The mission of the H2020 CoEXist project is to enable mobility stakeholders to get “Automation-ready” – which CoEXist currently defines as conducting transport and infrastructure planning for connected and automated vehicles (CAVs) in the same comprehensive manner as for existing modes such as conventional vehicles, public transport, pedestrians, and cyclists, while ensuring continued support for existing modes on the same network. This definition will be fine-tuned through stakeholder engagement processes. The H2020 CoEXist project started in May 2017 and will run until April 2020. This paper introduces this project and covers its progress until January 2018, with a focus on the methodology of the “Automation-ready framework” that provides a planning framework for urban road authorities to prepare for the introduction of CAVs on the road network. The framework includes elements about strategic urban mobility planning for CAVs and a clear guide for urban transport planners with a list of concrete actions that cities can do now to plan for CAVs on their road network

Framkomligheten på mötesseparerade vägar med växelvis omkörningsfält (så kallade 2+1-vägar) beror på hur stor del av vägens sträckning som har omkörningsfält, vilket brukar benämnas som andelen omkörbar längd. För att utnyttja vägen på ett effektivt sätt bör utformningen och lokaliseringen av omkörningsfälten upprättas för att i största möjliga mån undvika onödig köbildning och fördröjning. Olika utformningsalternativ för omkörningsfälten har olika fördelar. Kortare omkörningsfält innebär begränsade tidsfönster för köavveckling, men medför samtidigt snabba upprepningar av omkörningstillfällen. Längre omkörningssträckor innebär bättre möjlighet till omkörning av flera fordon vid ett och samma tillfälle, men medför samtidigt ökade enfältslängder vilket ökar risken för upphinnanden.

Denna rapport presenterar en trafiksimuleringsstudie av hur olika längder för omkörningsfälten påverkar framkomligheten. Resultaten från simuleringsstudien indikerar att omkörningsfält med längder mellan 1 050 och 1 400 meter innebär kortast restid. Skillnaderna är dock små (~0,4 sekunder per kilometer) och dessutom inte statistiskt signifikanta. Nyttan med att utforma 2+1-vägar med optimala längder för omkörningsfälten för att maximera framkomlighet kan således ifrågasättas. Baserat på resultaten är det dock rimligt att ifrågasätta konceptet med att bygga mycket långa omkörningsfält (som den nuvarande rekommendationen i Trafikverkets riktlinjer för vägars- och gators utformning (VGU) till viss del antyder). Det är tydligt att risken för upphinnanden på enfältssträckorna är mycket stora, vilket påverkar den totala restiden.

.

The traffic performance at oncoming lane separated highways with alternating dedicated overtaking lanes (so called 2+1 roads), is dependent on the share of two lane segments (also known as the share of overtaking length). In order to maximize utilization and traffic performance, the configuration of the overtaking lanes should be designed to avoid congestion and delays. Short overtaking lanes implies limited time of queue discharge, but gives frequently recurring possibilities to overtake. Increased lengths of overtaking lanes imply the possibility to overtake several vehicles per overtaking lane, but increases the risk of catching up slower vehicles since the configuration also results in increased lengths of one lane segments.

This report presents a traffic simulation study of how different configurations affects the throughput at 2+1 roads. The results indicate that overtaking lanes between 1 050 and 1 400 meters result in shortest travel time. However, the differences are small (~0.4 seconds/km) and not statistically significant. Thus, the benefit of optimizing the configuration in terms of throughput could be questioned. Based on the results, it becomes reasonable to question the concept of designing 2+1 roads with long overtaking lengths (which corresponds to the recommendations from the Swedish Transport Administration (Trafikverket)). The major risk of catching up a slower vehicle at the one lane segments obviously affects the travel time.

Hastighetsflödessamband är en viktig del i Trafikverkets modell för bedömning av Effekter vid väganalyser (EVA). I denna rapport presenteras förslag till nya hastighetsflödessamband för motorvägar, fyrfältsvägar, mötesfria motortrafikleder, mötesfria landsvägar samt tvåfältiga landsvägar. Förslagen baseras på data från mätningar med Trafikverkets trafikmätningssystem (TMS) samt kompletterande modellberäkningar. För varje vägkategori har TMS-datamaterialet kvalitetssäkrats, bearbetats och analyserats. Datamaterialet presenteras i form av hastighetsflödesdiagram för personbilar, bussar och lastbilar utan släp samt lastbilar med släp. För varje typsektion har sedan en jämförelse av nuvarande samband och mätdata genomförts. Vid behov har förslag till revidering av nuvarande samband tagits fram. De mest signifikanta förändringarna jämfört med föregående revidering från 2013 är: medelfrihastigheten för lastbilar utan släp har generellt sett ökat på samtliga vägtyper utom tvåfältsvägar där hastigheten minskat; medelfrihastigheten för lastbilar med släp har generellt sett minskat; hastigheten på tvåfältsvägar har generellt sett minskat.

