Filebestrijding vergt maatregelen die creatiever zijn dan het aanleggen van extra asfalt. De effecten hiervan kunnen met bestaande verkeerskundige modellen niet worden berekend.
Delen
Een nieuw model is nodig.
Toeritdosering, vrachtwagenstroken, verkeers-informatiesystemen, tolheffing en nieuwe wegen. Allemaal manieren waarop de overheid het fileprobleem denkt te kunnen bestrijden. Files kosten Nederland jaarlijks 1,7 miljard gulden. Per jaar investeert de overheid zeven miljard in infrastructuur. Het effect van de maatregelen kan echter nauwelijks voorspeld worden omdat hiervoor geen geschikte verkeersmodellen bestaan. Drs. Michiel Bliemer (27) promoveert over een paar maanden op een model dat de lacunes opvult. Hij gelooft niet dat het fileprobleem daarmee tot het verleden behoort ‘maar wel dat er verstandige keuzes gemaakt worden bij het investeren in infrastructuur en het nemen van maatregelen om het verkeer te beheersen’.
Verkeerskundigen voorspellen hoeveel verkeer er over een weg kan zonder dat er files ontstaan. Hiervoor gebruiken ze twee soorten modellen: microscopische simulaties en macroscopische analytische modellen. De eerste categorie beschouwt ieder voertuig afzonderlijk als een black-box, volgens Bliemer: ,,Je stopt er wat in en er komt wat uit, maar het geeft je niet altijd eenduidig inzicht.”
Bij deze simulaties heeft ieder voertuig zijn eigen karakteristieke snelheid. Bij de macroscopische modellen kan dit niet. Het verkeer wordt hierin beschouwd als een homogene stroom waarin geen losse voertuigen te onderscheiden zijn. Alle voertuigen zijn hetzelfde en vertonen hetzelfde gedrag.
Hinderen
De traditionele simulatiemethoden zijn volgens Bliemer niet realistisch genoeg. Ze houden geen rekening met specifiekeeigenschappen van de voertuigen. ,,Die gaan er bijvoorbeeld vanuit dat één vrachtwagen gelijk staat aan twee auto’s. Dat is wel heel erg kort door de bocht.”
In deze versimpelde, abstracte wereld bestaat het verkeer uit homogene verkeersstromen, waarin auto’s en vrachtwagens elkaar niet beïnvloeden. In werkelijkheid hinderen vrachtwagens de personenauto’s natuurlijk wel. Een vrachtwagen die een andere vrachtwagen passeert, rijdt maar een klein beetje harder dan de vrachtwagen die wordt ingehaald. Ondertussen moet al het achterop komende verkeer afremmen. Bliemer: ,,Deze hinder is asymmetrisch, want personenauto’s hinderen vrachtwagens minder dan andersom.”
Omdat vrachtwagens niet worden onderscheiden van personenauto’s, is ook het effect van een rijstrook voor vrachtwagens niet te berekenen. In een samenwerkingsproject tussen de TU Delft en de afdeling infrastructuur en ruimtelijke ordening van TNO, maakt Bliemer een model zonder deze tekortkomingen. In zijn model rijden auto’s en vrachtwagens bijvoorbeeld wèl ieder met hun eigen snelheid. Bovendien hinderen ze elkaar, terwijl ook het effect van maatregelen voor één soort gebruikers kan worden doorgerekend. Bovendien kan een in de tijd verlopend verkeersaanbod worden gemodelleerd. Bliemer: ,,Je stopt er bijvoorbeeld een ochtendspits in of laat bepalen wanneer het het slimst is om te vertrekken.”
Omdat zijn model onderscheid maakt tussen auto’s en vrachtwagens, kan ook het effect bekeken worden van een maatregel die op vrachtwagens gericht is. Een inhaalverbod bijvoorbeeld, of een aparte rijbaan.
Zo loopt er over de Van Brienenoordbrug een strook die alleen voor vrachtwagens toegankelijk is. Bliemer modelleerde dit stuk snelweg ‘puur om te laten zien dat mijn model doet wat het moet doen’. Het blijkt dat de route over de vrachtwagenstrook bij grote drukte inderdaad sneller is en vrachtwagenchauffeurs er dus goed aan doen de strook te gebruiken.
