Wiskunde in het verkeer Klaas Friso 14 mei 2013
2 Gevolgde weg (so far) Opgegroeid in Heerenveen Toegepaste Wiskunde (UT) 1987-1992 Stage KEMA (Arnhem) Afstuderen UT Wiskunde voor de Industrie 1992-1994 1 jaar Eindhoven 4 maanden Kaiserslautern 7 maanden RIVM (Bilthoven) Goudappel Coffeng 1994 - heden
Werkzaamheden binnen GC 1994-2008 Afdeling Verkeersmodellering Opstellen en toepassen verkeersmodellen Idem voor milieumodellen Betrokken bij diverse modelontwikkelingen ca. 20 personen 2008-heden Tim Transport innovation & modelling 5 personen 3
Waarom Goudappel Coffeng? Toeval Geen militaire dienstplicht Verkeer is interessant Iedereen heeft er z n mening over Men begrijpt eindelijk (enigszins) iets van wat ik doe 4
5 Goudappel Groep Goudappel Coffeng Consultancy OmniTRANS international Software ontwikkeling Tiem Proces management en detachering MAP Tm Verkeersmanagement diensten Mint NV Consultancy België Deventer Amsterdam Den Haag Eindhoven Leeuwarden
Goudappel Group 6
Wat is een verkeersmodel? Een (verkeers)model is een vereenvoudigde weergave van de (complexe) werkelijkheid 7 Een verkeersmodel is een instrument voor de ontwikkeling en ondersteuning van verkeers- en vervoersbeleid Een verkeersmodel is een hulpmiddel en géén doel op zich
Wat is een verkeersmodel? Hulpmiddel bij beleidsadvisering Effecten van maatregelen Toekomstige ontwikkelingen Alternatieven vergelijken en afwegen Onderbouwing van keuzes Wegwerkzaamheden (interne) Loketfunctie Milieuberekeningen 8
Vraagstukken en modellen 9 Globaal Strategisch Varianten verkenning VINEX-lokatie *beleidstoetsing *vervoerwijzekeuze *gevolgen voor ruimtelijke ontwikkeling Tactisch Nieuwe rondweg *lokale verkeersafwikkeling *route keuze *oplossend vermogen HOV-as *lokatie stations *in- en uitstappers *onderliggend OV-net Operationeel Gedetailleerd Herinrichting van een wijkweg *verkeersafwikkeling kruispunten *verkeersregeling *kwaliteit afwikkeling
10 Type verkeersmodellen NRM Noord Brabant Model Midden Brabant LMS Dynamisch
11 Type verkeersmodellen Statisch Toekomstige verkeersvraag in een regio Macroscopisch dynamisch Betere afstemming vraag en aanbod Microscopisch dynamisch Lokale optimalisatie
Verkeersvraag gebaseerd op keuze 12 Wat ga of moet ik doen? (motiefkeuze) Wanneer? (tijdstipkeuze) Waarheen? (bestemmingskeuze) Hoe? (vervoerwijzekeuze) Welke route? (routekeuze) welke rijstrook? (rijstrookkeuze) welke snelheid? (snelheidskeuze)
Klassiek (statisch) verkeersmodel Aanbod: Netwerk Wegvakken Knooppunten Zones Zone-aansluitingen Data Databasisjaar 13 Vraag: Verkeer Ritgeneratie Distributie Data Datatoekomstjaar Beleid Vervoerswijzekeuze Modal Split Herkomst-bestemmingsmatrix Toedelen Output
Matrixschatting: zwaartekrachtmodel 1 Netwerken kostenstructuur Weerstandmatrices (geg. kosten) Per vervoerwijze Per vervoerwijze Per vervoerwijze & per motief Per motief 14 Productie / attractie Parameters (OVIN) 2 SEGS Autobeschikbaarheid Motieven 4a Simultaan zwaartekrachtmodel Per vervoerwijze en AB/NAB 3 Distributie functies Parameters (OVIN) Weerstandmatrices Autobeschikbaarheid Motieven 4b Matrices Per vervoerwijze Per AB / NAB Per motief 5 Toedelen en toetsen
15
16
17 Toedelen Statisch vs. Dynamisch Deterministisch vs. Stochastisch Wel of niet capaciteitsafhankelijk
18 Toepassingen: vergelijken
Toepassingen: InExDo 19
Toepassingen: Kruispuntstromen 20
Toepassingen: Selected link analyse 21
Ontwikkelingen & Toepassingen Big Data GSM data GPS data Sensor City Vergrijzing STAQ Spitsmijden (Value Added Services) Evacuatiemodellering 22
23 GSM Data Nieuwe BV (in oprichting) www.viewdat.nl
MAASTRICHT % meer/minder bezoekers per uur vd dag in december 2012 24 Uitslapen op zondag? Flashmob & Magische Droom Koopavond na sinterklaas werkt niet MVV heeft uit gespeeld koopavond MVV heeft thuis gespeeld vrijdagmarkt Maastrichter Kerstmannen stadsloop + koopavond kerstinkopen vrijdagmarkt zondag koopavond extra bussen Violia duidelijke meer duidelijk minder Rustige kerstdagen Nieuwjaar!
