Wetenschap

Niet de kortste maar de snelste weg telt

De dynamische autoreisplanner komt eraan. Zodra de automobilist in de auto stapt vertelt de boordcomputer precies via welke route hij het snelst op de plaats van bestemming komt en hoe lang die reis gaat duren.

Daarbij houdt de reisplanner rekening met de verkeersdrukte van dat moment. Het systeem is niet alleen gunstig is voor de gebruiker, maar ook voor autorijders zonder digitale navigator. Promovendus ir. Marcel Westerman bekeek hoe de benodigde verkeersdata het beste verkregen en verwerkt kunnen worden.

Om fileproblemen aan te pakken kan je drie invalshoeken kiezen. De eerste optie is het aanleggen van extra wegen. ,,Maar dan zie je vaak dat de file zich verplaatst naar het volgende knelpunt”, zegt Westerman. ,,Toen een paar jaar geleden de ring van Amsterdam geopend werd zag je bovendien een toename in verkeer doordat het sluipverkeer weer gebruik ging maken van het grote wegennet en ook de spitsmijders weer meer in de spits gingen rijden.”

Een tweede benadering is het beheersen van de hoeveelheid vervoer. Dat kan bijvoorbeeld door tolheffing tijdens de spits – het rekeningrijden. Westerman heeft zich geconcentreerd op de derde invalshoek: een optimale benutting van de infrastructuur zoals die er nu ligt.

Er bestaan al zogeheten verkeerscontrolesystemen, die lokaal het verkeer regelen. De toeritdosering die bij Delft-Zuid aangebracht is, is daar een voorbeeld van. Het zijn systemen die de bekende knelpunten aanpakken. Ook het signaleringsysteem dat maximale snelheden aangeeft is een controlesysteem.

Westerman: ,,Alhoewel dat al niet meer zo heel erg lokaal werkt. Een dergelijk signaleringsysteem neigt al naar een zogenaamd managementsysteem, dat het totale verkeerswegennetwerk probeert te optimaliseren. Daar heb ik me mee beziggehouden.” Westerman promoveert op 19 december; hij deed zijn onderzoek bij de vakgroep infrastructuur van Civiele Techniek en is sinds kort werkzaam bij bij TNO.

Om de verkeersdrukte in kaart te brengen zijn gegevens nodig over hoeveelheden auto’s en de snelheden van die auto’s. Daarvoor worden inductielussen gebruikt. Dit zijn lussen in het wegdek waardoor een stroompje gaat lopen zodra een stuk blik voorbijkomt. Doordat de lussen vaak in koppels voorkomen kunnen zij ook de snelheid van het verkeer meten.

,,Om een goed verkeersmanagementsysteem op te zetten zouden er eigenlijk veel lussen of camera’s aangelegd moeten worden, bijvoorbeeld om de vijfhonderd meter, zodat je informatie krijgt over het hele wegennetwerk. Dat is erg duur. Vooral informatie over verkeer binnen de stad zou een onnoemelijk grote hoeveelheid lussen vragen”, zegt Westerman. Hoewel Westerman een algoritme ontwierp om met minder lussen een betrouwbare schatting van reistijden te maken, is uitbreiding van het aantal inductiesensors voor stedelijk gebied nog altijd geen betaalbare optie. Maar ook systemen die deindividuele automobilist informatie geven, kunnen bijdragen aan een betere benutting van de bestaande infrastructuur.
BMW

Zo brengt Philips Carin (Car Information Navigation) op de markt, weet de promovendus. De auto’s van de BMW 7-serie kunnen met Carin worden uitgerust. Met behulp van digitale kaarten van alle steden, een kompas en het Global Positioning System bepaalt Carin de kortste weg van A naar B.

Maar Carin geeft geen informatie over de verkeersdrukte op dat moment. Dynamische routebegeleidingssystemen doen dat wel. Hiervoor is wel communicatieapparatuur in de auto nodig, die niet alleen actuele verkeersinformatie kan ontvangen, maar ook gegevens over de snelheid en de plaats van de betreffende auto aan een verkeerscentrale kan doorgeven.

