Nationaal verkeerskundecongres 2016 Fietsmodellering: lopende ontwikkelingen en toekomstige vragen Discussiepaper Peter Morsink, Erik Toes, Rens van Overdijk Royal HaskoningDHV Atze Dijkstra SWOV Samenvatting Verkeersmodellen kunnen een nuttig instrument zijn om onderbouwde keuzes te maken voor fietsfaciliteiten. In vergelijking met de modellering van autoverkeer vraagt fietsverkeer om een aangepaste modelaanpak wat betreft het detailniveau van het netwerk en het verdisconteren van specifiek fietsgedrag. Twee ontwikkelingen op dit terrein worden in dit paper kort beschreven: routekeuze door fietsers en de interactie tussen fietsers en auto s op kruispunten. Door de resultaten van stated-preference onderzoek toe te passen in een verkeersmodel in het pakket Aimsun is gebleken dat routekeuzegedrag van fietsers in het verkeersmodel beter onderbouwd kan worden. Op kruispuntniveau worden er stappen gezet om het effect van de toename van oudere verkeersdeelnemers te relateren aan verkeersveiligheid en om het effect van kruispuntinrichting modelmatig te onderzoeken. De resultaten van deze ontwikkelingen nodigen uit tot discussie en interactie over toepassingsmogelijkheden en doorontwikkeling van de betreffende modules. Trefwoorden Fietsmodellering, routekeuze, verkeersveiligheid, micro-simulatie, verkeersmodellen 1. Inleiding De fiets ontwikkelt zich steeds verder als volwaardige modaliteit in het Nederlandse mobiliteitssysteem. Beleidsontwikkelaars en uitvoerders krijgen daarmee steeds meer behoefte aan gegevens en instrumenten om in verschillende fasen van planvorming en uitvoering goede keuzes te maken voor fietsfaciliteiten. Daarbij spelen bijvoorbeeld vragen als: welke verbindingen voor fietsers zijn het meest efficiënt, waar kunnen we het beste een snelfietsroute aanleggen, en hoe kunnen we fietsinfrastructuur optimaal vormgeven om de verkeersveiligheid en doorstroming van fietsers en overig verkeer te dienen. Verschillende typen verkeersmodellen kunnen helpen om antwoorden op deze vragen te geven. Mits uiteraard de fiets op een goede manier in deze modellen is opgenomen. Verkeerskundigen gebruiken verkeersmodellen om verkeersstromen te simuleren en als een beslissingsondersteunende tool. Traditioneel zijn de modellen vooral gericht op autoverkeer, voor het fietsverkeer is nog veel ruimte voor verbetering. Vragen die daarbij spelen zijn o.a.: hoe zit het met het detailniveau van het modelproces voor fietsverkeer, is het nauwkeurig genoeg, en hoe zit het met gedragsfactoren in de model simulaties? In dit discussiepaper beschrijven we recente en lopende ontwikkelingen op het gebied van fietsmodellering. We richten ons op micro-simulatie en focussen op twee ontwikkelingen die we bespreken aan de hand van toepassingen in het verkeersmodel Aimsun: - de modellering van routekeuze door fietsers - de modellering van de interactie tussen fietsers en gemotoriseerd verkeer op kruispunten. 1
2. Modellering van routekeuze door fietsers Om te ontwerpen voor de fiets moet worden gedacht vanuit het perspectief van de fietser. Huidige verkeersmodellen zijn veelal gebaseerd op de aanname dat fietsers altijd de kortste route kiezen. De literatuur geeft echter aan dat comfort aspecten ook meegenomen moeten worden. Royal HaskoningDHV heeft daarom met de TU Eindhoven onderzoek gedaan naar de invloed van comfortaspecten op het routekeuze gedrag van fietsers. Hoe verhouden factoren zoals type fietsvoorziening, wegdekkwaliteit, aanwezigheid van hellingen en type kruispunten op fietsroutes zich tot reistijden op verschillende routes? Om de invloed van deze factoren te onderzoeken, is een stated preference experiment opgezet aan de hand van een online enquête, ingevuld door bijna 800respondenten. Binnen de enquêteresultaten zijn de antwoorden van de respondenten gerubriceerd op basis van de attributen type fiets: standaard fiets, e-bike, ritafstand: kort, lang en motief: woon-werk, recreatief. De analyse was opgedeeld in drie onderdelen zoals weergegeven in figuur 1: - Route keuze: invloed van specifieke comfort aspecten op de routekeuzes; - Route comfort: comfort waarderingen aan elk route alternatief; - Vervoerswijze keuze: invloed van route comfort, parkeervoorzieningen en reistijd. Figuur 1: Onderzoeksopzet Voor het