As buses often share space with other vehicles, their travel time and reliability are affected by the flow of traffic. This can be mitigated by prioritization measures as bus streets or bus lanes, but such measures are not always possible due to limited space or too large impact on other traffic. An alternative is dynamic bus lanes, which only are reserved for buses when needed. The aim of this article is to explore the feasibility of dynamic bus lanes through a case study of a main arterial towards the city centre of a low/medium sized city with multiple bus lines arriving at different intersections along the main arterial. This is investigated by setting up and calibrating a microscopic traffic simulation model for a real world case. The simulation model is used to study impacts of dynamic bus lanes compared to two cases: current operations of mixed traffic (no bus lane) as baseline, and dedicated bus lane. The simulation results demonstrate that dynamic bus lanes can contribute to keeping a good punctuality even at higher traffic demands, this due to decreased travel time variability. However, the total travel time for all travellers (independent of mode) increase (even if buses are assumed to be full). 

Speed-limiting geofencing has been suggested as a mean to improve both traffic safety and to reduce emissions from road transport. However, there is limited knowledge of the effect of geo-fencing on air quality and noise. In this project we have performed a combined measurement and modelling study to evaluate the effects of geofencing on traffic performance, traffic safety (described elsewhere), exhaust and noise emissions.

Geofencing av hastighet, dvs att begränsa fordons hastighet inom ett visst geografiskt område, har föreslagits vara ett sätt att förbättra både trafiksäkerhet och miljö. Kunskap om effekter av geofencad hastighet i praktiken saknas dock till stor del. Inom projektet ”Utvärdering av geofencing”, finansierat av Trafikverket, har effekter på trafiksäkerhet, avgasemissioner och buller undersökts.

Tidigare forskning kring inom trafikstyrning har till stor del fokuserat på infrastrukturutveckling för att möjliggöra tekniken eller på förares inställning till tekniken. Det finns relativt få studier av vilka effekter geofencing har på framkomlighet, säkerhet och miljö. Vi har därför undersökt effekter av geofencing av hastighet och hur effekterna påverkas av andelen geofence-utrustade fordon.

För utvärderingen användes mikroskopisk trafiksimulering med verktyget PTV Vissim v2022. Den simulerade vägsträckan hade två körfält och bestod av en 50 km/h sträcka med en lokal hastighetsbegränsning på 30 km/h. Modellens parametrar för önskad hastighetsfördelning och acceleration kalibrerades baserat på mätdata från en representativ verklig vägsträcka. För skattningen av önskad hastighet användes Kaplan-Meier metoden. Geofencade fordons hastighet begränsades till hastighetsgränsen och deras retardationsnivåer justerades föratt återspegla komfortabel retardation till en lägre hastighetsgräns. Emissioner beräknades med hjälp av emissionsmodellen PHEM baserat på de simulerade fordonens hastighetsprofiler.

Två fall studerades. Ett fall med och ett fall utan ett signalreglerat övergångsställe på 30-sträckan. Vidare studerades olika trafikflödesnivåer, andel utrustade fordon och olika antaganden kring retardationsbeteende vid hastighetsgränsförändringar. 

Resultaten från trafiksimuleringskörningarna visar på tydliga effekter på hastighetsfördelningen mellan fordon. Effekten blir tydligare med ökande andel utrustade fordon. Dock krävs det relativt höga andelar utrustade fordon (70–80%) för att 85-percentilen för hastighetsfördelningen ska hamna på hastighetsgränsen. Som väntat krävs det fler geofence utrustade fordon för att uppnå detta vid låga trafikflöden, men det krävs också relativt höga andelar utrustade fordon även vid högre flöden. 

Slutsatsen är att geofencing av hastighet har goda effekter på hastighet och hastighetsspridning men att det speciellt vid låga flöden krävs relativt stor andel utrustade fordon för att få mer eller mindre samtliga fordon att följa hastighetsgränsen. Vidare observeras ingen märkbar vare sig positiv eller negativ effekt på emissioner ifall fordonen till och från behöver stanna i t.ex. korsningar vilket ofta är fallet i urbana miljöer. 

Kortare restider och minskad restidsosäkerhet kan stärka kollektivtrafikens konkurrenskraft. Busstrafiken delar ofta gatuutrymme med andra trafikanter och restider och restidsosäkerheter påverkas därför av övriga trafikflöden och hur dessa flöden varierar över dagen. Ett sätt att motverka detta är kollektivtrafikprioriteringsåtgärder, som t.ex. bussgator eller busskörfält. Det är dock inte alltid möjligt att införa sådana åtgärder på grund av begränsat utrymme eller för stor påverkan på övrig trafik. Ett alternativ är dynamiska busskörfält, vilka bara är reserverade för kollektivtrafik när en buss behöver det.

