Wielopoziomowe struktury syntetyczne a struktury dedykowane w modelowaniu i prognozowaniu potoków ruchu

• Autorzy: Krych A. , Cejrowski M. , Fierek S. , Kaczmarek M. , Maćkowiak A. , McFarland K. , Thiem J. , Żak J.

Warianty tytułu

EN

Multilevel synthetic structures vs. Dedicated structures in the modelling and forecasting of traffic flow

• Konferencja: Modelowanie podróży i prognozowanie ruchu (15-16.11.2012 ; Kraków, Polska)
• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Omawia się podstawowe problemy związane z krajową praktyką badań i modelowania ruchu. Wskazano istotne różnice między wynikami badań reprezentacyjnych a wynikami pomiarów, wpływ ruchu zewnętrznego ze stref podmiejskich i ruchu tranzytowego w sieci dróg krajowych. Problemem są również różnice pomiędzy aplikacjami modeli na poziomie krajowym i aglomeracyjnym w prognozowaniu ruchu na przebiegu projektowanych dróg krajowych na obrzeżach obszaru aglomeracji. Problem wielopoziomowości zasadza się głównie na uproszczonej formule ruchu wewnętrznego na poziomie wyższym w stosunku do zewnętrznego na poziomie niższym oraz niespójności struktur macierzowych. Zarysowano tendencje w rozwoju teorii oraz instrumentów pozyskiwania i przetwarzania danych w procesie modelowania ruchu, zwracając uwagę na ich ukierunkowanie na modelowanie dedykowane dla obszaru. W analizie rozwoju teorii modelowania wskazano na możliwość wykorzystania analiz kategorii, modeli aktywnościowych i użytkowania terenów (land-use) w przełamaniu problemów badań reprezentacyjnych gospodarstw domowych. Podano przykłady i opisano próby ujęcia syntetycznego modelu ruchu w przeszłości dla małych i średnich miast. Diagnoza problematyki badań podróży każe zweryfikować konwencjonalne podejście o strukturach dedykowanych oraz silnych ograniczeniach poziomych i poszukiwać rozwiązań w formowaniu uogólnionych, niekonwencjonalnych metod modelowania podróży, także ruchu ładunków, opartych na prawach mobilności zależnych od cech fizycznego, ekonomicznego, transportowego i kulturowego otoczenia obszaru. Modelowanie syntetyczne jest procesem, który w drodze badań i eksperymentów prowadziłoby od zestandaryzowanych modeli dedykowanych przez modele syntetyczne częściowo dedykowane do wielopoziomowego, uniwersalnego modelu syntetycznego, opartego na ogólnej teorii mobilności. Uważa się je za istotny element rozwoju praktyki i teorii w drodze wzajemnej weryfikacji.

EN

The article presents the key issues related to the national practice of traffic research and modelling. Significant differences between the results of representative studies and measurement results are identified, as well as the impact of incoming traffic from suburban areas and transit traffic along the national road network. Differences between the application of models on the national and agglomeration level in the forecasting of traffic along the designed national roads within the agglomeration outskirts constitute an additional problem. The problem with the multilevel approach is based mainly on a simplified formula of internal traffic at a higher level in relation to external traffic at a lower level and inconsistency of matrix structure. A tendency for the development of theories and instruments for data gathering and processing in the traffic modelling process, with emphasis drawn to their focus on area-dedicated modelling has been outlined. The analysis of the development of modelling theories points to the potential use of category analyses, as well as activity and land-use models to overcome the problem with representative household studies. Examples and descriptions of past attempts to present a synthetic traffic model for small and medium-size towns are provided. The diagnosis of the problems associated with travel research forces one to verify the conventional approach of dedicated structures and strong horizontal limitations, and to search for solutions in formulating generalized, unconventional methods for travel modelling, and goods carriage based on mobility laws dependent on the physical, economic, transport and cultural characteristics of the area’s surroundings. Synthetic modelling is a process, which through research and experiments would lead from standardized dedicated models, partially dedicated synthetic models to a multilevel, universal synthetic model based on the generalized theory of mobility. These elements are believed to be important in the development of practice and theory through mutual verification.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie podróży; badania ruchu; modele ruchu; ITS

EN

travel modelling; traffic research; traffic models; ITS

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej. Oddział w Krakowie
• Czasopismo: Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji w Krakowie. Seria: Materiały Konferencyjne
• Rocznik: 2012
• Tom: Nr 1(97)
• Strony: 123--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 100 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krych A.

