Landstrafikmodellen version 2.0

(1)

Landstrafikmodellen version 2.0

Jeppe Rich

Professor, Transport Modelling Group DTU

(2)

Indhold

1. Overblik over forbedringer 2. Hvad modelleres?

3. Det nye vejrutevalg

4. De nye udlandsmodeller 5. De nye hverdagsmodeller 6. Software

7. Afrunding

(3)

DTU Management Engineering, Technical University of Denmark

Status omkring LTM udviklingen

• LTM 1.1: Første offentlige model, men med visse kendte mangler

• LTM 1.2: En opdatering af prognoserne på basis af en fremskrivningsøvelse til 2015

• LTM 2.0: En større opdatering af modellen som pt. pågår og er i en sidste fase

– Forsinkelse forårsaget af problemer i kalibrering af vejrutevalget og efterspørgselsmodellen

Trafikdage 27-28 August 2018

(4)

Overblik over forbedringer: Modeller + Software

• Modeller

– Implementering af pseudo-dynamisk rutevalg (udlægning i tidsintervaller)

– Forbedret inddragelse af tidlig/sen afrejse – Integreret populations-synthese

– Forbedret integration af flytrafik

– Re-estimation og omstrukturering af modeller for transport til og fra udlandet

– Re-estimation af hverdagsmodellen i forhold til nyeste TU data samt forbedrede LoS

– Opdatering af input til basis-fremskrivninger (ændret årstal samt opdatering af økonomisk vækst mv.)

• Opgraderet software

– Algoritmer, brugergrænseflade og funktionalitet

(5)

Hvad modelleres?

• Hverdagstrafik for alle danskere i Danmark – Opdelt på 8 tur formål og 10 transportmidler

– Opregnes til årlig transport efterspørgsel (og indeholder også trafikken for ikke-danskere)

• Regional trafik over Øresund

– Både for Svenskere og Danskere

• Langdistance trafik mellem Danmark and Skandinavien – Både Svenskere og Danskere og inklusiv fly

• Regional transport mellem Tyskland og Danmark – Femern og den grønne grænse

• Langdistance trafik mellem Danmark og det Europæiske kontinentet

• Transit-trafik (primært mellem Skandinavien og Tyskland)

• Trafik mellem Danmark og resten af verden

(6)

Mange formålskategorier

Passagermodel Pendling

Uddannelse Hente/Bringe Indkøb

Fritidsture Erhverv

Pendling + Erhverv med overnatning

Andre ture med overnatning

(7)

Mange formålskategorier

Passagermodel Pendling

Uddannelse Hente/Bringe Indkøb

Fritidsture Erhverv

Pendling + Erhverv med overnatning

Andre ture med overnatning

I forhold til tidligere er der sket en konservering og harmonisering af turformål.

Alle OD og GA er nu opdelt på 8 turformål.

(8)

Mange transportmidler

Passagermodel Gang Cykel

Bil som fører - alene Bil som fører – med passagerer

Bilpassager Kollektiv - Metro - S-tog - IC tog

- Regionaltog - Bus

- Letbane

Varebil

(9)

Mange transportmidler

Passagermodel Gang Cykel

Bil som fører - alene Bil som fører – med passagerer

Bilpassager Kollektiv - Metro - S-tog - IC tog

- Regionaltog - Bus

- Letbane Varebil

Kollektive LoS håndteres anderledes for at kunne håndtere

”skinnefaktoren” for skinnebårne servicetyper i efterspørgslen.

(10)

Bilrutevalgsmodellen i LTM 2.0

• Metode

– Stokastisk brugerligevægt

– Forskellige nyttefunktioner (tidsværdier, betalingsvilje, trængsel) for forskellige turformål

– Fordeling af tidsværdier inden for et turformål – Vejtypeafhængige speed-flow kurver

– Tidsopdelt + kryds + tilbagestuvning (LTM 2.0)

• Estimering og MPME kalibrering

– Eksisterende nyttefunktioner baseret på tidligere studier – Kalibrering på Storebælt/Kattegatssnit og færger

– Efterfølgende kalibrering på område- og vejtyper – Løbende validering af lastbilfaktorer

(11)

LTM 1.2: Ingen tidsopdeling

(12)

Overordnet mål: Mere realistisk modellering af

rejsetider og adfærd

(13)

Overordnet mål: Mere realistisk modellering af rejsetider og adfærd

Modellerer tidsvariation over dagen ved:

