En stokastisk flerklasse vejvalgsmodel med fordelte koefficienter for tider og omkostninger

Abstract

Ved sidste års Trafikdage præsenterede Nielsen og Frederiksen en ny flerklasse rutevalgsmodel, der var udviklet for Ørestadsselskabet. I forbindelse med Havnetunnelprojektet for Trafikministeriet, Vejdirektoratet, m.fl. er denne model videreudviklet i betydeligt omfang både teoretisk og i praksis, ligesom modellen nu er estimeret ud fra grundige RP- og SP-analyser, hvor den før kun var kalibreret mod tællinger. Arbejdet er gennemført som en del af det samlede Havnetunnel modelprojekt gennemført af TetraPlan A/S, Hague Consult og DTU med Banestyrelsen Rådgivning som underrådgiver.

Modellen beskriver flere klasser af biler (forskellige turformål), varebiler og lastbiler, der hver for sig har forskellige nyttefunktioner. Derudover lægges busser ud på vejnettet efter køreplanen v.h.a. en såkaldt pre-load. De forskellige klasser og typer af køretøjer påvirker alle hastigheden på strækningerne, mens omfattende delmodeller for vejkryds og rundkørsler beskriver køer og geometriske forsinkelser. Modellen beskriver også grønne bølger ved koordinerede vejkryds (se Nielsen & Frederiksen, 1998c). Forskellige ‘byggeklodser’ til modellerne er beskrevet i tidligere artikler (Nielsen, 1996, 1997a, 1998a & Nielsen m.fl. 1998b), men disse beskrev ikke en fuldskala estimering og kalibrering, hvilket først har været muligt i forbindelse med Havnetunnelprojektet. Her er der gennemført forskellige kombinerede RP-og SP-analyser til estimering af fordelte koefficienter i nyttefunktionerne, efterfulgt af en grundig kalibrering og test mod tællinger og kendte rutebundter. Dette har – ud over en generel forbedring af modellen – muliggjort modellering af trafikale konsekvenser af en eventuel betaling for brug af Havnetunnellen.

I forbindelse med arbejdet er der udført omfattende RP- og SP-analyser i Havnesnittet for alle biltyper. Vare- og lastbilmatricer er reestimeret v.h.a. MPME-metoden (1997b & 1998d). Derudover er der foretaget en kvalitetssikring af vejnettet.

Artiklen starter med en diskussion af teoretiske, praktiske, og konstaterede fordele ved at benytte fordelte koefficienter i nyttefunktioner frem for faste koefficienter som i traditionelle logit- og probit-baserede rutevalgsmodeller. Herunder præsenteres estimationsmetoderne. Der er kun givet få eksempler af denne type modeller og metoder i litteraturen (se Ben-Akiva m.fl. 1993), og disse har benyttet andre løsningsalgoritmer i anvendelssituationen.
De primære konklusioner vedrørende fordelte koefficienter følges af en mere detaljeret diskussion af valg af fordeling (Logaritmisk Normalfordeling versus alm. Normalfordeling), hvordan fordelte koefficienter bedst indarbejdes i nyttefunktionerne (f.eks. hvilke koefficienter, der kan antages at være indbyrdes korrelerede), og endelig mere specifikke resultater (Middelværdi, varians og statistisk signifikans af de forskellige koefficienter).
Den endelige model indeholder forskellige tidsværdier for fri køretid versus tid i køer og andre
forsinkelser, ligesom der er forskellige værdier for alm. kørsel og betaling. Sidstnævnte blev benyttet til vurdering af betalingsniveauer for Havnetunnellen. Resultaterne fra rutevalgsmodellen blev i kalibreringsfasen sammenlignet med en mere traditionel model - nemlig en nested logitmodel for valg mellem tunnel og alternative ruter. Denne sammenligning viste, at det er fremkommeligt at beskrive betaling af tunnelafgift som en del af rutevalgsproblemet. I forbindelse med Havnetunnelprojektet resulterede dette i en intern konsistent model, fremfor de mere traditionelle sekventielle valgmodeller, der består af indbyrdes inkonsistente valgmodeller for hhv. tunnelafgift og rutevalg. Et interessant aspekt er, at metoden kan generaliseres til at beskrive rutevalg i vejsystemer med bompenge eller vejafgifter (road pricing). Dette har stor betydning, idet sådanne systemer på strækningsniveau – og derved indirekte også på efterspørgselsniveau - ikke kan beskrives på konsistent vis af mere traditionelle diskrete valgmodeller.