Hoe kunnen Verkeersinformatie en Verkeersmanagement elkaar versterken? Deze presentatie - gegeven tijdens het PPA in-car minisymposium bij Connekt - schetst 'de theorie'

1. Een gelukkige huwelijk tussen wegkant en in-car
Over ‘oude koeien’ (van Hardin) en nieuwe inzichten…
Prof. dr. ir. Serge Hoogendoorn, Technische Universiteit Delft

2. Efficiënte zelf-organisatie
“Er zitten ernstige beperkingen aan het
zelf-organiserend vermogen van verkeerssystemen”
Capaciteitsval
en filegolven
Blokkades en
grid-lock
Toenemende belasting verkeersnetwerk
Afnemende productie van verkeersnetwerk
Einde aan de efficiënte zelf-organisatie
• Rustig verkeer organiseert zichzelf op efficiënte wijze
• Wordt het drukker, dan stagneert deze efficiënte zelforganisatie
• Fenomenen ontstaan die efficiëntie afwikkeling aanzienlijk doen afnemen

3. Waar leidt dit allemaal toe?
• Netwerk fundamenteel diagram (NFD) toont relatie belasting en uitstroom
• NFD toont het resultaat van inefficiënte zelforganisatie en noodzaak ingrijpen
AANTAL VOERTUIGEN IN NETWERK
NETWERK PRODUCTIE
(EXIT RATES)
(GEROLIMINIS AND DAGANZO, 2 0 0 7 )
KRITISCHE
ACCUMULATIE

4. Aangrijpingspunten verkeersmanagement
Van problemen naar oplossingen…
Oorzaken afname efficiëntie afwikkeling leiden tot oplossingen!
• Vier hoofdrichtingen om efficiëntie te verhogen
• Knelpunten aanpakken: blokkades voorkomen en doorstroming verhogen
• Verkeer beter spreiden in ruimte en tijd
• Nadelige effecten optimalisatie individuele doelen verminderen
Doorstroming knelpunt
verhogen
Blokkades voorkomen
Verkeer efficient
verdelen
Instroom netwerk
beperken
R e a l is e re n d o o r i n ze t te n
TDI’s e n V R I’s (P PA we g k a n t)
I nf o r me re n e n g e l e i de n, o o k
p re -t r i p ( P PA i n- c a r)

5. Voorbeeld: doorstroming verhogen
• Na ontstaan file neemt de capaciteit af, afhankelijk
van snelheid in de file (vb Coentunnel = 13%)
•Adaptief doseren stelt vorming file uit of regelt file
weg (indien nodig)
• VVU neemt af met pakweg 250 vtg-u per u doseren
• Doseren stopt zodra bufferruimte is opgebruikt, waarna verkeer wordt ‘losgelaten’
naar de ASW en file ontstaat / capaciteitsval optreedt
• Grote beperking effectiviteit TDI’s (gem. doseerduur 8 min)
bufferruimte
opgebruikt
Lokaal doseren
Niet doseren

6. Eige n a n a l ys e s d at a g e e f t i n z ich t
i n af we g i ng e n SWN e n HWN :
• Wi n s t e f f e c t ie ve c a p a ci te i t 8%
• 1 V V U op SWN do o r b u f f e re n
l e ve rt 1,7 V V U b e sp ar i n g ASW
op), m i t s e e n v o e r t u ig te re c h t
wo rd t ge b u f fe rd
Praktijkproef Amsterdam
Wegkant: doorstroming vergroten door uitstellen capaciteitsval…

7. Voorbeeld: gecoördineerde toeritdosering
•Gebruik andere toeritten om verkeer te bufferen
•Om zolang mogelijk te doseren, moet bufferruimte overal
gelijkertijd opgebruikt worden
Gegeven (voorspeld!)
knelpunt kiezen we de
Master TDI ( )
De Master TDI begint met
doseren en voorkomt zo het
ontstaan van congestie (of regelt
file weg), maar bufferruimte is
beperkt! Regelaar wijst Slave TDI’s aan
die gaan ondersteunen ( )
De Slave TDI’s doseren zo dat de
duur dat ze kunnen doseren gelijk
is aan de duur dat de Master kan
doseren, zodat alle bufferruimte
gelijkmatig wordt opgebruikt De Slave TDI’s creëren ruimte
op de snelweg waardoor de
Master langer kan doseren
Knelpunt