• Instytut Inżynierii Lądowej, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań, tel.: [phone]

autor

Cejrowski M.

• Biuro Inżynierii Transportu, ul. Wrocławska 10, 61-838 Poznań, tel. [phone]

autor

Fierek S.

• Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań, tel.: [phone]

autor

Kaczmarek M.

• Instytut Informatyki, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań, tel.: [phone]

autor

Maćkowiak A.

• Biuro Inżynierii Transportu, ul. Wrocławska 10, 61-838 Poznań, tel. [phone]

autor

McFarland K.

• PTV AG Karlsuhe, Haid-und-Neu-Str. 15, 76131 Karlsruhe, Germany, tel. [phone]

autor

Thiem J.

• Biuro Inżynierii Transportu, ul. Wrocławska 10, 61-838 Poznań, tel. [phone]

autor

Żak J.

• Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Arentze T.A., Timmermans H., A need-based model of multi-day, multiperson activity generation. Transportation Research Part B 43 (2009).
• [2] Ben-Akiva M., Bowman J., Gopinath D., Travel Demand Model System for the Information Era. Transportation, Vol. 23, pp. 241-266, 1996.
• [3] Ben-Elia E., Shiftan Y., Which road do I take? A learning-based model of route-choice behavior with real-time information. Transportation Research Part A, Policy and Practice, vol. 44, no. 4, pp. 249–264, May 2010.
• [4] Bielaire M., Mathematical Models for transportation demand analysis. Doctoral dissertation. Université de la Fédération Wallonie-Bruxelles, 1995.
• [5] Biuro Inżynierii Transportu, Kompleksowe Badania Ruchu – Wrocław 2010, zeszyt 2 – Badanie gospodarstw domowych oraz preferencji, Wrocław 2010.
• [6] Biuro Inżynierii Transportu / SMG KRG, Studium komunikacyjne gminy miejskiej Sosnowiec – część wstępna, Miasto Sosnowiec 2009.
• [7] Biuro Inżynierii Transportu, Studium transportowe i bezpieczeństwa transportu w mieście Płocku - zeszyt 1 Kompleksowe Badania Ruchu, Miasto Płock 2008.
• [8] Biuro Inżynierii Transportu, Koncepcja zintegrowanego systemu publicznego transportu zbiorowego w osi komunikacyjnej Poznań – Murowana Goślina – Wągrowiec – Gołańcz. Stowarzyszenie Jednostek Samorządu Terytorialnego „Komunikacja”, Wągrowiec 2011.
• [9] Bhat C., A post-home arrival model of activity participation behavior. Transportation Research, 32B, 361-371, 1998.
• [10] Bhat C.R., A hazard-based duration model of shopping activity with nonparametric baseline specification and nonparametric control for unobserved heterogeneity. Transportation Research, 30B, 3, 189-207, 1996.
• [11] Bhat C.R., Modeling the commute activity-travel pattern of workers, formulation and empirical analysis. Technical Paper, Department of Civil Engineering, University of Texas at Austin, 1998.
• [12] Bowman, J.L., Ben-Akiva M.E., Activity based disaggregate travel demand model system with activity schedules. Transportation Research A, 35, 1-28, 2000.
• [13] Button, K. J., The Economics of Urban Transport. Saxon House, Farnborough 1977.
• [14] Chandra R., Koppelman F.S., Activity-Based Modeling of Travel Demand. W: Hall R.W. (red.), Handbook of Transportation Science. Kluwer Academic Publishers, New York 2003.
• [15] Christfreund W., Wyniki badań Zakładu Planowania Komunikacyjnego Uniwersytetu Technicznego T.U. Dresden, 1973 (tłumaczenie raportu w zbiorach Politechniki Krakowskiej).
• [16] Daganzo C.F., The Cell Transmission Model, A Dynamic Representation of Highway Consistent with the Hydrodynamic Therory. Transportation Research, Vol. 28B, p.269-287, 1992.
