Examen H111 Verkeerskunde Basis Katholieke Universiteit Leuven Departement Burgerlijke Bouwkunde Datum: donderdag 5 september 2002 Tijd: 9.00 12.00 uur Instructies: Er zijn 5 vragen; start de beantwoording van elk van de 5 vragen op een nieuw blad! Schrijf op elk blad papier uw naam en het nummer van de vraag. Na het examen krijgt u een overzicht van mogelijke oplossingen. De vragen kunt u houden. Vraag 1. Vraag en aanbod op de transportmarkt Het belastingpatroon kan gezien worden als een evenwicht tussen vraag en aanbod op de transportmarkt. In de cursus wordt aan de hand van een vraag- en aanbod diagram uitgelegd wat de effecten zijn van de introductie van nieuwe transportvoorzieningen. a) Omschrijf in woorden tot welke algemene effecten de introductie van nieuwe transportvoorzieningen leidt. U behoeft het diagram niet te geven. In een invloedrijke Britse studie werd onlangs gesteld dat een afname van verkeersvoorzieningen (bijvoorbeeld het sluiten van een belangrijke weg) leidt tot een afname van het verkeer. Bovendien neemt de congestie niet noodzakelijkerwijze toe. b) Maak de conclusies van de bovengenoemde studie aannemelijk door het geven van een vraag- en aanbod diagram met toelichting. Hoe dient de afname van het verkeer te worden geïnterpreteerd? Zijn er minder verplaatsingen? Vraag 2. Logitmodel a) Wat verstaat men onder een hiërarchisch of genest logitmodel? Wanneer is toepassing van een hiërarchisch logitmodel aan te bevelen? b) Wat verstaat men bij een hiërarchisch logitmodel onder een samengestelde utiliteit? (U behoeft geen formules te geven)
Vraag 3 Toedeling In onderstaande figuur is een eenvoudig netwerk gegeven. De plaatsen a en b zijn verbonden door de schakels 1 en 2. De reistijden t 1 en t 2 (in minuten) in functie van de intensiteiten q 1 en q 2 (in voertuigen/uur) over beide schakels 1 en 2 staan aangegeven onder de figuur. Het aantal verplaatsingen van a naar b is constant en bedraagt T ab = 2000 voertuigen/uur. 1 Tab a b Tab t 1 = 10 + 0.020 q 1 2 t 2 = 15 + 0.005 q 2 Gevraagd: a) Bepaal de gebruikersoptimale evenwichtstoedeling en de systeemoptimale evenwichtstoedeling. Om de systeemoptimale toedeling tot stand te brengen gaat de overheid tol heffen op één van de twee schakels. De tijdwaardering per automobilist bedraagt 0,20 Euro per minuut reistijd. b) Welk bedrag aan tol moet per automobilist geheven worden en op welke schakel? De geïnde tolgelden komen weer ten goede aan de maatschappij (waaronder ook de weggebruikers moeten worden gerekend!). c) Bereken het maatschappelijk voordeel van de tol-maatregel (in Euro per uur).
Vraag 4 Verkeersstroomtheorie a) Op een lange weg rijden rode en groene wagens. Per minuut ziet een waarnemer langs de kant van de weg 10 rode en 20 groene wagens passeren. De rode wagens rijden allen 60 km/uur en de groene wagens slechts 30 km/uur. Gevraagd : Bereken de gemiddelde snelheid en de dichtheid van de totale verkeersstroom b) Schets een driehoekig fundamenteel diagram in een dichtheid - intensiteit assenstelsel. Veronderstel dat dit diagram geldig is voor een autosnelweg waar enkel personenwagens op rijden. Schets nu, in hetzelfde assenstelsel, een tweede driehoekig fundamenteel diagram voor dezelfde weg waar enkel vrachtwagens op rijden. Bespreek de verschillen tussen beide diagrammen. Vraag 5 Ontwerpen van vervoernetwerken In de cursus wordt een ontwerpmethodiek voor vervoernetwerken behandeld die in principe zowel toepasbaar is op wegennetwerken (individueel vervoer) als op openbaar vervoernetwerken (collectief vervoer). Gevraagd: Geef in hoofdlijnen weer hoe het ontwerpproces verloopt door een geordende set van ontwerpdilemma s af te werken (waarbij uiteraard terugkoppelingen mogelijk zijn). Besteed aandacht aan de volgorde van ontwerpstappen en de criteria (ook wel genoemd kwaliteitselementen) die door de betreffende ontwerpstap worden beïnvloed. Laat zien dat het ontwerp van een netwerk voor individueel vervoer veel overeenkomst vertoont met het ontwerp van een netwerk voor collectief vervoer, maar wijs ook op een aantal karakteristieke verschillen.
