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Modelagem com Ferramentas Macroscópicas

Observação sobre licenças: Estes exercícios exigem uma licença das edições Advanced ou Expert do Aimsun Next.

Introdução.

Nestes exercícios, vamos nos familiarizar com algumas das ferramentas de modelagem macroscópica do Aimsun Next. Começaremos atribuindo uma matriz OD a uma rede para ver como a distribuição do fluxo é atribuída e como os resultados são obtidos. Em seguida, ajustaremos a matriz OD usando dados reais de detectores. Depois, definiremos uma sub-rede para a qual obteremos uma matriz OD de travessia. Por fim, estudaremos um exemplo de como balancear uma matriz OD usando o método Furness.

As cópias de backup dos arquivos relacionados a este exercício estão em [Aimsun_Next_Installation_Folder]/docs/tutorials/6_Macroscopic_Modelling.

Exercício 1. Atribuindo uma Matriz OD a uma Rede

1.1 Configurando o cenário e o experimento

Para este exercício, a demanda de tráfego Demanda de Tráfego – Mat já está definido e contém duas matrizes OD, uma para automóveis e outra para caminhões. Vamos adicionar essa demanda ao cenário.

Para configurar o cenário e o experimento:

  1. Comece com o Rede inicial opção para este tutorial.

  2. Na pasta do Projeto, clique com o botão direito em Scenarios > New > Static Assignment Scenario.

  3. Abra o novo cenário.

  4. Para Demanda de Tráfego, selecione Traffic Demand – Mat.

  5. Para Plano de Transporte Público, selecione Transit-Plan Work Day. Isso significa que o volume fixo adicional que os veículos de Transporte Coletivo representam será incluído nos cálculos de alocação.


  6. Clique com o botão direito no cenário e selecione Novo Experimento, selecione o Alocação de Frank e Wolfe digite e clique OK.


  7. Abra o experimento e para Iteração Máxima, insira 50, e para Gap Relativo, enter 0.1000.


  8. Para criar um objeto de atribuição de caminhos para salvar os caminhos da atribuição estática, clique com o botão direito Dados de Demanda > Novo > Alocação de Caminhos.

    Talvez seja desejável usar os caminhos salvos posteriormente em outros cenários dinâmicos (veja, por exemplo, os exercícios no tutorial Integrating).

  9. Renomear o novo objeto Atribuição Estática de Caminhos.

  10. Para vincular o objeto de alocação de caminhos ao experimento de alocação estática, abra o experimento, marque Atribuição de Caminhos e, a partir do Atribuição de Caminhos lista suspensa, selecione Atribuição de Caminhos Estática.


  11. Para executar a simulação, clique com o botão direito no experimento e selecione Executar Alocação Estática de Tráfego.

1.2 Visualização das saídas

Quando a simulação termina, a caixa de diálogo de resultados é exibida.


Os primeiros resultados são volumes de veículos alocados e são exibidos na vista 2D, conforme mostrado abaixo.



Os valores exibidos em cada seção para o tipo de veículo All são os volumes de seção atribuídos em PCUs (passenger car units), em que diferentes tamanhos de veículos recebem diferentes ponderações equivalentes de automóvel.

Por exemplo, 1596 PCUs são atribuídos para sair da rede no centroide Sants. Nas matrizes, há 1300 carros e 140 caminhões:

1300 * 1 PCU + 140 * 1.9 PCU = 1566 PCU


O volume alocado é 1596 e não 1566 porque há 12 ônibus nesta seção, que são ponderados em 2,5 PCUs cada. Isso corresponde aos 30 PCUs adicionais.

A ponderação PCU de cada tipo de veículo é definida, e pode ser alterada, na caixa de diálogo Tipo de Veículo, na aba Modelos Estáticos.


A largura das barras coloridas na visualização 2D também indica o volume atribuído às seções. A escala de cores indica a razão volume:capacidade de cada seção. As seções mais congestionadas são aquelas com cores mais escuras.

Para visualizar mais resultados:

  1. Para visualizar o volume e os tempos de viagem por seção e por tipo de veículo, clique no Saídas aba e, em seguida, o Seções subguia.


  2. Clique na Movimentos de conversão subaba para visualizar percentuais e volumes de movimentos de conversão seção-a-seção.


  3. Altere o Classe de Usuário de Todos para Carros ou Caminhões para filtrar os resultados.

  4. Clique na Atribuição de Caminhos aba para visualizar todos os caminhos usados na atribuição por tipo de veículo.

  5. Para visualizar caminhos específicos, para Centroide de origem, selecione Sants e para Centroide de Destino, selecione BCN-N.

  6. Marque Listar caminhos para exibir os caminhos na visualização 2D.


  7. Clique duas vezes em um caminho para exibir mais informações.


    Em vez de centroides individuais, você pode usar grupos de centroides para analisar os caminhos. Esses grupos já estão definidos na rede.