8. De Onverwachte Effecten van Verkeersinformatie…
Noodzaak anticiperen op gedragsveranderingen…

9. Maar simpel informeren is niet genoeg…
De Braess paradox toegepast op informatieverschaffing
Waarom perfecte informatie niet altijd leidt tot een betere performance…
• Een bekend spel: stel 4000 auto’s willen van A naar B
• Reistijd voor link 1 en 4 afhankelijk van aantal voertuigen die link gebruiken
• Perfecte informatie over route I en II leidt tot evenredige verdeling (2000 per
route): reistijd voor beide routes = 65 min
A
B
n/100
45
1 2
Link met
knelpunt
3 4
45 n/100

10. Maar simpel informeren is niet genoeg…
De Braess paradox toegepast op informatieverschaffing
Waarom perfecte informatie niet altijd leidt tot een betere performance…
• Wat nu als er een sluiproute blijkt te zijn?
• Klein deel van de mensen krijgt informatie over deze sluiproute (1 iemand in de
zaal): wat kies je?
• Wat gebeurt er met de reistijden? Wat doet nummer 2 vervolgens? Etc.
A
B
n/100
45
1 2
5
3 4
45 n/100

11. Maar simpel informeren is niet genoeg…
De Braess paradox toegepast op informatieverschaffing
Waarom perfecte informatie niet altijd leidt tot een betere performance…
• Sluiproute heeft kortste reistijd totdat al het verkeer over de sluiproute rijdt:
reistijd = 85 min (voor alle routes)
• Aanzienlijke verslechtering!
• Iedereen beter af wanneer alleen routes I en II worden gebruikt
A
80% 130% 180% 230%
O o k v o o r re a l is t is c h e
ne t we r k we r k e n v i nde n we
d i t e f f e c t…
• Ef fe c t i s g ro te r bi j h o ge re
b e l as t i ng (t o t z o’n 30%
ve rs c h i l i n V V U’s)
B
n/100
45
240%
220%
200%
180%
160%
140%
120%
100%
80%
1 2
5
3 4
45 n/100
vraagfactor
% gemiddelde reistijd
•

12. Braess paradox? Niets bijzonders…
De (oude) koeien van Hardin
Ook wel: The Tragedy of the Commons…
K an t te k e n i ng e n :
• K a n s e n g e p e rs o n ifie e rde g o e de
i n f o r m a t ie (e .g . v o o rsp e l le n is
b e l a ng r i jk i v m ‘j u t te re f f e c te n’)
• Af h a n k e l i jk v a n de s i t uat ie
zo n de r i n f o r m at i e k a n
i n f o r m a t ie ve rs ch affin g b e s t
l e i de n t o t ve r b e te r i ng!
• De s o n d a n k s: perfec te
i n f o r m a t ie l e id t n i e t p e r defin i t i e
t o t pe rfe cte b e nu t t i ng !

13. Het samenspel tussen verkeersinformatie en -management
• Beschouw een situatie met 2 HB paren
• Reizigers van A naar B hebben twee opties en zijn perfect geïnformeerd
• De wegbeheerder doet aan verkeerskundig beheer en optimaliseert de werking
van de VRI opdat er sprake is van een eerlijke verdeling van wachttijden
• In beginsituatie (evenwicht) kiezen de meeste A-B reizigers route 2
• Quiz: wat gebeurt er route 2 slechter wordt…
A
C
B Route 1
D
Route 2
• Route 1 wordt attractiever voor reizigers
van A naar B (meer mensen kiezen 1)
• De wegbeheerder past de instellingen van
de VRI aan op de gewijzigde condities
(meer groen voor A-B reizigers)
• Route 1 wordt nog attractiever voor A-B
reizigers; situatie verslechterd voor C-D
reizigers

