Landstrafikmodellen version 2 0 Jeppe Rich Professor Transport

Landstrafikmodellen version 2. 0 Jeppe Rich Professor, Transport Modelling Group DTU

Indhold 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Overblik over forbedringer Hvad modelleres? Det nye vejrutevalg De nye udlandsmodeller De nye hverdagsmodeller Software Afrunding DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Status omkring LTM udviklingen • LTM 1. 1: Første offentlige model, men med visse kendte mangler • LTM 1. 2: En opdatering af prognoserne på basis af en fremskrivningsøvelse til 2015 • LTM 2. 0: En større opdatering af modellen som pt. pågår og er i en sidste fase – Forsinkelse forårsaget af problemer i kalibrering af vejrutevalget og efterspørgselsmodellen DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overblik over forbedringer: Modeller + Software • Modeller – Implementering af pseudo-dynamisk rutevalg (udlægning i tidsintervaller) – Forbedret inddragelse af tidlig/sen afrejse – Integreret populations-synthese – Forbedret integration af flytrafik – Re-estimation og omstrukturering af modeller for transport til og fra udlandet – Re-estimation af hverdagsmodellen i forhold til nyeste TU data samt forbedrede Lo. S – Opdatering af input til basis-fremskrivninger (ændret årstal samt opdatering af økonomisk vækst mv. ) • Opgraderet software – Algoritmer, brugergrænseflade og funktionalitet DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Hvad modelleres? • Hverdagstrafik for alle danskere i Danmark – Opdelt på 8 tur formål og 10 transportmidler – Opregnes til årlig transport efterspørgsel (og indeholder også trafikken for ikke-danskere) • Regional trafik over Øresund – Både for Svenskere og Danskere • Langdistance trafik mellem Danmark and Skandinavien – Både Svenskere og Danskere og inklusiv fly • Regional transport mellem Tyskland og Danmark – Femern og den grønne grænse • Langdistance trafik mellem Danmark og det Europæiske kontinentet • Transit-trafik (primært mellem Skandinavien og Tyskland) • Trafik mellem Danmark og resten af verden DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Mange formålskategorier Passagermodel Pendling Uddannelse Hente/Bringe Indkøb Fritidsture Erhverv Pendling + Erhverv med overnatning Andre ture med overnatning DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Mange formålskategorier Passagermodel Pendling Uddannelse Hente/Bringe Indkøb Fritidsture Erhverv Pendling + Erhverv med overnatning Andre ture med overnatning I forhold til tidligere er der sket en konservering og harmonisering af turformål. Alle OD og GA er nu opdelt på 8 turformål. DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Mange transportmidler Passagermodel Gang Cykel Bil som fører - alene Bil som fører – med passagerer Bilpassager Kollektiv - Metro - S-tog - IC tog - Regionaltog - Bus - Letbane Varebil DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Mange transportmidler Passagermodel Gang Cykel Bil som fører - alene Bil som fører – med passagerer Bilpassager Kollektiv - Metro - S-tog - IC tog - Regionaltog - Bus - Letbane Varebil Kollektive Lo. S håndteres anderledes for at kunne håndtere ”skinnefaktoren” for skinnebårne servicetyper i efterspørgslen. DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Bilrutevalgsmodellen i LTM 2. 0 • Metode – Stokastisk brugerligevægt – Forskellige nyttefunktioner (tidsværdier, betalingsvilje, trængsel) forskellige turformål – Fordeling af tidsværdier inden for et turformål – Vejtypeafhængige speed-flow kurver – Tidsopdelt + kryds + tilbagestuvning (LTM 2. 0) • Estimering og MPME kalibrering – Eksisterende nyttefunktioner baseret på tidligere studier – Kalibrering på Storebælt/Kattegatssnit og færger – Efterfølgende kalibrering på område- og vejtyper – Løbende validering af lastbilfaktorer DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

LTM 1. 2: Ingen tidsopdeling DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overordnet mål: Mere realistisk modellering af rejsetider og adfærd DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overordnet mål: Mere realistisk modellering af rejsetider og adfærd Modellerer tidsvariation over dagen ved: • Disaggregering i 10 time perioder • Kryds, flaskehalse og tilbagestuvning DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Dagsvariation Kalvebodbroen, modelleret vs GPS hastighed 110 105 hastighed (km/h) 100 95 90 model LTM 1. 2 westbound 85 model LTM 1. 2 eastbound Speedlimit 80 75 70 65 60 21 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -15 15 -16 DTU Management Engineering, Technical University of Denmark 16 -17 17 -18 18 -21 Trafikdage 27 -28 August 2018