Oplossingen examen H111 - Verkeerskunde Basis Datum: donderdag 5 september 2002 Katholieke Universiteit Leuven Departement Burgerljke Bouwkunde Vraag 1 a) Door de hogere kwaliteit van de infrastructuur zullen bedrijven zich elders vestigen, mensen zullen op grotere afstand van de werkplek gaan wonen en mogelijk zullen zich nieuwe gebruikers van het transportsysteem aandienen. Dit proces wordt activity-shift genoemd. Het kan voorkomen dat de introductie van een nieuwe transportvoorziening een dermate groot effect sorteert op het vraagpatroon, dat in de uiteindelijke situatie het serviceniveau lager is dan voorheen (en dus de congestie groter). De vervoeromvang (in voertuig-km) wordt ook groter. Dit komt door een toename van het aantal gebruikers, maar vooral ook omdat bestaande gebruikers grotere afstanden gaan afleggen. b) Langs de verticale as staat de reistijd, langs de horizontale as de vervoeromvang. J : aanbodfunctie. D: vraagfunctie. J*: aanbodfunctie bij afname serviceniveau D*: nieuwe vraagfunctie door (negatieve) activity shift Eerst komt het evenwicht van F op F 1 te liggen. Het gevolg is afname van de vervoeromvang en langere reistijden (congestie). Op langere termijn leidt de afname van het serviceniveau tot een verminderd vraagpatroon (vraagcurve D*) en gaat het evenwicht naar F 2. Het resultaat is dat de congestie niet noodzakelijkerwijs toeneemt t.o.v. de beginsituatie. De vervoeromvang neemt wel af, door vermindering van het aantal gebruikers, maar vooral door afname van de afgelegde afstanden. Vraag 2 Zie cursustekst hoofdstuk 3.6.1 Vraag 3 a) (Zie hoofdstuk 8.1.6.5 cursustekst) Gebruikersoptimale evenwichtstoedeling: q1 = 600, q2 = 1400, t1 = t2 = 22 Systeemoptimale evenwichtstoedeling q1 = 500, q2 = 1500, t1 = 20, t2 = 22,5
b) Om de systeemoptimale toedeling tot stand te brengen moet de verkeersstroom op schakel 1 teruggebracht worden van 600 naar 500 voertuigen/uur. We moeten dus tol heffen op schakel 1. De reistijd bij 500 voertuigen/uur op schakel 1 is 20 min. De totale gegeneraliseerde weerstand op schakel 1 moet echter gelijk worden aan de weerstand bij 1500 voertuigen/uur op schakel 2 (22.5 min). Op schakel 1 moet dus een tol geheven worden van 2.5 minuut reistijd = 2.5 x 0.2 = 0.5 Euro per automobilist. c) Het maatschappelijk voordeel kan op 2 manieren berekend worden: 1e manier: Bereken de winsten en verliezen voor overheid en weggebruikers. (De weggebruikers zijn onderdeel van de maatschappij evenals de overheid). De gegeneraliseerde kosten per weggebruiker zijn na de tolheffing gestegen van 22 naar 22,5 minuut. Zij verliezen dus 2000 x 0,5 x 0,2 = 200 euro/uur. De overheid daarentegen int 500 x 0.5 = 250 euro/uur en gebruikt deze tolgelden voor maatschappelijke doelen. Het maatschappelijk voordeel bedraagt derhalve 250 200 = 50 euro/uur 2e manier: Evenwichtstoedeling: 600 x 22 + 1400 x 22 = 44000 voertuig-minuten Systeem-optimale toedeling: 500 x 20 + 1500 x 22,5 = 43750 voertuig-minuten Het maatschappelijk voordeel is 250 voertuig-minuten per uur = 250 x 0,2 = 50 euro/uur Vraag 4 a) q rood = 600 vtg/u q groen = 1200 vtg/u u rood = 60 km/u u groen = 30 km/u k rood = q rood /v rood = 10 vtg/km k groen = q groen /v groen = 40 vtg/km k tot = k rood + k groen = 50 vtg/km q tot = q rood + q groen = 1800 vtg/u u tot = q tot /k tot = 36 km/u b) q maxpersonenwagens q q maxvracht u fvracht u fpersonenwagens k k Jvracht k Jpersonenwagens
