PM- Kalibrering av barriärmatriser i Skåne modellen

Transkript

1 PM- Kalibrering av barriärmatriser i Skåne modellen Sammanfattning Detta PM avser beskriva uppdatering av kalibreringskonstanter i Sampers regionala modell för Skåne/Själland, så kallade barriärkonstanter. Barriärkonstanterna används för att modellera resandet över Öresund på rätt nivå utifrån uppsatta kalibreringsmål som delas upp arbetsresor och tjänste- /övrigtresor, dels för kollektivtrafik och vägtrafik samt mellan Sverige och Danmark samt Danmark och Sverige. Kalibreringen avser en uppdatering jämfört den modellversion som släpptes Dels till följd av vissa riggningstekniska förändringar men framförallt då nya underlag avseende resandet för sundet tagits fram. Resultaten efter kalibrering visar på god överensstämmelse mellan de uppsatta kalibreringsmålen och det modellberäknade resandet på total nivå, dels för väg och dels för det kollektiva resandet. På vägsidan kommer dock viss överskattning av resandet via HH att uppstå till följd av ruttval i modellen, således underskattas resandet på Öresundsbron något. Dessutom verkar yrkestrafiken överskattas generellt över sundet till följd av felaktiga nivåer. För kollektivtrafiken visar modellen på korrekta ruttval då avvikelsen per passage (HH/Öresundsbron) är liten jämfört statistik. Framtaget av Detta PM är framtaget av Johannes Östlund, M4Traffic AB. 1

2 1 Bakgrund Kalibrering av barriärmatriser i Skåne-Tass I den regionala modell i Samperssystemet som representerar Skåne och Själland används så kallade barriärkonstanter. Dessa konstanter används i modellen för att kalibrera resandet över Öresund utifrån uppsatta kalibreringsmål. Anledningen till att dessa barriärkonstanter behövs är att modellen i sig har svårt för att modellera detta resande på rätt nivåer över sundet. Detta beror i sig på att modellen kommer att hantera allt resande utifrån svenska förhållanden, dvs. även danskar kommer att bete sig som svenskar utifrån de indata och förutsättningar de givits. Modellen tar heller inte hänsyn till de ekonomiska och kulturella skillnader som kan finnas för resandet över landsgränsen mellan de båda länderna. Modellen använder sig av 8 stycken barriärkonstanter enligt: - Arbetsresor med bil mellan Sverige och Danmark - Arbetsresor med bil mellan Danmark och Sverige - Tjänste-/övrigtresor med bil mellan Sverige och Danmark - Tjänste-/övrigtresor med bil mellan Danmark och Sverige - Arbetsresor med kollektivtrafik mellan Sverige och Danmark - Arbetsresor med kollektivtrafik mellan Danmark och Sverige - Tjänste-/övrigtresor med kollektivtrafik mellan Sverige och Danmark - Tjänste-/övrigtresor med kollektivtrafik mellan Danmark och Sverige Respektive konstant som används kan betraktas som en kostnad. Kostnaden kommer i modellen att adderas till andra kostnader som är förknippade med resor över sundet, exempelvis kostnad för kollektivtrafikbiljett eller avgift att passera tullstationen på bron eller färjeavgift mellan Helsingborg och Helsingör. Konstanterna kan vara både positiva och negativa. Ett positivt värde på konstanten innebär att modellen i sig modellerar för många resor över sundet vilket innebär att vi måste bromsa resandet. Ett negativt värde på konstanten innebär att modellen i sig producerar för få resor över sundet i sitt utgångsläge vilket innebär att vi måste stimulera resandet över sundet. Detta PM avser beskriva den kalibrering som har genomförts inom ramen för arbete med basprognoser som släpps 1 april Kalibreringsmålen 2.1 Allmänt För att kunna kalibrera in barriärkonstanterna i modellen måste vi veta vad vi ska kalibrera mot för värden, dvs, hur många resor tror vi passerar över sundet per dygn i verkligheten. Den modellversion som denna kalibrering avser är och avser återspegla ett basår Vi behöver alltså veta hur många resor som passerade över sundet per dygn under detta år. Inom ramen för FUD uppdrag avseende utveckling av nu prognosmodell för Öresund har WSP tagit fram ett kalibreringsunderlag. Detta underlag baseras på en mängd olika datakällor, bland annat den RVU som togs fram av Region Skåne och Malmö Stad under