Het model rekent een evenwicht uit waarbij alle verkeersstromen zich over de goedkoopste route op een wegennet bewegen. Door met geld te rekenen zijn ook de gevolgen van tolpoorten voor rekeningrijden te bepalen. Dereistijd levert de belangrijkste bijdrage aan de kosten. Bliemer: ,,Het blijkt dat mensen de waardering voor tijd en tijdwinst in geld kunnen uitdrukken.” Voor een vrachtwagen met een bederfelijke lading of een zakenman op reis is dit ’tijd is geld’-principe duidelijk. Maar ook niet-zakelijke weggebruikers willen graag snel ergens aankomen.
Trend
Naarmate het drukker wordt op een stuk weg, neemt de reistijd toe. ,,Een stroom voertuigen had dan misschien beter een andere, snellere, route kunnen kiezen.” Het model zoekt hier de optimale route voor. Deze evenwichtssituatie is het voordeligst voor iedereen. Een eenvoudige routeplanner die de kortste route bepaalt, houdt geen rekening met de drukte op de weg: ,,Die routeplanner weet niet of jij ’s ochtends of ’s middags gaat rijden. Hij gaat ervan uit dat er verder niemand anders op de weg is”, aldus Bliemer. Hij noemt de meerwaarde van zijn aanpak boven een routeplanner: ,,Mijn model rekent simpel gezegd een paar miljoen keer de optimale routes uit en combineert daarbij ook nog eens de uitkomsten met elkaar.”
Het onderscheid tussen auto’s en vrachtwagens is maar een voorbeeld van de mogelijkheden. Bliemer: ,,Mijn model kan een willekeurige hoeveelheid klassen onderscheiden.” Hierdoor kan het model ook voor fietsers, voetgangers of de binnenvaart gebruikt worden.
De resultaten heeft Bliemer nog niet vergeleken met de werkelijkheid. Is hij nu dan al tevreden? ,,Het gaat mij veel meer om de trend die het model laat zien dan om de uitkomst. Dat is voor mij voldoende. Mijn model kan goed scenario’s vergelijken, bijvoorbeeld de verandering in een situatie bij de bestaande en een twee keer zo grote vervoersstroom”, aldus Bliemer, volgens wie het werkelijke verkeerspatroon ’te grillig’ is om te kunnen voorspellen.
Het model is gebaseerd op een paar wiskundige regels die echter moeilijk op te lossen zijn. ,,Door het gebruik van meerdere gebruikersklassen wordt het oplossen nog eens extra zwaar”, aldus Bliemer. Om het asymmetrische hinderen van auto’s envrachtwagens wiskundig te omschrijven, gebruikt Bliemer een speciale techniek. Om het evenwicht te vinden in situaties waarin dingen invloed op elkaar uitoefenen, gebruiken mathematici vaak de methode van de variationele ongelijkheden. Deze theorie wordt onder meer gebruikt om verkeersnetwerken door te rekenen.
Daar rolt weer een wiskundige vergelijking uit, die echter alleen indirect op te lossen is. Hiervoor hakt de computer hem eerst in een heleboel optimaliserings-deelprobleempjes. Een algoritme lost deze stukjes keer op keer op, terwijl er telkens een andere variabele constant wordt gehouden.
Sneller
Hiermee zijn soms miljoenen variabelen gemoeid. Wiskundig gezien geen probleem. Deze omslachtige oplossingstechniek heeft evenwel een groot computergeheugen en veel rekentijd nodig. Hij is daarom niet zo geschikt voor grote netwerken. ,,Alle verkeersstromen in de Randstad doorrekenen, zie ik nog niet gebeuren”, denkt Bliemer. Hij verwacht dat er steeds efficiëntere algoritmen komen die het wiskundeprobleem sneller op kunnen lossen. Bliemer: ,,Wiskundige technieken zullen meer verbetering brengen dan een extra groot computergeheugen.”
Bliemer heeft nu bijna vier jaar aan dit verkeerskundige probleem gewerkt. Het is maar een voorbeeld van wat hij allemaal met modellen kan. Bliemer is dan ook geen verkeerskundige maar econometrist, ‘zeg maar modelontwikkelaar’. ,,Het is mijn ideaal modellen zo goed te maken dat ze de werkelijkheid zo goed mogelijk benaderen. Echt geweldig als dat lukt.” Aan de gebruiksvriendelijkheid besteedt hij weinig aandacht, ‘dat mag iemand anders later nog doen’. Bliemer: ,,Hoe goed het model ook is, de weergave van de uitvoer moet grafisch zijn, bijvoorbeeld met filmpjes. Het is nu nog niet sexy genoeg.”
