Saturn Importador/Exportador

Saturn é um software de atribuição de rodovias desenvolvido pela Universidade de Leeds. É utilizado para modelar redes rodoviárias estratégicas usando métodos de atribuição estática. O Aimsun Next pode trocar dados com o Saturn, lendo seus arquivos de entrada DAT (e os arquivos incluídos que esse arquivo especifica) para construir uma rede de tráfego Aimsun e matrizes de demanda, e exportando uma rede de tráfego Aimsun e matrizes de demanda para escrever novos arquivos no formato Saturn.

Esta interface requer uma licença tanto para o Aimsun Next quanto para a extensão da Interface de Software de Planejamento.

Importar do SATURN para Aimsun Next

As opções para importar um modelo Saturn em uma rede de tráfego Aimsun são:

• Importar uma Rede Base: Um modelo Saturn é importado e uma nova rede é criada a partir dos arquivos Saturn.
• Atualizar uma Rede Base: Um modelo Saturn é importado para uma rede existente que é atualizada, por exemplo, criando novas matrizes para diferentes períodos de tempo ou criando Substituições de Atributos ou Configurações de Geometria para manter as diferenças entre a rede existente e o modelo Saturn importado.
• Atualizar a demanda: Importar a demanda de um modelo Saturn e atualizar a demanda no projeto Aimsun.

A importação do Saturn é iniciada a partir do menu Arquivo: Importar: Rede Saturn.

A rede Saturn e um arquivo GIS associado são especificados aqui e a opção de Importar como uma Rede Base. Se esta opção for selecionada, toda a rede é importada e deve ser importada em um documento Aimsun que contém apenas o modelo, ou seja, as classes de usuário, propósitos de viagem, tipos de via e tipos de faixa, etc. Se o modelo Saturn for importado como uma rede base duas vezes, será duplicado no documento Aimsun. Se esta opção não for selecionada, então, à medida que uma rede é importada, as diferenças entre a rede rodoviária serão detectadas e armazenadas como uma Substituição de Atributo ou como uma Configuração de Geometria que manterá apenas as diferenças entre as duas redes.

Os dados da rede importados do Saturn incluem os dados da rede rodoviária de links e nós com os planos de controle semafórico. As matrizes podem ser importadas separadamente ou podem ser importadas com a rede. A última opção, importação simultânea, é recomendada, pois o arquivo de rede contém parâmetros que modificam os valores das matrizes (ou seja, o parâmetro GONZO) que serão utilizados se as importações forem feitas simultaneamente, mas serão perdidos se forem feitas separadamente. O importador Saturn também criará as Funções de Atraso de Volume a partir dos dados armazenados na rede Saturn e importará arquivos de Rota Saturn.

Quando o arquivo DAT do Saturn é especificado, e antes que a rede seja importada, o arquivo é analisado para configurar as classes de usuário e tipos de veículos.

Importação de Rede

Os dados geométricos (incluindo planos de controle e rotas) são importados do arquivo de rede Saturn. As formas dos links são importadas adicionando um arquivo GIS do Saturn. Na área 77777 do arquivo GIS do Saturn, alguns pontos intermediários de link são definidos. Portanto, adicionar um arquivo GIS na janela implica que os links serão importados como poligonais e terão forma, em vez de serem links ponto a ponto.

Inicialmente, o modelo deve ser importado como uma "rede base" em um documento Aimsun vazio. A rede de transporte será criada de acordo com os nós e links no Modelo Saturn. Subsequentemente, se um modelo Saturn for importado e a opção Importar como uma Rede Base não for selecionada, então o processo de importação encontra as diferenças entre a rede importada e a rede atual e cria uma Substituição de Atributo ou uma Configuração de Geometria para manter as diferenças. Se a topologia da rede permanecer a mesma, ou seja, as mesmas seções rodoviárias estiverem presentes, mas por exemplo, os limites de velocidade mudaram, então as diferenças são armazenadas como uma Substituição de Atributo. Se a rede rodoviária tiver mudado, por exemplo, um cruzamento foi reengenheirado ou um novo layout de via foi introduzido, então as diferenças são armazenadas como uma Configuração de Geometria. Se o plano de controle semafórico tiver tempos diferentes na segunda rede importada, ele será importado como um novo plano de controle e receberá o nome do arquivo do qual foi importado para diferenciá-lo do plano de controle do modelo base.

O processo de importação do Saturn distingue entre três grupos de nós do Saturn: o primeiro grupo contém centróides; o segundo grupo contém cruzamentos prioritários, semáforos, nós fictícios, rotatórias e rotatórias com retorno, enquanto o terceiro grupo contém nós externos.

