Zelfsturende "agents" voor onderzoek voetgangersstromen

De meeste softwareprogramma’s voor het onderzoeken van verkeersstromen zijn geschreven voor autoverkeer. Hierdoor staat de ontwikkeling van softwareprogramma’s om voetgangersgedrag te simuleren nog in de kinderschoenen. Daar komt bij dat voetgangers veel kleine beslissingen maken die moeilijk met behulp van een softwareprogramma zijn te simuleren, waardoor onderzoek algauw bewerkelijk en kostbaar is. Het softwarepakket MassMotion van Arup kan op basis van zelfsturende ‘agents’ voetgangersstromen simuleren en analyseren in gebouwen en op specifieke locaties. Koppeling van het programma met dynamische verkeersmodellen maakt het mogelijk de complexe multimodale netwerken te onderzoeken die veel voorkomen in Nederlandse binnensteden, zo blijkt uit Canadees onderzoek.

‘Real time’ simulaties

Het softwareprogramma is ontwikkeld voor de simulatie van voetgangersstromen in gebouwen en semipublieke ruimtes als luchthavens, stadions en treinstations. (1) De robuuste uitvoering van MassMotion, die real-time simulaties kan uitvoeren met 1 miljoen ‘agents’, maakt het programma zeer geschikt voor het onderzoeken van multimodale verkeersstromen. De software onderscheidt zich hierbij in vergelijking met andere veel gebruikte softwarepakketten, met name op snelheid, 3D-visualisaties en compatibiliteit.

Experiment in Toronto

Aan de University of Toronto is de software in een afstudeeronderzoek bij wijze van experiment gebruikt voor de simulatie van voetgangersstromen op een kruising (2). Hiervoor is MassMotion gekoppeld aan Paramics, een veelgebruikt programma voor de simulatie van autoverkeersstromen. Het experiment is uitgevoerd voor de kruising van George Street en College Street, in het centrum van Toronto. In het onderzoek zijn met behulp van Paramics en MassMotion vier scenario’s gesimuleerd om te achterhalen wat het effect is van twee mogelijke beleidsopties.

Vier scenario's

Bij de simulatie van het eerste scenario is een van de rijbanen in College Street geblokkeerd door werkzaamheden, zoals tijdens het onderzoek het geval is. In het tweede scenario zijn alle rijbanen beschikbaar en is sprake van een ‘normale’ situatie. In de scenario’s drie en vier worden twee verschillende inrichtingen van de kruising onderzocht. In beide scenario’s mogen voetgangers diagonaal oversteken. In scenario drie staan alle auto’s stil. In scenario vier mogen voetgangers en auto’s die uit oostelijke of westelijke richting komen de kruising tegelijkertijd passeren. De snelheid waarmee auto’s de kruising passeren is van invloed op de uitstoot van uitlaatgassen. In de vier scenario’s is daarom eerst gekeken naar hoe hard de auto’s gemiddeld rijden, waarbij scenario een en twee worden gebruikt als nulmeting. Uit de simulaties blijkt dat het verkeer in scenario vier het langzaamst rijdt. De mogelijke ingrepen op de kruising hebben ook invloed op de tijd die voetgangers doorbrengen op de kruising. Bij scenario drie is dat met ruim 210 seconden het langst. Bij scenario vier, de andere beleidsoptie, hebben voetgangers 200 seconden nodig om de kruising te passeren.

De uitstoot van NOx ligt bij beide beleidsopties, scenario drie en vier, hoger dan bij de nulmeting in scenario twee. Zo is in scenario drie de uitstoot van NOx 2,9 procent hoger dan in scenario twee. Scenario vier leidt in de simulaties zelfs tot een 7 procent hogere NOx uitstoot in vergelijking met de nulmeting. Blootstelling van voetgangers aan NOx reduceren met behulp van de onderzochte maatregelen is niet mogelijk, zo concludeert de onderzoeker.

Interactie simuleren

Simulaties met behulp van MassMotion zouden niet, zoals in het onderzoek van de University of Toronto, ‘slechts’ de uitstoot van uitlaatgassen kunnen voorspellen. Het experiment toont aan dat het programma ook zeer geschikt is voor simulaties gericht op de interactie tussen voetgangers- en andere verkeerstromen als auto’s, trams, bussen en fietsers. Dergelijke simulaties helpen beleidsmakers meer grip te krijgen op voetgangersstromen in Nederlandse binnensteden en bij infra-projecten in bebouwde omgevingen.

Referenties

1. Debney, P., ‘Pedestrian Simulation at Toronto’s Union Station’, EURAILmag, Issue 26, g.d..
2. Su, F.Z., ‘An Integrated Approach to Estimate Pedestrian Exposure to Roadside Vehicle Pollutants’, MA thesis University of Toronto, 2014

Auteurs: Marco Mulder – Arup Amsterdam, Fangzhou Su - University of Toronto/Arup Toronto