Oefening HC16

Vervoermodelkunde met het computerprogramma TransCAD Handleiding

Maart 2004 ir Jim Stada

2

Inleiding In het vak H111 “Verkeerskunde Basis” worden enkele lessen besteed aan het traditionele verkeersmodel. De onderhavige oe fening is bedoeld om enige praktische ervaring op te doen met de toepassing van een dergelijk model. De oefening is verplicht. U kunt pas aan het examen deelnemen als u de oefening goed heeft afgerond. Tijdschema Er bestaan zeer veel computer-implementaties van het traditionele verkeersmodel, het computerprogramma TransCAD is er daar één van. TransCAD is een Geografisch Informatie Systeem (GIS) met speciale voorzieningen voor het uitvoeren van vervoer- en verkeersberekeningen. Vanwege de vele mogelijkheden van het programma duurt het enige tijd voordat men het effectief kan gebruiken. Daarom is van de 15 uur voor het totale practicum circa 5 uur (de eerste sessie) gereserveerd voor het leren werken met TransCAD. Dit gebeurt aan de hand van tutorials die zich in de manuals van TransCAD bevinden. De resterende tijd (twee sessies van elk 5 uur) wordt besteed aan de uitwerking van een eenvoudig auto-toedelingsmodel voor Leuven. Het programma voor het jaar 2004 is als volgt: Groep1 Groep 2 woensdagen 8.25-13 uur donderdagen 14-19 uur 31 maart 29 april Tutorial TransCAD 5 mei 6 mei Oefening Leuven 12 mei 13 mei Vervolg oefening Leuven Organisatie Er wordt in groepen van drie (soms vier) studenten op één computer gewerkt. TransCAD is een beveiligd programma en werkt slechts met behulp van een sleutel (een zogenaamde hardwareblock ), die op de printerpoort wordt aangesloten. Elke groep krijgt een set bestaande uit deze handleiding, een TransCAD manual en een hardwareblock. Graag hardwareblock en TransCAD manual aan het einde van sessies weer inleveren! Wissel regelmatig van taak (toetsenbord bedienen, manual lezen). Herhaal zonodig gedeelten van de tutorials zodat elk de gelegenheid krijgt om te begrijpen wat er gebeurt.

3

Rapportage van de oefening U wordt verzocht (per groep) een kort verslag van de oefening te maken. Het rapportje telt circa 10 bladzijden (inclusief figuren en eventuele tabellen). Kaarten en tabellen uit TransCAD kunnen gemakkelijk naar een tekstverwerker worden getransporteerd of geprint worden. Lever het rapportje uiterlijk 19 mei 2004 in bij J.E. Stada. Na 19 mei is er per groep een korte bespreking met prof. Immers over uw rapport. Om u het maken van een verslag zo gemakkelijk mogelijk te maken worden achter in deze handleiding gedetailleerde instructies gegeven. Als u vlot doorwerkt heeft u gedurende de laatste sessie van de oefening ook tijd over om aan het rapportje te werken. Belangrijke tekst in deze handleiding (bedoeld als een aanvulling op de cursustekst over verkeersmodellen) is door een verticale lijn in de marge aangegeven. Tip: bewaar een kopie hiervan bij uw cursusteksten! Deze handleiding kan ook worden gedownload van onze website: http://www.kuleuven.ac.be/traffic/ Installatie van TransCAD • Kies per groep een computer om op te werken • Bevestig de hardwareblock op de printer poort • Start de computer Alle computers hebben een nummer, af te leiden uit de vermelding op de floppy-drive; Computer nummer 1 = cr 11, computer nummer 2 = cr 12, ……enz. • Login onder de naam: pcx, waarbij x het nummer van de computer is.

Het wachtwoord voor alle computers is: std U heeft alleen schrijfrechten op de locale disk d: • Maak met de Verkenner een map d:\users\transcad\uwnaam aan. Als U files wilt

bewaren doet u dat in uw eigen directory d:\users \transcad\uwnaam, of eventueel op een eigen floppy

• Start TransCAD door het TransCAD icoon aan te klikken. De tutorial files, nodig in de eerste sessie van de oefening, staan in c:\tcw\tutorial.

4

De files voor de Leuven oefening staan op een netwerkschijf te bereiken via ftp (met de Windows-explorer of Internet-explorer): ftp://ftp.bwk.kuleuven.ac.be/stdpool/TransCAD-oefening. Lees dit eerst! Files in TransCAD Voor een beter begrip volgt hier eerst een korte conceptuele behandeling van het file systeem in TransCAD. TransCAD is een Geografisch Informatie Systeem (GIS) aangevuld met voorzieningen voor het uitvoeren van transportberekeningen. Een GIS is een systeem voor het beheer van databases waarbij sommige databases zogenaamde geografische databases zijn . Een database is een geordende verzameling gegevens over een aantal entiteiten (bijvoorbeeld personen, plaatsen, objecten). Per entiteit zijn een aantal attributen (eigenschappen, kenmerken) opgeslagen. TransCAD maakt gebruik van een relationele database structuur. Een relationele database is op te vatten als een verzameling tabellen. De regels van een tabel heten records (in Trans CAD: features ) en stellen de entiteiten voor. De kolommen heten velden en stellen de attributen voor. Tabellen kunnen aan elkaar gekoppeld worden via een attribuut dat zij gemeenschappelijk hebben. Een dergelijke koppeling wordt ook wel een join genoemd. De verschillen tussen een gewone database en een geografische database zijn: • Er zijn slechts 3 soorten entiteiten in een geografische database, namelijk punten,

lijnen en oppervlakken. De punten, lijnen en oppervlakken representeren geografische objecten zoals bijvoorbeeld steden, wegen en gebieden.

• Per entiteit is, naast andere attributen, ook lokatie-informatie is opgeslagen. In TransCAD gebeurt dat in de vorm van geografische lengte - en breedte coördinaten. De lokatie -informatie zorgt ervoor dat er topologische relaties bestaan tussen de entiteiten onderling. Topologische relaties zijn bijvoorbeeld: “grenzend aan” of “verbonden met” enz. (in een gewone database zijn er geen relaties tussen de entiteiten onderling aanwezig.)

