DSB S-Tog Automatisk Passager Opregning

1. DSB S-Tog Automatisk Passager Opregning Rasmus Dyhr Frederiksen rdf@rapidis.com

2. Oversigt • Hvem er vi? • Baggrund for S-Tog APO • APO Overordnet • Data • Data-Kilder, samkørsel og datavask • Kvalitet af vejninger & tællinger • Metoder • Rutevalgsmodel for S-Togs rejsende • MPME – Tur-matrix estimation • Validering • Design og implementering • Resultater • Opsamling og konklusion GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

3. Hvem er vi? • Rapidis ApS blev oprettet 1. januar, 2003 • 7 medarbejdere, ESRI Business Partner • Ejet af partnere, Informi GIS & ESRI • c/o Informi GIS i Charlottenlund • Specialister i GIS & software-udvikling for transport-sektoren • Privat: Logistik, planlægning og optimering • Offentligt: Modellering & analyse • Udvikler og sælger produkter: • Traffic Analyst – Trafikmodel værktøjer til ArcGIS • MapNoise (sammen med TetraPlan) – Støjkortlægning til ArcGIS • FleetView Route (sammen med Informi GIS) – Ruteberegnings-server • Eksempler på projekter: • DSB S-Tog Regularitetsmodel & APO • TENConnect – Trafikmodel for EU • GORM – Gods-Trafikmodel for Øresundsregionen GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

4. Baggrund for S-Tog APO • DSB S-Tog har hidtil opgjort passagertal vha. Østtælling + stikprøve af løbende perrontællinger • Ønske om • Højere præcision • Oftere opdatering (dagligt) • Større detaljeringsgrad og indsigt i rejsemønstre • Nyt S-Togs materiel: • Nøjagtige vejesystemer (sikkerhed) • Infrarødt tælles udstyr (ca. 12% af vognsættene) • Tælle, Veje- og kørsels data indsamles og afleveres løbende • DTU Transport og IMM blev bedt om at undersøge mulighederne • Prof. Otto Anker Nielsen & Lektor Bo Friis Nielsen • Rapidis blev inddraget til metode-udvikling og implementering • Har tidligere leveret Passager-Regularitetsmodel til S-Tog sammen med DTU Transport GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

5. Basis Tur-Matrix Tælle- & Vejedata Datavask Passager Observationer MPME Omregnet Tur-matrix Køre- planer Samlet antal rejsende med S-Tog S-Tog APO Overordnet GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

6. Datavask ToDat Køreplan Vejninger APC Tællinger DIX Afviklet Køreplan S-Tog DW Planlagt Køreplan Data-kilder hidtil separate • Skal samkøres • Data på tog-sæt niveau • Skal op på tog-stamme niveau • Hvad nu hvis kun data for del af tog? • Slet eller erstat? • Omregning vægt  Antal passagerer • Resultat er observationer • Antal rejsende i tog (næsten 100% stikprøve) • Påstiger og afstigere (ca. 12% - 15% stikprøve) • Gemmes i Datawarehouse Samkørsel af data Data- Kvalitet Vægt pr. Passager Vejninger Til Passagerer Togsæt til Togstamme GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

7. Samkøring af data • Kilder har typisk • Station eller (fra,til) station • Tidspunkt • Placering eller afstand fra Kbh. H. • Litra-nr eller tog-nr • Ikke alle kilder har alle nøgler • En vis usikkerhed på tids/placering (forskellige systemer) • Tolkning er påkrævet – håndtering af inkonsistente data • Meget lille spild af data, få procent observationer kasseres • Samkørsel af data var ikke oprindeligt en del af S-Tog APO GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

8. Eksempel • Stationsfølge for vognløb GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

9. Eksempel • Stationsfølge for vognløb • Rå tælledata fra APC GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

10. Eksempel • Stationsfølge for vognløb • Vaskede tællinger GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

11. Eksempel • Stationsfølge for vognløb • Rå vejedata fra Event GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

12. Eksempel • Stationsfølge for vognløb • Rå vejedata fra Event • Vaskede vejninger GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

13. Datakvalitet • Omfattende test og analyser af data-kvalitet • Sammenholdning af manuelle tællinger med vejninger og infrarøde tællinger • Veje-data ca. lige så gode som infrarøde tælle-data (!) • Video-baserede tælle-systemer ser meget lovende ud • Gennemsnitspassagervægt meget stabil • Forskellige vægte for korte og lange togsæt • Akkumulation af passagerantal langsvognløb på basis af tællinger er for usikkert • Gennemsnitsvægt baseres på manuelle tællinger • Opdateres jævnligt GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

