Urban Transportation Planning-MIT NOTES
December 8, 2016 | Author: fieramina | Category: N/A
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Description
My Course Overview Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.380j Fall 2006 Mikel Murga, MIT Research Associate and Lecturer
Urban Transportation Planning – Fall 2006
First, a confession… I make a living selling ideas to design roads, to upgrade transit systems or to rehabilitate cities and towns
Day 1
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
First, a confession… I make a living selling ideas to design roads, to upgrade transit systems or to rehabilitate cities and towns
Day 1
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport a Complex Organic System
The microscopic simulation shows pedestrians, cars, buses, taxis… We are trying to model individuals:
Predicting their collective behavior through models is never easy. That is why we do not have “to educate them”, but rather:
Day 1
Who appear to behave sometimes in irrational, chaotic or emotional ways Who are driven by habits (change takes time!) Who learn and adapt (specially under worsening conditions)
Observe their behavior and search for their “logic bubble” Ask their opinions and find out about their perceptions
4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport a Complex Organic System
Many of us went into Engineering to deal with predictable systems, but NOT WITH PEOPLE!
In Engineering Schools: This is THE problem We want THE solution
Day 1
Transport deals with people who appear to behave: Irrationally, Intuitively, Unpredictably … 5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation:
Action and reaction:
Same dosage, different reaction Learning and adapting Space and time non-linearities Latent demand
Facts and perceptions:
Day 1
A Complex System
Elected officials believe that voters… Voters believe that… 6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Systemic Thinking Goals Problem
Decision
Results
Situation
Decisions Goals
Side Effects Environment
From: Business Dynamics, by John Sterman
Goals of Other Agents Day 1
Figure by MIT OCW.
Actions of Others
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
+
Road Construction
ROAD CONGESTION SYSTEM COMPLEXITY
Delay
+ Capacity Expansion
Highway Capacity
Pressure to Reduce Congestion
+ Open the Hinterlands
+
Delay
-
Travel Desire
Travel Time
+
-
Traffic Volume
Size of Region within desired travel time Move to the Burbs
+ + +
Discretionary Trips
Attractiveness of Driving
Trips per Day
+
Average Trip Length
+
+ +
+
-
+
Cars per Region
-
Public Transit Network
+ Delay
Choke off Ridership
Public Transit Fares
Public Transit Ridership
Take the bus? Cars in Region
-
Route Expansion
Extra Miles
+
PT Capacity Expansion
Adequacy of Public Transit
Delay
+
Delay
Population and Economic Activity of Region
+
Fare Increase
+
Cost Cutting Public Transit Deficit
Public Transit Costs
+
-
+
Public Transit Revenue
Can't get there on the buses
Figure by MIT OCW.
From: Business Dynamics, by John D. Sterman 8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport a Complex Organic System
We need a holistic approach to transportation to recognize and take advantage of all the interactions among:
Day 1
Transportation modes Land use Quality of life of residents Economic development …………
Just focusing for instance on transit will not do it! 9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation Transportation is a great field to be in! “… simplistic solutions are proposed with sublime assurance, as if the construction of some type of transportation used in another city, would suddenly solve all problems” “And these large matters are discussed without any organized framework, without any consideration of goals, mostly without any data ...” “It is almost as if people delight in having an area in which anybody can speculate because nobody knows anything” Roger L. Creighton, Urban Transportation Planning, 1970 Day 1
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
A Quick Overview of Transport Issues
Day 1
The automobile Transit: Past … and Future Transportation … And Land Use Technological Fixes Closing Thoughts
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile
Day 1
Convenience, comfort, flexibility… Who is against the American way of life? It drives the economy!
Don’t leave home without it! 12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile
How much does it cost?
Day 1
To the driver To the rest of society
Fixed and operating costs What is the required infrastructure? What do we mean by externalities?
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile
Day 1
Current urban development trends increase car ownership and use Car operating costs are lower than ownership costs. So once you buy it… Drivers do not pay full costs (despite lobby claims to the contrary) Main Threat: IRREVERSIBILITIES 14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile
Some prevailing popular beliefs: -car taxes exceed car induced costs -car mobility is a right -proper technology will solve the problem
Day 1
which together with the lack of "quick fixes", compound the problem 15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile Suburban sprawl:
Day 1
A dream made true by the car
Have we locked ourselves into it?
What does it imply?
From city life to Edge Cities?
16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Trends in Modal Split for Daily Travel in the United States (1969-2001)
Mode of Transportation
1
1977
1983
1990
1995
2001
81.8
83.7
82.0
87.1
86.5
86.4
Transit
3.2
2.6
2.2
2.0
1.8
1.6
Walk2
na
9.3
8.5
7.2
5.4
8.6
Bicycle
na
0.7
0.8
0.7
0.9
0.9
Other3
5.0
3.7
6.5
3.0
5.4
2.5
Auto2
1969
Source: Socioeconomics of Urban Travel: Evidence from the 2001 NHTS by John Pucher and John L. Renne, . Transportation Quarterly, Vol. 57, No. 3, Summer 2003 (49–77). Eno Transportation Foundation, Inc., Washington, DC. Federal Highway Administration, Nationwide Personal Transportation Surveys 1969, 1977, 1983, 1990, and 1995; and National Household Travel Survey, 2001. Day 1
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
US Public Transport Today : Metropolitan Areas
Trends in the Modal Split of the Home-to-Work Journey (1990-2000) Modal Split % 1990 - 2000
Transit
Non Motorized
Work at home
Car
Greater Boston
82.7 - 82.7
8.6 - 9.0
6.2 - 5.1
2.5 - 3.2
Chicago Counties
79.5 - 81.5
13.4 - 11.5
4.9 - 4.2
2.1 - 2.9
NY-NJ-CT-PA
65.8 - 65.7
24.8 - 24.9
7.0 - 6.4
2.4 - 3.0
San Francisco Oakland
81.3 - 81.0
9.3 - 9.5
5.9 - 5.5
3.5 - 4.1
Washington DCBaltimore
81.5 - 83.2
11.0 - 9.4
4.8 - 3.9
2.7 - 3.5
Source: Journey to Work Trends in the United States and its Major Metropolitan Areas 1960-2000
Day 1
18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit to the rescue!
Day 1
We are all in favor! But my case is special Choice … and captive riders Levels-of-Service (LOS) like the car? It’s about time! 19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit Is it a panacea? A tram with say 230 riders is equivalent to 177 automobiles with an occupancy ratio of 1.3... provided they are all choice riders
Day 1
Figure by MIT OCW.
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit Same menu for all
like the Ford T?
Figure by MIT OCW. Day 1
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit
Day 1
Every major transit project (as every road scheme) is announced as “the solution” Sometimes hard to see the opportunities which open up if the right process is engaged 22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit
How do we rate it a success?
Day 1
Total number of trips? The % of patrons: captive vs choice riders? Total transit trips per capita? Transit share of the overall mobility market? The level of city traffic? The density of jobs? The impact on the real estate and retail markets? The Bump Factor? 23
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Competition from the Car Road System
• Urban parking supply is relatively widely available and
often free
•95% of car commuters enjoy free parking •380 parking spaces per 1000 central city workers in 10 largest US cities
• Highly developed urban road system •6.6 metres of road per capita in 10 largest US cities; 3 times European levels
*Source: The Urban Transportation Crisis in Europe and North America, by John Pucher and Christian LeFevre, 1996. Day 1
24
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Arguments Supporting Public Transport
Equity:
Congestion:
Are car technology strategies effective?
Energy:
Day 1
Public transport is necessary, but not sufficient to change trends
Environmental:
The need for a high-quality alternative
Land use influence:
Access for those who cannot or do not choose to drive
Are car technology strategies effective? 25
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Transit allows agglomeration of economic activity in cities:
Day 1
New York, Boston, San Francisco, etc could not have developed without transit The current contribution of earlier investments in heavy rail is not valued today appropriately New investments bound to have a lasting impact – thus the need for a long view 26
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Transit is a most effective tool to decrease external costs in cities:
These costs may exceed $1,000 per person per year (Ref: External Costs Study for the
Basque Country, 2006)
Day 1
They correspond in order of importance to accident-related costs, impacts on human health, congestion, noise impacts and the current market value of global warming 27
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit 4.0
Vehicles per Household
Persons per Household
3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
0.0 1960 U.S. Census
Day 1
1970
1980
1990
2000
Business as usual translates into annual congestion cost today of more than $ 60 billion/year (AASHTO) Implications of the number of automobiles in USA exceeding the number of licensed drivers 28
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Transit reduces the auto ownership need:
Day 1
This should be converted into a yearly stream of net benefits, based on the savings of capital and operating costs (the hidden part of the iceberg - F.Salvucci) This and the previous arguments underline the need to define a new evaluation framework for public transport 29
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Transit is often associated to operating inefficiencies, but:
Day 1
Most agencies have already improved efficiency Many of today’s new technologies just focus on the quality of service perceived by users, not on efficiency Similarly to other fields (Education, Health…) heavily dependent on local labor, transit is subject to “Baumol’s Disease. 30
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
The key is the enhancement of the quality of the urban space Public Transport can be a catalyst for this process:
Day 1
Melbourne is clearly one of the new success stories as described so well by Jan Gehl (Places for People. Melbourne, 2004) Seoul received an award during last year’s TRB 31
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit Improvement of Public Transport often brings enhancements of the quality of the urban space
Day 1
32
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit Improvement of Public Transport often brings enhancements of the quality of the urban space
Day 1
33
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Day 1
The Land Use Connection: We tend to concentrate our analysis on the disaggregate behavior of individual drivers to anticipate their reaction to system changes However a more relevant question is who is shaping the “maze” into which the mice are constrained 34
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other Arguments Supporting Transit
Day 1
The lesson is that rail transit needs to resume its traditional role as shaper of urban development By abandoning that role, highways are the ones guiding the location of new residential and job centers developments 35
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit: The example from Bilbao
Metropolitan Bilbao, in the Basque Country of Spain, is a good example of balanced investments between highways and transit In the last decade, the transit network added a state-of-the-art new subway, a new Light Rail and new refurbishment of the RENFE, FEVE and ET rail networks
Day 1
LRT
Metro RENFE FEVE 500 mts
36
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit: The example from Bilbao
Day 1
In the last decade, the transit network added a state-of-the-art new subway, a new Light Rail and new refurbishment of the RENFE, FEVE and ET rail networks
37
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit: The example from Bilbao
Day 1
In parallel to the new infrastructure projects, the quality of the urban space has been improved However experience shows that this has not been enough to turn the tide…
38
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit: The example from Bilbao
In parallel, new expressways have attempted to build their way out of congestion but have in fact served to foster new suburban developments
Day 1
39
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit and Road Congestion The reality modeled for 1985 and 2004 in Bilbao shows similar congestion levels but with higher flows
Day 1
40
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit and Road Congestion The home surveys from 1987 and 2002 describe a clear unsustainable trend Distribución viajes por modos en el in Bilbao Metropolitano Modal Splitdeinlos Metropolitan Bilbao 1987 and in 2002 70% 62,4% 60%
1987 2002
50% 43,4% 40% 31,1% 30%
18,5%
20%
13,3%
11,2%11,8% 10%
5,5% 1,8%
0,4%
0,1% 0,1%
0% A PieFoot On
Day 1
Coche Automobile
Bus Bus
Modos
Tren Train Metro Metro
Otros Others
Bici
41
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit
Service quality is a prerequisite, but transit is part of a bigger whole …
Day 1
Urban Density Parking policy Priority Information Pricing …………… 42
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport and Land Use
Opening the new frontier… Who gains with a new expressway?