Een geografische database heet in TransCAD een Geographic File. Opmerking: de term Geographic File is enigszins misleidend; een geografische database (= Geographic File) bestaat uit meerdere fysieke computerfiles. De weergave van de inhoud van de database op het computerscherm gebeurt in de vorm van Maps en Dataviews. Via de views (Maps en Dataviews) kan men de data in de database veranderen. Heel belangrijk: Bij een database worden de veranderingen aan de data direct naar de harde schijf geschreven! Dit is dus in tegenstelling tot de situatie bij een tekstverwerker waar men de vraag krijgt of de veranderingen moeten worden bewaard. Een “undo” functie is afwezig !!

5

Men kan de views ook formatteren. Bij een Dataview gebeurt dat op soortgelijke wijze als in een tekstverwerker. Bij een Map houdt het formatteren in: het veranderen van de kleuren en lijndikten, het bijplaatsen van bijschriften etc. Bij het formatteren gebeurt niets met de inhoud van de database, het zijn slechts cosmetische aanpassingen aan de uiterlijke weergave van de data! Formatteringen kunnen worden opgeslagen in Map-files en Dataview-files. Het is geen ramp als een Map-file of Data-view file verloren gaat. Alle essentiele data blijven in de Geographic File aanwezig ! De inhoud van een aantal geografische databases (Geographic Files) kunnen in een Map-window tegelijkertijd worden getoond in de vorm van een aantal layers (lagen). Een punten-database en een oppervlakken-database (bijvoorbeeld Zones) worden elk in één layer weergegeven. Een lijnen-database (bijvoorbeeld Wegen) daarentegen heeft twee layers: één layer voor de lijnen en één layer voor de einpunten van de lijnen. Op elk moment is slechts één van deze layers actief: de working layer of de actieve layer. De TransCAD commando’s voor het aanbrengen van kleuren, stijlen en bijschriften hebben altijd betrekking op de working layer. Layers kunnen naar behoefte aan de Map-window worden toegevoegd of verwijderd. Een aantal layers met bijbehorende format tering (een kaartbeeld) kan worden bewaard in een Map-file. De Map-file bevat zelf geen geografische data, maar slechts verwijzingen (pointers) naar de betreffende Geographic Files en aanwijzingen betreffende kleuren, stijlen, bijschriften etc. Nogmaals: als je een Map-file verwijdert, blijft de database dus bestaan ! Naast de bovengenoemde files wordt in TransCAD nog gebruik gemaakt van een groot aantal andere files (matrices, niet-geografische databases (dBase files), netwerk files, lay-outs en charts) waarvan het doel tijdens de oefening duidelijk zal worden. Tutorials uit de TransCAD manual (1e sessie; totaal ca. 5 uur) De eerste sessie van de oefening (in totaal ca 5 uur) wordt besteed aan het leren werken met TransCAD. Daartoe worden enkele geselecteerde hoofdstukken van het TransCAD manual doorgewerkt. Soms wordt niet het hele hoofdstuk doorgewerkt, maar enkel enige geselecteerde bladzijden! Lees aandachtig de tekstgedeelten van de aangegeven bladzijden en voer de 60-second tutorials uit die in een blauw kader in de manual staan aangegeven. De te bestuderen hoofdstukken en bladzijden met een suggestie van de eraan te besteden tijd staan hieronder aangegeven. De bedoeling van de tutorials is het verwerven van handigheid in het bedienen van TransCAD zodat u zich in de tweede en derde sessie van de oefening kunt concentreren op het verkeerskundige probleem van het maken van een auto-toedeling voor Leuven. Aan het eind van deze 1e sessie staat een opdracht. Voer deze opdracht uit na het doorwerken van de manual en voeg de uitwerking bij de rapportage van de oefening.

6

De tijd voor deze eerste sessie is als volgt verdeeld: Quickstart Tutorial: 1.5 uur Andere hoofdstukken uit manual: 2.5 uur Opdracht 1.0 uur

Totaal 5.0 uur Chapter 2 Quickstart (geheel) Benodigde tijd: ca 1 uur 30 minuten (cumulatief: 1h 30) Dit hoofdstuk geeft in kort bestek een overzicht over bijna alle mogelijkheden van TransCAD. Na doorwerking van dit hoofdstuk dient u een intuïtief inzicht hebben in de werking van het programma. Na doorwerking van de overige hoofdstukken is dit inzicht (hopelijk) verdiept. Chapter 3 Creating a Map U hoeft dit hoofdstuk niet door te werken. Maar: belangrijk om te onthouden: Je creëert een Map door het openen van een Geographic File. Dat kan bijvoorbeeld een lijnen-database zijn (representatie van een wegennet) of een oppervlakte-database (representatie van zones). Chapter 4 Layering features on a Map (pag 65-70) Benodigde tijd: ca 10 minuten (cumulatief: 1h 40) Een map kan uit verschillende lagen (Layers) bestaan. Zie de illustraties op pag. 65 en 67. Elke Layer komt overeen met een aparte Geographic File. U kunt Layers toevoegen en verwijderen met het menu Map-Layers. Zie de illustratie op pag. 68. Chapter 5 Changing and customizing Maps (pag 75-81, 86-87) Benodigde tijd: ca 10 minuten (cumulatief: 1h 50) Dit hoofdstuk gaat over het verfraaien of formatteren van de Map. Het geheel van lijndiktes en kleuren heet Styles. Bijschriften heten Labels. De labels kunnen verwijderd worden via hetzelfde menu-item als waarmee ze aangemaakt zijn. (Dit geldt ook voor andere aanpassingen aan de Map: zie de latere hoofdstukken). Belangrijk: Lees met aandacht het stuk over Bidirectional Labels op pag 86-87. Chapter 6 Displaying and editing data (pag 99-111 en 121-124) Benodigde tijd: ca 20 minuten (cumulatief: 2h 10) Maps worden gemaakt met data afkomstig uit Geographic Files. De gegevens in de Geographic Files worden getoond (en kunnen worden bewerkt) in Dataviews. Kolommen in een dataview kunnen worden verschoven of onzichtbaar gemaakt. Nieuwe berekende kolommen kunnen worden gecreëerd met behulp van Formula Fields. Handig is ook de Info-Tool.

