A.4 – Liikenne ja saavutettavuus

Author: Tohtori Jean-Paul Rodrigue

Saavutettavuus on keskeinen elementti liikennemaantieteessä ja maantieteessä yleensä, koska se on suora ilmaus liikkuvuudesta joko ihmisten, rahdin tai tiedon osalta.

Saavutettavuus on käyttäjien tekemä valinta, ja siksi se on keino arvioida infrastruktuuri-investointien ja niihin liittyvien liikennepolitiikkojen vaikutuksia aluekehitykseen. Hyvin kehittyneet ja tehokkaat liikennejärjestelmät tarjoavat korkean saavutettavuuden tason, kun taas vähemmän kehittyneiden liikennejärjestelmien saavutettavuus on heikompi. Saavutettavuus liittyy siis moniin taloudellisiin ja sosiaalisiin mahdollisuuksiin, mutta ruuhkat voivat myös vaikuttaa kielteisesti liikkuvuuteen.

Saavutettavuus on mitta, jolla mitataan paikan kykyä olla saavutettavissa eri paikoista tai olla saavutettavissa eri paikoista. Näin ollen liikenneinfrastruktuurin kapasiteetti ja järjestelyt ovat keskeisiä tekijöitä saavutettavuuden määrittelyssä.

Kaikki paikat eivät ole yhdenvertaisia, koska jotkin paikat ovat helpommin saavutettavissa kuin toiset, mikä merkitsee eriarvoisuutta. Saavutettavuus on siis alueellisen eriarvoisuuden mittari. Saavutettavuuden käsite perustuu näin ollen kahteen keskeiseen käsitteeseen:

• Ensimmäinen on sijainti, jossa tilan suhteellisuutta arvioidaan suhteessa liikenneinfrastruktuureihin, koska ne tarjoavat keinot liikkuvuuden tukemiseen. Kullakin sijainnilla on joukko viiteattribuutteja, kuten sen asukasluku tai taloudellisen toiminnan taso.
• Toinen on etäisyys, joka johdetaan sijaintien välisestä fyysisestä etäisyydestä. Etäisyys voi olla olemassa vain silloin, kun on olemassa mahdollisuus yhdistää kaksi paikkaa kuljetuksen avulla. Se ilmaisee etäisyyden aiheuttamaa kitkaa, ja sijainti, jossa on vähiten kitkaa suhteessa muihin, on todennäköisesti parhaiten saavutettavissa. Tavallisesti etäisyyden kitka ilmaistaan yksiköissä, kuten kilometreinä tai ajassa, mutta myös muuttujia, kuten kustannuksia tai kulutettua energiaa, voidaan käyttää.

Esaavutettavuusongelmiin voidaan soveltaa kahta paikkatietoluokkaa, jotka ovat toisistaan riippuvaisia:

• Ensimmäistä tyyppiä kutsutaan topologiseksi saavutettavuudeksi, ja se liittyy saavutettavuuden mittaamiseen solmupisteiden ja polkujen järjestelmässä (liikenneverkossa). Oletuksena on, että saavutettavuus on mitattavissa oleva ominaisuus, jolla on merkitystä vain liikennejärjestelmän tietyille elementeille, kuten terminaaleille (lentokentät, satamat tai metroasemat).
• Toisesta tyypistä käytetään nimitystä yhtenäinen saavutettavuus (contiguous accessibility), ja se liittyy saavutettavuuden mittaamiseen pinta-alalla. Näissä olosuhteissa saavutettavuus on jokaisen paikan ominaisuuksien kumulatiivinen mitta ennalta määritellyllä etäisyydellä, koska tilaa tarkastellaan yhtenäisesti. Siitä käytetään myös nimitystä isokroninen saavutettavuus.

Viimeiseksi saavutettavuus on hyvä indikaattori taustalla olevasta alueellisesta rakenteesta, koska se ottaa huomioon sijainnin sekä etäisyyden muihin paikkoihin aiheuttaman eriarvoisuuden.

• 

• 

• 

• 

Yhteydet ja kokonaissaavutettavuus

Perus saavutettavuusmittari on verkon yhteydet, jossa verkko esitetään yhteysmatriisina (C1), joka ilmaisee kunkin solmun yhteydet viereisiin solmuihin. Tämän matriisin sarakkeiden ja rivien lukumäärä on yhtä suuri kuin verkon solmujen lukumäärä, ja jokaiselle solulle, jossa on yhdistetty pari, annetaan arvo 1 ja jokaiselle solulle, jossa on yhdistämätön pari, arvo 0. Tämän matriisin yhteenlasku antaa hyvin perustavanlaatuisen saavutettavuuden mittarin, joka tunnetaan myös nimellä solmun aste:

• C1 = solmun aste.
• cij = solmun i ja solmun j välinen kytkeytyneisyys (joko 1 tai 0).
• n = solmujen lukumäärä.

Kytkeytyneisyysmatriisissa ei oteta huomioon kaikkia mahdollisia epäsuoria polkuja solmujen välillä. Tällöin kahdella solmulla voi olla sama aste, mutta niiden saavutettavuus voi olla erilainen. Tämän ominaisuuden huomioimiseksi käytetään kokonaissaavutettavuusmatriisia (T), jolla lasketaan verkon polkujen kokonaismäärä, mukaan lukien suorat ja epäsuorat polut. Sen laskeminen sisältää seuraavat vaiheet:

• D = verkon halkaisija.

Siten kokonaissaavutettavuus olisi kattavampi saavutettavuuden mittari kuin verkon liitettävyys.

