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Gerenciando Tráfego

Observação sobre licenças: Estes exercícios requerem uma licença das edições Aimsun Next Lite, Pro, Advanced ou Expert.

Introdução.

Nestes exercícios, criaremos políticas para alterar o destino dos veículos em resposta às condições e eventos da rede. Definiremos estratégias e políticas para desviar tráfego, fechar movimentos de conversão e mitigar congestionamentos. Isso envolverá ações policiais, painéis VMS, planos de controle de tráfego e gatilhos condicionais. Por fim, criaremos incidentes periódicos em uma seção viária.

Vamos nos concentrar em um cenário que envolve o término de uma partida de futebol em Barcelona, afetando o tráfego entre 20:00 e 21:00 horas. Quando a partida termina, os veículos deixam o estacionamento do estádio o mais rapidamente possível a partir de 20:10. Nossa tarefa é verificar se todos os veículos conseguem sair em tempo hábil e como podemos mitigar seu impacto sobre o restante do tráfego na rede.

As cópias de backup dos arquivos relacionados a este exercício estão em [Aimsun_Next_Installation_Folder]/docs/tutorials/3_Traffic_Management.

Observe que há um arquivo de alocação de caminhos (conhecido como arquivo APA) contendo caminhos de rota padrão derivados de condições normais. Isso é referenciado por Plano de Alocação de Caminhos 2373 na pasta Project. Se os arquivos do modelo (ANG) forem copiados do diretório Program Files, talvez seja solicitado que você localize o arquivo antes de executar uma simulação. Se necessário, o arquivo APA pode ser regenerado usando o cenário de alocação estática incluído nos documentos do Aimsun Next para este exercício.

Exercício 1. Revisando a Demanda de Tráfego Pós-evento

Primeiro, abriremos o modelo de gerenciamento de tráfego e revisaremos a demanda inicial de tráfego criada por veículos saindo do estádio após a partida de futebol.

1.1 Revisando a demanda inicial

Para gerar a demanda de tráfego que inclui o tráfego relacionado ao pós-jogo, o modelo inicial contém uma classe de usuário chamada Car Soccer. Esta classe de usuário modela a carga extra criada pelos espectadores quando eles saem.

Uma matriz OD para Car Soccer faz parte da demanda de tráfego denominada Correspondência da Demanda de Tráfego, que usaremos com o cenário dinâmico.

  • Opcional: abra ambas as demandas de tráfego para compará-las.

A diferença entre as demandas normal e ajustada é mostrada abaixo, com a demanda pós-ajuste à direita.


Os veículos do centroide CampNou formarão fila no estacionamento do estádio e sairão assim que houver uma oportunidade. Para simular isso, no experimento chamado Micro Exp Match – Sem Estratégia usamos o Arrival Type: ASAP na aba Arrivals.

Para visualizar as entradas:

  1. Abrir Micro Exp Match – Sem Estratégia e clique no Chegadas aba para ver as entradas para Centroid e Arrival Type.


  2. Clique OK para fechar.

1.2 Visualizando a simulação inicial

Para visualizar a situação inicial pós-correspondência, precisamos executar a simulação para gerar os resultados iniciais.

Para executar a simulação:

  1. Na pasta do Projeto, clique com o botão direito em Rep sem estratégia > Run Animated Simulation (Autorun).

    A partir de 20:10 na simulação, podemos ver a formação de uma fila virtual de veículos esperando para sair de CampNou. Um rótulo dinâmico anexado à seção mostra a contagem ou o fluxo de veículos saindo e a fila virtual de veículos restantes.


  2. Clique duas vezes na seção afetada para abrir sua caixa de diálogo.

  3. Clique na Séries Temporais aba para ver um gráfico dinâmico.

  4. Clique Variáveis e, para o Y eixo, selecione Fila Virtual Máx..

  5. Clique Gráfico para visualizar as séries temporais.


A fila virtual no centroide CampNou cai de 1.200 veículos para cerca de 600, indicando que aproximadamente 600 veículos saem em 50 minutos. Nesse ritmo, levaria pelo menos 2 horas para os veículos saírem de CampNou, o que é inaceitável.

Verifique a série temporal de Waiting Time in Virtual Queue para uma ilustração adicional do problema.

