Liikennemallinnus

Liikennemallinnus, tai liikennesimulointi, on menetelmä, jolla kuvattaan ja ennustetaan ajoneuvojen liikkumista sekä liikenneverkkojen suorituskykyä erilaisissa tilanteissa. Sen tarkoituksena on ymmärtää liikenteen tilaa, vertailla kehittämistoimenpiteiden vaikutuksia ja tukea päätöksentekoa infrastruktuurin suunnittelussa, operoinnissa sekä kriisitilanteiden hallinnassa.

Mallinnus voidaan jakaa tasojen mukaan makro-, meso- ja mikrotasoon. Makrotason mallit kuvaavat liikenteen suuria virtoja ja tiheydet usein jatkuvien muuttujien tasolla, esimerkkeinä LWR-malli (Lighthill-Whitham-Richards) sekä muut virtausmallit. Mesotason mallit tarkastelevat verkon linkkien ja solujen vuorovaikutusta käyttämällä tilankäytön väliarvoja. Mikrotason mallit simuloivat yksittäisiä ajoneuvoja ja niiden vuorovaikutuksia reaaliaikaisesti; niissä käytetään muun muassa ajoneuvoseuraamismalleja kuten Gipps tai Intelligent Driver Model (IDM). Yksittäisten ajoneuvojen käyttäytymistä voidaan tukea myös solu- tai CTM-tyyppisillä ratkaisuilla, jotka yhdistävät mikroskooppisen tarkkuuden ja laskennan tehokkuuden.

Datan lähteet liikennemallinnuksessa ovat liikenne- ja tilavuotiset mittaukset (esim. silmukoiden anturit, liikennevalojen jne.), GPS- ja matkapuhelinperusteiset sijainti- sekä reititiedot, sekä origin-destination-tiedot. Kalibrointi ja validation ovat keskeisiä: malleja säädetään vastaamaan todellista liikennekäyttäytymistä ja niiden ennusteet testataan ulkopuolisella datalla.

Käytännön sovelluksia ovat kaupunkien liikenne-ennusteet, infrastruktuurihankkeiden vaikutusarvioinnit, tapahtumien liikenteen hallinta sekä dynaamisen reittisuunnittelun tutkimus. Useat kaupalliset ja avoimen lähdekoodin työkalut, kuten SUMO, MATSim ja Aimsun, tukevat liikennemallinnusta. Rajoitteita ovat epävarmuus tiedoissa, mallin valinta sekä laskennallinen kustannus suurissa verkoissa.