Producten Floating Car Data (FCD)

Inleiding

Floating Car Data is de benaming die NDW hanteert voor de data verkregen van GPS-posities van diverse apparaten zoals navigatiesystemen, mobiele telefoons en trackingsystemen. Met de posities van een uniek apparaat wordt een trace gevormd. Vanuit de GPS-traces wordt een vertaling naar een locatie op een weg in een kaart gemaakt (ook map matching genoemd). Zo kunnen gemiddelde snelheden worden berekend. Naast deze snelheidsdata is het ook mogelijk om uit de GPS-traces andere producten te maken, zoals splitfracties en herkomst-bestemmingsgegevens op basis van FCD.

Het grote voordeel van FCD is dat het beschikbaar is voor het gehele wegennet en niet afhankelijk van of er een meetsysteem is geplaatst, het nadeel is dat niet al het verkeer wordt gemeten. Bij FCD wordt een deel van het verkeer gemeten, een steekproef. Bij het gebruik van analyses is het daarom belangrijk om een te zorgen dat de steekproef representatief is. NDW koopt Floating Car Data onder licentie in. Dit betekent dat de FCD alleen beschikbaar kan worden gesteld voor wegbeheerders en in opdracht van wegbeheerders.

FCD levering NDW

Sinds maart 2017 ontvangt NDW elke minuut gemiddelde reistijden en snelheden over segmenten voor het gehele wegennet in Nederland. Deze minuutgemiddelde snelheden worden geleverd door Be-Mobile. De data is in eerste instantie ingekocht voor toepassingen op het gebied van verkeersmanagement, zoals het genereren van reistijden voor voorgedefinieerde trajecten. Inmiddels zijn de toepassingen verder uitgebreid. Daarnaast koopt NDW data en tooling in van TomTom Move. Hieronder is een overzicht gegeven van welke data kan worden opgevraagd binnen NDW van beide leveranciers.

Reistijden

Naast de segment data van Be-Mobile die NDW elke minuut ontvangt is het ook mogelijk om reistijden over langere routes te ontvangen. De partners van NDW kunnen aangeven voor welke trajecten zij graag reistijden willen ontvangen. Voor deze trajecten wordt elke minuut op basis van de data van de 50-meter segmenten reistijden gegenereerd en als open data beschikbaar gesteld. Daarnaast is er een ontsluitingsmodule voor deze data in ons systeem Dexter, waarmee het mogelijk is om reistijden uit het verleden op te vragen (gisteren tot 2016).

Daarnaast is via traffic Stats van TomTom Move historische route en gebiedsanalyses mogelijk met reistijden/snelheden

FCD aggregaten

Als afgeleid product van de minuut reistijden berekend NDW ook alle kwartier gemiddelde snelheden per segment. Deze data is via een API te benaderen. Ook worden er automatisch maand en jaar aggregaten gegenereerd. Historische aggregaten (5 minuten t/m maand) van afwijkende perioden en over routes kunnen worden opgevraagd via Dexter of via traffic Stats van TomTom Move

File-informatie

Naast de reistijden die elke minuut berekend worden, wordt er op basis van dezelfde FCD ook file-informatie gegeneerd voor het rijkswegennet. Conform de filedefinitie van Rijkswaterstaat worden filemeldingen samengesteld en als datastroom naar de verkeerscentrale van VCNL gestuurd. Daar worden de meldingen voorzien van een oorzaak en vervolgens via het NDW Open Data portaal als open data beschikbaar gesteld.

V85-waarden en aandeel overschrijders

NDW heeft onderzocht of het mogelijk is om de V85 waarden te bepalen uit Floating Car Data. De V85 is de snelheid waar 85% van het verkeer onder blijft en is een maat die in veel veiligheidsanalyses wordt gebruikt. De V85 wordt van oudsher veelal bepaald met lusmetingen, wat als nadeel heeft dat de V85-waarde slechts op enkele plekken bekend is. 

In verschillende analyses is er een duidelijk verband gevonden tussen het aantal snelheidsoverschrijdingen van de snelheidslimiet in de FCD en de V85-waarde bepaald door de lusmetingen. In deze onderzoeken zijn in totaal meer de 400 locaties bekeken met verschillende maximum snelheden (variërend van 30 km/u tot en met 130 km/u), intensiteiten en zowel onderliggend als hoofd wegennet.

