Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen
Transporttechnologie



J.S.V. Staneke Modellering wegennet en routeplanner voor stadsdistributie
Computeropdracht, Rapport 2004.TL.6865, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.


De opdracht wordt in het kader van het CiDiS project uitgevoerd. Dit project verhaalt over de stedelijke distributie. Om verschillende alternatieven voor de distributie na te gaan, is er een routeplanner nodig, die met informatie van een Geografisch Informatie Systeem een goed beeld geeft van de werkelijkheid.

De opdracht bestaat uit vier delen:
  1. het (kort) beschrijven van bestaande routeplanningsalgoritmes uit de literatuur
  2. het ontwerpen en implementeren van een algoritme gebaseerd op de toepassing van simulatie
  3. het met behulp van een gebruikersinterface en animatie inzichtelijk maken van het algoritme
  4. het verifiëren en valideren van de routeplanning met behulp van een proeflevering van het NWB; het vergelijken van de resultaten met een algemeen toegankelijke routeplanner.
Om een route te plannen zijn er verschillende mogelijkheden. Voorbeelden daarvan zijn de kortste route of de snelste route. Deze routes hoeven niet altijd aan elkaar gelijk te zijn. Voordat er begonnen kan worden met het werkelijke ontwerp is het belangrijk om de eisen aan het programma te definiëren. Voor deze opdracht zal in eerste instantie een programma worden opgezet voor het bepalen van de kortste route. In een later stadium zal er gewerkt worden naar de opzet van een bepaling voor de snelste route. Deze snelste route zal wegens de ontbrekende data in het proefbestand van het NWB op een heel simpele manier geïmplementeerd worden, maar wel zo dat de transitie naar het volledige NWB zonder al te veel problemen zal kunnen verlopen.

Aangezien dit een vervolgopdracht is, is er al een gegevensbestand en een begin van het algoritme. Dit gegevensbestand bestaat uit een proeflevering van het Nederlands Wegenbestand (NWB-Wegen). Het volledige NWB-Wegen voldoet wel aan het programma van eisen met betrekking tot het gegevensbestand, maar de proeflevering voldoet niet op alle punten. Toch is gekozen om met deze proeflevering te gaan werken, omdat de implementatie van het volledige NWB-Wegen, als het algoritme eenmaal werkt, geen grote problemen hoeft op te leveren. Het algoritme wat geleverd is bij het begin van de opdracht voldoet wel aan de gestelde eisen die op dit deel van het algoritme van toepassing zijn.

De kortste route kan op verschillende manieren worden bepaald. Gekozen is er voor een bepaling om een wagen te laten rijden over de wegen en deze wagen zich bij elke splitsing te laten klonen en dan weer verder te rijden. De wagen die op deze manier als eerste bij het gewenste eindpunt aankomt, heeft dan automatisch de kortste route afgelegd. Voor de bepaling van de snelste route wordt hetzelfde systeem gehanteerd, maar hier worden de lengtes van de wegen nog gedeeld door de maximale snelheid op deze wegen gelden. Het algoritme geeft de kaart van Gorinchem in vergelijking met de werkelijkheid en andere kaarten redelijk tot goed weer.

De prestatie-indicator die gebruikt wordt zal de rekentijd van het algoritme zijn. Hiermee kan worden bepaald of deze bij de gegevens van heel Nederland niet te lang zal worden, waardoor het programma niet meer voldoet. De resultaten van het programma zullen natuurlijk de gegenereerde route zijn (hetzij de kortste route, hetzij de snelste route), de afgelegde afstand, de reistijd en de afgelegde weg.

De configuratie van de PDL beschrijving naar een werkend algoritme in Delphi is goed verlopen. Het programma bepaalt inderdaad een route, maar om te concluderen dat deze ook werkelijk de kortste of de snelste route weergeeft is een verificatie en validatie van het programma uitgevoerd. Hieruit blijkt dat het programma geen fouten bevat en bij dezelfde simulaties ook dezelfde resultaten geeft. Ook geeft het algoritme in vergelijking met routeplanners op internet dezelfde routes, tenzij de route die het algoritme genereert fietspaden, autovrije zones of wegen met eenrichtingsverkeer loop bevat. Dit komt omdat deze gegevens niet zijn verwerkt in de proeflevering van het NWB-Wegen. Ook zijn er nog een aantal andere oorzaken waardoor de route kan afwijken: straat onbekend, keuze eindpunt en andere route door andere routeplanner. Duidelijk wordt ook dat de rekentijd bij toename van het aantal tracks en afgelegde afstand flink toeneemt en gevreesd moet worden dat bij de implementatie van de gegevens voor Zuid-Holland en/of Nederland de rekentijd te lang wordt en het algoritme niet meer voldoet.

Om te onderzoeken of het programma aan de vooraf gestelde eisen voldoet, wordt er per eis gekeken of deze gehaald is of niet. Uit dit onderzoek blijkt dat een aantal eisen niet gehaald is. De belangrijkste hebben betrekking op het invoerbestand. Deze bevat niet alle benodigde gegevens en bevat ook niet de gegevens van heel Nederland. Een andere belangrijke eis was dat het programma snel genoeg zou zijn. Zoals hierboven als is geconcludeerd voldoet dit wel voor de gemeente Gorinchem, maar bij de implementatie van Zuid-Holland en/of Nederland niet


Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
Gewijzigd: 2004.10.13; logistics@3mE.tudelft.nl , TU Delft / 3mE / TT / LT.