verkeerskunde in een notendop
TRANSCRIPT
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 1
De fileproblematiekonder de loep genomen
Dr. Sven Maerivoet
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 2
Overzicht
● Hoe ontstaan files?
● Transport- en verkeersmodellering.
● Cellulaire automaten voor verkeer.
● Computersimulaties en studies.
● Verkeersmanagement.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 3
Hoe worden files veroorzaakt?
● “Teveel mensen willen op hetzelfde moment op dezelfde plaats rijden.”
● Of nog:– De capaciteit van de wegen is beperkt.– Zij kunnen al het verkeer niet verwerken.– Daardoor ontstaat er file wat tot vertragingen leidt.
● Daarenboven:– Ongevallen kunnen ook files veroorzaken (en vice versa).– In steden ontstaan ze door kruispunten en verkeerslichten.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 4
Ontstaan van files: 2 verschillende theorieën
● De Europese (Duitse) school:– Spookfiles uit het niets (Treiterer en Myers, 1974).– Kerner, Konhäuser en Rehborn (1994).– Helbing (1999).
● De Berkeley school (Universiteit van Californië):– Alle files ontstaan door ‘flessenhalzen’ (‘bottlenecks’).– Er is altijd een geometrische verklaring voor de file.– Newell, Daganzo, Bertini, Cassidy, Muñoz, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 5
Hoe groot is het fileprobleem?Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Bronnen: TML (2008, 2011)
● Tijdens een ochtendspits op Vlaamse autosnelwegen:o Staat er ~139 km file (en verlies je een half uur).
o Verliezen we allemaal samen ~18.700 uren.
o Dit kost ~260.000 euro aan de maatschappij.● Op het onderliggend wegennet: tot 4x erger!● 91% van de files staan in Vlaanderen.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 6
Overzicht
● Hoe ontstaan files?
● Transport- en verkeersmodellering.
● Cellulaire automaten voor verkeer.
● Computersimulaties en studies.
● Verkeersmanagement.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 7
Landgebruik & socio-economisch gedrag
● De vraag naar verkeer ontstaat door de wens tot deelname aan ruimtelijk gescheiden sociale/culturele/economische/… activiteiten.
● Tendens naar geosimulatie
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
CBD = central business districtI = industriezoneL/M/H = lage/midden/hoge inkomensklasseC = commuter zone
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 8
Ritten-gebaseerd transportmodel
● Reizigers nemen beslissingen die leiden tot een trip-gebaseerd model.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
trip generatie
trip distributie
modale split
verkeerstoedeling
(hoeveel trips?)
(waar gaan ze naartoe?)
(met welk vervoersmiddel?)
(welke routes nemen ze?)
Aggregatie!
“Het vier-stapsmodel”
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 9
Ritten-gebaseerd transportmodel
● Reizigers nemen beslissingen die leiden tot een trip-gebaseerd model.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Routekeuze wordtbepaald door
Wardrop/Nash criteria:(1952)
Gebruikersevenwicht
Systeemoptimum
trip generatie
trip distributie
modale split
verkeerstoedeling
(W1)
(W2)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 10
Verkeerstoedeling: berekening van evenwichten
● Geformaliseerd door Beckmann, McGuire en Winsten:– Het “BMW-trio”.– “Studies in the Economics of Transportation” (1956).
● Berekeningen:– Convexe optimisatietheorie (kwadratisch programmeren).– Niet-lineaire congestiefuncties (bv. BPR functies).– Korste pad algoritmes.
● Toevoegingen:– Stochasticiteit.– Risico.– Niet rationele, noch alwetende reizigers.– …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 11
Dynamische verkeers-toedeling: de heilige graal
● Statisch:– Gebruikt een vereenvoudiging van wegcapaciteit.– Rekent typisch een hele ochtendspits in 1x door (“al het
verkeer wordt tegelijk op het netwerk gezet”).
