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Desenhando um Modelo de Tráfego

Gerenciando um Modelo de Tráfego

Uma das tarefas mais demoradas na modelagem de transporte é gerenciar variantes da rede de transporte. Diferentes opções para a infraestrutura da rede viária e sistemas de controle de tráfego são testadas em conjunto com diferentes opções de demanda, como uso do solo e rotas e horários de Transporte Público. Há uma explosão combinatória no número de variantes do modelo de transporte e, consequentemente, um problema de gerenciamento em manter a consistência entre elas.

O problema de gerenciamento é agravado quando a tarefa de modelagem se concentra em uma subárea de um modelo de transporte mais amplo e uma área delimitada precisa ser estudada. Retornar as mudanças feitas na subárea como resultado desse exercício de modelagem para o modelo de área ampla, e todas as variantes desse modelo de área ampla é uma tarefa demorada e potencialmente propensa a erros.

Muitas tarefas de modelagem também são realizadas com diferentes pacotes de software usados em diferentes níveis de modelagem, com um pacote de atribuição macroscópica usado em um modelo de área ampla, um pacote de atribuição de Transporte Público para modelar o uso de trem e ônibus, e um pacote de microsimulação para modelar áreas menores ou utilizado onde é necessário simular as interações detalhadas entre veículos para reproduzir com precisão as condições nas vias. A troca de dados entre esses diferentes sistemas de modelagem complica ainda mais o problema de gerenciamento do modelo.

Finalmente, há muitas variáveis que descrevem como um modelo de transporte funciona. Essas variáveis vão de algoritmos de seguimento de veículos a métodos de escolha de rota e são críticas na calibração de um modelo. Mudanças nessas variáveis para calibrar um modelo devem ser replicadas em todos os cenários testados pelo modelo e, mais uma vez, com múltiplos modelos, utilizando múltiplos pacotes de software, alcançar consistência requer um gerenciamento robusto.

Entradas do Modelo de Tráfego

Existem dois componentes de entrada obrigatórios de um modelo de tráfego. Estes são a topologia da rede base e a demanda de viagens:

  • A rede base é a topologia da rede de tráfego e os diversos modos de transporte; o núcleo do projeto de modelagem. Ela contém as seções e nós da rede rodoviária base e os objetos fundamentais, como Tipos de Veículo, Finalidades de Viagem e Classes de Usuário, que descrevem os veículos na rede.

  • Um objeto Demanda de Tráfego descreve as viagens feitas pelos veículos que circulam na rede de tráfego. Isso é ou um conjunto de Estados de Tráfego que movem veículos na rede para corresponder aos fluxos observados ou Matrizes OD que fornecem o número de viagens entre centróides, discriminados por horário do dia e Classe de Usuário. Uma Configuração de Centróide é necessária para demanda baseada em matriz OD e o documento Aimsun pode conter várias Configurações de Centróide para gerenciar diferentes demandas OD. Por exemplo, uma opção de desenvolvimento a ser testada pelo modelo pode incluir novas zonas residenciais e industriais; estas, e a demanda de tráfego que geram, são representadas por centróides que só são necessários quando essa opção é testada e a correspondente Demanda de Tráfego incluída no cenário.

Os componentes de entrada opcionais que adicionam características importantes à rede base são:

  • Planos de Controle Master especificam os parâmetros de controle aplicados a cruzamentos semafóricos. Um Plano de Controle Master é uma coleção de múltiplos planos de controle para diferentes áreas do modelo e diferentes horários do dia, e um projeto pode conter vários Planos de Controle Master. Um cenário, ou um experimento em um cenário, terá um Plano de Controle Master atribuído a ele para fornecer as opções de controle semafórico a serem incluídas no modelo. Estendendo o exemplo de diferentes Configurações Geométricas acima, um cenário com diferentes opções de melhorias de cruzamentos pode agora ser testado em diferentes experimentos usando um Plano de Controle diferente em cada experimento, variando de planos de tempo fixo a prioridade de Transporte Público e planos de controle semafóricos ativos.

  • Um Plano de Transporte Público é uma coleção de rotas e horários consistentes e um projeto pode conter múltiplos Planos de Transporte Público. Um Plano é então selecionado para ser incluído em um cenário para incluir essa combinação de serviços de transporte no modelo.

Os componentes opcionais que criam variações da topologia da rede ou parâmetros do modelo são:

  • um conjunto de Substituições de Atributos usadas para alterar atributos do modelo e permitir que mudanças sejam feitas sem alterar o layout da rede. Isso permite que o cenário modifique parâmetros como limites de velocidade, restrições de faixa e tempos de reação em seções; capacidade e comportamento de ônibus em paradas de Transporte Público; e velocidades de curvas e comportamento da caixa amarela em nós. Qualquer atributo de qualquer um dos objetos da rede pode ser substituído, mas a lista de objetos permanece a mesma.

  • Configurações Geométricas contêm as diferenças geométricas entre a rede base e a rede a ser testada em um cenário e expandem o que pode ser ajustado usando Substituições de Atributos, alterando a lista de objetos. Por exemplo, uma rede base pode modelar uma cidade pequena, o projeto também pode incluir um conjunto de Configurações Geométricas baseadas nessa rede; uma pode adicionar um contorno a esse modelo, outras podem incluir melhorias de cruzamentos em estradas existentes, um cruzamento por configuração. Cenários podem então ser criados que modelam a cidade, a cidade com diferentes conjuntos de melhorias de cruzamentos, ou a cidade com um contorno. Em cada caso, a rede central permanece a mesma, apenas as diferenças ou, com múltiplas Configurações Geométricas, combinações de diferenças, são aplicadas em cada cenário.

Modelando Subredes

Aimsun Next possui dois mecanismos para simular subáreas em uma rede de tráfego. Uma subárea pode ser uma área pequena onde a microsimulação é usada em um modelo híbrido meso-micro para modelar interações de veículos enquanto o restante da simulação é executado com simulação mesoscópica, ou a mesosimulação é usada em um modelo híbrido macro-meso, ou uma subárea pode ser delimitada de uma rede de tráfego maior e cenários gerados para rodar dentro dessa subárea apenas.

Uma Área de simulação híbrida é criada definindo um polígono, ou selecionando seções de estrada e marcando-as como uma área de simulação. Quais áreas serão consideradas em uma simulação são selecionadas no experimento híbrido.

Uma subárea delimitada é criada convertendo uma forma poligonal em uma subárea. Veja a seção Edição de Subrede. A subárea deve ter sua própria Configuração de Centróide e Planos de Demanda, mas pode compartilhar Planos de Transporte Público, Planos de Controle Master, Configurações Geométricas e Substituições de Atributos com a rede principal. Cenários gerados dentro da subárea são executados usando a rede de tráfego dentro dessa área apenas e, portanto, rodam muito mais rápido do que o modelo maior.

A demanda de tráfego em subáreas pode ser criada automaticamente usando um método Percurso Estático ou um Percurso Dinâmico que gera uma nova configuração de centróide para a subárea e um conjunto de matrizes OD calculadas usando um experimento de atribuição estática ou uma replicação de uma simulação dinâmica baseada na demanda em toda a área do modelo.