De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Eerste grootschalige toepassing van STAQ (Static Traffic Assignment with Queuing) Luuk Brederode PLATOS colloqium 5 maart 2014.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Eerste grootschalige toepassing van STAQ (Static Traffic Assignment with Queuing) Luuk Brederode PLATOS colloqium 5 maart 2014."— Transcript van de presentatie:

1 Eerste grootschalige toepassing van STAQ (Static Traffic Assignment with Queuing) Luuk Brederode PLATOS colloqium 5 maart 2014

2 pagina 2 INHOUD »STAQ: wat is het (ook alweer)? »Toepassing Vlaanderen »Vervolg

3 pagina 3 WAT IS STAQ

4 pagina 4 Wat is STAQ STAQ is een propagatiemodel (network loading model) »Is dus onderdeel van laatste stap van vierstapsmodel: de toedeling »Is ingebouwd in StreamLine raamwerk binnen OmniTRANS Initialisatie Routekeuze model Propagatie model Routes en freeflow reistijden Routefracties Reistijden STAQ MNL of PCL icm MSA Routesetgeneratie

5 pagina 5 Wat is STAQ? STAQ »Levert realistische reistijden  alternatief voor reistijdfuncties »Houdt rekening met doserende werking bottlenecks en wachtrijvorming »Zet files op correcte plek »Gebruikt zelfde matrix en netwerk als statische toedeling »Is veel sneller dan dynamische toedeling »Is transparant en consistent met verkeersstroomtheorie »Levert kiemen als bijproduct »Is een volwaardige vervanger van de statische toedeling »Is geschikt voor korte én lange termijn prognoses (strategische modellen)

6 pagina 6 Wat is STAQ Capaciteit = 4000 veh/h Capaciteit = 6000 veh/h Vervoersvraag = 4200 veh/h AB Wat is na een uur de filelengte en de reistijd van A naar B? In traditioneel statisch toedelingsmodel: -geen fysieke filelengte, vertraging in de bottleneck -reistijd berekend via reistijdfunctie:

7 pagina 7 Wat is STAQ Wat is na een uur de filelengte en de reistijd van A naar B? Capaciteit = 4000 veh/h Capaciteit = 6000 veh/h Vervoersvraag = 4200 veh/h A In realistisch dynamisch toedelingsmodel: -filelengte: 1150m -reistijd: 12 min Dichtheid (veh/km) Intensiteit (veh/h) v1 v2,v3 BB State 2State 1State 3

8 pagina 8 Wat is STAQ STAQ is quasi-dynamisch: »Veronderstelt stationaire verkeersvraag: »Veronderstelt instantane propagatie wanneer niet in wachtrij: STAQ kent twee fasen »Squeuzing fase  afknijpen van flows op capaciteit (kiemen/verticale wachtrijen) –Statisch model met harde capaciteitsbeperkingen (fixed point problem) »Queueing fase  bepalen van horizontale wachtrijen –Dynamisch model (event based rekenen op basis van G-LTM) »Reistijdbepaling op basis van cumulatieve in- en outflows O1 O2 D2 D1

9 Wat is STAQ Wat is na een uur de filelengte en de reistijd van A naar B? Capaciteit = 4000 veh/h Capaciteit = 6000 veh/h Vervoersvraag = 4200 veh/h AB In STAQ: Squeezing… -filelengte: 1150m -reistijd: 12 min. Queuing…

10 Total traveltime on link (vtg*h) pagina 10 Wat is STAQ Cum Inflow Cum Outflow Queuing time Cumulatieve flow Freeflow traveltime of link Unconstrained travel demand for link

11 pagina 11 TOEPASSING VLAANDEREN TESTCASE

12 VERGELIJKING STAQ EN STREAMLINE OP MODEL LEUVEN pagina 12 »In opdracht van Vlaams Verkeerscentrum (ontwikkelingstraject Vlaamse strategische personenmodellen versie 4 ) »Vergelijking filebeelden StreamLine Model E314/E40 Leuven avondspits 2012 Streamline STAQ - Squeezing STAQ Statisch »In plaatjes: Bandbreedte: intensiteiten Kleur: percentage van free flow snelheid (IC verhouding voor statisch) Na 35 iteraties

