Centrum för Trafiksimulering

Royal Institute of Technology Centrum för Trafiksimulering Verksamheten år 2002 Stockholm i mars 2003 Ingmar Andréasson Föreståndare

Innehåll sid Om CTR 3 Om trafiksimulering 3 Resursanvändning 4 Forskningsprojekt 5 Exempel på resultat 5 Ansökningar och uppdrag 6 Internationella kontakter 6 Seminarier 7 Examina 7 Ekonomi 8 Personal 9 Styrelse 9 Intressentråd 10 Websida 10 Rapporter 11 2

Om CTR Centrum för Trafiksimulering (CTR) är ett kompetenscentrum bildat 1995 av KTH och VTI tillsammans på initiativ av Vägverket och dåvarande Kommunikationsforskningsberedningen (KFB). Syftet för CTR är att initiera, samordna och bedriva forskning och utveckling inom analys och simulering av trafikprocesser. CTR skall vara en nationell resurs för forskning, kunskapsöverföring och internationellt forskarutbyte. Föreståndaren för CTR är även adjungerad professor vid avdelningen Trafik och logistik och leder där forskargruppen Trafiksimulering. Om trafiksimulering Simulering är en metod för att beskriva och analysera komplexa dynamiska förlopp såsom vägtrafik. Med hjälp av logiska modeller av ett verkligt eller planerat trafiksystem med väglänkar, korsningar, signalreglering och fordon/förare studeras växelverkan mellan trafikanter, fordon och trafiknät. Modellerna anpassas så att de simulerade förloppen så nära som möjligt överensstämer med observerade trafikförlopp. Genom experiment med modellen kan man analysera effekter av trafiksystemets utformning, styrning, störningar, information till trafikanterna och därav följande vägval. Intressanta effekter inkluderar kapacitet, restider, köutbredning, emissioner och säkerhet. Nedan beskrivs några huvudtyper av trafikmodeller. Makromodeller av vägtrafik Makromodeller anger traditionellt samband under jämvikt mellan aggregerade storheter som trafikflöde, fordonstäthet och hastighet. Makromodeller används för nätutläggning, fördelning mellan körfält, kapcitetsberäkningar etc. Modellerna blir alltmer förfinade och kan nu inkludera vissa dynamiska effekter såsom köutbredningsoch köavvecklingshastighet. Mikro- och mesomodeller I mikromodeller studeras växelverkan mellan fordon. Modellerna används för studier av dynamiska effekter av adaptiv signalstyrning, trafikantinformation och incidenter. Mesomodeller är mellanformer mellan makro och mikro där individuella fordon modelleras dynamiskt men utan att interagera med varandra och där fordonens beteende ges av makrosamband (t ex hastighet som beror på fordonstäthet). Ett nytt forskningsområde är kombinationer av mikro- och mesomodeller som möjliggör detaljanalys av ett begränsat område samtidigt som efterfrågan och vägval fördelas över ett större område. 3

Förarbeteende och säkerhet Traditionella trafikmodeller förutsätter att alla förare beter sig normalt. För studier av trafiksäkerhet måste man ta hänsyn till att beteenden varierar mellan olika förare och även för enskild förare beroende på omständigheterna. Analys av säkerhetspåverkan kräver noggrann modellering av variationer i perception, kognition, beslut och agerande. Modellerna baseras oftast på studier av förare i simulator eller specialutrustad mätbil. Modellerna lämpar sig för analys av olika förarstödsfunktioner som hastighets- och avståndshållare, varningssystem etc. Resursanvändning Nedan illustreras CTRs utveckling i termer av förbrukade medel och deras fördelningen på olika problemområden. I följande avsnitt beskrivs de enskilda projekten Resursförbrukning (tkr) per område 8000 7000 6000 5000 4000 3000 landsväg/korsning beteeende/säkerhet information/ruttval prediktering makromodeller mikro/mesomodeller 2000 1000 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 4

