CT2710 Transport & Planning Verkeers- en vervoermodellen

Transcriptie

1 CT2710 Transport & Planning Verkeers- en vervoermodellen Rob van Nes, Transport & Planning Delft University of Technology Challenge the future

2 Slotsheet Logitmodel Logitmodel is standaardgereedschap Parameters c i en μ zijn situatieafhankelijk Route A is 250 meter en B 200 meter, μ=0,04/meter =>P a =0,12 Wat is P a als de afstanden 2500 en 2000 meter zijn? En bij en meter? 2

3 Behandeld tot nu toe Grondgebruik Transport 3

4 Verkeersafwikkeling Tracénota 4

5 Agenda presentatie Waarvoor worden V&V modellen gebruikt? Waarom worden V&V modellen gebruikt? Vereenvoudigingen in V&V modellen 4-Fasenmodel Gebruik van V&V modellen Gebruik in A4 Midden Delfland Andere vormen van V&V modellen Bouw van V&V modellen 5

6 1. Waarvoor worden V&V modellen gebruikt? 6

7 Waarvoor gebruik je een verkeersmodel? Verbreding A4 bij Leiden/Leiderdorp A4 Midden Delfland Spitsstroken buiten de spits Aanleg A74 bij Venlo Project Zuidas Amsterdam N470 Zoetermeer-Delft Nieuwe woonwijk bij Pijnacker Kwantitatieve criteria! 7

8 Verkeers- en vervoermodellen Kernvraag verkeers- en vervoermodellen Stel ik weet wat er ruimtelijk gebeurt Of er verandert iets in het transportsysteem Wat is dan het gebruik van mijn transportsysteem: infrastructuur en/of vervoerdiensten? Input voor kosten-batenanalyses en allerlei millieuberekeningen 8

9 PROBLEEM CONGESTIE MILIEU DOELSTELLINGEN BEREIKBAARHEID BEOORDELINGS- CRITERIA CONGESTIEMATEN MILIEUNORMEN ONTWERPEN ALTERNATIEVEN ANALYSE VAN ALTERNATIEVEN = VOORSPELLING VOOR ALTERNATIEVEN MODEL Kernpunt: Vergelijken van varianten EVALUATIE VAN ALTERNATIEVEN KBA MCA BESLUIT 9

10 Verschillen tussen varianten 10

11 Analyse: Intensiteiten 11

12 Analyse: Afgeleide kentallen 12

13 Wat beschrijft een verkeersmodel? De omgevingscondities die het gedrag bepalen RO, verkeers- en vervoersysteem, beleid De processen die van invloed zijn op verplaatsingen Geaggregeerd of gedetailleerd/beschrijvend of verklarend Niet op individueel niveau maar op geaggregeerd niveau Zone, motief, vervoerwijze 13

14 Wat is de uitvoer van een verkeersmodel? Herkomst- en bestemmingstabellen (HB-tabellen) Netwerken met aantallen voertuigen en/of personen per schakel Kengetallen verkeers- en vervoersysteem: reizigerskilometers, voertuigkilometers, reistijden, congestiekansen 14

15 Wat wordt bedoeld met een verkeersmodel? Wel Samenspel van algoritmen, matrices, netwerken en parameters Voorbeelden LMS een NRM van een Regionale Directie een stedelijk modelsysteem Niet Alleen software of toolkits of denkraam Voorbeelden Omnitrans Questor Cube Voyager Vissim/Visum Matsim 15

16 2. Waarom gebruik je V&V modellen 16

17 Waarom gebruik je een verkeersmodel? Veel actoren Veel beslissingsprocessen Veel onderlinge relaties Veel onzekerheden Veel gegevens Objectief Herhaalbaar Vergelijkbaar Analyseerbaar 17

18 Essentie model Factoren Processen Effecten Selectie van factoren Versimpeling van selectie uit processen Selectie van effecten 18

19 Keuzen personen en goederenvervoer Effecten Zeeburgertunnel Activiteiten Integrale logistieke diensten Laadeenheid diensten Vervoereenheid diensten Verkeersmiddel diensten Verkeersdiensten 19