Day 1
New access opportunities? Faster times for present users? New development opportunities? Induced demand to get back to square one?
43
Urban Transportation Planning – Fall 2006
A simplified interaction model Income
New Cars
Low
Menor
Transit Users
Pedestrians
Aumento de
PARKING
Density
CONGESTION
car use
IMPACT
FACTORS IMPACTS
TRANSIT
Source: Adaptation from l London Research Centre Day 1
44
The Land Use-Transport Link Boston’s Public Transport System
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Buses in green Subway in brown Commuter Rail in blue Day 1
Boston Public Transport System 0
.5
1
1.5
Miles
45
The Land Use-Transport Link Boston’s Commuter Trip at Residence End Urban Transportation Planning – Fall 2006
Clay Pit Pond Perch Pond Pit Pond
Mystic River Chelsea River
Jerrys Pond
Belle Isle Inlet
Island End River Belle Isle I
Fresh Pond
Little Mystic Ch
Millers River Millers River
Sawing Pond
Charles River Charles River Basin Charles River
Frog Pond Public Garden Pond Boston Harbor
Muddy River Pond
er Pond
Fort Point Channel
2000 HBW Modal Split at ORIGI
Muddy River
Block Group Charts Reserved Channel
Chestnut Hill Reservoir
Fisher Hill Reservoir Brookline Reservr
Leverett Pond Old Harbor
Day 1 Sargent Pond
Wards Pond
3,000 1,500 750 Boston Harbor Drove alone Carpool Bus Streetcar Subway Railroad Walked 0 .4 .8
46
1.2
The Land Use-Transport Link Boston’s Commuter Trip at Residence End Urban Transportation Planning – Fall 2006
38 93 Ì Î Í
128
129 95 Ì Î Í
28
1 Ù Ú
107
3A
129
95 Î Í Ì 4
62
114
3 Ù Ú
2
1A 99
126 60
2A
2000 HBW Modal Split at ORIGI 20 Ù Ú
Block Group Charts 16
90F Ì Î Í
1 Ì 2 Î Í Ú Ù 90
27
90 Ì Î Í
30 9
Day 1
28
203
93 Ì Î Í
0
3,000 1,500 750 Drove alone Carpool Bus Streetcar Subway Railroad Walked 1 2
3
47
The Land Use-Transport Link Boston’s Commuter Trip at Destination End Urban Transportation Planning – Fall 2006
Clay Pit Pond
Mystic River Chelsea River
Jerrys Pond
Belle Isle I
Island End River Bel d
Little Mystic Ch
Millers River
Charles River Charles River Basin Charles River Muddy River Pond
2000 HBW Modal Split at Destination Block Group Charts
Frog Pond Public Garden Pond
75,000 Boston Harbor 37,500 18,750
Fort Point Channel
Muddy River Reserved Channel
Day Fisher 1 Hill Reservoir
Leverett Pond
Drove alone Carpool Bus Streetcar Subway Commuter rail Boston Harbor Walk Taxi 0 .4 .8 Miles
1.2
48
The Land Use-Transport Link Boston’s Commuter Trip at Destination End Urban Transportation Planning – Fall 2006
129 95 Ì Î Í
Í 28 Ì Î 38
93
1 Ù Ú
114 128
62
107
3A
129
4 95 Î Í Ì
62
3 Ù Ú
2
1A 99
126 60 20 Ù Ú
27
2000 HBW Modal Split at Destination Block Group Charts
2A
75,000 37,500 18,750
16
30
90 Ì Î Í
9
28
135
Day 1
90F Ì Î Í
90 Ì Î Í
93 Ì Î Í
203 3A
Drove alone Carpool Bus Streetcar Subway Commuter rail Walk Taxi 0 1 2 Miles
3
49
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Land Use-Transport Link
Day 1
As a chicken and egg problem, job density and parking restrictions go hand in hand But parking restrictions do not impede economic development In fact, Boston development has been very impressive, since its EPA led parking freeze in 1973 50
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Land Use-Transport Link: Boston’s 1973 Parking Freeze and …
Day 1
Photographs courtesy of Ken Kruckemeyer, MIT. Used with permission.
51
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport and Land Use
Suburban sprawl and the car
Day 1
Did we want to segregate society? Downtown vs the Mall Public vs private space, or Public poverty vs private wealth
Transit and density Infill development around stations
52
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Technological Fixes
New car technologies:
Day 1
Increased efficiency Lower pollution levels Safer operation (mainly for the driver)
ITS or how to get more mileage from our present system
53
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Typical ITS priorities Common Transport Vision Common Strategic Approach Reduction of Road Congestion Improvement of Road Safety Decreased Negative Environmental Impacts Supply and Demand Systems Management New Model for Institutional Cooperation
Day 1
55
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The long road to ITS Deployment
Day 1
ITS tools easy to buy… but difficult to integrate They require organizational changes and new networking schemes Existing technological, political and jurisdictional barriers have to be addressed ITS itself has to be integrated into conventional planning 56
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation:
Old
New Trends New
Independent Modes Intermodal Local Economies Regional/Global Economies Independent Jurisdictions Coalitions/Seamlessness Users Customers Build Manage
Day 1
57
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation
Day 1
In a nutshell
First, we’ll fix the access to the thruway, then we’ll fix the city… 58
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation
In a nutshell
The clothes of the King … or dismantling an interchange in Montreal
Day 1
59
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation:
Means to an end, not an end by itself Optimizing a sub-system? What is then our goal?
Day 1
In a nutshell
The daily life of our citizens? Who are the transport actors? Is it the most tractable urban problem? Is it a governance model for other areas? 60
Urban Transportation Planning – Fall 2006
“The Future of Operations Research (OR) is Past” by Russell Ackoff 1979 1. First, there is a greater need for decision-making systems that can learn and adapt effectively than there is for optimizing systems that cannot. 2. Second, in decision making, account should be taken of aesthetic valuesstylistic preferences and progress towards ideals because they are relevant to quality of life. 3. Third, problems are abstracted from systems of problems, messes. Messes require holistic treatment. They cannot be treated effectively by decomposing them analytically into separate problems to which optimal solutions are sought. Day 1
4. Fourth, OR's analytic problemsolving paradigm, "predict and prepare," involves internal contradictions and should be replaced by a synthesizing planning paradigm such as "design a desirable future and invent ways of bringing it about”. 5. Fifth, effective treatment of messes requires interaction of a wide variety of disciplines, a requirement that OR no longer meets. 6. Sixth and last, all those who can be affected by the output of decision making should either be involved in it so they can bring their interests to bear on it, or their interests should be well represented by researchers who serve as their advocates. 61
Urban Transportation Planning – Fall 2006
This course: All lectures w/o numbers???
You will be asked to:
Day 1
Count traffic volumes and pax flows Compare cities transport “numbers” Analyze urban and suburban settings Come up with improvement proposals … and during IAP, use several models
Big numbers versus little numbers 62
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transportation: In closing…
RADICAL changes
Known Solution
Unknown Solution
Problems Typology Adapted from a presentation by Marc J. Roberts Harvard School of Public Health Day 1
SMALL changes 63
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Vision… and Leadership RADICAL changes
Known Solution
Unknown Solution
COACH
Coach: Day 1
SMALL changes
He/she knows the rules of the game People accept her/him as an expert Leadership is easy
64
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Vision… and Leadership RADICAL changes
Known Solution
Unknown Solution
THERAPIST
Therapist: Day 1
SMALL changes
He/she possesses certain expertise Still it requires a joint search for the solution As a leader, you delegate on the organization 65
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Vision… and Leadership RADICAL changes
PROPHET Known Solution
Prophet: Day 1
Unknown Solution
SMALL changes
“I know what to do and I am convinced” “Those who question me are heretics” A leader who does not accept interpretations 66
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Vision… and Leadership RADICAL changes
POET Known Solution
A Poet: Day 1
Unknown Solution
SMALL changes
Different people see the world differently Most of our understanding is imperfect Many options to accomplish a vision Ambiguity and the embracing of contradictions
67
Transport Modes and Technologies
A Walking Tour on Capacity, LOS… Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.380j Fall 2006 Mikel Murga, MIT Research Associate
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Modes and Technologies
Private Transport: The automobile Collective Transport
Bus Light Rail Rapid Transit Taxi, CarSharing…
Non Motorized Modes
Walking Biking 2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile - Infrastructure
Road system:
Mobility
Hierarchical system:
From turnpike to local street From unimpeded movement to access to properties (Mobility
Collectors
vs Accessibility in their lingo)
Uninterrupted segments:
Arterials
Turnpike with access control
Interrupted segments:
Traffic signals, stops…
Land Access
Locals
Figure by MIT OCW.