• [17] Dijst M., Vidakovic V., Individual action space in the city, in Activity- Based Approaches to Travel Analysis. Ed. Dick Ettema and Harry Timmermans. Elsevier Science, Ltd., pp. 117-134, 1997.
• [18] Dobes L., Urban Transport Models, A Review. Working Paper 39, Bureau of Transport Economics, Canberra 1998.
• [19] Dybicz T., Metody cyklicznego szacowania przewozów pasażerskich w transporcie zbiorowym. Materiały VIII Konferencji N-T „Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego”, 375- 384, SITK RP, Poznań, 2011.
• [20] Echenique, M.H., The Use of Integrated Land Use and Transport Models, The Cases of Sao Paulo, Brazil and Bilbao, Spain, W: Florian M. (Ed.), The Practice of Transportation Planning. Elsevier 1985, pp. 263-286.
• [21] Erlander S., Stewart N.,F., The gravity model in transportation analysis. Theory and extensions. VSP, Utrecht, 1990.
• [22] Ettema D., Borgers A., Timmermans H., Simulation model of activity scheduling behavior. Transportation Research Record, 1413, 1-11, 1993.
• [23] O’Flaherty C.,A., Highway Traffic Planning and Engineering , Third Edition, Volume 1, Edward Arnold, London, 1986.
• [24] Fried, M., Havens J., and Thall M., Travel Behavior, A Synthesized Theory. Final Report NCHRP. Transportation Research Board/National Research Council, Washington 1977.
• [25] Friedberg J., Modele generacji rozkładu przestrzennego ruchu w warunkach małych i średnich miast polskich. IKŚ, Kraków, 1979.
• [26] Friedberg J., Szarata A., Jakość danych wejściowych w badaniach i modelach ruchu, od KBR do prognoz. Materiały konferencji Kompleksowe Badania Ruchu, teoria i praktyka, doświadczenia miast polskich, 61-71, zeszyt SITK nr 93 Kraków 2010.
• [27] Gaca S., Suchorzewski W., Tracz M., Inżynieria Ruchu Drogowego. Teoria i praktyka. WKŚ, Warszawa, 2009.
• [28] Gao S., Frejinger E., Ben-Akiva M., Cognitive cost in route choice with real-time information, An expl.oratory analysis. Transportation Research Part A, Policy and Practice, vol. 45, no. 9, pp. 916–926, Nov. 2011.
• [29] Gentile G., Meschini L., Using dynamic assignment model for real-times traffic forecast on large urban networks. 2nd International Conference on models and technologies for Intelligent Transportations Systems, 2011, Leuwen.
• [30] Gentile G., Nguyen S., Pallottino S., Route Choice on Transit Networks with Online Information at Stops. Transportation Science, vol. 39, no. 3, pp. 289–297, Aug. 2005.
• [31] González R. M., Marrero G. A., Induced road traffic in Spanish regions, A dynamic panel data model. Transportation Research Part A, Policy and Practice, vol. 46, no. 3, pp. 435–445, Mar. 2012.
• [32] Gumińska L., Jamroz K., Kustra W., Oskarbski J., Wielopoziomowe modelowanie ruchu – koncepcja i doświadczenie praktyczne, W: Nowoczesny transport publiczny w obszarach zurbanizowanych (red.. Krych A.). Materiały VIII Konferencji N-T Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego, 15-30, SITK RP, Poznań-Rosnówko, 2011.
• [33] Hamed M., Mannering F., Modeling travelers’ postwork activity involvement, toward a new methodology. Transportation Science, 27, 4, 381- 394, 1993.
• [34] Haupt Th., Friderich Th., Heidi U., Validate, A New Method To Generate Nationwide Traffic Data. PTV AG, Karlsruhe.
• [35] Hensher D.A., Button K., J. (red)., Handbook of Transport Modelling. Elsevier, Oxford, 2000.
• [36] Hölscher C., Tenbrink T., Wiener J. M., Would you follow your own route description? Cognitive strategies in urban route planning. Cognition, vol. 121, no. 2, pp. 228–47, Nov. 2011.
