Deze notitie bevat de resultaten van het eerste deel van PPA West. Dit deel is gericht op de verbeteringen van het GNV concept zoals in PPA fase 1 is

Transcriptie

1 Deze notitie bevat de resultaten van het eerste deel van PPA West. Dit deel is gericht op de verbeteringen van het GNV concept zoals in PPA fase 1 is ontwikkeld en beproefd. De notitie is gebaseerd op de verkeerskundige evaluatie (MuConsult) en de procesevaluatie (RWS CIV Assurance). PPA West wordt vervolgd met het tweede deel waarin floating car data (FCD) wordt gebruikt als data-input voor de monitoring modules van het verbeterde GNV concept. Harry van Ooststroom, projectleider PPA West, Haarlem, 25 mei 2016

2 Gecoördineerd Netwerkbreed Verkeersmanagement - Landelijke regelaanpak

3 Algemene toelichting gecoördineerd netwerkbreed verkeersmanagement (GNV) Het GNV concept in algemene zin beoogt de doorstroming van verkeer op netwerkniveau te verbeteren door verkeersmaatregelen (verkeersmanagement én verkeersinformatie) automatisch en gecoördineerd in te zetten. In PPA West in het bijzonder wordt de werking van toerit doseerinstallaties en verkeerslichten gecoördineerd om het gebruik van schaarse restcapaciteit op hoofdwegennet en stedelijk wegennet op elkaar af te stemmen. Het GNV concept kan worden gezien als doorontwikkeling van de toepassing van regelscenario s volgens het GGB+ (gebiedsgericht benutten) concept. Deze doorontwikkeling is nodig omdat door toename van het aantal regelscenario s de (verkeerskundige, technische en operationele) beheerlast het gebruik ervan hindert. In het Landelijk Verkeersmanagement Beraad (LVMB) is een landelijke regelaanpak afgesproken die beoogt te komen tot een nieuwe vorm voor regionaal verkeersmanagement. De landelijke regelaanpak is gestoeld op een werkwijze waarbij wegbeheerder en private partijen die verkeerinformatiediensten leveren onderling DVMdiensten (instroom beperken, omrijden, uitstroom bevorderen) aanvragen en uitvoeren. PPA West levert bouwstenen voor de doorontwikkeling van GGB+ naar GNV en draagt met concrete, in de praktijk beproefde resultaten bij aan de doelen en de doorontwikkeling van de landelijke regelaanpak. Voorbeelden hiervan zijn: (snelle / real time ) dataservices (meetraaimanager, streaming Vlog al dan niet vanuit MV-brondata), software modules om op basis van de dataservices actueel capaciteitsproblemen op snelwegen vast te stellen en te bepalen welke maatregelen moeten worden genomen om die problemen te voorkomen of verminderen, software modules om op basis van de dataservices wachtrijen op toeritten en geregelde kruispunten (en daarmee restcapaciteit op toeritten en stedelijke wegen) te bepalen, en software modules (supervisors) om tot optimale coördinatie van regelingen te komen. PPA West heeft een vorm van GNV beproefd. De gekozen vorm kan in delen (bijvoorbeeld alleen de monitoring modules) elders worden gebruikt, is schaalbaar (kan in een zelfde vorm in vergelijkbare andere situaties worden ingezet) en uitbreidbaar (andere maatregelen kunnen aan het concept worden toegevoegd). De proef is uitgevoerd in een van de meest complexe praktijksituaties in Nederland: aansluitingen van stedelijke wegen in beheer bij gemeente Amsterdam en de ring A10 in beheer bij Rijkswaterstaat. Uitgangspunt is dat voor de toegepaste monitoring modules ook databronnen die in de toekomst beschikbaar komen ( floating car data (FCD) ) kunnen worden gebruikt én dat ook andere actuatoren (verkeersmanagement en verkeersinformatie toepassingen in car ) de regelingen aan wegverkeer kunnen opleggen.