In het verlengde hiervan heeft NDW ook onderzocht of het mogelijk is om een nauwkeurige inschatting te maken van het aandeel overschrijders. Door gebruik te maken van de huidige FCD-levering van NDW kan de V85 en het aandeel overschrijders voor het gehele wegennet worden geschat. De dataset met de inschatting voor de V85 en het aandeel overschrijders/ dat zich houdt aan de snelheidslimiet wordt op jaarbasis gegenereerd en is beschikbaar voor overheden in Nederland.

In traffic Stats van TomTom Move is het ook mogelijk om de V85 waarden als mede andere percentiele te bepalen

Herkomst bestemmingsgegevens

NDW heeft in 2016 met een aantal partners pilots uitgevoerd om verkeerskundige gegevens te verzamelen gebaseerd op data van mobiele systemen zoals Floating Car (FCD) en GSM Data. Hierbij lag de nadruk op Herkomst- en Bestemmingsonderzoek. De pilots tonen aan dat deze de informatie uit deze HB-onderzoeken in veel situaties bruikbaar is voor het uitvoeren van verkeersanalyses en bij beleidsprocessen. Sinds 2023 koopt NDW herkomst bestemmingsgegevens in. Deze herkomst bestemmingsgegevens zijn te benaderen via de origin destination applicatie van TomTom Move.

Be-Mobile FCD

Elke minuut ontvangt NDW een bestand met de snelheden (en reistijden) van alle FCD-segmenten waarvoor voor de afgelopen minuut een snelheid is bepaald. De segmenten van Be-Mobile hebben een maximale lengte van 50 meter. Elke maand ontvangt NDW een nieuwe kaart (basemap) om het wegennet waar de data over geleverd wordt zo actueel mogelijk te houden. Elke minuut wordt de actuele snelheidswaarden van de segmenten uit deze kaart geleverd. De eerste regel bevat het leveringstijdstip in UTC en de basemap waarop de segment indeling is gebaseerd. Daaronder zijn de volgende elementen opgenomen:

• SegmentID: Een verwijzing naar het betreffende segment

• TraveltimeMS: De berekende reistijd over het gehele segment in miliseconden

• SpeedKph: De berekende snelheid over het segment in km/u.

• LOS-Reference: De level of service van het segment. Dit is een percentage van 0 tot 100, waarbij 100 aangeeft dat de berekende snelheid minimaal zo hoog is als de optimum speed van het segment uit de basemap.

• Coverage bitstring: Een bitstring die aangeeft hoeveel voertuigen zijn gebruikt met een meting van 0-5 minuten geleden, 5-10 minuten gelden,.., tot en met 25-30 minuten geleden. Hierbij is het totalen aantal altijd maximaal 10. Zie hiervoor ook het FCD algoritme hieronder.

FCD algoritme

De gemiddelde snelheid van een segment is een gemiddelde van de laatste 10 gedetecteerde voertuigen, waarbij maximaal 30 minuten terug wordt gekeken. Voertuigen die recenter zijn gedetecteerd tellen daarbij zwaarder mee dan oudere voertuigen. Wanneer er in de laatste 30 minuten geen voertuig is gedetecteerd wordt er geen minuut snelheid gegeven. De minuutsnelheden zijn per segment afgekapt op 120% van de snelheidslimiet.

Van segment naar trajectniveau

NDW verstuurt ook trajectreistijden die gebaseerd zijn op deze segmentdata, maar gaan over een langer stuk weg. Hierbij tellen de reistijden van de inliggende segmenten mee. Eerst wordt bepaald welke segmenten binnen of deels in het traject vallen. Als een segment voor een deel in het traject valt dan wordt bijgehouden voor hoe groot deel dit segment mee telt. Daarnaast dient ook de volgorde van de segmenten in het traject te worden bepaald. Van elk segment wordt de coverage en de specificity bepaald. De coverage is het deel van het traject dat het segment beslaat. De specificity is het deel van het segment dat in het traject ligt.

Bovenstaand figuur dient als voorbeeld. Dit traject heeft een lengte van 800-100=700 meter. De coverage en specificity waarde behorende bij de drie segmenten van dit traject zijn weergegeven in onderstaande tabel.