3 2.2 Kalibreringsmålens koppling till Sampers Kalibrering av barriärmatriser i Skåne-Tass VMD/ÅMD Sampersmodellen genererar i sitt grundläge resor per vardagsmedeldygn, dvs. antalet resor under ett genomsnittligt dygn under alla vardagar under året. Ett mer vanligt mått är dock årsmedeldygn, dvs. genomsnittligt antal resor per dygn över alla årets dagar. En anledning till detta är att många av de effektsamband och samhällsekonomiska kalkylmodeller är anpassade just efter årsmedeldygnstrafik. I Sampersmodellen genereras som beskrivs ovan vardagsmedeldygnstrafik i grundläget. Detta resande räknas sedan om via schabloner (omräkningsfaktorer) till årsmedeldygnstrafik. Dessa omräkningsfaktorer är framtagna för att spegla resande inom Sverige. För resande över Öresund kommer dock dessa omräkningsfaktorer inte vara helt valida. Medan det inom Sverige generellt sett genereras fler resor under ett vardagsmedeldygn än under ett årsmedeldygn kommer förhållandet mellan dessa två mått vara ungefär 1:1 för resande över Öresund. Detta beror framförallt på att det under helger genereras väldigt många övrigtresor. Till följd av detta kommer vi i denna kalibrering jobba dels med kalibreringsmål för vardagsmedeldygnstrafik och dels för årsmedeldygnstrafik. Tilläggsmatriser Sampersmodellen är uppdelad i två olika delmodeller, en som modellerar långväga resande 2 och en som modellerar regionalt resande 3. Den långväga modellen representerar dock enbart Sverige, dvs. Danmark finns inte med i denna modell. Detta innebär att långväga resor som i verkligheten passerar över Öresund inte kommer att modelleras av systemet. 4 Då dessa resor bedöms utgöra en relativt stor andel av resandet över sundet måste dessa hanteras separat i modellen via fasta så kallade tilläggsmatriser. Detta gäller även resor till Kastrup och resor från Bornholm som även de hanteras via tilläggsmatriser. Då vi i kalibreringen jobbar med resor som modelleras av modellen måste vi när vi ställer upp kalibreringsmålen räkna bort de resor som hanteras via tilläggsmatriser. 2 Lite grovt resor > 10 mil 3 Lite grovt resor < 10 mil 4 Det finns dock i modellen fasta matriser för utrikesresor i den långväga modellen. Dessa har dock en fiktiv målpunkt inom Sverige vilket gör at vi inte fångar upp var de sedan tar vägen på den danska sidan. 3

4 2.3 Målvärden Nedan visas de målvärden som har använts inom ramen för kalibrering av resande över sundet i Sampers version Värden avser otransponerade passager över sundet (för vägtrafik avses fordon och för kollektivtrafik avses resor) Vardagsmedeldygnstrafik Väg VMD bil [fordon] Sverige - Danmark Danmark- Sverige Arbetsresor Tjänste- och övriga Tilläggsmatriser varav Kastrup Bornholm Långväga Yrkestrafik SUMMA Tabell Kalibreringsmål för resor över sundet (VMD) för vägtrafik (personbilar) Totalt ska det alltså genereras fordon över sundet per VMD Kollektivtrafik VMD koll [resor] Sverige - Danmark Danmark- Sverige Arbetsresor Tjänste- och övriga Tilläggsmatriser varav Kastrup Bornholm Långväga SUMMA Tabell Kalibreringsmål för resor över sundet (VMD) för kollektivtrafik Totalt ska det alltså genereras resor över sundet per VMD 4

5 Årsmedeldygnstrafik Väg ÅMD- bil [fordon] Sverige - Danmark Danmark- Sverige Arbetsresor Tjänste- och övriga Tilläggsmatriser Varav Kastrup Bornholm Långväga Yrkestrafik SUMMA Tabell Kalibreringsmål för resor över sundet (ÅMD) för vägtrafik (personbilar) Totalt ska det alltså genereras fordon över sundet per ÅMD Kollektivtrafik ÅMD koll [resor] Sverige - Danmark Danmark- Sverige Arbetsresor Tjänste- och övriga Tilläggsmatriser Varav Kastrup Bornholm Långväga SUMMA Tabell Kalibreringsmål för resor över sundet (ÅMD) för kollektivtrafik Totalt ska det alltså genereras resor över sundet per ÅMD 5