Existem dois tipos de centróides, centróides externos e centróides internos. Os centróides externos são usados para fornecer pontos de entrada de veículos na rede. Eles estão conectados às seções que terminam ou começam em nós externos. Esses nós não são transferidos para a rede Aimsun.

Centróides internos são usados para simular áreas de estacionamento de rede localizadas entre dois nós internos.

Rotatórias

Nós que são classificados como Tipo de Nó SATURN 2 (Rotatória) ou 5 (Rotatória com retorno) são importados como rotatórias. Nós do tipo 2 são assumidos como os nós constituintes de uma rotatória e são importados como nós individuais na rede Aimsun. Nós do tipo 5 são considerados uma única representação de nó SATURN de uma rotatória e são expandidos para uma rotatória de diâmetro circular com um diâmetro padrão de 5m, que pode ser editado manualmente para corresponder à topologia rodoviária real. Note que o SATURN não fornece informações sobre o diâmetro da rotatória ou qualquer layout mais detalhado para nós do tipo 5.

Seções Rodoviárias

Seções rodoviárias são importadas com os parâmetros especificados no arquivo Saturn e vinculam os nós finais apropriados. Note que o Saturn não precisa que as seções rodoviárias reflitam a geometria física da rede rodoviária, e portanto a rede será estilizada e o layout dos cruzamentos pode parecer abaixo do padrão. Isso só requer edição se a rede, ou uma sub-rede, for usada posteriormente em uma simulação dinâmica.

Se o comprimento de uma seção rodoviária incluir curvas e voltas, pode não ser igual à distância geométrica entre os nós. Portanto, cada seção rodoviária tem um atributo adicional do Saturn que define o comprimento real da seção.

As faixas da seção rodoviária são definidas dependendo do número de faixas especificadas e das bandeiras B e F, que são encontradas na descrição do link do arquivo .DAT. A bandeira B define uma faixa adicional exclusiva para ônibus e a bandeira F define uma faixa alargada adicional.

Tipos de Via

A aba Tipo de Via é usada para inferir o tipo de via a partir dos parâmetros SATURN para cada link usando os valores de velocidade ou capacidade para a seção importada para inferir seu tipo no modelo Aimsun.

Viras e Planos de Controle

Dentro do Saturn, faixas de origem específicas são atribuídas a viradas, mas não faixas de destino específicas, portanto, no modelo importado, as viradas se originam de um conjunto de faixas, mas terminam em todas as faixas de entrada na seção de destino. As prioridades de virada no modelo importado são atribuídas como são definidas na rede Saturn. O valor de fluxo de saturação do Saturn também é importado como um atributo "Fluxo de Saturação do Saturn" para cada virada.

Após cada fase, mas apenas se o tempo de intervermelho for maior que 0, um período de inter-fase é criado. O tipo de plano de controle é sempre Fixo e o valor de Offset é definido pelo arquivo da rede Saturn. O tempo de ciclo é o resultado da soma de todos os tempos de fase e períodos de inter-fase.

Classes de Usuário

Quando um arquivo de Rede SATURN é especificado, ele é aberto e as classes de usuário e classes de veículos são lidas a partir dele. Estas são usadas para preencher a lista de classes de usuários na aba "Classe de Usuário" da janela de importação, para que essas classes possam ser mapeadas para as classes no template Aimsun.

Importação de Demanda

Primeiro, para garantir que as matrizes sejam importadas corretamente, os identificadores externos de centróides do Aimsun devem ser editados para corresponder aos identificadores de centróides do Saturn, se isso não foi feito automaticamente na importação. Por padrão, quando uma rede Saturn é importada, centróides do modelo Saturn são criados no Aimsun Next com um nome interno "Cxxxxx" e um ID externo "xxxxx", onde "xxxxx" é o ID do centróide no arquivo DAT do Saturn.

Os arquivos de matriz são especificados individualmente e importados como arquivos de texto. Quantos arquivos de matriz forem necessários para as diferentes classes de usuários podem ser especificados. As matrizes devem ser descarregadas do arquivo .ums usando opções de descarregamento do Saturn. O importador Saturn só carrega matrizes em padrão de formato real ou em formato inteiro padrão. Embora seja aconselhável importar as matrizes e a rede simultaneamente, já que alguns parâmetros da rede também afetam as matrizes, é possível atualizar matrizes em um documento Aimsun existente em um momento posterior.

Os parâmetros Fator de PCU e Tempo Total de Simulação são usados para calcular o fator de multiplicação para a matriz. O primeiro define o fator de equivalência entre PCUs e VPH (Veículos por Hora), o segundo é usado para obter valores de matriz (viagens) para o tempo total de simulação.