Dagsvariation Kalvebodbroen, modelleret vs GPS hastighed 110 hastighed (km/h) 100 Gps eastbound 90 Gps westbound model LTM 1. 2 eastbound 80 Speedlimit 70 60 21 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -15 15 -16 DTU Management Engineering, Technical University of Denmark 16 -17 17 -18 18 -21 Trafikdage 27 -28 August 2018

Dagsvariation Kalvebodbroen, modelleret vs GPS hastighed 110 hastighed (km/h) 100 Model eastbound Model westbound 90 Gps eastbound Gps westbound model LTM 1. 2 westbound 80 model LTM 1. 2 eastbound Speedlimit 70 60 21 -05 05 -06 06 -07 07 -08 08 -09 09 -15 15 -16 DTU Management Engineering, Technical University of Denmark 16 -17 17 -18 18 -21 Trafikdage 27 -28 August 2018

Krydsmodel • Tre typer af kryds – Prioriterede kryds – Signal kryds – Rundkørsler DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Kø model • Modellen håndterer køer og tilbagestuvning i netværket • LTM 2. 0: En specifik flaskehalsmodel til at håndterer dette – Når efterspørgsel stiger over kapacitet sker der forsinkelse baseret på ”load-faktoren” – Funktionel form • Baseret på kø-teori • Estimeret og valideret ved anvendelse af GPS data – Eksempelvis, motortrafikvej: Bottleneck. Delay [min]=18. 864 ∙ lf 2+12. 768 ∙ lf-31. 632 DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Bottleneck model DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Rejsetider model vs GPS observationer Modelleret vs observeret rejsetid 90 R 2 = 0. 9688 Modelled travel time LTM 2. 0 [min] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 GPS observed travel time [min] from CPH [10 km; 100 km] 70 80 Linear(from CPH [10 km; 100 km]) DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018 90

Rejsetider model vs GPS observationer Modelleret vs observed rejsetid 90 R 2 = 0. 9688 Modelled travel time LTM 2. 0 [min] 80 70 60 Gns. 10. 4 minutter længere rejsetid mellem København og Ålborg sammenholdt med GPS 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 GPS observed travel time [min] from CPH [10 km; 100 km] 70 80 Linear(from CPH [10 km; 100 km]) DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018 90