6 3 Metod Kalibrering av barriärmatriser i Skåne-Tass Kalibreringen genomförs genom ett iterativt förfarande där barriärkonstanterna uppdateras inför varje iteration tills uppsatta målvärden är uppnådda. 3.1 Uppdateringar samt speciell hantering De uppdateringar och specialhanteringar som införts i riggningen jämfört tidigare modellversion avser skolresor, hantering av VMD/ÅMD samt uppdatering av tilläggsmatriser. Skolresor Skolresorna hanteras i modellen via samma kostnader och utbud som arbetsresandet samtidigt som detta resande är en del av det så kallade övrigtresandet. Detta kommer skapa vissa problem vid kalibrering innebärande att det är omöjligt att uppnå kalibreringsmålen för båda dessa ärenden. Om man vill få rätt nivåer på arbetsresandet kommer väldigt många skolresor genereras över sundet och vill man få övrigtresandet rätt kommer i princip inga arbetsresor att genereras över sundet. Till följd av detta har en specialhantering införts i riggningen för att hanteras detta. Metod enligt följande. Då antalet skolresor över sundet bör vara relativt begränsat (åldrar 0-15 år) kan man göra en generalisering att inga skolresor bör modelleras över sundet. Detta uppnås genom att: - Ansätt en barriärkostnad med ett stort värde - Modellera skolresorna enskilt i ett eget modellsteg och spara resultatmatriser på separata matrisplatser. - Ansätt de nya kalibrerade barriärkonstanterna - Modellera alla övriga ärenden med dessa konstanter. Tidigare modellerade skolresor anges i detta steg som tilläggsmatriser via matrisjustering i modellsteget. På detta sätt möjliggör vi kalibrering av resandet över sundet för samtliga ärenden samtidigt som vi på alla ställen i modellen fångar upp det interna skolresandet på ett korrekt sätt. Även de binärmatriser som används av Samkalk kommer med denna metod fångas på ett korrekt sätt. VMD/ÅMD Som beskrivs kortfattat ovan använder Sampers omräkningsfaktorer för att ta sig från VMD till ÅMD i modellen. Angivna faktorer speglar dock inte det förhållande som finns över sundet. Då det i olika sammanhang finns behov av att modellera både VMD och ÅMD resande över sundet föreslås en separat hantering av denna problematik. Modellen kalibreras med avseende på vardagsdygnstrafik. Det är alltså för denna trafik i skruvar in barriärkonstanterna. I det modellsteg som i Sampers riggning slutligen skapar ÅMD matriser införs matrisjustering med ärendespecifika kvotmatriser. Detta innebär att Sampers först kommer att räkna om resandet till ÅMD med ansatta omräkningsfaktorer. I ett andra steg kommer kvotmatriserna ytterligare justera resandet över sundet så målnivåer för respektive ärende matchar uppställda målvärden. Då vi i kalibreringsunderlaget klumpar ihop tjänste- och övrigt resor har antagande gjorts att Sampers omräkningsfaktorer för tjänsteresorna även är korrekta över sundet innebärande att dessa inte justeras ytterligare via matrisjustering. 6

7 Tilläggsmatriser Uppdatering av diverse tilläggsmatriser i modellen har genomförts. Framförallt avser uppdateringar nivåjusteringar men vissa nya matriser har tillkommit och vissa som tidigare har funnits har ersatts av nya. Nedan visas sammanställning av uppdateringar. Kastrup: Nivåjusteringar samt sammanslaget långväga och regionala. Bornholm: Nivåjusteringar samt infört även för kollektivtrafik Långväga resor: Ersatts med nya matriser som skapats i den nya långväga modell som togs fram inom forskningsprojekt avseende nya modeller för Öresund 5. Dessa nya matriser innebär att resor förekommer i båda riktningar över sundet och inte bara mellan Sverige och Danmark. Nivåerna har även förändrats utifrån ny kunskap. Observera att under arbete med modellen har de nya långväga tilläggsmatriserna varit tvungna att halveras för att totala nivåer över sundet jämfört statistik skulle matcha bättre. Nivån på matriserna är alltså enbart 50 % av de som skapades i den nya långväga modellen. Matriserna är uppdelade på privata och tjänsteresor. Lastbil med släp: I tidigare version av modellen har samtlig trafik avseende lastbil med släp haft sin målpunkt i Kastrup. Detta är inte representativt för hur detta resande egentligen fördelar sig. Det finns dock inga bra underlag för hur denna trafiken fördelar sig. Därav har ett antagande gjorts om att matrisen för lastbilar med släp fördelar sig över sundet på samma sätt som matris för lastbil utan släp. Denna justering kommer innebära att fördelningen av denna matris på de två överfarterna kommer hanteras på ett betydligt bättre sätt. Rekreationsresor i Danmark Sedan den tidigare modellversionen har ett fel i indata i modellen identifierats. Detta fel avsåg att en division som används för att identifiera kommunkoder som förekommer i SAMS databas. Rättning av detta fel har renderat i att modellen kommer generera betydligt färre rekreationsresor inom Danmark innebärande att resandenivåer i Danmark kommer minska till viss del. 5 WSP 2016/2017 Rapport ej tillgänglig. 7

