verkeersdynamiek

Verkeersdynamiek is het vakgebied dat het gedrag van verkeer op wegen bestudeert en probeert te begrijpen hoe voertuigen onder verschillende omstandigheden samen bewegen. Het richt zich op de relatie tussen verkeersdichtheid, snelheid en doorstroming, en op de opkomst van verschijnselen zoals congestie, schokgolven en stop-and-go-banen. Hierbij worden zowel meetgegevens als wiskundige modellen ingezet.

Modellen in de verkeersdynamiek lopen uiteen van macrocijfers (macroscopische) tot meso- en microscopische benaderingen. Macroscopische modellen beschrijven de stroom als een continu veld met variabelen als dichtheid, snelheid en verkeersstroom, bijvoorbeeld via het Lighthill-Whitham-Richards-model en het macroscopic fundamental diagram. Microscopische modellen simuleren individuele voertuigen met car-following-regels of agentgebaseerde benaderingen (zoals het Intelligent Driver Model en Gipps-model) en cellulaire automaten (Nagel-Schreckenberg). Mesoschaalmodellen verbinden deze niveaus door groepstransacties en stromen te beschrijven.

Kernconcepten zijn onder meer het fundamentele diagram (relatie tussen dichtheid, snelheid en stroom), de stabiliteit van het verkeersstelsel en de vorming van stop-and-go-golven die ontstaan bij overmatige dichtheid of bottlenecks. Verkeersdynamiek onderzoekt ook de capaciteit van wegen, de effecten van knooppunten en de rol van heterogeen verkeer (auto’s, vrachtwagens, fietsers) en infrastructuur.

Toepassingen van deze wetenschap zijn verkeersplanning en ontwerp, verkeersbeheer en slimme transportsystemen, simulaties voor ITS en rampenrespons, en de evaluatie van toekomstige systemen met autonome en connected voertuigen. Data uit sensoren en camera’s worden gebruikt voor kalibratie en validatie van modellen.