Om haar positie als logistieke en economische draaischijf te behouden, zet Antwerpen alles op alles om de bereikbaarheid van de stad te verbeteren. De vervoersautoriteiten willen elke verbeterstap goed kunnen onderbouwen en lieten daarom een nieuw macroscopisch-dynamisch model bouwen – een primeur voor Vlaanderen.
Met een aantal gerichte infrastructurele en verkeerskundige ingrepen wil Antwerpen de files in en om de stad fors terugdringen. Voorbeelden van projecten die worden uitgevoerd, zijn de nieuwe Oosterweelverbinding, de grootschalige modernisering van de verkeerslichtenregelingen en de heraanleg van de Leien.
Om de huidige verkeerssituatie scherp in beeld te krijgen en om dergelijke projecten voorafgaand te kunnen evalueren en vorm te geven, is een macroscopisch-dynamisch verkeersmodel onontbeerlijk. Zo’n model was er echter nog niet voor de regio. De afdeling Beleid van het Vlaamse Departement Mobiliteit en Openbare Werken gaf daarom in 2015 opdracht om er een te bouwen. Het project werd gegund aan een consortium van Transport & Mobility Leuven, Technum en Sweco Belgium. In 2016 leverden zij het zogenoemde Macroscopisch-dynamisch verkeersmodel voor de regio Antwerpen op, kortweg mdvm Antwerpen. Het model is opgebouwd met het softwarepakket Visum. Het omvat alle belangrijke verkeersassen en verbindingswegen van de Antwerpse regio: meer dan 6600 kruispunten en ruim 17.000 wegsegmenten. Zie figuur 1.
Kenmerken van het model
In een dynamisch verkeersmodel als mdvm Antwerpen veranderen de gesimuleerde verkeersintensiteiten en de gemaakte routekeuzes – en dus ook de resulterende filelengtes en reistijden – doorheen de tijd tijdens de duur van de simulatieperiode. Voor ons model hebben we bijvoorbeeld meer dan 300 verkeerslichtenregelingen waarheidsgetrouw gemodelleerd, identiek aan de werking op het kruispunt zelf. De werkelijkheid is zo nauwkeuriger te benaderen dan met statische verkeersmodellen mogelijk zou zijn.
Wat detailniveau betreft is het mdvm Antwerpen macroscopisch. Dit betekent dat we het verkeer langs wegen en kruispunten benaderen als één homogene stroom, uitgedrukt in het aantal voertuigen per tijdsinterval.
Verder hebben we gekozen om het model unimodaal te houden, gericht op alleen auto- en vrachtverkeer. Het model is toegespitst op het simuleren van de verkeerstoestanden op het netwerk (snelheden, fileopbouw etc.) en van de gemaakte routekeuzes die hiermee in evenwicht zijn, gegeven een vaste verkeersvraag voor auto en vracht (in de vorm van dynamische herkomst-bestemmingsmatrices).
Specifieke referentieperiodes
Een belangrijk kenmerk van het mdvm Antwerpen is dat het model naar specifieke referentieperiodes is opgebouwd, voor een reguliere ochtend– en een reguliere avondspits. Dit geeft een realistischer beeld dan mogelijk zou zijn met een ‘daggemiddeld’ verkeersbeeld als referentie.
Als referentiepunten hebben we dinsdag 6 oktober 2015 en donderdag 8 oktober 2015 gekozen. Deze dagen zijn voldoende representatief voor het gehele basisjaar 2015.
Het verkeersmodel is gekalibreerd om een zo realistisch mogelijk resultaat te bekomen. We hebben daarbij scherp gelet op:
- Knelpunten: Komen oorzaak, plaats, duur en zwaarte van de gemodelleerde knelpunten overeen met wat we op de weg zien?
- Filebeeld en reistijden: Wat is de resulterende (berekende) verkeerstoestand in het gehele netwerk? Zijn die realistisch?
- Intensiteiten: Komen de modelintensiteiten voldoende overeen met de gemeten intensiteiten op tellocaties? Zie ook figuur 2.
Bij deze kalibraties vergelijken we de modelresultaten waar mogelijk met beschikbare data om zo de eventuele mismatches te kunnen identificeren. We kijken dan steeds eerst naar de oorzaak van de verschillen (zijn ze gerelateerd aan de verkeersvraag, aan fouten in het gemodelleerde netwerk of aan routekeuzegedrag?). Vervolgens schatten we in of en hoe de mismatch kan worden weggewerkt.
Voor de kalibratie van de verkeersvraag hebben we zoveel mogelijk gebruikgemaakt van tellingen tijdens de referentiespitsperiodes.