Exercício 2. Estratégia Pós-evento (I) – A Polícia

Este exercício aborda nossa primeira estratégia de mitigação, que envolve simular ações policiais no nó 2062, das 20:10 às 21:00. O objetivo é impedir que veículos se aproximem do estádio pelo sul durante esse período. Para isso, criaremos uma estratégia de tráfego composta por políticas específicas. -Um ou mais? Não está muito claro.


Esta estratégia pode usar uma de duas políticas de tráfego diferentes para simular ações policiais:

  • Force Turn exige que os veículos façam um movimento de conversão alternativo

  • O Fechamento de Movimento de Conversão impede que os veículos realizem um movimento de conversão.

Neste exercício, aplicaremos Turn Closure aos dois movimentos de conversão indicados em vermelho abaixo.


2.1 Criação da estratégia de gestão de tráfego

-Pode ser bom mencionar a estratégia + 3 políticas logo no início. É fácil se perder.

Para criar a estratégia de gerenciamento de tráfego:

  1. Selecione Projeto > Novo > Gerenciamento de Tráfego > Estratégia. Um novo objeto Strategy é adicionado à pasta Project em Traffic Management.

  2. Renomear a estratégia Pós-correspondência da Estratégia.

  3. Clique com o botão direito Pós-correspondência da Estratégia > Nova Política.

  4. Renomear a política Política 1–Polícia.


  5. Abrir Política 1–Polícia.

  6. Para Condição, selecione Time.

  7. Conjunto De to 20:10:00 and Duração to 00:50:00.


2.2 Adicionando os fechamentos de movimentos de conversão

Em seguida, precisamos adicionar as duas ações Turn Closure a esta política.

Para adicionar fechamentos de movimentos de conversão à política:

  1. Clique com o botão direito Política 1–Polícia > Novo > Fechamento de Movimento de Conversão. Repita para adicionar o segundo fechamento de movimento de conversão.


  2. Clique duas vezes no primeiro Fechamento de Movimento de Conversão para abrir sua caixa de diálogo.

  3. Na visualização 2D, clique na seção que contém o primeiro movimento de conversão que você deseja fechar.

  4. De para Para a seção lista suspensa, selecione a seção de destino do movimento de conversão.

  5. Para Distância de Visibilidade, insira 50,00 m. Essa distância significa que os motoristas podem ver a polícia orientando o tráfego antes de tomar uma ação. Neste caso, a visibilidade direta é o único meio de alertar os motoristas.

  6. Clique OK.


  7. Repita as etapas 2–6 para o segundo objeto Turn Closure.


2.3 Ativar a estratégia

Agora precisamos ativar esta estratégia no cenário dinâmico e em seu experimento associado.

Para ativar a estratégia:

  1. Abrir Base de Cenário Dinâmico.

  2. Clique na Estratégias e Condições aba.

  3. Marque Estratégia–Pós-correspondência.

  4. Clique OK.

  5. Clique com o botão direito Base de Cenário Dinâmico > Novo Experimento.

  6. Clique OK.

  7. Renomear o experimento Micro Exp Match–Policies.

  8. Abrir Micro Exp Match–Policies e clique no Políticas aba.

  9. Marque Política 1–Polícia.

  10. Adicione uma nova replicação ao experimento (nomeie-a Políticas de replicação) e execute a simulação para visualizar o efeito das políticas de fechamento de movimentos de conversão.

  11. Selecione o modo de visualização Gerenciamento de Tráfego Afetado para ver, marcados em vermelho, os veículos afetados pelas políticas. Podemos ver que, conforme desejado, nenhum está fazendo conversão para a seção que leva à entrada do estádio.


No entanto, como indica o congestionamento remanescente na simulação, esta estratégia sozinha não é suficiente. -Talvez não sejam as melhores imagens. Considere alterar. Volte a isto. Claro que posso obter capturas melhores. Eu as alterei, mas não fiquei satisfeito. Reverti por enquanto.


Exercício 3. Estratégia Pós-evento (II) – VMS

Na rede há dois painéis de mensagens variáveis (VMS), East e West, mostrados abaixo.


