Demanda¶

A demanda de tráfego em uma rede é o número de veículos que percorrem cada uma das seções viárias e realizam movimentos de conversão nas interseções viárias. O Aimsun Next oferece dois meios principais de descrever essa demanda de tráfego na rede; o primeiro, um modelo de Estado de Tráfego, baseia-se na modelagem direta dos fluxos observados na via; o segundo baseia-se em matrizes origem–destino (OD), que modelam as viagens realizadas pelos viajantes e incluem, primeiro, sua escolha de rota e, à medida que o escopo do modelo de transportes é ampliado, sua escolha de modo de transporte, sua reação a orientações de ITS e sua decisão de viajar.

Objetos de Demanda de Tráfego¶

Todo cenário em um projeto do Aimsun ou todo experimento em um cenário tem um Demanda de Tráfego objeto associado a ele.

Os níveis de tráfego em um objeto de demanda são especificados por um conjunto de Traffic States ou por Matrizes OD - mas não por uma mistura de ambos. O objeto Traffic Demand permite que demandas de tráfego sejam associadas de forma consistente a um conjunto de cenários ou a um conjunto de experimentos dentro de um cenário, fornecendo um único objeto de demanda, em vez de editar a demanda separadamente em cada experimento individual.

Tanto Traffic States baseados em contagens quanto Matrizes OD dependem de dois objetos básicos que descrevem os veículos na rede:

• Tipo de Veículo
• Finalidade da Viagem

O Tipo de Veículo define o comportamento físico e a aparência do veículo (ou seja, carro, ônibus, van...). O Finalidade da Viagem define o motivo da viagem do viajante (ou seja, negócios, deslocamento pendular, lazer...) Juntos, o Tipo de Veículo e a Finalidade da Viagem formam um Classe de Usuário que pode ser usado posteriormente na modelagem de viagens e escolha modal.

Estado do tráfego¶

A Estado do tráfego é composto por um conjunto de fluxos em cada seção de entrada da rede e por um conjunto de proporções de movimentos de conversão em cada interseção para cada par de Tipo de Veículo e Finalidade da Viagem. O requisito de dados para um modelo que usa Estados de Tráfego são os fluxos observados nas seções e as proporções de conversão em cada interseção, inseridos diretamente no modelo. Os Estados de Tráfego são usados com maior frequência em modelos de projeto de interseções em áreas pequenas ou de melhoria de corredores, nos quais há cobertura abrangente de dados observados e a ênfase do modelo está em gestão, otimização e projeto viário detalhado, sem reação dos viajantes às condições de tráfego além do comportamento normal de seguimento veicular.

A demanda por Estado de Tráfego não consegue modelar alterações na rede que possam fazer com que os viajantes mudem sua rota em reação ao congestionamento. No entanto, os Estados de Tráfego podem variar entre intervalos de tempo para modelar os padrões variáveis de fluxo ao longo do dia. Por exemplo, um estado pode controlar um nível de tráfego de fundo e inserir um fluxo constante de carros na rede, enquanto outro pode ser executado em paralelo e inserir um fluxo de pico de carros na mesma rede para simular um "school run". O objeto Traffic Demand de um cenário pode incluir ambos os Estados de Tráfego.

Embora modelos baseados na demanda Traffic State possam ser simples de criar, já que sua entrada é tão diretamente derivada dos dados observados, eles têm algumas desvantagens, pois os veículos individuais não têm um destino; eles apenas escolhem cada movimento de conversão com base nas proporções de conversão no próximo entroncamento e percorrem a rede até encontrar uma seção de saída. Usar um modelo baseado em Traffic States para investigar o efeito de adicionar uma demanda para um alvo específico, estudar o efeito da escolha de rota ou modelar uma rede com dados observados esparsos não seria possível.

Demanda por matriz OD¶

Um Matriz OD baseada em Demanda de Tráfego é composta por um conjunto de matrizes, cada uma descrevendo o número de viagens entre centroides para cada par de Tipo de Veículo e Motivo da Viagem em um Período de Tempo. O requisito de dados para um modelo que usa matrizes OD é, primeiro, uma estimativa do número de viagens entre centroides, geralmente derivada do uso do solo e de dados demográficos. Essa estimativa pode ser refinada usando dados de fluxo observado e contagens de movimentos de conversão e, aqui, ao contrário do modo Estado de Tráfego, os dados podem ser esparsos e não estar disponíveis para todos os movimentos de conversão e seções. Modelos baseados em Matriz OD exigem uma etapa adicional na geração do modelo antes que ele possa ser executado: a geração das matrizes OD.