Hierna wordt voor iedere minuut gekeken of er segmenten ontbreken. Wanneer een segment ontbreekt en de segmenten ervoor of erna hebben wel een reistijd dan wordt het ontbrekende segment als volgt aangevuld:

Waarbij:

\(v_s\): Snelheid van segment \(s\)

\(cov_{s-up}\): De coverage van het segment stroomopwaarts van segment \(s\)

\(spec_{s-up}\): De specificity van het segment stroomopwaarts van segment \(s\)

Als alleen het segment ervoor of erna een snelheid heeft wordt de snelheid gelijkgesteld. Voor het eerste segment van het traject wordt alleen gekeken naar het segment erna, voor het laatste segment alleen naar het segment ervoor. Hierna wordt er voor iedere minuut bepaald wat de lengte van het traject is met snelheidsinformatie, dit wordt de beschikbaarheid genoemd. Alleen de lengte van segmenten met snelheidsinformatie worden meegenomen in de berekening van de beschikbaarheid. Wanneer de beschikbaarheid lager is dan 60% wordt voor deze minuut geen traject reistijd bepaald.

Segmenten zonder snelheidsinformatie krijgen de harmonisch gemiddelde snelheid van de segmenten met een snelheid binnen het trajecten.

Waarbij:

\(v_t\): De harmonisch gemiddelde snelheid van het traject die wordt gebruikt voor het invullen van de snelheid voor segment \(t\).

\(M\): Het aantal segmenten in het traject.

\(k_s\): Een indicator die aangeeft of segment \(s\) wel (=1) of geen (=0) snelheid heeft.

\(lengte_s\): De lengte van segment \(s\)

Zodra alle segmenten snelheden hebben kan er geaggregeerd worden over de ruimte. Reistijd wordt bepaald vanuit de som van de segmenten rekening houdend met de specificity.

Als er een basemapwissel plaatsvindt binnen een aggregatie moet onderzocht worden of de trajectlengte wijzigt na deze basemapwissel. Is dat niet het geval dan kunnen de reistijden van de verschillende basemaps gewoon met elkaar worden gemiddeld anders wordt de reistijden van beide basemaps binnen dit aggregaat gecorrigeerd naar de gemiddelde trajectlengte en worden daarna de reistijden gemiddeld.

Datakwaliteit

Bij de aanbesteding van Floating Car Data is de kwaliteit van een aantal trajecten onderzocht. Hierbij is de reistijd bepaald op basis van Floating Car Data vergeleken met de reistijden op basis van ANPR camera’s. De gemiddelde afwijking (RMSE en MAPE), de mate waarin vertragingen juist worden gedetecteerd (QKZ) en de tijdigheid is bepaald. Daarnaast is gekeken naar de compleetheid, op hoeveel minuten worden er waarden geleverd. De kwaliteit van de Floating Car Data hangt in grote mate afhankelijk van de grootte en verdeling van dekking. Daarom is inzicht in de hoeveelheid probes die gebruikt worden bij een meting van belang om meer gevoel te krijgen bij de kwaliteit. Bij de Floating Car data worden daarom kwaliteitsindicatoren: beschikbaarheid, dekking en tijdigheid berekend door NDW en meegeleverd.

Kwaliteitsindicator beschikbaarheid

De beschikbaarheid van een traject is het percentage van het traject waarvoor data geleverd is. Be-Mobile levert data voor een segment indien er de afgelopen 30 minuten 1 of meerdere voertuigen data hebben geleverd voor dit segment. Er wordt dus niet voor ieder segment in de basemap iedere minuut data geleverd. De beschikbaarheid van een traject geeft aan welk percentage van het traject data heeft geleverd.

Waarbij:

\(Beschikbaarheid_t\): De beschikbaarheid van traject \(t\)

$\(lengte_i\): de lengte van segment \(i\)

\(k_i\): indicator met een waarde van 1 als segment \(i\) een reistijd levert aan traject \(t\) en dit segment ook daadwerkelijk een reistijd had

\(Lengte_t\): De lengte van traject \(t\)

Indien de beschikbaarheid lager is dan \(60\%\) wordt er geen reistijd getoond. Er zal dan ook geen beschikbaarheid worden getoond.

Voorbeelden Een beschikbaarheid van \(70\%\) betekent dat \(70\%\) van de totale lengte van het traject data heeft geleverd. Dus 1 of meerdere voertuigen per segment hebben data geleverd in de afgelopen 30 minuten voor \(70\%\) van de lengte van het traject. De overige \(30\%\) heeft geen data geleverd.

In bovenstaande grafiek is de reistijd met bijbehorende beschikbaarheid getoond voor 1 etmaal. Hierbij is te zien dat de beschikbaarheid vaak \(0\%\) of \(100\%\) is. Dit komt doordat de voertuigen die data leveren over het gehele traject rijden dus voor ieder segment binnen het traject data leveren.

