikräknarna, dvs. i genomsnitt 61 % med en standardavvikelse på 15 %. Slingräknaren visar, totalt under samtliga mätdagar, på ett fel i samma storleksordning som under sommarmätningen då felet var 7,2 % mot nuvarande 6,6 %. Tabell 11 Sammanställning från de fyra mätdagarna, skillnad i procent (%) mellan antalet registrerade passager och iakttagna cyklister på video Datum Samliga fyra dagar Riktning* Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare Trafikräknare 5 (slinga) *Riktning 1 är mot centrum och 2 från centrum Resultatet för samliga fyra mätdagar presenteras avslutningsvis även grafiskt i diagram 1 nedan Diagram 1 Procentuell skillnad mellan antal registrerade passager och antal enligt videoanalys mars 2001 Procentuell skillnad mellan antal registrerade passager och antal enligt videoanalys 100 Riktning 1 mot centrum Riktning 2 från centrum Summa riktning 1 och % Trafikräknare 1 Trafikräknare 2 Trafikräknare 3 Trafikräknare 4 Trafikräknare 5 (slinga)

17 7. Diskussion Den analys av trafikräknarna som tidigare utförts under barmarksförhållanden visade på en god funktionalitet på räknarna. Det var endast slangräknare nr 2 som hade en större felmarginal än de övriga men ej i samma storleksordning som denna analys visat. 7.1 Slangräknare De resultat som framkommit under vinterförhållanden visar på stora fel för samtliga slangräknare. Felen är oregelbundna och visar inget tydligt mönster. Om man betänker förhållandena med kyla, mjukare underlag mm. hade man kanske kunnat förvänta sig alltför få registreringar. Orsaken till resultatet är inte känt, men de troliga felkällor som angivits, bl.a. slangarnas tilltäppta ände och därmed eventuellt studsande luftpulser i kombination med kyla borde undersökas närmare. Frågan kvarstår dock varför det skulle ge upphov till så stora fel speciellt under vinterklimat. En annan teori, som inte är fastlagd, kan vara att förhållandet mellan antalet gående och cyklister är förändrat under vintern. Fler personer väljer då att promenera istället för att cykla. Om slangarna då är känsliga för att man går på dom, kan detta ge upphov till ett ökat antal felregistreringar. 7.2 Slingräknare Slingräknaren visar fortfarande på rätt god funktion. Felen var 8 %, -4 %, -3 % och 12 % de olika mätdagarna och totalt sett över samliga dagar 7 %. De fel som visar sig är oftast inte större än tidigare, och de fel som finns kan oftast förklaras med passage av mopeder eller cyklister som passerar i bredd eller möts inom mätområdet. För att uppnå ett säkrare resultat av trafikräknarnas funktion under vinterförhållanden, bör man förlänga den studerade tidsperioden. Fler dagar, med ett mer varierande klimat beträffande temperatur och snömängder kan ge ett bättre underlag till att finna troliga orsaker till felkällor. 13

18 Referenser Bergström, Anna, VTI, Linköping, väderobservationer de aktuella vinterdagarna Counters & Accesories Ltd. ( ) Lindström, Bert, Väglaboratoriet i Norr AB, Boden, Tfn: (2002) TDP Trafikdata Produkter AB, Borlänge, ( ) Wikström, Per-Erik, (1999), Analys av trafikräknares användbarhet som cykelräknare. Arbetsrapport Nr 1999:2, Luleå tekniska universitet. 14