Modellenen de PraktijkproefAmsterdam: Een verstandshuwelijk Jaap van Kooten(ARANE) en Serge Hoogendoorn (TU Delft)

Transcriptie

1 Modellenen de PraktijkproefAmsterdam: Een verstandshuwelijk Jaap van Kooten(ARANE) en Serge Hoogendoorn (TU Delft)

2 Fase In the 1: Field wegkant Operational Test Praktijkproef Amsterdam TU Gecoordineerde Delft is developing toeritdosering operational A10Wcontrol methods for Gecoordineerde coordinated control VRI s s102 (planned in 2013) Coordinatie A10W en s102 Coentunnel s102 A10W Fase1: in-car Verschillende proevenmet FCD data Expecting verzameling, a reduction in-car in Vehicle informatie Loss en Hours routegeleiding of over 30% Regulier en evenementenspoor due to using recent insights in dynamics and control De Praktijkproef bestaat uit de volgende fasen: Fase 1: A10W + s102 + aansluitingen en in-car informatie(separaat) Fase 2: PPA wegkant andere locaties, integratie in-car/wegkant(monitoring) Fase 3: realisatie integratie in-car / wegkant(monitoring en control)

3 Er zitten ernstige beperkingen aan het zelf-organiserend vermogen van verkeerssystemen Efficiente zelforganisatie Capaciteitsval en filegolven Terugslag files en grid-lock Toenemende belasting netwerk Afnemende productie van verkeersnetwerk Einde aan de efficiente zelf-organisatie Rustig verkeer organiseert zichzelf op efficiente wijze Wordt het drukker, dan stagneert deze efficiente zelforganisatie Fenomenen ontstaan die efficientie afwikkeling aanzienlijk doen afnemen

4 Oorzaken vormen basis voor hoordlijnen Verkeersmanagement Eenvoudige oplosrichting als onderlegger voor ontwerp regelaars Capacteitsval Doorstroming verhogen Terugslag wachtrijen Terugslag vermijden Onevenwichtige verdeling verkeer Verkeer evenwichtig verdelen Inefficient keuzegedrag reizigers Instroom netwerk beperken

5 Hoofdlijnen realiseren met wegkant en incar technologie Vier hoofdrichtingen om efficientie te verhogen Knelpunten aanpakken: blokkades voorkomen + doorstroming vehogen Verkeer beter spreiden in ruimte en tijd INCAR SPOOR PPA Dynamische Snelheden & Ontvlechten (fase 3) Rerouten en vraagbeinvloeding door in-car informatie, advisering en geleiding GecoordineerdeTDI s en VRI regelingen Wachtrijen verdelen over corridors (VRI s) WEGKANTSPOOR PPA

6 Intermezzo ex-ante light Toepassing quickscan modellen voor het bepalen van meerwaarde PPA Voor nadere uitwerking is meerwaarde PPA ingeschat door gebruik te maken van eenvoudige back-of-envelope berekeningen Tijdens POC gebruik gemaakt van RBV voor inschatting effecten PPA VoorDSP is berekendwatuitstellencapaciteitsvalbetekentvoorvvu s (met wachtrijmodellen) + inschatting gemaakt van doseerduur voor verschillende scenario s (e.g. lokaal, coordinatie aansluitingen, aansluitingen + s102) Coentunnel Lokaal Coordinatie aansl. CA + coord. s102 Hoe langcapval(12,6%) uitstellen? 8 min 40 min 60 min Winst VVU -4% -20% -30% Effecten voorkomen terugslag file door uitvoerige data analyse en eenvoudige rekenmodellen: afname VVU s ~15%

7 Unique Selling Points van de Praktijkproef Amsterdam (wegkant) 1. Capaciteitsval moet zoveel mogelijk worden voorkomen of uitgesteld. Daarom is het zaak om anticiperend te regelenen de verkeersvraag naar de kiem te beïnvloeden, zodat de congestie (en daarmee de capaciteitsval) wordt voorkomen of op z n minst uitgesteld. 2. Blokkades en terugslag congestie bij kruispunten en aansluitingen worden zoveel mogelijk voorkomen. Om dit te realiseren worden de verkeersregelingen aangepast en wordt de kracht van de regeling aangepast op de actuele verkeerssituatie (op basis van tactische uitgangspunten). 3. Een verkeersprobleem moet zoveel mogelijk opgelost worden op het niveau waar het probleem zich voordoet. Dit doen we door gelaagd te regelen en tijdig op te schalen en door de ruimte in het netwerk optimaal te benutten, gegeven de actuele verkeerssituatie.

