Nettverksmodellering

Nettverksmodellering er prosessen med å representere og analysere nettverk av enheter og forbindelser for å forstå, forutsi og optimere oppførselen til et system. Begrepet brukes i datanettverk, telekommunikasjon, logistikk og biologiske nettverk, og innebærer ofte å forenkle detaljer for å muliggjøre systematisk analyse og beslutningsstøtte.

Et nettverk modelleres vanligvis som et grafbasert system med noder (for eksempel rutere, fabrikker eller byer) og kanter (lenker) som har egenskaper som kapasitet, kostnad og latens. Modellen kan være statisk eller tidsavhengig og kan inkludere forhold som trafikkmengder, ventetider og kapasitetbegrensninger.

Vanlige metoder inkluderer grafteori og nettverksflyt for optimal rutevalg, køteori for ventetidsanalyse, og stokastiske modeller som Markov-kjeder. I tillegg brukes diskret hendelses-simulering og Petri-nett eller systemdynamikk for å håndtere dynamiske og komplekse nettverk. Kalibrering mot data er sentral for å gjøre modellene realistiske.

Anvendelser omfatter ytelsesanalyse og kapasitetplanlegging i datanettverk og telekommunikasjon, logistikk og forsyningskjeder, energisystemer og transport, samt studier av sosiale eller biologiske nettverk. Nettverksmodellering bidrar til beslutninger om ressursfordeling, pålitelighet, sikkerhet og gjenoppretting etter avbrudd.

Prosessen følger ofte identifikasjon av mål, modellering, verifisering og validering, samt scenarioplanlegging. Modeller er forenklinger og avhenger av data og antatte forhold; usikkerhet og skalerbarhet er derfor viktige begrensninger. Valg av metode avhenger av formål, datatilgang og ønsket detaljeringsnivå.