13 StreamLine referentiebeeld (iteratie 35)

14 STAQ Squeezing: verticale wachtrijen

15 STAQ queuing: snelheden als % van vrije snelheid (% vrije snelheid)

16 Statische IC verhoudingen pagina 16

17 Reistijdvergelijking HWN

18 Definitie trajecten OWN

19 Reistijdvergelijking OWN

20 STAQ schaalbaarheid Op Leuven is STAQ 3-8 keer langzamer dan statisch en keer sneller dan SL Voor elke routes is ca 125 Mb aan geheugen nodig Voor elke routes is ca 1 minuut per iteratie aan rekentijd nodig Modellen tot 6102 zones doorgerekend op laptop met 4Gb mem Op simpele laptop (quadcore i Ghz, 4Gb): 4.5 seconde per iteratie voor model Leuven (430 zones) 5 minuten per iteratie voor model Vlaams Brabant (4000 zones) pagina 20

21 STAQ vs StreamLine i7 laptop 2.67 Ghz, 4Gb ram) ModelAssignment MethodNetworkDemandCPU-time/itMemor y Centroid s LinksNodes#routes[sec][Mb] LeuvenStatic (quadcore)4304,3821,813355, LeuvenStatic (singlecore)4304,3821,813355, Leuven - volledige routesetSTAQ+JM4304,3821,813164, Leuven - optimale routesetSTAQ+JM4304,3821,81377, Leuven - volledige routesetStreamLine+JM4304,3821,813164, Vlaams Brabant - volledige routeset STAQ2,99934,23923,241 2,524, Vlaams Brabant - optimale routesetSTAQ2,99934,23923,241 1,718, Amsterdam*STAQ4189,4084,281294, Gold Coast*STAQ1,0679,5652,987 1,213, Rotterdam*STAQ1,74417,1876,422 1,324, Sydney*STAQ3,26475,37930,573 2,030, NVM*STAQ6, , ,272 2,216, pagina 21 * = run o.b.v. one-shot, dus exclusief overhead route keuze model. Indicatoren van runs zonder sterretje zijn gemiddelde over 35 iteraties inclusief overhead.

22 STAQ vs StreamLine conclusies Conclusies studie Vlaamse overheid + Filelocaties op zelfde plek + Kiemen beschikbaar na squeezing fase + Gemiddelde reistijden van zelfde kwaliteit als Madam + Rekentijd/geheugengebruik STAQ veel lager dan Madam - Reistijden Madam en STAQ beide te laag op OWN  oorzaak is de herkomst van de matrix (statisch gekalibreerd), pak ik op binnen PhD Verdere conclusies + Schaalbaar tot en met de grootste operationele modellen binnen NL -Operationele maatregelen binnen een spitsperiode niet te modelleren  TDI’s, Drips, evenementenverkeer, incidentmanagement +Alle geteste modelscenarios convergeren naar een uniek gebruikersevenwicht  6 verschillende (hypothetische en realistische) startoplossingen getest op theoretische en echte netwerken door stagair Anton Dijkstra, Universiteit Twente pagina 22

23 pagina 23 VERVOLG

24 Vervolg PhD traject Luuk Brederode (mrt 2013 – mrt 2016) Methodlogisch positioneren van STAQ tussen statische en dynamische modellen Bewijs leveren voor bestaan en uniciteit van het gebruikersevenwicht Ontwikkelen van matrixkalibratie methode voor STAQ / capacity constraint modellen Accelerated averaging scheme voor middelen routekeuzefracties Case study: MKBA o.b.v. statische toedeling uit het verleden opnieuw met STAQ Software development binnen DAT.mobility Multi User Class Skimmen StandAlone queuing model (event based gLTM) Routegeneratie tussen iteraties door Cordontoedelingen pagina 24

