SINTEF A Åpen RAPPORT. Etablering av delområdemodell for Hedmark og Oppland. Olav Kåre Malmin. SINTEF Teknologi og samfunn

Transkript

1 SINTEF A Åpen RAPPORT Etablering av delområdemodell for Hedmark og Oppland Olav Kåre Malmin SINTEF Teknologi og samfunn Transportforskning Juni 2010 s

2

3 I FORORD Arbeidet med å etablere en delområdemodell for Hedmark og Oppland (DOM Hedopp) ble startet første gang vinteren 2008 med hensikt å være pilot for SINTEF sitt arbeid med å etablere metodikk for å opprette delområdemodeller i RTM. Metodikken og erfaringer rundt arbeidet med DOM Hedopp ble presentert på temadager i Oslo mai 2008: Virkningsberegninger med grunnlag i transportmodeller. Etter temadagene har metodikken blitt forbedret i rimelig stor grad, spesielt kvaliteten på eksternturmatrisene har blitt bedre. Dette prosjektet ble gjennomført med hensikt å etablere DOM Hedopp på nytt med oppdatert metodikk. Trondheim mai Ragnhild Wahl Forskningssjef

4 II SAMMENDRAG Denne rapporten beskriver arbeidet med å opprette en delområdemodell for fylkene Hedmark og Oppland, samt et utvalg kommuner i Akershus. Delområdemodellen er etablert med utgangspunkt i transportnett og kollektivrutebeskrivelser for region øst i Regionale Transportmodeller. Arbeidet med å etablere en delområdemodell omfatter: Utskjæring av transportnett og rutebeskrivelser, opprette eksternsoner, beregne eksterntrafikk inn, ut og gjennom delområdemodellen fra region øst, og til slutt validere eksternturmatrisene.

5 III SUMMARY This report describes the formation of a part area model for the counties Hedmark and Oppland and selected municipalities in Akershus. The basis of the transport network and public transport lines in the part area model, is the east region of the Regional Transport Model. The workflow used to create a part area model is: Create a transport network and public transport lines from the basis, add external zones, establish trip matrices with external trips and model validation.

6 V INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Bakgrunn Modellområdet Utskjæring av nett og rutebeskrivelser Utskjæring av transportnett Utskjæring av kollektivrutebeskrivelser Trafikk fra modell for lange reiser, NTM Beregning av eksternturmatriser Validering Eksternturer bilfører Eksternturer kollektiv Modell for DOM Hedopp Oppsett av scenario Resultat Reisemiddelfordeling Referanser... 16

7 1 1 Bakgrunn Denne rapporten beskriver arbeidet med å etablere en delområdemodell for Hedmark og Oppland. Hensikten med en delområdemodell er å få redusert beregningstiden for regionalmodellen. Kjøring av modell for region Øst tar et sted mellom 12 og 20 timer avhengig av antall prosessorer i datamaskinen og prosessorens klokkefrekvens. En delområdemodell på ca 2000 soner vil bruke ca to timer med en prosessorkjerne. Delområdemodellen er tilrettelagt for Regionale transportmodeller (RTM) versjon 2.1. Regionale transportmodeller er beskrevet i SINTEF-rapport Regionale modeller for persontransport (Tørset m.fl 2008). Spesielt for delområdemodeller i motsetning til hovedregionene i RTM er at de benytter seg av eksternturmatriser for korte reiser mellom hovedregionen og delområdemodellen. Disse eksternturmatrisene vil fungere som buffermatriser beskrevet i avsnitt 3.9 i RTM-rapporten. Metode for etablering av nettverk, rutebeskrivelser og beregning av eksterntrafikk for delområdemodeller er beskrevet i SINTEF-rapport Regional transportmodell for delområder (Tørset m.fl, 2008). Denne rapporten beskriver arbeidet som er gjort for å etablere delområdemodell for Hedmark og Oppland. Metoder er beskrevet i tidligere nevnte rapporter og blir ikke spesifisert i stor grad i denne rapporten.