route keuze en vervoerswijzekeuze model is een multinomiaal logit model geschat waarbij zowel de hoofdeffecten als de interactie effecten zijn meegenomen. Voor de route comfort waardering is een multinomiale logistische regressie toegepast. Als onderdeel van de enquête is aan de respondenten gevraagd twee verschillend ingerichte routes te beoordelen: e.g. route A en B met een reistijd van 15 en 19 minuten. In tegenstelling tot wat wordt verondersteld in conventionele verkeersmodellen, is gebleken dat de aanwezigheid van fietsinfrastructuur, wegdek kwaliteit en hellingen op de route van grotere invloed zijn op route keuzes dan een reistijd verkorting van 4 minuten, zie figuur 2. Voorrangskruispunten bleken niet van significante invloed.. De invloed van comfort aspecten ten opzichte van reistijdwinning werd groter naarmate de route afstand toeneemt. Significante verschillen werden ook gevonden voor verschillende doeleinden, leeftijden, fietstypes en geslacht. De aanwezigheid van een vrijliggend fietspad, bijvoorbeeld werd belangrijker gevonden door E Bike gebruikers dan door standaard fietsers en door oudere fietsers ten opzichte van jongeren. 2
Figuur 2: Impact van routekeuze factoren Voor het vervoerswijze keuze experiment kon de respondent kiezen tussen de fiets, auto en het openbaar vervoer. Bewaakte fietsenstallingen en comfortabele fietsroutes bleken meer invloed te hebben op fietsgebruik dan het aanbieden van een kortere route. Op langere afstanden bleek enkele minuten reistijdverkorting niet significant. Daarnaast had de aanwezigheid van een fietsparkeervoorziening meer invloed op lange afstands fietsers en woon werk doeleinden. Met de resultaten uit dit experiment is inzicht verkregen in de effecten op het aantal fietsers bij het faciliteren van gratis en bewaakt stallen en het aanbieden van een meer comfortabele route. Als allereerste toepassing van de gevonden resultaten is het fietsverkeersmodel van Zwolle gebruikt. Een conventionele methode om routekeuze van fietsers te bepalen, is de zogenaamde alles-of-niets toedeling. Wanneer deze methode wordt toegepast, zonder rekening te houden met de onderzochte comfort aspecten, wordt een resultaat verkregen zoals in figuur 3. Hier is een route weergegeven door het centrum van Zwolle, waarbij zoals door iedereen gekozen wordt voor de meest directe route. Figuur 4: Alles-of-niets toedeling - kortste afstand Figuur 3: Logit toedeling, met comfort aspecten Figuur 4 geeft een toedelingsmethodiek weer volgens het Logit-principe, waarbij de gevonden waardering van route-aspecten zijn toegevoegd aan het model. Dit geeft een realistischer spreiding op het netwerk en te zien is, dat in het zuiden een hoofdroute als comfortabel wordt beschouwd en hierdoor een hogere fietsintensiteit heeft dan de directe route in het midden. 3
Wanneer de potentie van een snelfietsroute aan de noordzijde gevraagd wordt, kan aan de hand van een toekenning van de nieuwe route eigenschappen opnieuw een berekening worden uitgevoerd van de toedeling. Zoals te zien in figuur 5 kiest het grootste aandeel van de fietsers nu voor de snelfietsroute en is hiermee de potentie ten opzichte van andere routes inzichtelijk. Figuur 5: Effect van een snelfietsroute aan de noordzijde De uitkomsten van het onderzoek en de eerste modeltoepassingen laten zien dat het mogelijk is het routekeuzegedrag van fietsers beter te modelleren en meer inzicht te krijgen in de effectiviteit van nieuwe of verbeterde fietsvoorzieningen. Met als resultaat een betere onderbouwing voor plannen en maatregelen rondom fietsvoorzieningen. Aandachtspunten voor het vervolg: - Omgevingskwaliteit meenemen in het modelleren van routekeuzegedrag - De gevonden resultaten vergelijken met GPS data of fietstellingen - Het fietsverkeersmodel naar een multimodaal verkeersmodel vertalen - De toedeling verder uitbreiden op basis van type fietser, rit doeleinden, afstanden, etc 3. Modellering van de interactie tussen fietsers en gemotoriseerd verkeer op kruispunten Een veilige en vlotte afwikkeling van fietsers en auto s op kruispunten is van groot belang voor het faciliteren van fietsverkeer. In recent en lopend onderzoek kijken Royal HaskoningDHV en de SWOV naar de modellering van risicovolle conflictsituaties tussen fietsers