Analytiska trafikmodeller
En vanlig indelning av trafikmodeller är baserad på typ av beräkningsmetod, då vanligtvis med klasserna analytisk beräkningsmetod eller simulering. Majoriteten av de analytiska modellerna är deterministika vilket innebär att de till skillnad från simuleringsmodeller saknar slumpparametrar. Vidare så bygger många av de analytiska modellerna på en köteoretisk modellansats i kombination med en så kallad kritisk tidluckemodell. Dessa modeller utgår från att en underordnad trafikström kan jämföras med en kö till vilken det ankommer fordon enligt någon typ av ankomstprocess och där fordon avvecklas, det vill säga korsar eller ansluter till den överordnade trafikströmmen, enligt en betjäningsprocess. Varje inkommande körfält kan här ses som en betjänare. Betjäningstiden beror på vilken typ av reglering som används i korsningen. För icke-signalreglerade korsningar beräknas oftast betjäningstiden med hjälp av en tidluckemodell. Betjäningstiden beror här på utbudet av tidluckor i den överordnade strömmen samt vilken tidlucka som krävs för att kunna avveckla ett fordon, vanligen benämnd som kritisk tidlucka. För signalreglerade korsningar bestäms istället betjäningstiden av andelen gröntid.
Den ovan beskrivna typen av modeller brukar klassificeras som mikromodeller då de bygger på enskilda fordon och deras beteende. Det finns även analytiska modeller för korsningar som klassificeras som makromodeller. Denna typ av modeller liknar de trafikflödesteorimodeller som finns för väglänkar och baseras på uppmätta samband mellan till exempel kapacitet för en underordnad trafikström och flödet på en överordnad trafikström.
Trafiksimuleringsmodellerna har många fördelar men även vissa nackdelar. De fördelar som finns med trafiksimuleringsmodeller kontra analytiska modeller är framförallt att:
De nackdelar som finns med trafiksimuleringsmodeller kontra analytiska/empiriska modeller är framförallt att:
Generellt sett så är analytiska modeller lämpliga att använda för överslagsberäkningar av enskilda korsningar med ”standard”-utformning, det vill säga traditionella och vanligt förekommande korsningsutformningar. Detta då de på ett snabbt och enkelt sätt kan användas för överslagsberäkningar. För studier av korsningar med speciell eller mer avancerad utformning och reglering, till exempel signalreglerade cirkulationsplatser med bussprioritering, eller korsningar med stor inverkan från närliggande korsningar, finns det risk att analytiska modeller inte i tillräckligt stor utsträckning kan fånga trafiksystemets dynamik. För mer detaljerade studier och studier av mer avancerade korsningsutformningar är det därför mer lämpligt att använda trafiksimuleringsmodeller.
Texten ovan är en bearbetning av delar ur rapporten "Analys av modeller för beräkning av framkomlighet i korsningar", framtagen av Trafikverket, hittas här.
Den ovan beskrivna typen av modeller brukar klassificeras som mikromodeller då de bygger på enskilda fordon och deras beteende. Det finns även analytiska modeller för korsningar som klassificeras som makromodeller. Denna typ av modeller liknar de trafikflödesteorimodeller som finns för väglänkar och baseras på uppmätta samband mellan till exempel kapacitet för en underordnad trafikström och flödet på en överordnad trafikström.
Analytiska modeller kontra simuleringsmodeller
Traditionellt sett har beräkningar av framkomlighet i korsningar genomförts med någon typ av analytisk modell. En av anledningarna till detta är förstås att utvecklingen av trafiksimuleringsmodeller inte pågått under lika lång tid. Detta är dock långt ifrån den enda anledningen.Trafiksimuleringsmodellerna har många fördelar men även vissa nackdelar. De fördelar som finns med trafiksimuleringsmodeller kontra analytiska modeller är framförallt att:
- de ger möjlighet att ta hänsyn till/modellera närliggande korsningar
- de ger bättre möjligheter att modellera speciella korsningsutformningar
- de kan på ett bättre sätt beskriva trafiksystemets stokastiska och
- dynamiska natur med uppbyggnad och avveckling av köer
- de ger en bättre beskrivning av trafikstyrda signaler - för analytiska
- modeller används ofta korrigeringstermer
- de ger möjlighet att visualisera resultaten
De nackdelar som finns med trafiksimuleringsmodeller kontra analytiska/empiriska modeller är framförallt att:
- de traditionellt sett inte genererar några automatiska beräkningar av vissa
- framkomlighetsmått som till exempel kapacitet, belastningsgrad eller
- geometrisk fördröjning.
- de är mer tidskrävande att skapa och kalibrera.
- det är mer tidskrävande att genomföra körningar och analyser
- det är generellt sett mer tidskrävande att jämföra två olika korsnings-
- utformningar med ett simuleringsverktyg
- de kräver mer data, både indata och data för kalibrering/validering
- de data som krävs är ofta kostsammare och mer tidskrävande att samla in
- trafiksimulering av korsningar är fortfarande ett relativt nytt forskningsområde
- och än har inte den perfekta modellen tagits fram. Det finns till exempel vissa
- problem i dagens modeller med att fordon låser varandra och inte löser konflikter
- vid höga flöden lika smidigt som i verkligheten.
- de ställer högre krav på användaren. Det krävs goda kunskaper om
- underliggande modeller och parametrar för att kunna använda modellen och
- tolka resultaten på ett korrekt sätt.
- de har en relativt hög investeringskostnad
När ska respektive modelltyp användas?
Det har under senare tid genomförts en del projekt med syfte att klarlägga när det är lämpligt att använda olika typer av modeller. När och till vad det är lämpligt att använda en viss typ av modell är givetvis kopplat till de ovan presenterade för- och nackdelarna.Generellt sett så är analytiska modeller lämpliga att använda för överslagsberäkningar av enskilda korsningar med ”standard”-utformning, det vill säga traditionella och vanligt förekommande korsningsutformningar. Detta då de på ett snabbt och enkelt sätt kan användas för överslagsberäkningar. För studier av korsningar med speciell eller mer avancerad utformning och reglering, till exempel signalreglerade cirkulationsplatser med bussprioritering, eller korsningar med stor inverkan från närliggande korsningar, finns det risk att analytiska modeller inte i tillräckligt stor utsträckning kan fånga trafiksystemets dynamik. För mer detaljerade studier och studier av mer avancerade korsningsutformningar är det därför mer lämpligt att använda trafiksimuleringsmodeller.
Texten ovan är en bearbetning av delar ur rapporten "Analys av modeller för beräkning av framkomlighet i korsningar", framtagen av Trafikverket, hittas här.
