Discussiebijdrage aan het Nationaal Verkeerskunde Congres 2013
De nieuwe generatie regionale verkeersmodellen
Wim van der Hoeven (Auteur is werkzaam bij Royal HaskoningDHV) Peter Nijhout (Auteur is werkzaam bij Royal HaskoningDHV)
Samenvatting In deze discussiebijdrage worden het gebruik van meer scenario’s en van dynamische naast statische modellen in de planontwikkeling en besluitvorming in het verkeer en vervoer besproken. In de praktijk zijn deze veranderingen onmiskenbaar en een direct gevolg van maatschappelijke ontwikkelingen en daarop aansluitende nieuwe beleidsdoelen. Daarmee is het bouwen van puur statische modellen op basis van slechts één scenario als basis voor strategische planvorming in verkeer en vervoer achterhaald. In het verlengde daarvan moet het hanteren in de besluitvorming van meer beelden als verantwoording van grootschalige investeringen in infrastructuur gewoon worden. Wettelijke kaders en procedures zullen daarop moeten aansluiten om tot betere en meer robuuste plannen te komen die recht doen aan de nieuwe realiteit in het menselijk gedrag. Trefwoorden Verkeersmodellen, statisch en dynamisch, toekomstscenario’s, demografische ontwikkelingen, internationalisering
1.
Inleiding
In Nederland bestaan al sinds jaar en dag regionale verkeersmodellen. Dit zijn modellen die een algemene beschrijving en verklaring van de mobiliteit (verkeer en vervoer) geven voor een regio waarin gemeenten en regionale of provinciale overheden samenwerken. Dergelijke modellen omvatten gedetailleerde beschrijvingen van de regio zelf als studiegebied en de directe omgeving als invloedsgebied. Verder wordt vaak een groot deel van of zelfs heel Nederland meegenomen om ook de externe relaties (het verkeer en vevoer van en naar de regio) optimaal te kunnen schatten. Deze regio’s zijn vaak stadsgewesten, al dan niet in formeel juridische zin, met min of meer aaneengesloten stedelijke gebieden. Maar ook meer landelijke regio’s waarin gemeenten sterke onderlinge relaties en gemeenschappelijke belangen hebben, werken vaak samen aan hun inzicht in en plannen voor het verkeers- en vervoersysteem. Daarbij speelt steeds ook de behoefte om aan te sluiten op landelijke uitgangspunten, vastgelegd in het kader van de ontwikkeling door Rijkswaterstaat van de NRM’s (Nederlands Regionaal Model) voor de vier landsdelen. In deze discussiebijdrage wordt ingegaan op ‘’bijzondere ontwikkelingen’’ rond deze regionale modellen. Deze ontwikkelingen zijn het gevolg van een groeiende behoefte aan meer gedetailleerde analyses. Deze veranderingen zijn mogelijk geworden door de kwaliteitsverbeteringen van de beschikbare modelpakketten. Basis vormen de discussies in een viertal regio’s over de inrichting van hun nieuwe verkeersmodellen en de uit die discussies voortgekomen plannen van aanpak voor de bouw van de modellen. Deze modellen zijn of worden dit jaar gebouwd. Op het NVC in november zijn feitelijke beelden uit de modellen beschikbaar. In de discussie gaat het de gekozen functionele eisen als startpunt voor de modelbouw. De ervaringen in de regio’s omvatten enkele kernthema’s uit actuele (of zijn dit weer de bijzondere ontwikkelingen?) modelontwikkelingen waarover een nader oordeel gevormd kan worden. Het bespreken van deze bijzondere ontwikkelingen aan de hand van een tweetal stellingen kunnen leiden tot nadere aanbevelingen aan de regio’s. De stellingen betreffen de keuze voor het in de regio te hanteren economische scenario en de keuze voor de mate waarin dynamische modellen een rol moeten spelen in het regionale verkeersmodelinstrumentarium. In de bijdrage worden in de volgende paragraaf allereerst twee stellingen geponeerd met elk een korte, prikkelende toelichting. In de derde paragraaf worden de stellingen nader beargumenteerd vanuit een viertal bijzondere ontwikkelingen, veranderingen in de maatschappij die relevantg zijn voor het mobiliteitsgedrag. Tenslotte worden in de laatste paragraaf deze bijzondere ontwikkelingen uitgewerkt naar de twee stellingen 2.