● Dynamisch:– DTA = ‘dynamic traffic assignment’.– Files zijn een dynamisch fenomeen in tijd en ruimte.– Laat toe om terugslag van files te modelleren.– Keuze van route en vertrektijdstip.– Dynamische netwerkbelading (DNL):
●Analytisch.●Gebaseerd op simulaties (convergentie door iteratieve relaxatie).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
7:00 10:00 15:00 18:00
Dynamisch
Statisch
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 12
Activiteiten-gebaseerd transportmodel
● Genereren van een synthetische bevolking.● Genereren en plannen van activiteiten.● Uitvoeren van deze activiteiten;
= fysieke beweging van agents.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
activiteitenpatroon multi-agent systemen
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 13
Macro-/mesoscopische stroommodellen
● Beschrijven hoe het verkeer zich fysiek op een weg voortbeweegt.
● Gebaseerd op partiële differentiaalvergelijkingen (i.e., behoudswetten).
● Veel aggregatie, laag detailniveau.
Macroscopisch: vloeistof-dynamische modellen die verkeer als een samendrukbare vloeistof beschouwen (Navier-Stokes).
Mesoscopisch: gas-kinetische modellen die verkeer als een veel-deeltjessysteem beschouwen: afleiden van macroscopische vergelijkingen uit microscopisch rijdersgedrag.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 14
Het LWR macroscopisch model
● Lighthill-Whitham-Richards 1e orde model.● Verkeer = niet-visceuze samendrukbare vloeistof.● Steunt op een scalaire behoudswet van dichtheid (k)
en intensiteit (q):
● Aanname: intensiteit is een functie van de dichtheid!
● Verband:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Fundamenteel diagram
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 15
LWR: oplossingen en variaties
● Didactisch leerrijk: kan ‘grafisch’ opgelost worden.
● Ook nauwkeurige numerieke benaderingen mogelijk.● Variaties: multi-klassen, konijnen en slakken, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 16
Het fundamenteel diagram
● Dateert van Greenshields (1935):
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Niet druk (snel)
Wel druk (traag)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 17
Het fundamenteel diagram
● Theorie versus praktijk:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
#voertuigen/kilometer
#voe
rtui
gen/
uur
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 18
Capaciteitsval
● Verschillende theorieën, invalshoeken, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 19
Microscopische stroommodellen
● Beschrijven expliciet de interacties van voertuigen in een verkeersstroom (lijkt realistischer).
● Weinig aggregatie, hoog detailniveau.
● Submicroscopische stroommodellen omvatten fysieke karakteristieken zoals motorperformantie, schakelen, ... en menselijke beslissingen (niet-strategisch).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
tussenruimte
volger voorligger(s)
(n) (n – 1)
Voertuig-volg model
• Stimulus-response.• Optimale snelheid.• Psycho-fysieke afstand.• Cellulaire automaten.• Wachtrij-theorie.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 20
Microscopische stroommodellen
● Beschrijven expliciet de interacties van voertuigen in een verkeersstroom (lijkt realistischer).
● Weinig aggregatie, hoog detailniveau.
● Submicroscopische stroommodellen omvatten fysieke karakteristieken zoals motorperformantie, schakelen, ... en menselijke beslissingen (niet-strategisch).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Voertuig-volg model
• Stimulus-response.• Optimale snelheid.• Psycho-fysieke afstand.• Cellulaire automaten.• Wachtrij-theorie.
Rijstrook-keuze model
• Gap-acceptance.• Verplichte versus gewenste verandering van rijstrook.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 21
Overzicht
● Hoe ontstaan files?
● Transport- en verkeersmodellering.
● Cellulaire automaten voor verkeer.
● Computersimulaties en studies.
● Verkeersmanagement.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 22
Theorie van cellulaire automaten
● Cellen in een discrete ruimte (bv. 2D vlak):
● De buren van cellen (von Neumann versus Moore):
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 23
Theorie van cellulaire automaten
● De lokale overgangsregel:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 24
De geschiedenis van CA
● 1948:– von Neumann over zelf-reproductie.– Ulam introduceert “cellulaire ruimtes”.
● 1952:– Turing spreekt over morfogenese.
● 1970:– John Conway’s “Game of Life”.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 25
De geschiedenis van CA
● 1983:– Wolfram’s “A New Kind of Science”.