Esses painéis alertam os motoristas sobre congestionamentos na rede e permitem que eles os evitem. Nesta estratégia, usaremos VMS para implementar duas políticas:

  • Para instruir todos os motoristas que se dirigem ao centroide Sants a desviar para o centroide Hospi

  • Para redirecionar veículos próximos ao VMS a oeste, e que estejam se dirigindo ao centroide BCN-S, em direção ao centroide BCN-N.

Essas rotas e desvios são ilustrados abaixo, com as viagens proibidas marcadas em vermelho.


Para fazer isso, precisamos criar uma nova política, que será adicionada à lista em Pós-correspondência da Estratégia. A política executará duas alterações de destino e um movimento de conversão forçado.

3.1 Criar a nova política

Para criar a nova política:

  1. Clique com o botão direito Pós-correspondência da Estratégia > Nova Política.

  2. Renomear a política Política 2–VMS.

  3. Clique com o botão direito Política 2–VMS e:

    i. Selecione Novo > Alteração de Destino duas vezes

    ii. Selecionar Novo > Movimento Forçado.


3.2 Definindo mudanças de destino

Agora definiremos as duas mudanças de destino que fazem parte de Política 2–VMS.

Para definir as alterações de destino:

  1. Abra o primeiro Mudança de Destino item. Alteraremos o destino dos veículos que se dirigem a BCN-S para o novo destino BCN-N. A seção com o VMS relevante é a Section 1932.

    Dica: Lembre-se de que você pode encontrar qualquer objeto na vista 2D pressionando Ctrl + F e pesquisando por seu ID.

  2. Para Seção, select 1932.

  3. Escolha a Configuração de Centroides disponível em Configuração de centroide lista suspensa.

  4. Escolha o Centroide BCN-S no Destino campo, como mostrado na imagem abaixo.

  5. Clique Novo para adicionar um novo par Centroide–Porcentagem à caixa de diálogo.

  6. Clique duas vezes no Centroide campo e selecione BCN-N.

  7. Clique duas vezes no Porcentagem campo e insira 100.


  8. Clique OK para salvar.

  9. Abra a segunda política de Alteração de Destino e repita as etapas 2–6 com as seguintes entradas:

    • Seção: 939
    • Centroide: Hospi
    • Porcentagem: 100.


3.3 Definição de movimentos de conversão forçados

Agora definiremos o movimento de conversão forçado sinalizado pelo segundo VMS na Section 1932. Forçaremos os veículos com destino a Sants a fazer a primeira conversão à direita para Hospi em vez disso.

Para definir o movimento de conversão forçado:

  1. Abra o Movimento de conversão forçado item. Você deverá conseguir localizá-lo como parte do Política 2-VMS objeto, que faz parte de Pós-correspondência da Estratégia, sob o Projeto > Gerenciamento de Tráfego > Estratégias pasta.

    Nota: Se tentássemos fazer isso usando uma ação Destination Change, nem todos os veículos fariam a conversão aqui, porque há outro caminho para chegar a Hospi mais adiante ao longo da seção. Essa ação não é tão simples quanto selecionar a seção óbvia de conversão à direita (2070) para Hospi, porque a conversão nesse nó tem uma faixa de filtro. Portanto, a próxima conversão correta é para a seção 1933, que leva à conversão à direita.

  2. Para Seção, select 1932.

  3. Para Destino, selecione Sants.

  4. Para Distância de Visibilidade, enter 200.00 m.

  5. Para Porcentagem, enter 100.


3.4 Reexecutando a simulação

Para executar novamente a simulação com as novas políticas:

  1. Abrir Micro Exp Match – Políticas e clique no Políticas aba.

  2. Marque Política 2–VMS para adicioná-la à lista de políticas ativas.


  3. Executar novamente a replicação Políticas de replicação.

Agora todos os veículos conseguem sair do estádio, mas ainda há problemas de congestionamento em dois nós, conforme mostrado abaixo.


Exercício 4. Estratégia Pós-evento (III) – Controle de Tráfego

O controle de tráfego atual na rede está otimizado para tráfego normal, e não para uma situação excepcional, como um grande número de veículos saindo de um estádio de futebol. Por esse motivo, precisamos criar um novo plano de controle de tráfego e uma política para lidar com a demanda adicional.