O arquivo de matriz deve ser uma matriz de viagens criada no SATURN e contendo os seguintes registros de cabeçalho:

• RUN runname
• &PARAMS NROWS=nc,NCOLS=nc,MPNEXT=T, &END
• TRIPS PCUH
• matrixname

Esse cabeçalho é seguido pelas viagens da zona, no formato "zona de origem, lista de taxas de viagem". Veja o Manual do SATURN v11.3.10, seção 4.1 para mais detalhes.

Importação do Estado de Tráfego

O modelo Aimsun pode usar um Estado de Tráfego para fornecer os fluxos em uma simulação. Isso requer que os dados do modelo SATURN sejam fornecidos em um arquivo TXT no seguinte formato:

• Cols 1-5 nó de origem (A)
• Cols 6-10 nó central (B)
• Cols 11-15 nó de destino (C ou D)
• Cols 16-29 fluxo

Se algum desses nós for um centróide, uma tag 'C' deve ser adicionada na primeira coluna do nó (coluna 1 no nó de origem e coluna 11 no nó de destino).

Esses dados são então importados com o Modelo SATURN.

Importação de Funções de Custo

O importador SATURN criará uma função padrão SATURN VDF que lê parâmetros das seções rodoviárias e retorna um atraso relacionado ao volume para essa seção rodoviária. Os parâmetros lidos do arquivo SATURN são:

• Link de Zona de Buffer
• Poder de Atraso de Fluxo
• Condição de Tempo de Velocidade Livre
• Capacidade de Tempo de Velocidade
• Capacidade de Empilhamento
• Custos de Classe de Usuário ( PPM PPK)
• Comprimento do Link

Esses valores são mantidos como atributos da seção rodoviária:

O parâmetro de capacidade de empilhamento para um link indica o espaço disponível para filas na seção, uma simplificação da edição de geometria para estimar o espaço na rodovia. Esses valores podem ser negativos para indicar que uma "cadeia de links" não pode se estender através deste link, o que afeta o comportamento de bloqueio. O valor absoluto da capacidade de empilhamento é usado para estimar o atraso de volume.

O registro 88888 no final de um arquivo de dados SATURN especifica os valores de PPM e PPK usados no custo generalizado para cada tipo de veículo referindo-se ao "Pence por Minuto" e "Pence por Quilômetro".

O Comprimento do Link SATURN é usado como uma correção ao comprimento calculado da seção rodoviária. Se nenhuma geometria for importada, a distância em linha reta entre nós pode ser menor do que a distância real em uma estrada sinuosa. Esse atributo corrige esse valor.

Importação de Rotas

Dois tipos de rotas diferentes podem ser importados de um arquivo de rede SATURN. O primeiro define Linhas de Transporte Público, o segundo define caminhos entre dois centróides.

Rotas de Transporte Público

Ao importar Linhas de Transporte Público, veículos de ônibus são atribuídos às rotas como a opção padrão. Faixas de transporte reservadas no lado mais direito ou esquerdo são geralmente definidas, dependendo do parâmetro LEFTDR.

O valor médio é calculado a partir do valor da frequência de ônibus, que é especificado no arquivo da rede. No SATURN, a frequência é especificada em veículos/hora, no Aimsun Next, é necessário o inverso da frequência em minutos entre ônibus.

Rotas OD

Rotas OD são usadas para fornecer caminhos estáticos para os veículos seguirem. Elas são importadas de um arquivo .TRP especificado na aba "Arquivos Extras" da janela de importação e formam um objeto de caminhos Aimsun.

Arquivo KNOBS

Um arquivo KNOBS do SATURN é uma fonte de dados adicionais para as seções, viradas e centróides no modelo. O arquivo KNOBS é um arquivo de texto com um separador definido entre os campos ( , ; :) e uma escolha de formatos especificados pelo parâmetro *DUTCH". Consulte os capítulos 6 e 15 do manual do Saturn para as duas opções de formato.

Quando um arquivo KNOBS é adicionado à lista, os mapeamentos entre os campos no arquivo e os atributos da seção, virada ou centróide devem ser fornecidos; a janela de mapeamento KNOBS é exibida automaticamente quando um arquivo é selecionado.

As colunas no arquivo KNOBS são listadas e atributos de uma seção, virada ou centróide selecionados para receber os valores importados. Para adicionar um novo atributo para manter os dados KNOBS de uma coluna, selecione Novo e rotule o novo atributo Aimsun.

Os dados podem ser importados diretamente sem tradução usando a opção "Coluna Direta", também pode ser traduzido ao importar, por exemplo, traduzindo o tempo de viagem em velocidade para uma seção. O atributo de destino também pode ser refinado por faixa ou classe de veículo.