7

Chapter 7 Creating and editing geographic files (pag 138-143) Benodigde tijd: ca 10 minuten (cumulatief: 2h 20) In dit hoofdstuk leert u hoe u Geographical Files (voor lijn-databases) kunt bewerken. U kunt dit (in zeer beperkte mate) nodig hebben bij het Leuven-onderdeel van de oefening. Chapter 8 Creating and modyfying data tables Dit hoofdstuk kunt u overslaan. Chapter 9 Networks and shortest paths (pag 167 -181, 184-187) Benodigde tijd: ca 20 minuten (cumulatief: 2h 40) Let op: Bij het doen van de 60-second tutorial op pagina 187 moet u de netwerkfile florida.net openen vanuit uw eigen directory, niet vanuit de tutorial directory !!! Kopieer de file florida.net vanuit ftp://ftp.bwk.kuleuven.ac.be/stdpool/TransCAD-oefening naar uw eigen directory . Voorts: De Shortest-Path toolbox, te vinden onder Networks/Paths werkt iets anders dan in de manual aangegeven. Het bepalen van het kortste pad in een netwerk is een belangrijk onderwerp in de verkeersmodelkunde. Het wordt gebruikt bij het berekenen van toedelingen. Onthoud: Alvorens in TransCAD een kortste pad probleem op te lossen moet uit de lijndatabase een netwerkfile worden gecreëerd. Hoe dat in zijn werk gaat leert u in dit hoofdstuk. U kunt een netwerkfile ook “updaten” (één of meer schakels ontoegankelijk maken = “disabling”). Zie daartoe de pagina’s 184-187. Chapter 10 Network settings (pag 205-209) Benodigde tijd: ca 5 minuten (cumulatief: 2h 45) Doorgaand verkeer mag niet via Centroïde-connectors verlopen! U kunt in de netwerk-file aangeven welke schakels de Centroïde-connectors zijn. Kortste paden zullen dan deze connectors vermijden. Chapter 11 Basic network analysis Dit hoofdstuk kunt u overslaan. Chapter 12 Using themes to present information (pag 227-233 en 249-252) Benodigde tijd: ca 15 minuten (cumulatief: 3h 00) De data aanwezig in de Geographic File (of “gejoined” aan de Geographic File) kunnen in de vorm van thematische kaarten worden getoond. Let op: u verwijdert een Thema of Scaled Symbol van een Map via “clear” in hetzelfde menu als waarmee ze aangemaakt zijn! Chapter 13 Location and attribute queries (pag 253-265, 270-271)

8

Benodigde tijd: ca 20 minuten (cumulatief: 3h 20) Dit is een heel belangrijk hoofdstuk !! Werk het met aandacht door !! In TransCAD procedures is veelvuldig sprake van Selection Sets. Bepaalde bewerkingen dienen niet op alle entiteiten in een Geographic File (Layer) te worden uitgevoerd, maar slechts op een selectie ervan. In dit hoofdstuk wordt uitgelegd wat Selection Sets zijn en hoe er mee om te gaan. Let op: Bij Managing Selection Sets op pag 264 en 265 staat jammer genoeg geen 60-second tutorial. U zult de daar besproken Selection-Tool zeker nodig hebben in de verdere oefening. Probeer de Selection-Tool zelf uit !! Chapter 14 Creating and using Joined views (pag 277-280, 285-286) Benodigde tijd: ca 10 minuten (cumulatief: 3h 30) Een krachtige mogelijkheid van relationele databases is het creëren van joined views. Data uit verschillende databases kunnen gecombineerd worden getoond in een venster. De Database Views worden aan elkaar gekoppeld via een gemeenschappelijk veld dat in beide databases voorkomt. De combinatie bestaat slechts op het beeldscherm. De database files op disk worden niet samengevoegd! Op pagina 285 staat hoe een joined view kan worden verwijderd (dropping a joined view). Op pagina 286 staat dat u ook meer dan 2 files aan elkaar kunt “joinen”. Chapter 15 Pin Mapping and geocoding Dit hoofdstuk kunt u overslaan. Chapter 16 Working with matrices (pag 311-333) Benodigde tijd: ca 25 minuten (cumulatief: 3h 55) In het Leuven-onderdeel van de oefening krijgt u te maken met matrices (bijv. herkomst-bestemmingstabellen). Hoe matrices eruit zien in TransCAD en welke manipulaties u ermee uit kunt voeren leert u in de eerste paar secties van dit hoofdstuk. Chapter 17 Tabulations and Statistics (pag 366) Benodigde tijd: ca 5 minuten (cumulatief: 4h 00) U behoeft hier slechts kennis te nemen van pagina 366. Probeer Dataview-Statistics eems uit op een dataview selectie! Chapter 18-28 Alle resterende hoofdstukken 18-28 kunt u overslaan.

9

Opgave: Benodigde tijd: ca 60 minuten maar het kan ook in 15 min. (cumulatief: 5h 00) Deze opgave dient om te testen of u de stof behandeld in deze eerste sessie kunt toepassen. Op de volgende bladzijden staan twee Maps afgebeeld. De eerste Map toont het studiegebied en de externe zones met de toegepaste wegtypes. De tweede Map geeft de “praktische” capaciteiten van de verschillende wegen. (Het begrip “praktische” capaciteit wordt behandeld in de cursustekst hfdst 8.1.6.2). Probeer deze Maps zelf te maken met de ter beschikking gestelde files. Maak voor de eerste Map gebruik van Selection-Sets. Maak voor de tweede Map gebruik van een Join. U dient de benodigde files wel eerst naar uw eigen directory te kopiëren. Ga daartoe als volgt te werk: • Copieer met Windows- of Internet Explorer de files

ftp://ftp.bwk.kuleuven.ac.be/stdpool/TransCAD-oefening/*.* naar uw eigen directory d:\users\transcad\uwnaam .Zorg ervoor dat u in het vervolg alles bewaart naar uw eigen directory op d: !

