ANALYSE VAN DE MOBILITEIT OP DE BELGISCHE AUTOSNELWEGEN Verkeersindices 2002 2005 Eindrapport in opdracht van: Federale Overheidsdienst Mobiliteit en Vervoer Directoraat-generaal Mobiliteit en Verkeersveiligheid Directie Mobiliteit Vooruitgangsstraat 56 1210 Brussel 23 juni 2008 TRANSPORT & MOBILITY LEUVEN VITAL DECOSTERSTRAAT 67A BUS 0001 3000 LEUVEN BELGIË +32 (16) 31.77.30 http://www.tmleuven.be Rapportnummer: 05.28 Auteur: F. Vanhove
Voorwoord De Federale Overheidsdienst Mobiliteit en Vervoer (voorheen Ministerie van Verkeer en Infrastructuur genoemd) verzamelt verkeerswaarnemingen die betrekking hebben op het gebruik van het autosnelwegennet van België (Vlaams Gewest, Waals Gewest en Brussels Hoofdstedelijk Gewest). De verkeersmetingen worden uitgevoerd door het Vlaamse en Waalse Gewest, en worden in real-time ter beschikking gesteld van de Federale Overheid. Deze verkeerswaarnemingen worden verzameld en verder verwerkt in START/SITTER (Systeem Trafiek op Autosnelwegen Reële Tijd / Système Intelligent Trafic en Temps Réel). De verkeersgegevens worden voornamelijk verzameld met behulp van enkelvoudige inductielussen, die op elke rijstrook afzonderlijk zijn aangebracht alsmede op een aantal toe- en afritten. Op een beperkt aantal plaatsen gebeuren de tellingen met camera s of (meer en meer) met dubbele inductielussen. START/SITTER biedt via een web-interface real-time toegang tot de verzamelde gegevens. De verzamelde gegevens bieden echter nog veel meer mogelijkheden. Daarom benaderde het toenmalige Ministerie van Verkeer en Infrastructuur in de persoon van Ir. J. Van den Bossche (Ingenieur-directeur BVI) in 2002 Transport & Mobility Leuven met het verzoek het Bestuur van de Verkeersreglementering en van de Infrastructuur te ondersteunen bij het implementeren van aanvullende verkeersinformatie (verkeersindices), die door de K.U.Leuven ontwikkeld werden. Dhr. Van den Bossche ging ondertussen met pensioen; Bart Thys heeft de supervisie over START/SITTER overgenomen. In de loop van 2002-2003 werden deze indices opgesteld en gepubliceerd voor de jaren 1999-2002. In een vervolgstudie werd de gebruikte methodiek verder gevalideerd en verfijnd, wat resulteerde in het rapport uit 2005 met cijfers voor 1999-2003. In dit rapport worden verkeersindices gerapporteerd voor de periode 2002-2005. De indices in dit rapport zijn het resultaat van een grondig gewijzigde methodiek, en zijn dus niet zomaar te vergelijken met de cijfers die eerder werden gepubliceerd. Tot slot moet nog vermeld worden dat reeds van bij het begin van deze studie uitvoerig overleg heeft plaatsgevonden met andere betrokkenen binnen de dienst Mobiliteit van de FOD Mobiliteit en Vervoer, meer bepaald met Ir. Labeeuw. In de eindfase van de studie werden de resultaten ook besproken met vertegenwoordigers van de drie gewesten. Hierbij bedanken we alle betrokkenen. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 2
Inhoud VOORWOORD... 2 INHOUD... 3 FIGUREN... 5 TABELLEN... 7 LIJST VAN VAAK GEBRUIKTE SYMBOLEN...10 INLEIDING...11 DEEL 0 BELANGRIJKE ACHTERGRONDINFORMATIE...12 0.1 ALGEMENE ACHTERGROND...12 0.2 DATASTRUCTUREN EN PROCEDURES...13 0.3 ALGEMENE OPMERKINGEN...15 DEEL 1 VOORBEWERKING DATA...16 1.1 TESTS BIJ ONTVANGST...16 1.2 AANVULLEN ONTBREKENDE DATA OP MINUUTNIVEAU...17 1.3 NORMALISATIE VAN DE SNELHEDEN...17 1.4 CORRECTIE VRACHTWAGENS...18 1.4.1. Probleemstelling...18 1.4.2. Correctieprocedure...19 1.4.3. Beschrijving van het vlottende maximum...20 1.4.4. Correctie snelheden...25 1.5 FILEDETECTIE...26 DEEL 2 BEREKENINGSWIJZE VERKEERSINDICES... 27 2.1 DEFINITIES...27 2.1.1. Dagselectie...27 2.1.2. Voertuigcategorieën: Personenwagens en Vrachtwagens...29 2.1.3. Telpost - wegvak...30 2.1.4. Keuze van de regio s...31 2.2 REKENMETHODE...33 2.2.1. STAP A: Tijdsmiddeling - van Db_Daily tot Db_Daily_ref...35 2.2.2. STAP B: Semi-manuele validatie/correcties van Db_Daily_ref tot Db_Monthly36 2.2.3. STAP C: Ruimtelijke middeling - Berekenen regionale indices op basis van Db_Monthly 38 DEEL 3 OVERZICHT PER INDEX... 40 3.1 VERKEERSVOLUMES PER WEGVAK...41 3.2 REGIONALE CONGESTIEINDICES...42 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 3
3.2.1. Voertuigkilometers (Xkms)...42 3.2.2. Regionale volumeindex (VI)...52 3.2.3. Regionale wegvakindex (WI)...58 3.2.4. Regionale hinderindex (HI)...62 3.2.5. Regionale snelheidsindex (SI)...66 3.2.6. Aantal voertuigverliesuren in een regio (VU)...67 3.2.7. Zwaarte files (ZF)...76 3.3 LOKALE CONGESTIEINDICES...81 3.3.1. Aantal filedagen op een wegvak...82 3.3.2. De filekans op een wegvak (FK)...84 3.3.3. De duur van de file op een wegvak...86 3.3.4. Gemiddelde snelheid tijdens de file (GSF)...88 3.3.5. Gemiddeld volume in de file (GXF)...90 3.4 CONGESTIEKOSTEN (REGIONAAL ÉN LOKAAL)...93 3.4.1. Totale congestiekosten (TC)...93 3.4.2. Congestiekosten tijdens de structurele files (CSF)...100 3.4.3. Congestiekosten tijdens de incidentele files (CIF)...101 3.5 MILIEU-INDICES (REGIONAAL ÉN LOKAAL)...102 3.5.1. Emissies E.CO, E.NO X, E.VOC, E.PM, E.CO 2...102 3.5.2. Milieukosten MK.CO, MK.NO X, MK.VOC, MK.PM, MK.CO 2 en TMK...133 LITERATUUR...147 DEEL 4 BIJLAGEN...148 4.1 REGIONALE GEGEVENS...148 4.2 LOKALE GEGEVENS...149 4.3 TREMOVE INPUTDATA VOOR DE EMISSIEFACTOREN...150 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 4