Forskningsprojekt Traffic Performance on Major Arterials (TPMA). VV-anslag 15 Mkr under 5 år. Avslutat under 2002. Analys av flöde, hastighet och körfältsfördelning på motorvägslänkar, ramper och vävningssträckor. Mikrosimulering av interaktioner och fordonsrörelser för analys av köutbredning och andra dynamiska förlopp. Simulering av trafik i vägkorsningar. KFB- och VV-anslag 1,9 Mkr under 2,5 år. Avslutat under 2002. Modellering av körtrajektorier och gap acceptance vid utkörning på huvudväg. Dynamiska individuella ruttval (DYNAMO). KFB-anslag 2,0 Mkr under 4 år. Avslutas under 2003. Modell för inverkan av trafikantens vägval före och under resan och hur valet påverkas av information om störningar. Effekter av trafikinformation KFB-anslag 0,8 Mkr under 3 år. Avslutas under 2003. Analys av effekterna av kvalitetsbrister, fördröjningar och motstridigheter i informationen till trafikanter. Fönsterteknik för mikro- och mesosimulering (ZOOM) KFB-anslag 2,3 Mkr och Stockholm stad 0,6 Mkr under 3 år. Avslutas 2003. Parallell simulering av mikromodell över begränsat område och mesomodell över omgivande trafiknät. Tonvikt på vägval och restider. Säkerhetsindikatorer - underlag för bedömning av säkerhetseffekter av väginformatik KFB-anslag 5,6 Mkr under 5 år. Avslutas 2003. Beteendestudier med trafikdetektorer, videokameror, instrumenterad bil, intervjuer och konfliktstudier. Utveckling av simuleringsmodeller för variationer i förarbeteende. Beräkning av alternativa indikatorer för trafiksäkerhet. Effekter av hastighetsvarning utvärdering av fältförsök VV-anslag 0,5 Mkr under 1 år. Avslutas 2003. Baserat på observerad förändring av fördelningen för önskad hastighet simuleras effekter vid olika nivåer av införande för hastighetsvarnare. Exempel på resultat CTR:s forskningsprojekt syftar i första hand till ökad kunskap och bättre verktyg för att analysera trafikprocesser. Ibland ger den ökade kunskapen konkreta idéer till förbättringar. Inom projekt TPMA noterades att infartsleder till större städer ofta kan ha lägre kapacitet i riktning utåt än i riktning inåt staden trots att flödena är desamma. Skillnaden beror på att inåtgående trafik rör sig mot avtagande kapacitet med åtföljande köuppbyggnad medan utåtgående trafikströmmar successivt sprids och 5

upplöses. Investeringsmedel kan sparas genom att inte slentrianmässigt bygga lika många körfält i båda riktningar. Baserat på analys med simulering kunde man begränsa antalet specialutrustade bilar (så kallade probes) i projektet OPTIS från planerade 1000 till 250. I projektet Dynamiska ruttval påvisades att alltför knapphändig information om incidenter kan leda till överreaktion med längre restider pga köer på alternativvägen än om ingen information ges. Ansökningar och uppdrag Intervjuspel för studier av ruttval Dynamiska hastighetsgränser Handbok i trafiksimulering Effekter av vägarbeten (med CDU) Vägtrafikledning för storstäder Kalibrering av VISSIM avslagen avslagen avslagen vilande beviljat till avd ToL uppdrag från Sth GFK Internationella kontakter Föreståndaren medverkar i TRB kommitte Major Activity Center Circulation samt i styrelsen för Advanced Transit Association (ATRA) och i organisationskommittén för konferensserien Automated People Movers (APM) arrangerad av American Society of Civil Engineers (ASCE). Föreståndaren medverkar även i EU-projektet EDICT (Evaluation and Demonstration of Innovative City Transport). Föreståndaren medverkade vid en workshop om analys av trängsel hos Vejdirektoratet i Köpenhamn inom det nord-europeiska samarbetet Viking. CTR har ett omfattande samarbete med Helsinki University of Technology (HUT) kring vidareutvecking av simuleringsmodellen HUTSIM. Dr Iisakki Kosonen har delad anställning mellan HUT och KTH. Doktoranden Jeffery Archer har givit seminarium vid ITS Leeds i Storbritannien. CTR engagerar Dr Haris Koutsopolis vid North-Eastern University i Boston som bträdande handledare i projekt ZOOM (kombination av mikro- och mesomodeller). Scott Aitken i det skotska företaget Quadstone har medverkat i ett CTR-seminarium om mikrosimulering i Paramics. 6

Seminarier CTR har under året arrangerat eller medverkat i följande seminarier som presenterar resultat från egen forskning eller av inbjudna forskare. Seminarierna har samlat 15-35 deltagare varav flera från CTRs intressenter. Seminarium om kalibrering av Aimsun2 Seminarium om makro- och mikromodellering av motorvägstrafik Seminarium för Vägverket i Göteborg om TPMA mikro Seminarium om mikrosimulering i Paramics Seminarium om simulering av förarbeteende vid ITS Leeds Seminarium om HMI och säkerhet vid Volvo Technology Examina Katja Vogel avlade doktorsexamen vid Linköpings Universitet med avhandlingen Modeling Driver Behavior-A Control Theory Based Approach. Per Strömgren avlade licentiatexamen vid KTH med avhandlingen Mikrosimulering av trafik i vägkorsning. 7