25 Vervolg Toepassingen Haaglanden (nu) Amsterdam (VMA, 2015) pagina 25

26 CONT ACT GEGE VENS TEL XX MAIL XXXX WEBS ITE XX

27 pagina 27 STAQ: waarom? Aanleiding »Uitvraag verkeersmodel Amsterdam 2009: –Voor VMAs wordt een statische toedelingsmodule [..] ontwikkeld voor het wegverkeer. Het statische model moet een snel rekenmodel zijn, waarbij een goede realistische toedeling gemaakt wordt. Voor zowel het HWN als OWN moet rekening gehouden worden met reële reistijden. –Deze eisen vergen een aanpassing ten opzichte van de gehanteerde toedelingstechniek van het NRM (Qblok)

28 pagina 28 STAQ: waarom? Aanleiding (2) »Voor strategische lange termijn prognosemodellen met structurele congestie: –voldoet statisch toedelen niet, want wachtrijvorming en beperking in- /outflow wordt genegeerd. »Micro-dynamisch toedelen lost deze problemen op, maar –is stochastisch, waardoor er veel simulaties nodig om ‘de gemiddelde werkdag’ te benaderen, laat staan het gebruikersevenwicht –Onacceptabele rekentijd! »Macro dynamisch toedelen is deterministisch, maar kent zijn beperkingen: –Grootte studiegebied, lengte studieperiode en/of #routekeuzemomenten –Moeilijk acceptabele rekentijd! »Algemene behoefte aan toedelingsmodel dat realistische (toekomstige) reistijden berekent zonder de ‘moeite’ van een volledig dynamisch model –KBA’s, Bereikbaarheidsanalyses, Tolstudies, …

29 pagina 29 ONDERZOEK CONVERGENTIE, STABILITEIT EN UNICITEIT

30 CONVERGENTIE EN STABILITEIT de duality gap pagina 30 Initialisatie Routekeuze model Propagatie model Routes en freeflow reistijden Routefracties Reistijden Routekeuze maakt altijd gebruik van ‘outdated’ reistijden (reistijden uit iteratie-1)  er worden routes gekozen waarvan NA de run van het propagatiemodel blijkt dat ze niet de kortste waren  duality gap (DG) is een maat voor deze ‘te veel gemaakte reistijd’ over het hele netwerk: DG = te veel gemaakte vtguren iteratie i-1 optimale vtguren iteratie i

31 CONVERGENTIE EN STABILITEIT duality gap model Leuven pagina 31

32 UNICITEIT vergelijking van runs zonder vs met startoplossing pagina 32 Initialisatie Routekeuze model Propagatie model Routes en freeflow reistijden Routefracties Reistijden Initialisatie: ophalen startoplossing Routekeuze model Propagatie model Routefracties Reistijden

33 UNICITEIT: Leuven zonder vs met startoplossing Squeezing onlySqueezing +JM Squeezing +Queuing Squeezing +Queuing + JM

34 CONVERGENTIE, STABILITEIT EN UNICITEIT: geteste startoplossingen (stage Anton Dijkstra) pagina 34 –FREEFLOW: koude start o.b.v. free flow reistijden (referentie) –Uniform: elke route trekt even veel verkeer aan (nonsense) –ATB: ‘all through the bottleneck’ voor HBparen met route door een maatgevende bottleneck gaat alles over die route (nonsense) –ANTB: (genormaliseerd) tegenovergestelde fracties van ATB (nonsense) –Warm: uitgaande van routefracties van een eerdere 100 iteraties MNL run –Inverse warm: (genormaliseerd) tegenovergestelde fracties van warm (nonsense) BH 0/3 3/3 1/3 3/3 0/3 3/6 0/6 54/100 38/100 23/100 31/100 0/3 1/33/6 8/100 46/100 0/3

35 pagina 35 CONVERGENTIE EN STABILITEIT Duality gap model Leuven (squeezing+queuing) FreeFlow

36 UNIFORM vs FREEFLOW vergelijking linkintensiteiten (%) pagina 36 StartoplossingIteratie 40 circa 15 iteraties nodig voor verschillen ~<5% op OWN