• [37] Horowitz J.L., A utility maximizing model of the demand for multi-destination non-work travel. Transportation Research, 14B, 369-386, 1980.
• [38] https,//oyster.tfl.gov.uk/oyster/entry.do
• [39]Jones A.D., Grecco W.L., Simplified procedure for major thoroughfare planning in small urban areas. Highway Record nr 472, 1973.
• [40] Jones, P. M., Dix M. C., Clarke M. I., Heggie I. G., Understanding Travel Behavior. Aldershot, Gower, 1983.
• [41] Jones P. M., Koppelman F.S., Orfeuil J.P., Activity analysis, state of the art and future directions, in Developments in Dynamic and Activity-Based Approaches to Travel Analysis, 34-55, Gower, Aldershot, 1993.
• [42] Jou R-C., Mahmassani H.S., Comparative analysis of day-to-day trip chaining behavior of urban commuters in two cities, forthcoming. Transportation Research Record, 1997.
• [43] Jovicic G., Activity based travel demand modeling – literature study. Note 8, Denmark 2001.
• [44] Kaczmarek M.,, Fuzzy Group Model of Traffic Flow In Street Networks. Transportation Research, Vol. 13C, p. 93-105, 2005.
• [45] Kaczmarek M., Trójpunktowy model grupowy ruchu pojazdów na odcinku drogi. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria TRANSPORT z. 44, 2002.
• [46] Kato H. and Matsumoto M., Intra-household interaction in a nuclear family, A utility-maximizing approach. Transportation Research Part B 43 (2009).
• [47]O’Kelly M.E., Miller E.J., Characteristics of multistop multipurpose travel, an empirical study of trip length. Transportation Research Record, 976, 33-39, 1984.
• [48] Kerner B.S., The Phisics of Traffic. Springer 2004.
• [49] Kitamura R., Yamamoto T., Fujii S., Sampath S., A discrete-continuous analysis of time allocation to two types of discretionary activities which accounts for unobserved heterogeneity. W: Lesort J.B. (red.) Transportation and Traffic Theory, 431-453, Elsevier, Oxford, 1996.
• [50] Kitamura R., Incorporating trip chaining into analysis of destination choice. Transportation Research, 18B, 67-81, 1984.
• [51] Kraan M., Time to travel?; a model for the allocation of time and money. Ph.D. dissertation, Department of Civil Engineering, University of Twente, Netherlands 1996.
• [52] Krych A., Predykcja natężeń ruchu samochodowego na wlotach średnich miast, W: Badania i modelowanie ruchu w planowaniu komunikacyjnym. Mat. konf. N-T, 135 - 174, SITK, Kraków - Muszyna, 1985.
• [53]Krych A., Modularne komponenty systemowe dla potrzeb analiz transportowych – zarys projektu. W: Modelling 2012. Mat. III Ogólnopolskiej Konf. N-T. Modelowanie podróży i prognozowanie ruchu, Politechnika Krakowska, Kraków, 2012.
• [54] Krych, A., Podział ruchu na wlotach drogowych średnich miast. Transport Miejski nr 4, 1973.
• [55] Krych, A., Proces urbanizacji a poziom zatłoczenia motoryzacyjnego. Materiały II Konferencji N-T Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego, 155-165, SITK RP, Poznań, 1999.
• [56] Krych A., Transport publiczny w dualnym zadaniu transportowym. Materiały VIII Konferencji N-T Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego, 89-112, SITK RP, Poznań, 2011.
• [57] Krych A., Dynamiczne zarządzanie ruchem w sieci zatłoczonej. Materiały VII Konferencji N-T Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego, 385-400, SITK RP, Poznań, 2009.
• [58] Krych A., Kaczkowski M., Słownictwo kompleksowych badań i modelowania potoków ruchu. Materiały konferencji Modelowanie podróży i prognozowanie ruchu, 159-179, 357-396, Zeszyty NT SITK RP nr 153, seria Materiały Konferencyjne nr 94, Kraków, 2010.