• De Leuven-files in uw d: directory moeten lees- en schrijfbaar zijn. Check dit via de

Windows Explorer met properties. • Start TransCAD en zet onder Edit-Preferences de map-units op kilometers en de

page-units op centimeters In uw directory vindt u nu enige Geographic Files en de file Cap.dbf die u nodig heeft om de Map met wegencapaciteiten te maken. Voorzie met behulp van de Freehand Teksttool de Maps van enige tekst (bijvoorbeeld de namen in uw groep), bewaar ze, en gebruik ze later als voorpagina van uw rapportage. Einde eerste sessie

10

uw eigen tekst

uw eigen tekst

11

Toedeling van het autoverkeer in Leuven (2e en 3e sessie) U heeft aan het eind van de vorige sessie een kaart van Leuven gemaakt met een eenvoudig wegennet. De wegen zijn verdeeld in snelwegen, hoofdwegen en stadswegen. Het gebied is onderverdeeld in een aantal zones: 23 zones behorend tot het studiegebied en 8 externe zones. De kaart is door het toepassen van diverse kleuren en styles wat opgesierd. U zult het in het verloop van de oefening gemakkelijker vinden om met een sobere kaart te werken. Maak daarom een nieuwe map als volgt: • Open de geografische file leuvweg

Voeg daaraan met Map-Layers of het icoon in de toolbar de Zone-layer aan toe. Maak ook de Knooppunten-layer zichtbaar. Bewaar het geheel onder l.map

De bedoeling van de oefening is een toedeling van het autoverkeer te maken op het wegennet van Leuven. In de gegevens is ervan uitgegaan dat de Ring geheel open is voor alle verkeer. Vanaf 1998 is in verband met werken in de stationsomgeving de Ring daar ter plaatse geruime tijd afgesloten geweest. We gaan ook uitrekenen wat daarvan de gevolgen zijn geweest voor het autoverkeer. Het betreft het autoverkeer in de ochtendspits. De ritproductie - en ritattractiegegevens zijn alle in voertuigen per uur. Bovendien worden alleen ritten beschouwd die een relatie hebben met het studiegebied. De productie- en attractie gegevens voor de externe zones betreffen dus alleen ritten van en naar het studiegebied! Kijk naar de datafiles die bij de verschillende layers behoren. Veel velden in de datafiles zijn nog niet ingevuld. Het doel is nu naarmate de oefening vordert (bijna) alle lege velden van een waarde te voorzien !!! Alle essentiele informatie staat dus in de twee databasefiles (3 layers) voor de zones en de wegen. Houd dit in het oog bij alle nu volgende werkzaamheden. Berekening van productie en attractie • Open de dataview voor Zones. De productie en attractie gegevens zijn nog niet ingevuld. We gaan de productie en attractie bepalen met behulp van regressie. • Open de dBase file d:\users\transcad\uwnaam\dataleuv.dbf U ziet een verzameling socio-economische gegevens met bijbehorende producties en attracties. Neem aan dat deze gegevens afkomstig zijn uit een voorgaand onderzoek in

12

Vlaanderen. Voor en aantal gebieden zijn de demografische gegevens verzameld en ook de in die gebieden gerealiseerde producties en attracties (in aantallen auto’s per uur gedurende de ochtendspits). We gaan proberen die gegevens in een regressievergelijking te brengen van de volgende vorm: Productie = a + b*INWONERS + c*WERKENDEN + d*WERKPLAATSEN + e*STUDERENDEN + f*STUDIEPLAATSEN en Attractie = g + h*INWONERS + i*WERKENDEN + j*WERKPLAATSEN + k*STUDERENDEN + l*STUDIEPLAATSEN De coefficienten a t/m f en g t/m l dienen voor productie en attractie te worden bepaald. De “constante” factoren a en g dienen nagenoeg gelijk aan nul te zijn (waarom? zie hfdst 5.4.3.4 in de cursustekst). • Doe Procedures-Statistics-Model Estimation.

Kies de juiste afhankelijke en onafhankelijke variabelen en voer de regressie uit • Bewaar de modellen als prod.mod en attr.mod De geschatte regressie-coefficienten komen in de vorm van een file regress.rep onder “estimate”. Noteer de coefficienten of print ze uit. Vraag: Bekijk de uitvoer van de regressie berekening. Zijn de geschatte coefficienten logisch? Vergelijk de relatieve grootte van de verschillende coefficienten voor productie en attractie. U kunt de file dataleuv.dbf nu sluiten. We moeten zorgen dat de met regressie bepaalde producties en attracties in de Zone-database terechtkomen. • Doe Procedures-Statistics-Model Evaluation.

Let op dat u de juiste forecasted variabelen kiest! De Independent variables en Forecasted variables moeten hetzelfde zijn. Schrijf de resultaten naar de velden PRODUCTIE en ATTRACTIE van de Zone-database. Check alvorens verder te gaan of u het juist heeft gedaan. Voor zone 1 moet u vinden: productie = ca. 80 attractie = ca 380

13

Voor de externe zones en de stationszone konden productie en attractie niet met regressie worden bepaald. Veronderstel dat ze op andere wijze zijn gevonden en vul ze nu stuk voor stuk in volgens onderstaande tabel

zone naam productie attractie 23 Stationsgebied 474 971 35 Tienen e.o 167 158 60 Waremme e.o 1514 662 66 Aarschot e.o 3836 1923 67 Diest e.o. 1354 402 68 Meerbeek e.o 603 204 69 Mechelen e.o 577 240 71 Namen e.o 1317 603 72 Brussel e.o 2233 1998

• Breng de productie en attractie zones in beeld met Map-Chart-Theme.