Het idee om gebruik te maken van auto’s die signalen uitzenden is reeds eerder bedacht. Westerman koos ervoor de auto’s zelf ongevraagd op geregelde tijden signalen uit te laten zenden. Omdat de ether nu eenmaal een beperkte capaciteit heeft, kunnen berichten gaan botsen in de lucht. Toch is dat volgens hem efficiënter dan het alternatief waarbij auto’s zo nu en dan om informatie gevraagd wordt. Zo’n systeem geeft problemen met de privacy, want elke auto moet voor de verkeerscentrale herkenbaar zijn.

Bij voldoende auto’s met een zenduitrusting ontstaat een meetsysteem dat veel voordelen heeft ten opzichte van lussen. Westerman: ,,Als één procent van de auto’s met een zender rijdt, dan werkt het systeem al.”

De promovendus beveelt aan om de data die de auto’s zelf genereren te combineren met de verkeersgegevens die afkomstig zijn van lussen. Hij ontwikkelde vast een computerprogramma dat data uit beide bronnen koppelt. Ook maakte hij algoritmen om de gegevens van de auto’s en lussen te verwerken tot bruikbare verkeersinformatie.

De kosten voor de gebruikers van de reisplanner zijn wel erg hoog. Het statische Carin-systeem in de BMW kost vijftienduizend gulden. Westerman verwacht dat voor een volledig dynamisch routebegeleidingsysteem een veelvoud daarvan nodig is. Hij meent dat voor de opstartfase enige stimulering nodig zal zijn. ,,Gezien de grote voordelen voor de weggebruiker en het hele verkeerssysteem wordt het tijd dat de overheid nu eindelijk eens tot stimulering van het systeem overgaat.”


Figuur 1 Signaleringssysteem op de A13

Pieter Evelein

De dynamische autoreisplanner komt eraan. Zodra de automobilist in de auto stapt vertelt de boordcomputer precies via welke route hij het snelst op de plaats van bestemming komt en hoe lang die reis gaat duren. Daarbij houdt de reisplanner rekening met de verkeersdrukte van dat moment. Het systeem is niet alleen gunstig is voor de gebruiker, maar ook voor autorijders zonder digitale navigator. Promovendus ir. Marcel Westerman bekeek hoe de benodigde verkeersdata het beste verkregen en verwerkt kunnen worden.

Om fileproblemen aan te pakken kan je drie invalshoeken kiezen. De eerste optie is het aanleggen van extra wegen. ,,Maar dan zie je vaak dat de file zich verplaatst naar het volgende knelpunt”, zegt Westerman. ,,Toen een paar jaar geleden de ring van Amsterdam geopend werd zag je bovendien een toename in verkeer doordat het sluipverkeer weer gebruik ging maken van het grote wegennet en ook de spitsmijders weer meer in de spits gingen rijden.”

Een tweede benadering is het beheersen van de hoeveelheid vervoer. Dat kan bijvoorbeeld door tolheffing tijdens de spits – het rekeningrijden. Westerman heeft zich geconcentreerd op de derde invalshoek: een optimale benutting van de infrastructuur zoals die er nu ligt.

Er bestaan al zogeheten verkeerscontrolesystemen, die lokaal het verkeer regelen. De toeritdosering die bij Delft-Zuid aangebracht is, is daar een voorbeeld van. Het zijn systemen die de bekende knelpunten aanpakken. Ook het signaleringsysteem dat maximale snelheden aangeeft is een controlesysteem.

Westerman: ,,Alhoewel dat al niet meer zo heel erg lokaal werkt. Een dergelijk signaleringsysteem neigt al naar een zogenaamd managementsysteem, dat het totale verkeerswegennetwerk probeert te optimaliseren. Daar heb ik me mee beziggehouden.” Westerman promoveert op 19 december; hij deed zijn onderzoek bij de vakgroep infrastructuur van Civiele Techniek en is sinds kort werkzaam bij bij TNO.