8 2 2 Modellområdet Modellområdet for delområdemodell for Hedmark og Oppland (DOM Hedopp) består av fylkene Hedmark og Oppland samt noen kommuner fra Akershus. Kommunene som inngår fra Akershus er: Eidsvoll, Hurdal, Nannestad, Nes, Ullensaker og Gjerdrum. Disse kommune er tatt med for å få et mer helhetlig modellområde. Figur 1 viser modellområdet i forhold til det overordnede vegnettet i region øst. Figur 1: Modellområdet vist med grått felt i forhold til vegnett for region øst

9 3 3 Utskjæring av nett og rutebeskrivelser Modellen for region øst danner utgangspunkt for etableringen av DOM Hedopp. Transportnettet og rutebeskrivelsene for region øst benyttes som utgangspunkt for å skjære ut delområdemodellen. Figur 2 viser transportnettet for hele region øst. Figur 2: Transportnett region øst

10 4 3.1 Utskjæring av transportnett Utgangspunktet for utskjæringen var transportnett for RTM region øst. Første jobb i en utskjæring er å identifisere alle lenker som krysser grensen for modellområdet og opprette eksternsoner. Tabell 1 og Figur 3 viser eksternsonene med lenkereferanse til transportnettet region øst på nodenivå. Eksternsonene med lenkereferanse er lagt inn i shapefilene for region øst, men som noder for å ikke påvirke antall soner i region øst. Tabell 1: Eksternsoner Sonenr DOM_A DOM_B Navn Grense mot RV21 Kroksjølungen Hedmark FV322 Øysjøen Hedmarik RV175 Nes FV253 Rånåsfoss Nes RV173 Rånåsfoss Nes FV257 Egner Ullensaker FV256 Restun Ullensaker E6 Nordgående Ullensaker E6 Sørgående Ullensaker FV451 Trosterud Ullensaker FV260 Kløfta Ullensaker FV254 Hekseberg Gjerdrum RV120 Gjerdrumvegen Gjerdrum EV16 Sperillen Oppland RV15 Oppstryn Oppland RV4 Hakadalen Oppland Auli stasjon Nes Harestua stasjon Oppland Jevnaker stasjon Oppland Bjorli stasjon Oppland Hjerkinn stasjon Oppland Os stasjon Hedmark Kløfta stasjon Ullensaker FV531 Os Hedmark RV30 Os Hedmark RV3 Innset Hedmark RV55 Sognefjell Oppland RV63 Strynefjell Oppland EV136 Bjorli Oppland EV6 Hjerkinn Oppland RV241 Jevnaker Oppland RV35 Jevnaker Oppland RV51 Golsfjellet Oppland EV16 Filefjell Oppland RV53 Tyin Oppland

11 5 Figur 3: Transportnett DOM Hedopp med eksternsoner Utskjæringen av transportnett fra region øst til DOM Hedopp foregår ved at alle lenker og noder i transportnettet for region øst som skal være med i DOM Hedopp er gitt en variableverdi DOM_Hedopp=1 i shapefilene. Ved å bruke funksjonen Query DOM_Hedopp=1 i ArcGIS og Convert to shapefile vil de nye shapefilene inneholde kun de noder og lenker som skal være med i DOM Hedopp. I nodeshapefilen for DOM Hedopp må det i tillegg gjøres en manuell jobb for å definere eksternsonene om til soner, da disse ligger inne som noder i transportnettet for region øst. Dette gjøres ved å sette variabelen Sentroide=1 og Kjerne=0 for alle eksternsonene.

12 6 3.2 Utskjæring av kollektivrutebeskrivelser Kollektivrutebeskrivelsene for lav- og rushtrafikk ble skåret direkte ut fra rutebeskrivelsene for region øst. Kollektivruter som går langs lenker som er gitt variabelen DOM_Hedopp=1 blir valgt ut og lagret som nye shapefiler. Figur 4 viser kollektivrutene for DOM Hedopp for lavtrafikk. Figur 4: Kollektivruter lavtrafikk Langs grensen for delområdemodellen måtte kollektivrutene sjekkes manuelt for: 1. Holdeplass ved avslutning av kollektivrute ved eksternsone 2. Tidsangivelse for holdeplass ved eksternsone. Dette må gjøres for å unngå stort sprang i framføringstid ved eksternsonene. For DOM _Hedopp ble dette arbeidet utført av Statens Vegvesen region øst.