● 1967-1990:– Zuse en Fredkin stellen dat het heelal een CA is.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 26
Verkeer modelleren met cellulaire automaten (TCA)
● Conversie van continue naar discrete tijd/ruimte:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 27
Cellulaire automaten voor verkeer
● Snellere (maar ruwere) versie van microscopische modellen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
tijd
t
stroomopwaarts stroomafwaarts
ruimte (e.g., rooster van cellen)
Δt
Voertuig-volg submodel = verzameling van lokale overgangsregels
v = 3 v = 1
t + 1s
x(t + 1) = x(t) + v(t + 1)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 28
Cellulaire automaten voor verkeer
● Snellere (maar ruwere) versie van microscopische modellen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
tijd
t
stroomopwaarts stroomafwaarts
ruimte (e.g., rooster van cellen)
Δt
Voertuig-volg submodel = verzameling van lokale overgangsregels
v = 4 v = 1
t + 1s
v = 2
x(t + 1) = x(t) + v(t + 1)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 29
Cellulaire automaten voor verkeer
● Snellere (maar ruwere) versie van microscopische modellen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
tijd
t
stroomopwaarts stroomafwaarts
ruimte (e.g., rooster van cellen)
Δt
Voertuig-volg submodel = verzameling van lokale overgangsregels
v = 4 v = 1
t + 1s
v = 2v = 3
x(t + 1) = x(t) + v(t + 1)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 30
Voorstelling van files in een cellulaire automaat
● Bv. voertuigen rijden rond in een cirkel:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
tijd-ruimte diagram!
trajectorie
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 31
Wolfram’s regel CA-184
● Eenvoudig, 8 mogelijke overgangen:
● Tijd-ruimte diagrammen:
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
niet druk
lichtjes druk
heel druk filegolf
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 32
Varianten van cellulaire automaten
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Nagel-Schreckenberg model
Velocity-dependent randomisation model
Knospe’s model met remlichten
spontane files!
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 33
Complexiteit van de regels: een TCA met remlichten
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
● Willekeurig afremmen: randomisatie.● ‘Slow-to-start’ gedrag: capaciteitsval.● Anticipatie effecten: stabilisatie van vlot verkeer.
menselijk gedrag
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 34
Een blik op het fundamenteel diagram ‘in’ een TCA
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Helbing-Schreckenberg
Kerner-Klenov-Wolf
Knospe et al. (‘brake-lights’)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 35
Meer rijstroken en stedelijk verkeer
● ‘Multi-lane traffic’:– Verplichte versus gewenste verandering van rijstrook.– Cultuur: ‘keep-your-lane’ versus verplicht rechts rijden.– Fenomenen: snelheidsverschillen, dichtheidsinversies, …– Zelfde rijrichting versus bidirectioneel verkeer.– Opletten voor “ping-pong traffic”!
● Stedelijk verkeer:– Klassiek Biham, Middleton en Levine (BML) model.
– Expliciete intersecties, rotondes, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 36
Transportplanning met TCA modellen
● TRANSIMS:– TRansportation ANalysis SIMulation System.– Activiteiten- en agent-gebaseerd.
● MATSim:– Multi-Agent Traffic Simulation.– Activiteiten- en agent-gebaseerd.– Nog sneller: wachtrijmodellen.– Eindige buffers!
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 37
Overzicht
● Hoe ontstaan files?
● Transport- en verkeersmodellering.
● Cellulaire automaten voor verkeer.
● Computersimulaties en studies.
● Verkeersmanagement.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 38
Computersimulaties van verkeer
● Wat je ook doet of zegt...... het zijn maar modellen van de realiteit.
– “Reality is just another model.”
– Elk heeft zijn beperkingen en reproduceert wat we hen voeden.– Opletten bij interpretatie door beleidsmakers.
● De beschikbare commerciële pakketten zijn transportplanningsmodellen, hoofdzakelijk gebaseerd op vier-stapsmodellen.
