ITS1 - Seminar

7/21/2019 ITS1 - Seminar

http://slidepdf.com/reader/full/its1-seminar 1/16

SVEUČILIŠTE U ZAGREBUFAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

Nino Korent

DINAMIČKO MODELIRANJE PROMETNIH

TOKOVA

SEMINAR INTELIGENTNI TRANSPORTNI SUSTAVI I



Zare!" #$%&'Sveučilište u Zagrebu

Fakultet prometnih znanosti

SEMINARSKI RAD

DINAMIČKO MODELIRANJE PROMETNIHTOKOVA

Mentor prof. dr. sc. Pero Škorput



prof. dr. sc. Sadko Mand!ukaStuden

t"ino #orent$ %%&'()&*'&

Zagreb$ *%('.

Sadržaj1 Uvod.........................................................................................................................4

2 Modeliranje prometnog toka....................................................................................6

2.1 Makroskopski modeli prometnog toka..............................................................6

2.2 Mikroskopski modeli prometnog toka..............................................................83 Dinamički sustavi modeliranja prometa...................................................................9

3.1 Simulaijski modeli...........................................................................................9

3.2 Deterministički matematički modeli...............................................................1!

3.3 Sto"astički matematički modeli......................................................................11

4 Metodologija proved#e simulaije.........................................................................13

$ %aključak................................................................................................................1$

&iteratura.......................................................................................................................16

1



2 Uvod

'eorija prometni" tokova je (nanost koja proučava (akonitosti kretanja motorni"vo(ila u prometnom toku. )retanje vo(ila ovisi o #rojnim *aktorima (#og čega i opisivanje

(akonitosti predstavlja vrlo slo+en proes. ,aj(načajniji *aktori koji utječu na način kretanjavo(ila u prometnom toku su- veličina prometnog toga karakteristike toka vo(nodinamičkekarakteristike vo(ila psi"o*i(ičke oso#ine i motiviranost vo(ača karakteristike sistema (aupravljanje i kontrolu prometa te uvjeti okoline. /stovremeno djelovanje vi0e navedeni"*aktora utječe na slo+enost opisivanja (akonitosti kretanja vo(ila u prometnom toku adodatno je potenirano i činjeniom da su osnovni utjeajni *aktori promjenjljivi u prostoru ivremenu. %#og navedeni" ra(loga rje0enja (a opisivanje kretanja vo(ila u promentom tokunaena su u modeliranju. ri tom su se tijekom vremena (#og ra(ličitog načina opisivanjara(vili modeli (a dvije osnovne podjele vrste toka-

1. ,eprekinuti tok ne postoje vanjski utjeaji koji mogu prou(ročiti prekide toka prekidi toka su isključivo uvjetovani interakijom vo(ila

2. rekinuti tok dola(i do povremeni" (austavljanja toka uslijed načina kontrole prometom

S o#(irom na ra(ličite uvjete odvijanja toka na pojedinim elementima estovne mre+edanas se teorija prometnog toka #avi opisivanjem odvijanja prometa na otvorenim dioniamaautoeste (atim na pote(ima sila(no5ula(ni" rampi na autoestama pote(ima vangradski" igradski" dvosmjerni" esta sema*ori(iranim i nesema*ori(iranim raskri+jima.

ri anali(i i ojeni *unkioniranja prometne dionie koriste se kriteriji stupnja(asienosti i ra(ine uslu+nosti.

Stupanj (asienosti predstavlja odnos prometne potra+nje i propusne moi promatranog privo(a raskri+ja dok se ra(ina uslu+nosti odreuje na temelju prosječno(aka0njenja vo(ila. 7merička metoda (a anali(u propusne moi M 2!!! koja se

preporučuje (a primjenu u rvatskoj de*inira 0est ra(ina uslu+nosti s o#(irom na veličinu prosječnog (aka0njenja pojedinog vo(ila. Smatra se da je (a raskri+ja pri"vatljiva ra(inauslu+nosti :; a kao krajnja točka pri"vatljivosti u(ima se ra(ina uslu+nosti :D;.

