Được đại học Cornell bắt đầu phỏt triển năm 1987. Hiện tại phiờn bản mới nhất là CORSIM 4.1, được phỏt hành thỏng 9 năm 2002.
Sử dụng mụ hỡnh "micronode" mụ phỏng tương tỏc giữa cỏc xe tại nỳt giao thụng Thời gian cập nhật trạng thỏi khụng đổi 1s.
2.2.2 Phần mềm SIMTRAFFIC
Mụ phỏng giao thụng trong đụ thị, trờn đường cao tốc với cỏc phương tiện là xe hơi, xe tải, xe bus. SIMTRAFFIC được sử dụng như một thành phần hỗ trợ ra quyết định trong hệ thống điều khiển tớn hiệu giao thụng SYNCHRO. ớt quan tõm đến việc kết xuất dữ liệu về trạng thỏi hoạt động của xe Thời gian cập nhật trạng thỏi khụng đổi 0.1s Yờu cầu thể hiện điều kiện giao thụng trong thế giới thực cao hơn so với phần mềm CORSIM
Hỡnh 2.2 Giao diện phần mềm mụ phỏng SIMTRAFFIC
Giỏ bỏn lẻ một bản đơn $3099
2.2.3 Phần mềm VISSIM
Hỡnh 2.3 Giao diện mụ phỏng 3D phần mềm VISSIM
Giỏ bỏn lẻ một bản đơn của VISSIM là $2,495.00
Ngoài ra, VISSIM là một thành phần trong bộ cụng cụ phần mềm ứng dụng trong giao thụng vận tải được phỏt triển bởi PTV. Bộ cụng cụ này bao gồm cỏc gúi phần mềm sau:
VISUM: hệ thống thụng tin và lập kế hoạch trong cỏc quỏ trỡnh vận tải với cỏc chức năng chớnh là thiết kế mạng giao thụng, phõn tớch, đỏnh giỏ, phõn cụng, dự bỏo nhu cầu giao thụng và lợi nhuận thu về.
INTERPLAN: lập lịch trỡnh cho phương tiện, lờn kế hoạch về nhõn lực cựng quản lý và điều hành giao thụng.
2.2.4 Phần mờm HUTSIM
HUTSIM Được phỏt triển bởi đại học Helsinki. Mụ hỡnh thu thập thụng tin của lỏI xe là một nhõn tố được đỏnh giỏ cao trong phần mềm HUTSIM Được đại học Edinburgh (Anh) bắt đầu phỏt triển từ năm 1990, sau đú được Quadstone Limited phỏt triển thành sản phẩm thương mại năm 1998. Đến nay, Paramics trở thành một trong những phần mềm mụ phỏng giao thụng hoàn thiện nhất trờn thế giới.
Hỡnh 2.4 Giao diện mụ phỏng phần mềm HUTSIM
Hỡnh 2.5 Giao diện mụ phỏng phần mềm Paramics
2.2.6 Phần mềm AIMSUN
AIMSUN là một sản phẩm của KLD Associates, Inc - Tõy Ban Nha AIMSUN cú khả năng mụ phỏng giao thụng trong đụ thị, đường cao tục, đường quốc lộ, đường vành đai …
Cung cấp giao diện lập trỡnh (API) và cụng cụ hỗ trợ phỏt triển (SDK) cho phộp giao tiếp với cỏc hệ thụng phần mềm khỏc và dễ dàng phỏt triển thờm cỏc chức năng mới.
Hỡnh 2.7 Giao diện thiết kế mụ phỏng phần mềm AIMSUN
Sử dụng cụng nghệ tớnh toỏn song song tăng tốc độ tớnh toỏn và mở rộng phạm vi mụ phỏng. Cú khả năng làm việc với cỏc ma trận OD trong cỏc ứng dụng lập kế hoạch vận tải
2.2.7 Phần mềm WATSIM
WATSIM là một sản phẩm của đại học Bonn. WATSIM cú một đặc điểm chung với CORSIM là sử dụng thời gian cập nhật trạng thỏi cố định 1s.