● Schaalgrootte: lokaal, netwerk, landelijk, grootschalig.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 39
Oog voor detailHoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 40
Macroscopische effecten met OmniTRANS
● Relocatie ISVAG verbrandingsoven.● Sluiting van de R1 ring rond Antwerpen (Meccano
BAM tracé).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 41
Microscopische effecten met Paramics
● Ontsluiting Carrefour Korbeek-Lo + Herstal.● Tunnel aan Waterloolaan Brussel.● Masterplan Antwerpen (Moerelei).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 42
Visualisaties van metingen: kruispunttellingen
● Inleiding● Modellen van verkeersstromen● Verzamelen van verkeersgegevens● Regelen van verkeersstromen● Modellen en studies
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
D
Q
E
0 27 47 58 60
(lichtenregelingen)
(afslagbewegingen)
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 43
Studies op basis van verkeersmetingen
● Verkeersindices voor Belgische autosnelwegen.● Analyse van de congestie in België.● Impact van maximumsnelheid op snelwegen.● Hoelang sta je tijdens je loopbaan in de file?
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 44
Validatie CFVD (GSM)
● Tijdens een gesprek worden de overgangen tussen de zeshoekige cellen bijgehouden.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
overgang
BTS
BTS
BTS
BTS
GSM probe
reistijd
weg
bestemming
herkomst
segmenten
BTS
BTS
BTS
BTS
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 45
Betere methode: GPS
● GPS-probe voertuigen (e.g., vrachtwagens van transportbedrijven, verzekeringsmaatschappijen, ...).
● NASA GPS (24 satellieten) / Europa (ESA) Galileo.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 46
Gebruik van de nieuwe generatie van mobiele data
● Opkomst van ‘klassieke’ floating-car data (FCD).– GSM is redelijk ‘out’, GPS is meer dan in!– Vaak nog problemen met schatting van verkeersvolumes. Fusie met beschikbare metingen van bv. Verkeerscentrum.
● Verder kijken dan louter (X-)FCD:– Bv. mobiliteitspatronen afleiden uit bluetooth-scanners,
smartphones, …) OLYMPUS proeftuin elektrische voertuigen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 47
Koppeling van rijgedrag aan de verzekeringssector
● Analyse van bv. versnellingen en rijdersgedrag, het nemen van risico’s en veiligheidsinformatie, …
● Win-win voor zowel de verzekeraar als de verzekerde:– Oorzaak van ongevallen.– Risico’s vermijden.– Gepersonaliseerde feedback.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 48
Een blik op snelheidsovertredingen
● Gedetailleerde snelheidsmetingen kunnen op bepaalde plaatsen aan snelheidsbeperkingen gekoppeld worden.
● Voorrang van rechts, volgafstanden, interacties, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 49
Zicht krijgen op verplaatsingspatronen
● Onderzoek naar de verplaatsingen van grote en/of specifieke groepen voertuigen op specifieke tijden:– Herkomst-bestemmingsmatrices.– Informatie over ritten en ketens.– Opstellen van rit- en bestuurdersprofielen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 50
SUSTAPARK: duurzaam parkeren met een TCA model
● Doelstelling: simuleer de effecten van veranderingen in de parkeersituatie en het parkeerbeleid van een stad.(Verander het aantal parkeerplaatsen, de prijs en duurtijd van openbaar parkeren, bovengronds en ondergronds parkeren,
…)
● Hoofdonderdelen:– Modelleren van de parkeervraag.– Modelleren van het zoekgedrag.– Modelleren van een economisch evenwicht.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 51
Een gericht parkeerbeleid en parkeerinformatie
● Een goed parkeer/-prijsbeleid creëert kansen voor meer doorstroming in steden.
● Wenslijstje:– Statische dynamische parkeerinformatie.– Integratie met on-board PND.– Reservaties van parkeerplaatsen in garages.
● We kunnen nog verder gaan, bv. voorspelling van de parkeerplaatsen langs de straatkant.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 52
Naar een slimme kilometerheffing
● Proeftuin (Leuven):– Gebruikers pasten hun gedrag aan.– Minder congestie, verhoogde leefbaarheid.– Stuurde beleid en vice versa.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 53
Potentieel van elektrische voertuigen
● Welke ritten kunnen door een elektrisch voertuig vervangen worden? – Gebaseerd op het gebruik van het voertuig (patronen).– Ritafstand (~ bereik) vs. tijd tussen ritten (~ opladen).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Verschillende invalshoeken:• Marktpotentieel.• Voertuigbezit.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 54
Types van gegevens en databanken
● OBUs (GPS posities, snelheden, versnellingen, …).● CAN-bus gegevens (voertuigprestaties, motor- en
transmissiebeheer, besturing, …).● Werknemersprofielen (thuislocaties, werkuren,
klantenlocaties, werk-gerelateerde ritten, leasing contracten, gebruik van parkeerplaatsen, …).