20 waar vestigen locatiekeuze wel wel of of niet niet verplaatsen productie en en attractie waar naar naar toe toe bestemmingskeuze welk welk vervoermiddel vervoerwijzekeuze welke route routekeuze wanneer weg weg tijdstipkeuze 20

21 3. Vereenvoudigingen in een V&V model 21

22 Ruimtelijk: gebieden i.p.v. individuen 22

23 Selectie van motieven Verplaatsingen en verplaatsingskilometers 23

24 Selectie van vervoerwijzen Verplaatsingen en verplaatsingskilometers 24

25 Keuze voor tijdsdimensie Maatgevende periode voor een gemiddelde werkdag Spitsuur ochtend (periode) Spitsuur avond (periode) Gemiddeld uur restdag 25

26 Selectie van schaalniveau Strategisch Tactisch Operationeel 26

27 4. 4 Fasenmodel 27

28 Selectie van processen: 4-fasenmodel Generatie reisfrequentie Distributie bestemmingskeuze Modal split vervoerswijzekeuze Toedeling routekeuze 28

29 Overzicht 4-Fasen model Ruimtelijke inrichting naar: van: Infrastructuur aanbod Vervoersvraag Netwerkbelastingen 29

30 4.1. Productie en attractie 30

31 Principe voor productie en attractie naar: van: A B B A Hoeveel verplaatsingen worden er gemaakt? Productie: Attractie: Aantal verplaatsingen vanuit een zone Aantal verplaatsingen naar een zone 31

32 Productie en attractie Inwoners Arbeidsplaatsen Huishoudens Leerlingplaatsen Detailhandel etc. Lineair additief model Segmentatie naar populatie naar motief Vertrekken en aankomsten per zone per motief per tijdsperiode 32

33 Productie en attractie Stedelijk/regionaal (trips per zone) Beroepsbevolking Arbeidsplaatsen Huishoudens Leerlingplaatsen Detailhandel LMS/NRM (tours per huishouden en per persoon) Huishoudsamenstelling Arbeidsplaatsen Inkomen Bevolkingsomvang Opleidingen Leerlingplaatsen Aantal werkenden Detailhandel Geslacht Bevolkingsdichtheid Leeftijd Werkgelegenheidsdichtheid Aantal kinderen Ligging in Randstad Centrumfunctie Grootte woongemeente Rijbewijsbezit, autobezit en reisfrequentie 33

34 Stappen productie en attractie Bepaal zones Bijv. op basis van postcodes 34

35 Stappen productie en attractie Bepaal centroides Bijv. zwaartepunt 35

36 Stappen productie en attractie Verkrijg zone data bijv. van gemeente, CBS, etc. inwoners bedrijven (m 2 of arbeidsplaatsen) onderwijs (m 2 of leerlingplaatsen) 36

37 Stappen productie en attractie Bepaal productie/attractie bijv. regressie analyse NB: productie/attractie van externe zones uit meetgegevens productie attractie 37

38 4.2. Bestemmingskeuze 38

39 Bestemmingskeuze of distributie naar: van: A B B A Welke verplaatsingen gaan naar iedere bestemming? 39

40 Bestemmingskeuze Productie/vertrekken Attractie/attractiviteit aankomsten attractiefactoren Weerstanden of gegeneraliseerde tijden reistijd reiskosten weging Nutsmaximalisatie/Logit of zwaartekrachtmodel met distributiefuncties voor invloed weerstand per motief HB - matrix per motief per periode 40

41 Principe bestemmingskeuze Attractievere zone Grotere afstand naar zone Grotere hoeveel ritten daarheen Kleinere hoeveelheid ritten daarheen 41

42 Beschrijvend: verdelen verplaatsingen Den Haag ( ) P = Q X F Z V ij i j ij i A j = = n j= 1 n i= 1 P ij P ij Stadshart 30 min Zwaartekrachtmodel Zone 15 min 5 min Winkelcentrum 42

43 Distributiefuncties Auto Ov Fiets 12 Functiewaarde Weerstand (min) 43

44 Keuze uit bestemmingen Nut in een zone Attractiviteit voor een motief Disnut Reistijd en/of kosten (afstand?) Logitmodel 44