Figuren Figuur 1 Overzicht van de datastructuren en procedures in START/SITTER; het grijze kader geeft de nieuwe procedures aan die in deze studie werden ontwikkeld 14 Figuur 2 Begrenzing van de minuutwaarden van de vrachtwagens (Voorbeeld voor A10 Affligem01 11/9/2001) 20 Figuur 3 Voorbeeld relatieve frequentieverdeling 21 Figuur 4 Resulterende wegensfactoren bij (links+rechts)/2 22 Figuur 5 Toepassing exponentiële middeling (links+rechts) op reëel voorbeeld 23 Figuur 6 De verkregen curve na stap E voor het voorbeeld uit Figuur 2 24 Figuur 7 Overzicht van de datastructuren en procedures in START/SITTER; in het grijze kader is de structuur aangegeven van de nieuwe procedures die in deze studie werden ontwikkeld 34 Figuur 8 Gemiddeld aantal voertuigkilometers (alle voertuigen: Xkms) per dag voor België, voor alle dagen 45 Figuur 9 Gemiddeld aantal voertuigkilometers (alle voertuigen: Xkms) per dag voor België, voor de werkdagen 45 Figuur 10 Gemiddeld aantal voertuigkilometers (vrachtwagens: Xkms2) per dag voor België, voor alle dagen 46 Figuur 11 Gemiddeld aantal voertuigkilometers (vrachtwagens: Xkms2) per dag voor België, voor de werkdagen 46 Figuur 12 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): links voor alle voertuigen (Xkms), rechts enkel voor de vrachtwagens (Xkms2) 47 Figuur 13 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen): links voor alle voertuigen (Xkms), rechts enkel voor de vrachtwagens (Xkms2) 47 Figuur 14 Volumeindex (alle voertuigen: VI) voor België, voor de werkdagen 54 Figuur 15 Aandeel van de vrachtwagens in de volumeindex (VI2) voor België, voor de werkdagen 54 Figuur 16 Volumeindex (alle voertuigen: VI) voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 55 Figuur 17 Volumeindex (enkel vrachtwagens: VI2) voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 55 Figuur 18 Wegvakindex WI voor België, voor de werkdagen 60 Figuur 19 Wegvakindex WI voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 60 Figuur 20 Hinderindex HI voor België, voor de werkdagen 64 Figuur 21 Hinderindex HI voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 64 Figuur 22 Gemiddelde aantal voertuigverliesuren (voor personenwagens en vrachtwagens samen) per dag voor België, voor de werkdagen 70 Figuur 23 Gemiddelde aantal voertuigverliesuren per dag voor België, voor de werkdagen: links voor personenwagens (VU1), rechts voor de vrachtwagens (VU2) 70 Figuur 24 Verdeling van de voertuigverliesuren (alle voertuigen: VU) over de dag voor België (alle dagen meegerekend) 71 Figuur 25 Totaal aantal voertuigverliesuren per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor personenwagens en vrachtwagens samen 72 Figuur 26 Totaal aantal voertuigverliesuren per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): links voor personenwagens (VU1), rechts voor vrachtwagens (VU2) 72 Figuur 27 Gemiddelde zwaarte van de files ZF per dag voor België, voor de werkdagen 78 Figuur 28 Zwaarte files ZF voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 79 Figuur 29 Kaartplot: Filedagen voor 2005 (alle dagen beschouwd), uitgedrukt in filedagen per jaar 83 Figuur 30Kaartplot: Filekansen 8-9u voor 2005 (voor de werkdagen), uitgedrukt in percent 85 Figuur 31 Kaartplot: Duur file voor 2005 (voor de werkdagen), uitgedrukt in minuten per dag. Enkel de wegvakken waarvoor op minstens 15 dagen file werd geregistreerd, worden beschouwd. 87 Figuur 32 Kaartplot: Gemiddelde snelheid in de file (GSF) voor 2005 (voor de werkdagen). Enkel de wegvakken waarvoor op minstens 15 dagen file werd geregistreerd, worden beschouwd. 89 Figuur 33 Kaartplot: Gemiddeld volume in de file (GXF) voor 2005 (voor de werkdagen), uitgedrukt in pae per uur per rijstrook. Enkel de wegvakken waarvoor op minstens 15 dagen file werd geregistreerd, worden beschouwd. 92 Figuur 34 Totale congestiekosten TC, gemiddeld per dag voor België voor de werkdagen 95 Figuur 35 Totale congestiekosten TC per jaar voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 96 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 5
Figuur 36 Totale congestiekosten TC per jaar voor personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 96 Figuur 37 Kaartplot: Totale congestiekosten per wegvak voor 2005 (voor alle dagen), uitgedrukt in euro per dag per km 99 Figuur 38 Emissies van CO (alle voertuigen) voor België, voor de werkdagen 105 Figuur 39 Emissies per jaar van CO door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 106 Figuur 40 Emissies per jaar van CO door personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 106 Figuur 41 Emissies van NOx (alle voertuigen) voor België, voor de werkdagen 111 Figuur 42 Emissies per jaar van NOx door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 112 Figuur 43 Emissies per jaar van NOx door personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 112 Figuur 44 Emissies van VOC (alle voertuigen) voor België, voor de werkdagen 117 Figuur 45 Emissies per jaar van VOC door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 118 Figuur 46 Emissies per jaar van VOC door personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 118 Figuur 47 Emissies van PM (alle voertuigen) voor België, voor de werkdagen 122 Figuur 48 Emissies per jaar van PM door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 123 Figuur 49 Emissies per jaar van PM door personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 123 Figuur 50 Emissies van CO 2 (alle voertuigen) voor België, voor de werkdagen 128 Figuur 51 Emissies per jaar van CO 2 door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 129 Figuur 52 Emissies per jaar van CO 2 door personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 129 Figuur 53 Totale Milieukosten voor België voor de werkdagen, personenwagens en vrachtwagens samen 135 Figuur 54 Totale Milieukosten voor België - inclusief CO 2 - voor de werkdagen, personenwagens en vrachtwagens samen 135 Figuur 55 Totale Milieukosten voor België voor de werkdagen, personenwagens 136 Figuur 56 Totale Milieukosten voor België voor de werkdagen, vrachtwagens 136 Figuur 57 Totale Milieukosten voor België - inclusief CO 2 - voor de werkdagen, personenwagens 137 Figuur 58 Totale Milieukosten voor België - inclusief CO 2 - voor de werkdagen, vrachtwagens 137 Figuur 59 Aandeel van de verschillende polluenten in de totale milieukost voor België (alle dagen meegerekend), inclusief CO 2 138 Figuur 60 Totale milieukosten per jaar voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 139 Figuur 61 Totale milieukosten per jaar (inclusief CO 2 ) voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 139 Figuur 62 Totale milieukosten per jaar voor personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 140 Figuur 63 Totale milieukosten per jaar (inclusief CO 2 ) voor personenwagens (links) en vrachtwagens (rechts), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 140 Figuur 64 Kaartplot: Totale milieukost per wegvak voor 2005 (voor alle dagen), uitgedrukt in Euro per dag per km 146 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 6