Ekonomi CTRs intäkter under året var enligt bokföringen 3,4 Mkr. Härtill kommer 1,1 Mkr som som inbetalades efter årsskiftet men som avsåg forskning utförd under året. Kostnaderna reducerades med 34 % varigenom resultatet efter justeringen förbättrades från 207 till +52 tkr. CTR hade vid årets utgång en fortsatt en positiv balans på 1,8 Mkr av erhållna och ej förbrukade forskningsmedel. Totalt CTR 2001 2002 Förändring Intäkter Vägverket 1832 919-50% Vinnova 3023 1358-55% Stockholm 184 184 KTH 690 583-16% VTI 100 100 AB Volvo 400-100% Intressenter 290 244-16% 6519 3388 Intäkt 2003 utfört 2002 1076 4464-32% Kostnader Lönekostnader 2376 1217 Lokaler 372 61 Resor 124 85-31% Kontorsmtrl+övr 119 34 Utrustning 91 160 76% Institutionsgemens 213 121 Högskolegemens 796 368 VTI 2378 1116-53% Konsulter 257 15-94% ToL 1235 6726 4412-34% Resultat -207-1024 Justering efter årsskiftet 1076 52 Behållning 1778 754 Justering efter årsskiftet 1076 1830 Utöver ovan redovisade medel har VTI förbrukat cirka 150 tkr för proejktet Uppgradering av landsvägsmodell. Vidare har CTR-doktorander medverkat i projekt Effektmodeller för vägtrafik (EMV) och Vägtrafikledning (VTLkomb) vid KTH avdelningen för Trafik och logistik. 8

Personal CTR engagerade under året följande forskare i projekt: Arne Carlsson, Civing. Projektledare TPMA makro och biträdande föreståndare Hans-Åke Cedersund, Civing. TPMA makro Fredrik Davidsson, Doktorand, Projektledare TPMA mikro Iisakki Kosonen, Tekn Dr. TPMA mikro Andrzej Gutowski, Doktorand TPMA mikro Pontus Matstoms, Tekn Dr. Projektledare kalibrering av AIMSUN2 Leonid Engelson, Tekn Dr. Projektledare Dynamiska ruttval och Trafikinformation Gunnar Lind, Tekn Dr. Projektledare Förarebeteende och säkerhet Lena Nilsson, Civing. Delprojektledare Förarbeteende och säkerhet Katja Vogel, Doktorand, Förarbeteende och säkerhet Jeffery Archer, Doktorand, Förarbeteende och säkerhet Wilco Burghout, Doktorand, Mikro-meso-modeller Xiaoliang Ma, Doktorand, Simuleringslaboratorium Ingmar Andréasson, Adj. Prof, handledare och Föreståndare för CTR Styrelse Mats Forsgren (ordf) Karl-Lennart Bång Lars-Göran Mattsson Hans-Erik Pettersson Pontus Matstoms Monica Hildingson Magnus Rilbe Arne Carlsson Jan Lundgren Lars Wede Vägverket KTH avd Trafik & logistik KTH avd Systemanalys & ekonomi VTI VTI Stockholms Stads Gatu- & Fastighetskontor AB Volvo Technology VTI och CTR Linköpings Universitet (adjungerad) Vinnova (observatör) 9

Intressentråd Genom CTR:s intressentråd kan myndigheter, organisationer och företag stödja verksamheten genom årliga bidrag och aktivt deltagande i kunskapsutbyte och forskning. Intressentrådets uppgifter är främst att: stödja intressenternas aktiva medverkan i forskningsprojekt bedriva programarbete som underlag för styrelsens beslut, bistå vid ackvisition av forskningsmedel, medverka i spridning av forskningsresultat. Nya medlemmar i intressentrådet är WSP (fd J&W), Trivector och Aerotech Telub. Intressentrådet hade vid årets slut följande medlemmar: Konsulter Transek VBB-Sweco Allogg WSP Trivector Aerotech Telub Fordonsindustri AB Volvo Myndigheter GFK Stockholm Regionplanekontoret Stockholm Trafikkontoret Göteborg Universitet och högskolor Helsinki University of Technology Websida CTR:s websida har omarbetats och uppdaterats under året. www.infra.kth.se/ctr 10