13 7 3.3 Trafikk fra modell for lange reiser, NTM5 RTM versjon 2.1 inneholder nytt modelloppsett av NTM5, Nasjonal Transportmodell v5, utviklet av TØI, og også nye rutiner for å hente de lange turene inn i RTM-modellen. I tidligere versjoner av RTM ble det benyttet en koblingstabell mellom lenker i NTM5-nettet og eksternsoner i RTM. I versjon 2.1 av RTM benyttes det et utskjært nettverk på NTM5-nivå, hvor de eksternsonene i det utskjærte NTM5-nettet kobles til eksternsoner i RTM. Figur 5 viser utskjært nettverk fra NTM5 med koblinger til eksternsonene i RTM-nettet, beskrevet i Tabell 1. Figur 5: Utskjæringsnettverk fra NTM5

14 8 4 Beregning av eksternturmatriser Lenkeidentifikasjonen til eksternsonene i DOM Hedopp brukes for å beregne eksternturer mellom RTM region øst og delområdemodellen. Eksternturene blir beregnet med en egen applikasjon, Eksternturer til DOM, som er en del av regionalmodellsystemet. Resultatet er turmatriser for alle kombinasjoner av reisemidler og reisehensikter i modellen, bortsett fra skolereiser. Utgangspunkt for beregning av eksternturmatrisene er RTM region øst scenario Basis2006Ost. Arbeidet med å beregne eksternturmatriser måtte gjøres i flere runder, da valideringen i utgangspunktet viste store avvik mellom lenketrafikk og beregnet eksterntrafikk. Årsaken til avvikene var parameteren for gjennomkjøring i modellområdet mellom eksternsoner. Denne parameteren bestemmer hvor nær eksternsoner skal være hverandre før det blir beregnet trafikk mellom eksternsonene. For persontrafikk med bil og kollektiv ble avviket mellom lenketrafikk og eksternmatriser minimalt ved gjennomkjøringsgrense på 20 km. Godstrafikk krevde at det ble åpnet for gjennomkjøring mellom samtlige eksternsoner for å unngår avvik mellom lenketrafikk og eksternturmatrise. Gang og sykkel ble beregnet uten mulighet for gjennomkjøring. Dette for å redusere tidsbruk. Tidsbruken til beregning av eksternturmatriser ut fra region øst er høy. Beregning av biltrafikk, kollektivtrafikk, godstrafikk og gang/sykkel bruker 4-5 dager hver pr prosessorkjerne. Det vil si at biltrafikk, kollektivtrafikk og gang/sykkel kan beregnes parallelt.

15 9 5 Validering 5.1 Eksternturer bilfører Validering av delområdemodellen foregår ved å sammenligne antall turer som går inn og ut i eksternsonene med turene fordelt på nettverket i hovedregionen for de lenkene som er representert av eksternsonene. Tabell 2 viser sammenligningen mellom turer i hovedregionen og eksternturmatrisene for hver eksternsone. Reisehensiktene som er tatt med er: arbeid, annet, besøk, innkjøp, tjeneste og gods. NTM5-turene er tatt ut fra både nettverk og eksternturmatriser i tabellen. Eksternsonene for jernbane er tatt ut av tabellen. Tabell 2: Validering eksternturmatrise bilfører Nettverk Eksternmatriser Avvik (turer) Avvik (prosent) Sone Inn Ut Inn Ut Inn Ut Inn Ut % 0 % % -4 % % 0 % % 0 % % 0 % % 0 % % 1 % % 0 % % 0 % % 2 % % 0 % % 0 % % 0 % % 0 % % 0 % % 1 % % 0 % % 0 % % -15 % % 2 % % 0 % % -18 % % 43 % % 1 % % 1 % % 0 % % -11 % % 3 % SUM % 0 % Tabellen viser at det er små avvik mellom turer i nettverket i hovedregionen og turer i eksternturmatrisene. De små avvikene kan ha to årsaker: Grensen for gjennomkjøring kan være for kort. Den andre årsaken er at rutevalget kan være litt forskjellig mellom den kapasitetsavhengige nettfordelingen i hovedregionen, og selected link-analysene som gjøres kapasitetsuavhengig.