Stellingen met korte ‘’prikkelende’’ toelichting
Stelling 1: De uitgangspunten in regionale verkeersmodellen sluiten niet langer aan op de landelijke scenario’s van het NRM, waardoor ook in besluitvorming ruimte gegeven zal moeten worden aan meer dan één prognosebeeld. Toelichting Door de grote onzekerheden in de economische ontwikkelingen is het goed dat in de regio’s rekening gehouden wordt met meer scenario’s van mogelijke ontwikkelingen, in tegenstelling tot het recente verleden waarin strak (star) werd vastgehouden aan één breed gedragen gemiddeld scenario. Een realistisch scenario naast een maximumscenario biedt het grote voordeel van een robuustheidstoets, waardoor in onzekerheden en in faseringen gedacht kan worden in de regionale planvorming. Bovendien kan dan gemakkelijker invulling gegeven worden aan de regionale behoefte aan een meer gedetailleerde beschrijving van de mobiliteit. Het op deze manier ontstaan van meerdere toekomstbeelden en daarmee meerdere verkeerseffecten vragen om een aanpassing van de procedures in het wettelijke kader van planvorming. In die procedures moet plaats zijn voor het variabel maken van de plannen als zodanig, qua uitvoering en inrichting inclusief de aanvullende maatregelen, en qua planningshorizon en faseringen.
Door de marges in de verkeersprognoses een plaats te geven in de planprocedures raken we eindelijk af van de vaak onrealistische waarde die al zolang gehecht wordt aan de absolute uitkomsten van verkeersmodellen, mede discutabel in het licht van de marges in economische en milieumodellen. Stelling 2: Voor een scherp en volledig beeld van verkeer en vervoer in de toekomst zijn dynamische modellen onmisbaar geworden, waardoor zij ook een volwaardige plaats in de besluitvorming moeten krijgen. Toelichting: Dynamische modellen worden steeds meer onmisbaar als standaardinstrumenten voor regio’s. Dynamische modellen berekenen de reistijden duidelijk beter dan statische modellen en zijn daardoor ook een betere basis voor de schatting van verplaatsingenmatrices. Dynamische modellen geven behalve een goede gemiddelde reistijd ook een betrouwbare waarde voor de spreiding van reistijden, een maat voor de betrouwbaarheid van het verkeers- en vervoersysteem als modern beleidsdoel. Deze spreiding van de reistijden kan door een monetaire waardering daarvan, de zogenaamde value-ofreliability (vergelijkbaar met de value-of-time voor het gemiddelde), een scherpere rol gaan spelen in de maatschappelijke kosten-baten-analyse Door deze betrouwbaarheid van reistijden ook op te nemen in de gegeneraliseerde kostenberekening in het model wordt de kwaliteit van de verkeersmodellen verder verhoogd, zowel in matrixschattingen als in toedelingen. In de discussie op het NVC is het de bedoeling om voor- en tegenstanders van de stellingen tegenover elkaar te zetten. Wie is voor een andere invulling van planvorming en besluitvorming, wie is tegen, en op grond van welke argumenten is men dat vooral? Deze argumenten kunnen uit deze tekst komen dan wel aangedragen worden door de deelnemers aan de discussie. De discussie zal hopelijk leiden tot een scherpere afweging tussen de argumenten voor en tegen. De bijdrage leidt mogelijk ook tot een verschuiving van de meningen onder mensen die in hun werk te maken hebben met deze planprocedures en de rol van verkeersmodellen daarin.
3.