● Openbaar vervoer (haltes, tijdstabellen, …).● Private en publieke parkeerplaatsen.● Verkeersstromen, kruispuntlichtenregelingen, …● Weersinformatie, …● Wegincidenten en ongevalsstatistieken, …● Verzekeringsgegevens, contracten, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 55
Andere soorten verkeers- en mobiliteitsgegevens
● Verkeersvraag schatten (e.g., HB matrices).● Groei van de verkeersvraag.● Keuze van vervoerswijze (modal choice).● Personen- en vrachtvervoer.● Tijdswaardering (value of time, VOT).● Voertuigvloot (+ afschrijvingen en vernieuwingen).● (Voorziene) beleidsmaatregelenen.● Brandstofverbruik.● Inkomensverdeling.● Welvaart.● Rijgedrag.● ...
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 56
Model op Europees niveau: TREMOVE
● Doelstelling: doorrekenen van de effecten van beleidsmaatregelen (transport en milieu) op de emissies in de transportsector.
● Het model schat:– De transportvraag en keuze van vervoerswijze.– De voertuigvloot (samenstelling, vernieuwing en afschrijving).– Emissies van luchtpolluenten.– Welvaartseffecten.
● Het behandelt personen- en vrachttransport, in 31 landen van 1995 tot en met 2030.
● Voorbeelden van studies:– Emissies van wegverkeer in België.– Analyse van rekeningrijden voor vrachtwagens in Vlaanderen.– Analyse van de economische effecten van een snelheidsbeperking van 80 km/u
voor vrachtwagens op Belgische autosnelwegen.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 57
TREMOVE weegt door op het beleid
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 58
Overzicht
● Hoe ontstaan files?
● Transport- en verkeersmodellering.
● Cellulaire automaten voor verkeer.
● Computersimulaties en studies.
● Verkeersmanagement.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 59
Verkeersmanagement to the rescue!
● Wat willen we bereiken?– De bereikbaarheid verbeteren.– Vraag en aanbod beter op elkaar afstemmen.– In ruimte en tijd (bv. knelpunten tijdens spitsperiodes).– De reistijdverliezen beperken.
● Hoe bereiken we dit?– Via een heel palet aan maatregelen.
● Maar: dit is geen opzichzelfstaande oplossing!– Beleid omtrent ruimtelijke ordening.– We leggen hier de nadruk op wegverkeer voor personen,
maar vergeet niet het goederenvervoer, spoor, binnenwateren en lucht.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 60
Wat verstaan we onder verkeersmanagement?
● Reizigers die hun vertrektijdstip aanpassen (vroeger vertrekken, later toekomen, de reis niet maken, …).
Flexibele uren, thuiswerk: kan niet altijd, JIT, ploegen, ...
● Rekeningrijden (slimme kilometerheffingen, tolcordons, …).
● Beheren van parkings, dynamisch autodelen als car pooling, …
● Spitsstroken, openbaar vervoer gebruikt speciale rijstroken.
● Detectie van mist, sneeuw, zware regenval, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 61
Wat verstaan we onder verkeersmanagement?
● Advanced Traffic Management Systems (ATMS):– Intelligente Transport Systemen (ITS).– Automatische incident detectie.– Intelligente verkeerslichten.– Dynamische route informatie panelen (DRIPs).– Dynamische snelheidslimieten.– Toeritdosering.
● Advanced Traffic Information Systems (ATIS):– Radioberichtgeving, navigatietoestellen, parkeerinformatie, …
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 62
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
180,000
200,000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Working days Saturdays Sundays
Integratie met het openbaar vervoer
● Oa.: nadenken of vrije busbanen wel gepast zijn.● Decreet basismobiliteit… ja, maar hoe passend?
● Multi-modaliteit? Co-modaliteit!
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 63
Efficiënter en sneller incidentmanagement
● Niet enkel naar de autosnelwegen kijken.● Procesoptimalisatie (detectie, begeleiding,
hulpverlening).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 64
Intelligente afstemming van verkeerslichten
● Doel: kruispunten op elkaar afstellen, verkeer op de hoofdas vlotter laten stromen, minder uitstoot van schadelijke gassen in “canyons” (bv. Wetstraat).
