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� Wiskunde voor de Industrie

� 1992-1994

� 1 jaar Eindhoven

� 4 maanden Kaiserslautern

� 7 maanden RIVM (Bilthoven)

� Goudappel Coffeng

� 1994 - heden

3

Werkzaamheden binnen GC

� 1994-2008 Afdeling Verkeersmodellering

� Opstellen en toepassen verkeersmodellen

� Idem voor milieumodellen

� Betrokken bij diverse modelontwikkelingen

� ca. 20 personen� ca. 20 personen

� 2008-heden Tim

� Transport innovation & modelling

� 5 personen

4

Waarom Goudappel Coffeng ?

� Toeval

� Geen militaire dienstplicht

� Verkeer is interessant

� Iedereen heeft er z’n mening over

� Men begrijpt eindelijk ( ) iets van wat ik doe� Men begrijpt eindelijk (enigszins) iets van wat ik doe

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

6

Goudappel Group

7

Wat is een verkeersmodel?

� Een (verkeers)model is een vereenvoudigde

weergave van de (complexe) werkelijkheid

� Een verkeersmodel is een instrument voor de

ontwikkeling en ondersteuning van verkeers- en ontwikkeling en ondersteuning van verkeers- en

vervoersbeleid

� Een verkeersmodel is een hulpmiddel en géén

doel op zich

8

Wat is een verkeersmodel?

� Hulpmiddel bij beleidsadvisering

� Effecten van maatregelen

� Toekomstige ontwikkelingen

� Alternatieven vergelijken en afwegen

� Onderbouwing van keuzes� Onderbouwing van keuzes

� Wegwerkzaamheden

� (interne) Loketfunctie

� Milieuberekeningen

9

Strategisch

GlobaalVarianten “verkenning VINEX-lokatie”

*beleidstoetsing

*vervoerwijzekeuze

*gevolgen voor ruimtelijke ontwikkeling

Nieuwe “rondweg” Nieuwe “rondweg” as HOV-as

Vraagstukken en modellen

Tactisch

Operationeel

Gedetailleerd

Nieuwe “rondweg”

verkeersafwikkeling

*route keuze

Nieuwe “rondweg”

*lokale

verkeersafwikkeling

*route keuze

*oplossend vermogen

Herinrichting van een wijkweg

*verkeersafwikkeling kruispunten

*verkeersregeling

*kwaliteit afwikkeling

as

lokatie stations

en uitstappers

net

HOV-as

*lokatie stations

*in- en uitstappers

*onderliggend OV-net

10

LMSLMSLMSLMSNRM Noord BrabantNRM Noord BrabantNRM Noord BrabantNRM Noord Brabant

Model Midden Model Midden Model Midden Model Midden BrabantBrabantBrabantBrabant

Type verkeersmodellen

DynamischDynamischDynamischDynamisch

11

Type verkeersmodellen

� Statisch

� ‘Toekomstige’ verkeersvraag in een regio

� Macroscopisch dynamisch

� Betere afstemming vraag en aanbod

� Microscopisch dynamisch� Microscopisch dynamisch

� Lokale optimalisatie

12

Verkeersvraag gebaseerd op keuze

� Wat ga of moet ik doen ? (motiefkeuze)

� Wanneer ? (tijdstipkeuze)

� Waarheen ? (bestemmingskeuze)

� Hoe ? (vervoerwijzekeuze)� Hoe ? (vervoerwijzekeuze)

� Welke route ? (routekeuze)

� welke rijstrook ? (rijstrookkeuze)

� welke snelheid ? (snelheidskeuze)

13

RitgeneratieRitgeneratie

DistributieDistributie

Data toekomstjaarData toekomstjaarData basisjaarData basisjaar

Vraag: Verkeer

– Wegvakken

– Knooppunten

– Zones

– Zone-aansluitingen

– Wegvakken

– Knooppunten

– Zones

– Zone-aansluitingen

Aanbod: Netwerk

Klassiek (statisch) verkeersmodel

Output

Modal SplitVervoerswijzekeuze

Herkomst-bestemmingsmatrix

Toedelen

BeleidBeleid

14

1NetwerkenNetwerkenNetwerkenNetwerken

• Per vervoerwijze

kostenstructuurkostenstructuurkostenstructuurkostenstructuur

• Per vervoerwijze

• Per motief

Weerstandmatrices (geg. kosten)Weerstandmatrices (geg. kosten)Weerstandmatrices (geg. kosten)Weerstandmatrices (geg. kosten)

