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Verkeersmodel
Beispiel für ein Autobahnsimulationsmodell

EIN Verkehrsmodell ist ein Model die Einblicke in die Gegenwart und/oder Zukunft bietet der Verkehr- und Transportströme.

Die Berechnungen erfolgen fast immer auf Basis eines Netzes von Infrastruktur und Verkehrszählungen. Einige Modelle benötigen auch andere Daten, wie z demographisch und andere soziale Daten. Obwohl ein einfaches Verkehrsmodell beispielsweise auch in Excel in der Regel hergestellt werden kann, wird in der Regel spezielle Software verwendet. Diese Software kann die Ergebnisse oft auch anhand von Karten visualisieren.

Das Wie und Warum eines Verkehrsmodells

Warum ein Verkehrsmodell anwenden?

Für die Zukunft können alle möglichen Fragen gestellt werden, wie zum Beispiel: 'Was passiert, wenn sich die Welt um uns herum verändert?' und 'Was passiert, wenn wir Maßnahmen im Bereich Verkehr und Transport ergreifen?'

Verkehr ist eine komplexe Angelegenheit und besteht aus einer Reihe von Mustern, die die Summe des individuellen Reiseverhaltens sind. Es ist schwierig, diese Muster ohne Werkzeuge zu verstehen. Dies ist mit einem Verkehrsmodell möglich.

Maßnahmen zu ergreifen ist in der Regel teuer und die Ressourcen sind oft begrenzt, sodass ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kosten und Nutzen erforderlich ist. Auch hier kann ein Verkehrsmodell ein gutes Werkzeug sein.

Das letzte Argument für die Wahl eines Verkehrsmodells, insbesondere eines mikroskopischen, ist, dass es die Interaktion der Fahrzeuge, die dynamische Routenwahl pro Fahrzeug und die Auswirkungen von Infrastrukturen wie Kreuzungen und Fahrspuren berücksichtigt. Damit lassen sich Warteschlangen, Verspätungen und Durchgangsverkehr abbilden. Ein weiterer Vorteil mikroskopischer Modelle ist der visuelle Charakter, denn auf dem Bildschirm können sich bewegende Fahrzeuge dargestellt werden. Das ist ansprechender als eine Zahl auf einer Straße.

Welches Verkehrsmodell?

Wenn bereits entschieden wurde, ein Verkehrsmodell zu verwenden, stellt sich die Frage, welches Softwarepaket gewählt werden soll. Es steht eine sehr breite Palette von Verkehrsmodellen zur Verfügung. Das Modell kann abhängig von den Antworten auf eine Reihe von Fragen ausgewählt werden:

  • Was ist das Projektziel? Quantitative Unterstützung oder visuelle Unterstützung? Explorative oder gezielte Recherche?
  • Was ist der Maßstab und die Detailstufe? Lokale oder regionale Studie?
  • Was ist das Planjahr?
  • Wie groß ist das Studiengebiet?
  • Welche Bewertungskriterien sind wichtig?
  • Welche bestehenden Modelle sind bereits verfügbar?
  • Verfügt der Kunde über Kenntnisse oder Erfahrungen oder besitzt er eine eigene Lizenz für ein bestimmtes Paket?
  • Wie ist der Zeitplan und das Budget?

Wie wird ein Verkehrsmodell erstellt?

Bei der Erstellung von Verkehrsmodellen lassen sich drei Methoden unterscheiden:

  • Vorhandenes Verkehrsmodell eins zu eins anwenden
  • Neues Modell bauen
  • Vorhandenes Modell ändern

Letztere Methode wird am häufigsten durch eine Aktualisierung oder Verfeinerung des bestehenden Modells oder eine Umstellung auf ein anderes Softwarepaket angewendet. Es gibt dann eine Reihe möglicher Fehler auf dem Weg, die im Folgenden erörtert werden.

Umwandlung. Beim Konvertieren eines Modells in ein anderes Softwarepaket können Fehler auftreten. Eine Konvertierung kann zu unterschiedlichen Zuordnungsergebnissen führen.

