Wikia



Het aantal auto's met een GPS-ontvanger 'aan boord' groeit snel. GPS wordt voornamelijk gebruikt voor routenavigatie, maar kan ook worden ingezet voor verkeersmonitoring. Bij Floating Car Data (FCD) via GPS stuurt de GPS-ontvanger de locatiebepaling door naar een centrale. Op basis van deze informatie kunnen trajectreistijden en trajectsnelheden worden bepaald. Ook kan inzicht worden verkregen in de herkomst-bestemmingsrelaties en kan een schatting gemaakt worden van de intensiteiten.

WerkingsprincipeEdit

Floating Car Data (FCD) via GPS is een technologie die het verkeer monitort met behulp van het Global Positioning System (GPS). Een voertuig dat met GPS is uitgerust, ook wel een probe genoemd, kan nauwkeurig in tijd en ruimte worden gevolgd. Met satellietpositiebepaling is het mogelijk een veelheid aan voertuiggegevens in te winnen. Naast de herkomst-bestemmingslocatie kunnen de afstand van een verplaatsing en de reistijdduur worden bepaald. Door de tijd-ruimte-gegevens te koppelen aan een digitale wegenkaart, kan de vertaalslag worden gemaakt naar de weggebonden verkeersinformatie. Om periodiek over betrouwbare verkeersgegevens te kunnen beschikken, worden gegevens over langere tijd ingewonnen en voor vergelijkbare tijdsperioden en trajecten samengenomen. Deze historische gegevens zijn geschikt om een prognose van de resitijd te geven, maar ongeschikt om tot actuele verkeersdata te komen. Juist is afwijkende situaties (incidenten, slecht weer etc.) zijn goede actuele gegevens van belang. Terugvallen op historische data is dan juist niet mogelijk.

De GPS-ontvanger in de auto ontvangt van een aantal satellieten signalen. Via de looptijdmeting van deze radiogolven kan de afstand tot de satellieten worden bepaald. De satellieten zenden de informatie op twee frequenties uit. Op deze frequenties zijn met modulatietechnieken digitale codes aangebracht, zoals de onderlinge synchronisatie van de satellietklokken en de benaderende baanparameters van alle satalieten. Deze codes vormen de informatie die van belang is voor de plaatsbepaling. Voor het systeem geldt: hoe meer satellieten, hoe nauwkeuriger de berekende positie.

Via GPS kan de detector in het voertuig zijn positie met een nauwkeurigheid van 50 – 100 meter bepalen. Bij gebruik van differentieel GPS, dGPS kan dat zelfs tot op enkele meters nauwkeurig. dGPS maakt gebruik van een referentieontvanger, waarvan de positie bekend is, en een tweede ontvanger. Bij de referentieontvanger worden de verschillen tussen de bekende positie en de met GPS berekende positie berekend, waarna de afwijkingen naar de ontvanger worden verzonden. De berekende positie van de ontvanger wordt vervolgens gecorrigeerd.



De positiebepaling die met behulp van GPS is verkregen, wordt via een draadloze verbinding (bijvoorbeeld GSM of GPRS) naar een centrale gestuurd. Deze informatie wordt vervolgens gekoppeld aan een digitale wegenkaart (map-matching), waardoor snelheden en reistijden berekend kunnen worden. Naast de functie van reistijden kan het systeem ook gebruikt worden door fleetowners, om de positie van hun voertuigen te kunnen monitoren en zodoende effectiever instructies te kunnen doorgeven. Ook zijn er systemen die het FCD-principe gebruiken (eventueel offline) om ritinformatie te verzamelen, bijvoorbeeld voor de Belastingdienst over fiscale bijtellingen van de zakelijke auto.

Momenteel wordt voor de locatiebepaling gebruik gemaakt van het Americaanse Global Positioning System. Een Russische tegenhanger hiervan is GLONASS. Ook is er een Europees initiatief van start gegaan, Galileo.

ToepassingEdit

De met GPS ingewonnen data kunnen informatie geven over de , reistijden en snelheden op een bepaald traject, de herkomst-bestemmingsrelatie en routekeuze, filevorming en een schatting van de intensiteiten op een bepaalde locatie.


Er zijn momenteel veel GPS-systemen in voertuigen aanwezig, met name voor routenavigatie. De navigatiesystemen verzamelen informatie over de locatie van het voertuig op het wegennetwerk, de snelheid en de richting. Deze informatie wordt momenteel alleen gebruikt in het voertuig voor routenavigatie en wordt nog niet vanuit het voertuig naar een centrale gestuurd. Als dit wel gebeurt, kunnen de gegevens worden gebruikt voor de monitoring van het verkeer.