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Capacity
The capacity of a facility is the maximum hourly rate at which persons or vehicles reasonably can be expected to traverse a point or a uniform section of a lane or roadway during a given time period under prevailing roadway, traffic, and control conditions Highway Capacity Manual Transportation Research Board (TRB) HCM2000 4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Density Speed Relationship
Sf=Free flow speed So=Optimum speed Do=Optimum density Dj= Jam density
Sf Speed (mi/h)
So
0
Oversaturated Flow
Do
Dj
Density (veh/mi/ln) Speed-Density Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Speed-Flow Relationship
Sf=Free flow speed So=Optimum speed Do=Optimum density Dj= Jam density
Sf Speed (mi/h)
Do So Oversaturated Flow Dj
Vm= Maximum Flow 0
Flow (veh/h/ln)
Vm
Speed-Flow
Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Flow-Density Relationship
Sf=Free flow speed So=Optimum speed
Do=Optimum density Dj= Jam density
Vm= Maximum Flow
So Flow (veh/h/ln)
Vm
Sf Oversaturated Flow
0
Do
Dj
Density (veh/mi/ln) Flow-Density Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Speed-Flow-Density Relationship
Sf=Free flow speed So=Optimum speed Do=Optimum density Dj= Jam density Vm= Maximum Flow
D=v/S
Do So
0
0
So
Vm
Flow (veh/h/ln)
Vm
Flow (veh/h/ln)
Speed (mi/h)
Sf
0
Do
Dj
Density (veh/mi/ln) Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Capacity FFS = 120 km/h
120
Vehicle throughput in uninterrumpted flow:
Speeddensity curves
1300 1450
110
1600
100
100
1750
90 80
LOS A
B
C
D
Density = 7 pc/km/ln
60
11
40
16
22
28
20 0
E
Note: FFS= Free-flow speed 0
400
800
1200
1600
2000
2400
Flow Rate, vp (pc/h/ln) Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Speed-Flow Curves: HCM speed-flow curve, before and after: Human adaptation to driving in congested conditions The original dream of ITS BASE FREEWAY SEGMENT Design Speed
80
4-Lanes 60 MPH
50
50 MPH 40
20
10
Unstable Flow
*2000 pcphpi
30
*1900 pcphpi
Average Travel Speed (MPH)
120
70 MPH
0 2 (0.1)
4 (0.2)
6 (0.3)
8 (0.4)
10 (0.5)
12 (0.6)
14 (0.7)
16 (0.8)
18 (0.9)
20 (1.0)
Vol/ln (100 pcphpi) v/c Ratio** *capacity **v/c ratio based on 2000 pcphpi valid only for 60- and 70-MPH design speeds
1300 1450 1600
60
1750 A
B
C
D
80
E
40 10
16
24
32
45 pcpmpl 40
20
0 0
400
800
1200
1600
2000
Average Passenger-Car Speed (km/h)
8-Lanes
Average Passenger-Car Speed (mph)
60
0 2400
Flow Rate (pcphpl) Flow-Flow Speed (mph) > 70 65 60 55
Capacity (pcphpl) 2400 2350 2300 2250
Note: Capacity varies by free-flow speed.
Figures by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
14
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Speed-Flow Curves Unstable Flow Stable Flow
Flows (Vehicles/hour/lane)
2500
2000 Shock Wave Toll Range
1500
Flow at the bottleneck 1000 Undersaturated
500
Oversaturated Density at Flow Capacity
0 0
20
40
60
80
100
120
Density (Vehicles/km/lane) Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From ideal capacity to…
Different vehicles have different power to weight ratios, therefore… Different gaps in front or behind some vehicle types Plus:
Gradients Widths Weather ……
16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From ideal capacity to…
Even in uninterrupted flow sections, some movements may reduce the ideal capacity, such as:
Merging Diverging Weaving ……. 17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Capacity under interrupted conditions…
Traffic signals, roundabouts, all-stops… Automobiles and trucks – reaction times Saturation, blocking intersections (gridlock??)
18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Capacity Urb
oad
s
Rur
oa d
s
Little nos Vs Fancy nos li m
ho
es
ur
ign
al p
50-60 miles per hour
it
{
{ ile
er m
als p
si g n Th
ree
Thirty miles per hour
Less than five signals per mile
al R
Thr ee per signa mil ls e Fo ur Tw -lane roa o-l d ane roa d Fo urlan er oad
s i gn als mi le per
Fiv e
er m
Five or more signals per mile
4
Exp
0
Two-lane road
On
8
ile
Five or more signals per mile
{
Travel time, minutes per mile
12
an R
ay w s s e r
s6
i m 0
le
e sp
r
Figure by MIT OCW.
Forty miles per hour
0
400
800
1200
Vehicle volume, vehicles per hour per lane
1600
2000
From Mayer and Miller
19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Capacity
PEOPLE throughput :
Vehicle throughput times OCCUPANCY Auto-occupancy (a non-technical issue)
HBW… 1.1 HBO-shop… 1.4 HBO-social… 1.7 NHB…… 1.6
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Levels-Of-Service www.bizkaimove.com
The power of A to F From spot values to travel times Living under saturated conditions
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Costs
Fixed Costs:
Vehicle purchase Insurance A parking spot/garage ………….
Variables Costs:
Gasoline Oil and maintenance Parking Tolls ….
Ratio between Fixed and Variable Costs?
Why this is important? 22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Automobile – Costs
Social costs:
Road construction, maintenance Management of road system
Environmental costs:
Accidents Health impacts Noise (pedestrian areas) Air pollution: cold-start, f(speed) Land consumed Energy Segregation ………………
24
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - Capacity
People throughput:
Vehicle size Headway (and fleet size) Commercial speed
26
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Buses - Capacity
Bus type and size:
No of seated spaces and no of standees
Access and ticketing:
No of doors Easy access and egress Access by the front door, other doors Egress by one or two doors Low floor Ticket validation:
By the bus driver On other machines on board On the bus stops
27
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Buses - Capacity
Capacity (Cont’d):
Headway: Peak-hour and off-peak
Commercial speed:
Mixed traffic Bus lanes Signal priority
28
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Rail-based systems capacity Speed profiles between stations
7.0 2.0
113 70 Engine Governed Speed = 64 mph (103 km/h)
Speed (mph, km/h)
97 60
6.0 1.8
80 50
5.0 1.6
64 40
4.0 1.4
Speed-time
3.0 0.2
48 30 Distance-time
2.0 0.
32 20
Cruise at 55 mph (88 km/h)
16 10
0
10
20
30
40
50
60
70
Decelerate at 2.5 mph/sec (4 km/h/sec) 80
90
1.0 0.
100
Time (sec) Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
29
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Rail-based systems capacity Time-Space Diagrams
Path of front of train Path of rear of train
Rate of change of slope represents acceleration
Distance
Minimum safe separation
Station Train = platform length
Dwell time (sec.) Headway
Constant slope represents balancing speed Time Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
30
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit – LOS
HBW represents > 50% Peak hours Peak directional flows
Easy to accept overcrowding at peak to justify service during off-peak hours 31
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - LOS Originally, just density as for automobiles!! BUS
RAIL
COMMENTS
LOS
ft2/p
p/seat*
A
>12.9
0.00-0.50
>19.9
0.00-0.50
No passenger need sit next to another
B
8.6-12.9
0.51-0.75
14.0-19.9
0.51-0.75
Passengers can choose where to sit
C
6.5-8.5
0.76-1.00
10.2-13.9
0.76-1.00
All passengers can sit
D
5.4-6.4
1.01-1.25
5.4-10.1
1.01-2.00
Comfortable standee load for design
E
4.3-5.3
1.26-1.50
3.2-5.3
2.01-3.00
Maximum schedule load
F
1.50
3.00
Crush loads
ft2/p
p/seat*
*Approximate values for comparison LOS is based on area per passenger.
Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
32
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - LOS
AVAILABILITY
PASSENGER POINT OF VIEW “QUALITY OF SERVICE”
1. Service coverage 2. Hours of service 3. Sidewalk condition 4. Park & Ride spacing
CONVENIENCE 1. Passenger loading 2. Transit/auto travel time 3. Amenities 4. Safety
Figure by MIT OCW.
33
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - LOS Service & Performance Measures Category
Availability
Comfort and Convenience
Transit Stop
Route Segment
Frequency*
Hours of service*
Service coverage
Passenger loads
Accessibility
% person-minutes served
Passenger loads*
Reliability*
Transit/auto travel time
Amenities
Travel speed
Travel time
Reliability
Transit/auto travel time
Safety
System
Accessibility
Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
34
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - LOS Different points of view to judge LOS: TRANSIT/AUTO TRAVEL TIME LOS LOS
Travel Time Difference (min)
Comments
A
60
Unacceptable to most riders
Open to many interpretations: Times door-to-door? Weight factors applied to the different time segments? Figure by MIT OCW, adapted from the Transportation Research Board, "Highway Capacity Manual 2000".
