PTV VISSIM MOŽNOSTI A VYUŽITÍ Milan Koukol, FD Ústav dopravních systémů
Aplikace pro tvorbu dopravních modelů
PTV VISION (VISSIM, VISUM) Ústav dopravních systémů K 612 Ústav řízení dopravních procesů a logistiky K 617 GETRAM (AIMSUN/TEDI) Ústav aplikované matematiky K 611 OmniTrans Ústav řídicí techniky a telematiky K 620 QUESTOR DHV ČR
Představení aplikace
PTV Planung Transport Verkehr AG (Karlsruhe), Německo (1992).
“Verkehr In Städten - SIMulationsmodell” Doprava ve městech - Simulační Model
Teoretický model – Rainer Wiedemann (1974, Karlsruhe Universität).
Distribuce ČR fy. CityPlan.
Představení aplikace
Diskrétní, stochastický, na časových krocích založený mikroskopický model. Vnitřní výpočty probíhají v taktu 0,1 sekund (tj. 10krát za vteřinu jsou přepočítány všechny rozhodovací a poziční výpočty parametrů modelu). Mikroskopická dopravní simulace zohledňuje dynamické charakteristiky dopravního proudu. Model dopravního chování obsahuje psycho - fyzikální „car following“ model pro podélný pohyb vozidla a algoritmus založený na pravidlech pro laterální pohyby.
Možnosti, využití aplikace PTV Vissim
Výzkumné projekty zaměřené na kapacitu komunikací (dálnice, silnice, křižovatky). Optimalizace dopravně projekčních návrhů křižovatek. Mikroskopické simulace na dálničních sítích (propustnost MÚK, kvalita dopravy). Mikroskopické simulace na signalizovaných tazích (posouzení propustnosti a koordinace SSZ). Simulace přínosů telematiky v řízení provozu na pozemních komunikacích. Mikroskopická simulace jízdy vozidel MHD (podle jízdních řádů, preference). Posouzení mezikřižovatkových úseků, průpletových úseků.
Podélný pohyb „car following“ Pohyb jednoho vozidla v diagramu rychlost, dráha Křivka pohybu vozidla
1970s Wiedemann VISSIM car following.pdf
Podélný pohyb „car following“
Wiedemann 74 (chování typické pro intravilán)
d = ax + bx bx = (bx _ add + bx _mult * z) * v1/2 d - vzdálenost mezi vozidly bx - bezpečná vzdálenost mezi vozidly
ax - průměrná vzdálenost mezi stojícími vozidly bx _ add - doplňková část požadované bezpečné vzdálenosti bx _mult - multiplikativní část požadované bezpečné vzdálenosti v - rychlost vozidel z - normální rozdělení (0,1) se střední hodnotou 0,5 a s odchylkou 0,15
1) Wiedemann, R. (1974). Simulation des Straßenverkehrsflusses. Schriftenreihe des Instituts für Verkehrswesen der Universität Karlsruhe, Heft 8. 2) Wiedemann, R. (1991). Modeling of RTI-Elements on multi-lane roads. In: Advanced Telematics in Road Transport edited by the Commission of the European Community, DG XIII, Brussels.
Podélný pohyb „car following“
Wiedemann 99 (chování typické pro extravilán) CC0 – vzdálenost zastavení CC1 – bezpečnostní doba CC2 – rezerva následování CC3 – bezpečné zpomalení CC4(5) – doba reakce na změnu rychlosti CC6 – závislost kolísání rychlosti CC7 – vliv vzdálenosti na kolísání rychlosti CC8 – zrychlení z klidového stavu CC9 – zrychlení při 80 km/h
1) Wiedemann, R. (1974). Simulation des Straßenverkehrsflusses. Schriftenreihe des Instituts für Verkehrswesen der Universität Karlsruhe, Heft 8. 2) Wiedemann, R. (1991). Modeling of RTI-Elements on multi-lane roads. In: Advanced Telematics in Road Transport edited by the Commission of the European Community, DG XIII, Brussels.
Základní fungování modelu – příčný pohyb
• Nutná změna jízdního pruhu Např. pro případ změnu jízdního pruhu před křižovatkou • Volná změna jízdního pruhu Např. předjíždění na čtyřpruhové směrově rozdělené silniční komunikaci viz obr. Poznámka: V modelu nelze simulovat předjíždění vozidel na dvoupruhové silniční komunikaci.
Lineární kongruentní generátor xx+1 =(axi + b) mod m
0<xi≤m mod – zbytek po celočíselném dělení a, b, m – konstanty x0 – random seed Hodnota random seed inicializuje generátor náhodných čísel. Použitím volby Multirun zajistíme generování rozdílných výsledků . Dojde ke spuštění x (number of runs) za sebou běžících mikrosimulací. Dochází například ke změně generovaní toku vozidel při vstupu do sítě.
Srovnání licencí na Fakultě dopravní Výuková síťová licence, Pouze pro akademické využití (BP,DP), Od 1.3. 2008, K dispozici 20 licencí (hardlock síť. server), Velikost sítě 1,5 km x 1,5 km, Maximálně 3 SC (signal controllers).
