<p>Trafiksimulering är ett användbart verktyg då olika typer av vägar ska studeras. Statens väg och transportforskningsinstitut, VTI, har under de senaste åren utvecklat en ny landsvägssimuleringsmodell, Rural Road Traffic Simulator (RuTSim) (Tapani 2005). För att en simuleringsmodell ska vara användbar måste den ge en god överrensstämmelse mot verkligheten. Syftet med detta examensarbete är därför att utvärdera RuTSim, genom att kalibrera och validera två 2+1-vägar och en vanlig landsväg med mötande trafik. Detta både för en implementerad frifordonsmodell samt befintlig modell med trafikinteraktioner. Resultatet visar att frifordonsmodellen är valid för simulering av de studerade vägsträckorna. Vad gäller modellen med trafikinteraktioner uppvisar RuTSim brister i omkörningsmodellen, vävning mellan två och ett körfält och i car-followingmodellen. De brister som finns i modellen går troligtvis att åtgärda och god överrensstämmelse mot verkligheten kan då erhållas.</p>

Trafiksimulering är ett användbart verktyg då olika typer av vägar ska studeras. Statens väg och transportforskningsinstitut, VTI, har under de senaste åren utvecklat en ny landsvägssimuleringsmodell, Rural Road Traffic Simulator (RuTSim) (Tapani 2005). För att en simuleringsmodell ska vara användbar måste den ge en god överrensstämmelse mot verkligheten. Syftet med detta examensarbete är därför att utvärdera RuTSim, genom att kalibrera och validera två 2+1-vägar och en vanlig landsväg med mötande trafik. Detta både för en implementerad frifordonsmodell samt befintlig modell med trafikinteraktioner. Resultatet visar att frifordonsmodellen är valid för simulering av de studerade vägsträckorna. Vad gäller modellen med trafikinteraktioner uppvisar RuTSim brister i omkörningsmodellen, vävning mellan två och ett körfält och i car-followingmodellen. De brister som finns i modellen går troligtvis att åtgärda och god överrensstämmelse mot verkligheten kan då erhållas.

<p>Examensarbetets syfte är att med trafiksimuleringar utreda det framtida resecentrumets kapacitet i form av hållplatskapacitet och systemkapacitet. Trafiksimulering är ett effektivt verktyg som används allt oftare för att utreda konsekvenserna av olika förändringar i vägnätet och trafiken. Det kan medföra både ekonomiska och tidsmässiga vinster i och med att programmet kan utvärdera olika ombyggnadsförslag innan beslut fattas. Programmet som används i examensarbetet är AIMSUN NG, vilket är ett mikrosimuleringsprogram utvecklat av TSS.</p><p>För att uppnå syftet skapades först en model över områden som det såg ut innan ombyggnationen påbörjades. Med denna som utgångspunkt skapades sedan en modell över det framtida resecentrumet. Simuleringen visade att kapaciteten var för låg och att den ursprungliga lösningen inte var genomförbar. Av den anledningen skapades fyra alternativa lösningsförslag. I rapporten beskrivs och analyseras de fem scenarierna.</p><p>Slutsatsen av analysen är att Scenario 1 inte är en acceptabel lösning. Hållplatskapaciteten är inte tillräcklig vilket leder till att många bussar får vänta på ledigt utrymme då de anländer till sin hållplats. Scenario 2 och 5 liknar varandra utformningsmässigt och ger en mer acceptabel lösning, förutsatt att vissa förändringar genomförs. Scenario 3 och 4 skapades för att kunna erbjuda en högre kapacitet. Båda dessa uppfyller sitt syfte och det visade sig att scenario 3 gav bäst resultat. Samtliga scenarion behöver en minskning av trafikvolymen för att uppnå trafikförhållanden som liknar nulägets. Det visade sig dessutom att samtliga scenarion var mycket känsliga för förändringar av trafikvolymen. Små förändringar gav generellt sett stora förbättringar för framkomligheten.</p>

