mikrosimulaatioita

Mikrosimulaatioita tarkoittaa mallintamisen ja simuloinnin muotoa, jossa järjestelmä kuvataan sen yksittäisten komponenttien eli agenttien tasolla. Jokaisella agentilla on ominaisuuksia ja käyttäytymissääntöjä, ja agenttien välinen vuorovaikutus tuottaa kokonaisuuden dynamiikan. Mikrosimulaatiot eroavat makrotason simulaatioista, joissa tarkastellaan suurempia tilasto- tai järjestelmämuuttujia ilman yksittäisten toimijoiden tarkkaa kuvausta.

Käyttökohteita ovat muun muassa liikennejärjestelmien mikrosimulaatiot, joissa käsitellään autojen reittejä, nopeuksia ja vuorovaikutuksia; evakuointi- ja hätätilanteiden simulointi; tuotanto- ja logistiikkaprosessit; sekä epidemioiden ja sosiaalisten verkostojen dynamiikka.

Keskeisiä menetelmiä ovat agenttipohjainen mallintaminen (ABM) sekä cellular automata -lähestymistavat. Simulointi perustuu ajastettuihin tapahtumiin tai asettuneisiin aikaväleihin sekä yksittäisten agenttien käyttäytymissääntöihin. Yleisiä työvälineitä ovat esimerkiksi NetLogo, AnyLogic ja Mesa.

Prosessi sisältää tavoitteen määrittämisen, järjestelmän tilan ja ajan skaalauksen, agenttien ominaisuuksien sekä vuorovaikutussääntöjen suunnittelun, kalibroinnin sekä validoinnin vertaamalla simulaatiotuloksia havaintoihin. Mikrosimulaatioiden etuja ovat kyky analysoida yksittäisten toimijoiden vaikutuksia ja testata politiikkatoimia sekä skenaarioita ilman todellisia kokeita; rajoitteita puolestaan ovat suuret tiedon- ja laskentatarpeet sekä herkkyys parametrisoinneille, mikä voi vaikuttaa tulosten yleistettävyyteen.