4

5 PPA wegkant fase 1 en optimalisaties In de evaluatie van fase 1 PPA wegkant is gebleken dat weliswaar de toepassing van het GNV-concept leidt tot minder voertuigverliesuren op de A10 maar dat de toename van wachttijden op de stedelijke wegen groter is en per saldo tot een negatief effect leidt. Er is een aantal verbeteringen voorgesteld. Het betreft: Later inschakelen: De analyse in fase 1 heeft laten zien dat het regelsysteem gemiddeld 35 minuten te vroeg inschakelde. Door later in te schakelen wordt onnodig bufferen van voertuigen op stedelijke wegen voorkomen. Bovendien zijn de buffers leger als geregeld moet worden waardoor de regeling efficiënter kan worden. Beter afstellen: In fase 1 is gebleken dat op de toeritten conservatief gedoseerd is. Er is dan bij het stroomafwaartse knelpunt nog resterende capaciteit beschikbaar die opgevuld had kunnen worden. Deze verbeteringen zijn in het eerste deel van PPA West toegepast. Een derde voorgestelde verbetering (verkeer dat geen relatie heeft met een knelpunt niet bufferen) is onderdeel van het vervolg van PPA West, omdat daarvoor gebruik van herkomst en bestemmingen van voertuigen in floating car data (FCD) voorwaarde is. Het aanbrengen van de verbeteringen heeft geleid tot aanpassing van de monitoring modules voor het hoofdwegennet zodanig dat verschillende oorzaken van knelpunten worden bepaald. Er wordt in de verbeterde regeling niet alleen rekening gehouden met de files die ontstaan door weven van verkeer ter hoogte van de toeritten (de directe aanleiding om het PPA-systeem te laten regelen), maar ook filegolven en staande files met andere oorzaken worden bepaald. Per file oorzaak wordt vervolgens berekend of regelen effectief is. Dit heeft tot gevolg dat in de nieuwe situatie niet alleen later wordt geregeld, maar ook dat er niet wordt geregeld in situaties waarin de regelruimte (de mate waarin instroom kan worden beperkt gegeven wachtrijen en maximale buffers) kleiner is dan het regeldoel (de gewenste instroombeperking gegeven de verkeersvraag en capaciteit in het knelpunt). Door deze verbeteringen is een directe aansluiting tot stand gebracht tussen regeldoel ( graag X voertuigen minder instroom ) en regelruimte ( gegeven de beleidsmatig bepaalde maximale bufferruimte en actuele wachtrijen is een instroombeperking mogelijk van Y ). Als er geen regeldoel X is, wordt Y niet gebruikt, X is nu nooit groter dan Y en Y wordt beter verdeeld over de buffers. De aanpassingen hebben derhalve geleid tot een verbetering ten opzichte van fase 1; ze hebben ook een tweetal neveneffecten. Bij de proefneming in PPA West is gebleken dat de capaciteitsproblemen (en berekende regeldoelen) in grote delen van de spitsen ter plaatse groter zijn dan de regelruimte en dat het systeem dan uitschakelt. Gemiddeld gesproken is elk uur dat sprake is van filevorming slechts ongeveer 10 minuten geregeld. Vaak gebeurt dit aan het begin en het einde van spitsperioden. Een tweede neveneffect betreft de lokale werking van TDI s. De lokale werking van TDI s houdt nog geen rekening met de in PPA West opgedane kennis. Dat betekent dat de lokale TDI s (in de voormeting als PPA structureel uit staat) vaak niet goed worden ingezet (wel inzetten als het geen effect heeft en omgekeerd).