In bovenstaande grafiek is de beschikbaarheid te zien voor een langer druk traject. Hierbij is te zien dat de beschikbaarheid gedurende de dag-periode bijna altijd \(100\%\) is.

Daarnaast is in beide figuren te zien dat er geen reistijden worden getoond indien de beschikbaarheid lager dan \(60\%\) is. Dit is beschreven bij het FCD algoritme hierboven.

Datex-II veld Het Datex-II veld dat wordt gebruik voor beschikbaarheid bij de FCD-reistijden is Accuracy.

Kwaliteitsindicator dekking

De dekking van een traject geeft een indicatie op hoeveel voertuigen de berekende FCD-reistijd is gebaseerd. De totale coverage die bepaald kan worden vanuit de geleverde coverage-bitstring wordt hiervoor gebruikt. Bij de dekking wordt geen rekening gehouden met de oudheid van deze coverage. Er wordt ook geen rekening gehouden met de beschikbaarheid van de data.

Voor de berekening van de dekking wordt de totale coverage gebruikt die beschreven is onder de FCD levering.

Waarbij:

\(n\): Het aantal segmenten met een snelheid in het traject

\(lengte_i\): De lengte van segment \(i\)

\(cov_i\): De coverage van segment \(i\)

Voor de berekening wordt alleen de coverage gebruikt van de segmenten die data hebben geleverd voor de desbetreffende minuut. Aangezien Be-Mobile een totale coverage levert tussen 0 en 10 is ervoor gekozen om de uitkomst maal 10 te doen. Zodat de uitkomst een getal wordt tussen 0 en \(100\%\).

Voorbeeld Een dekking van \(70\%\) betekent dat de reistijd gemiddeld is gebaseerd op 7 voertuigen per segment. Be-Mobile gebruikt maximaal de laatste 10 voertuigen per segment. Om deze reden betekent \(100\%\) gemiddeld 10 voertuigen per segment.

Kwaliteitsindicator tijdigheid

Beschrijving

De tijdigheid van een traject geeft een indicatie van de oudheid van de ruwe FCD die gebruikt is voor de reistijdberekening. De coverage per 5 minuten die bepaald kan worden vanuit de geleverde coverage-bitstring wordt hiervoor gebruikt. Bij de tijdigheid wordt geen rekening gehouden met de beschikbaarheid van de data.

Berekening

Voor de berekening van de tijdigheid wordt de coverage per 5 minuten interval gebruikt.

Waarbij: \(cov_{25-30}\): Het aantal gebruikte waarnemingen voor het segment van 25 tot 30 minuten geleden. \(totale coverage_s\): Het totaal aantal gebruikte waarnemingen voor het segment \(lengte_s\): De lengte van segment \(s\) \(spec_s\): De specifity van segment \(s\) \(Tijdigheid_s\): De tijdigheid van segment \(s\) \(n\): aantal segmenten met data

Voor de berekening wordt alleen de coverage gebruikt van de segmenten die data hebben geleverd voor de desbetreffende minuut. Aangezien Be-Mobile een totale coverage levert tussen 0 en 10 levert de bovenstaande formule een getal tussen 0 en 100%.

In de bovenstaande tabel is weergegeven welke oudheid de tijdigheid representeert. Het gaat hierbij om een indicatie.

Voorbeeld Een tijdigheidsscore van 80 betekent dat de data die gebruikt is om de reistijd te berekenen gemiddeld tussen de 5 en 10 minuten oud is.

In bovenstaande figuur is de tijdigheid te zien van een rustig traject. Te zien is dat in de nacht de tijdigheid gedurende 5 minuten 100% is en daarna stapsgewijs afneemt. Dit komt doordat er 1 voertuig aanwezig is in de data. Deze levert de eerste 5 minuten een tijdigheid van 100, daarna neemt deze stapsgewijs af naar 0. Overdag schommelt de tijdigheid tussen 20 en 80%. Dit wil zeggen dat er vaak nog data tot 25 minuten (score 20%) oud wordt gebruikt om de reistijd te berekenen.

In bovenstaande figuur is te zien dat overdag de tijdigheid bijna 100% is. Dit wil zeggen dat alle data die wordt gebruikt van de laatste 5 minuten is. In de nachtperiode is een vergelijkbaar patroon te zien als bij het rustige traject.

Datex-II veld

Het Datex-II veld dat wordt gebruik voor tijdigheid bij de FCD-reistijden is supplierCalculatedDataQuality.

