Bezettingsgraadmeting

Bezettingsgraadmeting is een techniek waarmee de dichtheid van een rijdende verkeersstroom kan worden bepaald. Door toepassing van afvlakking worden stabiele meetwaardes bepaald die als trigger dienen voor filemaatregelen of bijvoorbeeld voor aansturing van dynamische openbare verlichting (DOVL).

Onder de bezettingsgraad van een detector wordt verstaan het gedeelte van de tijd waarin het bijbehorende detectieveld bezet is. Bezettingsgraadmeting wordt vaak gebruikt om te meten of er op een bepaalde plaats een file staat.

De bezettingsgraad wordt gemeten door het uitgangssignaal van de detector met een bepaalde frequentie te bemonsteren (zie figuur 12-87). De periode waarover de bezettingsgraad wordt gemeten, bedraagt meestal 1 seconde. De gemeten bezettingsgraad is dan per definitie gelijk aan het aantal bemonsteringen per seconde waarbij geconstateerd wordt dat het detectieveld bezet is, gedeeld door het totale aantal bemonsteringen per seconde. De meting is nauwkeuriger naarmate de bemonsteringsfrequentie groter is.

Voor figuur 12-8 zijn de gemeten bezettingsgraden als volgt:

eerste seconde	0,3
tweede seconde	0,9
derde seconde	0,0
vierde seconde	0,6
vijfde seconde	0,3

[ link ]

Figuur 12-8. Bemonsteren van detectormeldingen ten behoeve van bezettingsgraadmeting

De gemeten bezettingsgraad is als gevolg van het sterk fluctuerende karakter voor praktische toepassingen niet bruikbaar. Immers, de ene seconde kan de gemeten bezettingsgraad 1 zijn (omdat zich toevallig een langzaam rijdend of lang voertuig boven het detectieveld bevindt) en de volgende seconde kan de gemeten bezettingsgraad 0 zijn (omdat het detectieveld zich juist tussen twee voertuigen bevindt).

De bezettingsgraad is pas een bruikbaar meetgegeven als deze een beeld geeft van de bezetting van het detectieveld over een langere tijd. Dit beeld kan worden verkregen door de gemeten bezettingsgraad elke seconde exponentieel af te vlakken. Dit exponentieel afvlakken wordt uitgevoerd met de formule:

[ link ]

Formule 12-7

waarin

B n	=	berekende afgevlakte bezettingsgraad
B n-1	=	afgevlakte bezettingsgraad die in de vorige seconde is berekend
B a	=	gemeten (actuele) bezettingsgraad
α	=	afvlakconstante

Uit de formule blijkt dat de afgevlakte bezettingsgraad een gewogen gemiddelde is van de gemeten bezettingsgraad en de vorige afgevlakte bezettingsgraad.

In tabel 12-1 zijn in de tweede kolom de meetresultaten van een willekeurige bezettingsgraadmeting weergegeven. Daarnaast zijn voor de afvlakconstanten α = 0,2 en α = 0,7 de afgevlakte bezettingsgraden weergegeven. De waarde van B_n-1 is steeds gelijk aan de waarde van B_n in de voorafgaande seconde. Er is van uitgegaan dat B_n op seconde 0 een beginwaarde had van 0,40. De getallen van tabel 12-1 zijn in figuur 12-9 grafisch weergegeven.

Uit de grafiek blijkt dat de waarde van α bepaalt in welke mate de afgevlakte waarde de gemeten waarde ‘volgt’ en in welke mate fluctuaties worden gedempt. Een grote waarde van α betekent dat de gemeten bezettingsgraad sterk wordt gevolgd en dat kortstondige uitschieters in de gemeten bezettingsgraad nauwelijks worden gedempt of afgevlakt. Een kleine waarde van α betekent dat de gemeten waarde traag wordt gevolgd en dat uitschieters sterk worden afgevlakt.