Examensarbetets syfte är att med trafiksimuleringar utreda det framtida resecentrumets kapacitet i form av hållplatskapacitet och systemkapacitet. Trafiksimulering är ett effektivt verktyg som används allt oftare för att utreda konsekvenserna av olika förändringar i vägnätet och trafiken. Det kan medföra både ekonomiska och tidsmässiga vinster i och med att programmet kan utvärdera olika ombyggnadsförslag innan beslut fattas. Programmet som används i examensarbetet är AIMSUN NG, vilket är ett mikrosimuleringsprogram utvecklat av TSS. För att uppnå syftet skapades först en model över områden som det såg ut innan ombyggnationen påbörjades. Med denna som utgångspunkt skapades sedan en modell över det framtida resecentrumet. Simuleringen visade att kapaciteten var för låg och att den ursprungliga lösningen inte var genomförbar. Av den anledningen skapades fyra alternativa lösningsförslag. I rapporten beskrivs och analyseras de fem scenarierna. Slutsatsen av analysen är att Scenario 1 inte är en acceptabel lösning. Hållplatskapaciteten är inte tillräcklig vilket leder till att många bussar får vänta på ledigt utrymme då de anländer till sin hållplats. Scenario 2 och 5 liknar varandra utformningsmässigt och ger en mer acceptabel lösning, förutsatt att vissa förändringar genomförs. Scenario 3 och 4 skapades för att kunna erbjuda en högre kapacitet. Båda dessa uppfyller sitt syfte och det visade sig att scenario 3 gav bäst resultat. Samtliga scenarion behöver en minskning av trafikvolymen för att uppnå trafikförhållanden som liknar nulägets. Det visade sig dessutom att samtliga scenarion var mycket känsliga för förändringar av trafikvolymen. Små förändringar gav generellt sett stora förbättringar för framkomligheten.

Linköpings kommun har i senaste trafikstrategin från 2010 antagit målet att år 2030 ska var femte resa i kommunen ske med kollektivtrafik. För att nå målet behöver kollektivtrafikens attraktionskraft öka. För att ta fram exempel på hur detta kan göras genomfördes examensarbetet med syftet att ”analysera hur korsningen mellan Brokindsleden och Söderleden i Linköping kan förändras för att minska fördröjningen för kollektivtrafik år 2030”. Analysen genomfördes med hjälp av mikrosimuleringsprogrammet PTV Vissim. I en simuleringsstudie jämfördes fyra olika scenarier. NU0 och NU1 som beskriver nuläget utan och med kollektivtrafiksprioritet. Jämförelsealternativet, JA, bygger på en trafikprognos för 2030 och i utredningsalternativet, UA, förändras JA för att minska kollektivtrafikens fördröjning. Den kollektivtrafiksprioritering som används idag beräknades i genomsnitt minska fördröjningen med fem procent per buss motsvarande tre sekunder. Denna minskning är dock inte signifikant. Om korsningen inte förändras till 2030 beräknades fördröjningen för kollektivtrafiken öka med 87 procent. Den övriga trafiken kommer att få en ökning med 45 procent. Utifrån dessa resultat gjordes flera förändringar i simuleringsmodellen, bland annat infördes prioritet för alla bussar och kollektivtrafikskörfält på Brokindsleden. Med förändringarna minskade fördröjningen för buss med 78 procent. Den övriga trafiken påverkas också positivt med en minskning på elva procent, nästan tio sekunder per fordon. Utifrån detta drogs slutsatsen att en förändring med de förslagna åtgärderna mycket väl kan vara alla trafikanter till nytta.

