Urban traffic network models and dynamic driver information systems

Abstract

The potential for using advanced technology to influence traffic movement and travel behaviour has generated a massive interest throughout the developed world. In‐vehicle, dynamic driver information and dynamic route guidance systems have probably attracted the most attention, with many research activities and field trials planned or currently in progress. Network simulation models have a key role to play, both in assessing the potential benefits (in order to justify the initial investment) and in determining the best means of implementation. There are many who believe that existing models are deficient in a number of ways for evaluating such strategies, and a number have sought to develop new approaches. However, it takes a great many years for a new network model to be fully developed, tested, validated and accepted in the practical world. This review article has three main objectives. First, a review of the state‐of‐the‐art in existing network models is given, with respect to their ability to meet the main requirements for modelling dynamic driver information systems. This is intended to aid practitioners in selecting a model now for their own particular strategy and objectives. The modelling requirements have been identified from a survey of demonstration projects, laboratory experiments and attitudinal studies in this area. Secondly, recent and on‐going research in the network modelling area is reviewed, particularly with respect to the increased understanding of the requirements for simulating dynamic driver information systems which has arisen over the past five years. The intention here is to assess whether current research activities are addressing the full range of issues and whether resources are being appropriately divided. Finally, arising from these reviews, future research directions and priorities are identified.

Les technologies avancées de l'information offrent des possibilités d'action sur les flux de trafic et sur les modalités de la mobilité qui ont suscité un intérêt massif dans l'ensemble du monde développé. Ce sont sans doute l'information dynamiqie du conducteur dans son véhicule et les systèmes dynamiques de guidage sur route qui ont le plus attiré l'attention et qui ont conduit au plus grand nombre d'actions de recherche et d'expérimentations sur le terrain. Dans ce cadre, les modèles de simulation de réseau jouent là un rôle crucial, tant pour l'évaluation des avantages potentiels (indispensables pour justifier l'investissement initial) que pour le choix des méthodes de mise en oeuvre. Selon une idée couramment répandue, les modèles existants ne seraient pas bien adaptés à cette évaluation des stratégies et il serait urgent de tester de nouvelles approches. Toutefois, il faut de nombreuses années pour développer entièrement un nouveau modèle, pour le tester, le valider et le faire accepter pour les applications pratiques.

A cet égard, l'article poursuit trois objectifs principaux. Tout d'abord de faire le point de l'état de l'art et de l'aptitude des modèles existants à répondre aux exigences en matière de modélisation dynamique des systèmes d'information des conducteurs. Le fil conducteur dans cette revue des modèles est d'aider les praticiens à choisir hic et nunc un modèle adapté à leur stratégie et à leurs objectifs. Les qualités à attendre d'un bon modèle ont été mises en évidence à la suite d'une enquête effectuée sur les projets expérimentaux, sur les expériences de laboratoire et sur les études de comportement.

Ensuite, l'auteur examine les recherches récentes et en cours sur la modélisation de réseau, en mettant l'accent tout particulièrement sur une meilleure compréhension des besoins dans les systèmes de simulation dynamique d'information des conducteurs, tels qu'on les voit se développer depuis cinq ans. L'intention explicite est ici d'évaluer si les recherches en cours couvrent bien tout le champ des sujets à aborder et si la répartition des moyens est appropriée aux besoins.

Enfin, en se fondant sur ces éléments, l'auteur propose des voies de recherche pour l'avenir et exprime ses priorités.