Het proces van ruwe inwinning van de data tot verkeersinformatie verloopt via een aantal stappen:

  1. Positiebepaling op het digitale wegennetwerk - De resultaten van de locatiebepaling van de GPS-ontvangers worden in een verkeersmodel met een netwerk geplaatst.
  2. Initiële datafitting - De basis is om elk meetpunt op het meest waarschijnlijke weggedeelte van het netwerk te plaatsen. De goodness of fit van elk meetpunt varieert per locatie op de weg en de karakteristieken van de weg. Punten die niet logisch lijken in het netwerk worden uit de dataset gefilterd.
  3. Berekening van de trajectsnelheid - Aan de hand van het digitale wegennetwerk wordt berekend welke afstand de voertuigen daadwerkelijk hebben afgelegd tussen de verschillende meetpunten. Aan de hand van deze afstanden worden de snelheid en de reistijd van de voertuigen bepaald. Ditzelfde geldt voor een gemiddelde trajectsnelheid en trajectreistijd.
  4. Analyse van de gegevens - De ingewonnen gegevens (snelheid, locatie, tijd, voertuigcategorie) worden in een database opgeslagen. Met behulp van de gegevens in de database kan de validatie en analyse van de ingewonnen gegevens worden uitgevoerd, om te kijken of er ‘foute’ metingen tussen zitten.
  5. Calibratie van de gegevens - De gemeten gegevens via de GPS-units worden vergeleken met metingen van andere (meestal weggebonden) meetsystemen om de betrouwbaarheid van de informatie te checken.
  6. Data output - Uiteindelijk zijn onder meer de trajectsnelheden van verschillende wegvakken in het wegennet bekend, zijn de trajectreistijden van deze wegvakken bekend en zijn de routes die de voertuigen over het netwerk rijden bekend.
  7. De ingewonnen informatie kan vervolgens gebruikt worden voor verkeersinformatie en dynamisch verkeersmanagement, in verkeersmodellen en voor beleidsdoeleinden.

KenmerkenEdit

PenetratiegraadEdit

Om te bepalen hoeveel voertuigen moeten worden uitgerust met het GPS-systeem, is onderzoek uitgevoerd door Goudappel Coffeng en LogicaCMG. In dit onderzoek is gekeken naar de minimale penetratiegraad die benodigd is voor een betrouwbare inwinning. De penetratiegraad is afhankelijk van het benodigd aantal metingen per toepassing, de verkeersintensiteit, het tijdsinterval en het aantal vergelijkbare meetperioden. Het benodigd aantal metingen is afhankelijk van de gewenste toepassing (reistijd/snelheid, intensiteit, herkomst-bestemmingsrelaties/routeverdeling, filedetectie en onderhoud digitale wegenkaarten).

  • Trajectreistijd/trajectsnelheid
De spreiding in reistijden en snelheden bepaalt mede de hoeveelheid metingen die nodig is om een betrouwbare schatting van de reistijd te kunnen maken. Gemiddeld gezien moet op wegen met een intensiteit van meer dan 800 voertuigen per uur, voor betrouwbare informatie over de trajectreistijden en –snelheden, twee à drie procent van de voertuigen met GPS worden uitgerust.
  • Verkeersintensiteiten
Voor het schatten van verkeersintensiteiten, per punt, per rijrichting, per dagsoort en per maand of per kwartaal, is een (zeer) hoog aantal metingen vereist om betrouwbare uitspraken te kunnen doen. Als wordt uitgegaan van een penetratiegraad van drie procent, dan zijn alleen betrouwbare schattingen mogelijk voor delen van het hoofdwegennet en voor trajecten met intensiteiten van 4.000 voertuigen per uur of meer.
  • Herkomst-bestemmingsrelaties/routeverdeling
Voor herkomst-bestemmingsrelaties geldt in feite hetzelfde als voor intensiteiten. Het vraagt om een zeer groot aantal metingen om de omvang van het aantal ritten per HB-cel voor spits- en dalperiodes betrouwbaar te kunnen schatten.
  • Filedetectie
Ook al is het mogelijk om met GPS afzonderlijke voertuigen nauwkeurig over de weg te volgen, om betrouwbare uitspraken te kunnen doen over het aantal files en de duur en lengte van files is een zeer hoge penetratiegraad vereist.