Tabellen Tabel 1 De verschillende dagselecties 27 Tabel 2 Het aantal dagen voor elk van de dagselecties, per maand en per jaar voor elk van de vier beschouwde jaren 28 Tabel 3 Een index kan op 3 manieren omgaan met de verschillende voertuigcategorieën 29 Tabel 4 Lengte van het autosnelwegennet per regio, met aanduiding van het bemeten percentage 32 Tabel 5 De drie hoofdstappen om op basis van Db_Daily-gegevens tot verkeersindices te komen 35 Tabel 6 Grootheden in Db_Daily_ref en Db_Monthly 35 Tabel 7 De verschillende types van automatische opvulprocedures 37 Tabel 8 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor Xkms en Xkms2 43 Tabel 9 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor alle voertuigen (Xkms) 48 Tabel 10 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen): voor alle voertuigen (Xkms) 48 Tabel 11 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor vrachtwagens (Xkms2) 49 Tabel 12 Totaal aantal voertuigkilometers per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen): voor vrachtwagens (Xkms2) 49 Tabel 13 Gemiddeld aantal voertuigkilometers per dag voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005: bovenaan voor alle voertuigen (Xkms), onderaan enkel voor de vrachtwagens (Xkms2) 51 Tabel 14 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor VI en VI2 53 Tabel 15 Volumeindex voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen): voor alle voertuigen (VI) 56 Tabel 16 Volumeindex voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen): voor vrachtwagens (VI2) 57 Tabel 17 Volumeindex voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005: bovenaan voor alle voertuigen (VI), onderaan enkel voor vrachtwagens (VI2) 57 Tabel 18 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor WI 59 Tabel 19 Wegvakindex WI voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 61 Tabel 20 Wegvakindex WI voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005 61 Tabel 21 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor HI 63 Tabel 22 Hinderindex voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (werkdagen) 65 Tabel 23 Hinderindex HI voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005 65 Tabel 24 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor VU1 en VU2 68 Tabel 25 Verdeling van de voertuigverliesuren (alle voertuigen: VU) over de dag voor België (alle dagen meegerekend) 71 Tabel 26 Totaal aantal voertuigverliesuren per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor personenwagens en vrachtwagens samen (VU) 73 Tabel 27 Totaal aantal voertuigverliesuren per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor de personenwagens (VU1) 73 Tabel 28 Totaal aantal voertuigverliesuren per jaar voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen meegerekend): voor de vrachtwagens (VU2) 73 Tabel 29 Gemiddeld aantal voertuigverliesuren per dag voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005: bovenaan voor de personenwagens en vrachtwagens samen (VU), in het midden voor personenwagens (VU1) en onderaan voor de vrachtwagens (VU2) 75 Tabel 30 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor ZF 77 Tabel 31 Zwaarte files ZF voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 79 Tabel 32 Zwaarte files ZF (gemiddelde per dag) voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005 80 Tabel 33 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor TC1 en TC2 94 Tabel 34: De waarde van een uur reistijdverlies voor personenwagens op autosnelwegen in België, in euro in functie van de periode van de dag 95 Tabel 35: De waarde van een uur reistijdverlies voor vrachtwagens op autosnelwegen in België 95 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 7
Tabel 36 Totale congestiekosten TC per jaar voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 97 Tabel 37 Totale congestiekosten per jaar voor personenwagens (TC1), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 97 Tabel 38 Totale congestiekosten per jaar voor vrachtwagens (TC2), voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 97 Tabel 39 Totale congestiekosten TC, gemiddeld per dag voor de verschillende regio s, voor alle dagselecties van 2005: voor alle voertuigen samen (bovenaan), voor personenwagens (midden) en voor vrachtwagens (onderaan) 98 Tabel 40 Emissiefactoren als toegepast in deze studie, uitgedrukt in gram per voertuigkilometer (g/vkm) 102 Tabel 41 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor emissies van CO 105 Tabel 42 Emissies per jaar van CO door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 107 Tabel 43 Emissies per jaar van CO door personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 107 Tabel 44 Emissies per jaar van CO door vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 108 Tabel 45 Emissies van CO (gemiddeld per dag) door alle voertuigen samen (bovenaan), door personenwagens (midden) en door vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 109 Tabel 46 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor emissies van NOx 111 Tabel 47 Emissies per jaar van NOx door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 113 Tabel 48 Emissies per jaar van NOx door personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 113 Tabel 49 Emissies per jaar van NOx door vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 114 Tabel 50 Emissies van NOx (gemiddeld per dag) door alle voertuigen samen (bovenaan), door personenwagens (midden) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 115 Tabel 51 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor emissies van VOC 117 Tabel 52 Emissies per jaar van VOC door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 119 Tabel 53 Emissies per jaar van VOC door personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 119 Tabel 54 Emissies per jaar van VOC door vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 119 Tabel 55 Emissies van VOC (gemiddeld per dag) door personenwagens (bovenaan) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 120 Tabel 56 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor emissies van PM 122 Tabel 57 Emissies per jaar van PM door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 124 Tabel 58 Emissies per jaar van PM door personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 124 Tabel 59 Emissies per jaar van PM door vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 125 Tabel 60 Emissies van PM (gemiddeld per dag) door personenwagens (bovenaan) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 125 Tabel 61 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor emissies van CO 2 128 Tabel 62 Emissies per jaar van CO 2 door personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 130 Tabel 63 Emissies per jaar van CO 2 door personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 130 Tabel 64 Emissies per jaar van CO 2 door vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 131 Tabel 65 Emissies van CO 2 (gemiddeld per dag) door personenwagens (bovenaan) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 131 Tabel 66 Beschikbaarheidspercentage van de gegevens voor de totale milieukosten TMK 134 Tabel 67 De gehanteerde kosten per kilogram geëmitteerde stof, voor de verschillende polluenten 134 Tabel 68 Aandeel van de verschillende polluenten in de totale milieukost voor België (alle dagen meegerekend), zonder CO 2 138 Tabel 69 Aandeel van de verschillende polluenten in de totale milieukost voor België (alle dagen meegerekend), met CO 2 139 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 8
Tabel 70 Totale milieukosten per jaar voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 141 Tabel 71 Totale milieukosten per jaar (inclusief CO 2 ) voor personenwagens en vrachtwagens samen, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 141 Tabel 72 Totale milieukosten per jaar voor personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 142 Tabel 73 Totale milieukosten per jaar voor vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 142 Tabel 74 Totale milieukosten per jaar (inclusief CO 2 ) voor personenwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 143 Tabel 75 Totale milieukosten per jaar (inclusief CO 2 ) voor vrachtwagens, voor de verschillende regio s en over meerdere jaren (alle dagen) 143 Tabel 76 Totale milieukosten (gemiddeld per dag) voor personenwagens en vrachtwagens samen (bovenaan), voor personenwagens (midden) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 144 Tabel 77 Totale milieukosten, inclusief CO 2 (gemiddeld per dag) voor personenwagens en vrachtwagens samen (bovenaan), voor personenwagens (midden) en vrachtwagens (onderaan), voor de verschillende regio s voor alle dagselecties van 2005 145 Tabel 78 Inhoud van de bijlagen met regionale gegevens 148 Tabel 79 Inhoud van de bijlagen met lokale gegevens 149 Tabel 80 TREMOVE inputdata voor de emissiefactoren voor de personenwagens 150 Tabel 81 TREMOVE inputdata voor de emissiefactoren voor de vrachtwagens 151 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 9
Lijst van vaak gebruikte symbolen Symbool Omschrijving X1 = q pers aantal personenwagens per periode X2 = q vracht aantal vrachtwagens per periode Xt =X1+X2 totaal aantal voertuigen per periode S1 snelheid personenwagens S2 snelheid vrachtwagens St X1+ X 2 snelheid alle voertuigen = X1 X 2 + S1 S2 q vtg =X1+X2 totaal aantal voertuigen per periode q pae =X1+2*X2 totaal aantal personenauto-equivalenten per periode q pers =X1 aantal personenwagens per periode q vracht =X2 aantal vrachtwagens per periode v =St (kan afhankelijk van context ook S1 of S2 zijn) snelheid AL, al, wk, wn, mo, tu, we, th, fr, sa, su, SP Dagselecties (alle dagen, werkdagen, enz.) zie sectie 2.1.1 op blz.27 voor meer details hierbij is de periode: minuut, uur, dag, maand of jaar Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 10
Inleiding Dit document vormt het vervolg op enkele vorige rapporten. Eerst werd de theoretische basis uitgewerkt in volgende twee rapporten: - In het rapport Verkeersindices voor het gebruik van het autosnelwegennet in België [1] is achtergrondinformatie te vinden over het telnetwerk dat de data voor de statistieken aanlevert. Tevens worden hierin enkele verkeerskundige begrippen verduidelijkt en wordt het verschijnsel file geanalyseerd. Tenslotte worden een reeks congestieindices voorgesteld. - In het vervolgrapport Verkeersindices: Congestie- en Milieukosten [2] werd een methodologie ontwikkeld om te komen tot indicatoren voor de economische en milieu impact van het verkeer. Eerst werd een economische achtergrond aangeleverd en werd dieper ingegaan op marginale externe kosten. Zo werden een aantal indices opgesteld die een maat vormen voor de economische kost van congestie. Vervolgens werd ingegaan op de luchtvervuiling veroorzaakt door het verkeer en de economische kost hiervan. Dit leidde tot een aantal milieu-indices. Na deze voorbereidende studies, werd de theorie in de praktijk gebracht: - In Analyse van de mobiliteit op de Belgische autosnelwegen; Verkeersindices mei 1999 december 2002 [3] werden voor de eerste keer cijferwaarden gerapporteerd voor de ontwikkelde verkeersindices. - In de vervolgstudie Analyse van de mobiliteit op de Belgische autosnelwegen; Verkeersindices mei 1999 december 2003 [4] werd de basis die in de voorgaande studie werd gelegd, verder uitgebouwd. De gegevens werden uigebreid tot 2003, er werden hierin nu ook emissies en milieukosten van CO 2 opgenomen en de rapportage werd verder verfijnd (met onder andere de toevoeging van kaartplots). Tenslotte werden alle verwerkingsprocedures nagekeken en indien nodig lichtjes bijgestuurd. Ook de resultaten die in dit document gerapporteerd worden, steunen op het werk dat in de voorgaande studies werd verricht. De definitie van de verkeersindices werd niet gewijzigd. De procedures voor de voorbewerking van de telgegevens (zie Deel 1 vanaf blz. 16) werd niet gewijzigd ten opzichte van voorgaande studies. In deze studie werd het overgrote deel van de inspanningen gespendeerd aan de volledige herwerking van de procedures om op basis van de voorbewerkte telgegevens tot de uiteindelijke verkeersindices te komen (zie sectie 2.2 vanaf blz.33 ). In Deel 0 van dit rapport wordt eerst belangrijke achtergond geschetst. Daarna worden in Deel 1 de procedures voor de voorbewerking van de telgegevens beschreven, die ongewijzigd werden overgenomen uit de voorgaande studie. In Deel 2 wordt dan ingegaan op de eigenlijke berekeningswijze van de verkeersindices. Een overzicht van de resultaten voor alle indices wordt gegeven in Deel 3 van dit rapport. In Deel 4 tenslotte wordt een kort overzicht aangegeven van de verschillende bijlagen, waarin de resultaten in alle detail zijn terug te vinden. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 11
