Zoneringsvraagstuk bij de bepaling van milieukundige effecten van verkeer

 

1. Inleiding

Verkeer heeft naast de bereikbaarheidsaspecten ook effecten op het milieu. Met behulp van verkeersmodellen worden de verkeersintensiteiten op het wegennet berekend. De berekende verkeersintensiteiten vormen de basis voor het berekenen van de milieukundige effecten. Hierbij wordt de verkeersintensiteit omgerekend naar een afstand waarbinnen er sprake is van bijvoorbeeld geluidshinder of luchtvervuiling. In feite wordt hiermee als het ware een zone gelegd om het wegennetwerk waarbinnen sprake is van een gehinderde toestand. Als je wilt weten hoe erg dat is, dan moet je vervolgens kunnen bepalen hoeveel woningen, of mensen of natuurareaal zich bevindt in de gehinderde zone.

 

Het wiskundige probleem kent hierin twee stappen:

 

1. Het construeren van een omhullende polygoon die de gehinderde zone representeert per wegvak
2. Het bepalen van het overlappende oppervlak met bijvoorbeeld natuur binnen de gehinderde zone per wegvak

 

Stap 1) Construeren van de gehinderde zone via de berekende gehinderde afstand.

 

Invoer:

• Een verzameling wegvakken, met per wegvak de volgende informatie:
• De ligging van het wegvak in de vorm van een verzameling x,y coördinaten. Door de coördinaten te verbinden wordt de ligging van het wegvak bepaald als een verzameling lijnstukken..
• De breedte van de gehinderde zone aan de linker- en aan de rechterzijde (vanwege bijvoorbeeld geluidswerende voorzieningen kan de breedte links en rechts verschillend zijn).

 

Gewenst resultaat:

• Per wegvak de gehinderde zone in de vorm van een verzameling x,y punten. Door de punten te verbinden krijg je een (gesloten) polygoon. Zowel aan de linker als de rechterzijde van de weg is een polygoon vereist.
• De gehinderde zone wordt begrensd door de weg, door de zone van het voorgaande en het volgende wegvak en door de opgegeven breedte.
• De gehinderde zone mag niet overlappen met een andere zone.

 

Mogelijke aanpakken:

• Gebruik een verzameling cirkels met de breedte van de gezochte zone en verplaats het middelpunt van de cirkels langs de lijnstukken tot het laatste punt van het wegvak. Bepaal vervolgens de omhullende van alle cirkels, met inachtneming van bovenstaande bepaling ten aanzien van het gewenst resultaat.
• Trek de parallelle lijn op de gewenste breedte en bepaal aan de hand van de lijnstukken de juiste omhullende. Een illustratief voorbeeld is gegeven in de bijgevoegde figuur 1. Duidelijk is in de figuur dat de basis wordt gevormd door het trekken van parallelle lijnen op de afstand links en rechts A_L,i en A_R,i. Echter doordat de wegvakken vaak een knik vertonen is het nodig om te bedenken hoe meest representatieve vorm er dan uit gaat zien. Zo is duidelijk dat aan de rechterzijde er stukken afgeknipt moeten worden, zodanig dat er geen overlap ontstaat tussen twee opeenvolgende wegvakken. Aan de linkerzijde moeten er stukken toegevoegd worden, omdat anders gaten ontstaan. In ieder geval zou het resultaat per wegvak een linkerzone en een rechterzone moeten zijn. Speciale gevallen ontstaan op kruispunten, hier moet dan rekening gehouden worden met meerdere wegvakken.

 

Figuur 1 Illustratief voorbeeld zonering

 

Het doel is van stap 1) is om een algoritme te ontwikkelen dat de gehinderde zone bepaalt.

 

 

 

Een bijkomend probleem is hoe je overlap elimineert met de niet aangrenzende wegvakken. Dit speelt bij grote afstanden en scherpe bochten en kan zich uitstrekken over meerdere wegvakken.

 

Step 2) Bepalen van het oppervlak

Als je van een wegvak hebt bepaald wat de gehinderde zone is (als polygoon met een verzameling coördinaten), dan wil je in de volgende stap de overlap bepalen met bijvoorbeeld het natuurareaal (zijnde een verzameling polygonen met vrij veel coördinaten). Hierbij moet  per wegvak voor de linker en de rechter zone het areaal van de overlap worden bepaald.

 

In principe kun je de benodigde informatie voor het maken van de overlay exporteren vanuit het verkeersmodel naar een geografisch informatie systeem (GIS) en daarin de overlap bepalen. Echter vanwege het dynamische en interactieve karakter van de berekening zou je eigenlijk een “overlap” algoritme in willen bouwen in het verkeersmodel zelf..

 

Invoer:

• Polygoon die de gehinderde zone representeert
• Polygoon die het areaal van een bepaald relevant type representeert

 

Uitvoer:

• Polygoon met het overlappende areaal dat zowel in de gehinderde zone als in de tweede polygoon voorkomt.

 

Het doel is van stap 2) is om een overlap algoritme te ontwikkelen dat de overlap van de gehinderde zone met een andere polygoon bepaalt. Het algoritme moet eenvoudig in te bouwen zijn in het verkeersmodel.