Tablica 1 Razina uslužnosti raskrižja

4



,a temelju stupnja (asienosti i ra(ine uslu+nosti mogu se utvrditi kritična mjesta na prometnoj mre+i anali(iranog područja a (atim ispitati utjeaj ra(ličiti" mjera (a po#olj0anjestanja. Uspored#om re(ultata pojedini" varijatni mo+e se dati prijedlog (a najpovoljnijerje0enje.

,ajče0e se koriste pojednostavljeni prika(i realni" prometni" sustava. Sustav jei(dvojeni dio stvarnog svijeta koji istra+ujemo. Sastoji se od vi0e dijelova komopnenataelemenata pove(ani" u svrsis"odnu jelinu koji se mogu ra(lučiti i sposo#ni su meuso#nodjelovati. Stanje sustava u #ilo kojem trenutku odreeno je trenutnim stanjem svi"komponenata koje tvore sustav. )omponente sustava mogu #iti statičke ili dinamičke. Svakoeksperimentiranje s realnim sustavom u ilju utvrivanja njegovi" karakteristika i pona0anjao#ično je kompleksan dugotrajan i skup proes a često i nije mogu. %ato se u tu svr"uslu+imo modeliranjem i simulaijom pomou koji" mo+emo do tra+eni" podataka doi

jednostavnije #r+e i je*tinije.

Svr"a modeliranja i simuliranja realnog sustava le+i u utvrivanju karakteristika i

pona0anja promatranog sustava #e( da moramo raditi i(mjene i na realnom sustavu 0to čestoi(iskuje velike investiije a najče0e nije ni mogue. Model je pojednostavljenarepre(entaija realnog sustava koji predstavlja područje na0eg interesa i *okusiran je naelemente koji su #itni (a i(radu anali(e. Modeli mogu #iti *i(ički ili apstraktni ali (a potre#e

prometa područje interesa je na apstraktnim matematičkim modelima. Matematički modelimogu #iti veoma kompleksni i (a"tijevaju veliku količinu ula(ni" podataka a rade se naosnovi neke teorije koja pove(uje realni sustav i njegov model. Modeli nastaju u( postavljanjeodreeni" predpostavki i simpli*ikaije u( ključne elemente teorije a sposo#nost i(#oraodgovarajueg modela i njegovu prilagod#u promatranom pro#lemu predstavljaju glavnielement postupka planiranja.

$



3 Modeliranje prometnog toka

Modeliranje prometnog toka podra(umijeva de*iniranje odnosa i(meu osnovni" paramteara toka #r(ina v gustoa k, inten(itet toka q. )onkretno ra(voj modela prometnog

toka o#ično (a"tijeva de*iniranje nekoliko relaija.5 <pe jednad+#e prometnog toka gdje je prometni tok jednak umno0ku #r(ine i

gustoe q= v = k)

5 >ednad+#e očuvanja vo(ila gdje ra(lika i(meu #roja vo(ila koja su u0la na promatranu dioniu i oni" koja su i(a0la u nekom vremenskom intervalu moraodgovarati promjeni #roja vo(ila du+ promatrane dionie

5 Utvrivanje odnosa i(meu #r(ine i gustoe ili gradijenta odnosa toka i gustoe

%#og slo+enosti prometnog toka na čije odvijanje utječe vi0e *aktora do danas ne postoji jedinstvena teorija temeljem koje se tok modelira ve je veina predlo+eni" modela

do#ivena na temelju empirijski" podataka. <visno na kojoj se ra(ini promatraju karakteristike prometnog toka modeli prometnog toka mogu se podijeliti u dvije osnovne kategorije.Makroskopski i mikroskopski modeli.

Makroskopski modeli opisuju pona0anje ukupnog prometnog toka koristei prosječnevrijednosti #r(ine gustoe i inten(iteta toka promatrajui ga kao kontinuiranu jelinu dokmikroskopski pristup pola(i od promatranja (akonitosti kretanja pojedini" elemenata toka tj.

pojedini" vo(ila i nji"ove interakije te se ovi modeli jos na(ivaju i modeli slijeda vo(ila.

%#og drugačije ra(ine promatranja kod ove dvije kategorije ra(likuju se i osnovni paramteri koji se koriste (a opisivanje prometnog toka. 'ako su makroskopske karakteristike

#r(ina gustoa i inten(itet toka dok mikroskopski modeli kao parametre koriste individualnu #r(inu pojedinog vo(ila udaljenost vo(ila i vrijeme slijeda.