Chương 3 - GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SIMTRAFFIC VÀ ỨNG DỤNG 3.1 Giới thiệu phần mềm
Synchro Plus là một gúi phần mềm hoàn chỉnh cho mụ hỡnh, tối ưu húa, quản lý và mụ phỏng hệ thống giao thụng. Synchro Plus là một bộ phần mềm bao gồm:
Synchro - Chương trỡnh phõn tớch vĩ mụ và tối ưu húa;
SimTraffic - Ứng dụng phần mềm mụ phỏng mạnh và dễ dàng sử dụng; 3D Viewer - Mụ phỏng khụng gian 3 chiều;
SimTraffic CI - Ứng dụng tương tỏc với thiết bị điều khiển (Controller Interface) được kết nối với bộ điều khiển để mụ phỏng hoạt động giao thụng.
SimTraffic thực hiện mụ phỏng vi mụ và hỡnh ảnh động của phương tiện giao thụng. Phương tiện giao thụng (xe) được mụ hỡnh và hiển thị trờn mụ hỡnh đường phố. SimTraffic mụ phỏng cỏc ngó tư cú tớn hiệu đốn và khụng cú tớn hiệu đốn cũng như phần đường dành cho với xe ụ tụ, xe tải, người đi bộ và xe bus. Khụng giống như một số ứng dụng mụ hỡnh khỏc, phần mềm SimTraffic thực hiện được chức năng view 3D đồng thời trong quỏ trỡnh hoạt động mụ phỏng. Cỏc tham số thiết lập trực quan và cụ thể trong Synchro được sử dụng là bộ tham số thiết lập trong quỏ trỡnh mụ phỏng với SimTraffic.
SimTraffic tạo một file 3D cú thể xem được với Trafficware 3D Viewer. Ba tham số mụ phỏng chủ yếu của người xem để phỏt lại dữ liệu SimTraffic trong một mụi trường 3D bao gồm cảnh (scene) , hoạt động lỏi (ride) , và xe (track). Khả năng tạo cảnh quan để nõng cao nền mặc định cũng là cú sẵn trong 3D Viewer.
Bộđiều khiển giao diện - CI
SimTraffic CI mụ phỏng hoạt động của xe và cỏc hoạt động của bộ phỏt hiện. Cỏc tham số phỏt hiện được gửi tới bộ điều khiển thụng qua giao diện điều khiển (CI). Bộ điều khiển hoạt động như trong tỡnh huống giao thụng thực tế. Thụng tin về pha hiện tại được trả về từ bộ điều khiển để SimTraffic CI qua thiết bị CI. Dữ liệu được trao đổi giữa SimTraffic CI và cỏc phần mềm thiết bị CI được thực hiện 10 lần/giõy.
Cỏc giao diện thiết lập tham số cơ bản
Map View and Layout
MAP View bao gồm vựng để vẽ và cỏc nỳt giao diện thiết kế. Vựng để vẽ được sử dụng để thiết kế mạng lưới liờn kết và cỏc nỳt giao thụng. Phần bờn phải của Map View là cỏc nỳt giao diện thiết kế.
Hỡnh 3.1 Giao diện Map View
Synchro mụ hỡnh đường phố, nỳt giao thụng là cỏc liờn kết (links) và cỏc nỳt (nodes). Cỏc liờn kết và nỳt này được tạo ra trờn Map View. Mỗi giao điểm (ngó 3, ngó 4 …) khi phõn tớch mụ phỏng được đại diện bởi một nỳt. Cú hai loại liờn kết: liờn kết nội bộ và cỏc liờn kết ngoài. Liờn kết nội bộ thực hiện một phần của đường phố giữa hai nỳt giao thụng. Liờn kết ngoài thực hiện việc di chuyển đến nỳt giao thụng khụng liờn kết với nỳt giao thụng cú tớn hiệu đốn.
Hỡnh 3.2 Thiết lập cỏc tham sốđầu vào
Xem lại toàn bộ cỏc tham sốđầu vào
Thiết lập cỏc tham số cho nỳt giao thụng
Số nhận nhận dạng ID hay số hiệu nỳt Khu vực
Chiều dài, loại điều khiển, thời gian và tối ưu húa Tọa độ (X,Y,Z)
Hộp thoại mụ tả nỳt Dữ liệu thời gian tớn hiệu
Thiết lập cỏc tham số làn đường
Thiết lập cỏc tham số làn đường thể hiện cỏc thụng tin về đường và cỏc khối hỡnh học khỏc.