Gebruik een chart waarin zowel productie als attractie staan. Zoom ook in op het centrale gedeelte van Leuven. Print of save de map (bijvoorbeeld als pa.map) voor later gebruik in het rapport.

Het balanceren van producties en attracties Alvorens de distributie berekening te kunnen uitvoeren moet de som van alle vertrekken (producties) gelijk zijn aan de som van alle aankomsten (attracties). Dit is nog niet het geval met de producties en attracties berekend met de regressievergelijkingen • Zorg dat in l.map Zones de actieve layer is. • Doe Procedures-Planning-Balance. Vector1 is de productie, Vector2 de attractie. Er zijn verschillende methodes. Wij kiezen Hold-vector1. Dat wil zeggen dat de producties hetzelfde blijven en dat de attracties worden aangepast op de producties. Vraag: waarom passen we attractie aan op productie ? Zie hfdst 5.8 cursustekst. • Store het resultaat in balance.bin Er ontstaat een joined view zones + balance. Vergewis u ervan dat de gebanceerde producties niet veranderd zijn en dat de gebalanceerde attracties iets naar beneden zijn aangepast. Check voor zone 1: Productie is ca 80, aangepaste Attractie is ca 356 • Sluit zones + balance

14

• Voer nu weer de Balancing procedure uit, maar kies onder Opties: Fill Dataview fields.

• Maak de joined view zones+balance weer los van elkaar met Dataview-Drop join Berekening van de distributie De bedoeling van de distributiefase is het bepalen van de Herkomst-Bestemmings tabel (HB tabel) voor het autoverkeer. De randtotalen van de HB-tabel hebben we in het voorgaande bepaald. Dat zijn de producties en attracties. De productie vanuit een bepaalde zone wordt nu in de distributie -fase van de berekening over de cellen van de HB-tabel verdeeld, en wel in functie van de weerstanden naar de bestemmingspunten. We gebruiken een Zwaartekrachtsmodel met dubbele randvoorwaarden. Dat wil zeggen dat de rijen van de HB-tabel moeten optellen tot de berekende producties, en de kolommen tot de berekende attracties. We hebben dus weerstanden nodig tussen de zones. In TransCAD heten de weerstanden Impedances. Eigenlijk is de weerstand een functie van afstand, tijd, kosten, comfort etc. Wij nemen eenvoudigheidshalve de afstand in kilometers als weerstand. De afstanden zouden we moeten bepalen via het netwerk. Ook hier voeren we een vereenvoudiging in en gebruiken we de afstanden in vogelvlucht (de hemelsbrede afstanden) tussen de zwaartepunten van de zones. • Zorg dat Zones de actieve layer is. • Doe Tools -Distance (van alle features naar alle features)

Bewaar in impvoorl.mtx ( voorlopige impedances). Er ontstaat een matrix met de afstanden tussen de zwaartepunten van de zones. Deze matrix moet echter nog aangepast worden. 1. In de eerste plaats zijn de afstanden naar de externe zones niet juist weergegeven. Dit komt door de schematisering van de externe zones. Bijvoorbeeld de relaties naar Aarschot moeten met 30 km worden verhoogd. De volledige lijst luidt: (u hoeft dit niet in te vullen, dat komt straks) zone naam ophoging (km) 35 Tienen +12 60 Waremme +40 66 Aarschot +30 67 Diest +12 68 Meerbeek +5 69 Mechelen +12

15

71 Namen +25 72 Brussel +25 2. In de tweede plaats hebben de berekende producties en attracties slechts betrekking op het studiegebied. Dit betekent dat de externe stromen (stromen met zowel de herkomst als bestemming buiten het studiegebied) voor ons doel nagenoeg nul moeten zijn. We kunnen dat simuleren door de weerstanden tussen de externe zones onderling zeer groot te maken (1000 km). Bedenk overigens wel dat deze externe stromen wél door ons studiegebied kunne n komen !! We verwaarlozen de externe stromen dus in onze berekening. De invloed van deze verwaarlozing is echter waarschijnlijk gering, omdat de meeste externe stromen niet door ons studiegebied zullen komen. (Voorbeeld: auto’s die vanuit Diest over de Diestse-steenweg op Leuven toekomen, maar als bestemming Brussel hebben). 3. Ten derde: omdat het hier verkeer per auto betreft valt te verwachten dat het verkeer met herkomst en bestemming binnen eenzelfde zone ( het intrazonaal verkeer) zeer gering zal zijn in verband met de kleine afstanden. Ook dit simuleren we door de intrazonale weerstand zeer groot te maken. (Of de omvang van het intra-zonale autoverkeer inderdaad zeer gering is, zou eigenlijk door onderzoek moeten worden geverifieerd.) • Kijk nu naar de matrix updatimp.mtx .

Door deze matrix op te tellen bij de voorlopige impedantie matrix bereiken we het doel weergegeven in de voorgaande 3 punten.

• Doe Matrix-Cross file operations

Kies de optie Cell-by-cell addition. Voer de juiste matrices in. Bewaar de reulterende matrix als imp.mtx

• Doe Matrix-Contents. Geef de matrix de naam: Impedance matrix.

De volgende stap is het bepalen van de waarden van de distributie functie. De distributie functie geeft de invloed van de weerstand (in ons geval de afstand) op het te verwachten autoverkeer tussen twee zones. In TransCAD heten de waarden van de distributiefunctie Friction Factors. • Zorg dat de actieve layer Zones is. Maak een nieuwe matrix aan waar de Friction Factors in komen: • Doe File-New Matrixfile

Naam: Zones friction factors Save als frict.mtx

16

• Zorg dat ook imp.mtx (de Impedance matrix) open is. • Doe Procedures-Planning-Trip Distribution-Synthetic Friction Factors Matrix to fill: Zones friction factors

Kies optie: Fill this matrix Kies voor de distributie functie een exponentiële functie met c=0.1 Zorg dat de juiste Impedance matrix is ingevuld. De Friction Factor matrix wordt gevuld. (Als het lijkt of de matrix niet gevuld is, Scroll dan even in de matrix.)

