Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic
advertisement
Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic. Autor: Maciej Krysztofiak Promotor: dr inż. Mariusz Kaczmarek Seminarium 2004 – PP, SKiSR 1 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Plan prezentacji: 1. Wprowadzenie 2. Cel pracy 3. Podsumowanie Seminarium 2004 – PP, SKiSR 2 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Wprowadzenie Sygnalizacja świetlna w ruchu ulicznym jest podstawowym elementem sterowania siecią transportową. Okazuje się jednak, że nawet w krajach silnie rozwiniętych, jak np. Stany Zjednoczone lub Japonia, korzyści wynikające z zastosowania sygnalizacji świetlnej nie są nigdy w pełni osiągane. Dlatego też na całym świecie prowadzi się badania nad programem Inteligentnego Systemu Transportu (ang. Intelligent Transportation System, ITS), w którym sterowanie ruchem ulicznym jest jednym z priorytetów. Seminarium 2004 – PP, SKiSR 3 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Cel pracy ● Implementacja algorytmu ● Wizualizacja modelu ● Program do tworzenia symulacji Seminarium 2004 – PP, SKiSR 4 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model sterowania Wzrost natężenia ruchu pojazdów w centrach aglomeracji miejskich ogranicza możliwość sterowania i zarządzania ruchem w obrębie skrzyżowań, powodując pogorszenie warunków ruchu. Informatyka oraz wdrażanie nowych metod badawczych daje nowe możliwości analizy strumieni pojazdów. Stosuje się w tych celach modele sterowani ruchem pojazdów. Jednym z nich jest makrokomórkowy model Nagela – Schreckenberga. Seminarium 2004 – PP, SKiSR 5 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model komórkowy Automat komórkowy (ang. Cellular Automaton, CA) stosuje się m. in. przy modelowaniu miejskiego ruchu ulicznego, w którym skrzyżowania rozpatruje się jako drogi o ruchu okrężnym (rondo). Takie podejście upraszcza implementację numeryczną oraz pozwala modelować zjawiska na komputerach. W modelu CA pojazdy poruszają się z prędkością 0 lub 1. Rozważając układ sąsiednich komórek reprezentujących ulicę, po której poruszają się pojazdy można wyprowadzić regułę przemieszczania: ni (t 1) niin (t )(1 ni (t )) ni (t )niout (t ) Seminarium 2004 – PP, SKiSR 6 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model komórkowy (2) ni (t 1) niin (t )(1 ni (t )) ni (t )niout (t ) gdzie ni(t) oznacza zajętość komórki: - 0 – komórka wolna, - 1 – komórka zawiera pojazd), - natomiast n in(t) i n out(t) i i reprezentują odpowiednio stany komórek poprzedniej i następnej, Jasnoszare komórki oznaczają ulice dojazdowe, natomiast białe i ciemnoszare komórki to ulice wyjazdowe. Seminarium 2004 – PP, SKiSR 7 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model Nagela – Schreckenberga Zastosowanie metody modelowania strumieni pojazdów za pomocą automatów komórkowych pozwala uprościć procedury sterowania ruchem drogowym. W 1992r. przedstawiony przez Nagela i Schreckenberga automat komórkowy opisujący jednopasmowy ruch pojazdów okazał się polem doświadczalnym do testowania różnych scenariuszy w ruchu drogowym. Seminarium 2004 – PP, SKiSR 8 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model Nagela – Schreckenberga ● ● ● ● ● podział ulicy na komórki kilkumetrowe prędkość pojazdów 0 - ustalonej maksymalnej prędkości prędkość to liczba komórek przebyta przez pojazd w jednostce czasu przyspieszanie – jeśli vi jest mniejsza od vmax i jeśli występuje luka mi ędzy pojazdami, to prędkość zwiększana jest o 1 zwalnianie – jeśli pojazd w komórce i widzi pojazd w komórce i+j, to zmniejsza prędkość do wartości j-1 Seminarium 2004 – PP, SKiSR 9 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Model Nagela – Schreckenberga (3) „Makrokomórkowość” ni(t+i) = ni(t) + fi(t) – fi+1(t) gdzie: ni(t+i) – to stan następnej komórki ni(t) – aktualny stan komórki i-tej w czasie t fi(t) – strumień napływający do komórki itej fi+1 (t) – strumień odpływający z komórki i-tej Seminarium 2004 – PP, SKiSR 10 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic 11 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Podsumowanie : Makrokomórkowy symulator zarządzania potokami pojazdów realizuje następujące funkcje: ● Projektowanie dowolnej konfiguracji sieci ● Obliczanie mierników efektywności ruchu (średni czas przejazdu, średni pokonany dystans) ● Animacje obrazującą zmianę sytuacji w zaprojektowanej sieci ● Sporządzanie wykresów ● Określanie parametrów symulacji (czas trwania symulacji, liczba generowanych pojazdów) Seminarium 2004 – PP, SKiSR 12 Komórkowy model sterowania ruchem pojazdów w sieci ulic Literatura: 1. 3. Materiały III Konferencji Naukowo-Technicznej pt.: „Telematyka i bezpieczeństwo ruchu drogowego”, Politechnika Śląska, Katowice, 2003 „Sterowanie ruchem pojazdów w sieci ulic z wykorzystaniem modelu komórkowego” - praca dyplomowa magisterska M. Nawrocki, P. Przedwojski Seminarium 2004 – PP, SKiSR 13
