Verkehrsmodellierung

Verkehrsmodellierung ist die quantitative Abbildung des Verkehrs in räumlich abgegrenzten Netzen, um Mobilität, Kapazitäten, Verzögerungen und Umweltwirkungen zu analysieren. Sie dient Planung, Bau, Betrieb und politische Entscheidungen, indem sie Auswirkungen verschiedener Szenarien auf Stau, Reisezeiten, Emissionen und Sicherheit prognostiziert.

Zu den Modelltypen gehören makroskopische, meso- und mikroskopische Ansätze. Makroskopische Modelle beschreiben den Verkehr als kontinuierlichen Fluss über das Netz und nutzen oft das Fundamentaldiagramm der Verkehrsströmung. Mikroskopische Modelle simulieren das Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer (z. B. Car-Following-Modelle wie Intelligent Driver Model oder Gipps-Modell) und Spurewechsel. Mesoskopische Ansätze verbinden beide Ebenen, beispielsweise durch zelluläre Automaten, die individuelle Bewegungen abstrahieren.

Verkehrsmodelle verwenden dynamische oder statische Verkehrszuweisung, um Reaktionspfade bei Netzwerknutzung zu bestimmen. Dynamische Modelle simulieren zeitabhängige Verkehrsströme und liefern Verlauf der Reisezeiten, während statische Modelle Durchschnittswerte für Planungszeiträume berechnen.

Daten und Kalibrierung spielen eine zentrale Rolle. Eingaben umfassen Netzdaten (Layout, Kapazitäten, freie Geschwindigkeit), Bewegungsdaten (Origin-Destination-Matrix, Fahrtenprotokolle) sowie Verkehrs- und Zähldaten. Modelle werden kalibriert und validiert gegen Beobachtungen, wobei Unsicherheit und Robustheit berücksichtigt werden.

Anwendungen umfassen Infrastrukturplanung, Betriebs- und Verkehrsmanagement, Notfall- und Resilienzplanung sowie Umwelt- und Emissionsanalysen. Software-Tools reichen von kommerziellen Lösungen wie Vissim und Aimsun bis zu Open-Source-Plattformen wie SUMO und MATSim, oft unterstützt durch Geoinformationssysteme und Datenanalysen. Teams kombinieren Verkehrsingenieurwesen, Informatik und Geodatenwissenschaft, um realistisches Verhalten und belastbare Ergebnisse zu gewährleisten.