En trafiksimuleringsstudies upplägg

En trafiksimuleringsstudie brukar traditionellt sett delas upp i följande åtta steg: 1. Formulering av syfte och avgränsningar

2. Datainsamling 3. Uppbyggnad av basmodell 4. Verifiering 5. Kalibrering 6. Validering 7. Analys av alternativ 8. Dokumentering

Figur 16 visar dessa steg i ett flödesschema. Trafikverket (2014a) har använts som underlag till beskrivningarna nedan:

Under steg 1 formulering av syfte och avgränsningar tas beslut om vilket trafiksystem och vilka eventuella utformningar av det som ska studeras. Typiska syften för en trafiksimuleringsstudie brukar ofta handla om att utföra utvärderingar av eventuella nybyggnadsåtgärder och/eller förbättringsåtgärder av ett trafiksystem. Ett annat syfte till att trafiksimulera kan vara att helt enkelt få en god uppfattning om trafiksystemet genom exempelvis den visualisering som trafiksimulering erbjuder. Under detta steg fastställs även vilka avgränsningar som behöver göras i studien. Detta kan handla om vilket område som ska undersökas, vilken tidpunkt på dygnet mätningarna ska äga rum osv. Val av trafiksimuleringsverktyg och trafikmodell (makro, meso eller mikro) görs även det tillsammans med avgränsningarna.

I steg 2 datainsamling samlas, som namnet antyder, data in om det studerade trafiksystemet. Beroende på undersökning kan det behövas en mängd olika typer av indata. De mest grundläggande indata som behövs är dock information om vägens geometri, trafikantbeteende, trafikefterfrågan och trafikstyrning. Datainsamling kan ske dels genom uppskattningar eller trafikmätningar av det verkliga trafiksystemet, dels genom inhämtande av trafikledningsdata så prioriteringsregler, trafikregler och signalväxlingsscheman. För att kalibrera och validera en trafikmodell (se steg 5 och 6) krävs dock trafikmätningar från det verkliga systemet. Detta kan dels handla om framkomlighetsmått som restid, reshastighet och kölängd men också förarinformation så som önskad hastighet, accepterade tidsluckor och reaktionstid. Se 4.1.3 Grundläggande indata till trafiksimulering för en utförligare beskrivning av indata.

I Steg 3 uppbyggnad av basmodell byggs det valda trafiksystemet upp det valda trafiksimuleringsverktyget. Modelluppbyggnadsfasen består av att tolka indata och mata in nödvändig information i trafiksimuleringsverktyget för att få en representation av det verkliga trafiksystemet. Processen kan liknas vid byggandet av ett hus där först en grund måste läggas innan stomme, tak, väggar och sist interiör kan påbörjas. Enligt samma princip av sekventiell ordning utförs uppbyggnaden av en basmodell i trafiksimuleringssammanhang. Utgångspunkten är alltid en ritning och/eller ett flygfoto där sedan kodning av länkar görs, geometrier definieras tillsammans med korsningar, trafikstyrning, trafikefterfrågan, förarbeteende och slutligen inställningar för själva simuleringskörningarna. I många fall behövs dock inte alla dessa steg utan konvertering från äldre trafikmodeller och återanvändning av parametrar är ofta både effektivt och tidsbesparande. Notera att justeringar av parametersättningen för bättre överrensstämmelse med uppmätta data inte sker i detta steg utan i steg 5 kalibrering.

33

Under steg 4 verifiering undersöks om modellen gör rätt, dvs. att trafikmodellen utför det som är tänkt att den ska utföra. I processen granskas basmodellen efter logiska fel, som exempelvis att fordon anländer och avlägsnas på ett felaktigt sätt. Verifieringen kan göras genom att exempelvis studera animeringen under en körning. Upptäcks det fel under verifieringen behöver basmodellen korrigeras och processen går därför tillbaka till steg 3 (se Figur 16).

I steg 5 kalibrering justeras trafikmodellens parametrar för att uppnå en god överensstämmelse med det verkliga trafiksystemet. Kalibreringsprocessen är iterativ och löper mellan följande tre steg (se Figur 15) tills trafikmodellen anses vara representativ för det verkliga trafiksystemet.

Vad som bedöms som en överrensstämmelse mellan trafikmodell och verklighet baseras vanligtvis på ett förbestämt kriterium, till exempel en tillåten felmarginal eller konfidensnivå. Hypotesprövning är en vanlig metod för att fastställa två datamängders överensstämmelse.

Steg 6 validering genomförs för att bekräfta att den kalibrerade trafikmodellen inte bara stämmer

överens med de trafikmätningar som användes under kalibreringsprocessen utan också generellt sett, dvs. mot ett nytt oberoende set av data (valideringsdata). Jämförelsen med valideringsdata sker enligt samma princip som i steg 5, dvs. genom exempelvis hypotesprövning. Återfinns oacceptabla skillnader mellan valideringsdata och simuleringsdata är det nödvändigt att antingen återgå till steg 5 och kalibrera om modellen eller bygga upp basmodellen från början enligt steg 3. Enligt Trafikverket (2014a) kan valideringssteget ses som en extra försäkring om trafikmodellens duglighet men går inte att genomföra för nybyggnadsåtgärder eftersom trafiksystemet inte existerar. Under steg 7 analys av alternativ skapas och jämförs nya scenarion med alternativa utformningar och trafikefterfrågan utifrån den kalibrerade basmodellen. Vanligtvis är det här syftesbeskrivningen besvaras, genom att jämförelser av effektmått hos scenarierna görs. Exempel på effektmått för detta kan vara framkomlighet, kapacitet, hastighet, kölängd och fördröjning. Resultaten från jämförelserna ger förhoppningsvis indikation på vilken utformning som passar bäst för det undersökta trafiksystemet. Experimentering är också vanligt under detta steg för att undersöka hur

FIGUR 15-FLÖDESSCHEMA ÖVER KALIBRERINGSPROCESSEN I EN TRAFIKSIMULERINGSSTUDIE,

34

effektmått påverkas av extremfall. Dessa extremfall kan exempelvis vara att ha en extremt hög trafikefterfrågan eller testa en alldeles för kostsam vägutformning.

Avslutningsvis handlar steg 8 dokumentering om att analysera och dokumentera de resultat simuleringsstudien gett. Det viktiga här är att på ett tydligt sätt kunna visa resultat, slutsatser samt vilka antaganden som gjorts men att framför allt kunna påpeka osäkerheter i simuleringsresultaten.

35

FIGUR 16-FLÖDESSCHEMA ÖVER DEN GENERELLA ARBETSPROCESSEN VID EN

36