14. Het samenspel tussen verkeersinformatie en -management
• Beschouw een situatie met 2 HB paren
• Reizigers van A naar B hebben twee opties en zijn perfect geïnformeerd
• De wegbeheerder doet aan verkeerskundig beheer en optimaliseert de werking
van de VRI opdat er sprake is van een eerlijke verdeling van wachttijden
• In beginsituatie (evenwicht) kiezen de meeste A-B reizigers route 2
• Quiz: wat gebeurt er route 2 slechter wordt…
A
C
B Route 1
D
Route 2
2
perc. choice route 1
traffic controller
total delays
0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
x 10
6
5
4
3
2
1
5
Totale vertraging in
systeem neemt met
pakweg 30% toe!
Start
1
3

15. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Toekomst verkeersmanagement optimale mix
Waarom perfecte informatie niet altijd leidt tot een betere performance…
• Algemeen bekend: verschil tussen systeem- en gebruikersoptimale
netwerkafwikkeling kan oplopen tot 30% (afhankelijk van belasting)
• Anticiperend regelen: kies netwerkregelingen zodat ze anticiperen op
gedragsveranderingen als gevolg van de regeling
• Testcases tonen aan dat anticiperend regelen in de buurt van SO komt
C o n c l us ie : c o m b i n a t ie we g-k
a n t VM e n i n c a r V I k an
l e i de n t o t g o e de
ne t we r k pre s t at i e , m i t s
re k e n i ng h o ude n d me t
g e d ra g s ve ra n de r i nge n

16. De belangrijkste bevindingen (tot nu toe…)
• Verschijnselen in verkeersnetwerken geven directe aangrijpingspunten voor VM;
PPA wegkant en PPA in-car grijpen in op verschillende verschijnselen
• Verschaffen van informatie over (voorspelde) verkeerscondities leidt tot betere
spreiding van verkeer en tot een betere benutting, maar er ‘zit meer in het vat’
• Verdere verbeteringen mogelijk door rekening te houden met ‘koeien van
Hardin’ (bijvoorbeeld door te anticiperen op gedragsveranderingen): perspectief
op integratie wegkant en in-car!
• Andere mogelijkheden? Datafusie en het voertuig als actuator…
Een gelukkig huwelijk wegkant en in-car biedt unieke kansen voor
effectiever en efficiënter verkeersmanagement!
Conclusies (en vragen als de tijd op is…)
De Toekomst van Verkeersmanagement
Prof. dr. ir. Serge Hoogendoorn, Technische Universiteit Delft

17. Kansen voor integratie?
De auto als sensor en actuator…

18. Eerste inzichten wegkant (analyse Tekentafel)
• Voor iedere VVU die je op het SWN terecht veroorzaakt, bespraar je er op ASW 1,7
• Maar… in sommige buffers houden we voertuigen onterecht tegen!
• Mogelijkheid te bepalen welke buffers effectief in te zetten (fractie > 50%)
Data collection for Behavioral Modeling - ICEM 2012

19. Eerste stappen integratie wegkant en in-car
Eerste date met datafusie
Verbeteren kwaliteit verkeersdata met modellen en combineren bronnen
• Werking PPA wegkant kritisch afhankelijk van beschikbaarheid betrouwbare
informatie (wachtrijen, afwikkeling HWN, fracties)
• Fusie wegkant / in-car data maakt kwaliteitssprong mogelijk!
• Toepassing Fileschatter 2.0 simulatiemodel A13
• Fig. toont perspectief datafusie: 1+1 = 3!
• Mogelijkheden verdunnen?
• Om de 500 m lussen zonder FCD =
om de 2500 m met 2% FCD!
• Nader onderzoek ‘echte’ data nodig
• Vraag blijft: wat is “goed genoeg” voor
de verschillende VM functies?
• Mogelijkheden wachtrij- en fractieschatters!

20. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Toekomst verkeersmanagement optimale mix
Wachtrij-schatter
REGELEN
ACTUATIE
Parameter-schatter
Bergingsindicator
Fileschatter
Kiemenspeurder
SWN
Kiemenspeurder
HWN
Functionerings-niveau
HB of Fractie
schatter
Logische Monitoring
Eenheden
Mo n i t o r i ng - e n
di a gn o s e f u n c t i e s
ve r b e te re n me t
d a t af us i e
To o l s o o k i n ze t b a a r i n
an de re s ys te me n V I e n
VM (e .g .
re ge ls c e n a r i o’s)

21. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Toekomst verkeersmanagement optimale mix
MONITORING EN DIAGNOSE
Netwerksupervisor
Ef fe c t ie f re g e l e n do o r
m i x we g k a n t e n
i n-c a r ac t ua t ie
Logische Regeleenheden en
Supervisors
Supervisor s102 Supervisor A10W Supervisor A10N
Informatie, ADAS (V2I, I2V)
V2V
Voertuig Voertuig TDI apparaat

22. Intermezzo: wegregelen filegolven met Specialist
•Recall: filegolven reduceren de capaciteit van de weg met 30%
• Specialist regelt golven weg met dynamische snelheidslimieten
• Pilot A12 toont
effectiviteit van
aanpak
• Effectiviteit hangt af
van opvolggedrag
en beschikbare
lengte snelweg

23. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Toekomst verkeersmanagement optimale mix
De auto als actuator?
• COSCAL is gebaseerd op het Specialist principe, maar gebruikt in-car data-inwinning
en ISA-achtige snelheidsbeperkingen (or advies)
A
A
J
R
S
T
• Samenwerking met Berkeley
California (Prof. Steve Shladover)
• Modus van het voertuig
afhankelijk van gebied waarin
voertuig zich begeeft
• Autonomous, Jam driving,
Resolving, Stabilising,
Transitioning
• Logica regelaar gebaseerd op
Specialist aanpak
• Feedback regelaar (dus robuuster
en effectiever)
H e t g a a t n ie t a l l e e n
om te c h n i e k , m a a r
o o k o m
me t h o d o l o g ie…

24. De belangrijkste bevindingen
• Verschijnselen in verkeersnetwerken geven directe aangrijpingspunten voor VM;
PPA wegkant en PPA in-car grijpen in op verschillende verschijnselen
• Verschaffen van informatie over (voorspelde) verkeerscondities leidt tot betere
spreiding van verkeer en tot een betere benutting, maar er ‘zit meer in het vat’
• Verdere verbeteringen mogelijk door rekening te houden met ‘koeien van
Hardin’ (bijvoorbeeld door te anticiperen op gedragsveranderingen): perspectief
op integratie wegkant en in-car!
• Andere mogelijkheden? Datafusie en het voertuig als actuator…
Een gelukkig huwelijk wegkant en in-car biedt unieke kansen voor
effectiever en efficiënter verkeersmanagement!
Conclusies en vragen
De Toekomst van Verkeersmanagement
Prof. dr. ir. Serge Hoogendoorn, Technische Universiteit Delft

25. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Coöperatieve systemen: de auto als actuator
Model Predictive Control van coöperatieve pelotons voor betere afwikkeling
• Aanwezigheid van (autonome) ADAS (ACC,
CACC) uitgeruste voertuigen leidt tot
fundamentele veranderingen in de
kenmerken van het verkeer, bijvoorbeeld:
• Capaciteit van de weg verandert
• Stabilisteitscriteria wijzigen
• Snelheid schok- en filegolven verandert
(zelfs qua richting!)
• Impacts geven aanleiding tot aanpassing
parameters DVM maatregelen of volledig
herontwerp!
• Belangrijk onderdeel van de transitieopgave!

26. Verkeersmanagement nieuwe stijl
Toekomst verkeersmanagement optimale mix
Impacts verschaffen informatie op keuzegedrag reizigers
• Onderzoek effect TomTom-live op routekeuze met revealed
preference data door schatten nieuw keuzemodel
(Dynamisch Recursive Logit) voorspellen routekeuze
• Hogere waardering (en opvolging) persoonlijke
reisinformatie ipv DRIPs door detail van informatie
(specifiek vs generiek), niet door betrouwbaarheid ervan
• Automobilisten zijn gewoontedieren en veranderen alleen
van route indien er sprake is van substantiële winst
(bekendheid met alternatief en lengte spelen ook rol) en
hebben beperkte kennis beschikbare routes (forenzen!)
• Automobilisten hebben voorkeur voor aanpassen route ipv
vertrektijdstip om file te vermijden
• Actieve informatiesystemen die noodzaak ‘zoeken naar
informatie’ wegnemen