Om de verkeersdrukte in kaart te brengen zijn gegevens nodig over hoeveelheden auto’s en de snelheden van die auto’s. Daarvoor worden inductielussen gebruikt. Dit zijn lussen in het wegdek waardoor een stroompje gaat lopen zodra een stuk blik voorbijkomt. Doordat de lussen vaak in koppels voorkomen kunnen zij ook de snelheid van het verkeer meten.

,,Om een goed verkeersmanagementsysteem op te zetten zouden er eigenlijk veel lussen of camera’s aangelegd moeten worden, bijvoorbeeld om de vijfhonderd meter, zodat je informatie krijgt over het hele wegennetwerk. Dat is erg duur. Vooral informatie over verkeer binnen de stad zou een onnoemelijk grote hoeveelheid lussen vragen”, zegt Westerman. Hoewel Westerman een algoritme ontwierp om met minder lussen een betrouwbare schatting van reistijden te maken, is uitbreiding van het aantal inductiesensors voor stedelijk gebied nog altijd geen betaalbare optie. Maar ook systemen die deindividuele automobilist informatie geven, kunnen bijdragen aan een betere benutting van de bestaande infrastructuur.
BMW

Zo brengt Philips Carin (Car Information Navigation) op de markt, weet de promovendus. De auto’s van de BMW 7-serie kunnen met Carin worden uitgerust. Met behulp van digitale kaarten van alle steden, een kompas en het Global Positioning System bepaalt Carin de kortste weg van A naar B.

Maar Carin geeft geen informatie over de verkeersdrukte op dat moment. Dynamische routebegeleidingssystemen doen dat wel. Hiervoor is wel communicatieapparatuur in de auto nodig, die niet alleen actuele verkeersinformatie kan ontvangen, maar ook gegevens over de snelheid en de plaats van de betreffende auto aan een verkeerscentrale kan doorgeven.

Het idee om gebruik te maken van auto’s die signalen uitzenden is reeds eerder bedacht. Westerman koos ervoor de auto’s zelf ongevraagd op geregelde tijden signalen uit te laten zenden. Omdat de ether nu eenmaal een beperkte capaciteit heeft, kunnen berichten gaan botsen in de lucht. Toch is dat volgens hem efficiënter dan het alternatief waarbij auto’s zo nu en dan om informatie gevraagd wordt. Zo’n systeem geeft problemen met de privacy, want elke auto moet voor de verkeerscentrale herkenbaar zijn.

Bij voldoende auto’s met een zenduitrusting ontstaat een meetsysteem dat veel voordelen heeft ten opzichte van lussen. Westerman: ,,Als één procent van de auto’s met een zender rijdt, dan werkt het systeem al.”

De promovendus beveelt aan om de data die de auto’s zelf genereren te combineren met de verkeersgegevens die afkomstig zijn van lussen. Hij ontwikkelde vast een computerprogramma dat data uit beide bronnen koppelt. Ook maakte hij algoritmen om de gegevens van de auto’s en lussen te verwerken tot bruikbare verkeersinformatie.

De kosten voor de gebruikers van de reisplanner zijn wel erg hoog. Het statische Carin-systeem in de BMW kost vijftienduizend gulden. Westerman verwacht dat voor een volledig dynamisch routebegeleidingsysteem een veelvoud daarvan nodig is. Hij meent dat voor de opstartfase enige stimulering nodig zal zijn. ,,Gezien de grote voordelen voor de weggebruiker en het hele verkeerssysteem wordt het tijd dat de overheid nu eindelijk eens tot stimulering van het systeem overgaat.”


Figuur 1 Signaleringssysteem op de A13

Pieter Evelein

Redacteur Redactie

Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.