Distributiefunctie (zie ook cursustekst hfdst 6.4.2) De keuze voor een exponentiële functie met c=0.1 is belangrijk voor de resultaten van de berekening. De verhouding tussen de waarden van de distributie functie voor kleine en grote weerstanden (afstanden) is namelijk van invloed op de verdeling van het verkeer over de kortere en langere relaties. Naarmate het verkeer langere afstanden aflegt worden meer schakels van het netwerk belast, hetgeen zorgt voor grotere verkeersdrukte. In een toekomstig college (volgend op H111) zal worden behandeld hoe op een systemat ische manier een HB tabel en een distributiefunctie kunnen worden geschat (gecalibreerd) op basis van a-priori HB gegevens en tellingen op wegvakken. We kunnen nu tenslotte de HB-matrix bepalen. In layer Zones doet u: • Procedures-Planning-Trip Distribution-Gravity Evaluation.

Model based on friction factors. F-factor Zones Friction factors Constraint type: Doubly Productie: veld PRODUCTIE Attractie: veld ATTRACTIE Iteraties: 15

• Save het resultaat in hb.mtx

Er ontstaat een matrix Gravity with F-factors met ritten tussen de zones. (De waarden moet u afgerond denken naar gehele getallen.)

We gaan controleren of de rijen optellen tot de gegeven producties en de kolommen tot de gegeven attracties.

17

• Doe Matrix-Settings Kies de optie: Marginals Sum Check of de randtotalen overeenkomen met de producties en attracties. U heeft hier de HB tabel met randtotalen voor u. De randtotalen waren gegeven (berekend bij producties en attracties). Met het Gravity model (of Zwaartekrachtmodel) zijn de cellen van de matrix berekend.

Berekening van de toedeling op het netwerk De ritten uit de HB-tabel moeten worden toegedeeld aan het netwerk De ritten worden verondersteld te beginnen en te eindigen in een centraal punt van de zone ( de zogenaamde centroïde, veelal het zwaartepunt van de zone) Om de centroïde van een zone te zien gaat u als volgt te werk: • Maak layer Zones actief.

Kies Tools-Map editing. Klik de witte pijl aan in de Map editing toolbox Klik op een zone. U ziet de centroïde. Klik op het rode verkeerslicht in de toolbox en sluit de Map editing toolbox.

Nu moeten we de zone-centroides met het netwerk verbinden. PAS OP: we verbinden alleen de centroïdes van de interne zones met het netwerk. Daartoe maken we een selectie -set "studiegebied". • Maak de Zones layer actief.

Toon de dataview met Windows-new dataview of het icoon

• Doe Dataview-select by condition Kies als naam van de set: "studiegebied" De conditie is: ZONETYPE = "studiegebied"

Het verbinden van de centroides van studiegebied met netwerk gaat als volgt: • Kies Tools-Connect

Connect Zones studiegebied To Wegen all nodes. (Doe nog niet OK !) PAS OP!! BELANGRIJK!! Kies opties Ignore Zones > 25 km from Knooppunten Fill with ID s from zones layer node field: CENTROIDE VAN ZONE.

18

Dit laatste is belangrijk omdat de HB tabel gegeven is in termen van ZONE ID en het netwerk in termen van KNOOPPUNT ID. Om dit te zien kiest u layer Knooppunten. Open de dataview. Er zijn knooppunten bijgekomen. Dat zijn de knooppunten waarvan het veld CENTROIDE VAN ZONES ingevuld is met het nummer van de zone waar het knooppunt de centroïde van is. • Om de selectiekleur uit de map te verwijderen kiest u in layer Zones: Tools -selection.

In de selectie toolbox kiest u "studiegebied" en delete selection. Kies nu Window-Redraw en de map toont de centroïdes verbonden met het netwerk.

Een centroïde mag met jmeer dan één connector verbonden zijn aan het netwerk. Zoom bijvoorbeeld in op zone 1 in het centrum. De centroïde van zone 1 is met slechts één connector verboden aan het netwerk. Logisch is om een centroïde met alle nabijgelegen netwerkpunten te verbinden.

Loop nu enige zones na en observeer hoe de connectors lopen. Hier en daar zouden er nog wat connectors bij moeten komen. Als er situaties zijn die u onlogisch voorkomen, zou u, op basis van uw kennis van Leuven, connectors kunnen toevoegen of verwijderen. TransCad biedt hiertoe de mogelijkheid. We gaan dit echter NIET doen in verband met de beschikbare tijd voor de oefening. We accepteren dat de modellering hier onnauwkeurig door wordt.

Wij moeten nu de database Wegen bijwerken. Er zijn 23 schakels ( de connectors) bijgekomen waarvan het wegtype-veld niet ingevuld staat. • Vul bij WEGTYPE "connector" in en bij LINKTYPE 99 (de code voor connectors)

U kunt dit doen met Edit-Fill. (Selecteer eerst met de muis de in te vullen vakjes) (Er zijn al een aantal wegen met LINKTYPE = 99; dat zijn de connectors naar de externe gebieden. Hier niet “connector” invullen.

• Vul het veld AFSTAND in van de dataview Wegen.

PAS OP! Overschrijf niet de reeds ingevulde waarden voor de verbindings-schakels naar de externe zones! Selecteer eerst de juiste records met Dataview-Select by condition. Kies als

conditie: AFSTAND = missing. Maak nu voor de geselecteerde records het veld AFSTAND gelijk aan het veld Length. Doe dit met Edit-fill Formula. (Als formule moet u niet AFSTAND = Length invullen, maar alleen Length)

• Vul tenslotte het veld REISTIJD (in minuten) van de dataview Wegen.