Filebestrijding vergt maatregelen die creatiever zijn dan het aanleggen van extra asfalt. De effecten hiervan kunnen met bestaande verkeerskundige modellen niet worden berekend. Een nieuw model is nodig.
Toeritdosering, vrachtwagenstroken, verkeers-informatiesystemen, tolheffing en nieuwe wegen. Allemaal manieren waarop de overheid het fileprobleem denkt te kunnen bestrijden. Files kosten Nederland jaarlijks 1,7 miljard gulden. Per jaar investeert de overheid zeven miljard in infrastructuur. Het effect van de maatregelen kan echter nauwelijks voorspeld worden omdat hiervoor geen geschikte verkeersmodellen bestaan. Drs. Michiel Bliemer (27) promoveert over een paar maanden op een model dat de lacunes opvult. Hij gelooft niet dat het fileprobleem daarmee tot het verleden behoort ‘maar wel dat er verstandige keuzes gemaakt worden bij het investeren in infrastructuur en het nemen van maatregelen om het verkeer te beheersen’.
Verkeerskundigen voorspellen hoeveel verkeer er over een weg kan zonder dat er files ontstaan. Hiervoor gebruiken ze twee soorten modellen: microscopische simulaties en macroscopische analytische modellen. De eerste categorie beschouwt ieder voertuig afzonderlijk als een black-box, volgens Bliemer: ,,Je stopt er wat in en er komt wat uit, maar het geeft je niet altijd eenduidig inzicht.”
Bij deze simulaties heeft ieder voertuig zijn eigen karakteristieke snelheid. Bij de macroscopische modellen kan dit niet. Het verkeer wordt hierin beschouwd als een homogene stroom waarin geen losse voertuigen te onderscheiden zijn. Alle voertuigen zijn hetzelfde en vertonen hetzelfde gedrag.
Hinderen
De traditionele simulatiemethoden zijn volgens Bliemer niet realistisch genoeg. Ze houden geen rekening met specifiekeeigenschappen van de voertuigen. ,,Die gaan er bijvoorbeeld vanuit dat één vrachtwagen gelijk staat aan twee auto’s. Dat is wel heel erg kort door de bocht.”
In deze versimpelde, abstracte wereld bestaat het verkeer uit homogene verkeersstromen, waarin auto’s en vrachtwagens elkaar niet beïnvloeden. In werkelijkheid hinderen vrachtwagens de personenauto’s natuurlijk wel. Een vrachtwagen die een andere vrachtwagen passeert, rijdt maar een klein beetje harder dan de vrachtwagen die wordt ingehaald. Ondertussen moet al het achterop komende verkeer afremmen. Bliemer: ,,Deze hinder is asymmetrisch, want personenauto’s hinderen vrachtwagens minder dan andersom.”
Omdat vrachtwagens niet worden onderscheiden van personenauto’s, is ook het effect van een rijstrook voor vrachtwagens niet te berekenen. In een samenwerkingsproject tussen de TU Delft en de afdeling infrastructuur en ruimtelijke ordening van TNO, maakt Bliemer een model zonder deze tekortkomingen. In zijn model rijden auto’s en vrachtwagens bijvoorbeeld wèl ieder met hun eigen snelheid. Bovendien hinderen ze elkaar, terwijl ook het effect van maatregelen voor één soort gebruikers kan worden doorgerekend. Bovendien kan een in de tijd verlopend verkeersaanbod worden gemodelleerd. Bliemer: ,,Je stopt er bijvoorbeeld een ochtendspits in of laat bepalen wanneer het het slimst is om te vertrekken.”
Omdat zijn model onderscheid maakt tussen auto’s en vrachtwagens, kan ook het effect bekeken worden van een maatregel die op vrachtwagens gericht is. Een inhaalverbod bijvoorbeeld, of een aparte rijbaan.
Zo loopt er over de Van Brienenoordbrug een strook die alleen voor vrachtwagens toegankelijk is. Bliemer modelleerde dit stuk snelweg ‘puur om te laten zien dat mijn model doet wat het moet doen’. Het blijkt dat de route over de vrachtwagenstrook bij grote drukte inderdaad sneller is en vrachtwagenchauffeurs er dus goed aan doen de strook te gebruiken.