<p>En körsimulator är en modellkonstruktion som ska efterlikna ett verkligt fordon. Den körsimulator som finns vid Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, bygger på en riktig fordonskaross och ett avancerat rörelsesystem. Omgivningen simuleras och visas för föraren på tre skärmar. I dagsläget finns ingen modell för generering och simulering av trafik till VTIs körsimulator. Syftet med detta examensarbete var att ta fram en sådan modell. </p><p>En del av examensarbetet var att undersöka förekomsten av modeller för generering och simulering av trafik till körsimulatorer i världen. Resultatet av undersökningen är att det åtminstone finns tio sådana modeller. </p><p>Den modell som konstruerats för att generera och simulera trafik är giltig för en rak, torr och plan fyrfältig motorväg utan på- och avfarter. Den konstruerade modellen har döpts till <i>Intelligent Traffic Generator</i>, INTRAG. Modellen för att generera trafiken bygger på tre olika typer av områden. De tre typerna är: simulerat område, kandidatområde samt genereringsområde. I det simulerade området, området närmast simulatorn, simuleras fordonen enligt detaljerade modeller för förar- och fordonsbeteenden. De förar- och fordonsmodeller som används i modellen för <i>car-following</i>, körfältsbyten samt acceleration bygger till stor del på modellen <i>Traffic Performance on Major Arterials</i>, TPMA, och VTIs trafiksimuleringsmodell. Det finns även modeller för retardation, transformation av ideal hastighet samt hur förare kommunicerar med körriktningsvisare och bromsljus. Kandidatområdena är de områden som omger det simulerade området. De fungerar som en buffert av fordon. I dessa områden uppdateras fordonen sällan och inte enligt några modeller för förar- och fordonsbeteenden. Det finns två genereringsområden, ett i slutet av respektive kandidatområde. I dessa områden genereras nya fordon. </p><p>Förutom att konstruera en modell för att generera och simulera trafik till en körsimulator bestod uppgiften i att ta fram ett upplägg för hur kommunikationen mellan modellen och körsimulatorn ska se ut. Kommunikationen i det framtagna upplägget sker över intranät med internetprotokollet IP och transportprotokollet UDP. De paket som skickas mellan modellen och körsimulatornpaketeras efter en framtagen struktur. </p><p>Modellen har implementerats i programmeringsmiljön Borland Delphi 5. För att kunna testköra modellen skapades en applikation som fungerar som ett substitut för en körsimulator. Substitutet har även använts vid verifiering och validering av modellen. Vid verifieringen framkom att det uppmätta flödet i modellen i medel ligger mellan 3,6 och 9,9 % för lågt. Detta beror troligen på dåliga mätmetoder. För övrigt verkar modellen vara korrekt implementerad. Modellen har inte kunnat testköras mot VTIs körsimulator. De testkörningar som genomförts med körsimulatorsubstitutet har dock givit en indikation på att modellen är en bra avbildning av verkligheten.</p> / ISRN/Report code: LiU-TEK-LIC- 2005:58

<p>Vägtrafiken står för en allt större del av energianvändning och luftföroreningar. Att kunna beskriva de effekter på energianvändning och miljö som vägtrafiken ger upphov till blir därför allt viktigare. Modeller för simulering av personbilstrafik, energianvändning och utsläpp kommer i detta sammanhang att få en central roll.</p><p>I detta examensarbete visar vi hur en modell för trafiksimulering kan användas tillsammans med en modell för beräkning av energianvändning och utsläpp vid analyser av infrastrukturförändringar i ett trafiknätverk. Vi tillämpar modellerna praktiskt på ett trafiknätverk över Norrköping och studerar vilken ytterligare information en beräkning av energiförbrukning och utsläpp kan tillföra planeringsprocessen.</p><p>Den beräkningsmetodik för energiförbrukning och utsläpp som används kommer att ge oss information om bränsleförbrukning samt utsläpp av koldioxid, kväveoxider och lättflyktiga organiska ämnen från personbilstrafik.</p><p>Resultat från tillämpningen på trafiknätverket över Norrköping visar att beräkning av utsläpp, när två planeringsalternativ jämförs, tillför information som kan få betydelse i planeringsprocessen, jämfört med om endast information om förändring i trafikarbete och upplevd reskostandsförändring varit tillgänglig. Utsläpp av kväveoxider och lättflyktiga organiska ämnen från fordon med inte fullt uppvärmd motor kommer påverka de totala utsläppen kraftigt.</p><p>Att uppskatta de totala effekterna av en förändring i energiförbrukning och utsläpp av koldioxid är svårt om endast biltrafiken studeras. Om vi även uppskattar effekten på tung trafik kan vi se att denna effekt inte är obetydlig. Under antagande om att den tunga trafiken är obenägen att förändra sitt val av resväg och avreserestid, kan vi med större säkerhet uttala oss om hur stora förändringar som kan förväntas.</p>