• Disaggregering i 10 time perioder

• Kryds, flaskehalse og tilbagestuvning

(14)

Dagsvariation

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110

21-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-15 15-16 16-17 17-18 18-21

hastighed (km/h)

Kalvebodbroen, modelleret vs GPS hastighed

model LTM 1.2 westbound model LTM 1.2 eastbound Speedlimit

(15)

Dagsvariation

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110

21-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-15 15-16 16-17 17-18 18-21

hastighed (km/h)

Gps eastbound Gps westbound

(16)

Dagsvariation

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110

21-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-15 15-16 16-17 17-18 18-21

hastighed (km/h)

Model eastbound Model westbound Gps eastbound Gps westbound

(17)

Krydsmodel

• Tre typer af kryds – Prioriterede kryds – Signal kryds

– Rundkørsler

(18)

Kø model

• Modellen håndterer køer og tilbagestuvning i netværket

• LTM 2.0: En specifik flaskehalsmodel til at håndterer dette – Når efterspørgsel stiger over kapacitet sker der forsinkelse

baseret på ”load-faktoren”

– Funktionel form

• Baseret på kø-teori

• Estimeret og valideret ved anvendelse af GPS data – Eksempelvis, motortrafikvej:

BottleneckDelay [min]=18.864 ∙ lf²+12.768 ∙ lf-31.632

(19)

Bottleneck model

(20)

Rejsetider model vs GPS observationer

y = 0,9738x R² = 0,9664

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Modelled travel time LTM 2.0 [min]

GPS observed travel time [min]

Modelleret vs observeret rejsetid

(21)

Rejsetider model vs GPS observationer

y = 0,9738x R² = 0,9664

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Modelled travel time LTM 2.0 [min]

GPS observed travel time [min]

Modelleret vs observed rejsetid

from CPH [10km;100km] Lineær (from CPH [10km;100km])

Gns. 10.4 minutter længere rejsetid mellem København og Ålborg sammenholdt med GPS

(22)

Nye udlandsmodeller: 36 forskellige model- segmenter

• Øresund: 8 segmenter

– Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra SE (..)

• Femern: 8 segmenter

– Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra DE (..)

• Grønne grænse: 8 segmenter

– Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra DE (..)

• Europa: 4 segmenter (erhverv, andre)

• Transit: 4 segmenter (..)

• Verden: 4 Segmenter (..)

(23)

Udlandsmodeller: Primære ændringer

• Re-estimation på basis af nye data for Øresund

• Ændringer i zonesystemet (primært en konservering til større zoner)

• Nyt tidsopdelt vejrutevalg i nærområdet omkring Danmark – Dette gælder Nordtyskland og Skåne

• Ændringer i flymodellen

– Udlændinge via Kastrup udlægges i nettet

(24)

Hverdagsmodel (efterspørgsel) i LTM 2.0

• Diskret valgmodel for frekvens, transportmiddel og

destination (efterspørgsel modelleres for alle 5.6 Millioner individer)

• Anvendelse af omkostningsdeling for biler således at voksne passagerer deler omkostninger med føreren (men ikke for børn)

• Ikke-lineære funktioner for at tage højde for marginalt faldende elasticiteter med rejselængde

• Anvendelse af semi-faste indkomstafhængige tidsværdier – Model specifikation som giver stigende tidsværdi med afstand

• Flymodel med integreret til- og frabringer transport (og koblet til rutevalget)

(25)

Efterspørgselsmodel i LTM 2.0: Specifikke ændringer

• Observationspunkter omkring Øst/Vest mode substitution

– Redefineret nest struktur i version 2.08e som giver mere mode-substitution og mindre substitution på destination

• Validering af en række input parametre relateret til omkostningsdeling og rejselængdefordelinger

– Ændringer af tidsværdiers elasticitet til BNP

(26)

Overblik over LTM software

• Passenger efterspørgsel og population syntheziser

– Dedikeret software kodet af Rapidis i C#, DTU har rettighederne til kildekode

• Godsmodel

– Kodet af Significance

• Traffic Assignment models

– Udviklet og vedligeholdt af Rapidis (Traffic Analyst), software modificeres efter ønske

• Model management

– Data platformen er Microsoft SQL Server and ArcGIS – Modelramme i ESRI “Model Builder”

– “Scenario manager” kodet specifikt til LTM

(27)

Overblik over tekniske forbedringer I

• LTM Manager

– De to tidligere beregningsfaser import og run/eksport er slået sammen så en beregning nu gennemføres som en samlet

operation for brugeren.