• 

• 

• 

The Shimbel Index and the Valued Graph

Saavutettavuuden mittaamisen pääpaino ei välttämättä ole paikkojen välisten polkujen kokonaismäärän mittaamisessa, vaan pikemminkin sitä, mitkä ovat lyhimmät polut niiden välillä. Vaikka kahden paikan välillä olisi useita polkuja, niistä valitaan todennäköisesti lyhin. Ruuhkaisissa verkoissa lyhin polku voi muuttua sen mukaan, mikä on kulloinenkin liikennemäärä kullakin segmentillä. Näin ollen Shimbel-indeksi laskee niiden polkujen vähimmäismäärän, jotka ovat tarpeen yhden solmupisteen yhdistämiseksi kaikkiin määritellyn verkon solmupisteisiin. Shimbelin saavutettavuusmatriisi, joka tunnetaan myös nimellä D-matriisi, sisältää jokaisen mahdollisen solmuparin lyhimmän polun.

Shimbelin indeksissä ja sen D-matriisissa ei oteta huomioon sitä, että kahden solmupisteen väliseen topologiseen yhteyteen voi sisältyä vaihtelevia etäisyyksiä. Näin ollen sitä voidaan laajentaa sisällyttämällä siihen etäisyyden käsite, jossa kullekin verkon linkille annetaan arvo. Arvotettu graafimatriisi eli L-matriisi edustaa tällaista yritystä. Se on hyvin samankaltainen Shimbelin saavutettavuusmatriisin kanssa. Ainoa ero on siinä, että sen sijaan, että kussakin solussa näytettäisiin minimaalinen polku, siinä esitetään minimaalinen etäisyys kunkin verkon solmun välillä.

• 

• 

Geografinen ja potentiaalinen saavutettavuus

Seuraava tähän mennessä kehitetyistä saavutettavuusmittareista, on mahdollista johtaa kaksi yksinkertaista ja erittäin käytännöllistä mittaria, jotka on määritelty maantieteelliseksi ja potentiaaliseksi saavutettavuudeksi. Maantieteellisessä saavutettavuudessa katsotaan, että paikan saavutettavuus on kaikkien muiden paikkojen välisten etäisyyksien summa jaettuna paikkojen lukumäärällä. Mitä pienempi sen arvo on, sitä paremmin sijainti on saavutettavissa.

• A(G) = maantieteellisen saavutettavuuden matriisi.
• dij = lyhimmän polun etäisyys sijaintien i ja j välillä.
• n = sijaintien lukumäärä.
• L = arvostetun graafin matriisi.

Tämä mittari (A(G)) on Shimbel-indeksin ja arvostetun graafin mukautus, jossa parhaiten saavutettavassa paikassa on pienin etäisyyksien summa. Paikat voivat olla verkon solmuja tai paikkatietomatriisin soluja.

Vaikka maantieteellinen saavutettavuus voidaan ratkaista taulukkolaskentaohjelmalla (tai yksinkertaisemmissa ongelmissa manuaalisesti), paikkatietojärjestelmät ovat osoittautuneet erittäin hyödylliseksi ja joustavaksi välineeksi mitata saavutettavuutta erityisesti matriisiksi (rasteriesitykseksi) yksinkertaistetun pinnan osalta. Tämä voidaan tehdä luomalla kullekin paikalle etäisyysruutu ja laskemalla sitten kaikki ruudut yhteen, jolloin muodostuu etäisyyksien yhteenlaskettu kokonaisruutu (Shimbel-ristikko). Solu, jolla on pienin arvo, on siten parhaiten saavutettavissa oleva paikka.

Potentiaalinen saavutettavuus on monimutkaisempi mittari kuin maantieteellinen saavutettavuus, koska se sisältää samanaikaisesti etäisyyden käsitteen, jota painotetaan paikan ominaisuuksilla. Kaikki sijainnit eivät ole samanarvoisia, ja siksi jotkin sijainnit ovat tärkeämpiä kuin toiset. Potentiaalista saavutettavuutta voidaan mitata seuraavasti:

• A(P) = potentiaalisen saavutettavuuden matriisi.
• dij = paikan i ja j välinen etäisyys (johdettu arvografiikkamatriisista).
• Pj = paikan j attribuutit, kuten sen asukasluku, vähittäismyyntipinta-ala, pysäköintitilaa yms.
• n = paikkojen lukumäärä.

Potentiaalinen saavutettavuusmatriisi ei ole transponoitavissa, koska paikoilla ei ole samoja attribuutteja, mikä tuo mukanaan taustalla olevat emissiviteetin ja attraktiivisuuden käsitteet:

• Emissiviteetti on kyky poistua paikasta, A(P)-matriisin rivin arvojen summa.
• Attraktiivisuus on kyky saapua paikkaan, A(P)-matriisin sarakkeen arvojen summa.

Niin ikään, paikkatietojärjestelmää voidaan käyttää potentiaalisen saavutettavuuden mittaamiseen, erityisesti pinnalla.

• 

• 

Seuraavat aiheet

.

• Kuljetukset ja sijainti
• Kuljetukset ja tila
• Kuljetukset ja alueellinen organisointi
• Kuljetusten paikkatietojärjestelmät (GIS-T)
• Spatial Interactions and the Gravity Model

Bibliografia

• BTS (2001) Special Issue on Methodological Issues in Accessibility, Journal of Transportation and Statistics, Vol. 4, No. 2/3, Bureau of Transportation Statistics, Sept/Dec.
• Burns, L.D. (1979) Transportation, Temporal, and Spatial Components of Accessibility. Lexington, MA: Lexington Books.