[1147] | 1 | \def \obr {02_Aimsun/fig/} |
---|
| 2 | |
---|
| 3 | \chapter{AIMSUN} |
---|
| 4 | AIMSUN (Advanced Interactive Microscopic Simulator for Urban and Non-Urban Networks), |
---|
| 5 | je mikrosimulátor dopravy. Podstatou mikroskopické simulace (mikrosimulace) je modelování |
---|
| 6 | jízdy jednotlivých vozidel po dané komunikační síti, přičemž se zohledňují všechny parametry |
---|
| 7 | infrastruktury i dopravních prostředků, a to včetně chování řidiče. |
---|
| 8 | \\ |
---|
| 9 | \section{Vstupní data pro AIMSUN} |
---|
| 10 | AIMSUN potřebuje pro svůj běh simulační scénář a množinu simulačních parametrů, které definují |
---|
| 11 | experiment. Scénář se skládá ze čtyř druhů dat: popis dopravní sítě, plány řízení dopravy, |
---|
| 12 | požadovaná dopravní data, a plány hromadné dopravy. |
---|
| 13 | \subsection{Scénář} |
---|
| 14 | Popis dopravní sítě zahrnuje geometrii sítě, popis křižovatek a rozmístění detektorů, |
---|
| 15 | které jsou rozmístěny podál dopravní sítě. |
---|
| 16 | \\ |
---|
| 17 | \\ |
---|
| 18 | Plány řízení doprahy obsahují fáze a jejich délky pro křižovatky, které jsou řízeny dopravními světly. |
---|
| 19 | V každé fázi je definováno která signální skupina je průjezdná. |
---|
| 20 | \\ |
---|
| 21 | \\ |
---|
| 22 | dopravní data se dají zadat dvěma způsoby: |
---|
| 23 | \newpage |
---|
| 24 | \begin{itemize} |
---|
| 25 | \item Pomocí objemů dopravy v určitých místech dopravní sítě, poměrů odbočení a počátečního stavu |
---|
| 26 | \item Pomocí matice, kde prvek na $i$-tém řádku a v $j$-sloupci udává kolik jízd se uskuteční z místa $i$ do místa $j$ |
---|
| 27 | \end{itemize} |
---|
| 28 | V prvním případě se vozidla rozmístí stochasticky podle pořžadovaných počtů a poměrů odbočení do dopravní sítě, |
---|
| 29 | v případě druhém je každému vozidlu přiřazena trasa z místa $i$ do místa $j$. |
---|
| 30 | \\ |
---|
| 31 | \\ |
---|
| 32 | Plány hromadné dopravy obsahují linky autobusů, jejich zastávky a jízdní řády. |
---|
| 33 | \subsection{Výstupní data AIMSUNu} |
---|
| 34 | AIMSUN poskytuje jak statistické výstupy v podobě hodnot doby průjezdu vozidla sítí, počtu zastavení, zpoždění a průměrné rychlosti, |
---|
| 35 | tak výstupy z detektorů - počet vozidel, rychlost a doba stání na detektoru, tak i plynule modelovaný grafický výstup. |
---|
| 36 | \begin{figure}[H] |
---|
| 37 | \begin{center} |
---|
| 38 | {\includegraphics[width=346px]{\obr aimsun01.eps}} |
---|
| 39 | \caption{Grafický výstup ze simulátoru AIMSUN}\label{fig:aimsun01} |
---|
| 40 | \end{center} |
---|
| 41 | \end{figure} |
---|
| 42 | |
---|
| 43 | \begin{figure}[H] |
---|
| 44 | \begin{center} |
---|
| 45 | {\includegraphics[width=346px]{\obr aimsun02.eps}} |
---|
| 46 | \caption{Grafický výstup ze simulátoru AIMSUN - detail}\label{fig:aimsun02} |
---|
| 47 | \end{center} |
---|
| 48 | \end{figure} |
---|
| 49 | |
---|
| 50 | \subsection{VGS API}\label{ss:vgs_api} |