35
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transit - Cost
Capital Costs:
>50-75 years horizon (infrastructure) Usually not included in fare-box recovery ratio for operating costs 12-40 years for vehicles (buses or trains)
Operating Costs:
Cop=Cd*veh-miles +Ct*veh-hr + Cs*fleet (with variations for peak and off-peak)
Environmental Costs:
Accident rate Noise, soot…
36
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Buses
Flexibility for route adjustments Closer stop spacing In search of higher quality:
Low floor buses for an aging population Bus stops:
Real time info on arrivals (and eventually downstream) Maps, transfers, info on ticketing and validation
37
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Viajeros anuales/310
10000
5000
2500
sube
Metro 90,000 viajeros en 11 estaciones
Rail vs Bus
Viajeros 11/12/2000
3000
1500 750
suben
BilboBus 90,000 viajeros en >180 paradas
38
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Light Rail
From Rapid Rail Transit to Light Rail:
Lower investments But more exciting than buses Mixed traffic segments Easier to garner support for priority Attracts local development 39
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Light Rail
Full reserved ROW or mixed traffic
40
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Light Rail
Priority easily awarded…
41
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From Public Transport
to Collective Transport
Rethinking transit:
Jitney service Taxi-Bus Dial-a-Ride Taxi Car Sharing …….?? 42
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Some comparative little numbers
Car on city streets
Car on Freeway
Bus LRT on Mixed Traffic
1.2
1.2
40-300
40-600
140-2,200
Speed (km/hr)
20-50
60-120
5-20
15-45
25-70
Veh/hr
600-800
1500-2200
60-80
40-90
10-40
720 to 1,050
1,800 to 2,600
2,400 to 20,000
4,000 to 20,000
10,000 to 72,000
Vehicle occupancy
Capacity (pers/hr)
Semi Rapid Transit
Rapid Transit
43
Walking – See LOS C and E per HCM
Capacity and LOS
Moving and Waiting
Is it enough??
Figure by MIT OCW.
45
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Walking – How to define LOS? What else should come into the picture? •Comfort and safety •Protection from weather •Direct lines of sight •Direct routing •“Live” facades •Conviviality •………??? The Tube Platforms 46
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Biking – L.O.S.
The power of a can of paint Safety first and foremost
47
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Biking- LOS
Again, LOS based on throughput whether it is one-way or two-way Other concepts to be included in LOS?
Inclines safety issues continuity drainage wet leaves …………………..?
48
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Biking: A process
49
The Planning Method Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.540j Fall 2006 Frederick Salvucci, MIT Senior Lecturer
Transport Planning Information on the transportation system
Information on the urban activity system
Diagnosis
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Information on the policy, organizational, and fiscal environment
Diagnosis and Data Management
Identify feasible policies, projects or strategies
Analysis
Analysis and Evaluation
Evaluation
Scheduling and budgeting
Scheduling and Budgeting Project development and implementation
From textbook By Meyer and Miller
Operations monitoring
Monitoring
Figure by MIT OCW. Day 1
2
The Planning Method: Why we need 12 Steps, not just 5?
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1. Scan the environment,
7. Consider operation and
2.
8. Evaluate alternatives 9. Choose course of
3. 4. 5. 6. Day 1
review history, identify trends, project future conditions Identify relevant actors, institutions, primary roles and interests Define problem(s) Develop solution(s) Consider implementation Predict outcomes, benefits, costs, impacts
maintenance of facilities, services
action
10.Build constituency, consolidate allies, convert enemies
11.Implement 12.Operate and maintain 3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Alternative Interpretations: Planning as… 1. 2.
3. 4.
5. 6. 7. Day 1
… predicting the future to accommodate demand … imagining a different future and developing an strategy to get there … as infrastructure planning … a system of public infrastructure and mixture of public and private vehicles … as service planning … as mobility planning … as accessibility planning 4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Alternative Interpretations: Planning as… …as providing choices for individuals 9. … as providing information for individuals to conform their plans to a master plan 10. … as institutional planning 11. … as financially constrained planning 12. … as economic planning 13. … as urban design 14. … as environmental planning 8.
Day 1
5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Alternative Interpretations: Planning as… 15. 16. 17. 18.
19. 20.
21. Day 1
… advocacy planning … as implementation of legislation … as a bureaucratic process … as interactive process with “the community” (Who is included? Who is excluded?) … as institutional negotiation … as decision support (Who are the decision makers?) … as support for city planning 6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Changing the Concept of Transportation Planning
1. 2. 3. 4.
Bottleneck modification Highway system function; benefit/cost Transportation system function; benefit/cost Inclusion of “external” impacts; full costs/benefits 5. Inclusion of “external impacts with mitigation 6. Land use impacts of transportation Day 1
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Modes; Level of Service; Speed; Capacity
Day 1
(A)
System Impact
Capacity; travel time
(B) view
Operator’s point of
Vehicle hours; cost/vehicle hour
(C) Customer’s point of view
Mobility: travel time; comfort; waiting time; congestion Accessibility: options within given travel time
(D) Land developer’s point of view
Accessibility Cost of land Parking 8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Deficiencies of Models A.
Fudge Factor --Radial/circumferential -- Schools -- Crime
B. C. D. E. F. G. H. Day 1
Miss 4&5 Will be inaccurate but seem real Possible but unusual Usually a mistake Usually a mistake Who evaluates? Who considers feedback? 9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
“Walk the Talk”
Day 1
MIT Energy Forum, May 2006 Susan Hockfield John Heywood
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Can We Be Realistic AND Positive?
Currently 750 million vehicles in world. By 2050, number is projected to be 2 billion. [Factor of 3]
Is it feasible to reduce petroleum consumption per vehicle by a factor of 4? Could we really change?
Day 1
Maybe. If we can implement a 20% fuel consumption reduction in each of 6 different areas: 0.86 = 0.26 Will require changes in technology, vehicles, system operation, and behavior. Technology is key, but not enough. From Prof. J Heywood’s address at MIT Energy Forum, May 2006
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Ways to Impact Energy Use: Behavior 1. 2.
3. 4. 5.
6.
Day 1
Encourage less aggressive driver behavior Increase vehicle occupancy on substantial fraction of trips Reduce mileage driven per person per year Substitute bio-mass fuels for petroleum fuels Manage existing transportation system more effectively (ITS) Increase public transit utilization Adapted from Prof. J Heywood’s address at MIT Energy Forum, May 2006
12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Ways to Impact Energy Use: Technology 1.
2.
3. 4.
5.
6.
Day 1
Shift the vehicle performance/fuel economy tradeoff towards lower fuel consumption Improve vehicle maintenance, lubricants, tire pressure, reduce parasitic loads Lighter weight, “less big” vehicles Implement more efficient engine, drivetrain, and vehicle technologies Develop and implement use of hydrogen as an energy carrier with fuel cell powered vehicles Use electricity with advanced battery technologies to shift part of transportation energy demand away from petroleum Adapted from Prof. J Heywood’s address at MIT Energy Forum, May 2006
13
Workshop: Scenarios, Communication, Mindmaps …
Urban Transportation Planning
MIT Course 1.252j/11.540j
Fall 2006
Mikel Murga, MIT Lecturer and Research Associate
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scope
Workshop 1
Introduction from Meyer and Miller Forecasting … and Scenarios Demographics as an example Communication tools Working with Mindmaps
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Introduction from Meyer and Miller … 1.
2.
3.
4.
5.
The world moves into the future as a result of decisions (or the lack of decisions), not as result of plans All decisions involve the evaluation of alternative images of the future, and the selection of the most highly valued of feasible alternatives Evaluation and decisions are influenced by the degree of uncertainty associated with expected consequences The products of planning should be designed to increase the chance of making better decisions The result of planning is some form of communication with decision makers Chapter 1, pages 2-3
Workshop 1
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Models and Forecasting…
Forecasting:
Workshop 1
Short term extrapolation:The future on the basis of the past Applicable to slow incremental change We tend to believe that today’s status quo will continue for ever We often ignore …
Forecasting Scenarios
uncertainty
predictability
Time into the future 4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
…And Scenarios
Workshop 1
A conceptual description of the future based on cause and effect Invent and analyze several stories of equally plausible futures to bring forward surprises and unexpected leaps of understanding Goal is not to create a future, nor to choose the most probable one, but to make strategic decisions that will be sound (or robust) under all plausible futures 5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scenarios "Scenarios transform information into perceptions... It is a creative experience that generates an 'Aha!' ... and leads to strategic insights beyond the mind's previous reach." Pierre Wack GBN
Workshop 1
6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Reading on Scenarios “The Art of the Long View” by Peter Schwartz “Scenarios: The Art of Strategic Conversation” by Kees van der Heijden
Both authors work for the Global Business Network (www.gbn.com) and come from the Shell Planning Group Workshop 1
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scenarios: Why?
History is a continuum of pattern breaks We react to uncertainty through denial (that is why a quantitative model is so reassuring!)
Mental models, and myths, control what you do and keep you from raising the right questions We cannot predict the future with certainty By providing alternative images of the future:
Workshop 1
We go from facts into perceptions, and, Open multiple perspectives
Approach: Suspend disbelief in a story long
enough to appreciate its potential impact
8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scenarios: How?