Speed-flow relationships are an important part of the Swedish Transport Administration (Trafikverket) model for evaluation of effects of road facilities (the EVA model). This report present suggestions for new speed-flow relationships for motorways (MV), low standard motorways (4F), oncoming lane separated highways with grade separated intersections (MML), oncoming separated highways with at grade intersections (MLV), and two-lane highways. The suggestions are based on data from measurements using the Swedish Transport Administration’s traffic measurement system TMS in combination with model calculations. The TMS data have, for each road category, been quality checked, processed and analysed. The data material is presented as speed-flow diagrams for passenger cars, buses and trucks without trailer, and trucks with trailers. A comparison of the current speed-flow relationships and the TMS-measurements was then conducted for each road category, and if needed a suggestion for a revision was presented. The most significant changes from last revision from 2013 are: average free flow speed for trucks without trailer have in general increased for all road types except two lane highways for which the speed has decreased; average free flow speed for trucks with trailers have in general decreased; and the average speed on two lane highways have in general decreased

Vid ruttvals- och restidsberäkningar i statiska nätutläggningsprogram (Emme, Visum, TransCad) används så kallade restidsfunktioner. Sambanden beskriver hur restiden beror av trafikvolymen för olika typer av vägar. Dessa restidsfunktioner är en av grundbultarna i persontransportmodeller som det svenska Sampers-systemet. Detta notat redovisar en förstudie med syftet att undersöka hur restidsfunktionerna i det svenska Sampers-systemet bör utformas och kalibreras. Detta innefattar hur vägklassindelningen bör göras, vilken typ av funktioner som ska användas, hur de ska kalibreras och vilken data som behöver samlas in för kalibreringen. För att undersöka detta genomfördes: en litteraturstudie för att utröna state-of-practice; workshops för att fånga upp användares erfarenheter av de nuvarande svenska restidsfunktionerna; workshops med experter på datainsamling för att diskutera mest lämpliga datakällor och datainsamlingstekniker; samt projektinterna diskussioner kring olika kalibreringsansatser och metoder.

Litteraturstudien visade att det finns få riktlinjer om hur restidsfunktioner bör eller ska kalibreras. Vanligtvis har parametrarna kalibrerats genom kurvanpassning mot punktmätningar av flöde och medelhastighet. Det finns några exempel där kalibreringen baserats på restidsmätningar med ”floatingcar” eller restidskameror. Baserat på tidigare genomförda studier i Sverige och den genomförda litteraturstudien konstateras att restidsfunktioner som ger en bra beskrivning av trafikföringen på enskilda länkar inte nödvändigtvis ger en bra överenstämmelse av modellberäknade och uppmätta flöden och restider. För att motverka detta har det i litteraturen föreslagits och testats kalibreringsmetoder där kalibreringen av parametrarna genomförs med hjälp av optimeringsalgoritmer med syftet att minimera skillnaden mellan modellberäknade och uppmätta länkflöden och restider. Baserat på litteraturstudien och diskussioner i projektgruppen så är slutsatsen att en sådan ansats bör undersökas. För att undvika överkalibrering och orimliga parametervärden bör möjliga parametervärden begränsas.

För kalibreringen behövs både länkflödesobservationer och restidsobservationer. Länkflödesobservationer genomförs återkommande för andra syftet och kan hämtas från Trafikverkets och kommunernas ordinarie trafikmätningar. Restidsdata föreslås hämtas från de upphandlingar av inköp av restidsdata som Göteborgs och Stockholms stad genomfört tillsammans med Trafikverket. Förstudien rekommenderar Trafikverket att också undersöka möjligheten att köpa in restidsdata för större delen av sitt huvudvägnät.

Route choice calculations in static traffic assignment models (as Emme, Visum, TransCad) are based on travel time estimations using volume delay functions. The volume delay function (also denoted travel time functions) describe how the travel time depend on the traffic volume for different types of roads. The volume delay functions are one of the base elements in travel prognosis models as the Swedish Sampers model system. This report presents a pre-study with the aim to investigate how volume delay functions should be designed and calibrated, including which road classification to use, which type of volume delay function that should be used, how the functions should be calibrated and which data that is needed for the calibration. These questions were investigated by a literature review on state-of-practice, workshops with experienced Sampers users to collect information and experiences of the current volume delay functions in Sampers, workshops with research experts on data collection of travel times, and project internal discussions on calibration methodologies.

