Bezpečnost a plynulost provozu na křižovatce a kruhovém objezdu

Zadání

V simulaci bude možnost zobrazení klasické křižovatky nebo kruhového objezdu. U křižovatky bude možné nastavit přehlednost křižovatky. Agenti (auta) budou jezdit po silnicích a na křižovatce / kruhovém objezdu se budou řídit pravidly silničního provozu. Na základě vstupní pravděpodobnosti porušení pravidel silničního provozu, příp. přehlednosti křižovatky agenti buď křižovatkou projedou podle předpisů nebo křižovatkou projedou a zároveň jeden nebo více agentů nebude postupovat podle předpisů nebo křižovatkou neprojedou a dojde ke kolizi.

Klíčové výstupy

• Sledování počtu nehod na křižovatce vs. kruhovém objezdu,
• sledování plynulosti provozu.

Metoda

Typ simulace: Multiagentní

Použitý nástroj: NetLogo 5.2

Nejvhodnější metodou simulace je použití multiagentní simulace, kde agenti představují auta v provozu a řídí se předem definovanými pravidly.

Informace o modelu

Tato sekce obsahuje informace uvedené v samotném souboru modelu pod záložkou "Info".

CO JE TO?

Simulace má za cíl porovnat bezpečnost klasické křižovatky s kruhovým objezdem z hlediska zapříčinění nehod řidiči, kteří poruší pravidla. Je zcela abstrahováno od chyb z nepozornosti apod. U klasické křižovatky je navíc sledována její přehlednost a zda má přehlednost vliv na nehodovost.

Po silnicích se pohybují agenti (auta) a na křižovatce či kruhovém objezdu se rozhodují jakým směrem se vydají. Zelená auta ctí pravidla silničního provozu, kdežto hnědá auta tato pravidla zcela ignorují.

JAK TO FUNGUJE

Pro účely popisu modelu definujme tři termíny (agenty):

• POSLUŠNÍ respektují pravidla provozu (viz Definice pravidel provozu),
• NEPOSLUŠNÍ nerespoektují pravidla provozu,
• VŠICHNI = POSLUŠNÍ + NEPOSLUŠNÍ

Definice pravidel provozu

• Auta přijíždějící z vedlejší silnice zastavují u červené čáry symbolizující dopravní značku “stůj, dej přednost v jízdě”.
• Při odbočování vpravo mají přednost pouze vozidla přijíždějící zleva po hlavní silnici.
• Při odbočování vlevo mají přednost protijedoucí vozidla. Pokud se vozidlo nachází na vedleší silnici, dává navíc přednost všem vozidlům na hlavní.
• Při průjezdu křižovatkou (bez odbočování) dávají přednost pouze vozidla přijíždějící z vedlejší silnice a to všem vozidlům na hlavní.
• Odbočují-li dvě proti sobě jedoucí vozidla vlevo, přednost si nedávají, ale míjejí se.
• Pokud nějaké auto již zahájilo úkon odbočování vlevo (nachází se tedy v křižovatce), všechna ostatní vozidla mu dávají přednost kromě protijedoucího vozidla odbočujícího rovněž vlevo* (viz předchozí bod).
• Při nájezdu na kruhový objezd mají přednost vozidla nacházející se v kvadrantu nalevo od odbočujícího vozidla.

(*) V reálném světě by mělo vozidlo, které odbočuje vlevo a již se nachází ve vozovce dát přednost protijedoucím vozidlům, nicméně jedná se o stejné pravidlo, jako když tomuto vozidlu dá přednost vozidlo protijedoucí. Bude-li jeden z těchto řidičů NEPOSLUŠNÝ, ke kolizi dojde se stejnou pravděpodobností ať bude neposlušným odbočující nebo přijíždějící z protisměru.

Další pravidla

• VŠICHNI dodržují bezpečné rozestupy, tj. alespoň 4 “patches”.

Pravděpodobnostní veličiny (nemodifikovatelné)

• Auto přijede po hlavní silnici: 2/3
• Auto přijede po vedleší silnici: 1/3
• Auto odbočí vlevo: 1/3
• Auto odbočí vpravo: 1/3
• Auto sjede z kruhového objezdu: 1/2

Pravděpodobnostní veličiny (modifikovatelné)

• Poslušnost (obeying-rules): 100% vygeneruje pouze poslušné řidiče (zelená auta), kdežto 0% vygeneruje pouze neposlušné řidiče (hnědá auta).
• Pravděpodobnost příjezdu nových aut (new-cars-frequency): 100% vygeneruje nové auto v průměru na každé čtvrté tiknutí (tick), 0% negeneruje žádná auta.

Statické veličiny (modifikovatelné)

• Maximální množství aut vyskytujících se na scéně (max-cars) nastavitelné v rozsahu 0 - 20.
• Viditelnost (visibility) nastavuje pomyslnou linii od které auto začne být viditelné. To lze zpozorovat změnou popisku u auta z “distant” na “south”, “north”, “east” nebo “west”, tedy označení světové strany z které vozidlo přijíždí. Od této chvíle dává POSLUŠNÝ řidič viditelnému vozidlu přednost, pokud viditelné vozidlo přednost má. Pozn.: Platí pouze pro klasickou křižovatku, u kruhového objezdu se předpokládá, že na něj je vidět (jinými slovy, není nutný rozhled mimo kruhový objezd).

Autonehody

K autonehodě dojde v případě, kdy se na bezprostředně sousedícím “patchi” auta v křiřovatce rovněž vyskytuje jiné auto. V takovém případě auto zčervená a zmizí.

Monitory

• Počet vozidel (cars-count): aktualní množství aut na scéně.
• Nehody (accidents): celkový počet dopravních nehod.
• Projeli (went-through): celkový počet aut, která projela křižovatkou bez nehody.
• Každé x-té auto havaruje (every x-th car crashes): indikátor vyjádřen vzorcem (went-through + accidents * 2) / accidents - Score: předchozí monitor (indikátor) zanesen do grafu

Číselné vstupy

• Limit: nastavuje maximální počet aut, která mohou projet křižovatkou / přes kruhový objezd. Po dosažení tohoto limitu se simulace zastaví.

JAK SIMULACI POUŽÍT

Interface (rozhraní) již bylo popsáno v předchozí části. Nejprve je nutno zvolit typ křižovatky (intersection-type), kliknout na “setup” a poté “go”. Pro rychlou analýzu různých scénářů je vhodné nastavit “limit” a simulaci urychlit odškrtnutím check-boxu “view updates”.

MOŽNOSTI ROZŠÍŘENÍ MODELU

• Další typy křižovatek,
• různé rychlosti vozidel,
• reakce agentů na hrozící nebezpečí

Výsledky

TODO

Závěr

TODO

Kód

File:Crossroads.nlogo