Workshop 1
Examine the environment in which your actions will take place and see how those actions will fit in the prevailing forces, trends, attitudes and influences Identify driving forces and critical uncertainties Challenge prevailing mental modes and be creative about the future of critical variables Rehearse the implications 9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scenarios: Stages 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Workshop 1
Identify focal issue or decision (ie Global warming) Identify driving forces in the local environment Identify driving forces in the macro environment Rank the importance and uncertainty of each Select scenario logics (so as to tell a story) Flesh-out the scenario in terms of driving forces Analyze implications Define leading indicators for monitoring 10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Scenarios: Rules
Goal:
Required decisions under each scenario? Vulnerabilities? Can we control the key driving forces?…
Good scenarios should be plausible, but also surprising by breaking old stereotypes Do not assign probabilities to each scenario… … But give a name to each scenario A total of 3-4 scenarios: Not just two extremes plus a probable one. Good to have a wildcard
Workshop 1
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Demographics as an example CANADA
Fertility rate:
Birth rate:
Avg no. of children
born to women over
their lifetime
Total no of births
divided by the size of
the population
Canada claims a low
fertility rate (1.7) but
a high birth rate
Female
80
60 Age
Male
40
20
0 300
200
100
0
100
200
300
From:Boom, Bust and Echo by Prof Foot
12
Population in Thousands Canada's Population Pyramids, 1996 Workshop 1
Figure by MIT OCW.
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Demographics:
What do you make of this?
Pirámide de Población 1981 - Población Ocupada 1981 (C.A.V) >=75 70-75
Mujer Ocupada
65-70
Pirámide de Población 1996 - Población Ocupada 1996 (C.A.V)
Hombre Ocupado
60-65
Mujer
55-60
Hombre
>=75 70-75
50-55 45-50
65-70
40-45
60-65
35-40 25-30
50-55
20-25
45-50
15-20 10-15
40-45
5-10
35-40
0-5 -80000
-60000
-40000
-20000
Hombre Ocupado Mujer Hombre
55-60
30-35
-100000
Mujer Ocupada
30-35 0
20000
40000
60000
80000
100000
25-30 20-25 15-20
Pirámide de Población 1986 - Población Ocupada 1986 (C.A.V)
10-15
>=75 70-75
5-10
Mujer Ocupada
65-70
0-5
Hombre Ocupado
60-65
Mujer Hombre
55-60
-100000
-80000
-60000
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
100000
50-55 45-50 40-45 35-40 30-35
Pirámide de Población 2001 - Población Ocupada 2001 (C.A.V)
25-30 20-25
>=75
15-20 10-15
70-75
5-10
65-70
Mujer Ocupada Hombre Ocupado
0-5 -100000
-80000
-60000
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
60-65
100000
Mujer Hombre
55-60 50-55 45-50
Pirámide de Población 1991 - Población Ocupada 1991 (C.A.V)
40-45
>=75 70-75
35-40
Mujer Ocupada Hombre Ocupado
65-70 60-65
30-35
Mujer Hombre
55-60
25-30 20-25
50-55 45-50
15-20
40-45 35-40
10-15
30-35
5-10
25-30
0-5
20-25 15-20
-100000
10-15
-80000
-60000
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
100000
5-10
Workshop 1
0-5 -100000
-80000
-60000
-40000
-20000
0
20000
40000
60000
80000
100000
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Demographics
Is age a good predictor for:
Real estate? Transit use?
2.50
Transit Drive
2.00
1.50
Use of hard drugs? 1.00
If age is a good predictor, then:
Establish number of
people in each age group
0.50
0.00 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50-54 55-59 60-64 65-69 70+ Age Note: Statistics are for 1986.
Define probability for
each age group, of participation in a given behavior or activity
Workshop 1
Average Daily Trips per Person, Greater Toronto Area Figure by MIT OCW.
A 19 yr old has little money but plenty of time to wait for the bus
From:Boom, Bust and Echo by Prof Foot
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Demographics
According to Professor David K. Foot (“Boom, Bust and Echo”), future scenarios entail some certainty: In 10 yrs, we will all be 10 yrs older Demographics, not only predictable, but inevitable: The most powerful, yet underutilized
tool, to understand the past and foretell the future
Age is a good predictor of behavior… and therefore, a good forecasting tool
Workshop 1
15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Communication Tools
Transportation Policy depends to a great extent on two-way communications:
But impact of a message is based on:
Workshop 1
Policy analysts ÕÖ elected officials
Elected officials ÕÖ other politicians
Elected officials ÕÖ mass media
Public at large ÕÖ elected officials
…………………. ÕÖ ………………….
words (7%), how words are said (38%), and, non verbal clues (55%) 16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Communication Tools learned
Workshop 1
Listening
1st
Speaking
2nd
Reading
3rd
Writing
4th
used
taught
Most Least (45%) Next most Next least (30%) Next least Next most (16%) Least (9%) Most
Listening Courses? Toastmasters? Speed reading?…
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Communication Tools “The Visual Display of Quantitative Information” by Edward R. Tufte plus the two follow-up books – a must-read reference Workshop 1
19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Communication Tools
How Do you Visualize Change??? Remember that simulations could be critical Workshop 1
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Other tools of the trade
Workshop 1
Creativity: Lateral thinking, to thinkout-of-the-box, thinkertoys…
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Out-of-the-box thinkers
Edward de Bono:
Michael Michalko:
Thinking Tools Six thinking hats Lateral Thinking Cracking Creativity ThinkerToys
Many others
Workshop 1
The intelligence trap The Everest effect Plus.Minus.Interesting. C.A.F. consider all factors O.P.V. Other people view To look for Alternatives – beyond the obvious Analyze Consequences Problem Solving and Lateral Thinking Provocations 22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mindmapping See “MindMapping” by Tony Buzan et al
Workshop 1
23
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mindmapping You see what you know and where the gaps are Clears your mind of mental clutter It works well for group brainstorming
Workshop 1
26
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mindmapping A whole-brain alternative to linear thinking Retain both the overall picture and the details Promote associations
Workshop 1
25
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mindmapping You see what you know and where the gaps are Clears your mind of mental clutter It works well for group brainstorming
Workshop 1
26
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mindmapping
Workshop 1
Let us do a joint MindMap
28
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mind-Mapping
Workshop 1
29
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mind-Mapping
Workshop 1
30
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mind-Mapping
Workshop 1
www.mindjet.com
31
Transport as a Tool for Urban Design Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.380j Fall 2006 Mikel Murga, MIT Research Associate and Lecturer
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport as a Tool for Urban Design
Day
Transport and Land Uses Problems Approaches Best Practices
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport and Land Uses
Let us design a new freeway…
Present traffic on existing roads? Design speed? Desired LOS? Budget? But…
Day
How many new dwellings will be built nearby? How many office bldgs? Technology parks? How many parking places are needed? What size for the new shopping center? ………??
From road builders to urban planners! Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Problems
Triggers:
Results:
Day
Housing density Suburban job centers Segregation of land uses Parking availability and cost Unbalanced modal split Increased economic, environmental and social costs
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Problems Let us use the 1990 Census Data to observe very different modal choices at different cities for the home to work trip Is it the result of the transport system per se? Or is it due to a more complex system where many factors play a role: economic conditions, housing market, individual perceptions and choices…? Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
CTPP 1990 Home-to-Work Modal Split: Boston Little Mystic Ch
Millers River
Charles River
Sawing Pond
Charles River
? Charles River Basin
Frog Pond Public Garden Pond
Muddy River Pond
Fort Point Channel
Modal Share at Origin CTPP TAZ Charts
Muddy River
2000 1000 Reserved Channel
tnut Hill rvoir
Fisher Hill Reservoir
Leverett Pond Brookline Reservr
0
500 Drove Alone 2 Carpool Bus Streetcar Subway Railroad WALK Old Harbor Work at Home .4 .8
1.2
Wards Pond
Day
Sargent Pond
Miles
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
CTPP 1990 Home-to-Work Modal Split: Boston
?
Modal Share at Origin CTPP TAZ Charts
0
Day
2000 1000 500 Drove Alone 2 Carpool Bus Streetcar Subway Railroad WALK Work at Home .7 1.4 2.1 Miles
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
CTPP 1990 Home-to-Work Modal Split: Chicago South Pond
Chicago River N Branch Canal N Branch
Ogden Slip
Modal Share at Origin CTPP TAZ Charts
Burnham Park Harbor
0
Day
?
Mason Canal Stetsons Canal
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
2000 1000 500 Drove Alone 2 Carpool Bus Streetcar Subway Railroad WALK Work at Home .4 .8 1.2 Miles
8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
CTPP 1990 Home-to-Work Modal Split: Chicago
?
Modal Share at Origin CTPP TAZ Charts
0
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
2000 1000 500 Drove Alone 2 Carpool Bus Streetcar Subway Railroad WALK Work at Home 1 2 3 Miles
9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
CTPP 1990 Home-to-Work Modal Split: Houston
?
Modal Share at Origin CTPP TAZ Charts
Day
0
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
2000 1000 500 Drove Alone 2 Carpool Bus Streetcar Subway Railroad WALK Work at Home 1 2 3 Miles
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Better Processes
Transport projects opportunities:
Development (macro):
Rehabilitation (micro):
Day
Strategic and long-term Examples like Curitiba, Toronto, Stockholm… Self-containment vs dispersal Urban growth along axes through zoning and landuse incentives Tactical, short term but also effective In-fill development as demand management Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Better Processes
Development (macro):
Day
Curitiba as an example
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Better Processes
Rehabilitation (micro):
Day
It can be implemented rather quickly Local actions spilling over the metropolitan scale Zürich’s per capita transit trips above Curitiba’s
Any transport project – however minor – can be approached as an improvement opportunity Let us look at several examples Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
A traffic-light regulated intersection
Town of Amorebieta, Basque Country, Spain Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
A new proposal for the traffic intersection ESPACIOS PEATONALES
Espacios existentes
Day
Espacios peatonales ganados ( 1.600 M2 )
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
15
A new proposal for the traffic intersection:
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Plus rerouting most of the big trucks ESPACIOS PEATONALES
Espacios existentes Espacios peatonales ganados ( 1.600 M2 )
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Simulation and Visualization • •
Day
To guarantee functional outcome To explore other alternatives and go beyond the obvious
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The Power of the before and after
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
23
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From traffic to place making...
a
PLEN TZIA
...Just by avoiding through traffic
F.
