Doelstellingen en voorwaarden voor de verkeerslichtenregeling

De eerste stap in het ontwerpproces van een verkeerslichtenregeling bestaat uit het formuleren van de voorwaarden en doelstellingen van de regeling (zie hoofdstuk 1). In de voorwaarden (in de praktijk vaak randvoorwaarden genoemd) is vastgelegd aan welke eisen de regeling onder alle omstandigheden moet voldoen. In de doelstellingen zijn streefbeelden vastgelegd; ze geven antwoord op de vraag ‘wat probeert de wegbeheerder met de regeling te bereiken?’.

Voorwaarden voor de verkeerslichtenregeling

Aan een verkeerslichtenregeling worden altijd voorwaarden gesteld met betrekking tot de veiligheid. Veiligheidseisen komen onder andere tot uitdrukking in de ontruimingstijden, de minimale duur van groentijden en de voorwaarden waaronder bepaalde richtingen gelijktijdig groen mogen krijgen. Veel veiligheidseisen zijn gerelateerd aan de maximumsnelheid op de toeleidende wegen. Aan de veiligheidseisen wordt in hoofdstuk 6 uitgebreid aandacht besteed.

Behalve op de veiligheid, kunnen voorwaarden ook betrekking hebben op de geloofwaardigheid van een verkeerslichtenregeling. Zo zal een regeling niet geloofwaardig overkomen als een verkeersdeelnemer lange tijd voor een rood licht staat te wachten terwijl er geen kruisend verkeer is.

Tot slot kunnen voorwaarden betrekking hebben op de kwaliteit van de verkeersafwikkeling. Zo kan als voorwaarde worden gesteld dat de maximumverliestijd voor overstekende voetgangers niet meer dan een bepaald aantal seconden bedraagt.

De voorwaarden die aan een regeling worden gesteld, kunnen strijdig zijn. Als bijvoorbeeld wordt geëist dat overstekend langzaam verkeer nooit langer dan 60 seconden mag wachten en dat er geen congestie mag ontstaan voor het gemotoriseerd verkeer, dan is de kans groot dat bij een hoge belasting onmogelijk aan beide voorwaarden kan worden voldaan. In dat geval moetofwel, indien mogelijk, het ontwerp worden aangepast, of de voorwaarden.

In voorbeeld 2-1 is voor een netwerk en voor de afzonderlijke kruispunten binnen dat netwerk aangegeven welke voorwaarden aan de verkeerslichtenregelingen gesteld kunnen worden.

Voorbeeld 2-1

In figuur 2-1 is schematisch een netwerk van wegen en geregelde kruispunten weergegeven.
Op alle geregelde kruispunten beschikken de fietsers over een eigen ruimte en worden ze met aparte verkeerslichten geregeld. Op enkele wegen rijden bussen tussen het gemotoriseerde verkeer.
Voor de verkeerslichtenregelingen zijn de volgende voorwaarden gedefinieerd:

Als een voetgangersoversteek een middeneiland of middenberm bevat, dan moeten voetgangers die bij het startgroen van de eerste oversteek gaan lopen, bij aankomst bij de tweede oversteek zonder wachten door kunnen lopen.
De tijd tussen het aanvragen van groen voor een fiets- of voetgangersrichting en het tijdstip startgroen van de desbetreffende richting bedraagt maximaal 90 seconden.
De tijd tussen het aanvragen van groen voor een busrichting en het tijdstip startgroen van de desbetreffende richting bedraagt maximaal 45 seconden.
De gemiddelde snelheid van gemotoriseerd verkeer op het traject A-B, B-A, A-C en C-A bedraagt minstens 20 km/h.

Uiteraard gelden er ook voorwaarden voor de ontruimingstijden en garantietijden; deze zijn in dit voorbeeld echter niet opgenomen.