---|
| 51 | VGS API je rozhraní napsané v jazyce, které rozšiřuje funkčnost mikrosimulátoru AIMSUN. |
---|
| 52 | Jeho dva nejdůležitější úkoly jsou zjednodušení reálné simulace a statistické zpracování |
---|
| 53 | výstupních dat. |
---|
| 54 | |
---|
| 55 | \subsubsection{Reálná simulace} |
---|
| 56 | Aimsun umožňuje simulaci reálné dopravní sítě, kdy hodnoty hustoty dopravy |
---|
| 57 | odpovídají skutečně naměřeným hodnotám v reálném prostření simulované sítě. |
---|
| 58 | Běžně se používají ručně sečtené hodoty v intervalech jedné hodiny. |
---|
| 59 | Údaje se potom vkládají opět ručně do simulátoru. |
---|
| 60 | \\ |
---|
| 61 | \\ |
---|
| 62 | Pro přesnější simulaci se používají data z detektorů v simulované oblasti. |
---|
| 63 | Objem dat je ale pro ruční vkládání neúnosně velký. Proto bylo vyvinuto |
---|
| 64 | VGS API, které umožňuje generování vozidel v průběhu simulace. |
---|
| 65 | VGS API se předá soubor s uloženými údaji z detektorů, to automaticky |
---|
| 66 | rozběhne AIMSUN, do kterého generuje v průběhu simulace vozidla podle reálných dat. |
---|
| 67 | |
---|
| 68 | \subsubsection{Zpracování dat} |
---|
| 69 | Druhým důležitám úkolem VGS API je zhromažďovat data potřebná pro |
---|
| 70 | vyhodnocení experimentu. Aimsun sice disponuje jednoduchým rozhraním pro |
---|
| 71 | vizualizaci dat a jejich export do textových souborů, není ale možné |
---|
| 72 | například porovnávat jednotlivé scénáře simulací. VGS API proto |
---|
| 73 | periodicky ukládá všechny klíčové ukazatele jak pro jednotlivé segmenty |
---|
| 74 | dopravní sítě, tak i pro celý simulovaný systém. Uživatel má po ukončení |
---|
| 75 | simulace k dispozici údaje o počtu zastavení vozidla, o jeho zpoždění, |
---|
| 76 | průměrné rychlosti, době jízdy a době stání, o dopravím toku a hustotě |
---|
| 77 | dopravy na jednotlivých segmentech. |
---|
| 78 | \\ |
---|
| 79 | \\ |
---|
| 80 | Jedním z nejpodstatnějších údajů, které nám VGS API poskytuje, je délka |
---|
| 81 | fronty pro daný jízdní pruh. |
---|
| 82 | Tento údaj je prakticky nemožný určovat podle dat z detektorů, podstatně zkreslených |
---|
| 83 | chybami dvojího typu. Jednak vzniká chyba při přejezdu vozidla z pruhu do pruhu v oblasti detektorů, |
---|
| 84 | kdy jedno vozidlo zaznamenají oba detektory. Vozidlo by se potom přičetlo do obou front. K druhému případu |
---|
| 85 | chyby dochází, pokud je mezi dvěma vozidly tak malý rozestup, že je detektor považuje za jedno. |
---|
| 86 | V tomto případě naopak dochází k samovolnému vytrácení vozidel. |
---|
| 87 | Pokud bychom chtěli počítat délku fronty jako rozdíl počtů vozidel, která do křižovatky přijela a která ji opustila, |
---|
| 88 | docházelo by ke kumulaci této chyby v průběhu simulace. |
---|
| 89 | Hodnota délky fronty se ve VGS API získá vysčítáním vozidel s |
---|
| 90 | menší rychlostí než 3,6 km/h po segmentech jízdního pruhu. |
---|
| 91 | |
---|
| 92 | |
