Analytiska trafikmodeller för cirkulationsplatser med gångoch cykeltrafik

Transkript

1 Analytiska trafikmodeller för cirkulationsplatser med gångoch cykeltrafik Examensarbete 2010 KTH Astrid Bergman, Trivector Traffic Bakgrund & syfte Litteraturstudie och val av modell Datainsamling och jämförelse mot microsimuleringar Modellutveckling Slutsats och rekommendationer 1

2 Bakgrund till examensarbetet Del av FUD-projektet KAKOR (Kapacitetsmodeller i Korsningar) Syftet med KAKOR var att bedöma Capcals användningsområden och jämföra mot övriga likvärdiga beräkningsmodeller tillgängliga på marknaden Största bristerna i cirkulationsplatsmodellen i Capcal som konstaterades var Beräkningsmodellen för tvåfältiga cirkulationsplatser Små cirkulationsplatser kan inte beräknas Effekter av gång- och cykeltrafiks påverkan på framkomligheten i cirkulationsplatsen hanteras inte av Capcal eller av några andra likvärdiga beräkningsprogram/modeller (Sidra, HCM) När blir det problem? 2

3 Microsimulering Tar lång tid att genomföra en simulering Kräver mycket data Kräver mer kunskap av användaren Ger inte automatiskt t ex belastningsgrad Syfte Förbättring av cirkulationsplatsmodellen i Capcal är efterfrågad Syftet är att studera och utvärdera befintliga beräkningsmodeller för att se om någon kan vara lämplig att utveckla programmet med Eller klargöra om behov finns att utveckla en ny modell 3

4 Bakgrund & syfte Litteraturstudie och val av modell Datainsamling och jämförelse mot simuleringar Modellutveckling Slutsats Litteraturstudie Tre olika modeller studerades Griffiths A mathematical model of a nonsignalized pedestrian crossing Marlow och Maycock The effect of zebra crossings on junction entry capacity Rodegerdts och Blackwelder Analytical analysis of pedestrians effect on roundabout exit capacity 4

5 Fördelar Nackdelar Griffiths Grundläggande köteori Använd av andra anlytiska modeller Komplex Ej fokus cirkulationsplats För detaljerad för Capcal Kräver mycket jobb för att passa Capcal Marlow and Maycock Bygger på Griffiths Fokuserar på övergångsställen före cirkulationsplatsen Ingen vidareutveckling av Griffiths modell snarare en applikation Rodegerdts and Blackwelder Enkel Lätt att anpassa till Capcal Alltför enkel (?) Behöver vidareutvecklas för att kunna passa Capcal Rodegerdts och Blackwelders modell Beräknar en genomsnittlig kös tidslängd Multiplicerar detta med antal gångar under en studietimme som en blockering in i den cirkulerande strömmen sker Ger antal sekunder under studietimmen som närliggande tillfart är blockerad av en kö Översätts till en procentuell kapacitetsnedsättning Fungerar modellen på verkliga exempel?? 5

6 Bakgrund & syfte Litteraturstudie och val av modell Datainsamling och jämförelse mot simuleringar Modellutveckling Slutsats Är modellen korrekt? Datainsamling från film Fyra cirkulationsplatser Data från 6 övergångsställen 6

7 Fordonsflöde i utfarten Fotgängar / cyklistflöde Antal blockerande händelser under studietimman Solna (24) 54 Rissne (51) 8 Kapacitetsförlust Malmö (18) 10 hos infart närmast Lund Västra (27) 19 utfarten med övergångsstället Östra (44) 13 Solna 17,93 % Södra (73) 10 Rissne 0,12 % Malmö 2,65 % Lund, västra 0,30 % Lund, östra 1,62 % Lund, södra 2,70 % Jämförelse mot simulering i VISSIM Solna Rissne Med och utan övergångsställe En simulering ger inte en procentuell kapacitetsnedsättning går inte att jämföra resultaten rakt av 7

