Обзор пакетов для микромоделирования трафика
 

На сегодняшний день на рынке имитационных пакетов представлен широкий спектр инструментов, предназначенных для моделирования трафика на микроуровне. Так, в [4] приводится более 30 наименований пакетов, предназначенных для моделиро-вания транспортных узлов и сообщений. Среди них такие пакеты, как AIMSUN, PA-RAMICS, AUTOBAHN, IHSDM, INTEGRATION, PLANSIM-T, FLEXSYT-II, TRANSIMS, SimTraffic 6, VISSIM, MITSIM и др. Перечень этих пакетов постоянно расширяется. Большинство их отличает высокий уровень сложности, дружественный пользователь-ский интерфейс и широкие возможности, которые они предоставляют в области моде-лирования, оптимизации, проектирования и анализа транспортной сети. Рассмотрим некоторые из этих пакетов.
IHSDM (Interactive Highway Safety Design Model, USA) – набор инструментов, предназначенных для анализа безопасности и эффективности транспортных сетей. Этот пакет включает в себя модули, позволяющие предсказывать дорожно-транспортные происшествия, планировать транспортные сети, делать обзор пересечений и взаимодей-ствий транспортных сетей, а также проводить анализ трафика.
MITSIM (MITSIMLab, USA) – набор инструментов для планирования и анализа трафика на микроуровне. С помощью MITSIM можно представить транспортную сеть в мельчайших подробностях. Основными элементами являются: компоненты, предназна-ченные для проектирования сети в мельчайших подробностях; компоненты, предназна-ченные для определения маршрута следования на основе OD-матрицы и вероятностно-го распределения маршрутов; компоненты, определяющие поведение водителя [10].
Отдельно находится в этой линейке инструментов имитационный пакет TRAN-SIMS (Los Alamos National Laboratory, Mexico), который отличается использованием агентного принципа моделирования трафика. Основные задачи, на решение которых он нацелен: управление трафиком, анализ расхода энергии, анализ пробок, планирование сети, обеспечение безопасности трафика [9] и т.д.
Рассмотрим более подробно три пакета, которые являются наиболее популяр-ными в Европе: AIMSUN, PARAMICS, VISSIM и предназначены для моделирования трафика на микроуровне. Обозначим их свойства, связанные с областью применения, уровнем детализации транспортной сети, описанием поведения транспортных средств, поддержкой интерфейса с другими имитационными пакетами и возможностями по формированию отчетов и презентаций.
AIMSUN (Transport Simulation System, Spain) является составной частью имита-ционной среды GETRAM/AIMSUN, которая представляет собой целый комплекс инст-рументов для моделирования трафика. Пакет используется в задачах развития и анали-за различных систем контроля трафика (как фиксированных, так и изменяющихся) и стратегий управления. Предназначен для моделирования трафика городских транс-портных сетей, автострад и автомагистралей, кольцевых дорог и дорожных разветвле-ний. Поддерживается возможность управления светофором, управления трафиком пу-тем передачи сообщений о загруженности транспортных линий и узлов. Ориентирован, в первую очередь, на специалистов в области транспорта и на лиц, занимающихся оп-тимизацией транспортных сетей и трафика.
В пакете отсутствуют ограничения на размер сети. Скорость запуска определя-ется размером оперативной памяти. Модели поведения транспортных средств опреде-ляются функциями от нескольких параметров, что позволяет моделирование различных типов транспортных сред (автомобили, автобусы, грузовики и т.д.), которые потом мо-гут объединяться в классы. Передвижение транспортных средств реализуется двумя способами: либо по заданным маршрутам и процентному распределению потока, либо согласно заданной матрице корреспонденций. В последнем случае маршрут определя-ется тремя способами: ранее заложенной информацией, пересчетом маршрута согласно матрице стоимостей и сложившейся ситуации на дороге через определенные интервалы времени или путем динамического пересчета в ходе моделирования.
Поведение транспортного средства переопределяется каждую единицу модель-ного времени. Для смены полосы учитываются все параметры транспортного средства (его габарит, скорость, угол поворота, вес), а также параметры окружающей среды (ин-тенсивность трафика, расстояние до ближайших автомобилей, их скорость, габариты и т.д.). Для описания поведения автомобиля используется модель Гиппса.