• [59] Kucharski R., Metoda detekcji Celluar Floating Data – możliwości i perspektywy. Materiały konferencji Modelowanie podróży i prognozowanie ruchu, 143-154, Zeszyty NT SITK RP nr 148, seria Materiały Konferencyjne nr 90, Kraków, 2009.
• [60] Kucharski R., Optymalizacja kształtu monocentrycznej sieci komunikacyjnej z zastosowaniem optymalizacji wielokryterialnej. Przegląd Komunikacyjny, no. 7–8, 2011.
• [61] Laporte, G., Marin A., Mesa J.A., Perea F., Designing robust rapid transit networks with alternative routes. Journal Of Advanced Transportation 45 (1), 54-65, 2011.
• [62] Leszczyński J., Modelowanie systemów i procesów transportowych. Oficyna Wydawnicza Politechnika Warszawskiej, Warszawa, 1999.
• [63] Lewandowski D., Przyjemski M., Model syntetyczny generacji ruchu samochodowego w średnim mieście. Praca magisterska, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1983.
• [64] Levinson D.M., An Evolutionary Transportation Planning Model, Structure and Application. Transportation Research Record 1493 p. 64-73, 1996.
• [65] Lilpop Z., Sidorenko A., Waltz A., Prognozowanie ruchu miejskiego. IKŚ, Warszawa, 1983.
• [66] Lohse, D., et al., Ermittlung von Verkehrsströmen mit n-linearen Gleichungssystemen – Verkehrsnachfragemodellierung. Schriftenreihe des Instituts für Verkehrsplanung und Straßenverkehr, TU Dresden, Dresden, 1997.
• [67] Macioszek E., Żochowska R., Karoń G., Problemy gromadzenia danych dla potrzeb modelowania podróży i prognozowania ruchu. Materiały Konferencji Modelowanie podróży i prognozowanie ruchu, 203-222, zeszyt SITK nr 94 Kraków 2010.
• [68] artínez F.J., Toward the 5-Stage Land Use-Transport Model, In: Selected Papers of the 6th World Conference on Transportation Research. Land Use Development and Globalization. Lyon 1992, pp. 79-90.
• [69] Nagel K., Schreckenberg M. J., Physique I France 2, 2221 (1992).
• [70] McNally M. G., Recker W., On the Formation of Household Travel/Activity Patterns. USDOT Final Report, Institute of Transportation Studies, University of California, Irvine 1986.
• [71] McNally M. G., Rindt C. R., The Activity-Based Approach. UCI-ITSWP- 07-1, Institute of Transportation Studies, University of California, Irvine 2007.
• [72] Oppenheim N., Urban Travel Demand Modelling. John Wiley (USA), New York 1995.
• [73] Ortuzar J., Willumsen L.G., Modelling Transport. John Wiley & Sons, New York, 2011.
• [74] Papinski D. and Scott D. M., A GIS-based toolkit for route choice analysis. Journal of Transport Geography, vol. 19, no. 3, pp. 434–442, May 2011.
• [75] Pas E.I., Koppelman F.S., An Examination of the Determinants of Dayto- Day Variability in Individuals‘ Urban Travel Behavior. Transportation, 13, 183-200, 1986.
• [76] Pendyala R.M., Kitamura R., Reddy D.V.G.P., Application of an activity based travel demand model incorporating a rule-based algorithm. Environment and Planning B, 25,753-772, 1998.
• [77] Pfaffenbichler P., The strategic, dynamic and integrated urban land use and transport model MARS (Metropolitan Activity Relocation Simulator), Development, testing and application. Dysertacja doktorska, Wiedeń, 2003.
• [78] Pillat J., Mandir E., Friedrich M., Dynamic Choice Set Generation based on a Combination of GPS Trajectories and Stated Preference Data Dynamic Choice Set Generation based on a Combination of GPS Trajectories and Stated Preference Data. vol. 496, pp. 1–16, 2010.