8 Vertaling Unique Selling Points naar concrete regelaanpak Monitoring & diagnose Ontwerp PPA Wegkantspoor Kiemenspeurder Berginsindicator Regelen TDI s VRI s VRI s Supervisor A10W Supervisor aansluitingen A10 Supervisor S102 Deelnetwerksupervisor

9 Gecoordineerde toeritdosering Geregeld deelnetwerk Monitoring & Diagnose Fileschatter Kiemenspeurder HWN Parameterschatter Wachtrijschatter Functioneringsniveau Berginsindicator Regeleenheden TDI apparaat LRE (TDI algoritme) LRE (VRI regeling) LRE (VRI regeling) Supervisor A10W Supervisor Aansluiting RTNR Deelnetwerksupervisor Supervisor S102

10 Gecoördineerde toeritdosering Gebruik andere toeritten om verkeer te bufferen Om zolang mogelijk te kunnen doseren, moet bufferruimte overal gelijkertijd opgebruikt worden 2. Master TDI begint met doseren (stelt congestie uit of regelt congestie terug), maar bufferruimte is beperkt! 4. Doseerintensiteit Slaves wordt zo gekozen dat doseertijd Slaves= doseertijd Master (alle aansluitingen gelijk vol) Kiem 1. Supervisor T2 kiest op grond van kiemlocatie Master TDI ( ) 3. Supervisor wijst Slavesaan die meedoseren( ) 5. Slavescreëren ruimte op ASW waardoor Master langer kan doseren

11 Intermezzo ontwerp regelaar Ontwikkeling en analyse regelaanpak met simpele modellen Verschillendeontwerpenregelaargetestmet eenvoudignetwerken eenvoudig wachtrijmodel en macroscopisch model FastLane ivm rekentijd en analysemogelijkheden Uiteindelijkontwerp(doseerintensiteitSlaves zokiezendatdoseerduurmaster en Slaves identiekzijn+ Master latenanticiperenop aankomende gaten ) gekozen op grond van deze analyse Eerste inzichten in effect instellingen parameters TDI regelaar en supervisor Lokaal doseren(fastlane) Gecoordineerd doseren(fastlane)

12 Intermezzo testen prototype regelaar Doortesten regelconcept met microsimulatie Simpel netwerk ivm begrip resultaten(respectievelijk 2 en 3 toeritten) Complicaties: koppeling Supervisor aansluiting met VRI s in Vissim + te beperkte capaciteitsval Vissim! Toets concept aan de hand van verlengen doseerduur, niet VVU s Lokaal doseren Gecoordineerd doseren

13 Voorkomen of uitstellen capaciteitsval en blokkades Gebruik beschikbare buffers op toeriten op de toeleidende wegvakken Stem instroom vanuit SWN af op de uitstroom van de TDI Gebruik bufferruimte gebaseerd op: relatie met kiem (fractie in%) het voorkomen van ongewenste blokkades op het SWN tactische uitgangspunten (volgorde inzet en locatie wordt door beleid bepaald) eerlijke verdeling hinder door gelijkmatige vulling van buffers tijdig (niet te vroeg niet te laat) in kunnen grijpen bij verstoringen drukte in het netwerk en de locatie van de kiemen 70% 80% 60% Kiem 80% 60% 30% Voorbeeld laat zien welke buffers gebruik kunnen worden om congestievorming uit te stellen

14 Voorkomen of uitstellen capaciteitsval en blokkades Monitoring Eenheden Geregelde aansluiting Fileschatter Wachtrijschatter Berginsindicator Deelnetwerksupervisor Functioneringsniveau Regeleenheden en Supervisors TDI apparaat LRE (VRI regeling) LRE (VRI regeling) LRE (TDI algoritme) Supervisor Aansluiting RTNR Supervisor S102

15 Intermezzo Testen productieomgeving Technische en verkeerskundige test regelaar Gebruik simulatieomgeving tijdens implementatiefase: Simulatie wordt gebruikt als realiteit voor implementatie in de praktijk Exacte kopie productieomgeving incl. regelaars in simulatie omgeving Toetstechnischen verkeerskundigfunctionerenmonitor-en regelcomponenten en interactie van deze componenten(ketentest)

16 Functionele architectuur Simulatie omgeving TDI s TDI s VRI s VRI s VRI s VRI s Offline Analyse RTNR VBS PPA GUI TDI comm. ST1L ST1L ST2 DNW Configuratie service Logging service PPA BUS Inwinning HWN Fileschatter HWN Parameter schatter Wachtrij Schatter Bergings indicator Monica MTM Kiemenspeurder HWN TDI algoritme Functionerings niveau

17 Testopstelling van een Aansluiting TDI s TDI s VRI s VRI s VRI s VRI s Offline Analyse RTNR VBS PPA GUI TDI comm. ST1L ST1L ST2 DNW Configuratie service Logging service PPA BUS Inwinning HWN Fileschatter HWN Parameter schatter Wachtrij Schatter Bergings indicator Monica MTM Kiemenspeurder HWN TDI algoritme Functionerings niveau

