SUMO bilan harakat simulyatsiyasi va chorrahalarni kuzatish

3. SUMO bilan harakat simulyatsiyasi va chorrahalarni kuzatish
Biz chorrahadagi svetoforni boshqarish masalasiga gibrid algoritm yordamida qurilgan modelni qo'llaymiz. Kirish navbatlarining berilgan qiymatlari uchun boshqaruv algoritmi navbat tugashining umumiy vaqtini minimallashtirib, svetofor fazasining joriy uzunligining optimal qiymatini topadi.
Tegishli ishlarda, masalan, 5,6-moddalarda mualliflar faza davomiyligini sozlash uchun maxsus algoritm yordamida svetoforni boshqarishning shunga o'xshash muammosini hal qilishadi. Muayyan svetoforni boshqarish masalasiga universal boshqaruv algoritmini qurish va qo'llashda biz teskari yondashuvni qo'llaymiz.
Modelni o'rgatish uchun biz trafik simulyatsiyasi paketidan olingan simulyatsiya ma'lumotlaridan foydalandik - Shahar mobilligini simulyatsiya qilish (SUMO)3. SUMO - bu murakkab transport tizimlarini simulyatsiya qilish imkonini beruvchi tizim. U mikroskopik simulyatsiya yondashuviga asoslangan bo‘lib, unda avtomobilning har bir harakati harakatning ko‘p jihatlarini, masalan, tezlik, tezlashuv, haydovchining reaksiya kechikishi va hokazolarni hisobga oladigan analitik model yordamida aniq nazorat qilinadi. Shuningdek, u avtomobilning har bir harakati uchun qulayliklar yaratadi. murakkab simulyatsiya stsenariylarini bajarish - deklarativ spetsifikatsiya. tarmoq tuzilmalari, shuningdek, transport vositalari va svetoforlarning holatini interaktiv monitoring qilish.
SUMO dan fizikaga asoslangan trafikni modellashtirish uchun asos sifatida foydalanib, biz 2-qismda tasvirlangan gibrid algoritmdan foydalanadigan o'z harakatimizni simulyatsiya qilish va kesishmalarni boshqarish dasturiy paketini yaratdik. Uning manba kodi onlaynda mavjud8. U quyidagi xususiyatlarni qo'llab-quvvatlaydi:
1) Murakkab simulyatsiya stsenariylarini yarating va ularni SUMO yordamida bajaring.
2) Svetofor holatini nazorat qilish rejimida yoki sobit fazali rejimda kuzatish.
3) Kesishma sig'imini o'lchash.
Keyinchalik, biz modelni o'rgatish va kesishish sig'imini o'lchash uchun ma'lumotlarni yig'ish usullarini, shuningdek boshqaruv rejimidan foydalangan holda bajarish natijalarini batafsil tavsiflaymiz.
Modelni o'qitish uchun simulyatsiya ma'lumotlari chorrahaning har bir yo'nalishi uchun navbat o'lchamlarini, simulyatsiyada ishlatiladigan svetoforning belgilangan bosqichlarini va simulyatsiya chiqishi - barcha navbatlar tugaguniga qadar simulyatsiya davomiyligini o'z ichiga olgan namunalardan iborat. Biz bir nechta shunday namunalarni yaratamiz, har bir simulyatsiyani bajaramiz va uning davomiyligini o'lchaymiz.
Ruxsat etilgan faza rejimiga nisbatan nazorat qilish rejimining samaradorligini baholash uchun ikkala holatda ham kesishish imkoniyatlarini o'lchashimiz kerak. O'tkazish qobiliyatini baholashning ikkita usulini taklif qilamiz.