37 ALL NOT THROUGH THE BOTTLENECK vs FREEFLOW vergelijking linkintensiteiten (%) pagina 37 circa 15 iteraties nodig voor verschillen ~<5% op OWN StartoplossingIteratie 40

38 ALL THROUGH THE BOTTLENECK vs FREEFLOW vergelijking linkintensiteiten (%) pagina 38 StartoplossingIteratie 40 circa 35 iteraties nodig voor verschillen ~<5% op OWN

39 WARM INVERSE vs FREEFLOW vergelijking linkintensiteiten (%) pagina 39 StartoplossingIteratie 40 circa 30 iteraties nodig voor verschillen ~<5% op OWN

40 WARM vs FREEFLOW vergelijking linkintensiteiten (%) pagina 40 StartoplossingIteratie 40 circa 90 iteraties nodig voor verschillen ~<5% op OWN

41 STABILITEIT EN CONVERGENTIE conclusies pagina 41 Alle startoplossingen convergeren naar dezelfde eindoplossing!! Warme start (40 iteraties en dan opnieuw beginnen) is zeer efficient; ~90 iteraties nodig vanuit koude start voor vergelijkbaar resultaat Kruispuntmodellering niet meegenomen Ook op extreem drukke theoretische netwerken blijven bovenstaande conclusies gelden

42 pagina 42 WAAR STAAN WE EN WAAR MEE BEZIG

43 pagina 43 WAAR STAAN WE STAQ is operationeel in OmniTRANS »Onderdeel van SL raamwerk –Dus je kunt gebruik maken van dezelfde buildingblocks als SL »Toevoeging van MNL naast bestaande PCL routekeuze »Je kunt rekenen met Newell en Smulders Fundamenteel Diagram »Gebruikt state of the art knoopmodel (Tampere et all 2011) »Schaalbaarheid vergroting  stochastisch afronden »Gekoppeld aan JM, echter alleen nog rondom squeezing en queueing »Aangepaste Duality Gap indicator »Voorzichtige start met toepassingen Nederlandse markt –Eerste officiële Nederlandse toepassing voor Haaglanden –We moeten ervaring op doen  alle begin is lastig

44 pagina 44 WAAR ZIJN/WILLEN WE MEE BEZIG Momenteel mee bezig: »Matrixschatting voor STAQ/modellen met residual traffic (PhD Luuk bdl) »Complete “officiële” integratie in OmniTRANS 6.1 (DAT ontwikkelaars) »Functioneren in totale vierstapsmodel (DAT ontwikkelaars) »Versnelde convergentie (stage Berend Steenhuisen, PhD Luuk bdl) »Volledig integreren van Junction modelling in squeezing en queueing (kqj/osj) »Smith P0 oplossing voor assymetrisch equilibrium probleem (bif/bdl) »Eerste commerciële toepassing op model Haaglanden (psb/bdl) Langere termijn plannen: »Vergelijking uitkomsten MKBA statisch vs STAQ (PhD Luuk bdl) »Bundeling wetenschappelijke onderbouwing (PhD Luuk bdl) »Wiskundig bewijs convergentie en uniciteit (Sydney) »Kandidaat voor nog komende uitvraag van WVL voor vergelijking van toedelingsmodellen mogelijk geschikt voor NRM/LMS »Multi-periode toepassing?

45 STAQ INZETTEN VOOR JOUW STUDIE Allereerst: er is helaas GEEN shirt meer te verdienen…. STAQ toepassen: als op zichzelfstaande toedeling op een bestaand statische model: prima mogelijk Als onderdeel van matrixschatting: nog niet mogelijk (volgens roadmap halverwege 2014) Graag Luuk bdl benaderen alvorens toezeggingen/offertes te doen pagina 45


Download ppt "Eerste grootschalige toepassing van STAQ (Static Traffic Assignment with Queuing) Luuk Brederode PLATOS colloqium 5 maart 2014."

Verwante presentaties


Ads door Google