Viertal bijzondere ontwikkelingen (veranderingen)
De behoefte aan detailbetrouwbaarheid neemt sterk toe De behoefte aan meer gedetailleerde analyses komt voort uit een aantal maatschappelijke veranderingen. De afnemende groei in allerlei opzichten betekent een afnemende behoefte aan extra wegcapaciteit sec en een toenemende focus op verbetering van de kwaliteit, vooral uitgedrukt in meer reistijdbetrouwbaarheid. Dit vraagt een type modellen dat een beter inzicht geeft in de variabiliteit van reistijden dan dat statische modellen dat kunnen bieden. Het omvangrijke programma van verbredingen van snelwegen heeft veel van de grote knelpunten daar opgelost. Dat heeft geleid tot nogal veel ruimte voor toename van de verkeersstromen en een verschuiving van de problematiek naar de aansluitingen van de snelwegen op het onderliggend wegennet. Ook voor de analyses van deze problematiek schieten statische modellen tekort, de capaciteit van kruispunten speelt in die modellen geen scherpe rol. De grotere hoeveelheden verkeer die via de snelwegen worden aangevoerd vormen ook verderop, voorbij de aansluitingen, een groeiend probleem op plaatsen waar veelal de ruimte ontbreekt om door capaciteitsuitbreidingen knelpunten op te lossen. Die knelpunten bevinden zich op het onderliggend wegennet veel vaker op kruispunten dan op wegvakken. Ze worden in de praktijk zoveel mogelijk opgelost met dynamisch verkeersmanagement en geavanceerde verkeersregelingen om uitbouw van infrastructuur te voorkomen. Dit zijn bij uitstek maatregelen waarvoor ook weer dynamische verkeersmodellen nodig zijn om zowel op detailniveau als in samenhang op netwerkniveau de oplossingen te kunnen ontwikkelen en evalueren.
Ook op landelijk niveau speelt de discussie aangaande de benodigde detailbetrouwbaarheid van verkeersmodellen. Vorig jaar is een audit uitgevoerd op LMS (Landelijk Modelsysteem) en NRM. De uitkomsten van de audit en de reactie van de Minister daarop, roepen in het licht van de bespiegelingen hier vragen op. In de brief van de Minister van Infrastructuur en Milieu aan de Tweede Kamer, d.d. 13 februari 2013 met als onderwerp “Toezending rapport audit verkeersmodellen”, is de volgende passage (vetgedrukt) opgenomen: Het rapport stelt dat de nauwkeurigheid van intensiteiten en reistijden op het wegennetwerk niet overal is gewaarborgd. Dit betreft wegvakken en trajecten waar congestie een grote rol speelt. Er is bovendien een substantiële kans dat de reistijden op het onderliggend wegennetwerk en dus de uitwisseling tussen het verkeer op het hoofd- en onderliggend wegennetwerk niet nauwkeurig zijn. Op dit punt geeft het auditrapport de volgende aanbeveling: “Bij modeltoepassingen op projectniveau dient het NRM-protocol goed opgevolgd te worden om de verkeersstromen in het modelbasisjaar te controleren. Indien onrealistische uitkomsten worden gevonden is een analyse nodig van de oorzaak van het probleem, om hier vervolgens voor te kunnen corrigeren.” Deze aanbeveling is overgenomen. Vraag is in hoeverre deze aanbeveling ertoe leidt dat om realistisch te corrigeren steeds meer dynamische modellen ingezet moeten worden om de strategische, statische verkeersmodellen aan te vullen. Dit is nodig ten behoeve van een nauwkeurige berekening van de congestie op het hoofdwegennet en de uitwisseling tussen hoofdwegennet en onderliggend wegennet. Deze fenomenen vormen bij uitstek de kern van veel nog op te lossen verkeersproblemen op en rond het hoofdwegennet. Demografische verschuivingen maken extrapolatie van gedrag uit het verleden steeds meer onbetrouwbaar Een andere ontwikkeling die belangrijk is voor regionale verkeersmodellen is de demografische verschuiving, de vergrijzing en krimp. De vergrijzing is een fenomeen dat overal in ons land aan de orde is, het toenemen van de absolute en relatieve omvang van de oudere bevolkingsgroepen speelt op veel plaatsen een rol die ook in verkeer en vervoer een substantiële verandering teweeg brengt. Die groei van de groep ouderen staat tegenover een afname van de bevolkingsaanwas door geboorten. In sommige regio’s neemt de bevolking per saldo nog wel toe, maar die groei is overal afnemend. In vooral landelijke regio’s is het effect al negatief geworden en is er sprake van krimp. Tegenover een ook steeds mobielere oudere, die altijd gewend is geweest aan de beschikbaarheid van een auto en dat ook na de pensionering graag doorzet, met dan veel meer vrijheid om het reistijdstip te kiezen en tijd om langere reizen te maken ook tijdens