Thiết lập cỏc tham số thời gian và tớn hiệu giao thụng
Cỏc thiết lập Timing được hiển thị với cỏc thụng tin về thời gian và pha. Khi thiết lập pha tớn hiệu đốn cú thể sử dụng thư viện cú sẵn hay thiết lập thủ cụng.
Hỡnh 3.5 Thiết lập tham số phase từ thư viện sẵn cú
Tối ưu húa tớnh toỏn trong Syncho 7
Syncho gồm một số chức năng tối ưu húa. Đú là điều quan trọng để thấy rừ những gỡ mỗi chức năng trong đú thực hiện và tiến hành tối ưu húa theo đỳng thứ tự.
Bước 1 Thiết lập cỏc thụng số thời gian Bước 2 (Tựy chọn) Phõn vựng mạng Phõn chia mạng thành hệ thống cỏc mạng Bước 3 Tối ưu Cycle Length(s) Bước 4
Tối ưu húa Offset and Phase
Hỡnh 3.7 Cỏc bước thực hiện tối ưu húa trong Syncho Plus
SimTraffic được thiết kế để mụ hỡnh mạng lưới tớn hiệu đốn giao thụng. Mục đớch chớnh của SimTraffic là để kiểm tra và điều chỉnh hoạt động tốt tớn hiệu giao thụng. SimTraffic đặc biệt hữu ớch cho việc phõn tớch tỡnh huống phức tạp mà khụng là dễ dàng mụ hỡnh húa được, bao gồm:
- Những nỳt giao thụng gần nhau cú chuyển đổi làn đường; - Ảnh hưởng của tớn hiệu giao thụng tới cỏc nỳt giao thụng;
- Hoạt động của cỏc nỳt giao thụng trong tỡnh trạng tắc nghẽn nặng;
SimTraffic thực hiện hoạt động mụ phỏng dựa trờn cỏc thiết lập đó tiến hành trờn phần mềm Syncho7, sau khi được lưu thành file .SYN. Trong quỏ trỡnh thực
Hỡnh 3.8 Ứng dụng mụ phỏng 3D
3.2 Ứng dụng phần mềm vào trong phõn tớch điều khiển phõn tỏn giao thụng đụ thị
Ứng dụng phần mềm Synchro Plus tiến hành thiết kế phõn tớch và mụ phỏng điều khiển giao thụng tại 2 ngó tư liờn tiếp trong nội thành Hà Nội là ngó tư Tõy Sơn - Thỏi Hà - Chựa Bộc (nỳt 1), ngó tư Chựa Bộc - Phạm Ngọc Thạch - Trung Tự - Tụn Thất Tựng (nỳt 2). Thiết kế phõn tớch mụ phỏng điều khiển giao thụng sử dụng phẩn mềm Synchro 7 Plus bao gồm cỏc phần: Thiết kế và đặt cỏc tham số cho đường phố, nỳt giao thụng (ngó tư); cỏc tham số về mật độ giao thụng, tham số tớn hiệu đốn giao thụng và cỏc pha điều khiển; mụ phỏng hoạt động và tối ưu cỏc tham số điều khiển.