Deel 0 Belangrijke achtergrondinformatie 0.1 Algemene achtergrond Het doel van deze studie was het opstellen van verkeersindices voor de autosnelwegen in België, waarbij gevraagd werd om in de mate van het mogelijke cijfers te rapporteren voor het volledige snelwegennet. Dit vormde meteen één van de grootste verschillen met voorgaande studies. Voorheen werden de verkeersindices immers uitsluitend berekend op basis van de telgegevens die aanwezig waren in START/SITTER. Maar START/SITTER bevat slechts voor een gedeelte van het autosnelwegennet gegevens, omdat niet op alle plaatsen permanente meetinstallaties aanwezig zijn. Bovendien ontbreken soms ook gegevens voor de wegvakken waar wél meetposten aanwezig zijn (bijvoorbeeld door defecten of door wegenwerken). In deze studie werden daarom schattingen gemaakt. Intensiteits-gerelateerde indices: (quasi) volledig netwerk gedekt Voor de intensiteiten werden voor (bijna) 1 alle ontbrekende gegevens schattingen gemaakt. Dit werd verantwoord geacht, omdat op basis van andere beschikbare telgegevens die niet in START/SITTER aanwezig zijn (zoals onder andere steekproeftellingen), en ook op basis van afleidingen 2 de dagintensiteiten met redelijke nauwkeurigheid ingeschat kunnen worden. Dit betekent dat alle verkeersindices die uitsluitend berekend worden op basis van de intensiteiten (namelijk de voertuigkilometers Xkms, de volumeindex VI, de wegvakindex WI, de hinderindex HI en alle emissies en emissiekosten) representatief zijn voor (bijna) het volledige autosnelwegennet. Andere verkeersindices: slechts beperkte opvulling Anderzijds zijn er ook een heel aantal verkeersindices die steunen op gegevens op minuutniveau en/of op snelheden. Voor dit soort gegevens veel moeilijker of zelfs onmogelijk om enigszins betrouwbare schattingen te maken. Daarom werden hiervoor géén schattingen gemaakt voor wegvakken die niet uitgerust zijn met meetinstallaties. Wel werden voor wegvakken waar slechts een beperkt aantal gegevens onbeschikbaar waren, 1 Zoals in Tabel 8 op blz.43 wordt aangegeven, was het voor zo n 2% van het autosnelwegennet in het Waals Gewest niet mogelijk om intensiteiten te schatten. 2 Door te kijken naar metingen in de omgeving van het wegvak waarvoor geen gegevens ter beschikking zijn, kan vaak een goede inschatting verkregen worden. Voor dagintensiteiten kan men namelijk uitgaan van behoudsvergelijkingen. Zo kan de intensiteit op een wegvak bijvoorbeeld goed ingeschat worden op basis van metingen op twee autosnelwegen die samenkomen op het beschouwde wegvak. Voor intensiteiten op minuutniveau, of voor snelheden kan men dergelijke afleidingen niet zomaar maken. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 12
opvullingen gedaan op basis van wegvakken in de omgeving, en op basis van gegevens voor andere tijdstippen. Bovendien werd er bij de uiteindelijke berekening van de verkeersindices voor gezorgd, dat uitsluitend wegvakken werden meegenomen die voor 2002-2005 alle gegevens ter beschikking hadden. Op die manier werd ervoor gezorgd dat de waarden van een verkeersindex voor alle jaren, maanden en dagselecties betrekking hebben op hetzelfde gedeelte van het netwerk, zodat ze onderling vergelijkbaar zijn. Dit betekent dat in sommige regio s, de niet-intensiteitsgerelateerde verkeersindices een belangrijk deel van de wegvakken niet meenemen. Zo werden bij de werkzaamheden aan de Ring rond Antwerpen (R1) in 2004-2005 alle oude meetlussen buiten dienst gesteld. Dit betekent dat voor alle niet-intensiteitsgerelateerde verkeersindices, de R1 niet meegenomen wordt. Ook op andere lokaties waren er belangrijke tekortkomingen qua databeschikbaarheid. Zo worden bijvoorbeeld voor de A4 (Brussel-Namen-Aarlen) en de A26 (Luik-Neufchâteau) ook significante delen niet gerapporteerd. Bij elke verkeersindex wordt telkens expliciet aangegeven voor welk percentage van het netwerk de gerapporteerde cijfers representatief zijn. Hierop wordt nader ingegaan in sectie 2.2.3 op blz.38. 0.2 Datastructuren en procedures Vooraleer de verschillende stappen die tot de uiteindelijke verkeersindices leiden, kunnen toegelicht worden, moet eerst een globaal overzicht gegeven worden van de verschillende datastructuren en procedures in START/SITTER. Beschouw daartoe Figuur 1 op volgende bladzijde. De figuur start bovenaan met de ruwe gegevens die door de telcomputer van de FOD bij de Gewesten opgehaald worden. Deze ruwe gegevens (per minuut per rijstrook) worden (na een eerste ruwe validatiestap) opgeslagen in een eerste database (Db in de figuur). De gegevens worden daarna verder bewerkt (normalisatie van de snelheden, het zoveel mogelijk opvullen van gaten, correctie van de vrachtwagens, filedetectie, enz.) en geaggregeerd tot gegevens per telpost per uur. Het resultaat van deze voorbewerking en aggregatie, wordt gestockeerd in een tweede database: Db_Daily. Alle stappen die uiteindelijk leiden tot de gegevens in de Db_Daily-database, worden verder besproken in Deel 1 vanaf blz.16. Vroeger werden de uiteindelijke verkeersindices rechtstreeks berekend op basis van deze Db_Dailygegevens. In deze studie werd de berekening van de verkeersindices grondig gewijzigd. De extra stappen die werden toegevoegd, zijn in Figuur 1 met het grijze kader aangegeven. Alle procedures die op basis Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 13
