De file omgedraaid beter voorspellen door terug te redeneren Dr. Ir. J.W.C. van Lint Universitair docent Verkeerstromen Afdeling Transport & Planning Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen www.transport.citg.tudelft.nl 1
Inspiratie onderzoekslijn BASIM: 80 km/h zones 2003- Pilot A13 Doel: verbetering luchtkwaliteit Maatregel landelijk invoeren (o.a. op A20) mits files niet erger worden Pilot (2003-2005) A13 pilot positief bevonden Dus groen licht voor landelijke invoering! Maatregel (2005 - ) 2
80 km/h zones De praktijk wees anders uit Capaciteits reductie van ca 11% Investering van 1,63 miljard + 375 miljoen/jr zonder maatschappelijk draagvlak Waarom? Onvoldoende naar verkeersdynamica in netwerk gekeken! 3
A13 - kleinpolderplein - A20 Oorzaak file A13: terugslag van A20 File slaat terug (effect) File onstaat (oorzaak) 4
80 km/h zones File veroorzaakt door zwakste schakel : A20, die faalt als eerste Omdat capaciteit ~ gem snelheid, en capaciteit maximaal bij ca 90 km/u 80 km/u limiet op A13 heeft nauwelijks effect (want A20 faalt eerst) 80 km/u limiet op A20 vervroegd en verergerd files op zowel A13 als A20! 5
Om dynamica in complexe (verkeers) netwerken te begrijpen en managen is nodig: 1. Methodes om uit real-time (sensor) data zinvolle informatie te destilleren - toestand schatten (vb: waar staan de files, wat zijn de gemiddelde snelheden) Een netwerk Sensoren Analytische macroscopische verkeersmodellen Extended Kalman Filters (om niet geobserveerde toestand en parameters dicht bij data te houden) Verschillende meetvergelijkingen om alle sensor data aan model te koppelen (netwerkbrede data fusie) Frontlinie internationale state-of-the-art: TUDelft (o.a. ikzelf), MIT, U. Maryland, U.Crete, U.Cal, U.Tokyo 6
Om dynamica in complexe (verkeers) netwerken te begrijpen en managen is nodig: 2. Inzicht in de oorzaken van mogeljike problemen diagnose (vb: een incident) Kan soms direct (uit toestand), anders: Terugredeneren en meest waarschijnlijke lokatie, aard, ernst van bijv capaciteit reductie (incident) achterhalen Toestand in netwerk 7
Om dynamica in complexe (verkeers) netwerken te begrijpen en managen is nodig: Capaciteits reductie (regulier, incident?) 2. Inzicht in de oorzaken van mogeljike problemen diagnose (vb: een incident) Kan soms direct (uit toestand), anders: Terugredeneren en meest waarschijnlijke lokatie, aard, ernst van bijvoorbeeld incident achterhalen Hier is nog nooit fundamenteel / op netwerkschaal, en vanuit vekeerstroom theorie naar gekeken TOT NU? 8
Nieuwe onderzoekslijn BASIM Wetenschappelijke doorbraken Multi-sensor netwerkbrede data fusie / toestandschatting Theorie- en modelvorming terugredeneren door koppelen fysieke modellen <-> kunstmatige intelligentie (Belief Netwerken) 9
Nieuwe onderzoekslijn BASIM Terugredeneren: Verschillende oplossingen mogelijk - Gelaagd / hierarchisch systeem - Toestandsruimte BBN slim discretiseren (zowel ruimte / tijd) Voorspellen: Adaptief verkeer simulatiemodel Fastlane EKF Dynamisch Bayesiaans belief netwerk (hypothese manager) oorzaken u k-2 metingen x k-1 y k-1 xx xxx xxx xxx xxx xx xxx xx x xx x xx x xxx xxx xx x x u k-1 xx xxx xxx xxx xxx xx xxx xx x xx x xx x xxx xxx xx x x x k x k+1 u k y k y k+1 effecten adaptief verkeerstroommodel (data integrator en voorspeller) 10
Utilisatie Innovaties Hybride probabilistisch verkeerstroom model: terugredeneren Multi-sensor netwerkbrede data fusie / toestand schatten Internationaal grote en sterk groeiende markt voor DVM en verkeersmonitoring in EU, USA maar juist ook in OM Sterke internationale contacten: Tokyo, Melbourne, Crete, MIT, Maryland Concrete interesse vanuit de NL markt: ARS-T&T -> BASIM als tool om optimale monitoringsystemen te kunnen verkopen RWS-AVV -> BASIM als add-on op Fastlane (ontwikkelt TUDelft (o.a ikzelf) al voor RWS) Ik zit via als trekker ATMO midden in de Nederlandse DVM beroepspraktijk 11
Vragen! 12
Wie is? Paar jaar gewerkt bij consultant en verkeersinfodienst Rotterdam (1997-2001) PhD Reliable freeway travel time prediction (2000-2004) Direct na PhD (mei 2004) Universitair Docent geworden (2006 bevorderd tot UD1) Wetenschapper met veel passie, ambitie en plezier! 13
Prestaties tot nu Grensvlak AI/Statistics en Verkeerstroomtheorie Publicaties 6 intl peer-reviewed journal articles (4 in 2005, 2006) 20+ intl peer-reviewed conference papers en 10+ conference presentaties (alle na 2002) (Snel!) groeiend (inter)nationaal netwerk Invited Member IPC & Ass Editor special sessions IEEE- ITSC conference (Toronto, Canada) Invited Member AI committee Transportation Research Board (Washington, DC) Invited talks in Nederland, China en Japan Reviewer diverse intl journals (Transp-B,-C, Research Records) en conferences Regelmatig ook in populaire media (RTV+Krant) TRAIL Fellow Veel onderzoek binnengehaald: BSIK: projecten in Transumo, ICIS en RGI 3e GS Rijkswaterstaat (o.a. FASTLANE) 14
Voorbeeld: oorzaken files? A13 -> kleinpolderplein -> A20 Sinds 2004 in de file top-3 15
A13 - kleinpolderplein - A20 Reguliere congestie (Vraag > Capaciteit) 16
A13 - kleinpolderplein - A20 Zwaar ongeluk Ongeluk om 16:00 17
A13 - kleinpolderplein - A20 Zwaar ongeluk X Ongeluk om 16:00 18
A13 - kleinpolderplein - A20 Afsluiting afritten Centrum (problemen in de stad) Afsluiting/rerouting 15:00-17:00 19
A13 - kleinpolderplein - A20 Afsluiting afritten Centrum (problemen in de stad) X X Afsluiting/rerouting 15:00-17:00 20