Exportando do Aimsun Next para o SATURN

Exportar para o SATURN a partir do Aimsun Next pode ser usado para fornecer um arquivo de rede esquelético e um conjunto de arquivos de matriz adequados para entrada no SATURN. A seleção do plano de controle, transporte, configurações de geometria e a demanda para a rede e a exportação das matrizes é controlada por selecionar um cenário que tenha os objetos apropriados especificados.

A janela de exportação é usada para selecionar o cenário, a pasta de destino para os arquivos exportados e os nomes dos arquivos a serem utilizados.

Exportando uma Rede para o SATURN

O arquivo de rede contendo dados geométricos com os planos de controle para cada nó semafórico é exportado. Não é necessário especificar a extensão do arquivo, esta interface gera sempre arquivos 'DAT'. Apenas planos de controle fixos são exportados do Aimsun Next para o SATURN.

Exportando Matrizes OD para o SATURN

A exportação de matrizes do Aimsun Next gera quantos arquivos forem necessárias para as Matrizes OD definidas no objeto de demanda de tráfego especificado no cenário escolhido. Estes são nomeados "Nome do Arquivo de Matriz valor"+X, onde X é o número da matriz que foi exportada. Todos os arquivos gerados conterão uma única Matriz OD com o parâmetro LONG inicializado como TRUE (ver Manual do Usuário do SATURN, capítulo 4).

Exportação da Área de Parâmetros

Os seguintes parâmetros são inicializados com seus valores padrão:

• DUTCH = F
• KNOBS = 0
• KONAL = 0
• IFCC = T
• IFRL = F
• NO333C = F
• MAXZN = 500
• LEFTDR = T
• XYUNIT = 1.00
• EZBUS = F
• NOMADS = 1
• GONZO = 1.0
• SPEEDS = T
• XYFORM = 5

Exportação da Área de Nós, Viradas e Links

Todos os nós (incluindo centróides) têm seu próprio id vinculado a um id externo do Aimsun, para que o usuário possa verificar se o processo de exportação está correto. A única exceção são os nós externos. A figura abaixo mostra duas seções conectadas a um centróide; o Aimsun Next não precisa criar nenhum nó, portanto, um id adicional é gerado para cada seção.

Os fluxos de saturação de cada virada são calculados usando a fórmula TRL RR67:

SatFlow (pcu/h) = (1940 + 100\*( larguraLink(m)-3.25 ) + SE( LadoPerto? = ’N’; 140 ) – 
42\*gradiente(%) – SE( Oposto?=’Y’;230 )) / (1 + ( 1.5\*ProporçãoVirada / SE(RaioParaVirada=0;1;RaioParaVirada) )) \* nbFaixas

Onde:

• LadoPerto? – Verdadeiro se o link tiver a faixa mais lenta da seção como uma de suas faixas.
• Oposto? – Verdadeiro se o link tiver um link que intersecta com ele e tem seu tempo verde na mesma fase.
• RaioParaVirada em uma virada – max(d1, d2).
• RaioParaVirada em um link – min (Raio da virada de cada virada no link).

Exportação de Conexões de Centróide

Esta área contém as conexões de centróides.

Exportação da Área de Posição de Nós

Esta área contém as posições dos nós. Todos os nós SATURN têm suas coordenadas no intervalo de 0 a 99999, então redes que excedam essa caixa delimitadora não serão carregadas corretamente no SATURN.

O procedimento para calcular as coordenadas para os pontos do SATURN é o seguinte:

• Calcular a coordenada mínima X e a coordenada mínima Y.
• Subtrair esses valores de todas as coordenadas dos pontos (coordenadas x e y respectivamente).

Como resultado desse procedimento, todos os pontos no modelo Aimsun Next são movidos para a caixa delimitadora mínima definida pelos pontos (0,0) e (X max, Y max). Se Xmax e Ymax forem menores ou iguais a 99999, então todos os pontos serão exportados corretamente para o SATURN; caso contrário, haverá alguns pontos fora dos limites.

Exportação da Área de Transporte Público

Esta área é preenchida usando o seguinte formato:

• Cols. 2 - 5 O "nome" da rota (que pode, para o SATURN 9.1, ser alfanumérico quando anteriormente era apenas numérico).
• Col. 6 Este campo não é inicializado.
• Cols. 7 - 10 A frequência da rota em ônibus por hora (que poderia ser zero para rotas de veículos).
• Cols. 11 - 15 O número de nós através dos quais a rota passa, o que especifica a quantidade de entradas de nós que seguem.
• Cols. 16 - 20 O primeiro nó na rota.
• Cols. 21 - 25 O segundo nó na rota, etc. até a coluna 80.