Realistische intensiteiten en filebeelden, reistijden blijven uitdaging
Globaal genomen benadert het gekalibreerde verkeersmodel de werkelijkheid goed tot zeer goed wat intensiteiten en filebeelden betreft. De modelintensiteiten benaderen de tellingen nauwkeurig op de belangrijkste locaties, en de afrijcapaciteit van de snelwegbottlenecks in het model is dezelfde als op de weg. De XT-plots tonen aan dat de files in het verkeersmodel zich voordoen op dezelfde locaties en tijdens dezelfde perioden als in werkelijkheid. Zie figuur 3.
Qua filelengtes zijn er op bepaalde locaties wel afwijkingen. Dat is niet toevallig: kleine veranderingen in de intensiteiten hebben vaak al een fors effect op de filelengte. Dit geldt nog meer voor de reistijden en het verkeersmodel vertoont hier dan ook grotere afwijkingen dan bij de intensiteiten en filebeelden. Reistijden zijn immers een fijngevoelig, moeilijk kalibreerbaar eindresultaat van het verkeersmodel. Vooral de vertragingen die zich voordoen op onderliggende wegen bij een toenemende verkeersdrukte – veroorzaakt door onder andere verkeerslichten en voorrangsconflicten – kunnen met de huidige state-of-the-art dynamische macromodellen nog niet goed worden gesimuleerd. De reistijden in het mdvm Antwerpen vertonen echter wel de correcte grootteordes en gevoeligheden op de belangrijke trajecten.
Het model in de praktijk
Op dit moment wordt het mdvm Antwerpen ingezet om een hinderinschatting te maken voor een specifieke werffase (bouwfase) van de Oosterweelwerken op Linkeroever.
De uitgangssituatie is dat er in deze omgeving sprake is van een structurele file op de E17 richting Antwerpen. Die ontstaat door de samenvoeging van drie rijstroken van de E17, twee rijstroken van de E34 en een rijstrook van een oprit tot de drie beschikbare rijstroken in de Kennedytunnel. De verliestijd op de E17 bedraagt hierdoor ’s ochtends gemiddeld meer dan 35 minuten. Ook ’s avonds verliest men hier tot 25 minuten in de file.
Tijdens de beschouwde werffase wordt de E17 tussen Zwijndrecht en het knooppunt Antwerpen-West teruggebracht van 4 naar 3 rijstroken en in het knooppunt Antwerpen-West van 3 naar 2 rijstroken. Het aantal rijstroken na het knooppunt en in de Kennedytunnel blijft ongewijzigd op 3. Verder is er in de werfzone een snelheidsbeperking van 70 km/u en wijzigt de aansluiting op het onderliggende wegennet. Zo zal het verkeer komende van de Kennedytunnel, de afrit Zwijndrecht enkel via een keerlus ter hoogte van Kruibeke bereiken, en zal ook de oprit in Zwijndrecht richting Antwerpen verdwijnen.
Het mdvm Antwerpen wordt gebruikt om de verkeerssituatie tijdens deze fase van de werken in te schatten. Daarbij onderzoeken we onder meer de volgende vragen:
- Wat zijn de nieuwe knelpunten die ontstaan en hoe verhouden deze zich tot de bestaande?
- Welke re-routing vindt plaats? Daarbij kijken we enerzijds naar de intensiteiten op de verschillende Scheldekruisingen in het verkeersmodel (Liefkenshoektunnel, Waaslandtunnel, Kennedytunnel en brug van Temse) en anderzijds naar alternatieve routes die ontstaan op zowel het hoofd- als het onderliggende wegennet.
- Hoe wijzigen het filebeeld en de bijhorende reistijden over de ochtend- en avondspitsperiodes op het hoofdwegennet, rekening houdend met deze re-routing?
- Wat is het verschil in voertuigverliesuren en voertuigkilometers over het volledige netwerk ten opzichte van de basistoestand?
De projectleider en de aannemer zullen de resultaten van deze hinderinschatting gebruiken om samen met alle partners de werken aan de Oosterweelverbinding op Linkeroever en in Zwijndrecht te optimaliseren. Het onderzoek zal hen ook helpen om de doelgroepen nog gerichter te informeren over de te verwachten hinder en de mogelijke alternatieven.
Macroscopisch-dynamisch model Brussel
Op dit moment werkt het projectteam van Transport & Mobility Leuven alweer aan een volgend macroscopisch-dynamisch verkeersmodel in opdracht van het Departement Mobiliteit en Openbare Werken. Ditmaal gaat het om de regio Brussel. De planning is dat de kalibratie van het mdvm Brussel vóór deze zomer klaar is. De afdeling Beleid zal daarna een aantal testscenario’s modelleren. Vanaf eind 2018 kan dit nieuwe macroscopisch-dynamisch model dan eveneens in de praktijk worden ingezet.
____
De auteur
Ruben Corthout is projectleider Macroscopisch-dynamische verkeersmodellen bij Transport & Mobility Leuven.