De eigenschappen voor de verschillende typen wegen staan in de file cap.dbf. Ga als volgt te werk:

19

Maak een join (Dataview-join) van Wegen (all records) met de file d:\transcad\uwnaam\cap.dbf over het veld WEGTYPE. Vul het veld REISTIJD met: Edit-fill formula Kies als formule: AFSTAND/SNELHEID*60

De volgende stap is het maken van een netwerk file. Die is nodig om kortste paden te kunnen bepalen. • Doe Procedures-Network-Create

Links from entire line layer Wegen. Read length from: REISTIJD Kies als Other linkfields: LINKTYPE, REISTIJD en CAPACITEIT Save het netwerk als leuven.net Doe vervolgens Procedures-Network-Settings. Kruis Linktypes aan en zet bij Linktype codes: Type = LINKTYPE en Connector code = 99.

Check nu eerst of op de juiste wijze kortste routes worden bepaald tussen knooppunten. • Kies hiertoe Procedures-Networks-Shortest Path en test enkele gevallen. U kunt de

aanduidingen van de kortste paden verwijderen door ze te selecteren op de kaart met de muis (kies het witte pijltje in de toolbox rechts op het scherm) en Delete te doen op het toetsenbord.

Voordat we Assignment (toedeling) kunnen doen moeten we nog iets in orde maken. • Open eerst de HB matrix file (Gravity with F-factors).

Langs de randen staan de 31 Zone id nummers. Dit moeten Knoopunt id nummers worden, nl. van de centroïdes.

• Maak layer Knooppunten actief.

Laat de dataview van Knoopunten zien. Check eerst of het veld CENTROIDE VAN ZONES overal ingevuld staat, hetzij met 0, hetzij met een zonenummer. Maak een selectieset met de naam "centroides" met behulp van Dataview-Select by condition. De condition is CENTROIDE VAN ZONES > 0

20

• Ga weer naar de HB matrix. Doe Matrix-indexes. Kies Add Index Original Row-Column Ids from KNOOPPUNTEN, field: CENTROIDE VAN ZONE New Index: Naam: centroides Use for both Row-Column Ids from field ID, selection centroides Zet nu in Current Indexes de nieuwe index voor rows en columns aan. We hebben een HB matrix verkregen met langs de randen de centroïde ids!

Nu kunnen we Assignment doen. • Doe Procedures-Planning-Traffic Assignment

Kies als eerste methode All-or-nothing (Alles of niets toedeling). Matrix file Gravity with F factors Vul voor het Time field REISTIJD in. Save de resultaten onder aon.bin Er ontstaat een joined view: WEGEN + AON

Om een indruk te krijgen van de toedeling:

• Maak de layer Wegen actief. Kies voor de layer-kleur een lichte kleur, bijv lichtgroen. Doe dit met Map-Layer Style

Om nu de berekende flows weer te geven doet u: Map-Scaled symbols en kiest als weer te geven veld AB Flow. TransCad zoekt automatisch de BA flows voor de links. Let op de hoge flows op de Ring. Nogmaals: de weergegeven stromen betreffen alleen die auto’s die van of naar ons studiegebied rijden. Dus bijvoorbeeld niet de stromen tussen Luik en Brussel of Aarschot en Brussel enz. (De AB flows zijn de flows in de “topologische richting”, dit is de richting waarin de link getekend is bij het ingeven van het netwerk. Deze AB richting wordt met pijltjes aangegeven als u Map-Layers-Style doet (of het icoontje Style indrukt), en Topology aankruist. Probeer dit uit ! Schakel daarna de pijltjes weer uit) De grootte van de stroom wordt aan de “juiste” kant van de schakel geplot voor rechtsrijdend verkeer, d.w.z. voor de rijrichting aan de rechterkant van de schakel. Check dit voor alle zekerheid nog met de Info-tool.

21

Laat ook de getalsmatige grootte van de stromen zien (maak het lettertype niet te groot). Maak een print of save de toedeling voor het rapport.

Ook bij een kruispunt kan de flow aangegeven worden: • Kies in de toolbox: Intersection-diagram

Klik een kruispunt aan. Vul het veld voor de Forward flow (AB) en Reverse flow in. Kies als linklabels ID en kies ook de optie Display Flow Labels. Maak een print of save het kruispunt voor het rapport.

In de Wegen database staan ook enkele telgegevens. Vergelijk nu in de dataview de berekende flow met deze tellingen. U zult hier en daar grote afwijkingen zien, maar de orde van grootte moet in elk geval juist zijn. Wij zijn op een cruciaal punt van de berekeningen aangekomen. De berekende stromen moeten redelijk overeenstemmen met de tellingen. Bedenk daarbij dat de tellingen momentopnamen zijn, die van dag tot dag kunnen verschillen. Er zijn allerlei statistische methoden om hier rekening mee te houden. Is er geen redelijke overeenstemming tussen tellingen en berekeningen, dan zouden we in een practijksituatie teruggaan naar eerdere fases in de berekening en zo lang aanpassingen verrichten tot de huidige situatie op een bevre digende manier door het model wordt weergegeven. Pas dan is het model geschikt voor voorspellende doeleinden. Er zijn een aantal manieren waarop we controles kunnen uitvoeren: Producties en attracties kunnen we controleren door rondom een zone een cordon (een gesloten ring) te leggen, tellingen uit te voeren en te controleren of het totaal aan uitgaand en inkomend verkeer overeenstemt met de berekende producties en attracties. De distributieberekening (waarvan het resultaat de HB-tabel is) kunnen we checken door uit de HB-tabel een zogenaamde ritlengteverdeling af te leiden. Dit is een tabel of grafiek die een overzicht geeft van de percentages ritten met een zekere lengte. De ritlengteverdeling kunnen we vergelijken met de resultaten van een enquête uitgevoerd in het studiegebied. De toedelingsberekening (in essentie een route bepaling) kunnen we verifiëren door het aanbrengen van screenlines. Een screenline is een oordeelkundig gekozen doorsnede over een aantal schakels in het netwerk. We kunnen nu nagaan of de som van berekende stromen over de screenline overeenstemt met de som van de tellingen op de betreffende schakels in de werkelijkheid. Is dit het wel het geval, maar kloppen de berekende waarden voor de individuele schakels niet, dan is er iets mis met ons route algoritme. In ons geval ontbreekt voor al deze controles de tijd. Een zeer goede overeenstemming van model met de werkelijkheid valt in ons geval ook niet te verwachten door de sterke simplificatie van netwerk en zonering. De simplificatie hee ft overigens ook als effect dat één schakel in het modelnetwerk een aantal schakels in de werkelijkheid representeert,