– Forbedret brugerflade og validering i forbindelse opsætning af output runs (generering af kort, nøgletal og TERESA input) – Mail til brugeren ved fejlede og færdige beregninger

– Forbedret logning ved fejl

• Bedre nøgletal

– Simplificering og sanering og af de eksisterede nøgletal – Nøgletal for flytrafik

(28)

Overblik over tekniske forbedringer II

• Forbedringer til TERESA udtræk

– Stop ventetid opdeles nu i ventetid i første stop og ventetid i øvrige stop for at passe bedre til TERESA definitioner

– Billetindtægter regnes på samme turformål opdeling som passagermodellen for at undgå aggregeringsfejl

– TERESA udtræk kan gennemføres på beregninger hvor der alene er kørt rutevalg ved der angives et matchende

efterspørgsels scenarie

– Afskæringen, der blev brugt til at eliminere relationer med relativet små forskelle mellem de to scenarier i TERESA

beregningen, er afskaffet igen. Det var udelukkende indført grundet konvergensproblemer i en tidligere udgaver

vejrutevalgsmodellen.

(29)

Overblik over tekniske forbedringer III

• Editeringsværktøjer

– Der udviklet værktøjer til editere og validere krydsdata i ArcMap

– Forbedret indstillinger vedrørende ”snapping” når der tegnes kollektive linjevarianter

– Der kommet mulighed for at identificere forskelle mellem forskellige kollektive 2 scenarier

• Generelt/andet

– Forbedret ballancering af hukommelse ressourcer mellem de involverede applikationer

– Sammenlægning af zonesystemer så passagermodel og fragtmodel nu anvender samme zoner

(30)

Teknisk arkitektur

• “Master-DB” / “CalcDB”

Model calculation All scenario

inputs All model

results Geodatabase

Database server ArcGIS Enterpise SQL Server

SQL Server ArcGIS Engine Network Analyst Traffic Analyst

One scenario Geodatabase

ArcMap (editor) Network Analyst Traffic Analyst Scenario management

Editing Mapping

(31)

Teknisk arkitektur

• “Master-DB” / “CalcDB”

Model calculation All scenario

inputs All model

results Geodatabase

Calculation server Database server

ArcGIS Enterpise SQL Server

SQL Server ArcGIS Engine Network Analyst Traffic Analyst

One scenario Geodatabase

Editing / management virtual machine

ArcMap (editor) Network Analyst Traffic Analyst Scenario management

Editing Mapping

- Flere forskellige

Master DB, typisk har hver styrelse deres egen database instans

- Import/Export fra Master

- Fysiske maskiner

- Virtuelle

editeringsmaskiner

(32)

• 72 core-server

• Tilgang via web-interface og

”remote desktop” forbindelser

• Visse udfordringer med det tekniske setup

Hosted i servermiljø på Risø

(33)

Specielle værktøjer

• Scenariostyring

– Fremskrivningsår

– Sammenligning mellem projekter

(34)

Specielle værktøjer

• Modellering af kryds (Traffic Analyst værktøj) – Svingbevægelser

– Omløbstider – Kapacitet …

(35)

Specielle værktøjer

• Grafisk “Overlay”

(36)

Specielle værktøjer

• Optegning af linjeføring for kollektive transport og editering af køreplaner

• TA værktøj

(37)

Visualiseringer og output:

Komparative illustrationer

(38)

Visualisering og outputs: Stop og

påstigninger

(39)

Afrunding og nuværende status

• LTM 2.0 er ved at blive færdiggjort og vil erstatte version 1.2

• Den rummer mange tekniske forbedringer

– Funktionalitet, brugergrænseflade og forbedret beregningshastighed via optimering af algoritmer

• …Og mange metodiske forbedringer

– Fra værktøjer til populationsfremskrivninger, flymodel til ændret efterspørgsel, til rutevalg, …

• …Og meget fejlretning på mange niveauer

– Input data, pivotering, efterspørgsel, netværk, …

• Overgangen til tidsopdelt rutevalg (for både vej og kollektiv) har givet en del forsinkelser

• En del udfordringer med pivotering og tilhørende kalibrering

• En del udfordringer med overgang til nyt servermiljø

• Seneste status er at kalibrering og test pågår…

(40)