werkdagen, staat een afnemende focus van jongeren op het hebben van een eigen auto. Dit kan deels ingegeven zijn door de studenten OV-kaart waarmee zo langzamerhand generaties van jonge mensen gewend geraakt zijn aan een andere vorm van reizen. Het kan zeker ook een gevolg zijn van de crisis waardoor een grote uitgave als die voor een auto minder voor de hand ligt. Verder kan het ook veroorzaakt zijn door de sterk veranderde wereld van de telecommunicatie. Alles bij elkaar is het reizen per auto in de spits voor jongeren niet meer zo vanzelfsprekend. Daar komen in het algemeen bij de meer flexibele werktijden door de grote mogelijkheden om ook thuis te werken, ouderen die buiten de spits reizen, reistijd in het openbaar vervoer die nuttig gebruikt kan worden, allerlei veranderingen die het simpelweg extrapoleren van het verleden naar de toekomst minder betrouwbaar maken. De opvallende veranderingen van de reistijdwaarderingen onderstrepen de noodzaak voor aanpassingen van de traditionele benaderingen (“De maatschappelijke waarde van kortere en betrouwbaardere reistijden”, rapport van het Kennisinstituut voor Mobiliteitsbeleid, mei 2013). Internationalisering beïnvloedt ook de verkeersmodellen Een derde verandering in de wereld is die van de internationalisering. De landsgrenzen zijn van afnemende betekenis in het maatschappelijk verkeer, steeds meer wordt er over de grenzen heen gewerkt, gewinkeld, naar school gegaan en is men sociaal-recreatief actief bezig. Europa heeft het veel gemakkelijker gemaakt om over de grens heen te gaan wonen, mede gestimuleerd door verschillen in belastingheffing maken veel Nederlanders daar in de grensstreken gebruik van. In het buitenland gaan studeren is een breed gewaardeerd recht geworden.
Het ontbreken van grenscontroles en daarmee gepaard gaande wachttijden maakt ook het over de grens heen gaan voor allerlei vormen van vrije tijdsbestedingen steeds gemakkelijker. In de verkeersmodellen krijgen deze veranderingen vooral in grensregio’s veel aandacht. Functionele modelspecificaties veranderen nadrukkelijk In de functionele specificaties van de nieuwe generatie regionale modellen spelen al deze fenomenen een toenemende rol. De vraag naar meer detail is overal aanwezig, zich uitend in de behoefte aan de uitsplitsing van meer bevolkingscategorieën en meer deelmotieven, de gewenste combinatie van statische en dynamische modelleringen en de bijzondere aandacht voor het reizen over grenzen heen. Regio’s waarbij zich deze ontwikkelingen duidelijk manifesteren zijn Twente en de Achterhoek, waar de regionale samenwerkingsverbanden om vernieuwing vragen. Maar ook in FoodValley (gemeente Ede) en in ’t Gooi (gemeente Hilversum) worden zwaardere eisen gesteld aan de nieuwe generatie regionale modellen. In Twente is daarbij vooral de detaillering van verkeersanalyses en de inzet van dynamische modellen aan de orde, in de Achterhoek gaat het met name om de effecten van krimp, in beide is de internationalisering relevant. In beide regio’s speelt ook de behoefte aan een scherper inzicht in het openbaar vervoer een belangrijke rol, de gevolgen van de krimp, het nieuwe werken, het behoud van de bereikbaarheid voor mensen zonder auto, de mogelijkheden om ook over de grens heen meer verbindingen te kunnen bieden. In FoodValley speelt vooral de behoefte aan een breder inzicht in de mobiliteit een belangrijke rol, waarbij evenwicht gezocht wordt tussen deze detailleringsbehoefte en het voorkomen van schijnnauwkeurigheid. Men kiest daar niet het motief onderwijs als geheel maar ook onderverdelingen daarbinnen, verplaatsingen naar de basisschool, middelbare school, hoger onderwijs, ze hebben alle hun eigen mobiliteitskenmerken die van waarde kunnen zijn voor analyses van verkeer en vervoer. Ook een nadere precisering van de mobiliteit rond detailhandel is in deze regio wenselijk, het onderscheid naar bezoeken aan stadscentra, supermarkten en overige detailhandel kan een belangrijke kwaliteitsverbetering vormen. De wens naar een betere beschrijving van de mobiliteit rond de grootschalige perifere detailhandel in Twente sluit hierop aan. Ook de behoefte aan een scherpere beschrijving van het vrachtverkeer en onderscheid naar de categorieën middelzwaar en zwaar leidt tot aanvullende eisen aangaande de beschikbare data. In ’t Gooi is een verbreding naar een model met meer vervoerwijzen aan de orde en is ook een standaard dynamische modellering wenselijk ten behoeve van de ontwikkeling van dynamisch verkeersmanagement. 4.