C.
GO BE
Day
LA
S
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
24
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From traffic to place making...
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
25
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From traffic to place making...
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
26
From traffic to place making…… . Humanizing a few roundabouts Urban Transportation Planning – Fall 2006
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
27
Urban Transportation Planning – Fall 2006
The power of a LRT project
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
29
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Zürich
A true success story, thanks to full priority, strict parking policies and pedestrian schemes Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
32
The power of a good transit system: Public Spaces in Milano
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
33
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Approaches
City Traffic Engineering Approach:
Traffic Calming a first step:
Other steps:
Day
It fosters more convivial public spaces It triggers a new relationship between pedestrians and cars It facilitates biking To divert through traffic Priority for bus or LRT service Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
37
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Approaches Beyond car traffic:
Day
O-D pathing Road crossings Street furniture Traffic calming Balanced activities throughout the day Public activities
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
38
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Approaches
Car Parking:
Day
Critical for modal split On-site parking is critical to distinguish between shoppers and commuters To be seen in a wider context than just onsite provision Complementary measures (pedestrian improvements, transit…) a must
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
39
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Approaches
Public Transport:
Figure by MIT OCW. Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
41
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Transport Approaches
Park-Ride facilities:
Day
Visible, well signed and secure Again to be seen in a larger context It should not preclude high-density development near rail stations Price should be lower than downtown Shuttle service of prime quality: frequent service, priority to reach downtown faster than by car (similar to an airport car rental shuttle) Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
42
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Best Practices
The Netherlands ABC location policy:
Locations:
Activities:
Day
A: main transit hub – few parking - downtown B: district center or small town bus junction C: Not served by transit A: People intensive land uses B: Commercial and service activities with low turnout (e.g..: car sales, furniture dealers…) C: Goods intensive uses Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
43
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Best practices
The priorities of the City of York Council, UK:
Day
Pedestrians People with disabilities Cyclists Public Transport passengers Commercial and business vehicles Car-borne shoppers Coach-borne visitors Car-borne long-stay commuters
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
44
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Best practices
The resulting measures in the City of York:
Day
Strict parking policy 5 park-and-ride sites Reallocation of road space among buses, cyclists and pedestrians Traffic calming measures: 30 mph on major radials and 20 mph, elsewhere Safe and continuous cycle network Implementation of a pedestrian route network throughout the city Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
45
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Best Practices: Beyond Transport A recent example:
Durango a small ancient semi-rural town of 26,000 people experiencing growth
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
46
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Mobility Profile 1997 vs 2002 2.600
32.000
36.000
Interna
12.500 2.500
3.600
Externa 18.900
1.300
400
4.400 11.000 2.100
Atraída
Movilidad 1997
19.500
2.000
Problems?
2.700
25.500
30.400
Interna
20.300 2.400
4.900
Externa 26.800
1.400
6.000 10.600 3.700
Day
Atraída 22.000
Movilidad 2002
1.700
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
47
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Jobs Supply versus residents with jobs Movilidad Laboral 12000 10000 8000 6000
2384
3955
Externos 3219
3335
4000 2000
4836 2783
Atraidos Internos
4229
3614
3443
´86
´91
´96
Does it explain the unsustainable mobility profile?
0
Day
“Externos”: residents working outside town “Internos”: residents working in town “Atraidos”: Non residents working in town Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
48
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Best Practices: Beyond Transport Among our many other recommendations, we had to include the need to attract service jobs to an area which in the past offered many industrial jobs
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
49
Urban Transportation Planning – Fall 2006
In a nutshell
Global Vision, Local Action…
Don’t let the global vision rob you from opportunities for local change Local change, however limited, is important:
Day
We need early winners to jumpstart a new process Small changes may become showcases Don´t forget we need a new model…
To start a process… more effective than relying only on end-state planning Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
52
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Upon starting a process… (Jane Jacob’s “Systems of Survival”)
Commercial Syndrome
Day
Guardian Syndrome
Shun trading Shun force Exert prowess Come to voluntary agreements Be obedient and disciplined Be honest Adhere to tradition Collaborate easily with strangers and Respect hierarchy aliens Be loyal Compete Take vengeance Respect contracts Deceive for the sake of the task Use initiative and enterprise Make rich use of leisure Be open to inventiveness and novelty Be ostentatious Be efficient Dispense largesse Promote comfort and convenience Be exclusive Dissent for the sake of the task Show fortitude Invest for productive purposes Be fatalistic Be industrious Treasure honor Be thrifty Be optimistic 53 Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
Traffic Calming Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.380j Fall 2006 Mikel Murga, MIT Lecturer and Research Associate
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Table of Contents
Day
Why traffic calming? Traffic calming, how? Techniques Design Criteria The Process
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Why Traffic Calming?
The faster you go, the higher the probability of an accident, as:
Day
Your vision focus narrows with speed For a given reaction time, distance covered is proportional to speed The faster you go, the longer the stopping distance
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Why Traffic Calming?
The faster you go, the higher the seriousness of an accident
For instance, the kinetic energy of an automobile (1.2 tons at 35 mph) is at least 150 times higher than the one of a pedestrian (180 pounds at 3 mph) Such a collision at:
Day
60 km/h 10% Survival Probability 45 km/h 60% Survival Probability 30 km/h 95% Survival Probability
20 mph, means bone fractures and concussions In the range 30-40 mph, high probability of either death or permanent disability
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
Figure by MIT OCW.
4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Why Traffic Calming?
Day
To avoid segregation of public spaces and maintain its livability Underpasses, skywalks and other “solutions”, do not provide “eyes on the street”
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Why Traffic Calming?
Day
When traffic is tamed, a good walking environment results Walkers enjoy a wide range of sensory experiences When most people drive, the buildings end up lacking the detail and relief that people need and enjoy People attract more people Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Do you think this is sufficient in spite of its strict precision in Km/hour?
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Day
When you drive at 30 mph, you tend to focus your sight far ahead This means that you narrow the sight area You fail to see the surroundings Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Day
But if you drive at 20 mph, you start to see what lies on the sides
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Day
The basic idea is to change the perceptions of the driver through the introduction of new physical features These self-enforcing features tend to break the infinite continuity that encourages speed with or without speed warnings
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Day
Raised crosswalks Narrower pavement widths Chicanes with urban furniture or parking Changes in the pavement texture Mini-roundabouts Cul-de-sacs Eliminating some movements Civilized green waves ………………………………. Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Raised crosswalks
Double function: good for pedestrians… and cars You accommodate to gradient:
Day
7% for 40-45 km/hr 10% for 30 km/hr 12% for 25 km/hr or less
Every 60-100 meters plus proper warning The top table needs a minimum width, specially for buses Automatic balancing of the carpedestrian relationship Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Raised crosswalks
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Raised intersections
Day
The automobile finds itself in neutral grounds…
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Bulb-outs
Pros:
Decrease exposure Higher visibility specially for children Easy implementation
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
Figure by MIT OCW.
15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Narrower pavement widths
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Narrower pavement widths
0,15
2,5
0,3
1,7
0,15
0,15
0,2
2,5
0,6 1,7
0,8
0,15
5,5
4,80
0,3
2,5
1,7
0,9
1,7
1,7
0,6
0,3
5,5 4,80 Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Narrower pavement widths
Nothing like a bucket of paint
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Narrowing the pavement
You could rearrange parking Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Eliminating road lanes
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Eliminating road lanes
From cages to family outings Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Mini-roundabouts
They work! …even for high flows Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Or all of the above
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
23
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Eliminating some movements (i.e. in a roundabout)
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
24
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Civilized Green Waves
They need low cycles to avoid late-comers driving fast (at night) Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
25
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Civilized Green Waves
Plan de Semaforización en Avenida de Los Chopos - Ciclo de 75 segundos
INSTITUTO1 (1)
UDABERRI (72)
AIBOA (32)
ACACIAS (39)
TILOS (39)
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
Segundos
26
240
210
180
150
120
90
60
30
AVANZADA(67) 0
They need low cycles to avoid late-comers driving fast (at night)
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Civilized Green Waves
Plus often changes in horizontal alignment, refuge islands, narrowing the road width…
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
27
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Civilized Pedestrian signals
Day
Longer phase times for pedestrians Lower total cycles Green waves for pedestrian movement Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
28
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Narrowing the pavement
Beyond traffic calming to improve public spaces: New urban furniture, including trees
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
29
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: How?
Day
Not an end by itself, just the means to an end It must be accompanied by other measures to improve the urban environment so as to encourage more pedestrians …Although the real goal is to bring pedestrians to a stop
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
30
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Design Criteria
Other important issues:
Day
Location Self-enforcement Liability Reversibility Public participation Overall traffic scheme Traffic deviated to other areas
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
31
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Location
Sensitive areas:
Day
Schools Transit stations Senior citizens Areas with high accident rates High speeds eg. transition areas from the expressway into the urban network
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
32
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Some Bibliography
Canadian Guide to Neighbourhood Traffic Calming – TAC-ATC/ITE 1998 Civilised Streets – Carmen Hass-Klau et al ET&P, 1992 “Guide Les ralentisseurs de type dos d’ane et trapezoidal” CERTU, 1994
Day
“Guide Zone 30” CETUR, 1992 “Pedestrian and City Traffic” Carmen Hass-Klau, 1990 “City Routes, City Rights” Conserv Law Found, 1998 “Reduire la Vitesse en Agglomeration” CETUR 1989 “Voirie Urbaine” CETUR 1988 … plus publications by Jan Gehl, Jane Jacobs, Kevin Lynch, George Whyte, etc..