Utvärderingen genomfördes med hjälp av en trafiksimuleringsmodell i SUMO över Laholmsvägen i Halmstad, en infartsväg med två körfält och signalreglerade korsningar. Modellen kalibrerades med avseende på hastighetsspridning, körfältsflödesfördelning, accelerationsfördelning, etc. baserat på gps-data från Hallandstrafikens bussar, flödesmätningar från Halmstad kommun och videobaserade mätningar av samtliga fordons körförlopp vid två av korsningarna. Tre olika fall studerades, inget busskörfält, fast busskörfält och dynamiskt busskörfält för 3 olika trafikflödesnivåer, dagens trafik samt 20% och 40% ökning. Då det inte finns någon standardalgoritm för dynamiska busskörfält implementerades ett förslag till algoritm i simuleringsmodellen som utgår från att variabla busskörfältsskyltskyltar placeras ut med jämna mellanrum och när en buss detekteras startas en reserveringsprocess som säkerställer att busskörfältet är aktiverat och fritt för bussen när den anländer till busskörfältet. 

Simuleringsresultaten visar på att såväl fasta som dynamiska busskörfält ger liten eller ingen restidsvinst för busstrafiken för dagens trafik. Fasta busskörfält ger stor inverkan på övrig trafik i samma riktning, men ingen effekt på motsatt riktning eller sidogator. Dynamiska busskörfält ger mindre restidsinverkan på övrig trafik än de fasta busskörfälten, men inverkan på övrig trafik är större än restidsvinsten för busspassagerarna. Dynamiska busskörfält har en viss effekt på restidsosäkerheter. För båda typerna av busskörfält finns risken att busskörfälten skapar så långa köer att de blockerar bussens tillgång till busskörfältet. Emissionsberäkningarna visar på begränsade minskningar i emissioner för busstrafiken och betydligt större emissionsökningar för övrig trafik, större ökning vid fasta busskörfält än dynamiska.

Kortare restider och minskad restidsosäkerhet kan stärka kollektivtrafikens konkurrenskraft. Busstrafiken delar ofta gatuutrymme med andra trafikanter och restider och osäkerheter i restiden påverkas därför av övriga trafikflöden. Detta kan motverkas genom åtgärder för att prioritera busstrafik, som till exempel bussgator eller busskörfält. Sådana åtgärder är dock inte alltid möjliga på grund av begränsat utrymme eller för stor påverkan på övrig trafik. Ett alternativ är dynamiska busskörfält, vilka bara är reserverade för kollektivtrafik när en buss behöver det.

Tidigare forskning kring dynamiska busskörfält innefattar bland annat tre fältförsök. Dokumentationen från försöken är tyvärr begränsad och slutsatserna är primärt att dynamiska busskörfält har potential. Tidigare studier av dynamiska busskörfält med trafikmodeller visar på minskad bussrestid och begränsad fördröjning för övriga fordon. Dock är förhållandena som studerats oftast inte representativa för en svensk kontext. Syftet med denna studie är att utvärdera effekter på framkomlighet och emissioner av dynamiska busskörfält längs en huvudgata/infartsväg i en medelstor svensk stad för verklighetsbaserade trafikflöden och bussfrekvenser.

Utvärderingen har genomförts som en trafiksimuleringsfallstudie av en i Sverige vanligt förekommande huvudgata/infartsväg med två körfält med trängselproblem under kortare tidsperioder på morgonen och eftermiddagen. Laholmsvägen i Halmstad, en infartsväg med två körfält och signalreglerade korsningar, har använts som utgångspunkt för att studera olika typer av trafikförhållanden. Modellen kalibrerades baserat på körförlopp från Hallandstrafikens bussar, trafikmätningar från Halmstad kommun och körförlopp från video vid två korsningar.

Reduced travel time and increased reliability can improve the competitiveness of public transport. Buses often share space with other vehicles and travel time and reliability depends on traffic flow. This can be mitigated by prioritization measures as bus streets or bus lanes, but such measures are not always possible due to limited space or too large impact on other traffic. An alternative is dynamic bus lanes, which only are reserved for buses when needed. 

Previous research on dynamic bus lanes includes three field trials, but documentations are unfortunately limited. The conclusions are primarily that dynamic bus lanes have potential. Previous traffic model investigations of dynamic bus show reduced bus travel time and limited delay for other traffic. However, the studied traffic conditions do not represent typical Swedish conditions. The aim of this report is therefore to study impacts on traffic performance and emissions for a main arterial with real world bus frequencies for a Swedish situation. 