The literature review showed that there are few guidelines on how volume delay functions can or should be calibrated. The calibration is commonly conducted by fitting the volume delay function curve to cross-sectional measurements of flow and mean speed. There are some examples of calibration based on travel time measurements based on floating car measurements or number plate recognition. These calibration approaches focus on describing travel time for a given link based on the flow at the link. However, based on the literature review and experience from earlier research in Sweden it is concluded that volume delay functions that represent the traffic process on a road link in a good way do not necessary give a good fit of the static assignment calculated and observed link and route flows and travel times. There are several attempts described in the literature of calibration approaches that aim to minimize the difference between model calculated and observed flows and travel times using optimization techniques. The suggestion from the pre-study is that such an approach should be investigated for calibration of the Sampers volume delay functions. To avoid overfitting and unrealistic parameters values the optimization should include lower and upper limits of the parameters.

The calibration requires both link flow and travel time observations. Link counts are regularly measured for other purposes and can be collected from the Swedish Transport Administration and municipality regular traffic measurement programs. The suggestion for travel time data is to use the travel time data that currently is commissioned by the Swedish Transport Administration and Stockholm and Göteborg municipality. Our recommendation is also that the Swedish Transport Administration investigate the possibility to buy travel time data for the Swedish main road network.

Denna rapport presenterar metod och resultat för framtagning av nya restidsfunktioner till trafikprognosverktyget Sampers. Restidsfunktioner innehåller en del som beskriver fördröjning på vägen och en del som beskriver fördröjningen i samband med korsningar. Då det är svårt och dyrt att göra samtidiga mätningar av trafikflöden och restider har en alternativ ansats använts där restidsfunktionerna kalibrerats baserat på beräkningar av korsningsfördröjning för olika korsningsutformningar med korsningsmodellen Capcal. De framtagna restidsfunktionerna har testats och validerats och är nu implementerade i Samperssystemet.

This report presents method and result for the development of new travel time functions for the Swedish national transport planning modelling system Sampers. Travel time functions include one part that describes the travel time delay on road links and one part that describes the delay at intersections. It is difficult and expensive to conduct synchronized measurements of traffic flow and travel times. An alternative approach has therefore been applied in which the travel time functions were calibrated based on calculations of intersection delay for different intersection designs using the intersection delay and capacity model Capcal. The travel time functions developed were tested and validated are now implemented in the Sampers system.

This paper presents a micro-simulation model that takes flared design of rural intersections into consideration. The intersection model is designed with input parameters that describe the geometric conditions of the flare. The behavior model includes both a traditional gap-acceptance sub-model and a passage model for modelling of vehicles’ possibility to pass other vehicles using the flare. The intersection model developed has been implemented in the traffic micro simulation model RuTSim. The gap-acceptance part of the model has been calibrated using data for stop and yield 3-way intersections. The validation was performed by using video recordings to calculate delay for the yield regulated intersection and time in queue and service time for the stop regulated intersection. The results from the validation simulations correspond well with the empirical validation data. The effect of the flare on delay has been studied by using 3 different intersection lay-outs and different levels of minor and major flow. The result shows that the delay is decreasing with increasing intersection radius.

Dedicated bus lanes and bus streets have, in recent years, become common measures for prioritisation of public transport. By ensuring free path along routes, they increase average speed and travel time reliability of buses. However, a major drawback is that the total traffic capacities of the roads decrease. Hence, these measures are only suitable when the total traffic flow is low enough to allow for a reduction of lanes; if it is possible to reroute adjacent traffic; or if it is possible to extend the road with additional lanes. A supplementary priority measure could be to utilize dynamic bus lanes (also called intermittent bus lanes and bus lanes with intermittent priority). Dynamic bus lanes are only dedicated for buses when and where the buses need them, and otherwise open for all vehicles to use. At any given point, adjacent traffic is only permitted from using the dynamic bus lanes at the stretches where buses are in the vicinity. This report presents the results from a pre-study, investigating the potential that dynamic bus lanes could have as a priority measure for public transport in a Swedish context.