NauwkeurigheidEdit

Hoe meer satallieten, hoe nauwkeuriger de berekende positie. Ook de onderlinge positie van de satellieten (constellatie) heeft invloed op de nauwkeurigheid. Bij een goede spreiding van de satellieten zal het mogelijke volume waarin de ontvanger zich kan bevinden kleiner zijn en een gunstiger vorm hebben.

Het signaal tussen de ontvanger en de satellieten kan worden geblokkeerd door bijvoorbeeld gebouwen, bomen en tunnels. Indien de afscherming slechts enkele seconden duurt levert dat geen bezwaar op voor de betrouwbaarheid van de waarnemingen. Met name in steden is de locatiebepaling daardoor minder nauwkeurig. Daarnaast speelt in stedelijk gebied de dichtheid van het wegennet een belangrijke rol. Doordat wegen soms erg dicht bij/naast elkaar liggen, is niet altijd met voldoende zekerheid te zeggen van welke weg het voertuig gebruik maakt.

ActualiteitEdit

Informatie over reistijden en snelheden is actueel beschikbaar en kan worden gebruikt voor verkeersinformatie en dynamisch verkeersmanagement. Over een langere periode, bijvoorbeeld een jaar of langer, kan daarnaast informatie worden ingewonnen over routekeuze en routeverdeling. Deze informatie kan onder meer worden gebruikt in verkeersmodellen.

GegevenstypenEdit

Met waarnemingen op basis van Floating Car Data via GPS kan een gedetailleerd inzicht worden verkregen in de snelheden op de wegvakken. Op basis van deze gemiddelde snelheden kan een verwachting worden uitgesproken over de gemiddelde snelheid op een traject en de gemiddelde reistijd die daarmee overeenkomt.

Het aantal voertuigen dat per tijdseenheid een bepaald punt passeert (de intensiteit) kan met FCD-waarnemingen niet rechtstreeks worden gemeten. Door de penetratiegraad van de voertuigen met een GPS-unit te kennen, kan wel een schatting van de intensiteit worden gemaakt.

Bij voldoende waarnemingen kan het begin en het eind van een file worden gedetecteerd. Op basis van de verdichting van de metingen kunnen de vertragingen en schokgolven worden gedetecteerd. De penetratiegraad moet echter wel voldoende hoog zijn om elke van belang zijnde file waar te kunnen nemen.

Ook kunnen de herkomst-bestemmingsrelaties en routeverdeling worden bepaald aan de hand van de ingewonnen locatiebepalingen. De routekeuze kan worden gebruikt in verkeersmodellen en voor het updaten van digitale wegenkaarten.

KostenEdit

De totale kosten van een FCD-systeem via GPS zijn moeilijk in te schatten. De kostenaspecten waarmee rekening moet worden gehouden, zijn:

  • de voorbereidingen van het omvormen van bijvoorbeeld een navigatiesysteem tot monitoringssysteem;
  • de aanschaf en inbouw van de GPS-unit in de voertuigen;
  • de communicatie tussen de centrale en het voertuig.

BronnenEdit

Hillen, Monitoring ten behoeve van reistijdinformatie, AGV in opdracht van het ministerie van Verkeer en Waterstaat/Rijkswaterstaat Adviesdienst Verkeer en Vervoer, september 2006

Jansen, Schmorak en Rutten, De meerwaarde van verkeersinformatie met GPS, Verkeerskunde nummer 10, december 2003

Polman, Voertuigdetectie: wensen en mogelijkheden, Goudappel Coffeng in opdracht van het ministerie van Verkeer en Waterstaat/Rijkswaterstaat Adviesdienst Verkeer en Vervoer, november 2001

Schmorak, van den Broek, van Beek, Jansen, van Berkum, Rutten en Liem, Bepaling steekproefgrootte Floating Car Data, Goudappel Coffeng en LogiCa CMG in opdracht van Adviesdienst Verkeer en Vervoer, februari 2003

Storey en Holtom, The use of historic GPS data in transport and traffic monitoring, Tec, november 2003

Openstaande vragenEdit

  • Welke penetratiegraad is daadwerkelijk benodigd op betrouwbare informatie te leveren?
  • Welke methode wordt gebruikt om de intensiteiten te schatten uit Floating Car Data via GPS?


Terug naar -> Voertuiggebonden meetsystemen

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Around Wikia's network

Random Wiki