Hỡnh 3.9 Thiết lập cỏc tham số mụ phỏng điều khiển giao thụng
3.2.1 Thiết lập cỏc tham sốđường
Cỏc tham số thiết lập cho đường được nhập vào thủ cụng dựa trờn cỏc đo đạc thực tế và ước lượng: cỏc làn đường và hướng đi, mật độ giao thụng (vph), tờn đường, chiều dài, bề rộng, tốc độ cho phộp trờn tuyến đường …
Tham số làn đường:
Đường Phạm Ngọc Thạch: 02 làn đường, chiều rộng 4.8 m, mật độ giao thụng 1100 vph (xe/giờ) rẽ phải 200 vph đi thẳng 800 vph, rẽ trỏi 100 vph , chiều dài đường 700m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ được phộp rẽ phải
Đường Trung Tự: 02 làn đường, chiều rộng 4.8 m, mật độ giao thụng 700 vph (xe/giờ) rẽ phải 100 vph đi thẳng 500 vph, rẽ trỏi 100 vph , chiều dài đường 300m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ khụng được phộp rẽ
600m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ khụng được phộp rẽ phải
Đường Chựa Bộc: 02 làn đường, chiều rộng 4.8 m, mật độ giao thụng 1000 vph (xe/giờ) rẽ phải 400 vph đi thẳng 100 vph, rẽ trỏi 500 vph , chiều dài đường 700m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ khụng được phộp rẽ phải
Đường Thỏi Hà: 02 làn đường, chiều rộng 4.8 m, mật độ giao thụng 1250 vph (xe/giờ) rẽ phải 150 vph đi thẳng 800 vph, rẽ trỏi 300 vph , chiều dài đường 1500m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ được phộp rẽ phải
Đường Tõy Sơn: 02 làn đường, chiều rộng 4.8 m, mật độ giao thụng 1100 vph (xe/giờ) rẽ phải 200 vph đi thẳng 500 vph, rẽ trỏi 400 vph , chiều dài đường 700m, tốc độ trung bỡnh trờn tuyến đường là khoảng 25 km/h, đốn đỏ được phộp rẽ phải
Hỡnh 3.10 Thiết lập tham số cho đường phố
3.2.2 Kiểm tra cỏc tham sốđầu vào
Cỏc tham số thiết lập cho cỏc đường trong nỳt: cỏc làn đường và hướng đi, mật độ giao thụng (vph), tờn đường, chiều dài, bề rộng, tốc độ cho phộp trờn tuyến đường … được thể hiện như hỡnh 3.11 và 3.12.
Hỡnh 3.11 Bảng tham sốđường nỳt 2
Hỡnh 3.12 Bảng tham sốđường cho nỳt 1
Hỡnh 3.13 Mụ phỏng điều khiển giao thụng tại nỳt 1 và nỳt 2
Tối ưu húa mụ phỏng
Cỏc bước tiến hành tối ưu
Bước 1: Thiết lập cỏc tham số thời gian
Tiến hành thiết lập tham số thời gian đốn giao thụng cho mỗi nỳt - Thiết lập tham số nỳt
- Thiết lập tham số đường
- Thiết lập cỏc tham số thời gian và cỏc pha - Tối ưu húa chu kỳ thời gian và cỏc pha
Bước 2: Phõn chia cỏc khu vực mụ phỏng và tối ưu húa. Bước này là bước tựy chọn. Phõn chia toàn bộ thiết kế thành cỏc khu vực khỏc nhau và tiến hành mụ phỏng tối ưu húa cho từng khu vực.
Bước 3: Tối ưu húa chu kỳ
Sử dụng chức năng tối ưu: Optimize → Network Cycle Length. Chức năng này sẽ tối ưu húa chu kỳ để được chu kỳ hiệu tốt nhất dựa trờn cỏc tham số thiết lập Measures of Effectiveness (MOE).
Khi tối ưu húa độ dài chu kỳ, chức năng tối ưu húa độ lệch để xem chu kỳ đó tạo ra đó được tối ưu đến mức nào. Trong bước này, việc tiến hành tối ưu húa được
thực hiện với thuật toỏn tớnh nhanh để xỏc định độ dài chu kỳ. Mỗi lần độ dài chu kỳ được chọn, việc tối ưu húa độ lệch lại được thực hiện.