Para criar a nova estratégia:

  1. Na pasta Control Plans, clique com o botão direito Controle AM > Duplicar.

  2. Abra o plano de controle duplicado e renomeie-o Estratégia de Controle AM.

    Na caixa de diálogo Control Plan, alteraremos as fases semafóricas de quatro nós: 2062, 2058, 2040 e 959.

  3. Na caixa de grupo Nodes, role até 2062 e clique duas vezes nele para abrir a caixa de diálogo Node.

  4. Modifique as fases disponíveis para que elas correspondam Estratégia AM na captura de tela abaixo. Você pode fazer isso clicando, redimensionando e arrastando as caixas de sinais (1–6 neste exemplo). O objetivo neste caso é adicionar tempo ao sinal 3, aumentando-o de 15 segundos para 19 segundos. Clique OK para salvar e retornar à caixa de diálogo Control Plan.


  5. Repita as etapas 3–4 para os próximos três nós, usando as capturas de tela abaixo como guia.




Para criar a nova política:

  1. Clique com o botão direito ligado Pós-correspondência da Estratégia > Nova Política**.

  2. Renomeie-o Política 3 – Controle.

  3. Clique com o botão direito Política 3 – Controle > Novo > Alteração de Plano de Controle.

  4. Abra a nova alteração de plano de controle e, para Novo Plano de Controle, selecione Control AM Strategy.


  5. Abra o experimento Micro Exp Match – Políticas.

  6. Clique na Políticas aba e marque Política 3 – Controle para adicionar a política ao experimento.

  7. Executar novamente a replicação Políticas de replicação.

A nova política ajudou a aliviar o congestionamento.



Todos os veículos saíram do estádio e deixaram o modelo.

Exercício 5. Configurando Acionadores Automáticos

As políticas dos exercícios anteriores têm um horário de início fixo de 20:10:00 e uma duração de 00:50:00. Isso é adequado se o cronograma de um evento for conhecido antecipadamente, mas isso nem sempre é possível.

As políticas também continuarão até as 21:00 horas, independentemente da taxa com que o problema for resolvido. A ativação e desativação automáticas das políticas, em resposta às condições de tráfego, tornariam a gestão de tráfego mais eficiente. Para fazer isso, podemos definir gatilhos automáticos.

Triggers são usados para ativar políticas automaticamente em resposta a condições. Neste exercício, usaremos um detector próximo à saída do estádio, logo antes da zona de conflito onde o congestionamento está se formando. O detector é chamado Det_Campnou e está localizado na seção que vem do centroide CampNou, conforme mostrado abaixo.


-Talvez seja necessário explicar um pouco melhor o que está acontecendo?

Nosso objetivo será ativar uma política assim que a ocupação detectada for maior que 80% e manter a política em execução até que a ocupação diminua para menos de 20%. Para isso, precisamos criar acionadores de ativação e desativação e adicioná-los a uma nova política.

5.1 Configurando acionadores automáticos

Para definir os gatilhos de ativação e desativação:

  1. Abrir Base de Cenário Dinâmico e clique no Saídas a Gerar aba.

  2. Para configurar o detector para coletar dados a cada 2 minutos, para Detecção, marque Generate Time Series e para Intervalo enter 00:02:00.


  3. Para criar o gatilho de ativação, clique com o botão direito Gerenciamento de Tráfego > Novo > Acionador.


  4. Abra o gatilho e renomeie-o Ação de Disparo.

  5. Clique Nova Condição para adicionar uma nova linha à seção Condição da caixa de diálogo.

  6. Na visualização 2D, clique no detector Det_Campnou para adicionar este objeto à caixa de diálogo.

  7. Para Atributo, selecione Occupancy, Last Generated e All.

  8. Na lista suspensa adjacente, selecione maior que (>).

  9. Para Valor, insira 80:00 (isso representa o limite de 80% mencionado anteriormente).


  10. Clique OK.

  11. Para criar o gatilho de desativação, repita as etapas 3–10, mas renomeie o gatilho Desativação do gatilho e use os valores na captura de tela abaixo. Observe que o sinal de menor que (<) é usado desta vez para o Value de 20.00.


Agora que criamos os gatilhos, precisamos criar uma nova política chamada Política automática e atribua os gatilhos a ele.