  8. Para Centroide de Destino, selecione BCN Center – Grouping como mostrado abaixo. -Não consigo reproduzir esta imagem.



  9. Selecione uma seção viária a partir de Seções lista suspensa.

  10. Clique Análise de links para exibir um mapa que mostra os caminhos dos veículos que passam por esta seção específica. A vista 2D mostra as rotas que levam a esse link e saem dele.


  11. Experimente outras seleções, filtrando por centroide e por classe de usuário para entender melhor os caminhos escolhidos pelos veículos.


  12. Para adicionar várias seções, clique no sinal de mais (+) botão.


  13. Selecione AND ou OR para especificar como combinar as seções:

    • AND analisa caminhos que usam uma sequência de seções
    • OR tem o efeito de analisar com uma screenline.

  14. Para remover seções, clique no sinal de menos (–) botão.

Exercício 2. Ajustando uma Matriz OD

Neste exercício, ajustaremos uma matriz OD com base em dados reais para o período de tempo. Usaremos um arquivo CSV que contém dados de detecção para um período de uma hora, coletados a cada meia hora.

O arquivo contém dados dos detectores no modelo denominado d1 para d7. A captura de tela abaixo mostra a localização dos sete detectores. -Estou comentando isto por enquanto, pois não consigo fazê-lo funcionar. "Para vê-los na vista 2D, carregue o conjunto de dados reais e então selecione o modo de visualização *Detectors*."


2.1 Carregando o conjunto de dados reais

Primeiro, carregaremos o arquivo CSV como nosso conjunto de dados reais e visualizaremos sua série temporal. O arquivo é detectorsMM.csv e usa o formato: name, time, vehicle, count.


Para carregar o conjunto de dados reais:

  1. Na pasta do Projeto, clique com o botão direito em Análise de Dados > Novo > Conjunto de Dados Reais para criar um novo objeto Conjunto de Dados Reais.

  2. Abra o conjunto de dados reais e clique Adicionar. A caixa de diálogo a seguir é exibida.


  3. Clique OK para aceitar o Real Data Simple File Reader.

  4. Na caixa de diálogo Real Data Set, clique duas vezes Leitor de Arquivo Simples de Dados Reais na caixa de grupo Retrievers. A caixa de diálogo do leitor de dados é exibida. Use a captura de tela abaixo como guia para as próximas etapas.


  5. Em Arquivo, localize o arquivo detectorsMM.csv.

  6. Escolha o ID como o Nome e definir o Tipo de Objeto para Detector.

  7. Insira um Data Inicial of 16/04/2015 and Hora inicial 08:00:00.

  8. Clique Adicionar quatro vezes para adicionar quatro novos itens à caixa de grupo Colunas.

  9. Para os itens 3 e 4, clique duas vezes em Digite e selecione Veículo e Contagem, respectivamente.


  10. Clique OK para retornar à caixa de diálogo Conjunto de Dados Reais.

  11. Clique Recuperar para carregar os dados.

  12. Para verificar se os dados de detecção foram carregados corretamente, clique duas vezes no detector d1 na visualização 2D.

  13. Clique na Séries Temporais pasta da aba e clique Variáveis.

  14. Para o Y eixo, selecione Contagem e Conjunto de Dados Reais.


  15. Clique Gráfico para visualizar o gráfico como mostrado abaixo.


    Para retornar aos valores tabulados, clique no ícone de tabela .


2.2 Criando o cenário e o experimento de ajuste estático de OD

Com os dados reais carregados, podemos criar o cenário e o experimento.

Para criar o cenário e o experimento de ajuste estático de OD:

  1. Na pasta do Projeto, clique com o botão direito em Cenários > Novo Cenário de Ajuste OD Estático.

  2. Abra o novo cenário e insira os parâmetros mostrados abaixo.


  3. Crie um novo experimento para o cenário e selecione o método de alocação de Frank e Wolfe quando solicitado.

  4. Insira os parâmetros de iteração, usando a captura de tela abaixo como guia, e clique em OK.


  5. Clique com o botão direito no experimento e selecione Executar Ajuste OD Estático.

2.3 Visualização dos resultados

Quando o experimento for concluído, os resultados estarão disponíveis na caixa de diálogo Static OD Adjustment Experiment.

Para visualizar os resultados:

  1. Clique na Saídas aba e, em seguida, o Viagens subaba para ver a demanda original versus a demanda ajustada, conforme mostrado abaixo.


  2. Clique na Validação aba para comparar as contagens observadas com a atribuição das matrizes ajustadas, conforme mostrado abaixo (use os ícones próximos para visualizar gráfico de linhas, gráfico de regressão e tabela).




  3. Se a validação for satisfatória, gere as matrizes e a demanda correspondente clicando Criar Demanda e Matrizes. Isto cria uma nova demanda de tráfego que contém as matrizes ajustadas.


  4. Para usar estas novas matrizes, crie um novo cenário de atribuição estática e atribua a nova demanda de tráfego a ele.