8 4 Resultat Kalibrering av barriärmatriser i Skåne-Tass Nedan redovisas resultat efter genomförd kalibrering uppdelat på väg- och kollektivtrafik samt VMD och ÅMD. 4.1 Vägtrafik Vardagsmedeldygn Kalibrering Arbetsresor Tjänste+Övriga VMD- Biltrafik exkl. tilläggsmatriser Sverige- Danmark Danmark- Sverige Sverige- Danmark Danmark- Sverige och yrkestrafik Antal fordon Målvärde Ansatt barriärkostnad [kr] Relativ avvikelse -0.3 % % % % Absolut avvikelse Tabell Resultat av kalibrering (VMD) för personbilstrafik Resultaten visar på god överensstämmelse mot kalibreringsmålen för vardagsmedelsdygnstrafik. Samtliga ansatta barriärkostnader är positiva vilket innebär att vi för samtliga ärenden och riktningar måste bromsa det modellberäknade resandet. Årsmedeldygn Kalibrering Arbetsresor Tjänste+Övriga ÅMD- Biltrafik exkl. tilläggsmatriser Sverige- Danmark Danmark- Sverige Sverige- Danmark Danmark- Sverige och yrkestrafik Antal fordon Målvärde Ansatt barriärkostnad [kr] Relativ avvikelse 3.3 % -3.3 % -0.2 % 0.1 % Absolut avvikelse Tabell Resultat av kalibrering (ÅMD) för personbilstrafik Resultaten visar på god överensstämmelse för ÅMD trafiken. En viss skevhet har uppkommit för passagen mellan Sverige och Danmark för arbetsresor. Skevheten som troligtvis ligger i de kvotmatriser som tar matriser från VMD till ÅMD bedöms dock ligga inom felmarginalen för värden i kalibreringsunderlaget. 8

9 4.2 Kollektivtrafik Vardagsdygnstrafik Kalibrering Arbetsresor Tjänste+Övriga VMD- Kollektivtrafik exkl Sverige- Danmark Danmark- Sverige Sverige- Danmark Danmark- Sverige tilläggsmatriser Antal resenärer Målvärde Ansatt barriärkostnad [kr] Relativ avvikelse % -0.2 % 0 % 0.13 % Absolut avvikelse Tabell Resultat av kalibrering (vmd) för kollektivtrafik Resultaten visar på god överensstämmelse mot kalibreringsunderlaget med avvikelser <> 1%. Ansatta barriärkostnader är generellt väldigt höga för arbetsresandet. De positiva värdena visar att modellens ursprungliga beräkning av detta resande överskattas, vi måste alltså bromsa resandet via en extra kostnad. För tjänste- och övrigtresor genererar modellen i princip rätt antal resor mellan Sverige och Danmark i sitt ursprungsläge. För resor mellan Danmark och Sverige måste vi dock stimulera detta resande via en negativ barriärkostnad. Årsmedeldygnstrafik Kalibrering Arbetsresor Tjänste+Övriga ÅMD- Kollektivtrafik exkl. Sverige- Danmark Danmark- Sverige Sverige- Danmark Danmark- Sverige tilläggsmatriser Antal resenärer Målvärde Ansatt barriärkostnad [kr] Relativ avvikelse 3.7 % -3.2 % 0 % 0.1 % Absolut avvikelse Tabell Resultat av kalibrering (åmd) för kollektivtrafik Resultaten visar på god överensstämmelse för ÅMD trafiken. En viss skevhet har uppkommit för passagen mellan Sverige och Danmark för arbetsresor. Skevheten som troligtvis ligger i de kvotmatriser som tar matriser från VMD till ÅMD bedöms dock ligga inom felmarginalen för värden i kalibreringsunderlaget. 9

