HomeContrast 2012PartnersPers

In februari 2010 zijn er verschillende experimenten uitgevoerd op de snelweg A270 tussen Helmond en Eindhoven. Het doel van de experimenten is om de potentie van coöperatieve systemen te laten zien ter verbetering van de doorstroming op snelwegen. Deze experimenten tonen aan dat coöperatieve systemen een bijdrage kunnen leveren om spookfiles te verminderen.

Experiment

… welke technologie

De bestuurders in de auto’s op de rechter rijstrook worden ondersteund met een adviessysteem. Dit systeem bestaat uit een aantal onderdelen.

  1. Een MobilEye camera van Clifford die de relatieve positie en relatieve snelheid van de directe voorligger bepaalt.
  2. Draadloze communicatie om de positie, snelheid en versnelling van een vijftal voorliggers te ontvangen. Hierdoor kan sneller gereageerd worden op remacties van voorliggers.
  3. Een TomTom om de positie, snelheid en versnelling van het eigen voertuig te kunnen bepalen. Daarnaast is de TomTom ook de human-machine interface die de bestuurder informeert wat de gewenste versnelling van het voertuig is.
  4. Een computer met ‘slimme’ software van TNO die de informatie van de verschillende systemen combineert en uiteindelijk een gewenste versnelling bepaalt voor het voertuig. Deze versnelling wordt gecommuniceerd naar de bestuurder door middel van de TomTom. De bestuurder dient deze gewenste versnelling zo goed mogelijk opvolgen.

… locatie

De experimenten vinden plaats op de snelweg A270 tussen Helmond en Eindhoven. Er is bewust gekozen om deze experimenten plaats te laten vinden op een openbare weg. Op deze manier wordt aan iedereen getoond dat dit soort technieken gebruikt kunnen worden onafhankelijk van de locatie. De snelweg is op 3 zondagen volledig afgesloten voor overig verkeer. Dit om te voorkomen dat niet geïnstrueerde bestuurders tijdens de experimenten meerijden om zo de veiligheid voor de deelnemers te vergroten.

Fig. 1: Test locatie A270 tussen Helmond en Eindhoven (bron: Google Maps).

Fig. 1: Test locatie A270 tussen Helmond en Eindhoven (bron: Google Maps).

… hoe meten we de effecten

Voor de experimenten op de A270 zijn meetsystemen in het voertuig geïnstalleerd en langs de weg opgesteld. Op deze manier is het mogelijk om de effecten van rijgedrag van bestuurders met en zonder adviessysteem nauwkeurig te kunnen meten en vergelijken.

Langs de snelweg A270 zijn 20 videocamera’s opgesteld, waarmee de voertuigen over een afstand van 2 kilometer nauwkeurig kunnen volgen. Tijdens en direct na de experimenten is het TNO Video-Based Monitoring systeem (VBM) gebruikt.
Hiermee kunnen de voertuigen worden gevolgd en kunnen snelheden en onderlinge afstanden continu worden gemeten door verschillende camera’s. In onderstaande film is een overzicht van de 20 opeenvolgende camera’s te zien tijdens een experiment.



Er is ook data vanuit het voertuig opgenomen. Deze data is gebruikt om de VBM data te valideren. Tevens geeft deze data informatie over de positie, snelheid en versnelling van de individuele voertuigen die zich buiten het camerabeeld bewegen.

… hoe zetten we de schokgolven neer

Twee even lange rijen van 47 voertuigen zijn opgesteld en zij volgen een eerste voertuig, een zogenoemde pace-car, zo goed mogelijk. De voertuigen rijden met een snelheid van 100 km/h en passeren de opeenvolgende camera’s. Na een bepaalde tijd gaat de pace-car hard afremmen tot een lagere snelheid, bijvoorbeeld 30 km/h. Het voertuig reageert alsof er een incident voor hem plaatsvindt waardoor het moet remmen, zie camera 10 in de film hierboven. Een aantal seconden na de remactie versnelt de pace-car weer naar 100 km/h, zie camera 12. De schok die deze actie veroorzaakt is duidelijk te zien aan de remmende achterliggers. Ook is duidelijk te zien dat het effect van de schok nog enige tijd te zien is omdat het optrekken van de voertuigen langer duurt dan het afremmen. Dit komt overeen met de Japanse film waar ook een schokgolf wordt neergezet.
Een variëteit aan remacties is gebruikt om een optimale schokgolf neer te kunnen zetten.

[naar boven]

Resultaten

Om de verbetering ten opzichte van verkeersdoorstroming te kunnen bepalen zijn 4 aspecten geanalyseerd, namelijk:

  1. Verkeersintensiteit
  2. Finishlijn
  3. Dichtheid
  4. Volgtijd.

Hieronder wordt elk aspect in detail uitgelegd aan de hand van de volgende film.

In de film wordt een scenario getoond waar de groep voertuigen met het adviessysteem (grijs) en de referentie groep zonder adviessysteem (rood) zichtbaar zijn. De pace-car die voorop rijdt, wordt geaccentueerd door middel van een blauwe kleur en een cirkel. De pace-car voert twee remacties uit, die uiteindelijk resulteren in een schokgolf voor de achterliggende voertuigen.

