Verkehrsmodell (Verkehrsplanung)

Verkehrsmodell ist ein Fachbegriff der Verkehrsplanung und beschäftigt sich mit der Abbildung von Verkehrsprozessen in Modellen. Es existieren mikroskopische, mesoskopische und makroskopische Verkehrsmodelle, die die Verkehrsnachfrage oder den Verkehrsfluss betrachten.

Verkehrsflussmodell

Diese Modelle arbeiten meist auf mikroskopischer Ebene, betrachten also die Bewegung von Einzelfahrzeugen. Dazu wiederum kommen verschiedene Untermodelle, z.B. zur Betrachtung der Fahrer zur Anwendung. Ein möglicher Ansatz ist das Cell Transmission Model (CTM). Eines der bekanntesten Verkehrsflussmodelle ist das Nagel-Schreckenberg-Modell; durch seine Verwendung in VISSIM kommt das Fahrzeugfolgemodell von Rainer Wiedemann in der Planungspraxis mit am häufigsten zum Einsatz.

Verkehrsnachfragemodell

Diese Modelle arbeiten meist auf makroskopischer Ebene. Dafür notwendig ist das Einteilen des Planungsgebietes in gleichwertige Verkehrszellen/Verkehrsbezirke. Deren Größe, Homogenität und Verfügbarkeit soziodemographischer Daten beeinflusst die Genauigkeit der späteren Modellergebnisse. Untereinander sind die Verkehrszellen durch Verkehrslinien verbunden. Verkehrszellen und Verkehrslinien zusammen ergeben das Netzmodell.

Innerhalb des Verkehrsmodells können vier Berechnungsschritte zur Ermittlung der Verkehrsnachfrage durchgeführt werden:

Verkehrserzeugung

Den Grad der Verkehrserzeugung einer Verkehrszelle bestimmt der Verkehrsplaner über die Daseinsfunktion einer Zelle. Je nach dem, ob eine Zelle als Wohn- oder als Arbeitsstätte dient, werden unterschiedliche Mengen Verkehr erzeugt. Diese Daten können aus der Statistik entnommen oder berechnet werden. Gängige Berechnungsmodelle dafür sind das Kennwertmodell, die Regressionsanalyse oder das Steigerungsfaktorenmodell. Das Ergebnis sind Angaben über den Quell- bzw. Zielverkehr.

Verkehrsverteilung (Verkehrszielwahl)

Durch die Berechnung der Verkehrserzeugung bleibt unklar auf welche anderen Verkehrszellen sich der Verkehr verteilt. Bei der Berechnung der Verkehrsverteilung unterstellt man die Annahme, eine Verkehrszelle verhalte sich wie ein Gravitationspunkt, d.h. eine Zelle bekommt mehr Anziehungskraft, je mehr Masse sie besitzt. Mit größer werdender Entfernung wird die Anziehungskraft der Zelle zunehmend geringer. Dieses Gravitationsmodell stammt aus der Mechanik und gibt die Verkehrsverteilung innerhalb des Planungsraumes relativ genau wieder. Das Ergebnis wird in einer quadratischen Verkehrsstrom- bzw. Quelle-Ziel-Matrix (auch O-D-Matrix (origin-destination)) niedergelegt.

Verkehrsmittelwahl (Verkehrsaufteilung)

Bei der Verkehrsmittelwahl wird die Aufteilung des Verkehrs auf individuelle (MIV=motorisierter Individualverkehr, NMIV=nicht-motorisierter Individualverkehr) und öffentliche Verkehrsmittel (ÖV) - der sogenannte Modal Split - ermittelt. Dabei betrachtet werden muss auch der Fußgänger- und Radfahrerverkehr (NMIV), um die spätere Kalibrierung an erhobenen Daten zu ermöglichen. Um für die Berechnung realistische Werte zu erhalten, ist die richtige Auswahl von Einflussgrößen zu treffen. Bei der Verkehrsmittelwahl unterscheidet man zwischen drei Nutzungsfällen:

1. Choice Riders können zwischen öffentlichem und privatem Verkehrsmittel wählen.
2. Captive Riders müssen mit öffentlichen Verkehrsmittel fahren (z.B. aus Gründen des fehlenden Pkws)
3. Captive Drivers müssen mit dem privaten Verkehrsmittel fahren (z.B. um Ladung zu transportieren)

Verkehrsumlegung (Verkehrswegewahl)

Die in den oben genannten Berechnungsverfahren ermittelten Werte können in einer Matrix dargestellt werden. Bei der Verkehrsumlegung wird bestimmt, welche Route der Verkehr wählt um von der Quelle zum Ziel zu gelangen. Der Verkehrsplaner kann zwischen vier Berechnungsmodellen wählen:

1. Bestweg-Verfahren

   Der Verkehr wählt jeweils den Weg mit der kürzesten Fahrtdauer.

2. Simultanumlegung

   Die Wahrscheinlichkeit der Routenwahl wird auf alle möglichen Routen verteilt

3. Stochastisches Verfahren

   Berechnung wie Simultanumlegung, nur mit Einfluss einer Fehlergröße durch falsches Verhalten der Verkehrsteilnehmer.

4. Kapazitätsbeschränktes Verfahren

   Realistische Abbildung der Routenwahl unter Einfluss sämtlicher Faktoren wie z. B. Geschwindigkeit, Phasenpläne der Lichtsignalanlagen und Staugefahr.

Literatur

• Natzschka: Straßenbau, Entwurf und Bautechnik. B. G. Teubner Verlag, 1996, ISBN 3-519-05256-3
• Schnabel/Lohse: Grundlagen der Strassenverkehrstechnik und der Verkehrsplanung. Verlag für Bauwesen, Berlin, 1997, ISBN 3-345-00567-0