3.1 Makroskopski modeli prometnog tokaočetak ra(voja modela prometnog toka ve+e se (a tridesete godine pro0log stoljea

kada (apočinju nastojanja utvrivanja matematičke ve(e i(meu osnovni" makroskopski" parametara. rvi radovi #ili su usmjereni na utvrivanje *unkionalne (avisnosti i(meu #r(ine i gustoe i to kao jednore+imski" modela u uvjetima ne(asienog toka kada je tokmanji od kapaiteta i u uvjetima (asienog toka kada tok nadila(i kapaitet te dola(i do

(agu0enja promatranog elementa prometnog sustava. ?e(ultati primjene jednore+imski"modela potakli su stručnjake da odnos #r(ina5gustoa prika(u kom#inaijom dvaju ili vi0emodela. ose#no i" je (animala domena mali" gustoa i domena veliki" gustoa 0to jedovelo do ra(voja vi0ere+imski" modela.

rvi model prometnog toka ra(vio je greens"ields 1934. godine koji je na temeljui(mjereni" podataka i aero snimaka te primjenom regresijske anali(e utvrdio da se #r(inamo+e i(ra(iti kao linearna *unkija gustoe. De*inirao je i(ra(-

v = v ffs – (v ffs /k j )k

gdje je-

v – prosječna #r(ina toka km@"

6



v ffs - #r(ina slo#odnog toka km@"

k j A gustoa pri maksimalnoj konentraiji vo(ila vo(@km

k A prosjena gustoa toka vo(@km

,a slii 1.1 gra*ički je prika(an odnos #r(ine i gustoe i odgovarajui odnos #r(ina5tok i tok5gustoa koji se mogu i(vesti i( greens"ieldsovog i(ra(a i predstavljaju najjednostavnijuve(u ova tri osnovna parametra prometnog toka.

Slika 1 osnovni dijara!i odnosa brzin", usto#" i toka (r""ns$i"lds)

B



3.2 Mikroskopski modeli prometnog toka

%a ra(liku od makroskopski" modela čiji parametri opisuju tok kao jelinumikroskopski modeli opisuju pona0anje jednog para vo(ila unutar prometnog toka u(

pretpostavku da se takvo pona0anje mo+e (atim primijeniti na sva ostala vo(ila u toku. Stogase kod ovi" modela koriste parametri koji opisuju kretanje na ra(ini pojedinog vo(ila a to su-individualna #r(ina vrijeme slijeda i ra(mak vo(ila čije su de*iniije dane u uvodnom dijelu.

<vi modeli koji opisuju način kretanja pojedinog vo(ila u toku. Stoga se kod ovi"modela koriste parametri koji opisuju kretanje na ra(ini pojedinog vo(ila a to su individualna

#r(ina vrijeme slijeda ra(mak i vo(ila. <vi modeli koji opisuju način kretanja pojedinogvo(ila u prometnom toku tj. način na koji vo(ilo slijedi vo(ilo ispred se#e na(ivaju se jo0 imodeli slijeda vo(ila i na njima se temelji logika simulaijski" modela. ?a(vili su se

početkom $!5i" i 6!5i" godina pro0log stoljea. rve radove koji opisuju teoriju slijeda vo(ilao#javili su ?eus"el i ipes. Daljnji doprinos ra(voju modela slijeda vo(ila dali su )ometani i

Sasaki Cor#es te grupa istra+ivača unutar eneral Motorsa koji su takoer proučavaliinterakiju vo(ila unutar prometnog toka. ,aročito va+an doprinos dali su istra+ivači eneralMotorsa koji su utvrdili matematičku ve(u i(meu mikroskopski" i makroskopski" modela

prometnog toka.

8



4 Dinamički sustavi modeliranja prometa

Simulaija u u+em smislu (nači eksperimentiranje sa matematičkim modelom realnogsustava u odreenom vremenu. U 0irem smislu simulaija o#u"vaa i postupak i(rade modela

0to (nači da #e( modela ne postoji osnova (a i(radu simulaije.