8 Solna Genomsnittlig försening / fordon Genomsnittligt antal stopp / fordon Med övergångsställe Utan övergångsställe Signifikant skillnad 18,39 s 11,74 s Ja, t-test p<0,05 0,65 0,42 Ja, t-test p<0,05 Rissne Med övergångsställe Utan övergångsställe Signifikant skillnad Genomsnittlig försening / fordon Genomsnittligt antal stopp / fordon 3,14 s 3,07 s Nej, t-test p>0,05 0,103 0,094 Nej, t-test p>0,05 8

9 Restider för olika rutter genom cirkulationsplatserna I Rissne var bara restidsskillnaden signifikant för de rutter som passerade övergångsstället 9

10 Jämförelse av resultat från simuleringen och modellen Samma trender Men olika typer av resultat Svårt att bekräfta att modellen är korrekt Bakgrund & syfte Litteraturstudie och val av modell Datainsamling och jämförelse mot simuleringar Modellutveckling Slutsats och rekommendationer 10

11 Rodegerdts och Blackwelders modell Beräknar en genomsnittlig kös tidslängd Multiplicerar detta med antal gångar under en studietimme som en blockering in i den cirkulerande strömmen sker Hur kan vi veta få reda på detta? Hypotes: antal blockerande händelser beror av fordonsflödet i utfarten och antalet fotgängare och cyklister som passerar på övergångsstället 11

12 Testade några olika kombinationer av linjära och icke-linjära samband Alla regressioner fick en R 2 runt 0,8 vilket gjorde det svårt att säga vilken som passade bäst Liten datamängd 12

13 Bakgrund & syfte Litteraturstudie och val av modell Datainsamling och jämförelse mot simuleringar Modellutveckling Slutsats och rekommendationer Brister Fanns bara en cirkulationsplats med kapacitetsproblem Svårt att jämföra resultat från en microsimulering med resultat från en analytisk modell Regressionsanalysen Mer data behövs! Microsimulering kan vara en bra metod för att samla in data 13

14 Rekommendationer för Capcal Lägg till modellen av Rodegerdts och Blackwelder som en varningsmodell Varna användaren när resultaten inte är pålitliga Men räknar inte ut en kapacitetsförlust Mer data behövs för att kunna utvärdera modellen Tack!

15 Rodegerdts och Blackwelders modell Beräknar sannolikheten för kö av en viss längd q (q = 1, 2, 3, 4, 5..) Korta köer har hög sannolikhet, Långa köer låg sannolikhet Antar Poisson-fördelad ankomst Indata: Flödet av fordon i utfarten (VE) Den genomsnittliga kön i utfarten vid flödet q (Qavg) Längden av en blockerande händelse, TB Mättnadsflödet, SE 29 Astrid Bergman, KTH March Astrid Bergman, KTH March

16 Varje kö av längden q har en viss livslängd i tid Korta köer kort livslängd, långa köer längre livslängd 31 Astrid Bergman, KTH March Astrid Bergman, KTH March

17 Sannolikheten för att kö q ska uppstå är känd Livslängden för kön q är känd Multipliceras dessa två och summeras kan den genomsnittliga varaktigheten för den genomsnittliga kön beräknas. tavg multipliceras sedan med antal gånger N som en blockerande händelse inträffar under en studietimme 33 Astrid Bergman, KTH March 2010 Exempel Trebent cirkulationsplats med ett övergångsställe i Solna Antal blockerande händelser 54 Antal fordon i utfarten, VE 1056 Längden av en blockerande händelse 5 sekunder Mättnadsflöde, SE 1800 Qe 0 Qavg 3,548 avrundas till 4 34 Astrid Bergman, KTH March

18 q P(q) t(q) P(q) * t(q) Summan av P(q)*t(q) 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,53247E , , ,6557E , , Astrid Bergman, KTH March 2010 Tavg = Antal blockerande händelser = 54 stycken Tblock = 645 sekunder 645 sekunder / 3600 sekunder = 0,1793 = 17,93 % kapacitetsförlust 36 Astrid Bergman, KTH March

19 För enkelt? Test och jämförelse av modellen krävs 37 Astrid Bergman, KTH March