Beschrijving model

Kader toepassing Fosim

Fosim is een microscopisch simulatiemodel: het bootst het gedrag van individuele bestuurders na. Alle individuele bestuurders samen bepalen vervolgens welke kenmerken de gesimuleerde verkeersstroom heeft.

Het model is specifiek ontwikkeld voor Nederlandse autosnelwegen. Het is hierbij mogelijk verschillende kenmerken van de weggeometrie op te geven, evenals enige lokale maatregelen (inhaalverbod vrachtverkeer) en de kenmerken van de verkeersbelasting. Het model is hoofdzakelijk bedoeld voor strengen, maar kan ook in enige mate met routekeuze omgaan, waarbij de gebruiker de splitsingspercentages dient op te geven.

In de simulaties bepaalt Fosim hoe de bestuurders zich gedragen op het gespecificeerde wegvak. De resulterende verkeersafwikkeling is gedurende de simulaties gedetailleerd te volgen en achteraf nauwkeurig te analyseren, zowel op geaggregeerd niveau (snelheden, dichtheden, en dergelijke gemeten op doorsneden) als op microscopische niveau (tot aan alle voertuigpositites elke tijdstap over het gehele wegvak).

Omdat Fosim de gebruiker veel controle geeft over zowel de in- als de uitvoer, is het model geschikt voor een breed scala van toepassingen. Zo is Fosim bijvoorbeeld gebruikt bij wetenschappelijk onderzoek naar dynamische multi-user class toedelingsmodellen en onderzoek naar het voorspellen van reistijden met neurale netwerken. Fosim wordt echter het meest gebruikt in het wegontwerp.

FOSIM is eigendom van Rijkswaterstaat, organisatieonderdeel Water, Verkeer en Leefomgeving (WVL).

Hoofdlijnen werking Fosim

Afhankelijk van de vorm van het wegvak maakt Fosim een aantal herkomsten en bestemmingen aan. Wanneer de verkeersafwikkeling op het gespecificeerde wegvak gesimuleerd wordt, genereert Fosim op iedere herkomst het gewenste verkeer. Elk gegenereerd voertuig krijgt een aantal kenmerken (voertuig- en bestuurderkenmerken en de gewenste bestemming) en behoudt deze gedurende zijn aanwezigheid op het wegvak.

Wanneer een voertuig op de weg geplaatst is, bepaalt het welke handelingen gewenst zijn. Hiertoe deelt het model de tijd op in discrete tijdstappen: er wordt aangenomen dat gedurende elke tijdstap alle bewegingsvariabelen constant zijn en dat elke bestuurder dus alleen bij de overgang naar de volgende tijdstap deze kan veranderen. De handelingen van de verkeersdeelnemers worden zowel door het overige verkeer als door de wegkenmerken bepaald.

Bestuurders worden beïnvloed door het overige verkeer wanneer zij in hun snelheid beperkt worden. Zij controleren dan eerst of zij de tragere voorligger kunnen ontwijken door van strook te wisselen. Indien dit niet mogelijk is, passen zij hun snelheid aan de voorligger aan. Fosim controleert hierbij afzonderlijk welke versnelling noodzakelijk is om een (voldoend) comfortabele volgafstand aan te houden en om een aanrijding te voorkomen.

De invloed van de weg volgt ten eerste uit de weggeometrie, bijvoorbeeld in het geval van weefvakken, rijstrookverminderingen, etcetera. Het te verwachten strookwisselgedrag nabij deze discontinuïteiten vormt een belangrijk onderdeel van de invoer voor Fosim en kan door de gebruiker in detail gespecificeerd worden. Dit geeft veel controle over het bestuurdersgedrag bij discontinïteiten. Dit is belangrijk omdat de afwikkeling per situatie behoorlijk kan verschillen zodat modellen hiervoor niet altijd goed kunnen inschatten welk gedrag te verwachten is.

Naast de geometrie kunnen ook lokale verkeersmaatregelen van invloed zijn op de verkeersafwikkeling. Zo is het mogelijk de invloed van een verkeersregeling bij een aansluiting te verdisconteren.Verder is per wegdeel het volgende op te geven:

• of het inhaalverbod voor het vrachtverkeer ingesteld is,
• welke snelheidslimiet geldt,
• of 'snelheidsonderdrukking' geldt. Snelheidsonderdrukking verlaagt lokaal de snelheden en is bedoeld om afwijkende geometrische kenmerken die Fosim niet expliciet beschrijft, zoals krappe bogen, toch in enige mate te kunnen nabootsen.

Validiteit Fosim

Met Fosim worden waarden voor de kalibratie-parameters meegeleverd die ervoor zorgen dat het model valide is voor segmenten van Nederlandse autosnelwegen die voldoen aan de Richtlijnen voor het Ontwerp van Autosnelwegen (ROA). De validiteit is verschillende malen onderzocht, waarbij allerlei typen discontinuïteiten (zoals invoegingen en weefvakken) aan bod zijn gekomen (zie Toepassingen voor een aantal van deze validatiestudies). Het is dus bij het uitvoeren van een simulatiestudie niet noodzakelijk de kalibratieparameters aan te passen.

De mate waarin Fosim valide wordt geacht blijkt overigens ook uit het feit dat het model gebruikt is voor het bepalen van de capaciteiten van symmetrische en asymmetrische weefvakken voor het Handboek Capaciteitswaarden Infrastructuur Autosnelwegen.