Gebiedsindeling en netwerken

Presentatie over: "Gebiedsindeling en netwerken"— Transcript van de presentatie:

1 Gebiedsindeling en netwerken
Verkeerskunde (H01I6A) Ben Immers Traffic and Infrastructure Department of Civil Engineering Faculty of Engineering Katholieke Universiteit Leuven

2 Gebiedsindeling - Zonering
Het is onmogelijk gegevens op basis van individuele adressen te verzamelen en te analyseren  individuele adressen worden gebundeld tot zones waaraan een code is toegekend eis: uitwisselbaarheid van zonale gegevens met gegevens uit andere bronnen  zonegrenzen stemmen overeen met grenzen van bestuurlijke geografische eenheden eis: de zonering dient zodanig te worden opgezet dat een realistische toedeling van de verplaat­singen aan het netwerk mogelijk is  onderlinge afstemming zonering en netwerkmodel 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

3 Zonering het studiegebied en het invloedsgebied worden onderverdeeld in: zones iedere zone heeft één zwaartepunt (centroide) alle verplaatsingen beginnen en eindigen in het zwaartepunt van een van de zones alle zwaartepunten zijn aangesloten op het netwerk 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

4 Studiegebied met onderverdeling in zones
1 3 4 2 5 2.2 2.4 2.5 2.6 2.7 2.1 2.9 2.8 2.3 Zone en subzone Cordon Screenline 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

5 Onderzoeken met een extern cordon
 studiegebied (interne zones)  invloedsgebied (externe zones) interne zones - studiegebied drie of vier niveaus sector district zone subzone 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

6 Gebiedsindeling het studiegebied en het invloedsgebied zijn onderverdeeld in zones de kenmerken van een zone worden toegekend aan één knooppunt, het zwaartepunt knooppunten worden ook gebruikt voor het aanduiden van: kruispunten openbaar vervoerhaltes andere transport (netwerk) voorzieningen zwaartepunten zijn de "bronnen" en "putten" waar het verkeer (de verplaatsingen) begint en eindigt het zwaartepunt is door middel van aansluitschakels met het netwerk verbonden 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

7 Aansluitschakels zwaartepunt (centroide)
Gebiedsindeling schakels Aansluitschakels zwaartepunt (centroide) knooppunt zwaartepunt 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

8 Gebiedsindeling de aansluitschakels vormen een algemene weergave van het netwerk in een zone, bijv. een openbaar vervoernetwerk de weerstand van de aansluitschakel (voortransport) is opgebouwd uit de volgende elementen: looptijd naar de halte wachttijd bij de halte tarief het gewenste detailniveau is afhankelijk van de omvang van de zones factoren die het detailniveau van het netwerk en de zonering bepalen zijn (in onderlinge wisselwerking) vereiste nauwkeurigheid beschikbare onderzoeksbudget 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

9 Werkelijkheid 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

10 Model 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

11 Model 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

12 Studiegebied met onderverdeling in zones
15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

13 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

14 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

15 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

16 Zone-indeling model Vlaams Brabant
15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

17 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

18 Grondslagen voor de opzet van een intern (en extern) zoneringsysteem
homogeen grondgebruik, of indien niet toepasbaar, een gelijkmatige verdeling van de componenten waaruit het grondgebruik is samengesteld over de zones een ongeveer gelijke verkeersproductie per zone en bij voorkeur homogeen voor wat betreft determinanten van verkeersproductie en -attractie omvang van zone dient beperkt te zijn zodat geen fouten ontstaan door de aanname dat alle activiteiten in het zwaartepunt zijn geconcentreerd bij voorkeur een regelmatige geometrische vorm teneinde het zwaartepunt gemakkelijk vast te kunnen stellen zonering moet een realistische toedeling van het verkeer aan het netwerk mogelijk maken omvang zones in woongebieden bedraagt  1000 huishoudens 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

19 Grondslagen voor de opzet van een intern (en extern) zoneringsysteem
zonegrenzen dienen zoveel mogelijk samen te vallen met de grenzen van administratieve eenheden (sectoren gemeente, kiesdistricten) zonegrenzen dienen samen te vallen met screenlines en cordonlijnen zonegrenzen dienen zoveel mogelijk samen te vallen met de grenzen van geografische eenheden. Deze geografische eenheden staan veelal aan de basis van de wijkindeling en op bovenstaande manier is mogelijk gebruik van voorspellingen bevolkingsgroei, etc. gewaarborgd de onderverdeling in sectoren is gebaseerd op het bereik van de hoofdontsluitingswegen zonegrenzen vallen vaak samen met natuurlijke, fysieke barrières voor zone-indeling invloedsgebied geldt dat de omvang van de zones toeneemt als functie van de afstand tot het studiegebied. Het aantal verplaatsingen naar het studiegebied (relevante verplaatsingen) is afhankelijk van die afstand. 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