Simulaija daje podatke o moguem pona0anju stvarnog sustava. U( do#ro planiranu ii(vedenu simulaiju mo+e se postii vrlo visoka vjerojatnost točnog opisivanja proesa urealnom sustavu. Simulaije se u praksi koriste (a veri*ikaiju analitički" modela odnosno (aispitivanje pona0anja nekog sustava tj. njegove reakije na ra(ličite parametre. Samasimulaija ne vr0i optimi(aiju ali se mo+e koristiti (a i(#or najpogodnije varijante. Slika 1

prika(uje odnos realnog sustava prema modelu i simulaiji.

Slika % &dnos r"alno sustava 'r"!a !od"lu i si!ulaciji

Mnogo je ra(loga (a kori0tenje simulaije a pose#no se nameu tri glavna ra(loga.

1. ?je0avanje pro#lema gdje je matematička anali(a suvi0e kompleksna i ne daje jednostavna rje0enja

2. Stjeanje novi" (nanja i ra(umijevanje me"ani(ma dogaanja u kompleksnimsituaijama realni" proesa3. Eelja da se unaprijed i(vr0e pripreme (a pro#leme koji jo0 ne postoje u realnom

svijetu a mo+e do nji" doi.

4.1 Simulaijski modeliostoje dvije ra(ine klasi*ikaije simulaija. rva je ra(ina autora modela gdje se

o#avlja veri*ikaija i validaija samog modela te druga ra(ina gdje se proučava utjeajra(ličiti" parametara i strategija :igra;. ostupak proved#e simulaijskog proesa uvijek je

sličan i sastoji se od nekoliko glavni" elemenata. /(#or najprikladnijeg modela i postavljanjeteorije simulaije planiranje prvi je korak nakon kojeg slijedi proved#a simulaije

9



generiranjem slučajni" #rojeva odnosno sto"astičke varija#le na ula(u u model. %atim seo#avlja registraija re(ultata simulaije od(iv modela anali(iraju se do#iveni re(ultatisimulaije. otom se stečena sa(nanja i( simulaijskog modela primjenjuju na stvarni sustav.Simulaije se provode sve dok se istra+ivači ne umore ne potro0e se sva raspolo+iva sredstvaili dok se ne postigne +eljeni ilj.

Simulaijski se modeli mogu primijeniti u postupku planiranja projektiranjavrednovanja varijantni" rje0enja validaiji i kali#raiji novi" analitički" modela i ra(nim(nanstvenim istra+ivanjima. Upotre#a simulaijski" modela na istra+ivačkom i stručnom

području otvara mogunosti provjeravanja i vrednovanja novi" načina u voenju prometa teuspored#u varijantni" projektni" rje0enja prije nego 0to se nedostai novi" rje0enja odra(e naterenu.

%a ra(liku od empirijski" i analitički" modela koji su deterministički (načei da (aiste ula(ne podatke uvijek daju isti i(la(ni re(ultat simulaijski modelu su sto"astičke prirodei (a opisivanje prometnog toka koriste se slučajnim varija#lama odnosno ra(dio#ama

vjerojatnosti. Simulaijski se modeli koriste algoritmima s pomou koji" de*iniraju prometnitok u prostoru i vremenu tako da modeliraju kretanje svakog vo(ila i nji"ovu meuso#nuinterakiju te se prometni poka(atelji potre#ni (a vrednovanje pojedinog rje0enja do#ivaju i(simuliranog prometnog toka. Fto je vi0e ula(ni" podataka i 0to su oni točniji to je vjerojatnijeda e simulaijski model dati realnije re(ultate #li+e stvarnom stanju promatranog toka.Upora#om slučajni" varija#li pri opisivanju pojedini" elemenata prometnog toka nastoji se0to vjernije prika(ati prika(ati stvarne proese kao 0to su dolasi vo(ila na raskri+je #r(inevo(ila karakteristike pojedine dionie prometne mre+e ali takoer je mogue i vidjeti

pona0anja i karakteristike mre+e u slučaju vei" dogaaja poput po+ara potresa prometni"nesrea turistički" (#ivanja i slično.