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
33
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Traffic Calming: The Process
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
38
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Look for an easy winner...
Day
Nothing like a school Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
39
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Once they try...
Day
“Bulb-outs ”… everywhere Today a pedestrianized plaza Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
40
Urban Transportation Planning – Fall 2006
… they will ask for more
Day
There is not enough money to accommodate all the requests The best result is the change in behavioral patterns Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
41
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Always go easy at the beginning...
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
42
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Always go easy at the beginning...
Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
43
Urban Transportation Planning – Fall 2006
In a nutshell, ten rules 1. Every change is hard to implement 2. Start by the easiest job 3. You need allies 4. You have to minimize risks 5. Technical competence a must 6. Not isolated measures, but packages 7. Short term results, a must 8. But don’t forget to plant a few seeds 9. Everyone sees things differently 10. Success is hard to measure
But if you want, you can! Day
Frederick P. Salvucci and Mikel Murga
45
Thumbnail History of Boston Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.540j Fall 2006 Frederick Salvucci, MIT Senior Lecturer
Urban Transportation Planning – Fall 2006
History of Boston Transportation and Analysis of Historical Developments
Image by Alex Maclean. Used with permission. www.landslides.com Day 2
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Pre 1620
• Glaciers
• Rivers • Codfish
Day 2
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1630 • Charles River
• Mosquitoes • Drinking Water • People (Religious Minority) • The Bible Day 2
4
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Unusual Commitment to Education
• 1635 • Latin School • 1636 • Harvard • 1800s Horace Mann • 1865 MIT Day 2
5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1635-1776 N
0
N
1/2 Mile
0
1/2 Mile
Hog Island Mill Dam
Charlestown
Noddles Island
Charlestown Cambridge Apple Is.
Governors Is.
Ch
arl
iv es R
er
Mill Dam
West Cove
Bird Is.
Shawmut Peninsula
Mill Pd. Boston
Town Cove South Cove
Bird Is.
Back Bay Neck South Bay
South Boston
Gravelly Pt.
Castle Is. Spectacle Is.
1795
1630
Day 2
1995 water
Area filled after 1630
1995 water
Area filled after 1795
1630 land
1995 shoreline with no historic changes shown
1795 land
1995 shoreline with no historic changes shown
Figures by MIT OCW, adapted from Nancy S. Seasholes and Amy Turner, "Diagramming the Growth of Boston", in Mapping Boston.
6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1635-1776
Day 2
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1635-1776
• • • • • • • • • Day 2
Trade Fishing Ship Building Bad Soil Cattle Smuggling Tax Evasion Relations with “Indians” Military Relations with England, French, & Indians 8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1776 --> War of 1812 --> 1830s 0
1/2 Mile
East Boston
East Boston
Charlestown
Wood Is.
Basin
R.R.
Jeffries Point
l
Boston
int
Ch
an
Boston
Mill Dam
1/2 Mile
Mystic Wharf
Somerville Millers Prison Charlestown River Point Bay East Cambridge
0
N
ne
N
Fo
rt
Po
R.R. R.R.
South Bay
South Boston Spectacle Is.
South Boston Spectacle Is.
Calf Pasture
Commercial Pt.
1852
Day 2
1880
1995 water
Area filled after 1852
1995 water
Area filled after 1880
1852 land
1995 shoreline with no historic changes shown
1880 land
1995 shoreline with no historic changes shown
Figures by MIT OCW, adapted from Nancy S. Seasholes and Amy Turner, "Diagramming the Growth of Boston", in Mapping Boston.
9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1776 --> War of 1812 --> 1830s
Day 2
Trade Ship Building Slave Trade Ice Clipper Ships Filling of Mill Pond War with Mexico 10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1830s - 1870
Day 2
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1830s - 1870
• • • • • • • • • Day 2
Canals Rail Bicycles Mills, Cloth Civil War Filling South End, Back Bay Commuter Rail Street Cars Immigration (1848 Potato Famine) 12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1830s - 1870
Day 2
13
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1870 - 1900
• • • • • •
Day 2
Sprague & Siemens Streetcar Networking Electric Power 1894 First Auto in Hemisphere 1897 First Subway in Hemisphere Streetcar Suburbs & Downtown
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1900-1945 N
0
1/2 Mile
N
0
1/2 Mile
Mystic Wharf East Boston
Charlestown
Charles River
East Boston Charles River
Charles R. Dam
Airport
Boston
Boston South Boston Flats
South
Apple Is.
Governors Is.
Dry Dock Marine Park
Orient Heights
Reserved Channel
Castle Is.
Columbus Park
Bay
Old Colony Parkway
1934
1916
1995 water
Day 2
1916 land
Area filled after 1916
1995 water
Area filled after 1934
1995 shoreline with no historic changes shown
1934 land
1995 shoreline with no historic changes shown
Figures by MIT OCW, adapted from Nancy S. Seasholes and Amy Turner, "Diagramming the Growth of Boston", in Mapping Boston.
15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1900-1945
Day 2
1914 World War I 1920’s; Model T, Auto Explosion, Zoning 1930’s; Depression 1940’s; World War II Subways and the Survival of Rail Transit 16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1900-1945
• • • • •
Day 2
1914 World War I 1920’s; Model T, Auto Explosion, Zoning 1930’s; Depression 1940’s; World War II Subways and the Survival of Rail Transit
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1945 - 1965 Postwar
• • • •
Oil, Autos, Highways, Suburbs 1956 Interstate Highways 1959 Southeast Expressway opens; Old Colony Rail closes 1964 Expansion of MBTA -- Riverside Green Line -- Orange Line tunnel under river -- Red Line extension to Quincy
• • • Day 2
Transit and urban density Prudential, British properties, John Hancock Back Bay and Downtown 18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1965-1972
• 1960s Reaction to highways • Boston Transportation Planning Review • Enhance the City as the Priority -----
Stop Destructive Highways Promote and Improve Transit Control Parking Promote Environmentally Benign Highways: The Big Dig
• Economy, Equity, Environment Day 2
19
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1972 - present N
0
1/2 Mile
N
Orient Heights
0
1/2 Mile
East Boston Charles River
Airport
Airport
Boston
South Bay
Boston Subaru Pler
South Boston Flats
Spectacle Is. Columbia Point
Columbia Point
1995
1950
1995 water
Day 2
1950 land
Area filled after 1950
1995 water
1995 shoreline with no historic changes shown
1950 land
1995 shoreline with no historic changes shown
Figures by MIT OCW, adapted from Nancy S. Seasholes and Amy Turner, "Diagramming the Growth of Boston", in Mapping Boston.
20
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1972 - present
Day 2
Post-Office Square by the Friends of Post Office Square Park rededicated in 1997 as the Norman B. Leventhal Park at Post Office Square 21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
1972 - present
• 1973 • • • •
Day 2
Interstate Transfer Reorganize MBTA 1968-1990 Diversification of highway construction industry 1991-present Big Dig; South Boston Transitway Revise Mass Pike, MBTA Continued commuter rail expansion
22
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Where Next?
• • • • • •
Day 2
Silver Line Blue Line North to South Station rail Stuart Street Urban Ring Better bus service, transfers
23
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Where Next?
• Red Sox; Medical Complex; South Boston Waterfront District; Cambridge-Somerville • Suburban sprawl
Day 2
24
Urban Transportation Planning – Fall 2006
How to pay for it all?
• Federal context • Local taxes
Day 2
25
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Summary Day 2
Land use Accessibility Economic Activity Equity Environment Sustainability Evaluation of what to do Effectiveness Financing mechanisms Efficiency 26
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Day 2
27
Transportation and Land Use: Which is the Chicken and which is the Egg? • Four-step process begins with current distribution of land use • But land use redistributes based on transportation • EIR of land use as a policy tool with unintended consequences • Tax code; location-efficient mortgage; university transit passes; employer requirement • Elderly and disabled services, youth market, poverty • Accessibility as a right: -- Access to facilities -- Access to Society
• Accessibility vs. mobility: -- Individual or institutions at the center?
• "Value-capture" Henry George -- Different rules for highways and transit F.P. Salvucci/ M. Murga
1.252J/11.540J Fall 2006
September 29, 2006
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break I. Early History A. B. C. D. E. F.
Tobin Bridge Storrow Drive Central Artery West End Turnpike Prudential
F.P. Salvucci
1.252J/11.540J Fall 2006
1
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break II. Early Battles A. B. C. D. E.
Spy Pond, Arlington Lexington Memorial Drive - Sycamores Jamaicaway Leverett Circle Bridge
F.P. Salvucci
1.252J/11.540J Fall 2006
2
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REV OLUTION? Anatomy of a Pattern Break III.
Neighborhood vs. City of Cambridge A. B. C. D. E. F. G. H. I. J. K. L. M. N.
F.P. Salvucci
Father McManus Cambridge Committee on the Inner Belt MIT vs. Neighborhoods McCormack vs. Volpe Kennedy (Gifford) DPW Restudy Casa Grande Killian Junior faculty petition City of Cambridge revised position, Justin Gray Galbraith vs. Moynihan Kevin White elected, Barney Frank Chief of Staff Task A vs. Task B McCormack 1.252J/11.540J Fall 2006
3
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break IV.
Municipal Coalition vs. the State A. B. C. D. E. F. G. H. I.
