Doprava na semaforové křižovatce a kruhové křižovatce

Tato stránka je slouží jako Výzkumná zpráva simulace "Doprava na semaforové křižovatce a kruhové křižovatce" k semestrálnímu projektu pro předmět 4IT495 Simulace systémů (LS 2022/2023) na VŠE v Praze.

Definice problému

Na souřadnicí "49°57'39.9"N 14°31'31.1"E" je kruhová křižovatka, která je ráno ve špičce plná co se týče vjezdu z jihu. Mezi 6:00 a 9:00 se stává že se tvoří dlouhé fronty na vjezdu z jihu v průměru 60 aut. Otázka zní "Pokud by na tomto místě byla semaforová křižovatka, byly by ranní zácpy stejně dlouhé?".

Metoda

Pro vytvoření simulace Doprava na semaforové křižovatce a kruhové křižovatce zvolíme aplikaci NetLogo. Tato aplikace je vysoce vhodná díky svému specializovanému prostředí pro modelování a simulaci komplexních systémů. S pomocí programovacího jazyka v NetLogu můžeme přesně definovat chování vozidel, semaforů a pravidel provozu. Díky vizualizaci v reálném čase budeme moci sledovat pohyb vozidel a změny na semaforech, což nám poskytne důležité informace o chování dopravy. NetLogo také umožňuje zkoumat různé scénáře a parametry dopravy, což nám poskytne možnost analyzovat a optimalizovat provoz na křižovatkách. Celkově je aplikace NetLogo ideálním nástrojem pro vytvoření simulace dopravy na semaforové křižovatce a kruhové křižovatce díky svému specializovanému prostředí, programovacímu jazyku a možnostem vizualizace a analýzy.

Model

Samotný model má rozměry 200x100 patchů a je ze všech stran uzavřený.

Agenti

Simulace obsahuje dva typy agentů, který jsou si velmi podobný. A to jsou:

Auta na kruhové křižovatce

Auta se pohybují po kruhové křižovatce. Před křižovatkou se pohybují ve směru vstupních bodů. Na křižovatce se pohybují to kružnici pomocí této procedůry:

to move-along-circle
   let var (pi * true-radius / 180) * 100
   fd 1
   rt  -1 / var * 100
end

Tato procedura vypočítá správný úhel pomocí kterého se auto na okrohu otočí a pohne auto dopředu. Potom když se auto dostane dostatečně blízko místa kde má odbočovat auto změní směr na finální destinaci a jede rovně až dokonce kde auto zmizí ze simulace.

Auta na semaforové křižovatce

Logoka pro auta která jedou po semaforové křižovatce mají trošku jednoduší logiku, jelikož nemusí jezdit po kružnici. Rozdíl je v tom že na křižovatce prostě jedou přímo do exitu křižovatky.

Kolize s mezi auty

Kolize byli kustomizovány pro jednotlivé případy a není na ně prostor v této zprávě. Hlavní poznatek je že jsem využil "in-cone" funkce zvláště z důvodu kontroly kolize na kruhové křižovatce místo normálního "turtle-ahead".

Parametry

Model obsahuje několik nastavitelných parametrpů.

Pro semaforovou křižovatku

čas v ticích jak dlouho budou jednotlivé semafory zelené:

• light-west-east-timer
• light-north-south-timer
• light-west-timer-extra
• light-north-timer-extra
• light-east-timer-extra
• light-south-timer-extra

Pro kruhovou křižovatku

• roundabout-radius - radius kruhové křižovatky

Přijíždění aut

Přijíždění aut bylo na tvrdo nastaveno v modelu jelikož se náše simulace týká pouze jedné situace. Počet příjezdů jsou zmíněny ve zdrojích.

Výsledky

V rámci výsledků bych rád upozornil na graf "went through" který znázorňuje kolik aut prošlo jakýma křižovatkami.

Červená znázornuje kruhovou křižovatku a zelená semaforovou s mnou nastavenými parametry. Pokoušel jsem se najít lepší nastavení pro semaforovou křižovatku, ale lepší jsem nenašel. Čtenář může zkusit najít lepší.

Závěr

Jak je vydět z grafu kruhová křižovatka performuje lépe v mojí simulaci lépe než semaforová křižovatka. Což možná ruší mojí hypotézu. Ale to je jenom pro standartní semaforovou křižovatku, pokud by se křižovatka zvětšila, byl by přidán odbočovací pruh, možná přidalo se výce pruhů situace by byla jiná, ale to je myšlenka do rozšíření práce.

Zdroje

Epirické spočítání vjezdů a výjezdů. Do křižovatky přijíždí do jednotlivých vjezdů a z nich vyjíždí každou minutu podle teto tabulky:

Vjezdy a výjezdy

Vjezd	Vjezd aut	Výjezd Sever	Výjezd Západ	Výjezd Jih	Výjezd Východ
Sever	5	0	1	3	1
Západ	10	6	0	1	3
Jih	23	16	1	0	6
Východ	5	2	1	2	0

Kód

File:Lamj00.nlogo