16 Eksternturer kollektiv Tabell 3 viser sammenligning mellom turer i kollektivnettverket i region øst og turer til eksternsonene i eksternturmatrisene. Reisehensiktene som er med er: arbeid, besøk, innkjøp, tjeneste og turer til og fra flyplass. Skolereiser er ikke med i tabellen siden skolereiser ikke beregnes inn i delområdemodellen. Tabell 3: Validering eksternturmatriser kollektiv Sone Fra nettverk Fra matriser Avvik Avvik (prosent) Inn Ut Inn Ut Inn Ut Inn Ut % % % 37 % Delsum % 22 % % -1 % % -2 % % 2 % % 9 % % -3 % % 1 % SUM % 0 % Det er et spesielt stort avvik for eksternsonene og (E6, Kløfta). Dette skyldes flyplassmatrisene som er symmetriske. Dette gir feil i inn- og ut-retning. Hvis tallene summeres for begge eksternsoner og retninger gir dette 1933 turer i nettverket, og 1947 turer i eksternturmatrisene. Noe som gir et avvik på 1%. Avviket på eksternsone , som er Gardermobanen, skyldes symmetrisering av flyplassmatrisene. Under etableringen av eksternturmatrisene for flyplass blir denne trafikken lagt

17 11 inn som helt symmetrisk, mens i nettverket for Region øst vil trafikken kunne fordele seg med ulike reisemiddel til og fra Gardermoen. Dette fører til at avviket for denne eksternsonen er positivt i den ene retningen, og negativt i motsatt retning. Totalt for begge retninger er det turer i nettverket, mens det er turer i eksternturmatrisene. Dette gir et avvik på 6 turer. Avviket for summen av eksternsonene og skyldes også symmetrisering av flyplassmatriser. De øvrige avvikene mellom nettverkstrafikk og matrisetrafikk skyldes avrundingsfeil mellom ÅDT og YDT, og trafikk som kan falle bort på grunn av gjennomkjøring gjennom området.

18 12 6 Modell for DOM Hedopp Avsnitt 6.1 viser definisjonsfilen for basisscenario for DOM Hedopp. Antall soner er Direktekostnadsfiler og parameterfiler for etterspørselsmodellen er de samme som er brukt i region øst. 6.1 Oppsett av scenario Regionale transportmodeller Versjon 2.1 Scenariodefinisjon: Region : DOM_Hedopp Prognoseår : 2006 Scenarionavn : Grunnmodell.DOM_Hedopp.DOM_Hedopp_2006 Scenariokode : DOM_Hedopp_2006 Antall soner : 1903 Katalog for inngangsdata: C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\ Katalog for resultat : C:\Regmod\Resultat\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\ Opsjoner for kjøring: - Buffermatriser - Beregner rutevalgsfil for biltrafikk - Sletter LOS-data etter kjøring Inndata: ArcView-prosjekt : C:\Program Files\Citilabs\Cube\Dummy Noder : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Noder_hedopp_2006.dbf Lenker : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\lenker_hedopp_2006.dbf Bompenger : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Ost_2006_Basis2006Ost_Bompenger.dbf Fergesystem : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Ost_2006_Basis2006Ost_Fergesystem.dbf Internavstand : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Ost_2006_Basis2006Ost_Internavstand.dbf Svingeforbud : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\OST_2006_BASIS2006OST_SVINGEBEVEGELSER.DAT Kollektiv lavtilbud : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\lav_noder_hedopp_2006.dbf Kollektiv rushtilbud : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\rush_noder_hedopp_2006.dbf Taksttabell : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Ost_2006_Basis2006Ost_Kollektivtakst.far Taksttabell for mode : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Taksttabelldefinisjon.dbf Kollektivsystemfil : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\Ost_2006_Basis2006Ost_Kollektivsystem.pts LOS-data: Tidskostnad, tjeneste : 1.7 kr/minutt Distansekostnad, tjeneste : 1.4 kr/km Direktekostnadvekt, tjeneste : 0.8 Tidskostnad, privat : 1 kr/minutt Distansekostnad, privat : 1.4 kr/km Direktekostnadvekt, privat : 0.8 Maksimum ventetid : 120 minutt Ombordstignignsstraff : 10 minutt Vekt for ventetid : 1.5 Vekt for gangtid : 1.8 Matriser fra NTM5: NTM5-scenario : Basis2006 Utsnittfil : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\ntm5_rtm_dom_hedopp.net Koblingstabell : C:\Regmod\Inndata\ntm5\NTPL-RTM.DBF Etterspørselsmodell: Sonedata : C:\Regmod\Inndata\sonedata\Norgesone2006MMMM_arbpl2006_alle_ansatte_ txt Befolkningsdata : C:\Regmod\Inndata\sonedata\demog_2006_MMMM_heltall_fv txt Bilholdsdata : C:\Regmod\Inndata\sonedata\Norgebilhold2006_ fv.txt Månedskort : C:\Regmod\Inndata\sonedata\mkort.txt Elevdata : C:\Regmod\Inndata\sonedata\elevdata.txt Modellfaktorer : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\modellfaktorer.txt Fast godsmatrise : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_godsmatrise.mat Buffermatrise bilfører : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_Buffermatrise_bilfører.mat Buffermatrise bilpassasjer : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_Buffermatrise_bilpassasjer.mat Buffermatrise kollektiv : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_Buffermatrise_kollektiv.mat Buffermatrise gang : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_Buffermatrise_gang.mat Buffermatrise sykkel : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\DOM_Hedopp_2006_DOM_Hedopp_2006_Buffermatrise_sykkel.mat