• Per vervoerwijze & per motief

4a

Simultaan zwaartekrachtmodelSimultaan zwaartekrachtmodelSimultaan zwaartekrachtmodelSimultaan zwaartekrachtmodel

Per vervoerwijze en AB/NAB2

Productie / attractieProductie / attractieProductie / attractieProductie / attractie

• Parameters (OVIN)

• SEGS

Matrixschatting: zwaartekrachtmodel

4a Per vervoerwijze en AB/NAB2 • SEGS

• Autobeschikbaarheid

• Motieven

3

Distributie functiesDistributie functiesDistributie functiesDistributie functies

• Parameters (OVIN)

• Weerstandmatrices

• Autobeschikbaarheid

• Motieven

4b

MatricesMatricesMatricesMatrices

• Per vervoerwijze

• Per AB / NAB

• Per motief

5 Toedelen en toetsenToedelen en toetsenToedelen en toetsenToedelen en toetsen

15

16

17

Toedelen

� Statisch vs. Dynamisch

� Deterministisch vs. Stochastisch

� Wel of niet capaciteitsafhankelijk

18

Toepassingen: vergelijken

19

Toepassingen: InExDo

20

Toepassingen: Kruispuntstromen

21

Toepassingen: Selected link analyse

22

Ontwikkelingen & Toepassingen

� Big Data

� GSM data

� GPS data

� Sensor City

� Vergrijzing� Vergrijzing

� STAQ

� Spitsmijden (Value Added Services)

� Evacuatiemodellering

23

GSM Data

� Nieuwe BV (in oprichting)

www.viewdat.nl

24

Flashmob &

Magische

Droom

Uitslapen op

zondag?

koopavond

Koopavond na

sinterklaas werkt

niet

MVV heeft

uit gespeeld

MAASTRICHT % meer/minder bezoekers per uur vd dag in december 2012

MVV heeft

thuis

gespeeld

vrijdagmarkt

Nieuwjaar!

Maastrichter

Kerstmannen

stadsloop +

koopavond

zondag

koopavond Rustige

kerstdagenextra bussen Violia

uit gespeeld

duidelijke meer

vrijdagmarkt

kerstinkopen

duidelijk minder

25

GSM Data - Toepassingsmogelijkheden

� City marketing

� Evenementen (crowd� Evenementen (crowd

control)

Buitenreclame

26

GSM Data

� Herkomst-bestemmingsmatrix Ivoorkust

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

0

20

40

60

80

100

0 100 200 300 400 500 600

A12 Bodegraven (ri. oost)

29

Traffic Patterns

� Reistijden

� Reistijdverliezen

� Veiligheidsanalyses

� Knelpuntanalyses

� Validatie dynamische modellen

Cumulatieve reistijd route 17 (van Hoek van Holland naar Maasdijk)

0

2

4

6

8

10

12

14

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Afstand (km)

Reistijd (min)

cum. reistijd Zaterdag om 8 uurcum. reistijd Dinsdag om 8 uurcum. reistijd Dinsdag om 16 uurcum. reistijd Dinsdag om 12 uurmeting OS Veldwerkmeting AS Veldwerkmeting DAL VeldwerkReeks3

deeltraject 1 deeltraject 3deeltraject 2 deeltraject 4

� 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 netwerksensor netwerk

� Experimenten starten in

zomer 2013

31

Dynamic Traffic

Management

Multimodal

Sensor 1

GPS

Sensor 2

Mobile

network

Sensor 3

CameraModelingData fusion

Traffic simulation

Smart Traffic

Lights

Use cases

Data

Multimodal

travel assistance

with carpooling

Parking

guidance

service

Pay How

You Drive

Sensor 4

Bluetooth

Technical infrastructure

Traffic simulation

Evaluation

Back officeData center

Reserve + Pay

Customer care

Sensor 5

VRI

Sensor 6

NDW

32

Sensor City (on-line verkeersmodel)

� Schatting actuale

situatie

� Streamline

(macroscopisch)

� Korte termijn

voorspelling 30-60

minuten vooruit

(update elke 5

minuten)

33

34

Wachtrijtool, uitvoer

Geaggregeerd:

•Langste wachttijd

•Gemiddelde wachttijd in wachtrij

•Aantal pae in wachtrij

Per individuele sluiting:

•Dichtligtijd

•Max wachtrijlengte

•Aantal gehinderde pae’s •Aantal pae in wachtrij

•Gemiddeld aantal wachtenden

•Langste dichtligtijd

•Gemiddelde dichtligtijdP.