Ausgeschnitten. Eine zu kleine Ernte in einem Modell kann alternative Routen einschränken, sodass wichtige alternative Routen möglicherweise außerhalb des Erntebereichs liegen.

Detailinformationen anwenden. Das Hinzufügen detaillierter Informationen kann zu unterschiedlichen Ergebnissen und damit zu Diskussionen über die Ergebnisse führen.

Kalibrierung. Die Kalibrierung eines bestehenden Modells kann die Ergebnisse verändern und zu Diskussionen über die Ergebnisse führen.

Verkehrsmodellformate

Verkehrsmodelle gibt es in allen Formen und Größen und können auf verschiedene Arten klassifiziert werden:

Verkehrsmodelle nach Verkehrsträgern

Auch für die verschiedenen Modalitäten gibt es unterschiedliche Verkehrsmodelle Transportmittel. Zum Beispiel gibt es Modelle, die darauf abzielen öffentlicher Verkehr, auf der Binnenschifffahrt, auf der Straßenverkehr und sogar Modelle für Fußgängerströme.

Verkehrsmodelle nach Methodik

  • Deterministisch: Die Modelle liefern Ergebnisse basierend auf deterministischen Regeln. Jedes Mal, wenn ein Modelllauf wiederholt wird, wird das gleiche Ergebnis resultieren.
  • stochastisch: Diese Art von Modell verwendet 'gelotterte' Werte von Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Die Ergebnisse variieren im Allgemeinen von Lauf zu Lauf.

Verkehrsmodelle nach Berechnungstechnik

  • durch analytisch Techniken (z. B. „optimale Kontrolle“)
  • durch SimulationTechniken, siehe auch: Computersimulation

Verkehrsmodelle auf Detailebene

  • mikroskopisch: diese Modelle basieren auf der kleinsten Einheit (z.B. a Wagen), die auf der Grundlage von Verhaltensregeln über die Infrastruktur abgerechnet werden.
  • mesoskopisch: In diesen Modellen werden Gruppen von Einheiten (eine Gruppe von Fahrzeugen) als Grundlage für die Abrechnungsregeln des Modells verwendet.
  • makroskopische: Diese Modelle verwenden nur die Intensitäten und Dichten der Infrastrukturverbindungen und modellieren die Veränderungen über die Zeit basierend auf Regeln aus der Fluiddynamik.

Verkehrsmodelle nach Anwendungsbereich

  • Vernetzung: Modelle, die komplette Netze beschreiben (z. B. ein Auto- oder öffentliches Verkehrsnetz)
  • Stränge: Strangmodelle betrachten kein Netzwerk, sondern a Autobahn mit eventuell ein paar Ein- und Ausfahrten oder anderen Engpässen. Vorgesehen für detaillierte Analysen des Verkehrsflusses in Szenarien mit unterschiedlichen Straßenkonfigurationen.
  • Konfliktpunkte: Modelle, die sich speziell auf Kreuzungen oder Kreisverkehre konzentrieren, eventuell mit Ampelsteuerung.

Verkehrsmodelle nach Funktion

  • Entscheidungshilfe Mode-Modell; zur Unterstützung der politischen Entscheidungsträger.
  • ForschungMode-Modell; für Forscher und Wissenschaftler, um spezifische Probleme weiter zu analysieren.

Verkehrsmodelle nach Zuordnungsart

  • statisch Modellieren.
  • dynamisch Modellieren.

Statische Modelle

Traditionell sind Verkehrsmodelle statisch: Sie sagen Straßenintensitäten voraus und vergleichen diese mit der Kapazität der Straße, berücksichtigen jedoch nicht beispielsweise den Rückstoß von Staus auf Straßen hinter dem Stau. Diese Modelle eignen sich besonders für Berechnungen auf Makroebene, um beispielsweise die Folgen des Baus eines neuen Autobahn oder Wohngebiet.