20 Omvang zones Kleine zones:  minder intrazonale verplaatsingen
 nauwkeuriger berekening van de weerstanden  toename aantal zones  toename rekenkosten/-tijd  meer ingewikkelde computerprogramma's  aansluiting met bevolkings- en arbeidsplaatsenstatistiek wordt moeilijker Pragmatische grens scriptie: ± 100 zones Zoek aansluiting bij gebiedsindeling die gebruikt is in andere studies 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

21 Netwerken 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

22 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

23 Het netwerk model Het transportsysteem wordt weergegeven door een netwerk model, dat bestaat uit: schakels (links) lijnen (openbaar vervoer) knooppunten  schakelweerstand ≥ 0 Knooppunten worden gebruikt voor weergave van: netwerkconfiguratie (bochten, etc.) kruispunten wijzigingen in wegtype (hiërarchie) en snelheid bruggen en andere specifieke infrastructurele voorzieningen 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

24 Functie van netwerken specificatie van wegennetwerken
specificatie van openbaar vervoernetwerken  berekening van aanbod karakteristieken = level of service  koppeling (weergave) van verkeersgegevens aan netwerksysteem Bijv. berekening van reistijden (weerstanden) tussen H-B relaties berekening van belasting (verkeersstromen) op schakels van het netwerk weergave van ongevallen per wegsectie weergave O.V. gebruik per lijnsectie 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

25 Specificatie van het netwerk
Definitie van een netwerk: Een verzameling knooppunten en een verzameling schakels die deze knooppunten verbindt Voorbeeld van een gericht netwerk van schakels en knooppunten een gericht netwerk: alle schakels hebben een richting Iedere netwerkschakel heeft een weerstand (level of service) die van invloed is op de omvang van de verkeersstroom Het netwerk is onderling verbonden (samenhangend) indien ieder knooppunt via een pad (route) met elk ander knooppunt is verbonden Een pad is een reeks opeenvolgende gerichte schakels leidend van een knooppunt naar een ander knooppunt 1 2 3 4 5 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

26 Specificatie van een stedelijk netwerk
straten kruispunten  specificatie van kruispunten 1. als een knooppunt  de schakelweerstand omvat: de reistijd over de schakel oponthoud op het kruispunt (benedenstrooms) nadelen: afslagverboden kunnen niet worden gespecificeerd de verkeersstroom op het kruispunt zal ongeacht de richting dezelfde weerstand ondervinden 2. een meer gedetailleerde weergave  het oponthoud op het kruispunt is niet verdisconteerd in de aansluitende bovenstroomse schakels 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

27 Specificatie van een kruispunt d.m.v. schakels
1 2 4 3 figuur (a): weergave kruispunt als knooppunt figuur (b): gedetailleerde weergave kruispunt 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

28 Reisweerstand zij = reisweerstand (kosten, tijd) van i naar j
tij = reistijd tj = wachttijd op kruispunt j kij = kosten afhankelijk van afgelegde afstand zij =  tij +  kij +  tj reisweerstand i-j = .tijd + .afstand + .dummy vaak toegepast: reisweerstand = tijd link i-j i j 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

29 Gegeneraliseerde weerstandsfunctie
 gegeneraliseerde tijden  gegeneraliseerde kosten kijv zijv = tijv +  ink zijv = de gegeneraliseerde tijden van zone i naar zone j met vervoerwijze v tijv = de tijden van zone i naar zone j met vervoerwijze v kijv = de kosten voor een verplaatsing van zone i naar zone j met vervoerwijze v ink = inkomen  = een coëfficiënt, die vaak recht evenredig is met het inkomen ( =  3) het individuele verplaatsingsgedrag wordt veelal gerealiseerd binnen een individueel kostenbudget en tijdbudget 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

30 Berekening van de reistijd op een schakel
uAC = ( )/2 = 37,5 km/h of, uAC = /2 = 37,5 km/h of, tAB = 3/15 uren = 12 min. en tBC = 3/60 uren = 3 min. totale reistijd = 15 min. voor 6 km.  uAC = 24 km/h Conclusie: bereken snelheden altijd via de reistijd snelheidswijzigingen in het netwerk d.m.v. afzonderlijke schakels invoeren u = 15 km/u u = 60 km/u 3 km 3 km A B C 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

31 Reistijdfuncties de weerstand op een schakel (level of service) is opgebouwd uit verschillende componenten, zoals: reistijd reiskosten veiligheid stabiliteit verkeersstroom reistijd is de belangrijkste component waarom reistijd ? uit empirisch onderzoek blijkt dat reistijd de grootste invloed heeft op de verkeersstroom alle andere maten voor de reisweerstand zijn in belangrijke mate gecorreleerd met de reistijd (vertonen dezelfde invloed) reistijd is gemakkelijker te meten dan de meeste andere weerstandscomponenten het is ook mogelijk een gegeneraliseerde weerstandsfunctie te gebruiken 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