6

7 Wachtrijbepaling: een hoofdpijnmodule In fase 1 is erg veel moeite, tijd en geld gestoken in modules om wachtrijen op kruispunten te bepalen. Het verschil van deze berekende wachtrijen met de beleidsmatig bepaalde maximale lengte ervan levert de bufferruimte op, die door bekorten van de groentijden kan worden gebruikt om de instroom naar het knelpunt op de A10 te beperken. In fase 1 zijn extra lussen geslepen om het aantal voertuigen te berekenen in het opstelvak voor verkeerslichten. Fase 1 is afgerond met een module die de wachtrijen redelijk goed bepaalt. In PPA West fase 2 zijn niet opnieuw lussen geslepen. De uiteindelijke opdracht hier is immers om te bepalen of floating car data als inputbron beschikbaar is. In het eerste deel van PPA West is wel alles gedaan om met bestaande lussen te komen tot wachtrijbepaling. Dat is om een groot aantal redenen niet gelukt. De belangrijkste reden is dat lussen op kruispunten zijn aangelegd met als primaire functie detectie van stilstaande voertuigen. Ook onderhoudsniveaus van lussen zijn op deze functie afgestemd. Detectie (en tellen) van bewegende voertuigen stelt eisen die nu niet worden gesteld. Door data van lussen op voorliggende kruispunten te gebruiken en in te brengen in algoritmiek, is geprobeerd toch een goed beeld van de vorming van wachtrijen te komen. Maar de eindconclusie moet zijn dat het theoretisch weliswaar mogelijk, maar in de praktijk niet goed realiseerbaar is. Voor PPA West betekent dit dat de bepaling van bufferruimte én de berekening van voertuigverliesuren door toename van wachttijden niet betrouwbaar is. Er kan wel worden vastgesteld dat er in de nameting meer verkeer is opgehouden dan in de voormeting, maar er kunnen geen betrouwbare effecten in termen van voertuigverliesuren (VVU) worden bepaald. Voor uitrol gebaseerd op het PPA / GNV-concept betekent dit dat er totdat blijkt dat wachtrijen met gebruik van FCD wel voldoende betrouwbaar kunnen worden bepaald additionele wegkantsystemen nodig zijn. Projecten in gemeente Rotterdam en gemeente Utrecht die van GNV gebruik maken, gaan radar sensoren gebruiken. PPA Noord het deelproject van PPA fase 2 dat juist gericht is op vaststelling van de mogelijkheden tot uitrol zal eerst met bestaande lusdetectie werken (omdat de layout ervan op provinciale wegen misschien geschikter is), maar houdt ook toepassing van radar sensoren open. Beter Benutten vervolg (waar wachtrijbepaling onderdeel is van het doel te komen tot slimme kruispunten ) zal zich rekenschap moeten geven van de ervaringen in PPA.