Komerční licence, Zpracování komerčních projektů, Od 1.11. 2009, K dispozici 1 licence (hardlock local) Velikost sítě 10 km x 10 km, Maximálně 20 SC (signal controllers).
Zdarma demo verze ( PTV Vissim Viewer), nelze uložit model, generovat výstupní soubory, simulace běží 1800s.
Výuková licence
Komerční licence
Možnost zapůjčení studentské licence Licence poskytnuta na určitou dobu. Určeno pro zpracování: Bakalářské práce, Diplomové práce, Disertační práce. Podmínka: Poskytnutí práce společnosti PTV (angličtina, němčina).
VISSIG (komerční licence) Přídavný modul VISSIG požijeme pro SSZ s pevnou délkou cyklu (fixed time). Signální plán musí být již hotov (v podstatě dochází k “přepsání“ signálního plánu, fázového schématu a tabulky mezičasů do aplikace).
Modul VisVAP (komerční licence) (Vehicle Actuated Programming) Pomocí modulu VisVAP je možné zadáním libovolného vývojového diagramu sestavit logiku řízení (např. snížení rychlosti pomocí proměnného značení v závislosti na datech z virtuálního detektoru v simulaci). Příklady použití: preference MHD uzavření jízdního pruhu snížení rychlosti pro řízení SSZ pro ITS (Intelligent Transport Systems)
atd.
Výuka na Fakultě dopravní Dopravní mikrosimulace - K612Y2DM (od 2009) Magisterský program, povinně volitelné, letní semestr max. 15 studentů, (Milan Koukol) Informatické praktikum - K614IP1 (od 2008) Bakalářský program, povinný, zimní semestr max. 15 studentů, (Milan Koukol)
Vysvětlení systému pohybu vozidel podle Widemanna (psycho - fyzikální „car following“ model pro podélný pohyb vozidla a algoritmus založený na pravidlech pro laterální pohyby (v příčném směru). Funkce generátoru náhodných čísel v PTV VISSIM. Seznámení s pracovním prostředím v PTV VISSIM. Tvorba mikroskopického dopravního modelu. Simulace mikroskopického dopravního modelu. Sběr dat v mikroskopické dopravní simulaci. 3D (4D) vizualizace dopravního modelu.
Projekt na Fakultě dopravní Dopravní inženýrství a řízení dopravy K612X1DD (pro obor DS), Bakalářský studijní program, Vedoucí: Ing. Petr Hofhansl, Ph.D, V současné době 5 studentů,
Dopravní modely v dopravním plánování, tvorba dopravních modelů, simulace a řízení dopravy v programovém prostředí PTV VISION. Model dopravní poptávky, model dopravní nabídky.
Silnice I/54, I/55 Veselí nad Moravou – křižovatka (Diplomová práce, Bc. Lenka Mádrová)
Varianta A
Vytvoření dvou mikrosimulačních modelů. Varianta A – dvě úrovňové stykové křižovatky se SSZ Varianta B – dvě okružní křižovatky Posouzení mezikřižovatkového úseku. Zohlednění provozu cyklistů.
Varianta B
Křižovatka: Kamýcká x Suchdolská, Praha - Suchdol (Bakalářská práce, Daniel Braný) Zadání práce: zvýšení propustnosti vybraného dopravního uzlu pomocí mikroskopické simulace. Zásady: analýza stávajícího stavu, varianty řešení, sestavení modelu, zhodnocení doporučení.
Modelování dopravního proudu, Ing. Jakub Wosyka
Vytvoření modelu dálnice o délce 10 (15) km Export měřených dat každých X s (za celý model) Pozice vozidla (souřadnice) Rychlost vozidla Export měřících dat z bodového měření každých 30s – 1min Intenzita Obsazenost Rychlost ? Ve scénáři několik druhů excesů Kongesce způsobená vyšší intenzitou vozidel Dopravní nehoda Stavební uzávěra (1-2 km) Liniové řízení dopravy (RLTC - Road Line Traffic Control)
modelování excesu vznik kongesce
Výstupy z modelu (sběr dat z modelu) Výběr pouze některých charakteristik
Sběr dat (Data Collection) Cestovní čas (Travel Times) Časové zdržení (Delay Times) Délka kolon (Queue Counters) Záznamy o vozidlech (Vehicle Record) Vyhodnocení trasy (Link Evaluation) Volba výstupních dat
Nastavení sběru dat v příčném profilu
On-line výstupy Samozřejmostí je výstup do formátu AVI (Audio Video Interleave). Data z modelu lze sledovat přímo v pracovním prostoru modelu viz obr.
Informace o vozidle v modelu
Zobrazení signální plánu
Zpracování výstupních souborů Výstup do prostého textového souboru. Lze otevřít v libovolném tabulkovém procesoru: MS Excel Open Office Calc apod.
Zpracování studie (průvodní zpráva) Zpracování výkresové dokumentace Dopravní průzkumy Zpracování dle norem, TP Tvorba dopravního modelu Analýza výstupních dat Interpretace, prezentace výsledků
Ukázky stud. prací, videa PTV Studentské práce: provoz a projektování místních komunikací semestrální práce bakalářské práce
