VERKEERSMODELLEN ALS ANALYSE-INSTRUMENT Gitte Van Den Bergh
Inhoud Wat is een verkeersmodel? Waarom een verkeersmodel gebruiken? Soorten verkeersmodellen 2
Wat is een verkeersmodel? Model = simulatie van de werkelijkheid Modellen worden gebruikt voor vele toepassingen Modelleren van motoren Modelleren van koopgedrag Weersvoorspellingen Verkeersmodel geeft inzicht in huidige/toekomstige verkeerssituatie Complexiteit van werkelijkheid verlagen Ruimtelijk spreiding, gedrag, transportsystemen, Vereenvoudiging & veralgemening 3
Waarom een verkeersmodel gebruiken? Waarom een simulatie? Fysieke implementatie niet nodig (goedkoop + snel) Eenvoudig om verschillende scenario s te vergelijken Verkeersproblematiek is complex, vuistregels alleen zijn niet altijd voldoende Wat simuleren en waarom? Huidige toestand Vervolledigen van andere kennisbronnen (vb. tellingen) Inzicht in functioneren, achterliggende fenomenen Toekomstige situatie Toepassen van prognoses op modelinstrument laat toe om toekomst in te schatten Effectbepaling nieuwe maatregelen Objectieve en onderbouwde vergelijking van maatregelen Cijfermatige vergelijking helpt (politieke) discussie 4
Soorten verkeersmodellen Keuze van model is afhankelijk van de onderzoeksvraag Beoordelingscriteria (enkel verkeersafwikkeling, of ook economisch, milieu ) Presentatie resultaten: van cijfers tot levensechte 3D animaties Gebied Detailniveau Goederen/personen Vervoerwijze Auto (bestuurder/passagier), openbaar vervoer, fiets, te voet Vrachtwagen, spoor, binnenvaart, luchtvaart Al dan niet met overstap/overslag (Zelfs voor personenmodel kan impact vrachtverkeer relevant zijn) Tijdsschaal Reistijd, opbouw/afname congestie Vertrektijdstipkeuze Lange termijn evenwicht 5
Soorten verkeersmodellen Factoren waar eveneens mee rekening moet worden gehouden: Welke input gegevens zijn er beschikbaar? Welke bestaande modellen zijn er beschikbaar? Wat is het budget? 6
Soorten verkeersmodellen Traditioneel statisch vierstapsmodel Dynamische toedeling Goederenmodellen Microsimulatie Economische transportmodellen Parkeermodel Voetgangersmodel 7
Traditioneel statisch vierstapsmodel Macroscopisch Intensiteiten en dichtheden op wegvakken Voertuigen worden niet afzonderlijk gemodelleerd Statisch Verkeerscondities niet tijdsafhankelijk Gemiddelden over onderzoeksperiode (vb. spitsperiode) Traditioneel Ontwikkeling startte begin jaren 50 in VS Verspreiding in Europa in jaren 60 Vlaanderen: sinds begin jaren 90 Onderzoeksvragen: Grote infrastructuurprojecten/verkeersmaatregelen Strategisch niveau 8
Traditioneel statisch vierstapsmodel Basis input: netwerk en zonering 9
Traditioneel statisch vierstapsmodel Model opgebouwd uit vier stappen: Ritgeneratie Distributie Vervoerwijze keuze Toedeling 10
Traditioneel statisch vierstapsmodel Ritgeneratie Bepalen hoeveel mensen er zullen vertrekken en aankomen in een etmaal/spitsuur/ Vertrekkend van kencijfers per zone: Aantal inwoners, onderverdeling naar leeftijd, werkenden, schoolgaanden, Tewerkstellingsplaatsen per type tewerkstelling Schoolbevolking Autobezit Bruto winkeloppervlakte Aanvullend met waarnemingen: Enquêtes (bvb. OVG) en andere onderzoeken aantal vertrekken (productie) = aantal aankomsten (attractie) per motief en voor het totale model Resultaat: Productie/attractie van verplaatsingen per zone per motief Nog geen connectie tussen zone van herkomst en zone van bestemming! Gegevens per zone Ritgeneratie Productie/ Attractie Motief woon-werk Zone P A 1 200 300 2 150 450 3 650 600 4 120 700 5 808 800 11
Traditioneel statisch vierstapsmodel Ritgeneratie Beschikbare data is van cruciaal belang Nauwkeurigheid van het model is afhankelijk van de data Data en zonering worden op elkaar afgestemd Zonering bepaalt mee de nauwkeurigheid Gegevens per zone Ritgeneratie Productie/ Attractie 12