Das Potential für die Nutzung neuer Technologien zur Beeinflussung des Verkehrsablaufs und des Verkehrsverhaltens hat ein deutliches Interesse in der gesamten Welt gefunden. Die dynamische Fahrerinformation und Zeilführungssysteme im Fahrzeug haben dabei, bedingt durch eine Reihe von Forschungsaktivitäten und geplanten oder gerade laufenden Feldversuchen, wahrscheinlich die höcheste Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Netzsimulationsmodelle haben dabei eine Schlüsselrolle zu spielen, einmal, um die möglichen Nutzen zu erzielen (zur Rechtfertigung der notwendigen Erstinvestitionen), zum anderen, um eine bestmögliche Umsetzung zu garantieren. Viele Fachleute meinen, daß bestehende Modelle aus einer Vielzahl von Gründen nicht dazu in der Lage seien, solche Strategien zu bewerten; einige haben deshalb auch versucht, neue Ansätze zu entwickeln. Trotzdem wird es noch mehrere Jahre dauern, bis ein neues Netzsimulationssystem geschaffen, getestet, validiert und in der Praxis akzeptiert wird. Dieser Artikel verfolgt drei Hauptzielsetzungen. Zuerst wird eine Übersicht über den Stand des Wissens zu Netzsimulationen unter besonderer Berücksichtigung ihrer Möglichkeiten gegeben, die hauptanforderungen an die Modellierung dynamischer Fahrerinformationssysteme zu erfüllen. Hiermit wird die Absicht verfolgt, den Praktikern bei der Auswahl eines Modells jetzt bei ihren spezifischen Strategien und Aufgaben zu helfen. Die Modellanforderungen sind aus Erhebungen im Rahmen von Demonstrationsprojekten, Laborexperimenten, und Verhaltensstudien in diesem Bereich herausgearbeitet worden. An zweiter Stelle wird eine Übersicht über neuere und laufende Forschungsarbeiten im Bereich der Netzmodellsimulation mit besonderer Berücksichtigung des in den letzten fünf Jahren gewachsenen Verständnisses für die Anforderungen an die Simulation dynamischer Fahrerinformationssysteme gegeben. Hierbei wird die Absicht verfolgt, festzustellen, ob die laufenden Forschungsaktivitäten die ganze Bandbreite der Fragestellungen angehen und ob die Ressourcen angemessen verteilt sind. Zum Schluß weden als Folge der gegebenen Übersichten Richtungen und Prioritäten für zukünftige Forschungsarbeiten aufgezeichnet.

La potencial utilización de tecnología avanzada en influenciar los movimientos del tráfico y el comportamiento de los viajeros ha generado un masivo interés en el mundo industializado. Los sistemas de información dinámica al chofer, dentro del vehículo, y los sistemas dinámicos de guía en ruta han, probablemente, atraído la mayor atención; de hecho, hay muchas investigaciones y estudios de campo planificados o actualmente en curso. Los modelos de simulación de redes tienen un rol clave que jugar, tanto en la estimación de los beneficios potenciales (a fin de justificar la inversión inicial) como en la determinación de las mejores formas de implementar este tipo de sistemas. Muchos consideran, no obstante, que los modelos existentes en la actualidad tienen una variedad de limitaciones para evaluar este tipo de estrategias, y se está tratando de desarrollar nuevos enfoques. Sin embargo, el desarrollo completo de un nuevo modelo de redes, incluyendo pruebas, su validación y su aceptación en la práctica, puede tomar muchos años. Este trabajo de revisión tiene tres objetivos jundamentales. En primer lugar una revisión del estado del arte en cuanto a modelos de redes existentes, respecto a su habilidad para satisfacer los principales requerimientos de la modelación de sistemas de información dinámica a conductores. Esta revisión tiene por objeto apoyar a la práctica en seleccionar un modelo ahora que sea apropiado para su propia estrategia y objetivos. Los requerimientos de modelación han sido identificados a partir de una encuesta de proyectos de demostración, experiencias de laboratorio y estudios de actitudes en el área. En segundo lugar, se revisa la labor de modelación de redes reciente y en progreso en este área, dando particular atención al mejor entendimiento de los requerimientos para simular sistemas de información dinámicos a conductores que se ha logrado en los últimos cinco años. La intención acá es evaluar si las actividades de investigación actuales cubren el rango completo de tópicos y si los recursos dedicados a estas tareas están asignados en forma adecuada. Finalmente, a partir de estas revisiones se identifican futuras direcciones y prioridades de investigación.