artikel

Casestudie 2: niet de kortste of snelste, maar de schoonste route

Distributie

Welke invloed oefenen CO2-emissies als minimalisatiecriterium uit op de optimale route? En in welke mate is er een verschil tussen de kortste of snelste route en de schoonste route? Uit onderzoek van Ortec en de Universiteit van Tilburg blijkt dat bedrijven, door hun rit- en routeplanning in functie van efficiëntie of kosten te optimaliseren, vaak ook al grote stappen nemen op het gebied van CO2-reductie.

In de praktijk worden nu meestal twee belangrijke minimalisatiecriteria meegenomen om de optimale route tussen twee locaties te vinden, namelijk de totale afstand en de rijtijd. Dit resulteert in respectievelijk de kortste en de snelste route. Deze criteria minimaliseren niet de CO2-uitstoot. Tussen verbruik en CO2-uitstoot bestaat een lineair verband. Dit betekent als het verbruik vrij nauwkeurig kan geschat worden op een bepaalde route, daarbij ook de totale CO2 uitstoot vrij eenvoudig achtergehaald kan worden. 
  
Het verbruik wordt bepaald door de volgende factoren: motortype, verkeersdrukte, gemiddelde snelheid, variabiliteit in snelheid, het rijgedrag van de chauffeur, beladingsgraad, weersomstandigheden, aerodynamica van de wagen, enz. Sommige factoren zijn makkelijk om voorhand in te schatten, andere factoren – zoals weersomstandigheden – niet. 
 

Opzet van de casestudie
Bij de opzet werd uitgegaan van de volgende vraagstelling(en):

  • Welk percentage aan wegsegmenten komt zowel in de schoonste route als in de kortste route voor?
  • Welk percentage aan wegsegmenten komt zowel in de schoonste route als in de snelste route voor?
  • Hoeveel afstand moet er meer afgelegd worden bij gebruik van de schoonste route ten opzichte van de kortste route?
  • Hoeveel extra tijd moet er ingecalculeerd worden bij gebruik van de schoonste route ten opzichte van de snelste route?
  • Hoeveel bedraagt het kostenverschil tussen de kortste, snelste en schoonste routes?

  

Bij een wegsegment behoren de volgende data: begin- en eindpunt, afstand in meter en wegtype.

Voor elke wegtype kan een gemiddelde snelheid per voertuigtype gedefinieerd worden. Een 17-tal wegtypes zijn beschikbaar: van snelweg, regionale weg in stadsgebied tot ferry.  Voor elk voertuigtype kan de gemiddelde snelheid op een bepaald wegtype aangepast worden.

Op dit moment wordt er enkel naar vrachtwagens en passagiersvoertuigen gekeken. Data over gemiddelde snelheden gedurende de dag of per weekdag zijn nog niet beschikbaar. In de nabije toekomst echter ziet het er naar uit dat de kaartleveranciers deze informatie ook zullen aanbieden in hun kaartmateriaal.

Alle routes in dit project werden berekend aan de hand van een digitale BeNeLux-wegenkaart ter beschikking gesteld door NavTeQ (zie kader rechts).

Met deze kaart, die 303.787 wegsegmenten en 201.67 unieke punten bevat, kunnen zowel de snelste als de kortste route eenvoudig berekend worden.

Om de CO2-uitstoot te kunnen meten, is uitgegaan van een berekening, waarbij de CO2-uitstoot bepaald wordt door de volgende formule (NETCEN, 2003):

 

CO2,segment = (a + b x v + c x v2 + d x ve + f x ln(v) + g x v3 + h x v-1 + i x v-2 + j x v-3) x k

CO2,segment: CO2-uitstoot in g per kilometer (g CO2/km),
v: constant snelheid op een wegsegment (km/u),
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j en k zijn constante coëfficiënten.

 

 

De constante waarden in deze formule hangen vooral af van het wagentype, het brandstoftype en het motortype. Zodoende beschikken we voor elk wegsegment niet alleen over het aantal kilometers en de rijtijd, maar ook over de geschatte CO2-uitstoot als het wegsegment gebruikt wordt voor een bepaalde route.

Vanuit een willekeurig gekozen locatie, Heurne bij Oudenaarde (België), wordt voor elk minimalisatiecriterium (afstand, rijtijd, CO2-uitstoot) de optimale route berekend naar 100 willekeurige gekozen locaties. Wanneer meer locaties in beschouwing zouden worden genomen, zou dit voor deze studie te veel rekentijd vergen. Voor het bepalen van de optimale route voor elk criterium werd dezelfde methode gebruikt, namelijk het vrij bekende Dijkstra algoritme. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van deze methode wordt verwezen naar gespecialiseerde literatuur (Combinatorial Optimization, 2006).

Conclusie: de schone route is de gulden middenweg

 

Als we de schoonste route vergelijken met de snelste en kortste route(*), dan valt het volgende op:

 

  • De schoonste route is 4,8 procent langzamer dan de snelste route,
    de kortste route is 35 procent langzamer dan de snelste route.
  • De schoonste route is 2 procent langer dan de kortste route,
    de snelste route is 5,6 procent langer dan de kortste route.
     

Op basis van de volgende gegevens: 35 euro per uur, en 0,35 eurocent per km, wanneer gecorrigeerd wordt op CO2-uitstoot (als sociale kostenpost van €28,45 per ton, zoals bepaald door DEFRA(2005), dan is:
 

  • De schoonste route 1,1procent duurder dan de snelste route,
    de kortste 17 procent duurder dan de snelste route.

 

Bij het uitfilteren van de sociale kostenpost van CO2 blijven dezelfde verschillen behouden.

  • De snelste route stoot 2.3 procent meer CO2 uit dan de schoonste route,
    de kortste route stoot 6 procent meer uit dan de schoonste route.

 

De schoonste route is dus een goede middenweg, tussen de snelle, goedkope én de korte route.

Uitleg bij Schoonste, kortste, snelste route

(*) Uitleg bij schoonste, kortste, snelste route 

De schoonste route volgt voor ongeveer 65 tot en met 70 percent de snelste route en voor ongeveer 55 tot en met 60% de kortste route. Hierbij gaat het vooral om de snel- en hoofdwegen. Als we de snelheden met 10% verlagen, dan is de schoonste route 0,34% duurder en 2,7% langzamer dan de snelste. Bij een lagere snelheid komt de schoonste route dus meer in de buurt van de snelste. Bij een 10% lagere snelheid nemen de kosten overigens wel toe met 6%.

  

Het gebruik van een €0,35 per km-factor zal wellicht hoger liggen bij het gebruik van de kortste route, terwijl bij de snelste en zeker de schoonste route tegen een lagere kilometertarief gereden kan worden, want  het verbruik ligt lager bij schoonste en de snelste ten opzichte van de kortste route.  De opbouw van een route met als doel een zo laag mogelijke rijtijd, gaf altijd de route aan met de laagste kosten.
 
Logisch, want de grootste kostenpost is – in verhouding – de werktijd per uur van de chauffeur. Het vermijden van (structurele) files en grote vertragingen zal dan ook zowel de kosten als de CO2 uitstoot van een verplaatsing drastisch verminderen als hierop direct kan worden ingespeeld. Nu gingen we in ons onderzoek uit van een constante snelheid, dat wil zeggen op elk moment van de dag, gedurende de hele week met dezelfde snelheid. Dit strookt natuurlijk niet met de werkelijkheid, maar geeft toch een idee van hoe een schone route er kan uitzien en in welke mate de route verschilt met de snelste en de kortste route.

 

Reageer op dit artikel