Traditioneel statisch vierstapsmodel Distributie Bepalen van aantal verplaatsingen per herkomstbestemming relatie Vertrekkend van productie/attractie Vaak gebruik makend van een zwaartekrachtmodel of waargenomen relaties Gegeneraliseerde weerstand om je te verplaatsen Ritten per zone Distributie Motief woon-werk Zone P A 1 200 300 2 150 450 3 650 600 4 120 700 5 808 800 H/B matrix woon-werk 1 2 3 4... 1 20 45 1 9 2 15 11 3 45 3 5 655 45 3 4 11 12 34 5 H/B matrix 13
Traditioneel statisch vierstapsmodel Vervoerwijzekeuze Welk vervoermiddel wordt er gebruikt voor een rit? Keuze uit verschillende modi: Autobestuurder Autopassagier Openbaar vervoer: trein, tram, bus, metro, Fiets Te voet Keuzemodel Beschikbaarheid van voertuig is belangrijke factor Gebruik makend van de gegeneraliseerde kosten Keuze afhankelijk van het motief Vaak wordt een LOGIT model gebruikt Schatten van parameters aan de hand van waargenomen patronen H/B matrix Vervoerwijze keuze H/B matrix per vervoerwijze H/B matrix AUTOBESTUURDER 1 H/B matrix 2 OPENBAAR 3 VERVOER 4... 1 20 1 45 1 9 2 15 H/B 11matrix 2 3FIETS 3 4... 1 20 45 3 5 655 1 45 45 2 1 3 3 9 4... 2 15 11 3 45 4 11 1 3 5 12 2 655 34 4 45 5 0 5 3 2 1 0 1 4 4 11 3 0 12 15 34 2 5 0 4 3 1 3 1 14
Traditioneel statisch vierstapsmodel Toedeling Welke route wordt er gekozen? Statische toedeling: Tijdsonafhankelijk, één tijdsperiode wordt in zijn geheel toegedeeld op het netwerk Alles-of-niets-toedeling: Het verkeer wordt toegedeeld volgens de kortste route Weinig realistisch voor autoverkeer H/B matrix per vervoerwijze Toedeling Evenwichtstoedeling: Veel realistischer Rekening houdend met capaciteit en dus congestie Iteratief proces Evenwicht: geen enkele verkeersdeelnemer kan zijn reistijd verbeteren door van route te veranderen Verkeerspatronen Stochastische (evenwichts-)toedeling: Kansverdeling in de perceptie van weerstanden binnen de populatie van verkeersdeelnemers 15
Traditioneel statisch vierstapsmodel Resultaten Intensiteiten per wegsegment/ov-lijn Saturatiegraad (I/C) per wegsegment Aantal op- en afstappers per halte (OV) Selected link analyse 16
Traditioneel statisch vierstapsmodel Kalibratie Bijsturen van model Op basis van gemeten waarden Tellingen Reistijden Validatie Vergelijken van het model met de werkelijkheid Op basis van gemeten waarden: ANDERE dataset dan degene die gebruikt werd voor kalibratie Tellingen Reistijden Herkomst-bestemmingsonderzoek 17
Traditioneel statisch vierstapsmodel Het traditioneel statisch vierstapsmodel is het basis verkeersmodel De meeste van de volgende modeltypes volgen dezelfde 4 stappen, maar zullen vooral in de laatste stap (toedeling) verschillen Vaak zijn de eerste stappen exogeen voor de volgende modeltypes (bijvoorbeeld: HB-matrix wordt niet binnen het model berekend) 18
Dynamische toedeling Beperkingen statische toedeling Mogelijk om de capaciteit van een link te overschrijden Intensiteit is dan de vraag, niet de werkelijke capaciteit Inkomende stroom = uitgaande stroom op elke link Onmogelijk filelengte of terugslag van file te modelleren Gebruik van dynamische toedeling Wel tijdsafhankelijke component Inkomende stroom en uitgaande stroom op link zijn niet per se gelijk Betere bepaling van de locatie van files Betere voorspelling van reistijden 19
Dynamische toedeling Diverse algoritmes op de markt Nog veel onderzoek Ontstaan in late jaren 70 Tot op heden onderzoek naar betere algoritmes Nadelen Veel meer rekentijd nodig, zeker voor grote netwerken Meer data nodig dan bij een statische toedeling Netwerkdetails, HB-matrix fluctueert in de tijd, gemeten reistijden voor kalibratie Minder eenvoudig om tot evenwicht te komen Toepassingen Evaluatie maatregelen dynamisch verkeersmanagement Effecten van tijdafhankelijke verschuiving in de verkeersvraag voorspellen Beleidsvraagstukken waarbij (het effect op) reistijd belangrijk is 20
Dynamische toedeling Horizontal queuing Link Transmissie Model 21