En körsimulator är en modellkonstruktion som ska efterlikna ett verkligt fordon. Den körsimulator som finns vid Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, bygger på en riktig fordonskaross och ett avancerat rörelsesystem. Omgivningen simuleras och visas för föraren på tre skärmar. I dagsläget finns ingen modell för generering och simulering av trafik till VTIs körsimulator. Syftet med detta examensarbete var att ta fram en sådan modell. En del av examensarbetet var att undersöka förekomsten av modeller för generering och simulering av trafik till körsimulatorer i världen. Resultatet av undersökningen är att det åtminstone finns tio sådana modeller. Den modell som konstruerats för att generera och simulera trafik är giltig för en rak, torr och plan fyrfältig motorväg utan på- och avfarter. Den konstruerade modellen har döpts till Intelligent Traffic Generator, INTRAG. Modellen för att generera trafiken bygger på tre olika typer av områden. De tre typerna är: simulerat område, kandidatområde samt genereringsområde. I det simulerade området, området närmast simulatorn, simuleras fordonen enligt detaljerade modeller för förar- och fordonsbeteenden. De förar- och fordonsmodeller som används i modellen för car-following, körfältsbyten samt acceleration bygger till stor del på modellen Traffic Performance on Major Arterials, TPMA, och VTIs trafiksimuleringsmodell. Det finns även modeller för retardation, transformation av ideal hastighet samt hur förare kommunicerar med körriktningsvisare och bromsljus. Kandidatområdena är de områden som omger det simulerade området. De fungerar som en buffert av fordon. I dessa områden uppdateras fordonen sällan och inte enligt några modeller för förar- och fordonsbeteenden. Det finns två genereringsområden, ett i slutet av respektive kandidatområde. I dessa områden genereras nya fordon. Förutom att konstruera en modell för att generera och simulera trafik till en körsimulator bestod uppgiften i att ta fram ett upplägg för hur kommunikationen mellan modellen och körsimulatorn ska se ut. Kommunikationen i det framtagna upplägget sker över intranät med internetprotokollet IP och transportprotokollet UDP. De paket som skickas mellan modellen och körsimulatornpaketeras efter en framtagen struktur. Modellen har implementerats i programmeringsmiljön Borland Delphi 5. För att kunna testköra modellen skapades en applikation som fungerar som ett substitut för en körsimulator. Substitutet har även använts vid verifiering och validering av modellen. Vid verifieringen framkom att det uppmätta flödet i modellen i medel ligger mellan 3,6 och 9,9 % för lågt. Detta beror troligen på dåliga mätmetoder. För övrigt verkar modellen vara korrekt implementerad. Modellen har inte kunnat testköras mot VTIs körsimulator. De testkörningar som genomförts med körsimulatorsubstitutet har dock givit en indikation på att modellen är en bra avbildning av verkligheten. / ISRN/Report code: LiU-TEK-LIC- 2005:58