[ link ]

Figuur 2-1. Voorbeeldnetwerk

De voorwaarden 1, 2 en 3 gelden voor elk afzonderlijk kruispunt; voorwaarde 4 heeft betrekking op de regeling voor het hele netwerk.
De doelstelling voor het netwerk is erop gericht de totale verliestijd van alle voertuigen en voetgangers te minimaliseren (zoals in formule 2-1).
Stel nu dat voor het netwerk een regeling (regeling 1) is ontworpen en dat die regeling met behulp van een simulatieprogramma voor de avondspitsperiode is geëvalueerd. Uit de evaluatie blijkt dat aan alle voorwaarden is voldaan. De totale verliestijd voor alle voertuigen is weergegeven in tabel 2-2. De verkeerskundige wil nu proberen de regeling te verbeteren door bepaalde parameters anders in te stellen. Hierdoor ontstaan vier varianten (regeling 2 t/m regeling 5). De totale verliestijden voor deze varianten zijn eveneens weergegeven in tabel 2-2. Ook is voor elke variant aangegeven of deze aan de randvoorwaarden voldoet.
Uit de tabel blijkt dat de totale verliestijd voor regeling 3 het laagst is. Deze regeling voldoet echter niet aan de randvoorwaarden, zodat de regeling niet acceptabel is. De regeling met de kleinste totale verliestijd die wel aan de randvoorwaarden voldoet, is regeling 2; dit is dus de beste van de vijf regelingen.

Tabel 2-2. Beoordeling van vijf regelvarianten

Regeling	Totale verliestijd (voertuigverliesuren)	Voldoet regeling aan de randvoorwaarden?
Regeling 1 (basis)	28,9	Ja
Regeling 2 (variant)	28,5	Ja
Regeling 3 (variant)	27,2	Nee
Regeling 4 (variant)	28,3	Nee
Regeling 5 (variant)	29,7	Ja

In hoofdstuk 17 wordt dit voorbeeld nog een keer besproken, maar dan voor een complexere doelfunctie.

Van beleidsdoelstellingen naar regeldoelstellingen

In veel gevallen hebben wegbeheerders de doelstellingen voor verkeer en vervoer in grote lijnen vastgelegd in een verkeers- en vervoersplan. Deze doelstellingen hebben praktisch altijd betrekking op de verkeersafwikkeling, maar kunnen daarnaast ook betrekking hebben op bijvoorbeeld milieuaspecten. De doelstellingen in een verkeers- en vervoersplan zijn meestal onvoldoende gedetailleerd om daaruit direct de doelen voor een verkeerslichtenregeling te bepalen. Dit betekent dat het globale verkeers- en vervoersplan vaak nog vertaald moet worden naar expliciete doelstellingen voor verkeerslichtenregelingen.

Geregeld kruispunt als onderdeel van DVM-systeem

Een geregeld kruispunt kan deel uitmaken van een dynamisch verkeersmanagementsysteem (DVM-systeem). Daar moet dan rekening mee worden gehouden bij het formuleren van de doelstellingen. De doelstellingen van de verkeersregelinstallatie worden in dat geval geheel of gedeeltelijk afgestemd op de doelstellingen die gelden voor het gehele DVM-systeem, inclusief eventuele regelscenario’s.
Voor meer informatie over DVM-systemen wordt verwezen naar het ’Handboek verkeersmanagement’ [2].

Op basis van de doelstellingen wordt eerst het referentiekader vastgesteld (zie ook [2]). Het referentiekader is een uitwerking van de doelstellingen in meetbare criteria en daaraan gekoppelde normen. Bij het vaststellen van het referentiekader wordt onderscheid gemaakt naar de verschillende vervoerswijzen en/of wegcategorieën. Met het referentiekader is vastgelegd aan welke eisen de eindsituatie moet voldoen.

