شبیه سازی در مهندسی ترافیک

مبانی مدلهای شبیه سازی

شبیه سازی چیست؟

شبیه سازی را می توان به عنوان فرآیند طراحی یک مدل از یک سیستم واقعی و کاربرد آن به منظور درک سیستم و یا ارزیابی استراتژی های مختلف برای عملکرد سیستم تعریف کرد.

در حقیقت کار شبیه سازی تقلید رفتار یک سیستم واقعی است.

امروزه شبیه سازی یکی از قویترین و قابل قبول ترین ابزارهای تحقیق در عملیات و تحلیل سیستم هاست.

چه موقع شبیه سازی می تواند به عنوان یک ابزار خوب بکار رود؟

زمانیکه هدف مطالعه روابط متقابل و درونی یک پیچیده یا یک زیرسیستم درون یک سیستم ترکیبی پیچیده است.

وقتی که تغییرات اطلاعاتی، ساختاری و محیطی می تواند شبیه سازی گرددو تأثیر تغییرات در این مسائل روی رفتار مدل مورد مطالعه قرار گیرد.

اطلاعات بدست آمده در هنگام طراحی یک مدل شبیه سازی می تواند ارزش زیادی در هنگام دادن پیشنهادات جهت توسعه مدل در بر داشته باشد.

چه موقع شبیه سازی می تواند به عنوان یک ابزار خوب بکار رود؟

پیدا کرن حساسیت مدل روی متغیرهای مختلف

شبیه سازی می تواند انجام گیرد تا یک نتایج یک طراحی یا یک سیاست جدید قبل از اعمال تجربه کنیم.

منافع شبیه سازی

سیاست ها، روش ها و طراحی ها و … می تواند مورد بررسی قرار گیرد قبل ازآنکه در دنیای واقعی مشکلی به خاطر اعمال آنها به وجود آید.

سخت افزاز ها، طرح های واقعی سیستم های مختلف حمل ونقل و … می توانند آزمایش شوند بدون اینکه هزینه تأسیس یک مدل واقعی پرداخته شود.

فرضیات در مورد چگونه و چرایی پدیده های مشخص می تواند برای امکان سنجی مورد مطالعه قرار گیرد.

برای درک صحیح تر چگونگی کارکرد سیستم مفید است.

سؤالات what if ، چه می شود اگر در مورد سیستم های جدید پاسخ داده می شود

مضار شبیه سازی

آموزش خاصی برای ساخت مدل لازم است، به علاوه مدل های ساخته شده توسط دو فرد مختلف ممکن است شبیه هم باشند یا کاملاً متمایز.

مدل های شبیه سازی وقت گیر و گران است.

گاهی اوقات شبیه سازی در مواردی بکار می رود که جوابهای تحلیلی وجود دارد و این درست نیست.

چرا شبیه سازی

سختی

پیچیدگی

غیر خطی

اثرات غیر قطغی

عدم ثبات

ناپایداری

فرآیند شبیه سازی

تشریح جزئی مسأله

سؤالات چه می شود اگر؟

بهینه سازی

مقایسه سیستم های مختلف (نقطه قوت شبیه سازی)

کنترل تجربی

مؤلفه های سیستم شبیه سازی

کار Job, Entity

صفت خاصیت Attributes

فعالیت Activity

حالت State

واقعه Event

منابع Resource

برخی اصطلاحات فنی در شبیه سازی

Warm up Period

Replication

Arrival type

Queue

State variable

Server

Service Time

برخی کاربردهای شبیه سازی ترافیک

ارزیابی یک سیستم کنترل جدید در تقاطع ها

بررسی تعادل در تخصیص دینامیک

ارزیابی اصلاح جهت بندی معابر در شبکه یک محدوده

بررسی اجزاء یک نرم افزار شبیه ساز

ورودی ها (انواع وسائل)

اجزاء شبکه (قطعات راه، تقاطع ها، رمپ ها، حمل و نقل همگانی و …)

کنترل ها (کنترل تقاطع های چراغدار، کنترل رمپ های ورودی)

ورودی های شبکه

نحوه ورود

مقصد

ویژگی های فیزیکی وسیله

ویژگی های دینامیکی وسیله

ویژگی های رفتاری راننده

بررسی برخی شاخص های عملکردی

MOE: Measure of Effectiveness

کل زمان سفر

کل وسیله نقلیه کیلومتر

کل حجم عبور کرده از شبکه

سرعت متوسط در شبکه، بین مبادی و مقاصد و روی مسیرها

کل تأخیر

طول صف…..

بررسی مطالعات موردی

استفاده از شبیه سازی در مطالعات عارضه سنجی ترافیک

استفاده از شبیه سازی در بررسی عملکرد تقاطع چراغدار

استفاده از شبیه سازی در مقایسه عملکرد تقاطع چراغدار و دور برگردان

منبع : بخشی از دوره های کوتاه مدت حمل و نقل و ترافیک