4.2 Deterministički matematički modeli%akonitosti kretanja motorni" vo(ila u prometnim tokovima na prometniama ovise o

#rojnim *aktorima radi čega i opisivanje ti" (akonitosti predstavlja vrlo slo+en proes. Unaj(načajnije *aktore koji utječu na (akonistosti kretanja motorni" vo(ila u prometnimtokovima na prometniama spadaju- uvjeti prometnie veličina protoka karakteristike

protoka vo(no5dinamičke karakteristike vo(ila psi"o*i(ičke oso#ine vo(ača motiviranostvo(ača stanje i karakteristike sustava (a reguliranje i upravljanje prometom kao i atmos*erskiuvjeti poput vidljivosti klime relje*a i slično. %#og navedeni" ra(loga (a opisivanje

(akonitosti kretanja motorni" vo(ila u pormetnim tokovima na prometniama rje0enja sunaena u metodama modeliranja.

)ao 0to je ve rečeno model predstavlja apstraktan opis stvarnog proesa. Ukonkretnom slučaju model tre#a 0to točnije opisati pona0anje realnog proesa kretanjemvo(ila u prometnim tokovima na prometniama. S o#(irom na karakter promjenljivosti*aktora utjeajni" na (akonitosti kretanja vo(ila u prometnim tokovima na kojima se temeljematematički modeli ra(likujemo detereminističke matematičke modele i sto"astičkematematičke modele. <pi uvjeti kretanja vo(ila u prometnom toku na putu mogu #itide*inirani uvjetima slo#odnog toka normalnog toka (asienog toka i *orsiranog toka.

Slo#odni tok prometa opisuju uvjeti pri kojima se sva vo(ila na promatranoj dionii puta kreu slo#odno 0to (nači da na #r(inu svakog pojedinačnog vo(ila nemaju utjeaja

1!



vo(ila na putu. <#(irom da je tok po prirodi vrlo neravnomjeran to se uvjeti slo#odnog tokaostvaruju pri (natno manjim veličinama protoka do 4$! vo(ila na sat vo(@".

Uvjeti normalnog toka su oni kada se vo(ilo kree pod djelomičnim utjeajem ostali"vo(ila na putu. Go(ila nisu u mogunosti da u #ilo kojem trenutku ili na #ilo kojem mjestu

i(vr0e pretjeanje. Matematičko opisivanje pretjeanja u normalnom toku je (natno slo+enijenego u slo#odnom toku.

%asien tok predstavlja promet u koloni. 'o su uvjeti pri kojima se sva promatranavo(ila kreu u koloni. )olonu sa stajali0ta meuso#nog interakijskog utjeaja čine najmanjedva ili vi0e vo(ila koja se kreu istom prometnom trakom jedno i(a drugog. Hr(inu kolonediktira prvo vo(ilo u koloni dok svako vo(ilo u koloni ima #r(inu ovisnu od vo(ila koje jeispred njega. rema istra+ivanjima (a opisivanje protoka vei" od 3!! vo(@" po prometnojtrai najuspje0nije se mogu koristiti dinamički modeli. Sa stajali0ta vremenski" intervala

praenja (asienim tokovima odgovaraju uvjeti pove(anog kretanja vo(ila s intervalima praenja od 1.6 do 1.B sekundi. romatrajui preko srednji" vrijednosti i apstra"irajui

vremensku neravnomjernost toka (asien tok tre#ao #i #iti u granii od 21!! do 22!! vo(ilana sat po trai.

Uvjeti *orsiranog prisilnog toka predstavljaju i(ra(ito kole#ljiv tok u kojem je (natno prisutna pojava udarni" valova. )od *orsiranog toka kao i kod (asienog toka radi se ouvjetima prometa u koloni s tim 0to se kod *orsiranog toka (a ra(liku od (asienog toka radi oveoj gustoi prometa a manjim #r(inama u( pojavu česti" (astoja.

Deterministički matematički modeli koji se koriste u opisivanju (akonitosti kretanjavo(ila u prometnim tokovima na prometniama dijele se na mikroskopske i makroskopske.ristup koji pola(i od promatranja (akonitosti kretanja pojedini" elemenata toka na(iva

mikroskopski dok pristu koji u istra+ivanju prometnog toka pola(i od ukupnog toka kaojeline na(iva se makroskopski.