19 13 Tilbringer flyplass bilfører : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\Bilturer_flyplass_DOM_Hedopp.dbf Tilbringer flyplass kollektiv : C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\Kollektiv_flyplass_DOM_Hedopp.dbf ÅDT-omregningsfaktorer: Generell : 0.9*YDT Arbeid : 0.775*YDT Annet : 0.935*YDT Innkjøp : 0.934*YDT Tjeneste : 0.775*YDT Besøk : 1.109*YDT Nettfordeling: Vekter for nettutlegging, bilfører: Hensikt Tid(kr/minutt) Avstand(kr/km) Direktekostnad Arbeid Annet Innkjøp Tjeneste Besøk Lange(NTM5) Gods Screenlinefil med tellinger: C:\Regmod\Inndata\DOM_Hedopp\2006\DOM_Hedopp_2006\OST_2006_BASIS2006OST_SCREENLINE.DAT Differanseplott: Region : DOM_Hedopp Årstall : 2006 Scenario: DOM_Hedopp_2006

20 Resultat Figur 6, Figur 7 og Figur 8 viser hvordan henholdsvis bilfører-, buss- og togtrafikken fordeler seg ut på nettverket i delområdemodellen. Resultatene ser på overordnet nivå realistiske ut. Togtrafikken fordeler seg med mye trafikk langs Dovrebanen, og en god del mindre på Rørosbanen. Figur 6: Biltrafikk Figur 7: Busstrafikk

21 15 Figur 8: Togtrafikk Reisemiddelfordeling Tabell 4 viser reisemiddelfordelingen for delområdemodellen. Tabell 5 viser inndelingen i reisehensikter. Tabell 4: Reisemiddelfordeling DOM Hedopp Reisemiddel Turer Andel (%) Bilfører Bilpassasjer Kollektiv Gang Sykkel Totalt Tabell 5: Reisehensiktfordeling DOM Hedopp Reisemiddel Arbeid Annet Innkjøp Tjeneste Besøk Skole Flyplass Gods NTM5 Bilfører Bilpassasjer Kollektiv Gang Sykkel Totalt

22 16 Referanser Tørset, Trude, Olav Kåre Malmin, Snorre Ness, Ina Abrahamsen, Oskar Kleven (2008): Rerionale modeller for persontransport, SINTEF-rapport A3973 Tørset, Trude, Olav Kåre Malmin, Snorre Ness, Tomas Levin (2008): Regional transportmodell for delområder. SINTEF-rapport A4961

23

24