14. Datakvalitet • Eksempel GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

15. Metoder – Rutevalgsmodel for S-Togs rejsende • Modellering af rejsestrømme • Input: Tur-mønster (Start,Slut,Tid,Antal) + køreplaner • Output: Rejsestrømme, skiftemønstre, rejsetider • Baseret på køreplansdata udføres beregninger af bedste ruter • Bedste ruter bestemt ud fra tidsværdi data, eksempelvis: • Rejsetid: 0.42 kr. pr. minut • Vente og skiftetid: 0.72 kr. pr. minut • Et skift: 7 kr • Tidsværdier baseret på tidligere trafikmodel-studier • Modellering af daglig drift m. evt. forstyrrelser • Planlæg rejse i planlagt køreplan • Udfør rejse i afviklet køreplan GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

16. Rutevalgsmodel – Køreplansbaseret transportnet GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

17. Rutevalgsmodel – Køreplansbaseret transportnet GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

18. Rutevalgsmodel – Køreplansbaseret transportnet GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

19. Daglig opregning med MPME • Udgangspunkt: • Start tur-matrix • Afviklet og planlagt køreplan • Observationer • (af & på, mellem stationer) • Resultat: • Omregnet tur-matrix (komplet) • Beregnede trafikstrømme Beregn Trafikstrømme 1 eller flere iterationer Overfør justeringer til tur-matrix Dan justeringer Trafikstrømme + Observationer GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

20. MPME: Dannelse af justeringer til omregning Va - Tælling på kant a Ta - Modelleret Trafik på kant a Tij- Turmatrix element, trafik fra station i til station j Na- Antal justeringer langs rute r r - ruten fra station i til station j, en mængde af kanter τ - mængden af kanter med observeret trafik - mængden af kanter på rute r med observeret trafik For hver kant: For hver rute: For hvert matrix element: GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

21. MPME - Eksempler • Justering for hver rute baseres på mange observationer • Nedenfor: • Tælling ved påstigning • Tælling ved afstigning • Vejning ved bevægelse fra station til station (eks. S1 S2) • I alt 5 vejninger GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

22. MPME - Eksempler • Justering af hvert tur-mønster-element baseres på adskillige ruter • Eksempel - Matrix-element (Jyllingevej – Charlottenlund, 9.00 – 9.20) vil fordeles således: • 25% af de rejsende tager rute 1 • 50% af de rejsende tager rute 2 • 25% af de rejsende tager rute 3 • Den opsamlede justering fra hver rute vægtes tilsvarende GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

23. MPME – Test af metode • Omfattende simuleringsberegninger • Sammenhold af MPME-resultater med perron-tællinger • Samlet resultat: God nøjagtighed • Ca. +/- 1% • Daglige gennemsnitsafvigelser på 2000-4000 i samlet antal passager • System i paralleldrift • MPME kan håndtere • data af svingende kvalitet • Evt. inkonsistens i data (vejning i modstrid med tælling eksempelvis) • Huller i data GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

24. MPME – Test af metode, eksempel GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

25. Design og implementering • Implementeret på basis af moduler fra vores Traffic Analyst produkt • Alle moduler er pakket ind til server og desktop brug • Desktop: Geoprocessing moduler i ArcGIS • Natlige beregninger og genberegninger på server • Dag -1, -8, -24 • Ad-hoc beregninger kan udføres på desktop • Efterbehandling, nøgletal-udtræk og visualisering foretages dagligt på desktop • Automatiseret i en Geoprocessing Model GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

26. Resultater • Rå output, meget detaljeret • GIS vitalt til fortolkning og præsentation GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

27. Resultater • Efterbehandling • Nøgletal • Visualisering GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

28. Resultater – Eksempler (Afstigere på et døgn) GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

29. Resultater – Eksempler (Rejsetid, Gren-Gren Trafik) GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

30. Resultater – Eksempler (Fra-rejsetid i snit, eftermid.) GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

31. Resultater – Eksempler (Linie B – Morgenperiode) GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |

32. Opsamling og konklusion • Arbejdet har medført kvalitetssikring af datakilder pga. samkørsel • Samkørte data har vist sig nyttige i sig selv • Lette at udtrække og anvendte • Daglige detaljerede resultater – nye indblik for planlæggerne • APO er en milepæl i præcision og detaljeringsgrad • Muliggjort af det gode datagrundlag og masser af regnekraft • GIS ideelt til behandling af detaljerede data • Kvalitetssikring af data og resultater undervejs • Opbygning og test af processer • Produktion og præsentation af resultater GeoForum Perspektiv 14 - GIS & Trafik | 27. januar 2009 |