Para criar uma nova política para os acionadores:

  1. Clique com o botão direito Pós-correspondência da Estratégia > Nova Política.

  2. Abra a nova política e renomeie-a Política automática.

  3. Para Condição, selecione Trigger.

  4. Para Iniciado por, selecione Ação de Disparo; para Parado por, selecione Desativação do gatilho.


  5. Clique OK.

Ao longo destes exercícios, aprendemos quais ações são necessárias para enfrentar o congestionamento, portanto podemos copiar todas as políticas para o novo Política automática.

Para copiar todas as políticas em uma política:

  • Selecione todas as políticas individuais e arraste-as para Política automática. O resultado deve se parecer com a captura de tela abaixo.


5.2 Executando um novo experimento com gatilhos

Agora podemos executar um novo experimento usando políticas acionadas automaticamente.

Para executar um novo experimento com gatilhos:

  1. Duplicar o experimento Micro Exp Match – Políticas.

  2. Abra o experimento duplicado e renomeie-o Micro Exp Match – Política Automática.

  3. Clique na Políticas guia e marque apenas Política automática.


  4. Clique OK.

  5. Renomear a replicação Rep Automática.

  6. Execute a replicação.

5.3 Visualização de saídas

Enquanto a simulação estiver em execução (e depois), verifique as seguintes saídas para revisar os resultados das políticas acionadas. Use métodos abordados no Visualizando Saídas de Microssimulação tutoriais.

Visualize séries temporais no detector. Selecione a variável Ocupação para ver o mapa gerado abaixo. O círculo vermelho indica o momento em que a política é ativada e o círculo verde indica o momento em que a política é desativada.


Visualize séries temporais no centroide CampNou para ver as saídas dos diferentes experimentos. A variável Max Virtual Queue exibe a efetividade de cada um: sem estratégia, políticas e políticas automáticas.


Para visualizar a densidade geral de veículos da rede para as duas replicações que usam estratégias, abra o Time Series Viewer. Selecione Políticas de replicação da pasta Project, selecione a variável Densidade, e clique Adicionar série. Repita para Rep Automática para exibir ambos os conjuntos de resultados.


Para exibir as saídas como um gráfico de barras, clique .


Fica claro que as políticas automatizadas e acionadas por gatilhos atingem densidade menor ao final da simulação, com as condições retornando ao normal mais rapidamente. Isso ocorre porque o gatilho de desativação detecta quando a fila se dissipou e encerra a ação no momento ideal.

Exercício 6. Criando Incidentes Periódicos

Até este ponto, abordamos um evento de tráfego previsível ou planejado. Neste exercício, veremos como simular eventos de tráfego não planejados. Para isso, criaremos uma condição de tráfego que simula diferentes ocorrências de estacionamento dentro de uma seção viária específica.

Como esta não é uma ação planejada de gerenciamento de tráfego, é melhor usar uma condição de tráfego para incluí-la em uma simulação. Dessa forma, podemos criar múltiplos incidentes localizados aleatoriamente dentro de uma área específica da rede.

Simularemos a rede usando incidentes periódicos na faixa externa da Seção 1930.

Para criar um incidente periódico em seção:

  1. Clique com o botão direito Gerenciamento de Tráfego > Novo > Condição de Tráfego.

  2. Clique com o botão direito na nova Condição de Tráfego e selecione Novo > Incidente Periódico de Seção.


  3. Abra o incidente periódico de seção.

  4. Na visualização 2D, clique na Seção 1930 para adicioná-la à caixa de diálogo Periodic Section Incident.

  5. Clique na faixa externa para definir a Da faixa e Para a faixa as 3.

  6. Para Inicia a Cada, enter 00:01:00.

  7. Opcional: Clique e arraste a caixa de incidente na seção (marcada por vértices pretos) para alterar seu tamanho e/ou posição.


    O incidente que criamos usando os parâmetros acima é aquele em que um veículo de 5 m de comprimento estaciona na faixa externa – uma vez por minuto e por uma duração de 1 minuto – com uma variância de 20 segundos.

  8. Abrir Base de Cenário Dinâmico e adicione esta condição de tráfego ao Estratégias e Condições aba.

  9. Execute a simulação e observe o seguinte resultado, em que a faixa externa é bloqueada em momentos aleatórios, e o efeito consequente nos fluxos de tráfego.