Tabel 12-1. Gemeten en afgevlakte bezettingsgraden

		α = 0,2		α = 0,7
Tijd	B a	B n-1	B n	B n-1	B n
0			0,40		0,40
1	0,4	0,40	0,40	0,40	0,40
2	0,3	0,40	0,38	0,40	0,33
3	0,7	0,38	0,44	0,33	0,59
4	0,6	0,44	0,48	0,59	0,60
5	0,2	0,48	0,42	0,60	0,32
6	0,4	0,42	0,42	0,32	0,38
7	0,6	0,42	0,45	0,38	0,53
8	0,3	0,45	0,42	0,53	0,37
9	0,5	0,42	0,44	0,37	0,46
10	0,3	0,44	0,41	0,46	0,35
11	0,8	0,41	0,49	0,35	0,66
12	0,7	0,49	0,53	0,66	0,69
13	0,6	0,53	0,54	0,69	0,63
14	0,9	0,54	0,62	0,63	0,82
15	0,7	0,62	0,63	0,82	0,74
16	0,4	0,63	0,59	0,74	0,50
17	0,8	0,59	0,3	0,50	0,71
18	0,5	0,63	0,60	0,71	0,56
19	0,7	0,60	0,62	0,56	0,66
20	0,9	0,62	0,68	0,66	0,83

Voor toepassing in de praktijk betekent dit dat bij een grote waarde van α een file snel wordt geconstateerd, maar dat de kans op valse filemeldingen ten gevolge van kortstondige uitschieters groot is. Bij een kleine waarde van α wordt een file niet snel geconstateerd, maar is de kans op valse filemeldingen ten gevolge van kortstondige uitschieters klein.

De bezettingsgraadmeting wordt vaak gebruikt om files te detecteren. Kenmerken van een file zijn dat de dichtheid van het verkeer hoog is en dat de snelheid laag is; beide kenmerken hebben tot gevolg dat de bezettingsgraad hoog is. Een hoge afgevlakte bezettingsgraad duidt daarom meestal op de aanwezigheid van een file.

[ link ]

Figuur 12-9. Grafiek met de gemeten en afgevlakte bezettingsgraden uit tabel 12-1

Vormgeving en ligging van het detectieveld
Het detectieveld moet bij filedetectie zo lang zijn dat het bij stilstaand verkeer altijd bezet is, maar bij (vlot) rijdend verkeer regelmatig vrij is. Dit betekent dat de lengte in principe groter moet zijn dan de afstand tussen twee stilstaande voertuigen, maar ook niet te groot mag zijn. Een lengte van 5 meter blijkt in de praktijk goed te voldoen.

De afstand tussen de stopstreep en het detectieveld wordt bepaald door het doel waarvoor de bezettingsgraadmeting wordt gebruikt; een algemene richtlijn voor deze afstand kan niet worden gegeven. Voorbeeld 12-3 laat zien dat de afstand tussen de stopstreep en het detectieveld hoe dan ook zorgvuldig moet worden bepaald.

Voorbeeld 12-3

Stel dat in de situatie zoals weergegeven in figuur 12-10 de rijstrook van signaalgroep 2 zwaar is belast en dat de wachtrij op de rijstrook regelmatig zo lang is dat de zijweg wordt geblokkeerd. Met bezettingsgraadmeting wordt de aanwezigheid van een file voor het verkeerslicht gedetecteerd. Als de aanwezigheid van een file wordt geconstateerd, wordt in de regeling ingegrepen door bijvoorbeeld de maximumgroentijd (zie paragraaf 13.2.4) van signaalgroep 2 groter te maken.

Nadat de file is gedetecteerd, zal de afstand tussen de stopstreep en de staart van de file vaak nog gedurende enige tijd toenemen (zie paragraaf 17.6.1.2 en verwijsblad 17-1). Als in de situatie van figuur 12-10 de afstand tussen het detectieveld en de stopstreep gelijk is aan bijvoorbeeld 140 meter, is de kans dus groot dat een geconstateerde file de zijweg alsnog zal blokkeren. De resterende ruimte tussen het detectieveld en de zijweg moet dus zo groot zijn dat, na constatering van een file, de toename van de file in dat resterende wegvak kan worden opgevangen. De rekenmethode uit verwijsblad 17-1 en gebruik van een simulatiemodel, kunnen een nuttig hulpmiddel zijn om de juiste afstand tussen het detectieveld en de stopstreep te bepalen.

[ link ]

Figuur 12-10. Afstand tussen stopstreep en detectieveld voor bezettingsgraadmeting

Interesse?

Bezettingsgraadmeting