45 Intermezzo: berekening weerstanden 45

46 Stappen berekenen weerstanden Construeer netwerk Elk wegvak in het netwerk heeft de volgende gegevens: lengte [km] maximum snelheid [km/h] aantal rijstroken capaciteit [vrt/h] wegtype 46

47 Stappen berekenen weerstanden 47

48 Stappen berekenen weerstanden Combineer netwerk en centroides Voeg connector schakels toe 48

49 Stappen berekenen weerstanden Combineer netwerk en centroides Voeg connector schakels toe 49

50 4.2. Bestemmingskeuze: vervolg 50

51 Stappen bestemmingskeuze Bepaal per zone het aantal verplaatsingen per bestemming Bijv. via zwaartekracht model (beschrijvend) Of met logitmodel (verklarend) 51

52 Resultaat bestemmingskeuze Combineer alle ritten van alle zones 52

53 4.3. Vervoerwijzekeuze 53

54 Vervoerwijzekeuze of modal split naar: B van: A B A 10% 60% 30% Welke vervoermiddelen worden gekozen? 54

55 Vervoerwijzekeuze HB matrix per motief Weerstanden of gegeneraliseerde tijden reistijd reiskosten weging Nutsmaximalisatie/Logit of Distributiefuncties voor invloed weerstand per vervoerwijze NB Autopassagier! HB - matrix per vervoerwijze per periode 55

56 VF-curve (VF=reistijd OV/Reistijd auto) 100% 90% 80% 70% Percentage OV 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 VF-waarde 56

57 Distributie/Modal split Stedelijk/regionaal (per motief) Reistijd Reiskosten Parkeren Gewogen reistijd openbaar vervoer (incl. Weging tijdelementen) NB. Autobeschikbaarheid LMS/NRM (per motief) Reistijd in het OV Looptijd van en naar stations Wachttijd voor het OV Reiskosten (incl. tol en parkeren c.q. tarief) Reisafstand Bevolkingsdichtheid Reisafstand langzaam verkeer Plus bestemmings- en persoonskarakteristieken 57

58 Voorbeeld vervoerwijzekeuze Zoetermeer - TU Delft Auto: 30 min OV: 65 min Fiets: 45 min Functiewaarden Auto: 1,12 OV: 0,33 Fiets: 0,04 Resultaat Auto: 75% OV: 22% Fiets: 3% 58

59 Resultaat vervoerwijzekeuze Auto OV Fiets etc. 59

60 4.4. Toedeling aan het netwerk 60

61 Principe van toedeling Bepaal per herkomst en bestemming het aantal voertuigen per route Hieruit zijn de schakelbelastingen en congestie af te leiden 61

62 Toedeling (routekeuze) HB-matrix per vervoerwijze Netwerk per vervoerwijze Knopen Schakels Lijnen Weging Kortste route algoritmes Alleen kortste route Alternatieve routes Congestie Dynamisch NB. Vrachtverkeer Belaste netwerken per vervoerwijze per periode Kentallen per vervoerwijze 62

63 Netwerken Auto/fiets (links) lengte snelheid type weg capaciteit eigendom kruispuntgegevens OV (links en lijnen) voor- en natransport lengte voor- en natransport snelheid route rittijden frequenties voertuigtype vervoerbedrijf 63

64 NRM Oost-Nederland 64

65 Toedelingsmethoden Verschillende soorten toedelingen: Geen congestie Congestie Perfecte informatie/ Keuze beste Alles-of-niets Deterministisch evenwicht Imperfecte informatie/ Routekeuze: verdeling Stochastisch Stochastisch evenwicht 65

66 Voorbeelden toedelingsmethoden H2 H1 Voorbeeld netwerk B1 66

67 Voorbeelden toedelingsmethoden Alles-of-niets toedeling - keuze snelste - geen congestie 67

68 Voorbeelden toedelingsmethoden Stochastische toedeling -routekeuze - geen congestie 68

69 Voorbeelden toedelingsmethoden Deterministische evewichtstoedeling - keuze snelste - congestie 69

70 Voorbeelden toedelingsmethoden Stochastische evewichtstoedeling -routekeuze - congestie 70

71 Statisch versus dynamisch tijd T2 Met name voor Locatie bottleneck Blockingback T1 A B afstand 71

72 4.5. Overzicht 4-Fasenmodel 72

73 Beschrijvend of verklarend Beschrijvend Verklarend Productie en attractie Regressie Logitmodel (rijbewijs, autobezit, tours) Bestemmingskeuze Vervoerwijzekeuze Zwaartekrachtmodel VF-curve Logitmodel (vaak simultaan) Toedeling Kortste route (evenwicht) Logitmodel (evenwicht) 73