Uitwerking bijzondere ontwikkelingen naar twee stellingen
In de verdere paragrafen worden deze vier bijzondere ontwikkelingen nader uitgewerkt op een tweetal aspecten: (1) de keuze van toekomstscenario’s in het licht van de landelijke beelden in het NRM en (2) het verbreden van het modelinstrumentarium met dynamische modellen. Ze geven een duidelijk beeld van veranderingen die in de praktijk om een nieuwe generatie modellen vragen en de mogelijkheden die geboden worden om de wensen te realiseren. Meer gedifferentieerde aansluiting regionaal model op scenario’s NRM is standaard geworden In de wereld van de regionale modellen is in de loop van de jaren de aansluiting op het NRM voor het betreffende landsdeel steeds meer gecultiveerd. Daarin zijn twee aspecten vooral centraal komen te staan: de aansluiting op de uitgangspunten zoals sociaal-economische gegevens en netwerken en het overnemen van vooral doorgaande verkeersrelaties. In de afwegingen die in de diverse regio’s zijn gemaakt is daarbij ook veel aandacht gegeven aan de vraag welke economische scenario van toepassing zou zijn. De NRM’s van de huidige generatie zijn ontwikkeld op basis van twee scenario’s van het Centraal Planbureau uit de vigerende reeks van de toekomstverkenning “Welvaart en Leefomgeving” (WLO). Dit betreft het hoge scenario Global Economy (GE) en het lage scenario Regional Communities (RC). De Rijksoverheid gebruikt in haar planvorming vooral het hoge scenario GE. Door de aanhoudende economische en financiële crisis zijn de feitelijke ontwikkelingen in de regio’s zodanig bescheiden dat daar vaak twijfel bestaat over de toepasbaarheid van GE voor de eigen planvorming. Daar komt bij dat voor de details van de ruimtelijke ordening de gemeenten in
een regio zelf het meest scherpe beeld hebben van ontwikkelingen, waar precies woonwijken en bedrijventerreinen zullen komen en hoe die gebruikt zullen worden. In de vier regio’s speelt steeds de keuze voor een eigen beeld van de regionale ontwikkeling. Voor de middellange termijn tot 2020 wordt maar beperkt rekening gehouden met de globale beelden uit de WLOscenario’s. Voor de lange termijn spelen die landelijke beelden een belangrijker rol gegeven de onzekerheid vanuit eigen perspectief door het ontbreken van regionale ruimtelijke plannen die zover de toekomst ingaan. Voor de wereld buiten de regio worden de sociaal-economische gegevens meestal 1 op 1 overgenomen uit het NRM. Door ook het NRM-netwerk en de bijbehorende zonering mee te nemen wordt het ontwikkelen van dat deel van het model vergemakkelijkt en wordt ook bijgedragen aan een betere aansluiting op het NRM. De behoefte aan meer reismotieven leidt tot een onderscheid van meer categorieën sociaal-economische gegevens: meer leeftijdscategorieën (bijvoorbeeld -12, 12-18, 18-25, 65+, 75+), meer soorten leerlingplaatsen (naar onderwijstype) en meer soorten arbeidsplaatsen in de detailhandel (centrum, supermarkten, grootschalig in periferie, overig). Ook speelt het splitsen van categorieën arbeidsplaatsen overig naar sectoren als industrie, kantoren, transport, vooral als verklarende factoren voor het vrachtverkeer. Deze gegevens zijn niet altijd volledig beschikbaar in de uitgangspunten van het NRM. Bovendien zijn de details van deze gegevens voor de regio vaak betrouwbaarder af te leiden uit eigen inzichten, waarbij alleen de hoofdlijnen uit het NRM nog maatgevend kunnen zijn en zeker de verdeling over de regio een eigen verantwoordelijkheid is. Wel moet er rekening mee gehouden worden dat meer onderscheiden ook een grotere gegevensbehoefte met zich meebrengt, die niet altijd betrouwbaar in te vullen is op het detailniveau van een