32 Reistijdfuncties de weerstand (level of service) van een transportsysteem is een functie van het gebruik van het systeem congestie de reistijd neemt toe als functie van de omvang van de verkeersstroom reistijdfunctie per schakel verdient voorkeur boven constante reistijd (onafhankelijk van de omvang van de verkeersstroom) de capaciteit is de maximale stroom voertuigen die een transportvoorziening (weg, kruispunt) kan verwerken 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

33 Typische reistijdfunctie van een met verkeerslichten geregeld kruispunt
capaciteit Reistijd onbelast Omvang verkeersstroom (vtg/uur) Reistijd schakel (minuten) 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

34 Reistijdfuncties de reistijdfunctie is niet gedefinieerd voor waarden groter dan de capaciteit, aangezien deze stromen niet kunnen worden waargenomen de algemene gedaante van de reistijdfunctie vertoont een grote mate van gelijkenis voor de verschillende stedelijke wegtypes de fysieke kenmerken van elke straat (lengte, breedte, parkeerrestricties, omvang groenfase, etc.) bepalen de precieze waarden van de parameters van de reistijdfunctie aansluitschakels van het zonezwaartepunt alsook voor- en natransportschakels worden als vaste reistijd schakels gemodelleerd 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

35 Meer schakels  betere (exacte) specificatie netwerken
nauwkeurige weerstanden betere toedelingen  rekentijd neemt toe met factor n2 tot n3 (n is aantal knooppunten) stel rekentijd met 250 knooppunten is r 1000 knooppunten: 16 r r 3000 knooppunten: 144 r r routebepaling in grote netwerken kost  50% van alle rekentijd  grote netwerken vergen veel invoerverzorging en zijn daarom duur. Bovendien neemt de kans op fouten toe  grote netwerken vergen meer ingewikkelde programma's grenzen: in de praktijk knpt Omnitrans oefening knpt 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

36 Voorbeeld weerstand =   afstand +   (#stops) afstand = 1 km
stop: 1. verkeerslicht 2. voorrangskruising 1 stop = 600 meter reizen autosnelweg  weerstand = z secundaire weg met stops om de 4 km weerstand = z + (0,6/4) z = 1,15 z secundaire weg met stops elke km weerstand = z + 0,6  z = 1,6 z stadsautoweg met stops om de 500 meter weerstand = z + 1,2  z = 2,2 z 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

37 Invoer netwerkgegevens
linktype (wegtype), en reeks aansluitende knooppunten, of knooppunt : coördinaten (x, y) : knooppunttype linktype : snelheid : capaciteit knooppunttype : weerstand weerstanden (reistijden) worden berekend met gebruikmaking van: coördinaten snelheden, en knooppuntweerstanden 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

38 Invoer netwerkgegevens
herkomstzone (i) bestemmingszone (j) weerstand (i-j) overige kenmerken (i-j) weerstand (j-i) overige kenmerken (j-i) coördinaten (x, y) van elk knooppunt  maak een plot ter controle van het netwerk per link 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

39 Opzet netwerk openbaar vervoer
openbaar vervoerschakel = lineair netwerkmodel waarbij de haltes worden weergegeven door knooppunten de door het o.v. verzorgde verbinding tussen de haltes wordt weergegeven door schakels schakel weerstand = de reisweerstand in het voertuig bijv. de rijtijd de totale reisweerstand = wachttijd bij de halte (afhankelijk van de frequentie) tarief overstap (wacht)tijd (afhankelijk van de frequentie) overstap penalty rijtijd aan de onderdelen van de reisweerstand worden verschillende gewichten toegekend alle onderdelen van de verplaatsing dienen wel in dezelfde eenheid te worden uitgedrukt 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

40 Opzet netwerk openbaar vervoer (vervolg)
openbaar vervoerlijnen aansluitschakels (voor- en natransport) herkomst- en bestemmingsknooppunten Overstapschakels weergave openbaar vervoerlijn (a) = alleen verplaatsing in voertuig (b) = incl. voor- en natransport (c) = incl. overstap en voor- en natransport a b c 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

41 Wegennetwerk multimodaal model Vlaanderen
15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

42 Categorisering wegen 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

43 Categorisering wegen 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

44 Wegennetwerk Vlaams Brabant
15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

45 Zones and netwerk 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

46 Zones and netwerk Interne vs. externe zones (externe zones zijn hier niet weergegeven) Homogene zones grondgebruik bevolking i.e. homogeen v.w.b. de productie en attractie van verplaatsingen Praktische kwesties Hiërarchische indeling Overeenstemming met andere indelingen (bijv. indeling t.b.v. statistieken) Orde van grootte +/- 500 zones 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

47 Zones and networks Netwerk = knooppunten + links Kenmerken knooppunten
geen Kenmerken schakels lengte snelheid reistijd capaciteit tol Centroides bronnen en putten verbindingsschakels Orde van grootte 5000 knooppunten 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

48 Drie mogelijke abstractieniveau's ter beschrijving van een verkeersnetwerk (fijn, middel, grof)
15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

49

50 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

51 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)

52 15 februari 2008 Verkeerskunde (H01I6A)