Реализована возможность загрузки модели транспортной сети на макроуровне, что достигается посредством интерфейса с пакетом emme/2. В пакете реализована воз-можность детального сбора статистики о состоянии транспортного потока на любом участке транспортной сети. Есть возможность сохранять данные в файлы формата *.xls, а также заносить их в базу данных ODBC формата.
PARAMICS (PARAllel MICroscopic Simulation) (Quandstone Ltd., United Kingdom) – набор программных инструментов для моделирования трафика на микроуровне. Ши-роко используется в Великобритании и США. Пакет предназначен для моделирования транспортных узлов в городах (перекрестки, регулируемые правилами приоритета и светофорами, транспортные развязки и т.д.), моделирования перегруженных автострад, оптимизации работы общественного транспорта, съездов с автомагистралей, регулиро-вание маршрутов, светофоров.
PARAMICS является легко переносимым и расширяемым пакетом, который по-зволяет реализовать подходы к моделированию трафика транспортной сети любого размера, начиная с простого перекрестка и заканчивая национальной транспортной се-тью. Основным ограничением на размер сети является объем памяти и мощность про-цессора. Поддерживается возможность индивидуального перемещения порядка 200000 автомобилей в единицу времени. Стандартно задано 7 классов транспортных средств, однако пользователь может создать свое собственное транспортное средство. Выбор маршрута автомобилем определяется заданной таблицей стоимостей. У каждого транс-портного средства есть заданный интервал времени (в среднем 1 с), через который пе-реопределяется положение транспортного средства и его поведение. Смена полосы на дороге выполняется с учетом интервала времени и предыдущей историей автомобиля. В пакете реализован алгоритм, который задает движение автомобиля на заданной тра-ектории маршрута. Движение регулируется физическими атрибутами автомобиля и его текущей скоростью. Так же поддерживается возможность определять маршрут соглас-но матрице корреспонденций.
В PARAMICS реализованы возможности сбора статистики и формирования все-сторонних отчетов об анализе транспортной сети. Предусмотрена 2D/3D визуализация, создание презентаций и видеороликов.
VISSIM (PTV AG, Germany) – многоцелевой пакет для моделирования трафика на микроуровне. Широко используется в Европе, США и других странах. Пакет предна-значен для анализа, реинжениринга и оптимизации городских и междугородних транс-портных сообщений. Позволяет моделировать городские перекрестки любой сложности и типа регулирования, анализировать пропускную способность транспортных систем и тестировать схемы транзитных приоритетов. Дает возможность управлять системами контроля альтернативных маршрутов и контроля трафика, анализировать емкость стоя-нок и моделировать трафик различных транспортных средств с пересечениями, пере-садками на разных уровнях (автобусный маршрут, железная дорога, метро, эскалатор и т.д.) [6].
Ограничений на размер транспортной сети и количество транспортных средств пакет практически не имеет. Основным ограничением является мощность вычисли-тельной машины. Позволяет с любой точностью детализировать схему транспортной сети, со всеми маршрутами, переходами, стоянками, остановками общественного транспорта. В потоке участвуют все виды транспортных средств, а также пешеходы (пассажиры). Реализованы стандартные типы транспортных средств (автомобили, гру-зовики, автобусы, трамваи, поезда, мотоциклы, велосипеды и пешеходы). Все эти виды транспортных средств можно параметризовать (габариты, мощность двигателя, распре-деление ускорения и торможения, вес и т.д.). При желании пользователь может задать свой тип транспортного средства. Задаются параметры интенсивности потока транс-портных средств, его пропорционального состава, графики работы светофоров, вероят-ности выбора маршрута передвижения. Поддерживается возможность подключения матрицы назначений для описания распределения трафика.
Реализована возможность подключать матрицы корреспонденций пакетов VISUM и emme/2. Также реализован интерфейс с такими пакетами, как TEAPACK, SYN-CHRO.
В пакете реализована модель Видерманна [11], которая описывает поведение во-дителя за рулем. В ней учитываются психофизические возможности человека: сниже-ние внимания и времени реакции; время, необходимое для принятия решения в услови-ях окружающей среды.
VISSIM предоставляет возможности сбора статистики на любом участке транс-портной сети и формирования отчетов, создания презентаций и видеороликов.

 
назад

вперед