Knowledge of situations in which dynamic bus lanes have the highest potential, and their implementation requirements is scarce. It is moreover uncertain how they would affect traffic safety, level of service and user experience. Two real world field tests have been conducted; one in Lisbon and one in Melbourne. The installation in Melbourne is now permanently applied for trams on one street. The field test in Lisbon was on the contrary not made permanent, although the results showed large benefits for buses and limited adverse effects on other vehicles. Dynamic bus lanes have also been investigated by means of traffic analysis and traffic simulation experiments. In general, these studies show that the effects on travel time for buses are in general positive and delays for other vehicles are limited. Results from example calculations in this pre-study show that this also could be true for a Swedish context. It has also been identified that the effects on travel times are highly dependent on factors such as: the total traffic flow; the bus flow, the capacity of roads and junctions; the distance between junctions and bus stops; the type of bus stops and the yielding rules at bus stops. The effects on travel time variations are unclear and need to be further investigated.

Few rigorous research studies have in general been undertaken to measure the user experiences or road safety implications of bus priority schemes, and evidence from those that do exist are mixed. Anyhow, the experiences from Lisbon and Melbourne suggest that drivers in adjacent lanes in general understand and accept that they are deprived of the right to use the lane when the buses need it, and that they will behave appropriately. Neither of the field tests has observed any negative impact on road safety. A workshop was conducted within this pre-study in order to further investigate plausible user experiences. The results indicate that bus drivers’ stress levels could be reduced; the relative attractiveness of travelling by bus might rise; and that motorists probably would experience the introduction of dynamic bus lanes as neither good nor bad, as long as the system is fairly intuitive.

Technical solutions for implementing dynamic bus lanes exist. A dynamic bus lane system would require development of a system control unit and integration with bus sensors, sensors for traffic flow measurement, variable message signs (to inform road users of the current status of the dynamic bus lane) and traffic signals. It is moreover, in Sweden, possible to develop a local traffic rule that regulates dynamic bus lanes. However, the rule needs to be properly specified, designed, communicated, signed and marked on the road.

The overall conclusion form the pre-study is that dynamic bus lanes could be a useful complementary priority measure for public transport vehicles in Sweden, especially when dedicated bus lanes are not feasible or desirable. However, a real world installation in Sweden, including pre implementation traffic analysis, is needed, in order to further investigate the potential and consequences. Thus, the next step is to plan for an implementation on a specific road stretch. That would include both estimation of costs, and generate input to further studies of effect on level of service and user experience. Driving simulators and traffic simulation experiments are applicable methods for investigating these issues.

Busskörfält (körfält för fordon i linjetrafik m.fl.) och bussgator har under senare år blivit vanliga åtgärder för att prioritera kollektivtrafik. Genom att säkerställa fri väg längs med bussrutten så bidrar de till att öka bussarnas medelhastighet och restidssäkerhet. En nackdel är dock att den totala kapacitet på dessa vägar minskar. Dessa åtgärder är således endast lämpliga när trafikflödet är tillräckligt lågt för att klara en reducering av antalet körfält; när övrig trafik kan dirigeras om; eller när det finns möjlighet att utöka vägen med ytterligare körfält. En alternativ åtgärd kan vara att använda dynamiska busskörfält (internationellt även benämnt som ”intermittent bus lanes” och ”bus lanes with intermittent priority”). Dynamiska busskörfält är endast reserverade för kollektivtrafik när kollektivtrafiken behöver det och annars tillgängliga för alla fordon. Övrig trafik är endast förbjuden att använda det dynamiska busskörfältet när det finns en buss i närheten. Denna rapport presenterar en förstudie som undersökt vilken potential som dynamiska körfält har som åtgärd för prioritering av kollektivtrafik på svenska vägar.

Kunskapen om i vilka trafiksituationer som dynamiska busskörfält har störst potential och vilka krav och begränsningar som finns för ett införande i Sverige är otillräcklig. Det är också oklart hur ett införande skulle påverka trafiksäkerhet, framkomlighet och användarna. Två fältförsök har genomförts; ett i Lissabon och ett i Melbourne. Installationen i Melbourne blev permanent och används för att prioritera spårvagnar på en vägsträcka. Fältförsöket i Lissabon blev inte permanent även om resultaten visade på stora vinster for bussarna och endast begränsad effekt på övrig trafik. Dynamiska busskörfält har även undersökts med hjälp av trafikmodellsanalyser och trafiksimuleringsexperiment. Studierna visar på att effekten på bussarnas restid är positiv och att fördröjningen för övriga fordon överlag är begränsad. Resultat från exempelberäkningar från denna förstudie visar på att detta kan vara sant även för svenska förhållanden. Effekterna på restid beror kraftigt på faktorer som: det totala trafikflödet; bussflödet; vägens- och korsningarnas kapacitet; avståndet mellan korsningar och busshållplatser; typ av busshållplats; och väjningsregler vid busshållplatser. Effekterna på restidsosäkerhet är oklara och behöver undersökas ytterligare.