van de gegevens in de Db_Daily-database worden uitgevoerd, om uiteindelijk tot de verkeersindices te komen, worden nader toegelicht in Deel 2 vanaf blz.27. Bronnen Validatie Zie DEEL 1 Db Voorbewerking minuutdata per rijstrook Db_Daily per telpost: -uurdata (X1,X2,S1,S2,Occ,...) -filedata (beginuur, duur, Sgemid, #pers, #vrachtw,...) TOEVOEGING IN HUIDIGE STUDIE Zie DEEL 2 Db_Traffic_index regionaal: per regio per combinatie yyyy-mm-da lokaal: per telpost, per jaar voor bepaalde dagselecties Figuur 1 Overzicht van de datastructuren en procedures in START/SITTER; het grijze kader geeft de nieuwe procedures aan die in deze studie werden ontwikkeld Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 14
0.3 Algemene opmerkingen Voor een correcte interpretatie van de resultaten in dit document, is het van belang dat rekening gehouden wordt met een aantal belangrijke gevoeligheden en beperkingen. Zoals in het voorwoord wordt beschreven, worden in het START/SITTER-systeem telgegevens verzameld van de enkelvoudige inductielussen 3 op de Belgische autosnelwegen. Elke minuut geven deze detectors het aantal personenwagens (X1), het aantal vrachtwagens (X2), de snelheid voor alle voertuigen samen (St) 4 en het percentage van de tijd dat de lus bezet was (de bezettingsgraad Occ) door. De definitie van personenwagens en vrachtwagens is hierbij uitsluitend gebaseerd op de (magnetische) lengte, of meer bepaald op de bezettingstijd van de tellus 5. Het gebruik van enkelvoudige inductielussen zorgt voor heel wat problemen. Snelheden worden immers niet rechtstreeks gemeten, wat ook gevolgen heeft voor de opdeling tussen personenwagens en vrachtwagens. Concreet zijn de snelheden weinig betrouwbaar, maar meer nog zorgen de vrachtwagens voor problemen. In Deel 1 worden methodieken beschreven om deze fouten zo veel mogelijk te corrigeren. Desondanks blijft een belangrijke foutenmarge bestaan op de resultaten, die slechts ten gronde kan aangepakt worden door verbeteringen aan te brengen aan het meetsysteem. Intussen worden zowel in het Vlaams Gewest als in het Waals Gewest dubbele tellussen aangelegd, die dit probleem zouden moeten oplossen. Naast de beperkte betrouwbaarheid van de meetgegevens, vormt ook het ontbreken van telgegevens (wegens defecte telposten, wegenwerken, ) een probleem. Zowel in Deel 1 als in Deel 2 worden testprocedures beschreven die slechte meetwaarden uit de gegevensset moeten wegfilteren, en opvulprocedures om schattingen te maken voor ontbrekende gegevens. Het mag duidelijk zijn dat ook hierbij met een zekere foutenmarge rekening moet gehouden worden. Merk tenslotte op dat twee van de gerapporteerde jaren, namelijk 2004 en 2005, in belangrijke mate beïnvloed worden door de werkzaamheden aan de Ring om Antwerpen (R1). Door het belangrijke aandeel van de regio Antwerpen in het Vlaams Gewest, zijn de effecten daarvan merkbaar in het volledige Vlaamse Gewest. De invloed van deze werken wordt bovendien zelfs in de cijfers voor heel België teruggevonden. Bij de bespreking van de verschillende verkeersindices in het vervolg van dit rapport, wordt ook dieper ingegaan op de invloed van deze werken. Merk nog op dat een uitgebreide analyse van de verkeerssitatie ten tijde van de werkzaamheden aan de R1 terug te vinden is een rapport van het Verkeerscentrum Vlaanderen [10]. 3 START/SITTER bevat voornamelijk gegevens afkomstig van enkelvoudige lussen. Maar daarnaast zitten in het systeem ook gegevens van een aantal telcamera s, en stilaan worden ook gegevens van dubbele tellussen in het systeem opgenomen. 4 Het meetsysteem levert enkel snelheden voor alle voertuigcategorieën samen (St). Wanneer echter geaggregeerd wordt van gegevens per rijstrook naar gegevens voor een wegvak, wordt door een gewogen gemiddelde te berekenen aan de hand van het aantal personenwagens (X1) en vrachtwagens (X1) wél een aparte snelheid voor beide voertuigtypes verkregen: S1 en S2. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 15
Deel 1 Voorbewerking data De voorbewering van de telgegevens werd in deze studie niet gewijzigd. In de loop van deze studie is gebleken dat er verbeteringen mogelijk zijn aan de voorbewerking, vooral dan wat betreft het vrachtwagen-correctiealgoritme, maar aanpassingen aan de voorbewerking waren niet voorzien in deze studie. De oude voorbewerkingstappen liggen dus nog steeds aan de basis van de verkeersindices die in dit document gerapporteerd worden 6. In dit deel worden alle procedures besproken die doorlopen worden tussen het ophalen van de gegevens bij de gewesten, en de Db_Daily-database, zie Figuur 1 op blz.14. In 1.1 wordt de eerste validatie van de gegevens na het ophalen bij de gewesten besproken. In sectie 1.2 wordt aangegeven hoe ontbrekende gegevens op minuutniveau zo goed mogelijk worden opgevuld. Sectie 1.3 beschrijft de normalisatie van de snelheden, gevolgd door de correctieprocedure voor de vrachtwagens in sectie 1.4. Tenslotte wordt in sectie 1.5 besproken hoe files worden gedetecteerd. 1.1 Tests bij ontvangst Wanneer de gegevens van de sensoren worden ontvangen door de centrale computer wordt een test uitgevoerd om na te gaan of de ontvangen waarden geldige waarden zijn. Voor elke gemeten parameter kunnen intervallen worden gedefinieerd die gebaseerd zijn op fysische wetten en op gezond verstand. Zo kan bijvoorbeeld het aantal voertuigen dat geteld wordt niet negatief zijn, de snelheid van de voertuigen kan niet negatief zijn en de gemiddelde snelheid van de voertuigen is begrensd (deze kan bijvoorbeeld kleiner dan 180 km/u worden verondersteld). Indien een gemeten waarde niet binnen de vooraf gedefinieerde intervals ligt wordt deze verondersteld corrupt en onbruikbaar te zijn. Bijgevolg wordt de waarde als onbeschikbaar gemarkeerd door een sentinelelement in de database te schrijven. Op deze wijze worden corrupte gegevens omgevormd tot ontbrekende gegevens. 5 Zie sectie 1.4.1 op blz.18 voor een uitgebreide beschrijving van het detectiealgoritme dat gebruikt wordt voor de opsplitsing in categoriëen. 6 Merk op dat in de verdere bewerkingsstappen voor de berekening van de verkeersindices wel getracht werd om de voornaamste tekortkomingen van de oude voorbewerkingsprocedures te omzeilen. Concreet werd het aandeel van de vrachtwagens in alle intensiteits-gerelateerde verkeersindices (Xkms, VI, HI, WI, emissies en emissiekosten) gecorrigeerd op basis van de vijfjaarlijkse tellingen waarin specifiek gekeken wordt naar de verschillende voertuigklassen als gerapporteerd door de FOD Mobiliteit en Vervoer, zie [8]. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 16