8

9 Verkeerskundige effecten in PPA West Omdat door opening van de beide Coentunnels op A10 richting knooppunt Coenplein de files zijn verdwenen is besloten het regelgebied van PPA West te wijzigen naar de buitenring van A10 west richting knooppunt Nieuwe Meer. Aldaar vormen zich dagelijks files. Door gemeente Amsterdam is ook voor het PPA West regelgebied al voor fase 1 de ruimte op de kruispunten van S-wegen bepaald die tezamen met de ruimte op toeritten - mag worden gebuikt om de instroom naar A10 West te beperken. PPA West maakt gebruik van de toeritten bij S105 en S106 (gezamenlijk goed voor het kortstondig doseren van maximaal 1800 voertuigen per uur). De bufferruimte op de kruispunten op S-wegen verlengt de tijd dat op de toeritten gedoseerd kan worden. Een rijstrook op het hoofdwegennet heeft per uur een maximale capaciteit van circa 2100 voertuigen. Tegen deze achtergrond mag van goed getimede en gedoseerde instroombeperking een positief effect worden verwacht. De verkeersvraag van bijna een gehele rijstrook kan immers tijdelijk worden weggenomen. Door gecoördineerd gebruik van toeritten en van buffers op stedelijke wegen neemt de regelruimte toe. In het regelgebied staan zowel in ochtend als in avondspits files op de A10. Deze files leiden op een gemiddelde werkdag per spitsperioden tot respectievelijk 390 en 1000 voertuigverliesuren. In de ochtendspits is relatief minder sprake van terugslag dan in de avondspits. De terugslag wordt veroorzaakt door filegolven die ontstaan bij de aansluiting A10 A2 in Amsterdam Zuidoost en de aansluitingen op de A10-Zuid. Door toeritdosering en de groentijden van richtingen naar A10 te bekorten, nemen de wachtrijen op het stedelijk wegennet toe en vermindert de instroom naar de kiem op A10 West. In de ochtendspits vermindert het aantal voertuigverliesuren op de A10 met 30%; in de avondspits is dat 13%. Gemiddeld over beide spitsen is de afname 18%. De wachtrijlente en daarmee het buffergebruik zijn niet goed bepaald. Uit vergelijking van opgelegde regelingen wordt duidelijk dat er aantoonbaar meer instroombeperking in de nameting is gerealiseerd dan in de voormeting. De betrouwbaarheid van specifiek berekende wachtrijen is echter onvoldoende om voertuigverliesuren af te leiden. Gegeven het grote effect van te vroeg inschakelen, is aannemelijk dat de verliezen op stedelijke wegen zijn teruggebracht en dat nu wel een per saldo positief effect optreedt. Hierbij geldt dat de vergelijking is gemaakt met de lokale werking van TDI s in de voormeting en dat door de verbeteringen die in PPA West zijn gerealiseerd, is gebleken dat die lokale werking geoptimaliseerd kan worden. Ten slotte geldt dat in de evaluatie van verkeerskundige effecten in PPA West aan het licht is gekomen dat neveneffecten van aanpassen van groentijden op kruispunten aandacht vragen. Immers als voor instroombeperking een bepaalde richting op een kruispunt minder groen krijgt, zal verkeer in andere richtingen daarvan kunnen profiteren. De regelingen waren hiervoor in PPA West nog niet geoptimaliseerd, maar het is zeker de moeite waard om deze potentie mee te nemen. In fase 1 speelt dit een beperkte rol omdat hier bijna alle opstelvakken in de richting van het knelpunt gaan. In PPA West is anders dan in fase 1 geen sprake van belemmering van busvervoer door bufferen. De regeling van de tram over het kruispunt bij S106 verandert niet. Er is dus geen negatief effect op openbaar vervoer en langzaam verkeer.