18 Intermezzo Testen Productieomgeving Technische en verkeerskundige test regelaar Met simulatiemodel toetsing van: WerkingTDI s: bepalenin-en uitschakeldrempels Werking regelaars: werkt afstemming instroom VRI( s) op gerealiseerde uitstroom TDI Werking wachtrijschatter: vergelijking berekende lengtes met gemeten wachtrijlengtes Werkingbeveiligingen: vollopentoeriten/of vollopen SWN buffers Tactische uitgangspunten: evenwichtig gebruik van buffers Toetsen vormen sluitstuk specificatiefase

19 Samenvatting gebruik modellen Van wens naar realiteit: lessons learnt Oorspronkelijk(veel) grotererol complete simulatiemodel beoogd, e.g.: - AantonenmeerwaardePPA - Toetsen regelconcepten - Testen prototype regelsysteem(matlab) - Testen productieomgeving(technisch) - Tunen algoritmes - Ex-ante evaluatie productieomgeving Wensen vervat in vooraf opgesteld eisenpakket met modeleisen(verkeerskundig, performance, gebruikerseisen, functioneel en technisch) Is deze one size fits all aanpakhaalbaar?

20 Samenvatting gebruik modellen Van wens naar realiteit: lessons learnt Oorspronkelijk(veel) grotererol complete simulatiemodel beoogd, e.g.: - AantonenmeerwaardePPA - Toetsen regelconcepten - Testen prototype regelsysteem(matlab) - Testen productieomgeving(technisch) - Tunen algoritmes - Ex-ante evaluatie productieomgeving Wensen vervat in vooraf opgesteld eisenpakket met modeleisen(verkeerskundig, performance, gebruikerseisen, functioneel en technisch) Is deze one size fits all aanpakhaalbaar?

21 Samenvatting gebruik modellen Van wens naar realiteit: lessons learnt Ditbleekniethaalbaar(maar ooknietaltijdwenselijk) om diverse technische en functionele redenen Belangrijkste issues bij toepassing model: Beperkte validiteit van het model (capaciteitsval te klein, kritische dichtheid te hoog, 5filelocaties lastig reproduceerbaar, etc.) Rekensnelheid problematisch(langzamer dan real-time!) Interactiesprocessenbinnenmodel tecomplex om duidelijk inzicht te krijgen in functioneren regelaanpak Gekozen voor een alternatieve aanpak 4

22 Slide 21 4 Wat ik hiermee bedoelde is dat in het echte netwerkmodel er zoveel zaken spelen dat het moeilijk is om het effect van het regelen te isoleren (door elkaar lopende HB relaties, routekeuze, etc.). Daarnaast is er sprake van forse stochastiek. Daarom is het soms lastig om het precieze functioneren van de regelaar te zien! Serge Hoogendoorn; De parameters die de verkeersafwikkeling beschrijven blijken dus niet te kloppen. Volgens Ramon bleek de kritiche dichtheid (wat een doelwaarde is voor de regelaar) te hoog. Het principe werkt dan nog wel, maar dit maar bijvoorbeeld tunen weer heel erg lastig. Serge Hoogendoorn;

23 Samenvatting gebruik modellen Van wens naar realiteit: lessons learnt Hoofdlijnen aanpak: Werking Monitoring & Diagnose eenheden hoofdzakelijk in de praktijk toetsen(het model heeft hier beperkte waarde) Toetsing Regeleenheden uiteindelijk vooral gericht op werking 3 regelmechanismen en juiste implementatie van de software Gevolgdeaanpakgebruiktstelselaanrekenmethodenen modellenvan verschillende complexiteit, geschikt voor de te toetsen regelcomponenten: Omvang van het modelnetwerk in overeenstemming brengen met de te toetsen componenten(wachtrij, aansluiting, gecoordineerde TDI s, etc.) Aard en omvang model afhankelijk van doel fase(toetsen concept, ontwerp regelaar, testen productieomgeving, etc.) Uiteindelijk alleen met praktijkproef echt zicht op werking, kosten en baten!

24 Slide 22 3 Wat ik hiermee bedoelde is dat in het echte netwerkmodel er zoveel zaken spelen dat het moeilijk is om het effect van het regelen te isoleren (door elkaar lopende HB relaties, routekeuze, etc.). Daarnaast is er sprake van forse stochastiek! Weglaten mag ook ;-) Serge Hoogendoorn;

25 PPA wegkantfase1: waarstaanwe nu? Prototypes zijn ontwikkeld en getest in simulatieomgeving Productieomgeving is (deels) getest en eerste resultaten zijn beschikbaar Concept lijkt te werken, deels operationeel(vanaf afgelopen maandag)

26 Vragen? PPA wegkantfase1: waarstaanwe nu? BeeldentonenwerkingPPA concept in de praktijk(camerabeelden s101)