4.3 Sto"astički matematički modeli)od sto"astički" modela isti ula(ni podai ne daju isti i(la(ni re(ultat upravo (ato 0to

slučajne varija#le koje se primjenjuju u modelu temeljene su na de*iniranim ra(dio#amavjerojatnosti i generaije slučajni" #rojeva. Stoga je potre#no napraviti odreen #roj

ponavljanja iteraija simulaije s istim ula(nim podaima a krajnji se re(ultat do#ije kaosrednja vrijednost re(ultata pojedine simulaije. Upora#om jednad+#e slijeda vo(ila u(

primjenu jednad+#i jednoliko u#r(anog kretanja mo+e se (a svako vo(ilo odrediti polo+aj #r(ina i u#r(anje u svakom vremenskom trenutku čime se de*inira trajektorija vo(ila.'rajektorija vodeeg vo(ila ovisi o graničnim vrijednostima parametara poput #r(ineu#r(anja usporavanja itd. te o njoj ovise trajektorije vo(ila koji ga slijede. odai

proračunati (a svaki vremenski korak omoguavaju simulaiju kretanja vo(ila du+ prometnia.

<snovna karakteristika sto"astički" modela su slučajne varija#le kojima se opisuju pojedine komponente u modelu primjenom Monte arlo metode. 'o (nači da ovi modelimoraju sadr+avati postupak generiranja slučajni" #rojeva na temelju koji" se simuliraju

slučajni dogaaji u sistemu kao 0to su npr. način dolaska vo(ila na raskri+je tip pristiglogvo(ila karakteristike vo(ača i dr.

11



)ako se slučajni #rojevi često upotre#ljavaju u ra(ličitim područjima istra+ivanja (anji"ovo generiranje ra(vijeno je vi0e metoda. Hudui se danas (a generaiju slučajni" #rojevakoriste računala odnosno nekakav determinirani program ovako do#iveni #rojevi na(ivaju se

pseudoslučajni #rojevi tj. proi(vode se na deterministički način ali (adovoljavaju sve testoveslučajnosti odnosno pona0aju se kao da su (aista slučajni. Do#ra karakteristika

pseudoslučajni" #rojeva je 0to se odreena ispitivanja mogu ponoviti s istim ni(om pseudoslučajni" #rojeva koji e re(ultirati istim karakteristikama prometnog toka te na tajnačin omoguavaju #olju uspored#u varijantni" rje0enja #ilo u graevinskom ili prometno5regulaijskom smislu. )ao primjer mo+e se navesti slijedee- ako se prilikom anali(eodvijanja prometa na nekom sema*ori(iranom raskri+ju +ele usporediti varijantna rje0enjanačina kontrole prometa tada je po+eljno da se 1!9 minimali(ira utjeaj strukture prometnogtoka i@ili karakteristika vo(ača ve da se samo usporede promjene mjera e*ektivnosti(aka0njenja duljine repa vremena putovanja i dr. nastale (#og utjeaja načina kontrole. Uovom slučaju (a svako od varijantni" rje0enja koristio #i se isti ni( pseudoslučajni" #rojevakoji de*inira strukturu prometnog toka i@ili karakteristike vo(ača a varirao #i se način i

vrijeme dolaska vo(ila na raskri+je i na taj način uspored#a do#iveni" mjera učinkovitostidala #i odgovor koji od predlo+eni" načina kontrole predstavlja najkvalitetnije rje0enje.

Dinamički prika( prometni" tokova animaija na ekranu omoguava uvid udogaanja na oreenoj prometnoj mre+i i (a sada0nje i (a planirano stanje. 'ako je mogueunaprijed učinkovito pripremiti rje0enja koja e osigurati povoljne uvjete (a predvieni rast

prometa.

romjene u sustavu temelje se na diskreti(aiji vremena i proračunavaju se (aodreeni vremenski korak. Model prometne mre+e de*inira se sustavom čvorova i ve(a gdjeve(a predstavlja dioniu este ili uliu a čvor o(načava eventualnu promjenu geometrijskog

o#lika raskri+je ili ula(no5i(la(nu točku na mre+i. ,akon unosa ula(ni" podataka i provedenesimulaije kao i(la(ni re(ultati do#iju se ra(ličite mjere učinkovitosti kao 0to su- prosječnoka0njenje prosječna duljina repa maksimalna duljina repa #roj (austavljanja (aka0njenje(#og stajanja prosječna duljina proenog puta itd. ,a temelju do#iveni" re(ultata mo+e seoijeniti *unkioniranje prometnog sustava a ujedno do#iveni re(ultati mogu poslu+iti i kaotemelj (a daljnju optimi(aiju prometni" tokova tako da se svaka nova ideja i prijedlogrje0enja mogu ispitati na modelu prije primjene na terenu.