Microsimulatie Microscopisch: Elk voertuig wordt individueel gesimuleerd Zeer gedetailleerd Kleiner gebied: vaak slechts één of meerdere kruispunten Dynamisch: Tijdscomponent Ook het rijgedrag wordt gesimuleerd Realistische weergave Soms ook 3D simulaties Toepassingen: Kleine infrastructuurprojecten/verkeersmaatregelen Evalueren kruispunttypes/lichtenregeling Onderzoeken effect van nieuwe technologie die het rijgedrag rechtstreeks beïnvloedt 22
Goederenmodellen Vergelijking met traditioneel vierstapsmodel Vervoer van goederen in plaats van personen Goederencategorieën in plaats van motieven Bulk goederen Conventionele goederen Containers Vele spelers in de keuzeprocessen Langere verplaatsingen Langere periode (typisch 1 dag) Groter gebied Vervoerwijzekeuze Afhankelijk van goederentype Vrachtwagens, binnenvaart, spoor, Verschillende types van schepen, samenstelling van treinen, Omzetting van goederen naar aantal voertuigen 23
Goederenmodellen Rekening houden met overslag op logistieke knooppunten Resulterende vrachtmatrix kan gebruikt worden als input voor een personenmodel Modellen: TRANSTOOLS (Europese Commissie) ADA (Vlaams) Strategisch Vrachtmodel Vlaanderen (Vlaams) World Container Model (wereldschaal) Bv. verschuiving overslagpunten 24
Real-time voorspellingen Koppeling van verkeersmodel met real-time data Voorspelling van verkeerssituatie 30 minuten later Bij incident: Hoe lang duurt het eer de situatie is hersteld? Hoeveel voertuigen zullen hinder ondervinden? Hoeveel later zal ik op mijn werk aankomen? Interessant voor: Verkeerscentrale Gebruikers space VEHICULAR DENSITIES space FORECAST k1 k2 density density 25
Economische transportmodellen Minder netwerk gericht Aanpassing verkeersvraag in relatie van de generaliseerde kosten Invloed van prijsmaatregelen en taxen Voorbeelden: TREMOVE Gehele transportsector personen en goederen Alle kosten zeer gedetailleerd Stockmodel Wagenpark weg- en spoor per land, voertuigcategorie, brandstoftype, emissiefactoren Gebruik: Effecten van kilometerheffing Evaluatie van nieuwe standaarden voor emissies voertuigen Evaluatie CO 2 beleid voor transport 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1990 park km 1995 park km 2000 park en voertuig-km personenwagens park km 2005 park km 2010 park benzine pre-euro benzine Euro 1 benzine Euro 2 benzine Euro 3 benzine Euro 4 benzine Euro 5 diesel pre-euro diesel Euro 1 diesel Euro 2 diesel Euro 3 diesel Euro 4 diesel Euro 5 km 2015 park km 2020 park km 2025 park km 2030 park km 26
Economische transportmodellen Voorbeelden: ISEEM Benelux Bijzonder uitgebreid Alle actoren en relaties tussen actoren Diverse bevolkingsgroepen, tewerkstellingssectoren Transport is onderdeel van het grote geheel Gebruik Vermindering in reistijd groei sectoren meer transport (personen en vracht) Kilometerheffing vrachtverkeer: zowel ruimtelijke als sociale impact» Impact op armste bevolkingsgroepen want groot deel van budget is vervoerskost (indirect via voeding) E40 Sint-Truiden» Gebruik van Provinciaal Verkeersmodel Limburg (vierstapsmodel) voor inschatting reistijden» Daling van transportkosten impact op lokale economie Sint-Truiden» Ruimtelijke verschuivingen 27
Parkeermodel Modeleren van parkeergedrag Hoofdonderdelen: Modelleren van de parkeervraag Modelleren van zoekgedrag Modelleren van economisch evenwicht Netwerk niet noodzakelijk Onderzoeksvraag: Effect van verandering in aantal parkeerplaatsen, tarifering en parkeerduur van publieke parkings, Activiteiten Parkeeraanbod Parkeervraag Parkeerbezetting 28
Voetgangersmodel Niveau en detail van microsimulatie Modelleren interactie tussen voetgangers Toepassingen: ontruiming van gebouwen, evenementen, ontwerpen van grote OV-stations Voorbeelden NOMAD TU Delft VISWALK PTV 29
Conclusie Een verkeersmodel kan een zeer handige tool zijn Een model blijft een model Vele verschillende soorten modellen Belangrijk om het juiste model te gebruiken, afhankelijk van de onderzoeksvraag en de beschikbare gegevens 30
Bedankt voor jullie aandacht! 31