---|
| 93 | \subsection{Řadiče} |
---|
| 94 | K řízení signálních skupin křižovatky se používá tzv. řadič. V reálném případě se jedná |
---|
| 95 | o počítač napojený na dopravní ústřednu, signální skupiny křižovatky a její detektory. |
---|
| 96 | v případě simulace je použit emulátor řadiče ELS3 firmy ELTODO. Ten má implementován |
---|
| 97 | pouze algoritmus řízení. O simulaci detektorů a přepínání signálních skupin se stará AIMSUN. |
---|
| 98 | \\ |
---|
| 99 | \\ |
---|
| 100 | Parametry křižovatky (signální skupiny, fáze, detektory, …) a dopravní |
---|
| 101 | vztahy nad těmito parametry (signální plány, dynamické řízení, …) |
---|
| 102 | se načítají na začátku simulace z konfiguračního souboru. Jsou |
---|
| 103 | součástí dopravního návrhu a v průběhu simulace se nemění. |
---|
| 104 | Přenastavují se pouze vnější parametry. |
---|
| 105 | \\ |
---|
| 106 | \\ |
---|
| 107 | Vstupní a výstupní data se do řadiče načítají přes komunikační API. |
---|
| 108 | Na začátku každého simulačního kroku se z AIMSUNu předají údaje z detektorů. |
---|
| 109 | Po zpracování dat program určí hodnotu vnějších parametrů pro řízení křižovatky, |
---|
| 110 | a na konci kroku simulace je předá řadiči pomocí knihovny BDM, která zastává roli |
---|
| 111 | dopravní ústředny v reálném případě. |
---|
| 112 | \\ |
---|
| 113 | \\ |
---|
| 114 | Vnějšími parametry jsou |
---|
| 115 | \begin{itemize} |
---|
| 116 | \item délka cyklu - čas, za který se vystřídají všechny fáze |
---|
| 117 | \item offset - posunutí začátku cyklu oproti globálnímu času |
---|
| 118 | \end{itemize} |
---|
| 119 | Úkolem této práce je řídit provoz pouze pomocí nastavení délky cyklu. |
---|
| 120 | To změní i délky jednotlivých fází, jejichž součet se musí délce cyklu rovnat, |
---|
| 121 | neovlivní však jejich poměr, který je konstantní. To znamená, že se nezmění |
---|
| 122 | ani poměr doby průjezdnosti a neprůjezdnosti dopravních pruhů. |
---|
| 123 | |
---|
| 124 | |
---|
| 125 | \subsection{Oblast simulace}\label{ss:oblast_simulace} |
---|
| 126 | Pro simulaci bylo použito svhéma dvou křižovatek na ulici Řevnické, sestavené |
---|
| 127 | podle skutečné situace. Následující schémata znázorňují křižovatkuy s označením |
---|
| 128 | 495 - Na Radosti a 601 - terminál BUS, jejich pruhy (VA, VB, VC, VD, VE, VF a VA, VAa, VB, VBa, VC, VD, VE, Se) |
---|
| 129 | a detektory, znázorněné zelenými obdélníky. |
---|
| 130 | |
---|
| 131 | \begin{figure}[H] |
---|
| 132 | \begin{center} |
---|
| 133 | {\includegraphics[width=12cm]{\obr 601.eps}} |
---|
| 134 | \caption{Křižovatka 601}\label{fig:601} |
---|
| 135 | \end{center} |
---|
| 136 | \end{figure} |
---|
| 137 | |
---|
| 138 | \begin{figure}[H] |
---|
| 139 | \begin{center} |
---|
| 140 | {\includegraphics[width=12cm]{\obr 495.eps}} |
---|
| 141 | \caption{Křižovatka 495}\label{fig:601} |
---|
| 142 | \end{center} |
---|
| 143 | \end{figure} |
---|
| 144 | |
---|