12



$ Metodologija proved#e simulaije

)ao 0to je ve spomenuto korai koji pret"ode samoj simulaiji takoer su diosimulaije. Ga+no je uočiti da #e( pripreme ula(ni" podataka i odreivanja matematičkog

modela ne postoji simulaija.

rvi korak je planiranje simulaije gdje se #ira najprikladniji model i postavlja seteorija simulaije koja e slu+iti kao glavna okosnia simuliranja. Sljedi proved#a simulaijegdje se generiranjem slučajni" #rojeva odnosno sto"astičke varija#le utječe na ula(ne

podatke simulaijskog modela kako #i se potaknuli ra(ličiti i(la(ni podai. ,akon provedenesimulaije slijedi registraija re(ultata gdje se proučava od(iv matematičkog modela u

postupku simulaije i anali(iraju se do#iveni re(ultati. ,a kraju se i(vlače (aključi iin*ormaije koje se mogu primjeniti na stvarni sustav #e( da se mora eksperimentirati naistom. Slika 2 ilustrira postupak provodenja simulaije.

Slika ilustracija 'ostu'ka vo"nja si!ulacij" (!"todoloija)

?a(voj sto"astički" simulaijski" modela prometnog toka generalno se ne ra(likuje od #ilo kojeg opeg postupka pri i(radi nekog modela 0to uključuje slijedee korake-

1. De*iniranje pro#lema i ilj modeliranjarvi je korak identi*ikaija pro#lema odnosno utvrivanje svr"e (a0to se ra(vijamodel i 0to se od modela očekuje kao i(la(ni re(ultat

2. De*iniranje sistema koji e se modeliratiSistem se de(agregira da #i se utvrdile njegove sastavne komponente i nji"ovameuso#na interakija. ,adalje utvruju se potre#ni ula(ni podai i nji"ova

svojstva te postavljaju granie područja primjenjivosti modela.3. Cormulaija modela

13



<vaj korak predstavlja najkompleksniji i najkreativniji dio ra(voja modela. ,akonde*iniranja ula(ni" i +eljeni" i(la(ni" podataka te sastavni" komponenata modela

potre#no je de*inirati tok podataka unutar modela i algoritme kojima se opisuju pojedine komponente i nji"ova interakija te kreirati logičku strukturu kojom seove komponente integriraju u jedinstveni model. rogramski je(ii koji se koriste

kod ra(voja simulaija mogu se klasi*iirati u speijali(irane simulaijske kao 0tosu S/MS?/' i SS ili ope kori0tene programske je(ike kao 0to suC<?'?7, 7S7& II >7G7 i drugi.

4. Geri*ikaija modelailj veri*ikaije je utvrditi da li ra(vijeni so*tJare odnosno logika modela točno

provodi postupke kako je (ami0ljeno dijagramom toka ne ula(ei u pitanje točnostikonačnog re(ultata ve samo korektno provedenog proesa simulaije.

$. Galidaija i kali#raija modelaGalidaijom se utvruje kon(istentnost podataka projenjeni" modelom i stvarnoi(mjereni" veličina na temelju de*iniranog validaijskog kriterija i provedeni"

statistički" testova te se po potre#i i(vr0i kali#raija parametara u modelu.

Hitno je prilagoditi pristup modeliranju ovisno o mogunostima i potre#ama. )renuti ui(radu modela (a koji nemamo sve dostupne podatke i potre#ne resurse nee re(ultiratido#rim modelom. %ato je #itno naglasiti da se modeliranje mora prilagoditi načinu dono0enjaodluka potre#no je utvrditi ra(inu nu+ne prei(nosti i utvrditi da li je dosti+na s o#(irom nadostupne podatke. 'akoer je potre#no odrediti resurse i spei*ična (nanja potre#na (a anali(ui i(radu matematičkog modela. /(rada kompleksni" modela (a"tijeva pomno planiranje iovisno o tome koliko se do#ro isplanira proes i(rade modela utoliko e model #iti prei(niji

#olji i e*ikasniji./(raeni modeli mogu se primijeniti samo u( kali#raiju prema trenutnim uvjetima u(

do#ru projenu varija#li. Ukoliko se dovoljno prei(no kali#rira i o#avi projena tada se mo+egovoriti o pogre0ki modela koja je dovoljno malena kako #i se mogla (anemariti i modelkoristiti kao relevantan.