Birinchi baho biz o'quv ma'lumotlarini yig'ishda foydalanganimiz kabi simulyatsiya stsenariysida hisoblanadi. Ruxsat etilgan navbatlarni o'rnatamiz, svetoforni boshqarish yoki qattiq faza rejimini qo'llaymiz va barcha navbatlar tugaguncha simulyatsiya davomiyligini o'lchaymiz. Har bir transport vositasining chorrahadan o'tishi uchun zarur bo'lgan vaqtga bo'lingan umumiy navbat hajmi sifatida sig'imning taxminiy qiymati:
throughput = (total size of queues) /(duration of simulation) (7)
o'tkazish qobiliyati = (navbatlarning umumiy hajmi) / (simulyatsiya davomiyligi)
Bunday baholash natijasi issiqlik xaritasi shaklida ko'rsatilgan - 3-rasm. Biz nazorat rejimida va belgilangan faza rejimida erishilgan nisbiy o'tkazuvchanlik qiymatlarini ikki yo'nalishdagi har bir navbat o'lchami juftligi uchun taqqoslaymiz. Har bir issiqlik xaritasi xujayrasi simulyatsiya uchun dastlabki holatlar to'plamini ifodalaydi. Dastlabki holatlar har bir yo'nalishdagi barcha navbatlardan iborat: . Masalan, katakcha (10, 6) va boshlang'ich qiymatlariga mos keladi. Noldan katta issiqlik xaritasi qiymatlari sobit faza rejimiga nisbatan boshqaruv rejimining yuqori ishlashiga mos keladi.
3-rasm. Issiqlik xaritasi
Imkoniyatlarni baholashning yana bir usuli tirbandlikni aniqlashga asoslangan. Biz simulyatsiyani shunday o'rnatamizki, har bir yo'nalishdan har bir sekundda kesishmaga doimiy miqdordagi transport vositalari keladi, shuning uchun ikkita oqimning nisbati belgilanadi va maqsadli quvvat oldindan belgilanadi. Biz simulyatsiya paytida yo'llarning holatini kuzatib boramiz va transport vositalari endi belgilangan tezlikda kela olmasligini aniqlaganimizdan so'ng (chorrahaga kiraverishda tirbandlik bor), biz simulyatsiyani to'xtatib, qiymatni pasaytirishga harakat qilamiz. qiymat topamiz. etarli vaqt davomida tirbandlik bo'lmagan joyda. Berilgan oqim nisbati uchun maksimal o'tkazuvchanlikni topish algoritmi quyida tavsiflangan:
1) Yo'nalishlardan biri uchun ataylab katta oqim tezligini tanlang (bizning chorraha o'lchami, avtomobil tezligi va tezlashuv parametrlari uchun sozlamalarimizda 1 avtomobil/sek)
2) Biz simulyatsiyani amalga oshiramiz va vaqti-vaqti bilan joriy o'tkazuvchanlikni o'lchaymiz - sekundiga qancha avtomobil chorrahaga yaqinlashadi (o'rtacha vaqt oralig'i 30 soniya)
3) Agar o'lchangan ishlash qiymati kutilgan qiymatdan past bo'lsa:
ожидаемая пропускная способность = значение потока * (коэффициент потоков + 1) kutilgan o'tkazuvchanlik = oqim qiymati * (ip koeffitsienti + 1)
затем остановите моделирование, уменьшите значение расхода и повторите шаг 2. keyin simulyatsiyani to'xtating, oqim tezligini kamaytiring va 2-bosqichni takrorlang.
4) Agar etarlicha uzoq vaqt davomida (bizning sozlashimizda 20 daqiqa) o'lchangan o'tkazuvchanlik qiymati kutilgan qiymatga teng bo'lsa, biz algoritmni to'xtatamiz - berilgan oqim nisbati uchun maksimal o'tkazish qiymati topiladi.
Ushbu baholash natijalarini taqdim etish uchun biz ikki yo'nalishda turli oqim nisbatlari uchun o'lchovlarni amalga oshirdik va natijani sobit fazali svetofor rejimi bilan taqqosladik - 4-rasm.
4-rasm. O'tkazish qobiliyati
Ko'rib turganimizdek, nazorat qilish rejimi past oqim nisbatlarida sobit faza rejimidan sezilarli darajada ustundir. Bu natija oddiy mulohazalarga mos keladi - bir oqim boshqasidan sezilarli darajada past bo'lsa, lekin fazalar belgilangan bo'lsa, quyi oqim navbati tugaydigan va bunday davr uchun o'tkazuvchanlik qiymati nolga teng bo'lgan davrlar mavjud.
Birinchi o'tkazish qobiliyatini baholash usuli bilan solishtirganda, biz endi nazorat rejimi uchun yaxshiroq natijalarni ko'ramiz. Sababi, ikkinchi baho ancha uzoq vaqt davomida hisoblab chiqiladi, birinchi smeta esa faqat nazorat rejimining qisqa muddatli bajarilishini ko'rsatadi.
|