10

11 De techniek van het GNV concept PPA West maakt gebruik van een aantal aparte software modules. Belangrijke onderdelen daarvan zijn modules die de verkeersafwikkeling monitoren (ontstaan van files, regeldoel, wachtrijen, bufferruimte) en modules die optimale regelingen voor toerit doseerinstallaties en verkeerslichten bepalen. De in- en outputs ( i/o s ) van alle componenten worden gerouteerd volgens service oriented architecture principes. Daarbij vragen en leveren modules elkaar onderling diensten ( mag ik van jou de actuele snelheid op positie X?, wil jij voor mij de groentijd met Y aanpassen? ). Dit gebeurt in PPA West op de PPA- ( Enterprise Service ) bus. De PPA-bus heeft een bedienscherm ( GUI ) en een logging module die alle data die op de bus rond gaat, vastlegt. De PPA-bus krijgt input data van wegbeheerders (uit lussen) via een internetverbinding (VPN) en stuurt ook weer de wegkant (TDI s en VRI s) aan via een directe internetverbinding (VPN). In het systeem zijn binnen het project (in JSON geschreven) interfaces (koppelvlakken, de taal waarin inputs en outputs worden geformuleerd) bepaald. Dit heeft uitstekend gewerkt. De beschikbaarheid van het PPA-systeem is hoog. In de voor- en nametingen hebben zich geen storingen voorgedaan; tijdens de verkeerskundige testen is het aantal storingen erg beperkt geweest. De beschikbaarheid van data-input (Vlog, MV en meetraai-info) is met een beschikbaarheid van circa 75% iets lager uitgevallen dan geraamd (80%). In ETSI/DITCM termen is de gebruikte techniek in overeenstemming met en geschikt gebleken voor de centrale laag : datadiensten komen hier samen en worden omgezet in verkeersmanagement en verkeersinformatie diensten. Voor uitrol van de PPA techniek is van belang te bepalen waar de huidige modules in de centrale laag bij permanent gebruik moeten worden geplaatst. Zo is denkbaar HWN monitoring modules bij RWS in productie te nemen en wachtrijbepalingen te doen bij provincies en gemeenten. De binnen PPA West gebruikte interfaces voldoen nog niet aan standaarden die zijn of worden gesteld. Via DITCM houdt PPA contact om indien nodig bijvoorbeeld bij uitrol wel naar standaard interfaces te migreren. Kosteneffectiviteit De kosten in PPA West zijn veel lager dan in fase 1. Er is voortgebouwd op de concept- en systeemontwikkeling van fase 1 die in de basis voldoende blijken. De extra investeringen die zijn gedaan om tot de verbeteringen te komen en deze in een nieuw regelgebied toe te passen, kunnen worden gezien als een maatstaf voor investeringskosten die bij toepassing elders zullen moeten worden gemaakt. De kosten van fase 1 worden dan als afgeschreven ontwikkelingskosten gezien. Er moet rekening worden gehouden met hogere jaarlijks terugkerende kosten voor verkeerskundig, technisch en operationeel beheer. Het GNV concept is complex en stelt hogere eisen dan de GGB+ aanpak. Als deze kosten worden afgetrokken van de in geld uitgedrukte afname van voertuigverliesuren op het hoofdwegennet, resulteert voor de situatie in PPA West met belangrijke kanttekeningen over de onvolkomen wachtrijbepaling en over de mogelijkheid de lokale werking van TDI s te verbeteren - een neutraal tot klein positief saldo. De ramingen in het evaluatie rapport moeten niet worden gezien als een algemeen geldende uitkomst, maar zijn een handreiking voor bepaling van kosten en baten in andere situaties.

12

13 Procesverbetering PPA West heeft ook het doel een aantal procesverbeteringen die in fase 1 zijn bepaald, toe te passen. Er is een procesevaluatie gedaan om vast te stellen of dit is gelukt. Deze evaluatie is gebaseerd op beoordelen van documentatie en op interviews met direct betrokkenen. Handhaving van de keuze voor de systeemarchitectuur (SOA-ESB) aangevuld met een Agile-scrum benadering om tot wijzigingen in software te komen, heeft zich bewezen. Daarbij is wel een aantal kanttekeningen gemaakt. In de eerste plaats is het team dat PPA West heeft uitgevoerd voor een belangrijk deel ook betrokken geweest in fase 1 van PPA wegkant. Deze continuïteit heeft misschien nog wel meer in het voordeel gewerkt dan de keuze voor systeemarchitectuur en Agile/scrum aanpak. De wegen in het in beginsel complexe gebied van dynamische verkeersmanagement systemen waren bekend en leidden relatief snel tot beoogde resultaten (netwerkverbindingen, dataservices, aanpassingen VRI en TDI systemen). Continuïteit in bemensing van een project is naar het lijkt een groter goed dan op orde hebben van documentatie met kennisborging als doel. In de tweede plaats is gebleken dat weliswaar gewerkt is volgens scrum-principes, maar dat van echte scrum (korte sprints met vooraf bepaalde resultaten) beperkt sprake is. Aanbevolen wordt de volwaardige toepassing van de scrum methodiek nader te overwegen zowel in PPA als in vergelijkbare projecten. De keuze om voort te bouwen op gebruik van prototype software die nog niet (bij wegbeheerders en/of marktpartijen) in beheer wordt genomen, pakt goed uit voor snelle software ontwikkeling en praktijk beproeving. Aan het eind van dit deel van PPA West is wel duidelijk geworden dat deze aanpak een beperkte levensduur heeft, die nu is bereikt. Verder gebruik van het prototype stuit inkoop technisch op bezwaren omdat voortbouwen op producten en samenwerking met huidige leveranciers niet langer rechtmatig is. Voor voortzetting van gebruik van ontwikkelde techniek (bij toepassing van FCD) zijn nieuwe aanbestedingen nodig, waarbij moet worden overwogen bepaalde modules over te hevelen naar de beheerde productieomgevingen van samenwerkende wegbeheerders.