● Leuke dingen voor hoog rendement:– Groene golven voor doorstroming op prioritaire routes.– Aanduidingen van resterende rood-/groentijden.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Nederland: GGTBelgië: 3 personen.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 65
Dynamische snelheids-beperkingen op DRIPs/…
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
90 70 50 70 100
stroomopwaarts bewegende schokgolf
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 66
Dynamische snelheids-beperkingen op DRIPs/…
● Nu vaak standaardalgoritme in regellogica.– Gevaarlijke situaties aan bv. Craeybeckxtunnel (E19): 3u ‘s
nachts… 50 km/u. Soms idem aan Kennedytunnel.– Het kan echt beter!– Cfr. KUL studie: +8 tot 15%.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 67
Witte verf!
● Sommige dingen zijn onvoorstelbaar…
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
40% 60%
(Bron: KUL et al., 2009)
R1 richting E19 (CW):
• 20 km file/dag.• Ongevallen.
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 68
Coördinatie en begeleiding van wegenwerken
● Treffen van “Minder Hinder” maatregelen.● Betere coördinatie en conforme signalisatie.● Ook hier is er mogelijkheid tot meer intelligentie!
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 69
Historische patronen zijn essentieel om te weten
● Achtergrond● Algemeen kader● Opportuniteiten voor Vlaanderen● Conclusies
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Ochtend:• Zware files rond Vilvoorde en Strombeek-Bever.
• Trager verkeer rond aansluiting met E19 en E40.
Avond:• Zware files aan het Vierarmen- kruispunt, Tervuren en Wezembeek-Oppem.
ochtendfile
avondfile
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 70
Pleidooi voor vrijmaking en gebruik van verkeersgegevens
● Samenwerking tussen de overheid en de privésector intensifiëren.
● De ITS RE-USE directive stelt: minimum beschikbaar maken van bepaalde informatie uit de publieke sector.
● Vb.: openbaar maken van verkeersgegevens van het Verkeerscentrum Vlaanderen (+ modeltransparantie).
● Het is een misvatting te stellen dat ruwe data per se verkocht moet worden:– Beter is om de data vrij te maken.– De privésector kan deze data verrijken en zo meer waarde
geven (bv. data warehouse data clearing house).– Men kan op basis van deze data diensten betaald
aanbieden.– Netto win-win effect: maatschappij en privé vaart er bij.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 71
Conclusies verkeersmanagement
● Er is een gans scala aan mogelijkheden om aan intelligent dynamisch verkeersmanagement te doen.– Wat als oplossing niet vanuit de overheid komt, zie je vaak via
de privésector opduiken.– Laat de overheid en het bedrijfsleven de handen in elkaar
slaan.
● Er zijn meer dan voldoende beste praktijken en succesvolle gevallenstudies beschikbaar.
● Overheid zou meer kunnen investeren in de opzet en uitbating van proeftuinen (bv. via IWT/IBBT).
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 72
Conclusies verkeersmanagement
● De ‘technische kant’ van verkeersmanagement alleen volstaat niet.
● Er bestaat ook zoiets als “het onderliggend wegennet”!
● Beleidsmatig de juiste keuzes maken:– Beleid omtrent ruimtelijke ordening afstemmen (concentreren
versus spreiden).– Een samenhangend regionaal robuust, hiërarchisch en
multimodaal wegennet voor de structuur van Vlaanderen.– Subsidiëring openbaar vervoer in vraag stellen.– Laat massa-investeringen in de aankoop van elektrische
voertuigen achterwege.
Hoe ontstaan files?Transport- en verkeersmodelleringCellulaire automaten voor verkeerComputersimulaties en studiesVerkeersmanagement
Sven Maerivoet | De fileproblematiek onder de loep genomen 73
Meer informatie?
● ”Modelling Traffic on Motorways”– http://traffic-overview.maerivoet.org/– [email protected]– +32 (16) 31.77.33
● Transport & Mobility Leuven:– http://www.tmleuven.be/
● Data Enrichment Group:– http://www.tmleuven.be/expertise/deg/