MIKROSIMULAČNÍ MODEL ÚSEKU DÁLNICE D1 S APLIKACÍ LINIOVÉHO ŘÍZENÍ DOPRAVY
Milan Koukol, FD Ústav dopravních systémů
Představení projektu INEP
Systém identifikace nehod a zvýšení propustnosti liniových komunikací
CG944-033-120 projekt výzkumu a vývoje MD
Identifikace dopravních excesů
Návrh algoritmů pro identifikaci dopravních excesů
Návrh algoritmů pro optimalizace liniového řízení dopravy
Metodická příručka pro implementaci automatizovaných metod identifikace excesů na dálnicích Metodická příručka pro optimalizaci metod liniového řízení
Základní popis zkoumaného místa
Úsek dálnice D1 Mirošovice – Jesenice směr Praha, EXIT 21 – EXIT 11
Délka úseku cca 13km (omezení z důvodu licence aplikace PTV Vissim)
Popis řešené problematiky
Dle zadání bylo nutné řešit následující úkoly
Dopravní detektor bude měřit následující data pro každý dopravní pruh: Intenzita [voz/60s] Obsazenost detektoru [%] Průměrná rychlost [km/h] Průměrný rozestup vozidel [s] Dobu jízdy Ztrátový čas
Veškerá vozidla, která budou součástí simulace, budou každých 5s odesílat následující informace: Svou pozici (X, Y souřadnice) Aktuální rychlost Příznak typu vozidla (osobní, nákladní, autobus, návěsová souprava) ID vozidla
Simulace bude modelovat následující scénáře: Volný proud bez nehody Kongesce zapříčiněná vyšší intenzitou Dopravní nehoda – přesná specifikace (pruh, čas, umístění) Liniové řízení při výše zmíněných scénářích
INEP – ověření řídicích a detekčních algoritmů zvýšení kapacity a bezpečnosti (porovnat se stavem bez regulace) při snížení rychlostí (pro intenzity regulace všech úrovní rychlosti) při zákazu vjezdu nákladních vozidel do středního resp. levého j.p. detekce kolony
Podmínky pro harmonizaci dopravy
Mezní hodnoty intenzit provozu požití zákazu vjezdu nákladních automobilů do určitého j.p.
Hraniční hodnoty pro harmonizace dopravy
Hraniční hodnoty v aplikaci VisVAP
Mikrosimulační model úseku dálnice D1
Za použití aplikace PTV VISSIM byl vytvořen mikrosimulační model úseku D1
Vstupní data mikrosimulačního modelu
Intenzita vozidel a skladba dopravního proudu byla založena na 14 denním měření projektu INEP z roku 2009 (měření probíhala na 16 a 24km dálnice D1). K dispozici byl podklad ve formátu DWG. Do modelu jsou vloženy intenzity ve 12min intervalech.
Staničení LŘD a detektorů na D1
Umístění detektorů v modelu Umístění detektorů (indukční smyčky) v modelu pro sběr dat (online) – řízení dopravního proudu Měření intenzit OA, NA každých 5 minut – přepočet na hodinové intenzity Měření rychlosti vozidel dopravního proudu
Zjednodušený popis řízení dopravního proudu
Sběr dat v modelu na příčných detektorech (intenzita, rychlost). Výpočet bodové hustoty a podílu NA.
Vyhodnocení dat, porovnání s hraničními hodnotami pro harmonizaci dopravy.
Nastavení požadované rychlostní distribuce (set_des_speed), nebo zákazu jízdy NA v levém, středním jízdním pruhu.
Vehicle Actuated Programming - VAP Pomocí modulu VisVAP (GUI) je možné zadáním libovolného vývojového diagramu sestavit logiku řízení (např. snížení rychlosti pomocí proměnného značení v závislosti na datech z virtuálního detektoru v simulaci).
Hodnota W představuje vyhlazovanou naměřenou hodnotu, kterou je: intenzita (Q), rychlost (V), podíl nákladních vozidel (ANA spočteno).