1.2 Aanvullen ontbrekende data op minuutniveau Oorzaken van ontbrekende gegevens Naast de ontbrekende gegevens afkomstig van de test op corrupte waarden zijn er nog andere oorzaken van ontbrekende gegevens. Soms krijgt de computer geen antwoord van de sensoren omdat deze buiten gebruik zijn, omdat het netwerk onderbroken is, wegens stroomonderbrekingen, Ook in deze gevallen worden de gegevens als niet beschikbaar gemarkeerd in de gegevensbank door een sentinel element. Aanvullen openingen in minuutdata tot 12 minuten In de eerste stap worden de gegevens op minuutniveau aangevuld. Hierbij worden openingen tot 12 minuten opgevuld door lineaire regressie. Deze lineaire regressie gebeurt op basis van een steekproef van even veel waarden voor en na het gat, als het gat groot is. Deze aanvulling gebeurt in 2 fasen. Eerst worden gaten tot 2 minuten aangevuld. Daarna kunnen de gaten van 3 tot 12 minuten opgevuld worden, waarbij de correcties van 1-2 minuten als geldige data meegenomen worden. Aanvullen openingen in minuutdata tot 2 uur Vervolgens wordt op basis van interpolatie getracht om openingen in de tijdsreeks tot maximaal 2 uur op te vullen 7. 1.3 Normalisatie van de snelheden Er werd vastgesteld dat de opgemeten snelheden vaak onrealistisch zijn. Dit is het gevolg van het meetsysteem (enkelvoudige lussen, of camera s die enkelvoudige lussen simuleren) en de erop toegepaste meetalgoritmes. Daarom wordt de snelheid genormaliseerd. Normalisatie houdt in dat de snelheden herschaald worden zodanig dat het gemiddelde van snelheden voor de normale uren op 100 km/u wordt gesteld. Er wordt dus verondersteld dat het gemiddelde van de free-flow snelheid van alle 8 voertuigen 100km/u bedraagt. Normalisatieprocedure De normalisatieprocedure wordt toegepast op minuutdata en per dag, waarbij de data tijdelijk per telpost wordt geaggregeerd. a) Tijdelijke aggregatie per telpost Ten behoeve van de normalisatieprocedure wordt een tijdelijke aggregatie per telpost doorgevoerd. In de software wordt deze tijdelijke geaggregeerde data opgeslagen in een tijdelijke 7 Deze procedure werd uitgewerkt door Siemens. Voor meer details wordt verwezen naar de Siemensdocumentatie. 8 Merk op dat doordat de procedure voor alle voertuigen samen wordt doorlopen, het resultaat voor de individuele voertuigcategorieën enigszins afhangt van de verdeling tussen beide categorieën. Dit is onvermijdelijk, aangezien het meetsysteem enkel snelheden voor alle voertuigen samen aanlevert. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 17
data-structuur, los van de data die voor verdere berekeningen gebruikt zal worden. Dit is nodig omdat de verdere bewerkingen nog moeten kunnen beschikken over de data per rijstrook. b) Voorwaarden om meegenomen te worden in de middeling: - Tussen 5u en 20u ( s nachts zijn er te weinig voertuigen om betrouwbare snelheidsmetingen te kunnen doen) - Free-flow verkeerstoestand; er wordt aangenomen dat dit het geval is indien de occupancy (percentuele bezettingstijd van de lussen) tussen 5% en 12% ligt Elke minuut m die aan de gestelde voorwaarden voldoet, behoort tot de verzameling van minuten die meegeteld worden N. c) Op basis van de minuutdata die aan b) voldoen, wordt een herschalingsfactor berekend als volgt: 100 Xt m N Schalingsfactor = Xt St ( ) m N waarbij Xt = het totaal aantal voertuigen (personenwagens+vrachtwagens) per minuut St = de gemiddelde snelheid van alle voertuigen N = verzameling van minuten m die meegenomen worden in de middeling (zie b) ) d) Met de in c) berekende herschalingsfactor, worden nu de snelheden van de HELE dag herschaald in de oorspronkelijke data, per rijstrook. 1.4 Correctie vrachtwagens 1.4.1. Probleemstelling Uit de meetgegevens blijkt, dat telkens de snelheid daalt, het aantal vrachtwagens toeneemt. Dit is vrij vreemd, gezien men visueel niet vaststelt dat in de file een beduidend hoger percentage vrachtwagens rijdt dan tijdens de daluren. De vraag is: hoe ontstaat dit fenomeen, en hoe valt het te corrigeren? In het wegdek liggen enkelvoudige lussen. Elke minuut wordt voor elke lus een set gegevens doorgezonden, die bestaat uit het aantal personenwagens, het aantal vrachtwagens, de gemiddelde snelheid en de bezettingsgraad. Deze cijfers worden als volgt berekend: - Er wordt aangenomen dat alle voertuigen op een rijstrook gedurende de minuut dezelfde snelheid hebben. Dat is de gemiddelde snelheid van de vorige meetminuut. - Men neemt aan dat een personenwagen gemiddeld 4,5 m lang is, een vrachtwagen 11,5 m. - Op basis van deze waarden berekent de computer de tijdsduur waaronder een voertuig als een personenwagen wordt aangenomen, en waarboven een vrachtwagen wordt aangenomen. - Hiermee telt men de pulsen, en verkrijgt zo het aantal personenwagens en het aantal vrachtwagens. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 18