•Aantal gehinderde pae’s

•VoertuigVerliesUren

•Aantal ‘overstaan’-ers

Dichtligtijden over de tijd

Ontwikkeling wachttijd over de tijd

Ontwikkeling wachtrijlengte over de tijd

35

Vergrijzing

36

A+B+C

nx=

Verkeersproductie

37

nc x c

nb x b

ne x e

na x a

nd x d

38

Verplaatsingsafstand autobestuurder per leeftijdsgroep

15

16

17

18

19

Gemiddelde verplaatsingsafstand

18 tm 29 jaar

30 tm 64 jaar

65 jaar en ouder

Verplaatsingsafstand autobestuurder per leeftijdsgroep

15

16

17

18

19

Gemiddelde verplaatsingsafstand

18 tm 29 jaar

30 tm 64 jaar

65 jaar en ouder

Trend in verplaatsingsgedrag

10

11

12

13

14

15

1985 1990 1995 2000 2005Jaar

Gemiddelde verplaatsingsafstand

(km)

10

11

12

13

14

15

1985 1990 1995 2000 2005Jaar

Gemiddelde verplaatsingsafstand

(km)

39

65 jaar en ouder

30 – 64 jaar

ACTIERADIUSHuidig Toekomst

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

HUIDIG

Verkeersbeeld op de weg

18-29 jaar 30 - 64 jaar

TOEKOMST

65 jaar en ouder

41

STAQ: Statisch toedelen met wachtrijen

� Reistijden in toedelingen

� Gebruikersevenwicht

� Kosten Baten Analyses

� Bereikbaarheidsanalyses

� Tolstudies

� Stellingen� Stellingen

� Mate van congestie in spitsen zodanig dat negeren van

wachtrijvorming en beperking in-/outflow niet meer volstaat

� 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

flow

Beckmann

(no route choice)

ExtendedExtended

Beckmann

/ Nesterov

Bundschuh

/ Qblok

STAQ

Bifulco

& Crisalli

Extended

Beckmann

/ Nesterov

Bundschuh

/ Qblok

STAQ

Bifulco

& Crisalli

43

STAQ: applicatie

44

Spitsmijden project

� Doel: Reiziger prikkelen om autoverplaatsingen

niet meer in de spits te maken

� Reizen buiten de spits

� Andere vervoerwijze

� Financiële beloning� Financiële beloning

� Informeren

� Projecten

� A15 Spitsmijden

� Spitsvrij (3hoek Utrecht-Amersfoort-Hilversum)

45

VAS: Multimodal Trip

46

VAS: Feedback travel behavior

� 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>

47

VAS: Feedback driving behavior

� The effects of driving behavior on safety, climate (CO2)

and environment (NOx, 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

49

IV

V

Programma Nationale Veiligheid

(MinBZK)

4.8 million inhabitants (29% of Dutch population)4.8 million inhabitants (29% of Dutch population)4.8 million inhabitants (29% of Dutch population)4.8 million inhabitants (29% of Dutch population) 1.1 million inhabitants1.1 million inhabitants1.1 million inhabitants1.1 million inhabitants88% self reliant, 12% non self reliant88% self reliant, 12% non self reliant88% self reliant, 12% non self reliant88% self reliant, 12% non self reliant 89% self reliant, 11% non self reliant89% self reliant, 11% non self reliant89% self reliant, 11% non self reliant89% self reliant, 11% non self reliant5 uncorrelated areas5 uncorrelated areas5 uncorrelated areas5 uncorrelated areas RijnRijnRijnRijn----Maas and RijnMaas and RijnMaas and RijnMaas and Rijn----IJssel areaIJssel areaIJssel areaIJssel areaavailable evacuation time: 24 hoursavailable evacuation time: 24 hoursavailable evacuation time: 24 hoursavailable evacuation time: 24 hours available evacuation time: 72 hoursavailable evacuation time: 72 hoursavailable evacuation time: 72 hoursavailable evacuation time: 72 hours

I

II

III

V

Coastal area

River area

50

Modelaanpak evacueren

� Vertrekprofiel

� Verkeersmanagementscenario’s

� Aannames

Vertrekprofiel

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

tijd [uren]

vertrek uit huis [fractie]

Area III, strategy 4

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 10 20 30 40 50 60 70time (hours)

% evacuees

51

52

Tot slot

� Op zoek naar een leuke stage of

afstudeeropdracht ?

� Kom naar Deventer

Deventer op Stelten

Deventer Boekenmarkt

Dickens Festival

53

Dank voor jullie aandacht

� kfriso@goudappel.nl

� 0570 - 666 812