~ W Wnova Wnova Wnova T Wmerena 1 T Wstara Wnova T Wmerena Wstara 1 T Wstara
kde: W reprezentuje jakýkoliv naměřený parametr dopravního proudu
Měření intenzit v 5 min. intervalech, Přepočet na hodinovou intenzitu, Aplikace vyhlazení,
VisVAP – GUI pro jazyk VAP Ukázka vývojového diagramu. Rozhodovací strom nastavení požadované rychlosti v modelu dle zvolených parametrů.
Zdrojový kód jazyka VAP
VAP funkce ROUTES zákaz jízdy NA levý, střední j.p.
Na základě definovaných parametrů dochází k sepnutí (vypnutí) funkce routes.
Aplikace dopravního excesu v modelu Abychom zajistili plynulost provozu v místě dopravní nehody, bylo nutné naprogramovat řízení provozu – pravidlo ZIP: Vytvoření vývojového digramu – systém řízení byl založen na základě časové obsazenosti detektoru před místem nehody. Pokud byl detektor obsazen déle než 5s došlo k vyhodnocení podmínky a sepnutí SSZ (red nebo green) na průběžném jízdním pruhu. Dále byla přidána funkce route, která zajištovala včasné řazení vozidel do průběžného jízdního pruhu. Umístění místa dopravní nehody: Nehoda 1 na 17,500 km směr Praha v levém, středním a pravém jízdním pruhu – úsek mezi portály RLTC na 18,110 km a 16,900 km směr Praha Nehoda 2 na 17,100 km směr Praha v levém, středním a pravém jízdním pruhu – 200m před portálem RLTC na 16,900 km směr Praha Nehoda 3 na 16,700 km směr Praha v levém, středním a pravém jízdním pruhu – 200m za portál RLTC na 16,900 km směr Praha Model byl nastaven tak, aby k zastavení vozidla v určeném místě došlo mezi 9:00 – 11:00.
Umístění prvků v modelu – č. 1 funkce parkování, č. 101 detektor, č. 10001 SSZ
Úprava parametrů chování v modelu V modelu bylo nutné vytvořit několik typů chování vozidel, která mají nastaveny odlišné hodnoty oproti základním hodnotám. Jako základní podklad byly využity vědecké zahraniční práce. Došlo k nastavení těchto hodnot: CC1 - definuje časový odstup vozidel. Vyšší hodnota určuje opatrnějšího řidiče. 0,9s na 1,7s - V/2 CC5 - určuje reakci řidiče na rychlostí rozdíly vozidel, během procesu následovaní. 0,35 na 0,5 Look back distance - tento parametr definuje dohledová vzdálenost směrem dozadu. Vozidlo má možnost reagovat na ostatní vozidla, která se nacházejí za vozidlem . 250m na 800m Waiting time before diffusion - čas, po který vozidlo čeká na změnu směru. Vozidlo vyčkává na pozici nouzového zastavení (emergency stop) a hledá mezeru pro přejezd z pruhu do pruhu. Pokud vozidlo za stanovenou dobu nestihne změnit jízdní pruh je odstraněno ze sítě. Na mezikřižovatkovém úseku byla hodnota nastavena na 1s (původní hodnota 60s).
Ukázka grafického vyhodnocení dat Na základě vyhodnocení offline dat byla vytvořena řada prostorově časových grafů – časové zdržení v úseku, prostorová hustota dopravního proudu, průměrné rychlosti, cestovní doba, intenzity, přehled spínaní rychlostních distribucí na PDZ. Průměrné rychlosti v modelu. Intenzity +50% oproti referenčním stavu Model s RLTC + zákaz jízdy NA v levém, stř. j.p.
Vzdálenost (km)
Vzdálenost (km)
Model bez RLTC
Čas (h)
Čas (h)
Závěrečné zpracování dat
Na základě vzorce n běhů
z std 2
d
bylo zvoleno 5 simulačních
Běh simulace (sběr dat) 24h
Za 6 měsíců bylo otestováno několik stovek modelů
Bylo zpracováno více než 50GB dat (textové soubory) zpracování probíhá v aplikaci MATLAB Výsledkem bude přehledná tabulka srovnání několika základních parametrů pro tři základní typy modelů (bez RLTC, s RLTC, s RLTC + zákaz NA) - ztrátového času, dopravního výkonu, bodové hustoty, intenzity
