Development of a cost-effective method to implement traffic management principles to a small city environment
Date
2021-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: Small cities, defined as cities with a population of at most 300,000 people, would benefit from a Traffic Management Centre (TMC) to improve traffic operations but the model used for larger cities is often too expensive to implement. This research therefore investigates a cost effective traffic management model for a small-city environment. This traffic management model would be able to provide the necessary functionality of traffic management inherited from TMCs for a larger city. Two Test Models (TMs) were investigated which assessed the difference in functionality provided by conventional TMC practices (TM 1) and a proposed “minimal infrastructure model” (TM 2) to determine an optimal traffic management method that is cost-effective. The four core Intelligent Transport Systems (ITSs) that were identified for a small-city include: Arterial Management System (AMS), Incident Management System (IMS), Urban Traffic Management (UTM) and Transport Information Management (TIM). These four systems were tested within the study area of Stellenbosch. The level of functionality of the two TMs were compared. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), also known as drones, and Floating Car Data (FCD) were additional tools used in TM 2 in the attempt to achieve effective traffic management with minimal fixed infrastructure requirements. The TMs were investigated for the town of Stellenbosch, in the Western Cape of South Africa. This is a small city environment with significant traffic challenges, and which currently does not have a TMC. It was found that the level of detail in TMC operations required for larger cities is not the same as for smaller cities. In addition to this, effective traffic management can be provided to a small city by implementing the minimal infrastructure model (TM 2). Furthermore, it was found that by reducing the number of components on the roads of the study area and including FCD and UAVs to aid traffic management, the TMC capital and first year of operation cost could be reduced by 37% for the minimal infrastructure model, when compared to the traditional TMC setup used in large cities in South Africa.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Klein stede, gedefinieer as stede met ‘n bevolking van hoogstens 100,000 mense, sal voordeel trek uit verkeersbestuursentrums om verkeersbedrywigheede te verbeter. Die model wat vir groter stede gebruik word, is egter dikwels te duur om te implementeer. Hierdie navorsing ondersoek ‘n koste-effektiewe verkeersbestuursmodel vir ‘n klein stadsomgewing wat die nodige verkeersbestuur funksionaliteit kan beërf wat van groter verkeersbestuursentrums geërf word. Twee toetsmodelle is ondersoek wat die verskil in funksionaliteit van konvensionele verkeersbestuursentrums (Toestmodel 1) en ‘n voorgestelde ‘minimale infrastruktuurmodel’ (Toetsmodel 2) beoordeel om ‘n optimale verkeersbestuurmetode te bepaal wat kostedoeltreffend is. Die vier kern Intelligente vervoerstelsels wat vir ‘n klein stad geïdentifiseer is, sluit in: ‘n arteriële bestuurstelsel, n’ voorvalbestuurstelsel, stedelike verkeersbestuur en vervoerinligtingbestuur. Hierdie vier stelsels is binne die studiegebied van Stellenbosch getoets en die vlak van funksionaliteit van die twee toetsmodelle is vergelyk. Onbemande lugvoertuie en drywende motordata was addisionele instrumente wat gebruik is in die poging om doeltreffende verkeersbestuur te bereik met minimale vaste infrastruktuurvereistes. Die toetsmodelle is ondersoek vir die stad Stellenbosch in die Wes-Kaap van Suid-Afrika. Dit is ‘n klein stadsomgewing met beduidende verkeersuitdagings, en wat tans nie ‘n verkeersbestuursentrum het nie. Daar is gevind dat die verkeersbestuursentrumbedrywighede detailvlak wat vir groter stede benodig word nie dieselfde is as vir kleiner stede nie en dat effektiewe verkeersbestuur aan ‘n klein stad verskaf kan word deur die implementering van die minimale infrastruktuurmodel. Dit is bevind dat duer die aantal komponente op die paaie van die studiegebied te verminder en met die inbegrip van drywende motordata en onbemande lugvoertuie om verkeersbestuur te help, kan die kapitaal van die verkeersbestuursentrum en die eerste jaar van die bedryfskoste met 37% verminder word vir die minimale infrastruktuurmodel, in vergelyking met die tradisionele opset vir verkeersbestuursentrums wat in groot stede in Suid-Afrika gebruik word.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Klein stede, gedefinieer as stede met ‘n bevolking van hoogstens 100,000 mense, sal voordeel trek uit verkeersbestuursentrums om verkeersbedrywigheede te verbeter. Die model wat vir groter stede gebruik word, is egter dikwels te duur om te implementeer. Hierdie navorsing ondersoek ‘n koste-effektiewe verkeersbestuursmodel vir ‘n klein stadsomgewing wat die nodige verkeersbestuur funksionaliteit kan beërf wat van groter verkeersbestuursentrums geërf word. Twee toetsmodelle is ondersoek wat die verskil in funksionaliteit van konvensionele verkeersbestuursentrums (Toestmodel 1) en ‘n voorgestelde ‘minimale infrastruktuurmodel’ (Toetsmodel 2) beoordeel om ‘n optimale verkeersbestuurmetode te bepaal wat kostedoeltreffend is. Die vier kern Intelligente vervoerstelsels wat vir ‘n klein stad geïdentifiseer is, sluit in: ‘n arteriële bestuurstelsel, n’ voorvalbestuurstelsel, stedelike verkeersbestuur en vervoerinligtingbestuur. Hierdie vier stelsels is binne die studiegebied van Stellenbosch getoets en die vlak van funksionaliteit van die twee toetsmodelle is vergelyk. Onbemande lugvoertuie en drywende motordata was addisionele instrumente wat gebruik is in die poging om doeltreffende verkeersbestuur te bereik met minimale vaste infrastruktuurvereistes. Die toetsmodelle is ondersoek vir die stad Stellenbosch in die Wes-Kaap van Suid-Afrika. Dit is ‘n klein stadsomgewing met beduidende verkeersuitdagings, en wat tans nie ‘n verkeersbestuursentrum het nie. Daar is gevind dat die verkeersbestuursentrumbedrywighede detailvlak wat vir groter stede benodig word nie dieselfde is as vir kleiner stede nie en dat effektiewe verkeersbestuur aan ‘n klein stad verskaf kan word deur die implementering van die minimale infrastruktuurmodel. Dit is bevind dat duer die aantal komponente op die paaie van die studiegebied te verminder en met die inbegrip van drywende motordata en onbemande lugvoertuie om verkeersbestuur te help, kan die kapitaal van die verkeersbestuursentrum en die eerste jaar van die bedryfskoste met 37% verminder word vir die minimale infrastruktuurmodel, in vergelyking met die tradisionele opset vir verkeersbestuursentrums wat in groot stede in Suid-Afrika gebruik word.
Description
Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2021.
Keywords
Traffic Management, UCTD, Transportation engineering, Intelligent transportation systems