F.P. Salvucci
Nixon victory, Volpe to D.C.; Sargent becomes governor White vs. Sargent Civil rights Demonstration on Boston Common Moratorium I-93 in Somerville Task Force, Altshuler and Jack Wofford Study Design Sargent beats White
1.252J/11.540J Fall 2006
4
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break V.
Boston Transportation Planning Review A. B. C. D. E.
F.P. Salvucci
Participation in study Technically multi-modal Study Element II Sargent decision; downtown progress NEPA
1.252J/11.540J Fall 2006
5
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break VI.
Implementation A. B. C. D. E. F. G. H. I. J
F.P. Salvucci
Constitutional change concerning gas tax Interstate transfer Operating subsidies for transit Re-organized T Affirmative Action in construction Legislature blocks Third Harbor Tunnel Sargent vs. Dukakis vs. Quinn EIS, Southwest Corridor, Red Line, Commuter Rail Blue Line, Revere Beach Connector, Peabody-Salem Connector King beats Dukakis
1.252J/11.540J Fall 2006
6
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break VI.
Implementation (cont’d) K. L. M. N. O. P. Q. R. S. T.
F.P. Salvucci
Transit chaos, reform legislature on T Construction of Red Line and Southwest Corridor Dukakis beats King Central Artery and Tunnel Southeast Expressway reconstruction 1987 Surface Transportation Act MBTA “Customers” Weld becomes Governor 1991 ISTEA Central Artery/Tunnel construction
1.252J/11.540J Fall 2006
7
HIGHWAY REVOLT REBELLION OR REVOLUTION? Anatomy of a Pattern Break VII.
Rashamon A. B. C. D. E. F. G. H.
F.P. Salvucci
Community action and advocacy Municipal politics Legislature and Congressional electoral politics Electoral executive politics American style separation of executive from legislative branch National Environmental Policy Act; Clean Air Act, Section 4(f) Concept of the city: physical, social Economy of region
1.252J/11.540J Fall 2006
8
Quantitative Methods Urban Transportation Planning MIT Course 1.252j/11.380j Fall 2006 Mikel Murga, MIT Research Associate and Lecturer
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Quantitative Methods
From road counts to … The 4-Step Model Critique Integration of the analytical chain New Trends
F.Salvucci and M.Murga
2
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From road counts … to a Light Rail
F.Salvucci and M.Murga
3
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From road counts…
… to origin-destination matrices:
By using heuristic methods to obtain an o-d matrix Or by conducting surveys among drivers Or even by updating an old o-d matrix
Why an o-d matrix?
To assign that o-d matrix under “what if”
To test closing a street or other tactical short term measures To analyze the impact of a New Light Rail
… Then why use a 4-step model? F.Salvucci and M.Murga
5
Urban Transportation Planning – Fall 2006
From vehicle counts to traffic models
Highway Capacity Manual:
Macroscopic Models:
Hand-calculations Î HCS Representation of Platoons
Microscopic Models
Individual vehicles are analyzed
Data availability + Computer power F.Salvucci and M.Murga
6
Urban Transportation Planning – Fall 2006
We could use Lafayette counts…
Saturation flows anyone?? F.Salvucci and M.Murga
7
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Using Lafayette counts…
F.Salvucci and M.Murga
Screenshots courtesy of McTrans, used with permission.
8
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Using Lafayette counts….
Screenshots courtesy of McTrans, used with permission. F.Salvucci and M.Murga
9
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Using Lafayette counts… Oops!
F.Salvucci and M.Murga
Screenshots courtesy of McTrans, used with permission.
10
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Microscopic Traffic Models
From research tools (MITSIM for the Big Dig) towards daily practice Commercial packages:
VISSIM Aimsun CORSIM – Traf-Netsim Paramics TransModeller Dynasim And many others ………… F.Salvucci and M.Murga
11
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Microscopic models…
F.Salvucci and M.Murga
12
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Example of Req’d Data
Microscopic Simulation: 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
6.6
6.8
7
>7
4.8
5
>5
6.4
4.6
6
6.2
5.8
5.6
5.4
5.2
5
4.8
4.6
4.4
4.2
4
3.8
3.6
3.4
3
3.2
2.8
2.6
2.4
Huecos aceptados
2.2
Frecuencias acumuladas en (%)
Acceptable Gaps (from Pte.Deusto)
tiem pos (seg)
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
F.Salvucci and M.Murga
tiem pos (seg)
4.4
4
4.2
3.8
3.6
3.4
3.2
3
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
Huecos rechazados
0.2
Frecuencias acumuladas en (%)
Unaccpetable Gaps (from Pte.Deusto)
13
Propuesta Viaria
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Microscopic Simulation: Assignment plus Visualization
Using street assignments to save a plaza F.Salvucci and M.Murga
14
Urban Transportation Planning – Fall 2006
4-Step Models: The 4 Basic Questions 1. How many trips are generated and attracted at any given location? Land-Use Scenarios: eg. Newdevelopments
Transport Scenarios: eg. Newtransit line
Socio-economic data Generation Distribution Modal Split Assignment
Policy Scenarios: eg. Newparking scheme
2. How many trips go from a given location to all other locations? 3. Which transport mode will be chosen to go from that location to each destination? 4. Which road will be taken for car trips and which train line for transit trips? F.Salvucci and M.Murga
15
Urban Transportation Planning – Fall 2006
4-Step Planning Model Land-Use Scenarios: eg. New developments
Transport Scenarios: eg. New transit line
Policy Scenarios: eg. New parking scheme
Socio-economic data Generation Distribution
Started in the 50´s to build the Interstate Then,
Modal Split Assignment F.Salvucci and M.Murga
predict and accommodate
The basic approach remains unchanged today 16
Urban Transportation Planning – Fall 2006
4-Step Models: Three Building Blocks 1.
Land-Use Scenarios: eg. Newdevelopments
Transport Scenarios: eg. Newtransit line
Policy Scenarios: eg. Newparking scheme
2.
Socio-economic data Generation Distribution Modal Split Assignment
3.
Travel Network : road network, transit system, with all its parameters (speeds, frequencies, costs…) Socio-economic data: number of dwellings, jobs, shops, household profiles: age, size, income .. Logic of Behavioral Patterns: Observed or revealed behavior from travel home surveys, road counts, transit passenger surveys, in terms of trip purpose, time of day, choices made, travelers reactions to system changes, etc. F.Salvucci and M.Murga
17
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1: Network Model: $
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Millers River
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Charles River Basin
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Copley I
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South Station O South Station O $
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Fort Point Channel $
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US Courthouse
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Rowes Wharf
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Boylston O
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Aquarium I
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Long Wharf
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Downtown Crossin
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Public Garden Pond
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Park St O
Frog Pond
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Gov't Center I State O
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Data of the road system: posted speed, speeds during peak hours, capacity, traffic regulation…
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Lovejoy Wharf
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Roads, Streets, Transit
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WT
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Data of the transit system: Routes, stops, commercial speeds, service frequencies…
F.Salvucci and M.Murga
18
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1:Network Model: Roads, Streets, Transit $
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Millers River
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Lovejoy Wharf
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Charles River Basin
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Copley I
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Fort Point Channel
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Downtown Crossin
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Frog Pond
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WT
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Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1: the road network Mystic River
h Pond
Millers River
Charles River Basin Charles River
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Frog Pond Public Garden Pond
Muddy River Pond
Fort Point Channel
Muddy River Reserved Channel
CTPS 2002 am peak volumes amVol Fisher Hill Reservoir
Leverett Pond
0
Brookline Reservr
Old Harbor
F.Salvucci and M.Murga
2500 1250 625 amVol .4 .8
1.2
Miles
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Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1: Network Model: Using the road
F.Salvucci and M.Murga
21
Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1:
Walking Isochrones from North Station
Suffolk Downs Island End River$$$$$ $ $$$$$ $ $ $ $$$$ $ $$ $$$ $ $$ $$ $$ $ $ $$ $ $ $$ $ $ $$ $ $ $ $$$$$$ $$ $$ $$ $ $ $$ $$$ $ $ $$ $$$$ $$ $ $$$ $ $$$ $ $$ $$ $ $ $ $$$$$$ $$ $ $$$$$$ $ $ $$ $ $ $ $$ $ Mystic River $$ $$ $$ $ $ $$$ $$$$ $$ $ $$ $ $$$$$ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ Porter Square O $$ $ $$ $ $ $$ $ $ $$$ $$$ $ $$ $$ $$$ $$ $ $ $ $$$ $$$ $ $$$ $$$ $ $$$ $ $ $$$$ $ $$$$ $$ $ $ $$ $$$$ $ $$$ $ $ $$$ $ $$ $ $$$$ $$ $$$ $ $$ $$ $$ $ $$$$$$ $$ $$$ $ $$ $$$$ $ $ $$ $$ $$$$ $$ $ $ $$ $ $ $ $$$ $ $$ Orient$Heights $ $$$$ $$ $ $$ $ $ $$ $$ $ $$$$ $ $ $ $ $ $$$$$ $ $$ $ $$$ $$$$$$ $$ $ $ $ $ $ Sullivan Square $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $$ $ $ $ $ $ $$ $ $ $$ $ $ $$ $$$$$$ $ $$$$ $$ $ $$ $$ $ $ $ $ $ $ $ $$ $$ $ $ $$$$ $ $ $$ $$ $$$$ $$$ $ $ $ $$ $ $ $$ $ $$ $ $$$$$ $ $$ $ $$ $ $ $$$$ $ $ $ $ $$$$ $$ $ $ $ $$ Belle Isle Inlet $ $$ $ $ $ $$ $$ $$$$$ $ $$$ $ $ $$ $$$$ $ $ $ $ $ $$$$$ $ $$ 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Urban Transportation Planning – Fall 2006
Block 1: Transit and Parking Supply Sullivan Square
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