GSM Data - Toepassingsmogelijkheden City marketing 25 Evenementen (crowd control) Buitenreclame
GSM Data Herkomst-bestemmingsmatrix Ivoorkust 26
27
28 GPS-data: Traffic Patterns Snelheidsprofielen Navteq (onderdeel van Nokia) Gemiddeld gereden snelheid (3 jaar) Per 15 / 60 minuten per dag van de week 120 100 80 60 40 20 A12 Bodegraven (ri. oost) 0 0 100 200 300 400 500 600
Traffic Patterns 29 14 Cumulatieve reistijd route 17 (van Hoek van Holland naar Maasdijk) deeltraject 1 deeltraject 2 deeltraject 3 deeltraject 4 Reistijden Reistijdverliezen Veiligheidsanalyses Knelpuntanalyses Validatie dynamische modellen Reistijd (min) 12 10 8 6 4 2 0 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 Afstand (km) cum. reistijd Zaterdag om 8 uur cum. reistijd Dinsdag om 8 uur cum. reistijd Dinsdag om 16 uur cum. reistijd Dinsdag om 12 uur meting OS Veldwerk meting AS Veldwerk meting DAL Veldwerk Analytic Traffic Patterns Maand- en seizoenspatterns # waarnemingen, standaarddeviatie Monitoring vertragingen Schatten van intensiteiten Hoe?
30 Sensor City Assen Living lab sensor technologie Mobiliteit en geluid consortia Implementatie van een sensor netwerk Experimenten starten in zomer 2013
31 Data Sensor 1 GPS Sensor 2 Mobile network Sensor 3 Camera Sensor 4 Bluetooth Sensor 5 VRI Modeling Data fusion Traffic simulation Evaluation Back office Data center Reserve + Pay Customer care Use cases Smart Traffic Lights Dynamic Traffic Management Multimodal travel assistance with carpooling Parking guidance service Sensor 6 NDW Pay How You Drive Technical infrastructure
Sensor City (on-line verkeersmodel) 32 Schatting actuale situatie Streamline (macroscopisch) Korte termijn voorspelling 30-60 minuten vooruit (update elke 5 minuten)
33
34 Wachtrijtool, uitvoer Per individuele sluiting: Geaggregeerd: Dichtligtijd Langste wachttijd Max wachtrijlengte Gemiddelde wachttijd in wachtrij Aantal gehinderde pae s Aantal pae in wachtrij VoertuigVerliesUren Gemiddeld aantal wachtenden Aantal overstaan -ers Langste dichtligtijd Gemiddelde dichtligtijd. Ontwikkeling wachtrijlengte over de tijd Ontwikkeling wachttijd over de tijd Dichtligtijden over de tijd
Vergrijzing 35
36 Verkeersproductie A+B+C =x n
37 nb x b nc x c na x a nd x d ne x e
Trend in verplaatsingsgedrag 38 Verplaatsingsafstand autobestuurder per leeftijdsgroep Gemiddelde verplaa atsingsafstand (km) 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 18 tm 29 jaar 30 tm 64 jaar 65 jaar en ouder 1985 1990 1995 Jaar 2000 2005
39 Huidig ACTIERADIUS Toekomst 65 jaar en ouder 30 64 jaar 18 29 jaar 9,4% extra voertuigkilometers t.o.v. "standaardmethode" 5,6% (18 t/m 34 jaar) 12,0% (35 t/m 64 jaar) 4,3% (65 jaar en ouder)
40 Verkeersbeeld op de weg HUIDIG TOEKOMST 18-29 jaar 30-64 jaar 65 jaar en ouder
STAQ: Statisch toedelen met wachtrijen Reistijden in toedelingen Gebruikersevenwicht Kosten Baten Analyses Bereikbaarheidsanalyses Tolstudies Stellingen Mate van congestie in spitsen zodanig dat negeren van wachtrijvorming en beperking in-/outflow niet meer volstaat 41 Volledig dynamisch toedelen kent grenzen micro dynamisch (stochastisch) meso/macro dynamisch (rekentijdstap grootte) Quasi-dynamisch oplossing
42 STAQ vergeleken met andere statische methodieken flow Beckmann (no route choice) Extended Beckmann / Nesterov Bifulco & Crisalli Bundschuh / Qblok STAQ
STAQ: applicatie 43
44 Spitsmijden project Doel: Reiziger prikkelen om autoverplaatsingen niet meer in de spits te maken Reizen buiten de spits Andere vervoerwijze Financiële beloning Informeren Projecten A15 Spitsmijden Spitsvrij (3hoek Utrecht-Amersfoort-Hilversum)
VAS: Multimodal Trip 45
VAS: Feedback travel behavior 46 The car alternative is showing the travel time the driver really had The travel times for public transport (and for shorter trips bicycle) alternatives are given On the car tab the calculated travel times for different departure times are given <click to show>
VAS: Feedback driving behavior 47 The effects of driving behavior on safety, climate (CO 2 ) and environment (NO x, PM10) are shown in relation to the best possible driving behavior for this trip
48 Evacuatiemodellering Inschatting benodigde evacuatietijd bij dreigende overstroming Kust- en rivierengebied
Programma Nationale Veiligheid (MinBZK) IV 49 V III I II Coastal area River area 4.8 million inhabitants (29% of Dutch population) 1.1 million inhabitants 88% self reliant, 12% non self reliant 89% self reliant, 11% non self reliant 5 uncorrelated areas Rijn-Maas and Rijn-IJssel area available evacuation time: 24 hours available evacuation time: 72 hours
Modelaanpak evacueren Vertrekprofiel Verkeersmanagementscenario s Aannames 50 vertrek uit huis [fractie] 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 Vertrekprofiel 0.00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 tijd [uren] Area III, strategy 4 100% 90% 80% 70% % evacuees 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 time (hours)
51
52 Tot slot Op zoek naar een leuke stage of afstudeeropdracht? Kom naar Deventer Deventer Boekenmarkt Deventer op Stelten Dickens Festival
53 Dank voor jullie aandacht kfriso@goudappel.nl 0570-666 812