Bespreking verschillen twee fundamentele diagrammen : u fvracht < u fpersonenwagens : de maximale snelheid van personenwagens is groter dan deze van vrachtwagens k Jpersonenwagens > k Jvracht : doordat vrachtwagens een grotere voertuiglengte hebben, zal de maximale dichtheid van vrachtwagens kleiner zijn. De capaciteit van vrachtwagens zal kleiner zijn dan bij personenwagens. Dit komt door de lagere maximale snelheid en de kleinere maximale dichtheid van vrachtwagens. Over de waarde van de capaciteitsdichtheid en de helling van de congestietak in het diagram, kan geen uitspraak gedaan worden. Vraag 5 Zowel bij netwerken voor individueel vervoer als openbaar vervoer moeten ontwerpbeslissingen genomen worden ten aanzien van: Indeling in stelsels van verschillend schaalniveau Toegangsdichtheid Netwerkdichtheid Deze ontwerpstappen worden bij voorkeur in de boven aangegeven volgorde doorlopen met eventuele terugkoppelingen. Na het doorlopen van de ontwerpstappen wordt een ideaal systeem bekomen. Door aanpassingen aan het bestaande systeem proberen we vervolgens het ideale systeem te benaderen. Overeenkomsten individueel en collectief vervoer: Schaalniveaus zijn bij het individueel systeem het hoofdwegennet, het regionale wegennet en het stedelijk wegennet. Bij het openbaar vervoer geldt een soortgelijke indeling in het nationale net met intercity verbindingen, het regionale net en het stedelijk openbaar vervoer. Bij het probleem van de toegangsdichtheid gaat het bij wegennetten bijvoorbeeld om de afstand tussen opritten naar snelwegen en bij het openbaar vervoer om de keuze van stations en haltes. Karakteristieke verschillen tussen het wegensysteem en openbaar vervoer systeem zijn: Bij het openbaar vervoer moeten aanvullend ontwerpbeslissingen genomen worden ten aanzien van te leveren vervoerdiensten: lijndichtheid en frequentie. Bij wegennetten speelt het probleem van de ontsluitingsruimte: de afstand tussen het centrum van de kern en het bijbehorend toegangspunt tot het hoofdwegennet of het regionale wegennet. Dilemma s treden op omdat de volgende kwaliteitselementen door het ontwerp worden beinvloed: bij de indeling in stelsels: functionele differentiatie versus kostenbesparingen bij de toegangsdichtheid: de verbindingskwaliteit versus de toegankelijkheid. bij de netwerkdichtheid: de verbindingskwaliteit (omwegfactor) versus de kosten. Tot slot kan nog opgemerkt worden dat bij de integratie van collectief en individueel vervoer (overstappunten) het collectief vervoer richtinggevend dient te zijn.