The investigation is based on a traffic simulation case study for a common Swedish arterial with two lanes, signalized intersections and congestion limited to short peaks. Laholmsvägen in Halmstad was used as a starting point to study impacts for different traffic demands. The model was calibrated using bus trajectories, traffic and turning counts and vehicle trajectories from video for two intersections.  

Geofencing can be used for governing connected vehicles, for instance in terms of speed or use of fuel, within a digital geographic zone. The overall aim of this project was to examine the potential of speed-limiting geofencing with respect to measurable effects on traffic safety, health, and the environment.

The project consisted of a literature review, a test track study, and a traffic simulation study. The literature review aimed to examine studies on effects of geofencing and revealed that studies on speed-limiting geofencing are few. The test track study evaluated the effects of geofencing on a single vehicle. Two scenarios with a relevant application in the real world were chosen, i.e., speed-limiting in connection with a school and a hospital, respectively. Three different driving patterns were used, based on data from real traffic, and speed, pollutant emissions and noise were measured.

The test track study showed that there is a potential for increased traffic safety in these types of traffic environments, especially for pedestrians and cyclists, without negative effects on the environment. The traffic simulation study aimed to estimate the effects of geofencing implemented on a larger scale by simulating a whole vehicle fleet, with various percentages of geofenced vehicles. The hospital scenario was chosen for traffic simulation, and it was concluded that a high percentage of vehicles with geofencing implemented is needed for most vehicles to respect the posted speed limit. In addition, the total effect of geofencing parts of a vehicle fleet might not be a decrease in emissions.

The overall results from the project indicate that geofencing vehicle speed could lead to increased traffic safety without negative consequences for health in terms of pollutant emissions and noise. There is however a need to follow up the effects on a vehicle fleet in real traffic environments.

Geostaket (geofencing) kan användas för att styra uppkopplade fordon, exempelvis gällande hastighet eller val av bränsle, inom ett digitalt avgränsat geografiskt område. Huvudsyftet med detta projekt var att undersöka potentialen av hastighetsbegränsande geostaket med avseende på mätbara effekter på trafiksäkerhet, hälsa och miljö. Detta görs genom att studera ett fåtal enskilda fall där användande av geostaket skulle kunna vara en tänkbar åtgärd för att öka hastighetsefterlevnaden.

Inom projektet genomfördes en litteraturstudie, en studie på testbana och en trafiksimuleringsstudie. Litteraturstudiens syfte var att undersöka tidigare studier om effekter av geostaket och den visade att det endast finns ett fåtal studier om hastighetsbegränsande geostaket. Testbanestudien utvärderade effekterna av geostaket på ett enskilt fordon. Två scenarier med en relevant tillämpning i verkligheten valdes ut, nämligen hastighetsbegränsning vid en skola respektive vid ett sjukhus. Tre olika körmönster användes, baserade på data från verklig trafik. Hastighet, avgasemissioner och buller mättes på testbanan för dessa körmönster.

Testbanestudien visade att det finns potential för ökad trafiksäkerhet i dessa typer av trafikmiljöer, särskilt för fotgängare och cyklister, utan negativa miljöeffekter. Trafiksimuleringsstudiens syfte var att uppskatta effekter av användning av geostaket i större skala genom att simulera en hel fordonsflotta, där andelen fordon med geostakettillämpning varierade. Sjukhusscenariot användes vid trafiksimuleringen och slutsatsen var att en hög andel fordon med geostakettillämpning behövs för att de flesta fordon ska respektera hastighetsgränsen. Dessutom visade resultaten att totaleffekten av att inhägna delar av en fordonsflotta inte nödvändigtvis är minskade avgasemissioner.

Sammanfattningsvis indikerade resultaten från projektet att tillämpning av geostaket för fordonshastighet kan leda till ökad trafiksäkerhet utan negativa konsekvenser för hälsa i form av avgasemissioner och buller. Det finns dock ett behov av att följa upp effekterna på en fordonsflotta i verklig trafikmiljö.

This data repository contains all outputs from the microscopic traffic simulation experiment of speed-limiting geofencing for a hospital zone in an urban corridor of Gothenburg, Sweden as a part of the research project entitled "Evaluation of the potential of speed-limiting geofencing" (VTI rapport 1190A). The outputs include speed distributions, 85th Percentile speeds, tailpipe emissions and energy use for interrupted (signalized pedestrian crossing) and uninterrupted road facility and for different market penetration rates of geofenced vehicles at different demand levels.