14

15 Basis op orde Basis op orde is een gevleugeld begrip in PPA. Er wordt mee bedoeld dat over bestaande - door PPA gebruikte - systemen voor verkeersmanagement bij wegbeheerders (zowel inwinning als aansturing) een deugdelijk beheer wordt gevoerd. Hierdoor is de beschikbaarheid van deze systemen gegarandeerd. PPA West heeft net als in fase 1 geleerd dat dit materie is die verheldering vergt. Bijdragen vanuit PPA West aan die verheldering zijn: De service levels afspraken (SLA s) die wegbeheerders hebben voor instandhouding van DVM systemen sluit aan bij het gebruik dat binnen hun processen is gedefinieerd. PPA stelt (zowel omdat het een proef is die in korte tijd effecten moet bepalen als gezien het innovatieve karakter van het project) hogere eisen. Een duidelijk voorbeeld is de lusdetectie op kruispunten: voor verkeersregelingen voldoende, maar voor bepaling van wachtrijen in PPA niet. Basis wel op orde maar niet voldoende voor PPA. Verkeersmanagement bij wegbeheerders is anders dan andere delen van wegbeheer ontstaan uit projecten. Nieuwe toepassingen worden zelden op een goede manier overgedragen aan beheer. Als er al procedures zijn voor in beheer name, dan worden deze met voeten getreden. Benuttingsprojecten worden gestapeld ( No regret, Mobiliteitsaanpak, PPA, Beter Benutten ) maar voor een goede (her)inrichting van beheer is zelden geld. Verkeersmanagement projecten zijn sexy ; een goed beheer is dat niet. Bestaande toepassingen van verkeersmanagement (verkeerslichten, toerit doseerinstallaties, dynamische route informatie panelen) vergen naast technisch beheer gericht op technische beschikbaarheid ook verkeerskundig beheer. Wegverkeer is veranderlijk. Bij nieuwe en/of aanpassing van weginfrastructuur past de weggebruiker zijn rij- en route gedrag steeds opnieuw aan. Door aandacht te geven aan continue samenwerking tussen verkeerskundig en technisch beheer kan het effect dat bestaande verkeersmanagement maatregelen en regelconcepten hebben, aanzienlijk worden verbeterd. Kort-cyclische evaluatie In PPA West is ervoor gekozen om de evaluatie directer te verbinden met de proefnemingen dan in fase 1 wegkant is gebeurd. Kort-cyclisch zijn effecten bepaald en gebruikt om tot aanpassingen in de proef te komen. Een plan-do-check-act op weg naar een evaluatie van verkeerskundige effecten. In deze aanpak is zowel op analytische wijze naar de werking van het regelsysteem en de individuele componenten gekeken als is via een voor- en nameting waarin het systeem niet meer is aangepast, gekomen tot effectbepalingen. De aanpak in PPA West heeft gewerkt maar vraagt verdere uitwerking. Omdat veel effectstudies van verkeersmanagement maatregelen deze ervaringen delen, is die uitwerking van belang. De richting daarbij is dat directe samenwerking werkt, maar dat vooraf (beter dan in PPA West is gebeurd) moet worden bepaald waar taken en verantwoordelijkheden binnen het projectteam (projectleider, verkeerskundige ontwikkelaars, technische ontwikkelaars, evaluatoren) liggen. Wat zijn de onderzoeksvragen? Welke data zijn nodig? Wie verzamelt en wie levert de data? Wie analyseert en hoe?

16