Det har generellt sett genomförts få undersökningar av användarupplevelser och trafiksäkerhetseffekter av olika bussprioriteringsåtgärder och slutsatserna från de undersökningar som finns är delvis motstridiga. Erfarenheterna från Lissabon och Melbourne visar på att förarna i närliggande körfält i allmänhet förstår och accepterar att de inte får använda det dynamiska körfältet när bussen behöver det. Inget av fältförsöken visade på några negativa effekter på trafiksäkerheten. Inom ramen för förstudien genomfördes en workshop för att ytterligare undersöka möjliga effekter från användarnas perspektiv. Resultaten indikerar att: bussförarnas stressnivå kan komma att minska; den relativa attraktiviteten för bussresor kan komma att öka; samt att privatbilister troligen kommer att uppfatta dynamiska busskörfält som varken bra eller dåliga så länge systemet är intuitivt.

Det finns befintliga tekniska lösningar som kan användas för att implementera dynamiska busskörfält. Ett system för dynamiska busskörfält skulle kräva utveckling av en styrapparat samt integrering med buss-sensorer, detektorer (för att mäta trafikflöde), variabla meddelandeskyltar (för att informerar trafikanterna om aktuella status för det dynamiska busskörfältet) och trafiksignaler. Vidare verkar det möjligt att utforma lokala trafikregler för reglering av dynamiska busskörfält. En sådan regel måste dock utformas, förmedlas och märks ut på ett korrekt och lättförståeligt sätt.

Förstudiens generella slutsats är att dynamiska busskörfält har potential och kan vara ett intressant komplement för att prioritera kollektivtrafikfordon, speciellt när ett fast busskörfält inte är möjligt eller önskvärt. Men en testinstallation i Sverige föregången av en trafikanalys behövs för att fullt ut kunna utvärdera potentialen och konsekvenserna. Ett naturligt nästa steg vore således att genomföra en projektering för en verklig implementation. Dels för att kunna utvärdera kostnader och dels för att generera indata till studier av framkomlighet, förarbeteende och användaracceptans. Körsimulator- och trafiksimuleringsexperiment är lämpliga metoder för att studera detta.

To improve road safety on parts of the road network carrying low traffic volumes, road designs are proposed including single-lane road segments and periodic overtaking lanes. These roads have been proven to contribute to substantial benefits in terms of road safety. However, overtaking of slower vehicles is only possible on segments including an overtaking lane and not on the single-lane road segments. Driver and vehicle heterogeneity resulting in differences in desired speeds are consequently decisive for the traffic performance. Sufficient quality of service is relying on an appropriate design and distribution of single-lane segments and overtaking lanes. In this paper, we study the effect of the desired speed distribution on traffic performance on single-lane road segments. Expressions are derived for the travel time, delay and percent time spent following. The derived expressions link the desired speed distribution, the single-lane segment length and the traffic flow to the resulting traffic performance. The results are verified through comparison with measures based on microscopic traffic simulation. The conclusion is that there is a good agreement between derived measures and simulation results. The derived measures should therefore not only be of theoretical interest, but also of practical use to estimate traffic performance on single-lane road segments.

In driving simulation, a scenario includes definitions of the road environment, the traffic situation, simulated vehicles’ interactions with the participant’s vehicle and measurements that need to be collected. The scenarios need to be designed in such a way that the research questions to be studied can be answered, which commonly imply exposing the participant for a couple of predefined specific situations that has to be both realistic and repeatable. This article presents an integrated algorithm based on Dynamic Actor Preparation and Automated Action Planning to control autonomous simulated vehicles in the simulation in order to generate predefined situations. This algorithm is thus able to plan driving actions for autonomous vehicles based on specific tasks with relevant contextual information as well as handling longitudinal transportation of simulated vehicles based on the contextual information in an automated manner. The conducted experiment shows that the algorithm is able to guarantee repeatability under autonomous traffic flow. The presented algorithm can benefit not only the driving simulation community, but also relevant areas, such as autonomous vehicle and in-vehicle device design by providing them with an algorithm for target pursue and driving task accomplishment, which can be used to design a human-vehicle cooperation system in the coming era of autonomous driving.