Rapporter Report No: (**=Working Paper) Lang. Title Author Other info: CTR 1998: 01 (Eng) Inception Report: Traffic intern Performance On Major Arterials CTR 1998:02 (Swe) Projektrapporter:TPMA 1996- intern a-g 98 CTR 1998: 03 (Swe) Simuleringsmetodik Ingmar Andreasson Beställes CTR 1998: 04 (Eng) Strategic Assessment of Intelligent Transport Systems, TRITA-IP 97-29 CTR 1998: 05 (Swe) Modellinventering och Specifikation av TPMA Gunnar Lind Fredrik Davidsson, Jan Edholm Modell-1 CTR 1998: 06 (Swe) TPMA model 1 calibration Fredrik Davidsson, Jan Edholm, Iisakki Kosonen CTR 1998: 07 (Eng) Prediction of safety impacts of non-existing ITS applications, published at Road Safety Europe, Bergisch Gladbach 1998 CTR 1998: 08 (Swe) A Traffic Generation Model for Multi-lane Roads CTR 1998: 09 (Swe) Säkerhetsindikatorer (Förstudie) Underlag för bedömningar av säkerhetseffekter av väginformatik CTR 1998: 10 ** (Swe) Modellbeskrivning: Test av Dynamiska Trafiksimuleringsmodeler CTR 1999: 01 (Eng) Modelling of ITS Application Test of four dynamic models: DYMO Final Report CTR 1999: 02** CTR 1999: 03** (Eng) (Swe) Driver-vehicle model for traffic safety of Intelligent Transport Systems. Simulering av trafik i vägkorsning: Probleminventering Gunnar Lind Pia Bladh Gunnar Lind, Fredrik Davidsson, Lena Nilsson, Sverker Almqvist, Esbjörn Lindqvist Gunnar Lind, Fredrik Davidsson, Eugene Merritt, Björn Hugosson, Joakim Köhler, Kristina Schmidt, Pontus Matstoms Gunnar Lind, Fredrik Davidsson, Björn Hugosson Kristina Schmidt Andrzej Gutowski Per Strömgren Beställes 11

CTR 1999: 04** (Swe) Simulering av trafik i vägkorsning: Litteraturstudie CTR 1999: 05 (Eng) TPMA/Model-1 Platforms Rapport CTR 1999: 06 (Eng) Assessing the Safety Impact of Intelligent Transport Systems using Behavioural and Performance Indicators at the Microscopic Level CTR 1999: 07 (Eng) Micro-Simulation for Traffic Safety Analysis, Royal Inst of Technology Publication in: Traffic in Major Cities, Author K-L Bång. TRITA-IP FR 00-66 CTR 1999: 08 (Eng) Assessing the Safety Impact of Intelligent Transportation Systems. CTR 1999: 09 (Swe) Fyrfältiga Väglänkar Tillämpningar av Hastighet Flödesmodell för fyrfältiga väg CTR 1999: 10 (Een) MITSIMLab Model Description CTR 1999: 11 (Swe) Makromodeller för på och Avfarter Per Strömgren Iisakki Kosonen Corinne Braban-Ledoux, Jeffery Archer Jeffery Archer Corinne Braban-Ledoux Corinne Ledoux, Jeffery Archer Arne Carlsson Hans-Åke Cedersund Wilco Burghout Arne Carlsson Hans-Åke Cedersund Intern Beställes CTR 2000: 01 (Eng) Traffic Safety from a Microand Macro-Perspective CTR 2000: 02 (Eng) Models and Theories of Individual Road-User Behaviour and Performance CTR 2000: 03 (Eng) The Traffic Safety Problem in Urban Areas CTR 2000: 04 (Eng) ITS features in MITSIMLab Addition to DYMO Final Report: Modeling of ITS Applications CTR 2000: 05 (Eng) METACOR - a macroscopic tool for corridor simulation: application to the Stockholm test site CTR 2000: 06 (Eng) Fundamental Traffic Safety issues Concerning the Use of Intelligent Transport Systems. Royal Institute of Technology Publication, CTR 2000: 07 (Eng) The potential of Micro- Simulation Modelling in Relation to Traffic Safety Jeffery Archer Jeffery Archer Jeffery Archer, Katja Vogel Wilco Burghout Corinne Braban-Ledoux Intern Intern J. Archer J. Archer I. Kosonen 12