  1. Verkeersintensiteit
    De verkeersintensiteit is het aantal voertuigen dat per uur een stuk weg aflegt. Als de verkeersintensiteit verbetert, betekent dit dat er in totaal meer voertuigen verplaatst kunnen worden over dat stuk snelweg, en dus een betere doorstroming plaatsvindt. Gemiddeld is de verkeersintensiteit van de groep voertuigen met communicatie 12% hoger dan in de oorspronkelijke situatie. Er zijn zelfs uitschieters tot 25%. Er zijn dus grote verschillen merkbaar op het gebied van de verkeersintensiteit. Momenteel wordt verder onderzocht hoe we deze verkeersintensiteit nog verder kunnen vergroten.
  2. Finishlijn
    Naast de verkeersintensiteit is ook een finishlijn scenario geanalyseerd. Een denkbeeldige finishlijn is bij de laatste camera neergelegd. Bij deze camera wordt de voorsprong bepaald van de groep voertuigen met adviessysteem ten opzichte van de referentie groep (de groep voertuigen zonder systeem). Gemiddeld over alle ritten is er een winst van meer dan 3 voertuigen bij de laatste camera. Er zijn wederom uitschieters tot 7 voertuigen winst bij de groep voertuigen met communicatie.
  3. Dichtheid
    De verkeersdichtheid is de hoeveelheid voertuigen per kilometer per rijstrook. De dichtheid wordt bepaald door de onderlinge afstand, of volgafstand, die bestuurders aanhouden. Hoe dichter voertuigen op elkaar rijden, hoe hoger de verkeersdichtheid.

    De dichtheid en verkeersintensiteit zijn ook sterk afhankelijk van de rijsnelheid. Immers, bij een hogere snelheid zullen bestuurders geneigd zijn hun volgafstand groter te maken, waardoor de dichtheid van de groep voertuigen weer lager wordt. Als het verkeer drukker wordt, hebben bestuurders de neiging om dichter op elkaar te rijden en neemt de snelheid noodgedwongen af. In Figuur 2 staat de gemiddelde dichtheid ten opzichte van de gemiddelde snelheid van alle experimenten.

    Fig. 2: Gemiddelde snelheid ten opzichte van gemiddelde dichtheid voor alle experimenten.


    De snelheden in de experimenten worden grotendeels bepaald door de pace-car van de organisatie die de remacties inzet. De gemiddelde snelheden zijn daardoor voor beide stroken min of meer gelijk in dezelfde experimenten. Figuur 2 laat zien dat bij dezelfde snelheden de groep voertuigen die geïnstrumenteerd zijn (zwart), telkens een hogere gemiddelde dichtheid hebben ten opzichte van de referentie groep (grijs). Dit is niet omdat de geïnstrumenteerde voertuigen dichter op elkaar rijden, want de initiële volgafstanden zijn nagenoeg gelijk bij het begin van ieder experiment. Dit verschil ontstaat doordat de geïnstrumenteerde voertuigen minder grote gaten laten vallen bij het uitrijden van de schokken. Bij een aantal scenario’s is de referentiegroep ongeveer even goed als de groep voertuigen met communicatie, maar dit gebeurt slechts incidenteel. De instrumentatie helpt de bestuurders om te allen tijde de correcte volgafstand te houden.
  4. Volgtijd
    De volgtijd is de tijd die verstrijkt tussen het passeren van twee opeenvolgende voertuigen op een meetpunt langs de weg. De volgtijd wordt bepaald door de afstand die een bestuurder houdt tot zijn voorligger, en zijn rijsnelheid. In onderstaand histogram is de volgtijd van alle experimenten gedefinieerd.


    Fig. 3: Histogram van de volgtijd voor alle experimenten.


    In bovenstaand histogram is duidelijk zichtbaar dat de volgtijd van de geïnstrumenteerde groep voertuigen (zwart) veel minder spreiding heeft ten opzicht van de referentie groep (grijs). De referentie groep laat de volgtijden zien zoals deze bestuurders ook rijden in alledaags verkeer. Hier is een grotere spreiding zichtbaar. De gemiddelde volgtijd van de referentie groep is groter dan de groep voertuigen met communicatie. Dit wordt wederom verklaard door het te dicht op elkaar inrijden op een filestaart en het verlies als gevolg van het te langzaam uitrijden van de file. Dat betekent dat de referentie groep een kleinere gemiddelde dichtheid heeft, dat weer overeenkomt in de figuur waar de gemiddelde snelheid uitstaat ten opzichte van de gemiddelde dichtheid.
[naar boven]

Conclusie

Uit de analyse van de bovenstaande aspecten kan geconcludeerd worden dat de gedemonstreerde technologie de doorstroming significant kan verbeteren. Een voertuig met adviserend systeem helpt de bestuurder om minder hard een file in te rijden, en om sneller een file uit te rijden. In de experimenten is een verbetering van de doorstroming van gemiddeld 12%, tot een maximum van 25%, gerealiseerd.

Potentiële verbetering van de files in Nederland

Het fileprobleem kost Nederland in totaal ongeveer 4 miljard euro per jaar. Momenteel ontstaat 80% van het fileleed door een capaciteitstekort op de Nederlandse snelwegen. Een gevolg van het capaciteitstekort zijn spookfiles. Als de maximale capaciteit van een weg benaderd wordt, gaan voertuigen dichter op elkaar rijden dan eigenlijk veilig is. Wanneer een auto besluit om te remmen gaat de volgende auto harder remmen met als gevolg een schokgolf/spookfile. In Nederland komt 25% van het fileleed door spookfiles. De oplossing die hier geboden is, in combinatie met de andere oplossingen waaraan we momenteel werken, hebben de potentie om het fileleed dat ontstaat door spookfiles te halveren. Dat betekent dat 12,5 % van het totale fileleed verminderd kan worden. Deze vermindering komt overeen met een besparing van ongeveer 500 miljoen euro per jaar.

[naar boven]

Partners