Verkeersmodel

Een verkeersmodel is een model dat inzicht geeft in huidige en/of toekomstige verkeers- en vervoerstromen.

De berekeningen vinden vrijwel altijd plaats op basis van een netwerk van infrastructuur en verkeerstellingen. Sommige modellen vereisen ook andere data, zoals demografische en andere sociale gegevens. Hoewel een eenvoudig verkeersmodel ook in bijvoorbeeld Excel te maken is, wordt meestal speciaal hiervoor bestemde software gebruikt. Deze software kan de uitkomsten vaak ook visualiseren d.m.v. kaarten.

Verkeersmodellen zijn er in alle soorten en maten en kunnen op verschillende wijzen worden ingedeeld:

Inhoud 1 Verkeersmodellen naar vervoerwijze 2 Verkeersmodellen naar methodiek 3 Verkeersmodellen naar berekeningstechniek 4 Verkeersmodellen naar detailniveau 5 Verkeersmodellen naar toepassingsgebied 6 Verkeersmodellen naar functie 7 Verkeersmodellen naar toedelingstype 7.1 Statische modellen 7.2 Dynamische modellen

[bewerk] Verkeersmodellen naar vervoerwijze

Er bestaan verschillende verkeersmodellen voor de verschillende modaliteiten. Zo zijn er modellen gericht op openbaar vervoer, op de binnenvaart, op het wegverkeer en zelfs modellen voor voetgangerstromen.

[bewerk] Verkeersmodellen naar methodiek

• deterministisch: de modellen produceren resultaten op basis van deterministische regels. Iedere keer dat een modelrun wordt herhaalt zal dezelfde uitkomst resulteren.
• stochastisch: dit type modellen maakt gebruik van 'gelote' waarden uit kansverdelingen. De resultaten zullen in het algemeen verschillen per run.

[bewerk] Verkeersmodellen naar berekeningstechniek

• door analytische technieken (bijvoorbeeld 'optimal control')
• door simulatietechnieken, zie ook: computersimulatie

[bewerk] Verkeersmodellen naar detailniveau

• microscopisch: bij deze modellen wordt uitgegaan van de kleinste eenheid (bijvoorbeeld een auto) die op basis van gedragsregels worden afgewikkeld over de infrastructuur.
• mesoscopisch: bij deze modellen worden groepen van eenheden (een groepje voertuigen) als basis genomen voor de afwikkelingsregels van het model.
• macroscopisch: bij deze modellen wordt alleen gebruikgemaakt van de intensiteiten en dichtheden op de infrastructuurschakels, en wordt op basis van regels uit de vloeistofdynamica de veranderingen in de tijd gemodelleerd

[bewerk] Verkeersmodellen naar toepassingsgebied

• netwerken: modellen die complete netwerken beschrijven (zoals een auto of openbaar vervoernetwerk)
• strengen: strengmodellen beschouwen geen netwerk maar een autoweg met eventueel enkele op- en afritten of andere knelpunten. Bedoeld voor detailanalyses voor verkeersafwikkeling bij scenario's met verschillende wegconfiguraties.
• conflictpunten: modellen die zich specifiek richten op kruispunten of rotondes, eventueel met een verkeerslichtregeling.

[bewerk] Verkeersmodellen naar functie

• beslissingsondersteunend model; voor het ondersteunen van beleidsmakers bij het maken van beslissingen.
• research model; voor onderzoekers en wetenschappers om bepaalde vraagstukken nader te analyseren.

[bewerk] Verkeersmodellen naar toedelingstype

• statische modelering
• dynamische modelering

[bewerk] Statische modellen

Traditioneel zijn verkeersmodellen statisch: ze voorspellen wel intensiteiten van wegen en vergelijken dit met de capaciteit van de weg, maar er wordt geen rekening gehouden met bijvoorbeeld de terugslag van files op wegen achter de file. Deze modellen zijn vooral geschikt voor het maken van berekeningen op macroniveau, bijvoorbeeld om de gevolgen van de aanleg van een nieuwe snelweg of woonwijk te berekenen.

De werking van statische modellen

• Ten eerste wordt het onderzoeksgebied ingedeeld in zones. Hoe kleiner en meer homogeen deze zones zijn, hoe nauwkeuriger de voorspellingen worden. De zones worden samen met sociaal-economische gegevens ingevoerd. Ook wordt het netwerk van infrastructuur ingevoerd, waarbij snelheden en capaciteiten worden ingevoerd. Vaak worden alleen de belangrijkste wegen ingevoerd, maar ook hier: hoe nauwkeuriger de invoer, hoe nauwkeuriger de uitkomst. Infrastructuur die naar plaatsen buiten het onderzoeksgebied lopen, worden gekoppeld aan een zogenaamde externe zone.

• Productie / Attractie: op basis van de sociaal-economische gegevens en gegevens uit bijvoorbeeld het Onderzoek Verplaatsingsgedrag (OVG) wordt per zone bepaald hoeveel mensen er zullen vertrekken en aankomen in een etmaal, spitsuur of welke andere onderzoeksperiode wordt gekozen. Deze voorspellingen moeten getoetst worden aan empirisch materiaal. Er kunnen geen voorspellingen gedaan worden voor de externe zones: deze bevatten immers "de rest van de wereld". Daarom worden de vertrekken en aankomsten hier bepaald door verkeerstellingen.

• Distributie: nu bepaald is hoeveel mensen er in zone A, B, C, enzovoorts, vertrekken en aankomen, kan bepaald worden hoeveel mensen van A naar B reizen. Dit is afhankelijk van de hoeveelheid mensen die aankomen en vertrekken, en van de afstand, reistijd en / of -kosten tussen A en B. Voor de routeberekening wordt meestal gebruikgemaakt van routes berekend met Dijkstra's Kortste Pad Algoritme. Voor de distributie wordt meestal een zwaartekrachtformule gebruikt. Het resultaat is een tabel met het aantal verplaatsingen tussen iedere zone. Een dergelijke tabel wordt een HB-tabel of HB-matrix (herkomst/bestemming) genoemd.

• Modal split: van het aantal reizigers tussen twee zones moet nu de modal split bepaald worden: hoeveel reizen er per auto, fiets, trein of bus? Hierbij wordt meestal gewerkt met zogenaamde nutsfuncties: hoeveel nut heeft een bepaald transportmiddel in vergelijking met andere transpormiddelen?

• Toedeling: tenslotte moet nog bepaald worden welke route ieder persoon neemt op zijn verplaatsingen. Deze routes kunnen in één stap worden toegedeeld aan de snelste route. Realistischer is echter om rekening te houden met de capaciteit. Daarom wordt meestal capacity restraint toegedeeld: nadat een deel is toegedeeld, worden de snelheden bijgesteld aan de intensiteiten op iedere weg. Dan wordt weer een deel toegedeeld, enzovoorts.

Bekende softwarepakketten zijn Questor en OmniTrans. Beide modellen kunnen gekoppeld worden aan een milieumodel, die de milieu- en geluidsoverlast berekend aan de hand van de voorspelde intensiteiten van het verkeer.

[bewerk] Dynamische modellen

Dynamische verkeersmodellen houden rekening met de capaciteitsrestricties in het netwerk, en de gevolgen van bijvoorbeeld files. Deze zijn beter geschikt om inzicht te krijgen op de gevolgen van bijvoorbeeld de reconstructie van een kruispunt of het aanleggen van een nieuwe rijstrook op een wegvak. Ook kan bijvoorbeeld de instelling van verkeerslichten getest worden in een dynamisch model.