Voor een geregeld kruispunt kunnen de doelstellingen er bijvoorbeeld als volgt uitzien:

de gemiddelde verliestijd voor het openbaar vervoer bedraagt niet meer dan 10 seconden;
de gemiddelde verliestijd voor het gemotoriseerde verkeer op een gebiedsontsluitingsweg bedraagt niet meer dan 20 seconden;
de gemiddelde verliestijd voor overstekende voetgangers bedraagt niet meer dan 35seconden;
de gemiddelde verliestijd voor fietsers bedraagt niet meer dan 20 seconden;
de gemiddelde verliestijd voor het gemotoriseerde verkeer op een erftoegangsweg bedraagt niet meer dan 40 seconden.

Doelstellingen voor een verkeerslichtenregeling zijn vaak strijdig. Bij de doelstellingen zoals die hiervoor zijn geformuleerd, is het bijvoorbeeld heel goed mogelijk dat bij een zware belasting van het kruispunt de eerste vier doelstellingen alleen maar gerealiseerd kunnen worden als extreem lange verliestijden (congestie) voor het gemotoriseerde verkeer op een erftoegangsweg worden geaccepteerd; er wordt dan niet aan doelstelling 5 voldaan.

Een regeling met een dergelijk resultaat is meestal niet aanvaardbaar. Het is daarom realistischer bij zware belasting een iets langere verliestijd voor het openbaar vervoer, het langzaam verkeer en het gemotoriseerde verkeer op een gebiedsontsluitingsweg te accepteren als daarmee congestie voor het gemotoriseerde verkeer op een erftoegangsweg kan worden voorkomen. Kortom, als niet aan alle doelstellingen kan worden voldaan, moet de ontwerper keuzen maken.

Een veelgebruikt hulpmiddel hiervoor is het koppelen van prioriteiten aan de verschillende doelstellingen. Naarmate de prioriteit van een doelstelling hoger is, moet de regeling beter aan die doelstelling voldoen. Deze werkwijze is praktisch betrekkelijk eenvoudig toe te passen, maar het is moeilijk te bepalen of uiteindelijk‘de beste regeling’ is ontworpen.

Een betere, maar minder eenvoudig toepasbare methode is die waarbij gebruik wordt gemaakt van een doelfunctie. Hiermee wordt een compromis tussen de diverse doelstellingen gevonden, waarbij zo goed mogelijk aan alle doelstellingen wordt voldaan. Met behulp van een doelfunctie, ook wel Performance Index (PI) genoemd, kan de kwaliteit van een regeling met behulp van een getal worden uitgedrukt. Eenvoudig en veelgebruikt is bijvoorbeeld de doelfunctie waarmee de totale verliestijd op een heel kruispunt wordt uitgerekend (zie formule 2-1).

[ link ]

Formule 2-1

waarin:

Totale verliestijd (i)	=	de totale verliestijd op de geregelde richting i (voertuigverliesuren)
N	=	aantal geregelde richtingen

NB In de voorbeeld-doelfunctie van formule2-1 wordt de totale verliestijd en niet de gemiddelde verliestijd gebruikt. Dit is gedaan omdat de som van gemiddelde verliestijden verkeerskundig geen betekenis heeft en de sommatie van gemiddelde waarden statistisch gezien niet correct is. In hoofdstuk 17 wordt hierop ingegaan. Overigens kunnen de vijf doelstellingen met betrekking tot de gemiddelde verliestijden eenvoudig worden omgezet naar doelstellingen die gericht zijn op totale verliestijden (gemiddelde verliestijd × intensiteit = totale verliestijd).

Het zojuist gegeven voorbeeld bevat slechts een evaluatiecriterium. In de praktijk heeft de doelstelling voor een verkeerslichtenregeling, en daarmee de doelfunctie, vaak betrekking op meerdere criteria (deeldoelstellingen). Veelgebruikte criteria zijn: verliestijd, aantal stops, gemiddelde wachtrijlengte, emissie van schadelijke stoffen en geluidshinder. Aan de verschillende criteria worden per geregelde richting of per verkeerssoort vaak nog gewichtsfactoren toegekend; daarmee kunnen de beleidsdoelstellingen beter in de doelfunctie tot uitdrukking worden gebracht. De verschillende criteria en het gebruik van gewichtsfactoren in de doelfunctie komen aan de orde in hoofdstuk 17.