• [79] Planowanie systemów transportowych miast małych i średnich. Mat. konf., SITK, Opole 1979, w tym Gadomski A, Goras E., Goras K., Metody badań i prognozowania ruchu w miastach małych i średnich oraz Friedberg J., Proces planowania komunikacyjnego na tle planowania przestrzennego i społeczno-gospodarczego.
• [80] Planowanie systemów transportu, Część 2 szczegółowa. Praca zbiorowa (red. Friedberg J.), SITK, IKŚ – Kraków, s. 221-233.
• [81] Roorda, M.J., Carrasco, J.A. and Miller, E.J., An integrated model of vehicle transactions, activity scheduling and mode choice. Transportation Research Part B 43 (2009).
• [82] Rossi, T. & Y. Shiftan, Tour-Based Travel Demand Modeling in the U.S. Proceeding of the 8th IFAC/IFIP/IFORS Symposium on Transportation Systems, Chania, Greece, June 1997.
• [83] Rudnicki. A., Dylematy metodyczne kompleksowych badań ruchu. Materiały konferencji Kompleksowe badania ruchu, teoria i praktyka, doświadczenia miast polskich, 139-152, zeszyt SITK nr 93 Kraków 2010.
• [84] Schlaich J., Analyzing Route Choice Behavior with Mobile Phone Trajectories. Transportation Research Record, Journal of the Transportation Research Board, vol. 2157, no. -1, pp. 78–85, Dec. 2010.
• [85] Sivakumar A., Modelling Transport, A Synthesis of Transport Modelling Methodologies. Imperial College, London 2007.
• [86] Shiftan Y., A Practical Approach to Model Trip Chaining. Transportation Research Record, No. 1645, pp. 17-23, 1999.
• [87] Steenbrink P.A., Optymalizacja sieci transportowych. WKiŁ, Warszawa, 1978.
• [88]Stopher P., Meyburg A. H., Urban Transportation Modelling and Planning. Lexington Books, London, 1975.
• [89] Stouffer S.A., American Sociological Review, p.846 December 1940.
• [90]Szarata A., Thiem J., Metodyka i standaryzacja badań i modelowania podróży. Materiały VIII Konferencji N-T Problemy komunikacyjne miast w warunkach zatłoczenia motoryzacyjnego,52-65, SITK RP, Poznań, 2011.
• [91] Timmermans H., Zhang J., Modeling household activity travel behavior, Examples of state of the art modeling approaches and research agenda. Transportation Research Part B 43 (2009) 187–190.
• [92] TRANSYT 13 User Guide. TRL 2009.
• [93] Travel Demand Forecasting, Parameters And Techniques National Cooperative Highway Research Program Report 716. Transportation Research Board, Washington, D.C 2012.
• [94] Trépanier M., Morency C., Agard B., Calculation of Transit Performance Measures Using Smartcard Data. pp. 79–96.
• [95] Wang, D. and Li, J., A model of household time allocation taking into consideration of hiring domestic helpers. Transportation Research Part B 43 (2009).
• [96] Will R., A Bridge between Travel Demand Modeling and Activity-Based Travel Analysis, Recent Work, Center for Activity Systems Analysis. Institute of Transportation Studies, University of California, Irvine 2000.
• [97] Zipser T., The Model of Intervening Opportunities in Theory and Practice of Territorial Arrangement. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1990.
• [98] Zhang J., Kuwano M., Lee B. and Fujiwara A., Modeling household discrete choice behavior incorporating heterogeneous group decision-making mechanisms. Transportation Research Part B 43 (2009).
• [99] Żak J., Modelowanie i optymalizacja wielokryterialna funkcjonowania systemów transportowych komunikacji miejskiej. Rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, Poznań, 1994.
• [100] Żak J. (kier. Projektu), Koncepcja modelu ruchu w aglomeracji poznańskiej. Politechnika Poznańska, 2012.