- Met de lengtes 4,5 m en 11,5 m berekent men uit de bezettingsgraad de gemiddelde snelheid. - Deze snelheid wordt door de centrale computer elke minuut en voor elke meetlus berekend en voor de volgende minuut naar de meetplaats verstuurd, op voorwaarde dat er minstens 5 voertuigen geteld zijn. Dit laatste heeft voor gevolg dat er bij een plotse snelheidsdaling een groter percentage vrachtwagens wordt vastgesteld (doordat trage personenwagens als vrachtwagen gedetecteerd worden), en bij een snelheidstoename minder vrachtwagens. 1.4.2. Correctieprocedure Belangrijk om op te merken is dat de voorgestelde correctieprocedure nog steeds een benadering vormt. Deze procedure tracht zo goed mogelijk de opgemerkte fouten in de teldata te corrigeren, maar echt betrouwbare resultaten kunnen slechts verkregen worden indien onafhankelijke tellingen van het aandeel vrachtwagens ter beschikking zijn. Beter nog dan het perfectioneren van correctieprocedures, zou de aanpassing zijn van de meetalgoritmes om de detectie van vrachtwagens te verbeteren. Op die manier zouden de problemen aan de bron worden aangepakt. In tussentijd moet men zich echter beperken tot post-processing zonder betrouwbare referentiegegevens. Globaal gezien bestaat de procedure uit 3 stappen: Stap 1: Geen vrachtwagens op de meest linkse rijstrook (bij r>2) Wanneer het aantal rijstroken r groter is dan 2, worden de vrachtwagens die op de meest linkse rijstrook rijden, vervangen door personenwagens aangezien die daar in werkelijkheid nooit (mogen) rijden. if (aantal_rijstroken > 2) vervang_vrachtwagens_door_wagens(meest_linkse_rijstrook) Stap 2: Aggregatie tot data per telpost In deze stap worden de gegevens van alle rijstroken opgeteld, zodat geaggregeerde gegevens per telpost verkregen worden. Met uitzondering van de eerste stap (vervangen vrachtwagens op de meest linkse rijstrook), verlopen daarna ALLE bewerkingen op telpostniveau. Stap 3: Aantal vrachtwagens afkappen op basis van vlottend maximum In deze stap worden de minuutaantallen van de vrachtwagens naar boven begrensd door een vlottend maximum (waarvan de berekening verder wordt gedetailleerd). Dit vlottend maximum wordt verduidelijkt op Figuur 2: de roze lijn geeft het oorspronkelijk aantal vrachtwagens (wel is reeds de correctie uit stap 1 doorgevoerd), de groene lijn geeft de opgemeten snelheden en de donkerblauwe lijn tenslotte geeft het vlottend maximum. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 19
Snelheid vw maximumlijn 200 180 160 140 Snelheid [km/u] Vrachtwagens [#vw / 5 min] 120 100 80 60 40 20 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 Figuur 2 Begrenzing van de minuutwaarden van de vrachtwagens (Voorbeeld voor A10 Affligem01 11/9/2001) De procedure van stap 3 verloopt nu als volgt: voor elke minuut wordt het aantal vrachtwagens vergeleken met de maximumwaarde voor de beschouwde minuut. Indien de gemeten waarde onder dit maximum gelegen is, wordt ze zonder wijziging aanvaard. Ligt ze echter boven dit maximum, dan wordt het aantal vrachtwagens voor deze minuut gelijk gesteld aan dit maximum (en het verschil tussen de gemeten waarde en het maximum wordt bij het aantal personenwagens opgeteld). 1.4.3. Beschrijving van het vlottende maximum 9 Na het uitvoeren van stap 1 en 2 van de correctieprocedure, wordt in stap 3 per minuut het aantal vrachtwagens begrensd tot het vlottende maximum. Deze paragraaf detailleert de berekening van dit vlottende maximum. Het doel is om een vloeiende curve door het oorspronkelijk aantal vrachtwagens te trekken. Door deze vloeiende curve als maximum aan te nemen voor het aantal vrachtwagens, zullen enerzijds de pieken weggewerkt worden en anderzijds zal ook het totaal aantal vrachtwagens over de hele dag verminderen. De berekening bestaat uit 7 stappen (Stap A tot G). 9 Voor een uitgebreidere bespreking van dit vlottend maximum, zie de nota Correctie van de vrachtwagens Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 20
Stap A: Aggregatie per 5 minuten De eerste stap bestaat uit het omzetten van de minuutgegevens in data per 5 minuten. (Merk hierbij nogmaals op, dat al de procedures in de berekening van het vlottende maximum, op telpostniveau gebeuren, waarbij dus de data van de verschillende rijstroken geaggregeerd is.) Stap B: Berekenen mediaan Per dag wordt de mediaan berekend van het aantal vrachtwagens per 5 minuten. De mediaan m geeft het middelste element in een frequentiecurve. Dit betekent dus dat er even veel periodes van 5 minuten zijn met minder dan m vrachtwagens, dan dat er periodes zijn met meer dan m vrachtwagens. Rel. frequentieverdeling #vw/5min Ternat 01 30-4-2002 rel. frequentie 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 mediaan 1.75 * mediaan 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 #vw / 5 min #vw Figuur 3 Voorbeeld relatieve frequentieverdeling Stap C: Berekenen de gemiddelde lengtes Op basis van de gemeten aantallen personenwagens en vrachtwagens wordt per vijf minuten een gemiddelde lengte berekend, als volgt: L i = ( 11,5 q + 4,5 q ) vracht q personen Stap D: Links en rechts middelen Herinner u dat het doel van het vlottend maximum het verkrijgen van een vloeiende curve door het aantal vrachtwagens was, zodat waarden die duidelijk afwijken van de omliggende waarden weggewerkt worden indien deze vloeiende curve als vlottend maximum aangenomen wordt. Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 21
Om deze vloeiende curve te verkrijgen, wordt gebruikt gemaakt van het exponentieel gewogen voortschrijdend gemiddelde (EWMA exponentially weighted moving average). De exponentieel gemiddelde waarde is equivalent met een gewogen gemiddelde van alle vorige waarden, waarbij de wegingsfactor exponentieel afneemt naarmate de waarden verder van het huidige tijdstip verwijderd zijn. Voor het bepalen van de vloeiende curve van het vlottend maximum, wordt deze middeling twee maal toegepast: één maal van links naar rechts (van verleden naar toekomst) en één maal van rechts naar links (van toekomst naar verleden). Daarna wordt het gemiddelde van beide berekeningen aangenomen om te voorkomen dat er verschuivingen optreden. Links middelen * L links) γ L + (1 γ ) L i ( = i i 1 Rechts middelen * L rechts) γ L + (1 γ ) L Gemiddelde van links en rechts Als waarde voor γ werd 0.075 aangenomen. L i ( = i i+ 1 L ( links) L ( rechts) i + i = 2 i t-290 t-270 t-250 t-230 t-210 t-190 t-170 t-150 t-130 t-110 t-90 t-70 t-50 t-30 t-10 t+10 t+30 t+50 t+70 t+90 t+110 t+130 t+150 t+170 t+190 t+210 t+230 t+250 t+270 t+290 Figuur 4 Resulterende wegensfactoren bij (links+rechts)/2 Verkeersindices 2002-2005 23/6/2008 22