1 Sårbarhetsanalyser av vägnät - gjort sedan förra mötet Referensgruppsmöte 28 maj 2009

2 Sårbarhetsanalys av utbredda avbrott

3 Background Past applied vulnerability studies focused on identifying important (critical, significant, vital) links Our aim: Study vulnerability to area-covering disruptions –Provide complement to single link failure analysis –Develop methodology for systematic analysis –Apply to large real-world road networks –Gain general insights

4 Methodology Study area is covered with grid of equally shaped and sized cell Each cell represents spatial extent of disruptive event Event representation: All links intersecting cell are closed, remaining links unaffected Hexagonal Square

5 Methodology Multiple, displaced grids used to increase accuracy Advantages of grid approach: –No coverage bias: Each point in study area equally covered –Avoids combinatioral issues with multiple link failures –Easy to combine with frequency data Disadvantages: –Results depend on rotation

6 Consequence model Indicator: Increase in travel time, unsatisfied travel demand Constant, inelastic travel demand Initial travel times estimated with congestion, no change during closure

7 Consequence model During disruption of cell, two possibilities: 1.No alternative routes Unsatisfied demand, must delay trip until after closure 2.Alternative routes Users choose new shortest route, or if faster delay trip

8 System and user perspectives Cell importance: Total increase in travel time for all users when cell is disrupted Worst-case regional user exposure: Mean increase in travel time per user starting in region when most important cell for region is closed

9 Case study Swedish road network: 174,044 directed links, 8,764 origins/destinations Matrix of estimated travel demand (vehicles/hour) between every origin/destination pair Personal cars and light and heavy trucks Three square cell sizes: 12.5 km, 25 km, 50 km 12/48 hour closure duration Cell size# cells/grid# grids 12.5 km km km24116

10

11 Cell importance 25 km grid

12 Konsekvenser uppdelade på olika resenärer, ordnat i stigande allvarlighet

13 Cell importance Unsatisfied demand constitutes 60% - 90% of total increase in travel time on average Unsatisfied demand consists of internal, inbound/outbound and crossing demand Consequences as function of cell size

14 Förhållande mellan att stänga hela rutan eller slumpmässigt vald meter väg i rutan De 11 värsta rutorna finns i Skåne

15 Worst-case county user exposure Exposure depends on concentrated travel demand, not network redundancy In most exposed county, more than 60% of demand unsatisfied

16 Worst-case cell vs. link Area-covering disruption particularly worse in densely populated regions 12 of 21 counties: Worst-case link within worst-case cell

17 Some insights Other factors behind vulnerability to area-covering disruptions compared to single link failures Vulnerability reduced through allocation of restoration resources rather than increasing redundancy For important cells, unsatisfied demand constitutes nearly all increase in travel time (Results depend on link and demand location and regional partition)

18 Väglänkars betydelse för omledning

19 Idé Vägar kan vara betydelsefulla i meningen att de utgör bästa alternativ om det skulle bli avbrott på någon annan länk Dessa behöver inte nödvändigtvis vara betydelsefulla i meningen att avbrott på länken själv blir allvarliga Kan ändå motivera speciellt hänsyn Målet är att formulera mått på denna ”indirekta” betydelsefullhet, beräkna dem för ett svenskt vägnät och analysera vilka faktorer som inverkar Hypotes: –indirekt betydelsefulla länkar är länkar med normalt låga flöden som ligger ”parallellt” med länkar med höga flöden –mer punktvis lokaliserat än direkt betydelsefullhet som är mer stråkformat

20 Mått Mått 1: Flödet som flyttas över till länken när det blir avbrott på någon annan länk, summerat över alla andra länkar Länkarna kan viktas med mått på sannolikhet för avbrott, t.ex. länkens längd Vi kan också ge större vikt åt närliggande länkar Förutom summering (genomsnitt) kan man studera worst-case

21 Mått Mått 2: Skillnaden i konsekvens om både studerad länk och annan länk stängs, jämfört med bara annan länk, summerat över alla andra länkar Fångar både omledning av flöde och näst bästa alternativ På samma sätt som för mått 1: Länkarna kan viktas med mått på sannolikhet för avbrott, t.ex. länkens längd Vi kan också ge större vikt åt närliggande länkar Förutom summering (genomsnitt) kan man studera worst-case

22 Tidsplan Första version av studie och rapport klar under juni Presenteras på konferens i september