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 | |
---|