Uit het voorgaande blijkt dat de doelfunctie steeds criteria bevat waarmee hinder tot uitdrukking wordt gebracht. Dit betekent dat een regeling beter is naarmate de waarde van de doelfunctie lager is.

Van regeldoelstellingen naar een concrete regeling

Teneinde de doelstellingen van de regeling zo goed mogelijk te realiseren (de waarde van de doelfunctie zo klein mogelijk te maken) worden bij het ontwerp van de regeling diverse keuzen gemaakt. Een heel belangrijke betreft het type regeling. Er kan bijvoorbeeld worden besloten een verzameling samenhangende kruispunten te regelen met een netwerkregeling. Voor een kruispunt dat niet in de nabijheid van andere geregelde kruispunten ligt, wordt veelal gekozen voor een lokale voertuigafhankelijke regeling. Nadat het type regeling is vastgesteld, worden tactische maatregelen in de regeling opgenomen; deze zijn erop gericht de specifieke (deel) doelstellingen te realiseren. Voorbeelden hiervan zijn opgenomen in tabel 2-1.

Tabel 2-1. Voorbeelden van tactische maatregelen om doelstellingen te realiseren

Doelstelling	Maatregel op tactisch niveau	Wordt besproken in
Minimaliseren verliestijd openbaar vervoer	Prioriteit voor ov-voertuigen	paragraaf 14.2
Minimaliseren verliestijd langzaam verkeer	Meer dan een groenfase per cyclus	paragraaf 14.3.1.2
Minimaliseren verliestijd voetgangers en/of fietsers op vervolgoversteek	Groene golf voor voetgangers en/of fietsers	paragraaf 14.3.1.1 en 14.3.2.1
Minimaliseren verliestijd in rustige uren (alle richtingen en verkeerssoorten)	Wachtstand rood of wachtstand groen	paragraaf 13.2.3.9
Minimaliseren verliestijd/stops doorgaand gemotoriseerd verkeer op een streng van kruispunten	Groene golf voor gemotoriseerd verkeer	hoofdstuk 15
Minimaliseren emissie schadelijke stoffen	Groene golf voor gemotoriseerd verkeer; Tovergroen	hoofdstuk 15 en paragraaf 14.5.2

De doelfunctie kan ook worden gebruikt om de kwaliteit van verschillende regelingen met elkaar te vergelijken. Een voorbeeld van deze toepassing is gegeven in voorbeeld 2-1.

Over voorwaarden en doelstellingen

Met betrekking tot voorwaarden en doelstellingen wordt nog het volgende opgemerkt:

De doelstellingen voor een verkeerslichtenregeling zijn niet statisch, maar kunnen afhankelijk van de verkeerssituatie of het tijdstip van de dag of de week verschillen. Zo kan er tijdens een ochtendspits groot belang worden gehecht aan de doorstroming van het gemotoriseerde verkeer in een bepaalde richting, terwijl tijdens de avondspits juist hoge eisen worden gesteld aan de doorstroming in de tegenovergestelde richting. Daarnaast is het mogelijk dat voor hetzelfde gebied of hetzelfde kruispunt op zaterdagen en op koopavonden geen groot belang wordt gehecht aan de afwikkeling van het gemotoriseerde verkeer, maar wel aan de afwikkeling van het voetgangersverkeer. Andere voorbeelden van situaties waarvoor specifieke doelstellingen kunnen gelden zijn: evenementen, slechte weersomstandigheden en structurele congestie op bepaalde wegen of kruispunten. Wanneer het betreffende kruispunt deel uitmaakt van een gebied waarin bepaalde regelscenario’s geactiveerd kunnen worden, worden de doelstellingen op die scenario’s afgestemd. Het voorgaande betekent dat voor verschillende tijdsperioden of situaties vaak ook verschillende parameterinstellingen of zelfs verschillende regelingen nodig zijn.
De voorwaarden en doelstellingen zijn niet alleen van belang bij het ontwerpen van de regeling. Als de regeling eenmaal in bedrijf is genomen, zal bijna altijd na enige tijd de situatie op en nabij het kruispunt veranderen.
Door bijvoorbeeld de autonome groei van het verkeer of door de ontsluiting van woon- of werkgebieden in de nabijheid van het kruispunt kan de verkeersbelasting van het kruispunt veranderen. Dit kan tot gevolg hebben dat de kwaliteit van de regeling verslechtert en/of dat niet meer aan de voorwaarden wordt voldaan. Om de genoemde effecten te kunnen constateren, is het noodzakelijk dat de regeling periodiek wordt geëvalueerd. Hierbij kan de doelfunctie een nuttig gereedschap zijn.
Het formuleren van de voorwaarden en doelstellingen voor een kruispunt of een netwerk van kruispunten moet plaatsvinden in overleg met alle betrokken partijen. Als het om verkeerslichtenregelingen gaat, bestaan deze partijen naast de wegbeheerder(s) vaak uit de politie, openbaarvervoerbedrijven en belangenverenigingen.
Uiteraard moet bij het formuleren van de voorwaarden en doelstellingen niet alleen de huidige situatie worden beschouwd, maar moet ook met toekomstige veranderingen rekening worden gehouden.
In situaties waar het aanbrengen van verkeerslichten uitsluitend plaatsvindt om een lokaal kruispuntprobleem op te lossen, moet bij het formuleren van de voorwaarden en doelstellingen in eerste instantie rekening worden gehouden met de reden tot plaatsing van verkeerslichten. De verkeerslichtenregeling moet er dan uiteraard op gericht zijn de problemen die hebben geleid tot het plaatsen van de verkeerslichten, op te lossen.

In dit hoofdstuk is in grote lijnen beschreven hoe de voorwaarden en doelstellingen voor een verkeerslichtenregeling ‘volgens het boekje’ worden geformuleerd; in hoofdstuk 17 wordt ingegaan op het werken met doelfuncties. In de praktijk blijkt het overigens niet eenvoudig om de (theoretische) aanpak te volgen die hier is beschreven. In sommige gevallen ontbreekt het beleid waarop de voorwaarden en de doelstellingen gebaseerd moeten worden. Als er wel een beleid is vastgesteld, is het vaak lastig dit uit te werken in voorwaarden en doelstellingen; met name de uitwerking in doelstellingen met bijbehorende gewichtsfactoren is niet eenvoudig. Daarnaast zijn vaak niet de middelen en de tijd beschikbaar om het regelontwerp aan de doelstellingen te toetsen. Toch is het van belang dat de verkeerskundige binnen de beperkte mogelijkheden tracht de beleidsdoelstellingen zo objectief mogelijk te realiseren.

Tot slot van dit hoofdstuk wordt nog eens benadrukt dat het belangrijk is om bij het formuleren van de voorwaarden en doelstellingen, maar ook bij het ontwerpen van de regeling, te streven naar een regeling die geloofwaardig is voor de weggebruiker; de regeling moet passen in het verwachtingspatroon. Als een verkeersdeelnemer bijvoorbeeld niet begrijpt waarom hij lang voor een rood licht staat te wachten, terwijl kruisende richtingen ogenschijnlijk onnodig lang groen krijgen, zal hij de regeling als ongeloofwaardig beoordelen en het rode licht mogelijk negeren. Ook groentijden die als ‘onbegrijpelijk’ kort bij de verkeersdeelnemer overkomen, kunnen ongewenst gedrag uitlokken. Als in een groter gebied meerdere regelingen als ongeloofwaardig overkomen, kan dat zelfs tot gevolg hebben dat de weggebruiker gaat generaliseren en alle verkeerslichten per definitie als ongeloofwaardig gaat beschouwen, met alle gevolgen van dien.

Interesse?

Doelstellingen en voorwaarden voor de verkeerslichtenregeling