Vägtrafiken står för en allt större del av energianvändning och luftföroreningar. Att kunna beskriva de effekter på energianvändning och miljö som vägtrafiken ger upphov till blir därför allt viktigare. Modeller för simulering av personbilstrafik, energianvändning och utsläpp kommer i detta sammanhang att få en central roll. I detta examensarbete visar vi hur en modell för trafiksimulering kan användas tillsammans med en modell för beräkning av energianvändning och utsläpp vid analyser av infrastrukturförändringar i ett trafiknätverk. Vi tillämpar modellerna praktiskt på ett trafiknätverk över Norrköping och studerar vilken ytterligare information en beräkning av energiförbrukning och utsläpp kan tillföra planeringsprocessen. Den beräkningsmetodik för energiförbrukning och utsläpp som används kommer att ge oss information om bränsleförbrukning samt utsläpp av koldioxid, kväveoxider och lättflyktiga organiska ämnen från personbilstrafik. Resultat från tillämpningen på trafiknätverket över Norrköping visar att beräkning av utsläpp, när två planeringsalternativ jämförs, tillför information som kan få betydelse i planeringsprocessen, jämfört med om endast information om förändring i trafikarbete och upplevd reskostandsförändring varit tillgänglig. Utsläpp av kväveoxider och lättflyktiga organiska ämnen från fordon med inte fullt uppvärmd motor kommer påverka de totala utsläppen kraftigt. Att uppskatta de totala effekterna av en förändring i energiförbrukning och utsläpp av koldioxid är svårt om endast biltrafiken studeras. Om vi även uppskattar effekten på tung trafik kan vi se att denna effekt inte är obetydlig. Under antagande om att den tunga trafiken är obenägen att förändra sitt val av resväg och avreserestid, kan vi med större säkerhet uttala oss om hur stora förändringar som kan förväntas.

För att besluta vilken vägtyp som ska byggas är det viktigt att Trafikverket har bra underlag. Ett viktigt sådant underlag är så kallade hastighetsflödessamband. Sambanden visar hur trafikflödet påverkar hastigheten på vägen och kan användas för att skapa en bild över vilka trafiksituationer som kan förväntas. För så kallade glesa 2+1-vägar, där endast 15-35 % av vägens totala längd är tillgänglig för omkörning, är problemet att det saknas empiriska observationer för hur flödet påverkar hastigheten vid höga flöden. För att förbättra trafiksäkerheten byggde dåvarande Vägverket ut 2+1-vägar på ett flertal platser i landet. På platser där trafiken är låg har glesa 2+1-vägar byggts istället för konventionella 2+1-vägar, där andel omkörbar längd är större. I och med att trafiken på glesa 2+1-vägar ofta är låg skapas inte trängsel i lika stor utsträckning. Om det i framtiden skulle bli ökningar av trafikvolymerna på dessa vägar innebär det att Trafikverket i dagsläget saknar information för att svara på vilken hastighet ett visst flöde leder till på de glesa 2+1-vägarna. Därför ligger det i intresse att undersöka hastighetsflödessambandets form fram till kapacitetstaket för dessa vägar. Syftet med detta arbete har varit att undersöka hur hastigheten på glesa 2+1-vägar påverkas av olika flödesnivåer på vägen. På Statens Väg- och Transportforskningsinstitut (VTI) finns ett simuleringsverktyg som är anpassat för simulera trafiksituationer på olika typer av landsvägsutformningar. Detta verktyg, RuTSim, har använts för att simulera fram data på hastigheten vid olika trafikflöden. Simuleringarna har genomförts för en typ av landvägsutformning, nämligen en rak mötesfri landsväg med hastighetsgräns 100 km/h. Detta har genomförts både för typiska glesa 2+1-vägar baserade på verkliga vägar, och fiktiva experimentvägar. För experimentvägarna har tre parametrar valts att förändras mellan scenarierna; andel tunga fordon (10 och 15 %), antal omkörningsfält (ett, två och tre) och andel omkörbar längd (20 och 30 %). Totalt har tolv olika scenarier undersökts. Simuleringsresultaten visar att det råder små skillnader mellan de olika alternativa vägutformningar och trafiksammansättningar som har undersökts. Det alternativ som har genererat minst medelfördröjning av undersökta är scenariot med tre omkörningsfält, 30 % andel omkörbar längd och 10 % tunga fordon. Dessutom har det visat sig att andel tunga fordon är den faktor som påverkar medelreshastigheten och medelfördröjningen mest. De hastighetsflödessamband som Trafikverket använder sig av ligger generellt sett högre än de samband som framtagits via trafiksimulering. Vidare arbete behövs därför för att bekräfta denna skillnad. Dessutom behöver effekten av fler alternativa utformningar och andra hastighetspåverkande faktorer undersökas.