  5. Crie um novo experimento para este cenário.

  6. Execute o experimento e observe os novos fluxos.


Exercício 3. Calculando Matrizes de Traversal

Neste exercício, calcularemos matrizes de percurso (carro e caminhão) para uma sub-rede, usando, inicialmente, a matriz que geramos para o modelo inteiro. Em seguida, adicionaremos demanda de tráfego à sub-rede, usando as matrizes recém-geradas.

3.1 Criando a sub-rede

A primeira etapa é criar a sub-rede conforme mostrado na captura de tela abaixo.

Para criar a sub-rede:

  1. Clique .

  2. Desenhe o polígono clicando em seus vértices nos pontos necessários. Para finalizar e fechar o polígono, clique duas vezes para adicionar o ponto final.

  3. Clique no polígono na visualização 2D para destacá-lo e, em seguida, clique com o botão direito Converter para > Sub-rede. Um objeto de sub-rede é adicionado à pasta Subnetworks.


    Após criar uma sub-rede, é útil adicionar um filtro para que a área fora da sub-rede seja desenhada em modo semitransparente.

  4. Clicando com o botão direito na visualização 2D e selecione Filtros > Sub-rede.



3.2 Gerando a matriz de travessia

Para gerar a matriz de travessia:

  1. Na pasta Subnetworks, clique com o botão direito na nova sub-rede e selecione Gerar travessia estática. A caixa de diálogo Generate Static Traversal é exibida.

  2. Para Experimento de Atribuição, selecione um experimento pré-execução disponível. Isto fornecerá as informações de fluxo usadas para gerar a matriz de travessia.


  3. Clique OK. A matriz (ou matrizes) de travessia será adicionada à sub-rede na pasta Projects, dentro da pasta Centroid Configurations.

A configuração de centroides da sub-rede agora é a ativa. Uma configuração de centroides ativa sempre aparece com seu ícone destacado em azul .

Todos os objetos não gráficos pertencentes a esta sub-rede (Scenario, Traffic Demand, Path Assignment, etc.) agora podem ser criados a partir de seu menu de contexto (clique com o botão direito). Faremos isso no Exercício 4. Alguns objetos já foram criados e adicionados à sub-rede, conforme mostrado abaixo.


3.3 Execução de um cenário de alocação estática

Agora criaremos e executaremos um cenário de alocação estática usando as novas matrizes de travessia.

Para executar um cenário de alocação estática:

  1. Na pasta Projeto, clique com o botão direito na sub-rede e selecione Novo > Cenários > Cenário de Atribuição Estática.

  2. Abra o novo cenário e, para Demanda de Tráfego, selecione o objeto Traffic Demand da sub-rede. Ele contém as matrizes de travessia.

  3. Adicione um novo experimento ao cenário.

  4. Execute o experimento. Os resultados visuais da alocação são mostrados abaixo.



Exercício 4. Balanceamento das Matrizes

Neste exercício final, usaremos o método Furness para balancear as matrizes de travessia para carros e caminhões que geramos no Exercício 3. Dependendo da fonte, idade e qualidade dos seus dados de demanda em um projeto, talvez seja necessário balancear matrizes para produzir contagens mais precisas.

Nota: O Exercício 4.1 refere-se apenas à matriz de carros. Repita também os mesmos passos para a matriz de caminhões, de modo que você tenha duas matrizes balanceadas ao final.

4.1 Cópia e balanceamento da matriz

Como todas as operações realizadas em uma matriz a “reescrevem” quando clicamos em OK, faremos primeiro uma cópia da matriz.

Para copiar e balancear a matriz:

  1. Clique com o botão direito em Travessia: Carro e selecione Duplicar.

  2. Renomeie a cópia Balanced Traversal: Car – 08:00:00 01:00:00.

  3. Abra a matriz copiada e, na Operação lista suspensa, selecione Furness.


  4. Edite os novos totais para o Hospi centroide conforme mostrado abaixo. Certifique-se de que os totais de atração e geração coincidam.


  5. Clique Executar para executar a operação. Uma confirmação em pop-up será exibida quando o processo for concluído. Como você pode ver na captura de tela abaixo, as células da matriz foram alteradas de modo que a Totais F por origens e destinos correspondem aos totais que fornecemos.


4.2 Executando uma simulação com as matrizes balanceadas

Para finalizar este exercício, executaremos uma simulação da sub-rede usando uma nova demanda de tráfego com as matrizes balanceadas.

Para executar uma simulação com as matrizes balanceadas:

  1. Clique com o botão direito na sub-rede e selecione Novo > Demanda de Tráfego.

  2. Abra o novo objeto Traffic Demand.

  3. Clique Adicionar Item de Demanda e selecione as matrizes balanceadas de travessia de carros e caminhões.

  4. Clique OK.

  5. Clique com o botão direito na sub-rede e selecione Novo > Cenários > Cenário Dinâmico.

  6. Abra o novo cenário e, para Demanda de Tráfego, selecione a demanda recém-criada.

  7. Adicione um novo experimento e uma nova replicação ao cenário.

  8. Clique com o botão direito na replicação e selecione Executar Simulação Animada (Autorun).

Verifique a simulação para ver os resultados, usando as matrizes de percurso ajustadas.