en auto s op ongeregelde kruispunten. De ontwikkeling en toepassing van het hiertoe ontwikkelde micro-simulatiemodel heeft diverse stadia doorlopen. Speciale aandacht gaat daarbij uit naar het toenemende aandeel ouderen in het verkeer, als fietser en als automobilist. Micro-simulatiemodellen bieden een goede mogelijkheid om de potentiële effecten van kruispuntmaatregelen te kunnen vaststellen. Het is weliswaar niet mogelijk om echte ongevallen te simuleren, maar het is wel mogelijk om risicovolle conflictsituaties op kruispunten en de frequentie waarmee deze optreden uit een micro-simulatiemodel te halen. Dit kan door middel van conflictmaten, zoals de time-to-collision (TTC). Het aantal conflict momenten en kritieke TTC waarden geeft een indicatie van de verkeersveiligheid van een locatie. Het pakket Aimsun biedt de functionaliteit om op kruispunten conflicten tussen fietsers en auto s op een representatieve wijze te modelleren. Hiermee is het model een interessante tool voor lopend onderzoek van de SWOV naar fietsongevallen op kruispunten, de veiligheid van fietsroutes en voor toekomstig onderzoek naar o.a. de effecten van ITS maatregelen ter voorkoming van dit type ongevallen. Naar aanleiding hiervan werken de SWOV en Royal HaskoningDHV samen aan de verdere ontwikkeling en toepassing van deze tool voor verkeersveiligheidsanalyses. De ontwikkeling en toepassing van het micro-simulatiemodel vindt plaats in drie fasen. De eerste fase richtte zich op de koppeling tussen de Aimsun uitvoer en de SWOV onderzoeksmodule waarmee het aantal kritieke TTC-momenten tijdens een simulatieperiode bepaald wordt. In de tweede fase zijn de modelonderdelen gekalibreerd om conflicten tussen fietsers onderling te modelleren. Het model is toegepast op een bestaand kruispunt en vergeleken met praktijkwaarnemingen uit camerabeelden. De 4
huidige derde fase richt zich op het modelleren van fiets-auto conflicten op ongeregelde kruispunten. Hiervoor gebruiken we een netwerk met meerdere kruispunten met fietsers en auto s, waaronder het hieronder weergegeven kruispunt. De mogelijkheden van microsimulatie en conflictmodellering van fietsers worden nu gebruikt om de gevolgen voor oudere fietsers in kaart te brengen. Eerder onderzoek van de SWOV heeft inzicht gegeven in specifieke gedragsaspecten van ouderen in het verkeer, als fietser en automobilist. In Aimsun zijn er verschillende instellingen waarmee het gedrag van de oudere weggebruikers gemodelleerd kan worden, zoals: - Reactietijd; - Acceleratie- en deceleratievermogen; - Afstand tot voorganger (hiaattijd); - Snelheid (sneller ebike- of juist langzamer dan gemiddeld); Met verschillende instellingen van deze parameters en met variaties in het aandeel oudere verkeersdeelnemers (zowel als fietser als automobilist) wordt onderzocht hoe een toename van het aantal ouderen in het verkeer doorwerkt op het aantal en de ernst van conflictsituaties en wat het effect is van verschillende typen kruispunten. Hiertoe worden diverse scenario s opgesteld die worden vergeleken met een nul-scenario, dat de situatie weergeeft met een gemiddeld aantal ouderen in het verkeer. Resultaten van deze modellering geven inzicht in de mogelijkheden van het pakket Aimsun (interactie tussen modaliteiten op kruispuntniveau) en de relaties tussen modeluitkomsten en waargenomen gedrag in de praktijk. Met de einduitkomsten van het onderzoek leggen we verbanden tussen de samenstelling van verkeersstromen (het effect van de toename van oudere verkeersdeelnemers) en de frequentie van risicovolle conflictsituaties en reistijden. Uiteindelijk zullen de resultaten helpen om de effecten van verschillende kruispunttypes en -ontwerpen op de verkeersveiligheid vast te stellen. 4. Doorkijk en discussie Figuur 6: Screenshot van micro-simulatie model in Aimsun In dit paper zijn beknopt ontwikkelingen besproken op het gebied van het modelleren van routekeuze door fietsers en de interactie tussen fietsers en auto s op kruispunten. In de presentatie zullen we verder ingaan op de mogelijkheden van de modules en voorbeelden van praktijktoepassingen. We gaan met de deelnemers in gesprek over gewenste toepassingen, invulling van de modellen op de korte termijn en aandachtspunten voor doorontwikkeling van de modellen. 5