10 4.3 Överfart Ingen kalibrering sker avseende vilken överfart som den kalibrerade trafiken väljer utan kalibrering sker enbart på totala nivåer över sundet. Det är alltså modellen i sig som gör valet av överfart över sundet via modellens ruttval. Statistik avseende mängder passager per överfart är inhämtad från Öresundsbrokonsortiet samt Shippax för Helsingborg Helsingör. Då statistiken avser årsmedeldygn är det denna jämförelse som görs. Väg Överfart Öresundsbron HH Modellgenererat Varav personbilar Varav yrkestrafik Statistik Varav personbilar Varav yrkestrafik Relativ avvikelse -3.3 % 36 % Varav personbilar -7 % 35 % Varav yrkestrafik 51 % 38 % Absolut avvikelse Tabell Resultat av kalibrering (ÅMD) för personbilstrafik per passage över sundet Resultaten visar på en viss skevhet i ruttvalen över sundet för biltrafiken där för många resor väljer att köra via HH i jämförelse med statistik. För personbilstrafiken ligger detta problem i ruttvalet. För yrkestrafiken verkar det dock som problemet mer beror på nivå i yrkesmatriserna. Detta problem kan enkelt åtgärdas genom att justera yrkesmatriser så nivåer bättre speglar faktiska nivåer. Kollektivtrafik Överfart Öresundsbron HH Modellgenererat Statistik Ingen uppgift Relativ avvikelse -0.7 % - Absolut avvikelse -229 Tabell Resultat av kalibrering (ÅMD) för kollektivtrafik per passage över sundet Resultaten visar på god överensstämmelse på Öresundsbron innebärande att ruttvalen för kollektivtrafiken tenderar att genereras på ett korrekt sätt i modellen. Då ingen uppgift finns om resandet med kollektivtrafik i Helsingborg- Helsingör kan denna ej jämföras. Om vi dock tror att de totala nivåerna över sundet är korrekta bör även antalet passager i denna överfart stämma bra. 10

11 5 Diskussion Kalibrering av barriärmatriser i Skåne-Tass Resultaten efter kalibrering av barriärmatriserna visar på en god överensstämmelse av resenärsflöden över Öresund på en total nivå. Dock kommer det på vägsidan uppstå vissa skevheter i val av överfart (Öresundsbron eller HH). Dessa skevheter beror på ruttval i modellen som givetvis är möjligt att laborera med för att få till en bättre överfartsfördelning (tester visar på att ett ökat motstånd av passagen i HH med ca 20 min ger mer rimliga ruttval). Man bör i sådana fall vara medveten om att justeringar i ruttval kan påverka de totala resandevolymerna över sundet då man isåfall laborerar med utbuden i modellen vilket innebär att ny kalibrering bör göras efter en sådan justering. För yrkestrafiken förekommer även skevheter vilket framförallt beror på att nivåerna i dessa matriser är ganska kraftigt överskattade. Detta bör enkelt kunna justeras i framtida analyser och modellversioner. Nedan listas identifierade osäkerheter som förekommer i modellen. Osäkerhet Nivå på yrkesmatriser Ruttval väg mellan Bro och HH Tilläggsmatris i långväga modellen Samkalkanalyser för Öresund Potentiell åtgärd Justera dessa för att bättre matcha uppmätta flöden över sundet Justera svängstraff vid HH, ökning med ca 20 minuter krävs vilket möjligen skulle återspegla faktiska tider något bättre. Denna åtgärd kommer dock kräva omkalibrering av barriärmatriser I den befintliga långväga modellen förekommer en så kallad utrikesmatris som är tänkt att återspegla långväga resande över sundet (dessa har dock sin målpunkt i Malmö). Denna matris innebär att det totala resandet på södra stambanan kommer överskattas i modellen via dubbelräkningar då vi i den regionala modellen redan fångar upp detta resande. Enklaste åtgärden bör vara att ta bort dessa resor i den långväga modellen. Om Samkalkanalyser skall göras över sundet bör man fundera på hur implementering av diverse tilläggsmatriser bör göras. Exempelvis bör långväga resor förekomma i den långväga modellen för att fånga tidsvärden etc. på ett mer korrekt sätt. Diverse makron bör även programmeras om för att fånga tilläggsresor som förekommer (detta görs inte i nuvarande versioner). 11