Embora modelos baseados em matrizes OD possam exigir mais etapas para serem criados, pois sua entrada precisa ser derivada dos dados observados, frequentemente usando processos bastante sofisticados, eles permitem uma investigação muito mais ampla da atividade dos viajantes do que modelos baseados em Estados de Tráfego. Cada veículo tem uma origem e um destino e, portanto, uma escolha de rota a fazer, que pode variar dependendo do congestionamento na rede de transporte. Na geração das matrizes OD, podem ser modeladas mudanças no uso do solo e na demografia, no propósito da viagem, no custo da viagem e na escolha do modo de viagem, e pode ser realizada uma investigação mais aprofundada do efeito, sobre a rede de transporte, de mudanças na demanda, bem como de mudanças na própria rede.

Um modelo baseado em Demanda OD requer, no mínimo, os seguintes objetos

• Uma Configuração de Centroides que consiste em um conjunto de centroides. Cada centroide representa uma origem ou um destino de veículos, seja uma zona de uso do solo ou uma conexão na borda da rede.
• Uma Matriz OD correspondente à Configuração de Centroides e contendo o número de viagens realizadas por um Tipo de Veículo ou uma Classe de Usuário em um Período de Tempo.
• Um Tipo de Veículo e, opcionalmente, um Motivo de Viagem, que juntos formam uma Classe de Usuário.
• Um conjunto de rotas entre centroides.

A escolha de rota pode ser:

• O Initial Calculated Shortest Path (ICSP) é a melhor rota para os tipos de veículos nesta matriz OD com base na velocidade sem congestionamento na rede viária.
• Uma rota OD, uma rota editada pelo usuário e alocada a uma viagem específica em uma Matriz OD.

Nos modelos de matriz OD mais simples, essas duas opções de escolha serão suficientes. Em modelos mais complexos, pode-se usar roteamento mais sofisticado:

• Resultados de Atribuição de Caminhos. Uma Atribuição de Caminho é o resultado de uma simulação dinâmica anterior ou de uma atribuição estática e contém um ou mais caminhos para cada viagem em uma matriz OD.
• A modelo de Escolha Dinâmica de Rotas em que os caminhos dependem do congestionamento atualmente presente na simulação.

Em ambos os casos, alguns veículos podem mudar de caminho em rota à medida que o congestionamento se desenvolve ou se receberem informações de ITS (Consulte a seção sobre Gestão de Tráfego.

Esses cálculos de escolha de rota podem ser estendidos pela escolha de Função de custo usada para estimar o custo percebido de percorrer um link e, portanto, o custo de uma rota. Funções de custo podem levar em conta o tempo de viagem em um link, o volume de tráfego nele e os atrasos em interseções, bem como custos de usuário atribuídos arbitrariamente e pesos para tempo, distância e pedágio.

Exemplos¶

A figura abaixo fornece uma visão geral das principais classes orientadas à demanda. Observe como a configuração de centroides contém as Matrizes OD e as rotas, pois esses objetos dependem da disposição dos centroides no modelo. Outros objetos, como Função de Custo, Período de Tempo e Estado de Tráfego, são independentes da Configuração de Centroides.

A figura a seguir mostra aqueles ativos em um modelo de Estado de Tráfego. Um Cenário (ou um Experimento em um Cenário) usa um objeto Demanda de Tráfego que contém um ou mais Estados de Tráfego, em que cada estado faz referência a um Tipo de Veículo. O cenário é executado com veículos gerados pela combinação de Estados de Tráfego na Demanda de Tráfego. Diferentes cenários podem testar a resposta da rede a diferentes combinações de demanda.

A próxima figura mostra um cenário de demanda baseado em OD no qual é utilizado um conjunto de rotas fornecido. Aqui, a Traffic Demand referencia um conjunto de Matrizes OD que referenciam um conjunto de rotas editadas pelo usuário e também um conjunto de rotas de caminho mais curto geradas pelo Aimsun Next. Todas as matrizes usam um Time Period comum. Observe que nem todas as matrizes OD são usadas aqui; outros cenários podem usar um conjunto diferente de matrizes que representam um padrão de demanda diferente. As matrizes OD, no entanto, se referem aos mesmos tipos de veículos usados anteriormente no cenário Traffic State.

Por fim, a próxima figura mostra um cenário semelhante, mas desta vez as Matrizes OD usam caminhos gerados por um cenário anterior e armazenados em um arquivo APA Path Assignment.

A separação de dados e funções em diferentes classes permite um alto grau de configurabilidade dos cenários de demanda no Aimsun Next, com reutilização de objetos comuns em diferentes cenários.