regionaal model. Ook betekent meer onderscheid een smallere basis vanuit de landelijke verplaatsingsonderzoeken. Beide betekenen een potentiële dreiging van schijnnauwkeurigheden, die door zorgvuldig toetsen van de rekenresultaten afgevangen moet worden. De aangescherpte modellen betekenen naar verwachting meer betrouwbare prognoses met een meer gedetailleerde beschrijving van verkeer en vervoer in de toekomst. Het betekent een vorm van desaggregatie die overigens meer ingegeven is vanuit de behoefte aan een breder beeld van de details van de mobiliteit en het verkeer dan vanuit de behoefte aan veel betere voorspellingen van het totaal. Sterke behoefte aan meer dynamische modellen De regionale modellen zijn zonder uitzondering statische modellen. Ze beschrijven het verkeer en vervoer van een gemiddeld werkdagetmaal in drie perioden, de beide spitsen in tijdvakken van twee uur en de overige 20 uur als restdag. De beide spitsmodellen geven het totaalbeeld dan wel het gemiddelde uursbeeld over die twee uur. De restdag wordt in het algemeen vastgelegd in de vorm van een maatgevend restdaguur, dus niet het gemiddelde uur in verkeersaanbod maar een meer karakteristiek beeld waarin vooral de gemiddelde verkeersafwikkeling bepalend is. Meer gedetailleerde analyses van de verkeerssituatie vragen om de inzet van dynamische modellen. Dit wordt al bijna 20 jaar gedaan door het gebruik van microsimulaties op basis van uitsneden uit statische modellen, uitsneden die meestal beperkt worden tot een gebied waarin strengen van kruispunten en knooppunten van snelwegen samen onderzocht worden. De beide modelvormen, statisch en microsimulatie, zijn daarbij afzonderlijke systemen, waartussen alleen vanuit statisch naar dynamisch data doorgegeven wordt en geen verdere structurele samenhang bestaat. Het zijn vaak incidentele toepassingen die in projecten gebruikt worden om ontwerpen te toetsen, maar geen structurele modellen die in algemene zin beschikbaar gehouden worden om vragen mee te kunnen beantwoorden. Het gebruik van microsimulaties heeft zich in de loop van de tijd ontwikkeld in een richting die ook steeds grotere netwerken omvat. Inmiddels worden ook hele steden in microsimulatie gebracht en krijgen ze al meer de status van algemene modellen, die standaard beschikbaar zijn voor gedetailleerde analyses. Maar dergelijke modellen zijn uitermate zwaar, zowel om te bouwen als om toe te passen, door de rekentijden en de bijzondere gevoeligheid voor veranderingen dankzij de overal optredende stochastiek in het verplaatsings- c.q. rijgedrag van de gemodelleerde verkeersdeelnemers.
Sinds 10 jaar zijn daar andere dynamische modelvormen bijgekomen, waarmee grote netwerken dynamisch gemodelleerd kunnen worden in een goede combinatie van voldoende dynamiek, stabiele resultaten en beperkte rekentijden. In de hier beschreven regionale modellen is gekozen voor de mesoscopisch dynamische modellering zoals beschikbaar in Aimsun, naast de aloude microsimulaties en mengvormen van beide, de hybride dynamische modellen (zie figuur). Door de ontwikkeling naar grootschalige dynamische netwerken worden ook de fluctuaties van de verkeersstromen en daarmee de variaties in de reistijden op regionaal niveau duidelijk. Zo ontstaat een integraal beeld van de regio met betrekking tot de betrouwbaarheid van de reistijden voor alle relaties tussen de zones van het model, het nieuwe beleidsdoel met een sterk groeiende betekenis in de planvormingen. In een statisch model wordt de kwaliteit van het verkeerssysteem alleen met gemiddelde reistijden beschreven, gemiddelden die op zichzelf ook al minder betrouwbaar zijn dan uit een dynamisch model afgeleid.