Assessment. Conference presentation, published in ESS Conference 2000 proceedings. CTR 2000: 08 (Eng) Developing the potential of micro-simulation modeling for traffic safety assessment. Conference presentation, published in ICTCT 2000 Traffic Safety Conference Proceedings. CTR 2000: 09 (Eng) MITSIMLab for Stockholm Enhancements,Calibration and Validation, GFK final report CTR 2000: 10 (Eng) OPTIS statistical analysis and simulation feasibility study CTR 2000: 11 (Eng) Calibration of a Traffic Simulation Model by Using Factorial Experiments and Response Surfaces, Examensarbete CTR 2001: 01 (Eng) Developing Micro-simulation for the Assessment of Safety in Relation to Intelligent Speed Adaptation, Conference presentation, published in 8th World Congress on ITS, Sydney, 2001. CTR 2001: 02 (Eng) Estimating Advisory ISA System Safety Impact at Varying Penetration Levels, Conference presentation, article published in 8th World Congress on ITS, Sydney, 2001. CTR 2001: 03 (Eng) Evaluation of MITSIMLab in Stockholm as a tool for evaluation of ITS strategies, scientific paper published in proceedings of 8th World Congress on ITS, Sydney, 2001. J. Archer Moshe E. Ben-Akiva Angus Davol Tomer Toledo Haris E. Koutsopoulos Wilco Burghout Ingmar Andréasson Tobias Johansson Christer Lundin Fredrik Davidsson Pontus Matstoms Annika Eriksson J. Archer J. Archer L. Åberg, Wilco Burghout 13

CTR 2001: 04 (Eng) Accommodating Drivers Taste Variation and Repeated Choices Correlation in Route Choices Modeling by Using the Mixed Logit Model, Published in Transportation Research Records 2002 CTR 2001: 05 (Eng) Traffic Conflict Technique: Historical to current State-of-the-Art, Royal Inst of Technology Publication CTR 2002: 01 (Eng) Dynamic model of network with real-time traffic information: Queue equilibrium and stability analysis CTR 2002: 02 (Eng) Analyzing Car Ownership and Route Choices Using Discrete Choice Models CTR 2002: 03 (Eng) Calibration and Evaluation of MITSIMLab in Stockholm, Published in Transportation Research Records 2003 CTR 2002: 04 (Swe) Fotgängarbeteenden Examensarbete CTR 2002: 05 (Eng) OPTIS statistical analysis and PROBE simulation CTR 2002: 06 (Eng) Developing Standardised Indexes for Estimating and Predicting Traffic Safety at Intersections. CTR 2002: 07 (Swe) Tillämpning av dynamiska trafikmodeller i tätortkalibrering och praktiska erfarenheter CTR 2002: 08 (Eng) Modeling Driver Behavior-A Control Theory Based Approach CTR 2002: 09 (Eng) What Characterizes A Free Vehicle in an Urban Area CTR 2002: 10 (Eng) A Comparison of Headway and Time to Collision as Safety Indicators Bijun Han Staffan Algers Leonid Engelson Jeffery Archer Leonid Engelson Bijun Han Moshe E. Ben-Akiva Angnus Davol Tomer Toledo Haris E. Koutsopoulos Wilco Burghout Ingmar Andreasson Tobias Johansson Christer Lundin Thomas Sjöström Johnny Alf Fredrik Davidsson Pontus Matstoms Staffan Lillienberg Helene Andersson Jeffery Archer Urban Björketun (VTI) Pontus Matstoms Helene Andersson Katja Vogel (VTI) Katja Vogel (VTI) Katja Vogel (VTI) Intern order@vti.se order@vti.se order@vti.se 14

CTR 2002: 11 (Eng) Day- and Nighttime Differences in Speed at an Urban Intersection CTR 2002: 12 (Eng) Perceived Driving Stress and its Relation to Features of an Urban Junction CTR 2002: 13 (Eng) Traffic Sense Which Factors Influence the Skill to Predict the Development of Traffic Scenes CTR 2002: 14 (Eng) The Complexity of a Traffic Scene Out There for All to See or in the Head of the Observer CTR 2002: 15 (Swe) Mikrosimulering av trafik I vägkorsning. TRITA-INFRA 02-017 Katja Vogel (VTI) Katja Vogel (VTI) Katja Vogel (VTI) Katja Vogel (VTI) Per Strömgren order@vti.se order@vti.se order@vti.se order@vti.se 15