Nye udlandsmodeller: 36 forskellige modelsegmenter • Øresund: 8 segmenter – Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra SE (. . ) • Femern: 8 segmenter – Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra DE (. . ) • Grønne grænse: 8 segmenter – Rejser fra DK (pendling, erhverv, fritid, shopping) – Rejser fra DE (. . ) • Europa: 4 segmenter (erhverv, andre) • Transit: 4 segmenter (. . ) • Verden: 4 Segmenter (. . ) DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Udlandsmodeller: Primære ændringer • Re-estimation på basis af nye data for Øresund • Ændringer i zonesystemet (primært en konservering til større zoner) • Nyt tidsopdelt vejrutevalg i nærområdet omkring Danmark – Dette gælder Nordtyskland og Skåne • Ændringer i flymodellen – Udlændinge via Kastrup udlægges i nettet DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Hverdagsmodel (efterspørgsel) i LTM 2. 0 • Diskret valgmodel for frekvens, transportmiddel og destination (efterspørgsel modelleres for alle 5. 6 Millioner individer) • Anvendelse af omkostningsdeling for biler således at voksne passagerer deler omkostninger med føreren (men ikke for børn) • Ikke-lineære funktioner for at tage højde for marginalt faldende elasticiteter med rejselængde • Anvendelse af semi-faste indkomstafhængige tidsværdier – Model specifikation som giver stigende tidsværdi med afstand • Flymodel med integreret til- og frabringer transport (og koblet til rutevalget) DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Efterspørgselsmodel i LTM 2. 0: Specifikke ændringer • Observationspunkter omkring Øst/Vest mode substitution – Redefineret nest struktur i version 2. 08 e som giver mere mode-substitution og mindre substitution på destination • Validering af en række input parametre relateret til omkostningsdeling og rejselængdefordelinger – Ændringer af tidsværdiers elasticitet til BNP DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overblik over LTM software • Passenger efterspørgsel og population syntheziser – Dedikeret software kodet af Rapidis i C#, DTU har rettighederne til kildekode • Godsmodel – Kodet af Significance • Traffic Assignment models – Udviklet og vedligeholdt af Rapidis (Traffic Analyst), software modificeres efter ønske • Model management – Data platformen er Microsoft SQL Server and Arc. GIS – Modelramme i ESRI “Model Builder” – “Scenario manager” kodet specifikt til LTM DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overblik over tekniske forbedringer I • LTM Manager – De to tidligere beregningsfaser import og run/eksport er slået sammen så en beregning nu gennemføres som en samlet operation for brugeren. – Forbedret brugerflade og validering i forbindelse opsætning af output runs (generering af kort, nøgletal og TERESA input) – Mail til brugeren ved fejlede og færdige beregninger – Forbedret logning ved fejl • Bedre nøgletal – Simplificering og sanering og af de eksisterede nøgletal – Nøgletal for flytrafik DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overblik over tekniske forbedringer II • Forbedringer til TERESA udtræk – Stop ventetid opdeles nu i ventetid i første stop og ventetid i øvrige stop for at passe bedre til TERESA definitioner – Billetindtægter regnes på samme turformål opdeling som passagermodellen for at undgå aggregeringsfejl – TERESA udtræk kan gennemføres på beregninger hvor der alene er kørt rutevalg ved der angives et matchende efterspørgsels scenarie – Afskæringen, der blev brugt til at eliminere relationer med relativet små forskelle mellem de to scenarier i TERESA beregningen, er afskaffet igen. Det var udelukkende indført grundet konvergensproblemer i en tidligere udgaver vejrutevalgsmodellen. DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Overblik over tekniske forbedringer III • Editeringsværktøjer – Der udviklet værktøjer til editere og validere krydsdata i Arc. Map – Forbedret indstillinger vedrørende ”snapping” når der tegnes kollektive linjevarianter – Der kommet mulighed for at identificere forskelle mellem forskellige kollektive 2 scenarier • Generelt/andet – Forbedret ballancering af hukommelse ressourcer mellem de involverede applikationer – Sammenlægning af zonesystemer så passagermodel og fragtmodel nu anvender samme zoner DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Teknisk arkitektur • “Master-DB” / “Calc. DB” DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Teknisk arkitektur • “Master-DB” / “Calc. DB” - Flere forskellige Master DB, typisk har hver styrelse deres egen database instans - Virtuelle editeringsmaskiner - Import/Export fra Master - Fysiske maskiner DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Hosted i servermiljø på Risø • 72 core-server • Tilgang via web-interface og ”remote desktop” forbindelser • Visse udfordringer med det tekniske setup DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Specielle værktøjer • Scenariostyring – Fremskrivningsår – Sammenligning mellem projekter DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Specielle værktøjer • Modellering af kryds (Traffic Analyst værktøj) – Svingbevægelser – Omløbstider – Kapacitet … DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Specielle værktøjer • Grafisk “Overlay” DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Specielle værktøjer • Optegning af linjeføring for kollektive transport og editering af køreplaner • TA værktøj DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Visualiseringer og output: Komparative illustrationer DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Visualisering og outputs: Stop og påstigninger DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

Afrunding og nuværende status • LTM 2. 0 er ved at blive færdiggjort og vil erstatte version 1. 2 • Den rummer mange tekniske forbedringer – Funktionalitet, brugergrænseflade og forbedret beregningshastighed via optimering af algoritmer • …Og mange metodiske forbedringer – Fra værktøjer til populationsfremskrivninger, flymodel til ændret efterspørgsel, til rutevalg, … • …Og meget fejlretning på mange niveauer – Input data, pivotering, efterspørgsel, netværk, … • Overgangen til tidsopdelt rutevalg (for både vej og kollektiv) har givet en del forsinkelser • En del udfordringer med pivotering og tilhørende kalibrering • En del udfordringer med overgang til nyt servermiljø • Seneste status er at kalibrering og test pågår… DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018

DTU Management Engineering, Technical University of Denmark Trafikdage 27 -28 August 2018