Het model rekent een evenwicht uit waarbij alle verkeersstromen zich over de goedkoopste route op een wegennet bewegen. Door met geld te rekenen zijn ook de gevolgen van tolpoorten voor rekeningrijden te bepalen. Dereistijd levert de belangrijkste bijdrage aan de kosten. Bliemer: ,,Het blijkt dat mensen de waardering voor tijd en tijdwinst in geld kunnen uitdrukken.” Voor een vrachtwagen met een bederfelijke lading of een zakenman op reis is dit ’tijd is geld’-principe duidelijk. Maar ook niet-zakelijke weggebruikers willen graag snel ergens aankomen.
Trend
Naarmate het drukker wordt op een stuk weg, neemt de reistijd toe. ,,Een stroom voertuigen had dan misschien beter een andere, snellere, route kunnen kiezen.” Het model zoekt hier de optimale route voor. Deze evenwichtssituatie is het voordeligst voor iedereen. Een eenvoudige routeplanner die de kortste route bepaalt, houdt geen rekening met de drukte op de weg: ,,Die routeplanner weet niet of jij ’s ochtends of ’s middags gaat rijden. Hij gaat ervan uit dat er verder niemand anders op de weg is”, aldus Bliemer. Hij noemt de meerwaarde van zijn aanpak boven een routeplanner: ,,Mijn model rekent simpel gezegd een paar miljoen keer de optimale routes uit en combineert daarbij ook nog eens de uitkomsten met elkaar.”
Het onderscheid tussen auto’s en vrachtwagens is maar een voorbeeld van de mogelijkheden. Bliemer: ,,Mijn model kan een willekeurige hoeveelheid klassen onderscheiden.” Hierdoor kan het model ook voor fietsers, voetgangers of de binnenvaart gebruikt worden.
De resultaten heeft Bliemer nog niet vergeleken met de werkelijkheid. Is hij nu dan al tevreden? ,,Het gaat mij veel meer om de trend die het model laat zien dan om de uitkomst. Dat is voor mij voldoende. Mijn model kan goed scenario’s vergelijken, bijvoorbeeld de verandering in een situatie bij de bestaande en een twee keer zo grote vervoersstroom”, aldus Bliemer, volgens wie het werkelijke verkeerspatroon ’te grillig’ is om te kunnen voorspellen.
Het model is gebaseerd op een paar wiskundige regels die echter moeilijk op te lossen zijn. ,,Door het gebruik van meerdere gebruikersklassen wordt het oplossen nog eens extra zwaar”, aldus Bliemer. Om het asymmetrische hinderen van auto’s envrachtwagens wiskundig te omschrijven, gebruikt Bliemer een speciale techniek. Om het evenwicht te vinden in situaties waarin dingen invloed op elkaar uitoefenen, gebruiken mathematici vaak de methode van de variationele ongelijkheden. Deze theorie wordt onder meer gebruikt om verkeersnetwerken door te rekenen.
Daar rolt weer een wiskundige vergelijking uit, die echter alleen indirect op te lossen is. Hiervoor hakt de computer hem eerst in een heleboel optimaliserings-deelprobleempjes. Een algoritme lost deze stukjes keer op keer op, terwijl er telkens een andere variabele constant wordt gehouden.
Sneller
Hiermee zijn soms miljoenen variabelen gemoeid. Wiskundig gezien geen probleem. Deze omslachtige oplossingstechniek heeft evenwel een groot computergeheugen en veel rekentijd nodig. Hij is daarom niet zo geschikt voor grote netwerken. ,,Alle verkeersstromen in de Randstad doorrekenen, zie ik nog niet gebeuren”, denkt Bliemer. Hij verwacht dat er steeds efficiëntere algoritmen komen die het wiskundeprobleem sneller op kunnen lossen. Bliemer: ,,Wiskundige technieken zullen meer verbetering brengen dan een extra groot computergeheugen.”
Bliemer heeft nu bijna vier jaar aan dit verkeerskundige probleem gewerkt. Het is maar een voorbeeld van wat hij allemaal met modellen kan. Bliemer is dan ook geen verkeerskundige maar econometrist, ‘zeg maar modelontwikkelaar’. ,,Het is mijn ideaal modellen zo goed te maken dat ze de werkelijkheid zo goed mogelijk benaderen. Echt geweldig als dat lukt.” Aan de gebruiksvriendelijkheid besteedt hij weinig aandacht, ‘dat mag iemand anders later nog doen’. Bliemer: ,,Hoe goed het model ook is, de weergave van de uitvoer moet grafisch zijn, bijvoorbeeld met filmpjes. Het is nu nog niet sexy genoeg.”
Comments are closed.