Multi-scale betweenness centrality of the Norwegian road network

Abstract

Tidligere studien har undersøkt mønstre i vegnettverk ved hjelp av betweenness centrality og analysert forholdet mellom betweenness centrality og trafikkmengde. De fleste av undersøkelsene har vært begrenset til bynivå og lite har blitt gjort på vegnettverket i Norge. Denne oppgaven har som mål å kalkulere og analysere betweenness centrality for the norske vegnettverket på både bynivå og nasjonalt nivå. Videre utforsket vi forholdet mellom betweenness centrality og trafikkmengde, ved hjelp av både årsdøgntrafikk (ÅDT) og daglige trafikkmengdetellinger.

For analysen på bynivå konverterte vi vegnettverket til alle norske tettsteder meg en befolkningsmengde over 10 000 til grafer, kalkulerte og visualiserte betweenness centrality verdiene. For analysen på nasjonalt nivå ble betweenness centrality kalkulasjonene gjort beregningsmessig mulig ved kun å bruke vegnettverk bestående veger av de to høyeste administrative nivåene. For å redusere informasjonstapet utvidet vi grafkonverteringen ved å øke antallet noder basert på befolkningsmengden til tettstedene.

Resultatene viste at flere av tettstedene hadde sterke positive korrelasjoner med ÅDT, men kun noen få av dem tilstrekkelig ÅDT datadekning. Alle tettstedene med høy datadekning viste sterke positive korrelasjoner, som tyder på at tilsvarende resultater kan sees i andre tettsteder gitt tilstrekkelig datadekning.

Previous studies have investigated urban street network patterns using betweenness centrality measure and analyzed the relationship between betweenness centrality and traffic volume. Most of these explorations have been limited to city-scale and little has been done on the road networks in Norway. This thesis aims to calculate and analyze betweenness centrality for the Norwegian road network on both city-scale and national-scale. Furthermore, we explored the relationship between betweenness centrality and traffic volume, using both Annual Average Daily Traffic (AADT) and daily traffic volume counts.

For the city-scale analysis, we converted the street network of all Norwegian cities with populations over 10 000 into graphs, calculated and visualized their betweenness centrality values. At the national-scale, the betweenness centrality calculations was made computationally feasible by using a street network including only the two highest administrative levels of roads. To mitigate the loss of information, we extended the existing graph conversion method by increasing the nodes based on population of the urban areas.

The results showed that several urban areas demonstrated strong positive correlations with AADT, however, only a few of them had sufficient AADT data coverage. All urban areas with high coverage exhibited very strong positive correlations, suggesting that similar outcomes might be seen in other urban areas with given an adequate data coverage.