22

waardoor de berekende stromen over het algemeen groter lijken te zijn dan de gemeten stromen. Ondanks de verschillen tussen berekende en gemeten stromen zullen wij er nu, terwille van de voortgang van de oefening, van uitgaan dat de door ons berekende situatie de werkelijkheid representeert. We vervolgen nu de oefening met TransCAD. • Doe nu een toedeling volgens de methode User Equilibrium (evenwichtstoedeling).

Vul voor Time REISTIJD en voor Capacity CAPACITEIT in. Vul bij Iterations 100 in en bij Convergence 0.001. Maak alfa=0.15 en beta=4 (coefficienten in de BPR tijdverliesfunctie). Save in evenw1.bin

• Maak een chart van de vergelijking tussen berekende en gemeten stromen en bewaar hem als ev.bmp (niet ev.cht) Daar waar er zeer grote verschillen bestaan tussen berekende en gemeten stroom kunt u commentaar leveren betreffende de oorzaak. Kijk bijvoorbeeld naar de Bondgenotenlaan.

U zult zien dat de verschillen tussen de Alles-of-Niets toedeling en de Evenwichts-toedeling niet erg groot zijn. Er zijn twee situaties denkbaar waarin de verschillen niet erg groot zullen zijn: wanneer er weinig congestie is en/of wanneer er weinig (redelijke) alternatieve routes zijn tussen herkomsten en bestemmingen. Welke van beide situaties is hier van toepassing ? Nu gaan we tot slot het effect berekenen van de afsluiting van de Ring nabij het station van Leuven. Afsluiting bij station • De schakel die u moet afsluiten heeft ID=5949.

• Doe weer Planning-Traffic Assignment, maar pas eerst het netwerk Leuven.net aan. (via Network/Paths Settings). Save de toedeling onder evenw2.bin. Plot het resultaat van de toedeling.

• Ga na dat er over de Disabled Link geen stroom gaat.

Verschil vóór en na afsluiting • Begin met een Dataview Wegen (zonder joins). Om joins te verwijderen kunt u

Dataview-Drop Join doen.

23

• Maak met Dataview-Join een Join Wegen + evenw1. Join hieraan nu evenw2.bin. Er ontstaat een dataview wegen+evenw1+evenw2.

• Bereken nu met Dataview-formulafield het verschil van de flows in AB en BA richting. Noem de berekende velden bijvoorbeeld AB Verschil en BA Verschil.

• Om de resultaten te zien kunt u de Map labelen met AB Verschil. Automatisch wordt dan ook BA Verschil weergegeven.

• Met Scaled Symbols kunt u de resultaten ook plotten. Bedenk daarbij echter wel dat Scaled Symbols negatieve waarden niet plot ! Bedenk zelf een oplossing.

• De bedoeling is nu dat u twee Maps maakt. Op één Map staat aangegeven waar de verkeersstromen zijn toegenomen en met hoeveel. De andere Map toont waar de stromen zijn afgenomen. Met enige handigheid kunt u dit zelfs in één gecombineerde Map weergeven. Toename en afname staan dan in verschillende kleuren aangegeven (Daartoe moet u met de Selection Tool te werk gaan).

• Formuleer nu in woorden (voor het te maken rapport) wat het algemene effect is van de afsluiting op de verkeersstromen in Leuven.

Tenslotte • Save en/of print enige relevante kaarten, figuren en tabellen in verband met de

rapportage over de oefening. U kunt voor het printen de TransCAD lay-outs gebruiken. Ook kunt u TransCAD kaarten invoegen (Edit-Copy Map and paste) in een Word document. Een andere manier is Kaarten, Figuren en Tabellen te bewaren als bitmap-file (bmp) en daarna in te voegen in een Word document.

Rapport U wordt verzocht per groep een kort verslag (orde van grootte 10 bladzijden + voorblad, illustraties inbegrepen) te maken over de oefening. Houd de volgende indeling aan! Formuleer kort en bondig.

Voorblad Namen van de groepsdeelnemers. Maps gemaakt in sessie 1 van de oefening. 1. Inleiding • Doel van de oefening • Te bespreken onderwerpen • Zeer kort iets over de structuur van het Verkeersmodel (cursustekst hfdst 2.3)

24

2. Productie en Attractie • Doel van de productie attractie berekening • Gebruikte methode • Resultaten • Regressie-coefficienten met kort commentaar • Map met productie en attractie chart 3. Distributie • Doel van de distributieberekening • Gebruikte methode (welk model) • Gebruikte distributiefunctie. Formule. (Zie hfdst 6.4.2 cursustekst) 4. Toedeling • Doel van de toedelingsfase. • Kort iets over methodes Alles-of-Niets en Evenwichtstoedeling (Wardrop). • Vóór afsluiting van de Ring

• Map met Evenwichtstoedeling • Voorbeeld chart voor een kruispunt • Chart vergelijking telling en berekende flows evenwichtstoedeling • Kort commentaar

• Na afsluiting van de Ring bij station • Map met Evenwichtstoedeling • Maps met toename en afname in flows ten gevolge van afsluiting. • Kort commentaar.

(Facultatief kunt u nog een pagina toevoegen met opmerkingen en mening over de oefening.) =======================================================