Beregningsmodeller

Beregningsmodeller er matematiske eller statistiske framstillinger av et system eller en prosess som brukes til å beregne eller forutsi fenomener basert på data og teoretiske antakelser. Modellen gjør det mulig å beskrive sammenhenger mellom variabler og å simulere hvordan et system oppfører seg under ulike betingelser.

Modelltypene inkluderer deterministiske modeller, som gir et bestemt utfall for en gitt inngang, og stokastiske modeller, som inkluderer usikkerhet ved hjelp av sannsynligheter. De kan være mekanistiske eller empiriske (data-drevne). Mekanistiske modeller bygger på underliggende forklaringslover, mens empiriske modeller kobler data til utfall uten å anta årsakssammenheng i detalj.

Livssyklusen følger ofte trinnene problemdefinisjon, modellkonstruksjon, valg av beregningsmetode, kalibrering mot observerte data og validering. Deretter kommer usikkerhetsanalyse og scenarieutvikling, etterfulgt av implementering og overvåking i praksis.

Data er sentrale. Modeller krever relevante variabler, riktig tidsoppløsning, god datakvalitet og dokumentasjon av antakelser og parametere. Interoperabilitet og sporbarhet er viktig for gjenbruk og revisjon.

Fordeler inkluderer prediksjon, scenarioanalyse og beslutningsstøtte for planlegging og styring. Begrensninger inkluderer avhengighet av forutsetninger, usikkerhet i data, risiko for overtilpasning, og modellrisiko hvis modellen ikke fanger relevante mekanismer.

Beregningsmodeller brukes i en rekke felt, som klimascenarier, energisystem- og transportmodeller, økonomiske og finansielle modeller, helse- og epidemiologiske modeller samt bygg- og bygningsdesign.