14



6 %aključak

<visno na koji način se reali(ira opona0anje promatranog sistema simulaijski modelise generalno mogu podijeliti na *i(ičke trodimen(ionalne modele stvarni" proesa i

sim#oličke modele koji putem matematički" i@ili logički" relaija u( pomo računala opisuju pona0anje promatranog sistema.

)ronolo0ki gledano primjena kompjuterske simulaije na ovom području (apočela je pedeseti" godina pro0log stoljea. <d tada su se simulaijski modeli ra(vijali i postali koristanalat u transportnom in+enjerstvu s ra(ličitim mogunostima primjene. Danas se simulaijemogu koristiti u postupku planiranja projektiranja vrednovanja varijantni" rje0enja validaijii kali#raiji novi" analitički" modela ra(nim (nanstvenim istra+ivanjima a čine i sastavnukomponentu veine aplikaija /nteligentnog transportnog sustava /'S. Upotre#asimulaijski" modela na istra+ivačkom i stručnom području otvara mogunosti provjeravanjai vrednovanja novi" načina u voenju prometa te uspored#u varijantni" projektni" rje0enja

prije nego 0to se nedostai novi" rje0enja odra(e na terenu. ra*ička sučelja kojaomoguavaju animaiju simuliranog odvijanja prometa u prostoru i vremenu daju mogunost

#oljeg uvida u način odvijanja prometnog toka te vi(uali(aijom stanja na mre+i utvrivanjeu(roka eventualni" (astoja u prometu. %a 0to realniju simulaiju estovnog prometnog sustava

potre#no je adekvatno modelirati sve njegove elemente- prometnie i čvori0ta s pripadajuimgeometrijskim karakteristikama način kontrole prometa vrste i mogunosti vo(ila oso#inevo(ača kao i interakiju ovi" elemenata koja re(ultira odreenom prometnom situaijom.<visno o načinu modeliranja i svojstvima primijenjeni" varija#li (a de*iniranje pojedini"elemenata koji su ranije opisani u ovom seminaru.

<vim seminarom kratko je prika(an osnovni konepta modeliranja proesa i logikei(a simulaija načinu rada simulaija te su dane neke mogunosti kori0tenja simulaijski"alata.

1$



&iteratura

)njige

1. /. Ho0njak 2!!6. *nt"li"ntni trans'ortni sustavi * Cakultet prometni" (nanostiSveučili0te u %agre#u %agre#

2. /. Ho0njak D. Hadanjak 2!!$. &snov" 'ro!"tno inž"nj"rstva Cakultet prometni" (nanosti Sveučili0te u %agre#u %agre#

%nanstveni člani

3. D. Hre0ki D. vitani . Guku0i 2!1!. +ri!j"na si!ulacijski$ !od"la 'ri

izradi 'ro!"tn" analiz" raevinar 62 2!1! 2 str. 1135122 Split

Diplomski radovi

4. ). Kurkovi 2!13. +ri!j"na int"li"ntni$ trans'ortni$ sustava u c"stovno!

'ro!"tuL omorski *akultet u ?ijei Sveučili0te u ?ijei ?ijeka

Skripte

$. D. vitani T"orija 'ro!"tno toka raevinsko5ar"itektonski *akultet

Sveučili0te u Splitu Split6. /. Dadi . )os 2!!B. T"orija i oranizacija 'ro!"tni$ tokova Cakultet prometni" (nanosti Sveučili0te u %agre#u %agre#

B. /. Kavar Si!ulacij" u 'ro!"tu, Cakultet prometni" (nanosti Sveučili0te u%agre#u %agre#

16

ITS1 - Seminar

Documents

Transcript of ITS1 - Seminar