Historie

In de leveringen tot 24 januari 2020 13:00 uur (Nederlandse tijd) werden alle snelheden nog afgekapt op de snelheidslimiet. Waardoor er nooit minuut snelheden zullen zijn boven de snelheidslimiet. In de leveringen vanaf 24 januari 2020 om 13:00 uur (Nederlandse tijd) worden de minuut snelheden niet meer op de snelheidslimiet maar op 120% van de snelheidslimiet afgekapt. Voor een weg met een snelheidslimiet van 50 km/u betekent dit dat er nooit snelheden boven de 60 km/u worden geleverd en voor een weg met een snelheidslimiet van 100 km/u nooit boven de 120 km/u. Vanaf 8 april 2021 om 13:00 uur wordt er geleverd vanuit een nieuw contract en is het rekenalgoritme aangepast. Voorheen telde elke waarneming even zwaar mee, hoe oud de data ook was (binnen de 30 minuten range). Alleen wanneer in een half uur maar 1 voertuig was gedetecteerd gingen in minuut 29 en 30 de snelheid iets richting de optimum speed van dit segment. De optimum speed is een kenmerk van een segment en is onder andere afhankelijk van de roadclass en snelheidslimiet. De optimum speed ligt op of onder de snelheidslimiet. In de leveringen vanaf 8 april 2021 worden oudere metingen anders meegewogen. Nieuwere metingen tellen zwaarder mee dan de oudere metingen. De weging wordt dusdanig afgebouwd dat wanneer er weer maar 1 voertuig wordt gedetecteerd in 30 minuten. De eerste minuut wordt dan de snelheid van het gemeten voertuig doorgegeven en in minuut 30 de optimum speed. In de tussenliggende minuten wordt in een lichte s curve van de gemeten snelheid naar de optimum speed gewerkt.

De figuur toont het verschil tussen het oude algoritme. Bij het oude algoritme is 1 langzaam voertuig gemeten en gaat de snelheid pas bij de 29e herhaling naar de optimum speed. Bij het nieuwe algoritme is 1 hoge snelheid gemeten, hoger dan de afkapping (bij deze 50 km/u weg ligt de optimum speed rond de 40 km/u en wordt er afgekapt op 60 km/u)vanuit deze hoge snelheid wordt de snelheid lineair afgebouwd naar de 40 km/u (in dus 29 minuten). Zolang de waarden boven de 60 km/u blijven, zal er een waarde van 60 km/u worden doorgegeven. In dit geval zien we dat pas bij de 8e minuut vanaf waarneming een lager snelheid wordt doorgegeven. Omdat de snelheid is afgerond op hele km/u zien we een hobbelige in plaats van rechte lijn.

FCD TomTom Move

Sinds 2023 koopt NDW herkomst bestemmingsgegevens in van TomTom Move via een consortium van RHDHV en GeoMobility. Van TomTom Move zijn de applicaties Traffic Stats en Origin Destination beschikbaar voor wegbeheerders. Meer informatie over het gebruik van TomTom move is hier te vinden.

Datakwaliteit

Bij de aanbesteding van herkomst bestemmingsgegevens is gekeken naar de dekking van de gegevens en is een vergelijking gemaakt tussen splitfracties van een Verkeers Regelinstallatie en de splitfractie vanuit TomTom Move. De dekking van TomTom gegevens varieert van meer dan 25% op sommige momenten op de A10 tot minder dan 5% in somige woonstraten. De dekking is zoals bij alle FCD bronnen niet een constant gegeven en wisselt per type weg en periode. Vele maten belangrijker dan de dekking is de representativiteit van de data. We zien in de data een kleine oververtegenwoordiging van het lange afstandsverkeer en daarmee ook hogere dekkingsgraden op het hoofdwegennet. Dit betekent dat wanneer er analyses worden waarbij verschillende categorie wegen worden vergeleken hier rekening mee moet worden gehouden. Een analyse op lagere orde wegen is zeer goed mogelijk, ook wanneer hier een lagere dekking is, wel dient dan voor de analyse een langere periode te worden bekeken.

Afnemen

Reistijd- en file-informatie zijn openbaar toegankelijk via het NDW Open Data Portaal. Voor toegang tot de overige toepassingen kunnen overheden en organisaties die een opdracht uitvoeren voor een overheid contact opnemen met de NDW Servicedesk.

Servicedesk

In geval van vragen over dit product of problemen met de afname ervan, kan contact opgenomen worden met de NDW Servicedesk.