Wie statische Modelle funktionieren

  • Zunächst wird das Forschungsgebiet in Zonen unterteilt. Je kleiner und homogener diese Zonen sind, desto genauer werden die Vorhersagen. Die Zonen werden zusammen mit sozioökonomischen Daten eingegeben. Auch das Infrastrukturnetz wird eingeführt, Geschwindigkeiten und Kapazitäten werden eingeführt. Oft nur das Wichtigste wiegen eingegeben, aber auch hier: Je genauer die Eingabe, desto genauer das Ergebnis. Infrastruktur, die zu Orten außerhalb des Forschungsgebiets führt, wird mit einem sog Außenzone.
  • Produktion / Attraktion: basierend auf sozioökonomischen Daten und Daten aus z. B. der Forschungsreiseverhalten (OVG) wird pro Zone festgelegt, wie viele Personen während eines 24-Stunden-Zeitraums, der Hauptverkehrszeit oder in welchem ​​anderen Recherchezeitraum ab- und ankommen. Diese Vorhersagen müssen mit empirischem Material überprüft werden. Für die Außenzonen lassen sich keine Vorhersagen treffen, schließlich enthalten sie „den Rest der Welt“. Daher werden die Abflüge und Ankünfte hier durch Verkehrszählungen bestimmt.
  • Verteilung: Jetzt, da festgestellt wurde, wie viele Personen in Zone A, B, C usw. abreisen und ankommen, kann festgestellt werden, wie viele Personen von A nach B reisen. Dies hängt von der Anzahl der ankommenden und abfahrenden Personen sowie von der Entfernung, Fahrzeit und/oder den Kosten zwischen A und B ab. Die Routenberechnung erfolgt in der Regel anhand von Routen, die mit Dijkstras . berechnet wurden Algorithmus für den kürzesten Weg. Für die Verteilung, a Schwerkraftformel benutzt. Das Ergebnis ist ein Tabelle mit der Anzahl der Bewegungen zwischen jeder Zone. Eine solche Tabelle wird als OD-Tabelle oder OD-Matrix (Ursprung/Ziel) bezeichnet.
  • Modal Split: der Zahl der Reisenden zwischen zwei Zonen, die Modal Split zu bestimmen: wie viele Fahrten werden mit dem Auto unternommen,- Fahrrad, Zug oder Bus? Üblicherweise werden sogenannte Nutzenfunktionen verwendet: Wie viel nutzt ein bestimmtes Verkehrsmittel im Vergleich zu anderen Verkehrsmitteln?
  • Zuordnung: Schließlich muss festgestellt werden, welchen Weg jeder Mensch bei seinen Bewegungen nimmt. Diese Routen können in einem Schritt der schnellsten Route zugeordnet werden. Realistischer ist es jedoch, die Kapazität zu berücksichtigen. Daher normalerweise Kapazitätseinschränkung zugeteilt: Nachdem ein Teil zugeteilt wurde, werden die Geschwindigkeiten an die Intensitäten auf jeder Straße angepasst. Dann wird ein anderer Teil zugewiesen und so weiter.

Bekannte Softwarepakete sind Visum, Aimsun, OmniTrans und Cube. Diese Modelle können mit einem verknüpft werden Umweltmodell, was die Umwelt und Lärmbelästigung auf Basis der prognostizierten Verkehrsintensitäten berechnet.

Dynamische Modelle

Dynamische Verkehrsmodelle berücksichtigen die Kapazitätsbeschränkungen im Netz und die Folgen von beispielsweise Staus. Diese sind besser geeignet, um Einblicke in die Folgen von beispielsweise der Rekonstruktion von a Überschneidung oder den Bau einer neuen Fahrspur auf einem Straßenabschnitt. Zum Beispiel die Einstellung von Instelling Ampeln in einem dynamischen Modell getestet werden.

Ein dynamisches Verkehrsmodell wird auch als Präsentationswerkzeug für Straßenbehörden verwendet. Damit können dem Auftraggeber die Konsequenzen von Akten aufgezeigt werden, was den Einsatz eines dynamischen Modells attraktiv macht. Die Fahrzeuge können quasi realitätsnah simuliert werden. Bekannte Softwarepakete sind Vissim, Aimsun, Dynasmart und Paramics.

Quellen, Hinweise und Referenzen

Ronnie Poorterman, Marcel Meijer & Rick Sjoerdsma: Das Wie und Warum eines (mikroskopischen) Verkehrsmodells, 2007.