Hỡnh 3.14 - Kết quả mụ phỏng tớn hiệu điều khiển giao thụng nỳt 2
Kết quả mụ phỏng thời gian tớn hiệu đốn giao thụng tại ngó tư nỳt 2 như sau: Hướng Chựa Bộc đi Trung Tự đốn xanh 13 giõy
Hướng Chựa Bộc đi Phạm Ngọc Thạch đốn xanh 13 giõy Hướng Trung Tự đi Chựa Bộc đốn xanh 27 giõy
Hướng Trung tự đi Tụn Thất Tựng đốn xanh 27 giõy
Hướng Phạm Ngọc Thạch đi Tụn Thất Tựng đốn xanh 21 giõy Hướng Phạm Ngọc Thạch đi Trung Tự đốn xanh 26 giõy Hướng Tụn Thất Tựng đi Phạm Ngọc Thạch đốn xanh 37 giõy Hướng Tụn Thất Tựng đi Chựa Bộc đốn xanh 13 giõy
Kết quả mụ phỏng so với thực tế điều khiển giao thụng cú sự chờnh lệch thời gian điều khiển đốn giao thụng giữa cỏc pha. Quỏ trỡnh tiến hành làm Luận văn tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển phõn tỏn cỏc nỳt đốn giao thụng trong phạm vi đụ thị, em đó tỡm hiểu nghiờn cứu cỏc hệ thống điều khiển giao thụng tiờn tiến
nội dung Luận văn tốt nghiệp em đó sử dụng bộ phần mềm Synchro Plus 7. Đõy là bộ phần mềm khỏ mạnh, được sử dụng để mụ phỏng và tối ưu húa việc điều khiển hệ thống giao thụng trong đụ thị. Tuy nhiờn, bộ phần mềm này được thiết kế để mụ phỏng cho hệ thống giao thụng đụ thị cỏc nước phỏt triển, do đú giới hạn tham số đầu vào cỏc phương tiện giao thụng là xe ụ tụ, xe tải và xe bus; điều này chưa phự hợp với hệ thống giao thụng tại Việt Nam - phương tiện giao thụng chủ yếu là xe, mụ tụ xe gắn mỏy. Do đú, nội dung thực hiện trong luận văn dừng lại ở mức độ nghiờn cứu và cú thể sẵn sàng ứng dụng cho giao thụng đụ thị tại Việt Nam trong tương lai. Mặt khỏc, hạn chế về cỏc cụng cụ hỗ trợ mụ phỏng trong thực tế như: hệ thống đo đếm mật độ giao thụng - nhận dữ liệu để đưa vào mụ phỏng (đõy là nội dung mà em dự định sẽ tiếp tục nghiờn cứu và phỏt triển sau này); cỏc tham số về lượng người đi bộ, đi xe đạp qua đường; và tớnh phức tạp trong giao thụng đụ thị ở Việt Nam dẫn tới sự sai lệch kết quả mụ phỏng với thực tế giao thụng đang diễn ra.
Tuy nhiờn, qua quỏ trỡnh học tập, nghiờn cứu và thực hiện nội dung Luận văn em đó nắm bắt và hiểu rừ hơn những ứng dụng về cụng nghệ vào thực hiện điều khiển hệ thống giao thụng trong cỏc thành phố ở cỏc nước tiờn tiến; hiểu và nắm được cỏc nguyờn lý trong mụ phỏng hệ thống giao thụng hiện đại; tỡm hiểu và khỏi quỏt được thực trạng phức tạp trong giao thụng đụ thị tại cỏc thành phố lớn tại Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Http:/www.vs-plus.com/pub/9601/e/9601.htm
2. Hệ thống giao thông thông minh Luân Đôn. www.streetmanagement.org.uk 3. Local Transport Plan for Greater Nottingham. www.itsnottingham.info. 4. Traffic Management in Munich. www.bmwgroup.com
5. Intelligent Transportation systems projects funded. http://www.itssti.gc.ca/en/menu.htm. 6. Urban Traffic Control System MAC 300W. www.scae.net.
7. ITACA – Intelligent Adaptive Traffic Control Area. www.telvent.com. 8. The “SCOOT” urban traffic control system. www.scoot-utc.com
9. Jianping Wu, Mark Brackstone, Mike McDonald; Fuzzy set and systems for motoway microscopic simulation model; www.elsevier.com/locate/fss.
10. Praveen Paruchuri, Alok Reddy Pullalarevu, Kamalakar Karlapalem; Multi Agent Simulation Of Unorganized Traffic; www.gdit.iiit.net.
11. Adrian Low, "Introductory Computer Vision And Image Processing", International Editor 1991, McGRAW-HILL BOOK, COMPANY.
12. Christopher John Setchell, (September 1997) “Application of Computer Vision