74 Overzicht 4 Fasenmodel Parameters Socio data NetwerkVwz P/A model Productie/ Attractie motief Weerstanden bepalen Weerstanden Vwz Distributie model HB motief Consistentie! Modal split model HB Vwz Toedelen Vwz: vervoerwijzen Belast netwerk Vwz 74

75 5. Gebruik van V&V modellen 75

76 Voorbeeld gebruik van modellen Wegen en OV V&V beleid Ruimtelijke structuur Model De getallen Demografie Economie 76

77 Voorbeeld principe prognose Wegen en OV V&V beleid Toekomst variant 1 Model De getallen Wegen en OV V&V beleid Ruimtelijke structuur Basisjaar Model De getallen Ruimtelijke structuur Demografie Economie Wegen en OV Toekomst variant 2 Het verschil Demografie Economie V&V beleid Model De getallen Ruimtelijke structuur Demografie Economie 77

78 6. Toepassing A4 Midden Delfland 78

79 Voorbeelden model resultaten A4 Delft Schiedam Tracénota/MER 2008 Sec A13 A4 plus A13 A13 plus A13/16 Studie voor Den Haag A4 bij Den Haag Tracénota 2009 Referentie en varianten A4 79

80 80

81 81

82 82

83 83

84 Studie voor Den Haag 84

85 Intensiteiten tracénota

86 Verkeersafwikkeling Tracénota 86

87 7. Andere vormen van V&V modellen 87

88 Varianten op modelstructuur Productie en attractie Productie en attractie Productie en attractie Bestemmingskeuze Bestemmingskeuze Bestemmingskeuze Vervoerwijzekeuze Vervoerwijzekeuze Vervoerwijzekeuze Toedeling Toedeling Toedeling Tussen vervoerwijzekeuze en toedeling: periodekeuze 88

89 Vuistregels: Elasticiteiten Te beschrijven fenomeen Correct gebruik Fout gebruik Elasticiteit Verklarende variabele 89

90 Voorbeeld elasticiteiten (LMS, 1990) Reistijd auto Personenkilometrage Brandstofprijs Reistijd trein Reistijd overig OV Tarief trein Tarief overig OV Autobestuurder Autopassagier Trein OV grote steden Overig OV Langzaam verkeer

91 Transport en grondgebruik TIGRIS XL Transportmodel plus: Bedrijfslocatiekeuze Woninglocatiekeuze 91

92 8. Bouw van een V&V model 92

93 OBSERVATIE FENOMEEN HYPOTHESEN THEORIE CONCEPTUEEL MODEL SCHATTING/ KALIBRATIE TESTEN/ VERIFICATIE EMPIRISCH MODEL GEVALIDEERD MODEL VRAAGSTUK MODEL TOEPASSING 93

94 Benodigde data Socio-economische gegevens Netwerken Gegevens verplaatsingsgedrag (OVG/MON) Telcijfers weg en OV Enquêtes gebruik weg- en OV-verbindingen Specifiek aanvullend onderzoek Stated Preference-onderzoek 94

95 Bouw model Verzamel invoergegevens Schat parameters voor je modellen OVG/MON-gegevens Bereken wegbelastingen en/of lijnbezettingen Vergelijk met telcijfers Kalibreer model totdat berekende belastingen zo goed mogelijk overeenkomen met waargenomen tellingen 95

96 Kalibratie en validatie Model kalibreren Aanpassen gedragsparameters (productie/attractie, distributie, modal split) Netwerk aanpassen (m.n. toedeling) HB-matrix aanpassen (alleen HB-relaties) Model valideren Toetsen aan onafhankelijke data 96